大家好，我是你們的朋友小型圖書館@塑料圖書館網作為化工行業不安分的資深人士，他多年來一直專注於協助結構工程師尋找合適的工程塑料解決方案。
目前生物基塑料它已廣泛應用於包裝、農業、醫療器械、汽車等領域，從電視支架、電腦框架，到家居小擺設、廚房垃圾袋等，生物基塑料隨處可見。
如果文明因其留下的“作品”而被人們銘記，例如中國古代夏、商、周時期青銅作為人類物質文化發展階段的標誌，那麼我們今天所處的時代或許可以被貼上“塑料時代”的標籤。 自上世紀50年代初以來，經過生產實踐，方便、廉價、耐用的塑料早已深深扎根於人類生活的方方面面，廣泛應用於各個領域。
然而，塑料製品的生產、使用和處置【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行業知識，海量材料超物性表、超材料選材案例、降本增效解決方案，歡迎進入“塑料圖書館網”即可解決！】以及不當丟棄，都會對自然界的生態環境產生嚴重影響。 不僅如此，塑料作為化石能源產業鏈中的相關產品，使用塑料會直接造成碳排放。 為了減少原生塑料的生產和使用人們一直在積極尋找塑料的環保替代品，生物基塑料應運而生——不僅環保，而且減少了對化石原料的依賴，正成為塑料行業從汙染走向綠色、構建可持續迴圈經濟的希望。
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什麼是生物基塑料？
有三個概念經常被混淆：生物基塑料、生物塑料、生物降解塑料首先，我們必須明確，這三者肯定不是一回事。
事實上，“.生物塑料 = 生物基塑料 + 可生物降解塑料”。本文的主題是“.生物基塑料
生物基塑料是指由玉公尺、甘蔗、竹子或其他植物纖維素等生物質生產的類塑料產品。 它的原材料來自自然界的可再生碳 （C） 來源，這與傳統塑料不同，傳統塑料的骨架主要來自化石燃料。 在減少塑料工業石化產品消耗的同時，也減少了石化產品生產過程中對環境的汙染，可以起到節約石油資源和保護環境的雙重作用（圖1）。
圖1 網際網絡。
當你在生物基塑料中看到“生物”這個詞時，你可能會認為它是一種從生物學中提取的塑料，很容易降解，但事實並非如此。 生物基塑料包括可生物降解或可堆肥的塑料當它們被丟棄時，它們大部分可以通過燃燒或堆肥等生物降解方法轉化為水和二氧化碳等無毒小分子，並重新進入自然迴圈，以維持整個生態平衡，而不必擔心增加碳排放生物基塑料這也包括不可生物降解的材料例如，多元醇聚氨酯、生物基PE PP PET PA等，其化學結構與常規石油基PE或PET無異（圖2）。
圖2 網際網絡。
隨著生物基塑料的市場越來越大，我們需要更仔細地了解它，以便更好地使用它。
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特點和優點：
生物基塑料的主要特點包括綠色環保、可再生、可降解、安全性高、資源節約等。
綠色環保：生物基塑料的生產過程比傳統的石油基塑料更環保，使用可再生資源為原料，減少對化石燃料（主要是石油）的依賴，減少二氧化碳等溫室氣體的排放。
可再生性：使用可再生資源作為生產原料【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行業知識，海量材料超物性表、超材料選材案例、降本增效解決方案，歡迎進入“塑料圖書館網”即可解決！】，如澱粉、纖維素等，這些資源可以在自然環境中不斷再生，這也是生物基塑料的一大優勢。
降解：如前所述，一些生物基塑料是可降解的，在自然環境中可以分解成水和二氧化碳等無機物。 在很大程度上避免了對環境的汙染和破壞，這是傳統塑料無法比擬的優勢，也使生物基塑料成為當前綠色環保領域的重要研究方向之一。
高安全性：生物基塑料無毒無味，不含重金屬、聚氯乙烯（PVC）、鄰苯二甲酸鹽（一種增塑劑）等有害物質，符合食品安全和衛生要求，可用於食品包裝等領域。
資源節約：生物基塑料的生產不需要大量的化石燃料（主要是石油），可以節約資源，降低生產成本。
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成功應用案例
目前，生物基塑料已廣泛應用於包裝、農業、醫療器械、汽車等領域，從電視支架、電腦框架，到家居小擺設、廚房垃圾袋等，生物基塑料隨處可見。 以下是不同領域一些最新的成功應用。
餐具領域：中國限塑令實施後，其實很多塑料製品正在被生物基塑料所取代。 如今，當你走進珍珠奶茶店和咖啡館時，塑料吸管很少，取而代之的是PLA吸管。
包裝：這是全球生物基塑料最大的應用領域，佔生物基塑料市場總量的近一半。 例如，一些生物基塑膠袋可以用作食品包裝，可以有效延長食品的保質期，同時減少對環境的汙染。 此外，一些植物基塑料如可降解塑料也可用於包裝材料，具有良好的環保效能。
