本文对两类生物基塑料：不可降解的生物基塑料如生物基 PE、生物基 PP、生物基 PET 以及可降解的生物基塑料如淀粉基可降解塑料、PLA、PHA 进行简单介绍，对其在化妆品、食品、医药等包装行业的案例进行汇总说明，并对生物基塑料的发展进行了展望。
可降解生物基塑料是指原材料全部或部分来自于生物质，且（制品和/或废弃物）可被微生物降解的塑料。该类材料具有废弃后可在自然界微生物（细菌、真菌、放线菌等）作用下发生降解，并＊终完全降解成 CO2、水、CH4 及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质。可降解生物基塑料分为 3 种，包括①天然合成类塑料，如以淀粉、纤维素、木质素、蛋白质、甲壳素及其各种衍生物和混合物为原料，或在各种成型工艺中加入助剂加工而成的一类塑料。②化学合成类如聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等。③微生物合成类以聚羟基烷酸酯类聚合物（PHA）为代表，包括β -羟基丁酸酯（PHB）、3-羟基丁酸和 3-羟基戊酸的共聚物（PHBV）等。下面就市场中研究＊多、市场化规模＊大淀粉基可降解塑料、PLA、PHA 进行分析说明。淀粉是一种高分子碳水化合物，由葡萄糖分子聚合而成，来源丰富，在玉米、小麦、土豆等植物中的含量均较高。可再生，价格低廉，具有良好的生物降解性能，淀粉降解后会以二氧化碳和水的形式回到大自然，被认为是对环境不产生任何污染的天然可再生材料。目前在农业、包装材料、医疗等方面被广泛应用。杨月等发现交联木薯淀粉保鲜膜对蜜橘具有较好的保鲜效果。美国 Warner-Lamber 公司制备了一种热塑性淀粉塑料，该塑料是由 100%淀粉制成，性能与聚苯乙烯类似，可用作医用胶囊。雷俊华等通过化学改性将蜡质大米改性得到改性淀粉，把改性淀粉作为赋性剂应用到布洛芬剂中，制得了一种耐高温的布洛芬片剂。聚乳酸（PLA）也称聚丙交酯，是目前研究＊为广泛的生物基和生物降解材料之一，具有无毒、无刺激性、生物可降解性好、强度高、易加工成型、成本低等优点，被认为是一种理想的可降解的生物高分子材料。PLA 以淀粉等可再生资源为原料，先经过糖化作用得到葡萄糖，后进一步由菌种发酵制成高纯度乳酸，乳酸经过脱水缩合反应＊终得到聚乳酸。PLA 性能优良，具有与聚丙烯相似的力学性能，具有与聚酯类似的防渗透性，同时它的光泽度、清晰度和可加工性与聚苯乙烯相似，因此，PLA 已经被广泛应用于食品包装及一次性餐具。Nature Works 利用 PLA 瓶包装有机果汁饮料，可保证产品 60 天的货架期。沃尔玛公司利用 PLA 优质的透气性，把 PLA的包装材料使用到面包、油炸圈等食品的包装，更好的保证了食品的口感。肖玮等人将 PLA 塑料薄膜应用于包装西兰花，实验结果表明，PLA 塑料薄膜可以有效抑制西兰花变黄，保持了西兰花的固形物含量和叶绿素含量。丹麦 Faerch 塑胶公司使用 PLA 包装低温的面食、肉、沙拉等新鲜食品，可以达到很长的保质期。除了食品方面，PLA 包装还适用于多种领域：如作为纺织品纤维或技术产品（面料、过滤器、无纺布材料）或者用于耗材（例如办公用品或技术元件）等。PLA 材料也可用于消毒包布、口罩、尿片、民用抹布、湿面巾、美容用品、卫生巾、卫生护垫、及一次性卫生用布等。PLA 无纺布不仅完全满足一次性防护用品对安全性和易用性的要求，还赋予了产品新的绿色环保特性。朱蕾等分别使用不同的溶剂，利用静电纺丝法把 PLA 原料分别纺在水刺无纺布、熔喷无纺布上，复合材料的过滤效率得到显著提高。除此之外，被广泛应用于包装材料及生物医用材料等领域。PHA 是由微生物通过各种碳源发酵而合成的脂肪族共聚聚酯，不同的发酵条件可以生产不同类型的 PHA，不同类型的 PHA 具有不同的单体结构，因此种类繁多，目前已经发现的 PHA 聚合物总数超过了 150 种。PHA 结构的多样性带来了其物理、化学性能的多样性，其中，良好的生物相容性和生物可降解性是 PHA ＊突出的特性，PHA 对水蒸气和空气中大多数气体的阻隔性能类似于 PET，使其在生物医学、食品饮料包装领域、工农业等方面都有着广泛应用的前景。PHB 是 PHA 家族中结构＊简单，发现＊早、研究应用＊多的一种材料。其结构规整度高、性质硬而脆，力学性能和熔点与聚丙烯（PP）相近。2007 年，以 P4HB 为原料的可吸收缝合线（TephaFLEX®）获美国 FDA 批准上市，成为首个商品化的 PHA 医疗产品。PHA 通过流延挤出成型制备成的塑料膜具有很好的阻隔性能，可以有效地防止液体的泄露或气体的进入，因此可以用于婴儿使用的一次性尿布，或者一些液体的防漏包装、包装金属的收缩性薄膜。2022 年 5 月 3 日，Kemira 和 DanimerScientific Inc 签署了＊＊合作协议，计划在未来几年推出用于食品和饮料行业的新型阻隔 PHA 涂料。在物流运输包装领域，PHA 材料可以制成包装箱、集装箱、托盘甚至与纸复合做成的快递箱，这些各种箱型不仅环保而且还能回收利用。PHA 材料性能优势明显，但 PHA 的高生产成本，复杂的工艺路线限制了 PHA 的广泛应用。就现阶段而言，简化原材料的生产工艺，降低生产成本是推广 PHA 应用的首要因素。随着宏观经济的发展，以及人类对可持续替代能源的日益关注，在国家政策和市场需求的双重推动下，生物基材料因其独特的全生命周期减碳优势，受到了＊＊＊＊的关注。不可降解生物基塑料可以作为石油基塑料的有效补充，可以进行同结构材料的完全取代；生物基可降解塑料虽有良好的生物相容性等优点，但高昂的成本和价格，以及机械性能等方面固有的缺陷，都制约了其快速发展。这需要在材料改性等诸多方面进行大量的试验研究和技术改进，使生物基塑料性能提升，成本降低，才能使其更全面地走向市场，成为塑料包装材料的主力军。总之，生物基塑料为克服塑料产业环境污染问题提供了一条希望之路，已成为塑料包装材料重要发展方向。相信，随着技术不断进步提升，材料及助剂不断更新发展，生物基塑料会在包装行业有更广泛的应用。
