北京
自上个世纪以来，塑料产品因其独特的功能性，深入到我们生活中的方方面面。然而，传统塑料工业的迅猛发展，也让人类遇到了前所未有的危机。对此，一群绿色“替身”挺身而出，让我们一起来瞧瞧吧！
传统塑料带来的环境污染
一
全球战塑，为何迫在眉睫？
塑料是通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物材料。传统塑料（例如基乙烯、聚丙烯）的原料通常来自石油裂解，而全球化石资源的逐渐枯竭，给传统塑料的产量带来了严峻的挑战。
同时，长期以来，传统塑料不仅消耗了大量的非可再生资源，其生产和使用过程中还会释放大量的温室气体和有害物质，对环境造成重大影响。生物方面，海洋中的垃圾和塑料对所有海洋生物都将构成严重威胁；生态方面，塑料对浮游生物和海洋、淡水和陆地系统产生的影响也会间接改变全球碳循环；人体健康方面，海洋垃圾和塑料废弃物同样会威胁人类本身……
二
绿色“救星”——生物基高分子材料
面对传统塑料带来的挑战，开发新型的、可持续的、环境友好的高分子材料成了当今科学研究的重要方向之一。科学家发现，一些生物资源（如植物、微生物等）也能成为生产高分子材料的原料，生物基高分子材料就这样诞生了。
生物基高分子材料的循环
这类材料的开发和应用，不仅可以减少对有限化石资源的依赖、降低碳排放，还有助于推动农业的可持续发展，实现从“石油经济”向“生物经济”的转变。更重要的是，许多生物基高分子材料具有良好的生物降解性，使用后可以通过自然过程分解，大大减少了环境污染。
三
“酷炫”的生物基高分子材料
目前，生物基高分子材料的种类日益增多，它们被广泛应用于包装、农业、纺织、汽车、建筑等领域。
常见的生物基高分子材料
1
聚乳酸（PLA）
由乳酸聚合得到，是目前应用最广泛的生物基高分子材料之一，具有良好的生物降解性和生物相容性，常用于包装材料、一次性餐具、医疗器械等领域。
由聚乳酸制作的杯子
2
生物基聚乙烯（Bio-PE）
以生物乙醇为原料通过聚合反应制得，其性能与传统的聚乙烯相当，但生产过程更环保。生物基聚乙烯广泛应用于包装、农业薄膜、玩具、容器和管材等领域。
生物基高分子材料制作的细丝
3
生物基聚丁二酸丁二醇酯（PBS）
是一种完全生物降解的塑料，由可再生资源如糖、玉米或甘蔗通过发酵过程产生的丁二酸和丁二醇合成。应用领域主要包括包装、餐饮、生物医学等。
4
生物基聚酰胺（Bio-PA）
是一类从可再生资源如植物油、脂肪酸、甘蔗或玉米等生物质中提取的原料制成的聚酰胺（尼龙）。生物基聚酰胺广泛应用于多个领域，包括纺织品、汽车工业、电子器件等。
5
聚羟基烷酸酯（PHA）
由微生物通过发酵过程直接产生的一类完全生物降解的高分子材料，可用于生产包装材料、农业薄膜等。
四
生物资源来自哪里？
生物基高分子材料的单体主要来源于生物资源，包括农作物、植物油、微生物等。这些生物资源通过生物技术或化学加工转化为高分子的单体，然后通过聚合反应制成高分子材料。
1
农作物：玉米、甘蔗等。例如，农作物是生产聚乳酸（PLA）等材料的重要原料，它们经过发酵处理后会产生乳酸，乳酸再通过聚合反应制成聚乳酸。
2
植物油：大豆油、蓖（bì）麻油等。植物油可用于生产生物基聚氨酯（PU）、生物基环氧树脂等材料。
3
微生物：通过微生物发酵，可以直接产生一些类型的生物基高分子材料（例如聚羟基烷酸酯）。这种方式不仅环保，而且可以利用各种有机废弃物作为原料，具有很高的资源利用率。
生物资源是自然界赋予我们的宝藏。现在，生物资源还被用来代替石化资源，生产可持续的生物基高分子材料产品。积极参与生物资源的利用，我们能够改变自身和身边的环境，迈向一个更加绿色、可持续的未来！
责任编辑｜代竹蕊 岳焕琦
运营编辑｜岳焕琦
质量审核 | 赵青云 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《传统塑料的“新替身”—生物基高分子材料》，撰文/刘玉飞 杨昌磊（贵州大学材料与冶金学院） 魏寒娜（兰考县仪封镇刘岗小学），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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