圖3 伊利。
伊利牛奶金詞典推出植物基夢幻封面產品（圖3）。這是國內首款植物基塑料嬰兒奶瓶蓋，原料由原有的石油基PE替代為甘蔗衍生的植物基PE，更具可持續性，可以通過現有的**系統**加以利用。 這款伊利乳金經典植物基夢幻帽在功能和外觀上與石油基帽一樣好。 重要的是，Golden Plant-Based Dream Cover可以降低碳足跡並減少對化石資源的依賴。
圖4：與陶氏公司合作開發的沙林樹脂已用於嬌蘭小黑裙淡香水LVMH的包裝
奢侈品集團LVMH Beauty和陶氏公司合作在其香水瓶蓋和化妝品霜罐中使用由回收和生物基原材料製成的塑料（圖 4）。 陶氏沙林樹脂使用廢食用油等生物基材料作為原料【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行業知識，海量材料超物性表、超材料選材案例、降本增效解決方案，歡迎進入“塑料圖書館網”即可解決！】，可以減少生產過程中產生的廢渣或副產品，從而防止土地資源的過度消耗和與食物鏈的競爭。 陶氏表示，沙林樹脂保持了以往包裝設計的優質美感，同時也有助於減少LVMH的碳足跡。
圖5：Coles集團推出的100%生物基家用可降解咖啡膠囊。
澳大利亞零售巨頭Coles Group推出了100%生物基家用可降解咖啡膠囊（圖5）。膠囊主體由植物油衍生物製成，瓶蓋由生物基可堆肥材料製成，具有阻氧和抗撕裂性。
農業和園藝：生物基塑料在農業和園藝中的應用也非常重要，例如，生物基塑料薄膜可用於田間覆蓋，以保持土壤濕潤，控制雜草生長，提高作物產量。
醫療器械：生物基塑料不僅環保，而且對人體有很好的適應性，可用於製造手術器械、可被人體吸收的術後縫合線、組織工程支架、骨折內固定材料、醫用注射器和輸液器等醫療用品，具有良好的生物相容性和降解性，不會對人體造成傷害。
圖6：第一款生物基塑料滴眼液瓶Santen，Santen
日本眼科製藥公司三天於今年年初推出了首款生物基塑料滴眼液瓶（圖6）。，瓶子的塑料材料是用名字製成的“我是綠色聚乙烯”。甘蔗衍生物。 這種生物材料與傳統的石油基塑料一樣保持了瓶子的結構完整性，確保將藥物穩定安全地輸送給患者。 2024年上半年，參天推出保護地球資源的“Vision 2050”，制定通過科學減少碳排放的計畫，並設定2024年的三個“環境目標”——打造無碳社會、保護水資源、減少塑料使用。 採用生物基塑料瓶是實現這些目標的重要一步。
圖 7 戴爾。
電子學：多年來，戴爾科技集團在其產品中使用可再生的生物基塑料。 新的 Latitude 5000 系列（圖 7）和 Precision 3000 系列使用以下功能妥爾油由生物基塑料製成。 妥爾油是造紙過程中的廢副產品，可用於替代石油製造塑料。 蓖麻油近 60 年來，另一種不起眼的生物基原料一直是長碳鏈尼龍 （PA） 的基礎材料，例如尼龍 610、尼龍 11、尼龍 1010、尼龍 1012 和尼龍 410，戴爾用它來製造膝上型電腦外殼和減震橡膠腳墊。
圖8 nyguard
服裝領域：義大利拉鍊製造商NYGUARD而其**業務在拉鍊配件上製作採用贏創生物基尼龍材料Vestamid Terra，這也是一種由蓖麻籽油製成的尼龍，使服裝更容易成為**【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行業知識，海量材料超物性表、超材料選材案例、降本增效解決方案，歡迎進入“塑料圖書館網”即可解決！】，解決了不同材料牢固粘合在一起的痛點（圖8）。 NYGUARD是全球唯一一家生物基塑料拉鍊製造商，該公司表示，幾年前客戶對可持續生物基塑料拉鍊感興趣，但實際買單的意願並不強烈，但自2024年以來，訂單需求一直在急劇上公升，證明他們完全專注於生物基塑料的決定是正確的。
汽車：由於綠色材料確保了移動性的可持續性，汽車行業一直在努力使汽車生產具有可持續性。 在這個過程中，合適的材料的開發起著決定性的作用，生物基材料正在成為汽車輕量化的新“頂流”。
圖 9 鈴木電機。
三菱化學控股集團生物基工程塑料Durabio用於生產鈴木S-Cross的前格柵（圖9）。
Durabio由可再生植物來源的異山梨醇製成，是一種生物基工程塑料。 與傳統工程塑料相比，它具有非常好的效能，包括抗衝擊性、耐候性和耐熱性。 塑料還具有良好的顯色性，只需新增著色劑即可實現高光澤的精緻設計。 此外，由於這種塑料的表面堅硬且耐刮擦，因此不需要塗漆和塗層工藝，從而減少了生產過程中的VOC排放。
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加工難點有哪些？
