В соответствии с различными процессами производства биоразлагаемые пластики делятся на микробно синтезированные разлагаемые пластики, химически синтезированные дешевые пластики и разлагаемые пластики из смеси природных полимеров; в соответствии с различными источниками сырья они делятся на биоразлагаемые пластики на биологической основе и биоразлагаемые пластики на основе нефтехимии.
Среди них к биоразлагаемым пластикам относятся полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоат (PHA) и др.К биоразлагаемым пластмассам на основе нефтехимических продуктов относятся пластмассы, полученные полимеризацией мономеров нефтехимических продуктов методами химического синтеза, такие как полипарафенилен дикарбоновой кислоты-бутилен адипат (PBAT), поликапролактон (PCL), полибутилен сукцинат (PBS), сополимер диоксида углерода (PPC), полигликолевая кислота (PGA) и др.
(1) Разлагаемые пластики на биологической основе
PLA обладает надежной биологической безопасностью, биоразлагаемостью, хорошими механическими свойствами и легкостью обработки. Недостатком является относительно жесткие условия разложения, но поскольку PLA имеет относительно низкую стоимость среди биоразлагаемых пластиков, его потребление находится на первом месте. PLA может широко использоваться в упаковочной, текстильной и других отраслях промышленности.
PHA обладает хорошей биоразлагаемостью и биосовместимостью, его температура плавления и прочность выше, чем у LDPE, но стоимость его производства слишком высока и может достигать 60 000-70 000 юаней за тонну, поэтому степень его коммерциализации в настоящее время низка, а скорость деградации PHA слишком быстрая, что приводит к плохой стабильности при хранении. PHA может применяться в биомедицинских материалах высокого класса, таких как хирургические швы и носители лекарств.
(2) Разлагаемые пластмассы на нефтяной основе
PBAT обладает хорошей пластичностью и удлинением при разрыве. Однако его свойства по защите от водяного пара и кислорода невысоки. PBAT может использоваться для упаковки посуды, косметических и фармацевтических флаконов, одноразовых медицинских препаратов, сельскохозяйственных пленок, материалов для замедленного высвобождения пестицидов и удобрений.
Температура плавления PCL составляет всего 60°C, верхняя предельная температура использования низкая, а цена относительно высокая - 40 000-45 000 юаней за тонну, скорость разложения также медленная. Поэтому сфера его применения очень ограничена, а степень его индустриализации относительно низка. В настоящее время он может быть использован в биомедицинских материалах высокого класса и других областях.
PBS обладает хорошей биосовместимостью и биорассасываемостью, а также хорошей термостойкостью. PBS может использоваться в упаковочных пленках, посуде, пенопластовых упаковочных материалах, бутылках для предметов повседневной необходимости, бутылках для лекарств, сельскохозяйственных пленках, материалах для замедленного высвобождения пестицидов и удобрений и других областях.
PPC обладает высокими пароизоляционными и кислородозащитными свойствами. Он обладает хорошей прочностью на растяжение, изгиб, сжатие и удар. Он может использоваться как самостоятельный конструкционный материал, как материал для защиты от кислорода, поверхностно-активное вещество, керамический клей, клей-расплав и т.д.
Температура плавления и прочность PGA выше, чем у LDPE, но прочность на разрыв ниже, чем у LDPE. По сравнению с PLA, PGA обладает очень высокими прочностными и газобарьерными свойствами, и имеет высокий потенциал применения в области высокоэффективных пластмасс, таких как высокогазобарьерные упаковочные материалы и инженерные пластмассы.
В настоящее время двумя крупнейшими разлагаемыми пластиками являются PLA и PBS/PBAT, и они пользуются большим признанием на рынке. Скорее всего, они заменят неразлагаемые пластики в больших масштабах и будут использоваться в сфере одноразовых пластиковых изделий.
Что касается PHA и PGA, то в настоящее время стоимость их производства слишком высока, степень коммерциализации низка, скорость деградации слишком высока, а стабильность при хранении низкая. Однако, учитывая, что они обладают уникальными свойствами, а в будущем ожидается снижение стоимости, перспективы их развития еще предстоит изучить.
Существующие и ожидаемые в будущем производственные мощности по выпуску разлагаемых пластиков, таких как PPC и PCL, относительно невелики. Они не могут конкурировать с PLA и PBS/PBAT в замене пластиков общего назначения, но в основном используются в области биомедицинских материалов высокого класса.
