從生物降解過(guò)程看分為完全生物降解性和生物崩壞性塑料兩大類;從制備方法考慮又可分為生物發(fā)酵合成、化學(xué)合成、利用動(dòng)植物天然高分子或礦物質(zhì)等四種。完全生物降解性塑料在化學(xué)方法合成時(shí)用利用脂肪族聚酯、聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇生產(chǎn)容易降解。利用這些高分子易生物降解的特性對(duì)生物降解塑料進(jìn)行研究開(kāi)發(fā),其中以對(duì)脂肪族聚脂的研究?jī)?yōu)為突出。在眾多的脂肪族聚脂的中,聚己內(nèi)脂(PCL)應(yīng)用甚廣,它是一種熱塑性結(jié)晶型聚脂,可以被脂肪酶水解成小分子,然后,進(jìn)一步被微生物同化。美國(guó)UCC公司已進(jìn)行批量生產(chǎn),并已經(jīng)用于用品、黏結(jié)膜、脫膜劑等產(chǎn)品。PCL與PHB共混后,也可以制備生物降解塑料。脂肪族聚脂與尼龍進(jìn)行胺脂的交換反應(yīng),合成聚酰脂共聚物(CPAE),CPAE則是新型的一種生物降解塑料。

雙降解塑料:在塑料里面加淀粉稱為生物降解塑料,加光降解引發(fā)劑稱為光降解塑料,同時(shí)加入淀粉和光降解引發(fā)劑的稱為雙降解塑料。雙降解塑料由于不能完全降解成分子狀態(tài),只能降解成小碎片或粉末,對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞一點(diǎn)不能減弱,反而更甚;光降解塑料和雙降解塑料中的光敏劑有不同程度的毒性,有的甚至是致癌物。1995 年美國(guó)FDA(Roed and Drug Administration食品和管理局的簡(jiǎn)稱)就明文規(guī)定光降解塑料不能用于接觸食品包裝。光降解引發(fā)劑大多是由蒽、菲、茂、苯酮、胺、蒽醌及其衍生物組成,這幾種化合物哪一種都是有毒物質(zhì),接觸久了會(huì)致癌。這些化合物在光照下產(chǎn)生自由基,而自由基在衰老、致病因素等方面都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生很大的影響,這是人所共知的,并且對(duì)自然環(huán)境造成的危害很大。

我國(guó)目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列,每年產(chǎn)生幾百萬(wàn)噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解,以盡量減少對(duì)人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下,可完全降解為低分子的材料。這類材料儲(chǔ)存方便,只要保持干燥,不需避光,應(yīng)用范圍廣,可用于地膜、包裝袋、等領(lǐng)域。
生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式: 生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞; 微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì);酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。

材料合成采用微生物合成方法制取生物降解高聚物,如建立一些新的模式與概念,利用微生物的發(fā)酵獲得具有新結(jié)構(gòu)的聚合物;可回收農(nóng)業(yè)原料,發(fā)展的制備細(xì)菌聚合物的途徑;使用酶催化聚合物合成新材料;使用酶的立體選擇性單體,在酶的作用下進(jìn)行生物高聚物的合成和改性。
采用有機(jī)合成方法制備生物降解高聚物,如合成結(jié)構(gòu)上類似于天然聚合物的高聚物,建立聚合物結(jié)構(gòu)、形態(tài)、生物降解性能之間的關(guān)系;將內(nèi)酯、環(huán)氧化合物、環(huán)狀碳酸鹽、酐等進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合,獲得新的生物降解高聚物;對(duì)多糖進(jìn)行改性獲得新的可降解加工材料。