生物基塑料是圓柱形或片狀顆粒，如普通塑料（圖10）。
圖10 網際網絡
一般來說，生物基塑料的成型和加工方式與傳統的石化基塑料相同，通過加熱或熔化軟化，然後放入模具中（成型）。 接下來，我們將以PLA為例，介紹其在注塑成型方法中的難點和解決方法（圖11）。
圖11：注塑生產車間網際網絡。
PLA注塑成型時需要注意一些問題。
首先在生物基塑料的加工中，比普通塑料更應注意水分的處理，重要的因素是樹脂顆粒中的水分含量和加工溫度。 基本要求是樹脂的含水率必須小於300ppm，乾燥條件一般在除濕乾燥機（60-90,5小時）中較好。在熱風乾燥機等的情況下，請注意不要從外部帶入水分。 成型溫度盡可能接近樹脂的熔點和軟化點，越低越好。 以PLA為代表，玻璃化轉變溫度在57左右，結晶溫度在110左右。 如果對成型品的耐熱性沒有要求，則可以在玻璃化轉變溫度以下成型。 當對成型品的耐熱性有要求時，需要結晶，在注塑成型中將模具溫度設定為110度左右時，可以促進PLA結晶，以獲得耐熱性優異的成型品。
其次是收縮率，這對於獲得正確尺寸的成型品非常重要，無論是否進行結晶都會引起收縮率的較大變化。 低溫模具不結晶時，PLA的收縮率為03%-0.5%，結晶時，PLA的收縮率一般為10%-1.2%，所以在設計模具時也必須驗證收縮率。
此外，硬質PLA樹脂在注塑成型時應設計有較大的出模斜率，以盡可能避免強制脫模。
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生物基塑料具有釋放潛力
生物基塑料的發展前景受到多種因素的支撐，包括：消費需求、政策推動、技術進步等。
隨著公眾對環境保護、健康、可持續性等問題的日益關注，市場對生物基塑料的需求因其可降解和可重複使用的特性而不斷增加。
各國都在加大環保政策力度，不斷推動新材料的使用和應用，以取代傳統塑料。 在美國白宮宣布了一項目標，將90%的塑料原料轉化為生物基原料，以取代化石燃料。 歐洲該禁令為生物基塑料市場提供了巨大的機會。
在中國在“雙碳”戰略背景下，國家有關部門先後出台了《“十四五”塑料汙染治理規劃》、《生物經濟發展規劃年重點農業和惠農政策》、《生物降解材料及製品標識國家標準》、《生物基塑料碳足跡評價國家標準》、《郵件快遞綠色包裝規範》、 全生物降解農業地面覆蓋膜等國家標準，並在國家重點研發專項等多個領域開展專項科技支撐，生物降解塑料逐步進入可持續、合理、有序發展階段。隨著國內相關產業政策的不斷加大，生物基可降解塑料的滲透率有望持續提公升，需求有望快速增長。
隨著生物技術的不斷發展，生物基塑料的生產成本逐漸降低，生產效率不斷提高。 同時，生物基塑料的種類和效能也不斷得到優化和提高，為生物基塑料的廣泛應用提供了更好的條件。 隨著人們對生物基塑料認識的不斷加深和對新應用領域的不斷探索，生物基塑料的應用領域將不斷擴大，具有良好的發展前景。
但是，我們也需要注意這個市場也存在一些挑戰如：生產成本、技術成熟度、市場接受度等。
首先，現階段生物塑料的**含量比普通塑料高出兩到三倍，阻礙了此類材料的快速普及。 一些公司在其產品中使用生物塑料【了解更多'塑料'、'工程塑料'、'改性塑料'等行業知識，海量材料超物性表、超材料選材案例、降本增效解決方案，歡迎進入“塑料圖書館網”即可解決！】只是為了樹立企業的環境形象。 然而，一旦生物塑料進入大規模生產階段，成本可以大大降低。
其次，生物基塑料，如生物燃料，可能會與人類競爭它可能帶動世界糧食***，在當前地緣政治因素導致的“糧食短缺”下相當搶眼。 一些科學家已經開始用廢木材、野草等製造生物塑料。
第三，生物塑料**仍然有限，產品**在一定程度上仍由油**驅動。
圖12：傳統石化塑料在網際網絡上的**標記為1-7。
此外，生物塑料缺乏統一的標籤方法，而傳統的石化塑料的**標記為1-7（圖12）。
此外，大多數消費者不知道如何識別生物塑料以及如何權衡不同的屬性，因此加強消費者溝通非常重要，例如準確解釋相關術語的定義。 生物塑料行業需要加強營銷和培育市場，以消除一些消費者的不信任。
因此，在未來的發展中，我們需要繼續加大技術研發和營銷力度，促進生物基塑料市場的健康發展。
目前2024年全球生物基塑料產能約為223萬噸，不到4億多噸塑料佔比的1%。未來，隨著生物基塑料需求的增長以及越來越多的生物基聚合物、應用和產品的出現，生物基塑料的產能將持續增長。 根據歐洲生物塑料協會**，到2024年產能將增至280萬噸等可降解生物基塑料的產能也將提高到60%以上。
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