自上個世紀以來，塑料產品因其獨特的功能性，深入到我們生活中的方方面面。然而，傳統塑料工業的迅猛發展，也讓人類遇到了前所未有的危機。對此，一群綠色“替身”挺身而出，讓我們一起來瞧瞧吧！

傳統塑料帶來的環境污染

一

全球戰塑，為何迫在眉睫？

塑料是通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物材料。傳統塑料（例如基乙烯、聚丙烯）的原料通常來自石油裂解，而全球化石資源的逐漸枯竭，給傳統塑料的產量帶來了嚴峻的挑戰。

同時，長期以來，傳統塑料不僅消耗了大量的非可再生資源，其生產和使用過程中還會釋放大量的溫室氣體和有害物質，對環境造成重大影響。生物方面，海洋中的垃圾和塑料對所有海洋生物都將構成嚴重威脅；生態方面，塑料對浮游生物和海洋、淡水和陸地系統產生的影響也會間接改變全球碳循環；人體健康方面，海洋垃圾和塑料廢棄物同樣會威脅人類本身……

二

綠色“救星”——生物基高分子材料

面對傳統塑料帶來的挑戰，開發新型的、可持續的、環境友好的高分子材料成了當今科學研究的重要方向之一。科學家發現，一些生物資源（如植物、微生物等）也能成為生產高分子材料的原料，生物基高分子材料就這樣誕生了。

生物基高分子材料的循環

這類材料的開發和應用，不僅可以減少對有限化石資源的依賴、降低碳排放，還有助于推動農業的可持續發展，實現從“石油經濟”向“生物經濟”的轉變。更重要的是，許多生物基高分子材料具有良好的生物降解性，使用后可以通過自然過程分解，大大減少了環境污染。

三

“酷炫”的生物基高分子材料

目前，生物基高分子材料的種類日益增多，它們被廣泛應用于包裝、農業、紡織、汽車、建筑等領域。

常見的生物基高分子材料

1

聚乳酸（PLA）

由乳酸聚合得到，是目前應用最廣泛的生物基高分子材料之一，具有良好的生物降解性和生物相容性，常用于包裝材料、一次性餐具、醫療器械等領域。

由聚乳酸制作的杯子

2

生物基聚乙烯（Bio-PE）

以生物乙醇為原料通過聚合反應制得，其性能與傳統的聚乙烯相當，但生產過程更環保。生物基聚乙烯廣泛應用于包裝、農業薄膜、玩具、容器和管材等領域。

生物基高分子材料制作的細絲

3

生物基聚丁二酸丁二醇酯（PBS）

是一種完全生物降解的塑料，由可再生資源如糖、玉米或甘蔗通過發酵過程產生的丁二酸和丁二醇合成。應用領域主要包括包裝、餐飲、生物醫學等。

4

生物基聚酰胺（Bio-PA）

是一類從可再生資源如植物油、脂肪酸、甘蔗或玉米等生物質中提取的原料制成的聚酰胺（尼龍）。生物基聚酰胺廣泛應用于多個領域，包括紡織品、汽車工業、電子器件等。

5

聚羥基烷酸酯（PHA）

由微生物通過發酵過程直接產生的一類完全生物降解的高分子材料，可用于生產包裝材料、農業薄膜等。

四

生物資源來自哪里？

生物基高分子材料的單體主要來源于生物資源，包括農作物、植物油、微生物等。這些生物資源通過生物技術或化學加工轉化為高分子的單體，然后通過聚合反應制成高分子材料。

1

農作物：玉米、甘蔗等。例如，農作物是生產聚乳酸（PLA）等材料的重要原料，它們經過發酵處理后會產生乳酸，乳酸再通過聚合反應制成聚乳酸。

2

植物油：大豆油、蓖（bì）麻油等。植物油可用于生產生物基聚氨酯（PU）、生物基環氧樹脂等材料。

3

微生物：通過微生物發酵，可以直接產生一些類型的生物基高分子材料（例如聚羥基烷酸酯）。這種方式不僅環保，而且可以利用各種有機廢棄物作為原料，具有很高的資源利用率。

生物資源是自然界賦予我們的寶藏。現在，生物資源還被用來代替石化資源，生產可持續的生物基高分子材料產品。積極參與生物資源的利用，我們能夠改變自身和身邊的環境，邁向一個更加綠色、可持續的未來！

責任編輯｜代竹蕊 岳煥琦

運營編輯｜岳煥琦
質量審核 | 趙青云 王維嘉
圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《傳統塑料的“新替身”—生物基高分子材料》，撰文/劉玉飛 楊昌磊（貴州大學材料與冶金學院） 魏寒娜（蘭考縣儀封鎮劉崗小學），原文有刪改，原創作品轉載請注明來源。

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