在全球石油資源供給日趨緊張、以石油為原料的合成塑料所引發的環保問題日益突出的情況下，世界范圍內形成了一股研究生物降解塑料的熱潮。這一新型材料的應用領域廣泛，其中在包裝及醫療制品行業中的應用最受矚目。 

生產研發  

     據專家預測，在2010年前，世界生物降解塑料的市場需求將每年增加30%，到2010年生物降解塑料的市場規模將增加到130萬噸，生產能力將達到100萬噸。當前，生產降解塑料的國家主要有美國、德國、意大利、加拿大、日本、中國等。  

     美國是開發降解塑料的主要國家之一。目前設有開發機構和生產企業十幾家，包括塑料降解研究聯合體（PDRC）、生物/環境降解塑料研究會（BEOPS）等。其中Gargill    

     Dow公司是世界上生物降解塑料產業化生產規模最大的公司，主要生產聚乳酸系列的生物降解塑料，現已建成14萬噸/年規模的生產能力。該公司宣布在未來兩年內，將投資30億美元進行聚乳酸和聚交酯的大規模產業化。  
 

    德國的巴斯夫公司正成為歐洲生物降解塑料市場的新龍頭。該公司推出商品名為Ecoflex的生物降解塑料，產業化能力為3萬噸/年，并計劃于2005年后在法國、北美和亞洲開設更多的新工廠，其產業化目標之一是在兩年內將產品成本降到與普通塑料一樣。  

    意大利是世界上最早進行生物降解塑料產業化的國家之一，有多家研究機構。生產企業中最著名的Novamont公司在國際市場占重要地位，主要生產淀粉系列的生物降解塑料，可應用于多個領域。  

    中國開發機構和生產企業對于降解塑料的研制開發也日漸活躍，并部分進入工業化生產。研究單位包括蘇州大學材料工程學院、上海復旦大學環境科技公司、中科院微生物所、汕頭市聯億生物工程公司等。 

主要品種  

    運用生物化工技術，國內外生產生物降解塑料的技術已經趨向成熟，推出了多種完全生物降解的塑料產品，包括聚羥基脂肪酸酯、聚乳酸、全淀粉塑料及大豆蛋白塑料等。其中，聚乳酸與聚羥基脂肪酸酯是目前發展較快、應用漸趨成熟的兩種。 

聚羥基脂肪酸酯（PHA）  

    PHA采用微生物發酵技術，將玉米之類的農產品原料轉化為生物可降解塑料。由于具有生物可降解性、生物相容性、壓電性等許多優良性能，這種塑料在眾多領域如生物降解性包裝材料、組織工程材料以及電學材料等方面得到廣泛應用。  

    中國在PHA研究方面介入較早，總體接近世界水平。目前此類高分子合成材料已有100馀種。但是，對PHA微生物合成的工藝改進卻遠遠落后于PHA新材料的開發。真正實現大量生產的PHA只有PHB、PHBV和PHBHHx，還有100多種沒有實現批量生產，限制了其應用開發。另一方面，與PHA合成有關的基因越來越多地被克隆出來，通過對這些基因的分子進化誘變和基因的交換，將有可能得到高產的菌種和新的PHA。  

    采用PHA加工而成的高分子塑料，能被數種水生細菌逐漸降解成二氧化碳、水等小分子物質。但是，最近俄羅斯專家發現，氣溫異常升高等天氣因素會大大降低這種塑料的生物降解速度。當春季氣溫升高，水域溫度達到13.4攝氏度時，水中的藍藻綱植物便會大量滋生，給降解細菌的生活環境帶來不利影響，使其降解聚羥基脂肪酸酯的速度降低97.5%。 

聚乳酸  

    聚乳酸生產是以乳酸為原料。傳統的乳酸發酵大多用淀粉質原料。目前美、法、日等國家已開發利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等農副產品為原料發酵生產乳酸，進而生產聚乳酸。  

    玉米是生物降解塑料的首選原料。制造生物降解塑料的工藝過程如下：首先把玉米磨成粉，分離出淀粉，再從淀粉中提取出原始的葡萄糖，最后用類似啤酒的發酵工藝將葡萄糖轉化成乳酸，再把提取出來的乳酸制成最終的聚合物——聚乳酸。  

     聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密閉性，在常溫下性能穩定，但在溫度高于55℃或富氧及微生物的作用下會自動降解。使用后它能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境，這對保護環境非常有利。聚乳酸的降解分成兩個階段：首先是純化學水解成乳酸單體，然后乳酸單體在微生物的作用下降解成二氧化碳和水。聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解，真正達到生態和經濟雙重效應。 

應用市場  

    中國降解塑料的研究開發始于農用地膜。但是，相對于地膜，包裝市場的潛力更大，更為業者所看好。而被稱為“智能生物材料”的降解塑料應用于醫療行業，可創造巨大的利潤，因此也備受關注。 

包裝行業  

     一次性塑料包裝制品帶來的環境污染問題日趨嚴重。為此，降解塑料正被積極開發以用于包裝，主要是一次性包裝，如垃圾袋、購物袋和餐盒等。  

     聚乳酸具有優于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等熱塑性塑料的優點，被產業界認定為最有發展前途的新型包裝材料之一。這種材料的機械性能和物理性能良好，適用于吹塑、吸塑等多種加工方法，可加工成薄膜、包裝袋、包裝盒、一次性快餐盒、飲料用瓶等等。  

     這些產品已成為多彩包裝市場的重要成員。例如，美國College  Farm牌糖果采用了以聚乳酸材料生產的包裝薄膜，這種薄膜結晶透明性良好，扭結保持性和可印刷性強，并且阻隔性較高，能很好保持糖果的香味；法國達諾內奶制品公司，也于去年制造出一種從甜菜中提取乳酸制成的酸奶盒和杯子，生產成本大幅度下降；又如丹麥Faerch塑膠公司，其新型聚乳酸制品適用于包裝各種低溫新鮮食品，包括各種面食、肉及沙拉等。  

     美國市場研究機構Grapentine公司的一項調查研究發現，41%的美國消費者和59%的歐洲消費者非常渴望購買以天然材料制成的可生物降解塑料包裝的食品。其中大約74%的美國消費者愿意多付10美分，而77%的歐洲消費者愿意為此多付5歐分。由此可以預見，在當前石油資源緊張和追求環保的狀況下，天然的可生物降解塑料前景誘人。 

醫療制品行業  

    除了作為包裝材料外，生物降解塑料由于具有良好的生物相容性和生物可降解性，在醫藥領域應用也非常廣泛。聚羥基脂肪酸酯和聚乳酸都已經成為生物材料領域最為活躍的研究熱點，據稱這些材料制造的醫療制品的利潤在100%-200%之間，甚至更高。  

    PHA在外科領域的典型應用是做生物材料，如手術試紙、繃帶及手術用手套的潤滑粉；也可做與血液相容的膜制品；還可用做血管移植物或脈管替代物以及骨裂固定盤等；另外，還可作為新型醫學材料如骨板、骨釘以及制作三維支架應用于組織工程。  

    在組織工程方面，與其它聚合物相比，PHA的性能可以適應范圍更廣的需要，例如可以通過多種處理手段在聚合物表面接連上各種生物活性因子，還可以改變表面和機械性能，聚合物的降解速率也可以通過一系列的方法來改變和控制。而且，由于現已有多種構造骨架的技術手段，以及PHA中聚合物材料多樣性的性質，可以根據人體組織的性能特點，設計出所需的組織骨架。  

    聚乳酸在生物醫用材料中的應用也非常廣泛，可用于醫用縫合線、藥物控釋載體、骨科內固定材料和組織工程支架等。例如，聚乳酸可制成無毒并可進行細胞附著生長的組織工程支架材料，其支架內部可形成供細胞生長和運輸營養的多孔結構，還可為支持和指導細胞生長提供合適的機械強度和幾何形狀。其缺點是缺乏與細胞選擇性作用的能力。  

    聚乳酸具有優良的生物相容性，無毒、可生物降解，降解產物不會在重要器官聚集；同時，聚乳酸及其共聚物具有良好的物理、化學性能。其強度、機械性能、降解速率等可通過分子量控制，共聚體的組成及配比可以方便的調節，而且生成的制品形狀包括微球、纖維、膜和模塑成品等。  

    當然，聚乳酸在實際應用過程中還存在一些困難，如聚乳酸及其共聚物體系制品的強度需進一步提高，生產成本需進一步下降，需解決植入后期反應和并發癥問題等等。但是我們仍可預見，聚乳酸及其他可生物降解高分子材料在醫用方面將會有難以估量的應用前景。