中国粉体网讯 当我们走进超市，手上都提着印有“全生物降解”字样的购物袋时，生物降解材料也会走进千家万户，它的时代也将正式来临。全生物降解新材料具备强度高、水溶性好、环保性、卫生性、抗静电性、气体阻隔性、高透光性、耐油及耐化学药品、可印刷性、热封性等十大性能优势，具备全方位替代不可降解塑料制品的应用价值。
全生物降解购物袋 图源：苏州新闻网
1发展全生物降解材料势在必行
可降解塑料种类繁多，根据塑料降解程度的不同，生物基可降解塑料分为完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料。现阶段该领域研究的重点主要包括：PLA（聚乳酸）、PHA（聚羟基烷酸酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯）、PCL（聚己内酯）等。
据介绍，全生物降解材料生产过程中不会产生污染，还可随着生产流程的不断推进萃取出多种微量元素。使用废弃后，在自然的土壤条件下，能被自然界的生物酶降解为二氧化碳和水，做到零残留、零污染，从源头上缓解“白色污染”问题。据统计，全生物降解新材料替代一次性塑料用品及薄膜包装产品，在全球有2.2亿吨的市场空间，这有助于实现以低消耗、低排放、高效率为基础的循环经济模式，有望为中国实现低碳减排、2030年碳达峰做出贡献。
2发展全生物降解材料产业必除“拦路虎”
目前，全生物降解材料产业要实现可持续发展，必须解决产品成本/售价高和产品力学性能缺陷问题。产品价格方面，相较于传统PE、PP塑料6000~7000元/吨，PLA的价格高达2-3万元/吨，PBAT的价格一般在2~2.5万左右，高出数倍的价格，只会让市场和用户望而却步。产品性能方面，如PLA具有较高的拉伸强度、拉伸弹性模量，但硬度高、韧性较差等缺陷就限制了它的应用范围。
3全生物降解材料与碳酸钙共混改性
生物基可降解塑料的改性主要有化学改性、生物改性和物理改性三种改性方法。其中，物理改性是指通过选择不同的共混组分、调整组分之间配比、利用溶液或熔融法制成有效共混物，进而对共混物的热力学性能进行改善。
与无机填料共混，是PLA改性的主要研究方向之一。一方面，碳酸钙可以明显改善材料的力学性能；另一方面，碳酸钙填充量大，增容效果明显，能有效降低成本；最后，碳酸钙是绿色无机矿物填料，化学性质稳定，短期内可被自然环境消纳，钙离子对部分降解过程还有促进作用，是全生物降解材料理想的填充/改性材料。Islam MS等研究了碳酸钙（CaCO3）纳米粒子和壳聚糖（CS）含量对PLA/CS/CaCO3复合材料性能的影响。结果显示，CaCO3促进了PLA与CS的融合，复合材料的拉伸强度和拉伸模量等力学性能都有了明显提高。
4纳米碳酸钙在全生物降解材料中应用技术及成果
经过近几年发展，生物基可降解塑料无论是在合成工艺、改性方法和处理措施上均有了显著进步，但依旧存在一定技术壁垒。以纳米碳酸钙填充/改性全生物降解材料为例，提高填充率，针对性实施改性、根据产品调控钙粉指标等，仍是专业度较高实用技术，生产活动中若要运用这一门技术，还需要理论研究和实践经验的支撑。
近期，粉体网主办的“第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会”将在河南·南阳举行，届时江西势通钙业有限公司董事长张华将在大会上做“纳米碳酸钙在降解塑料中的应用”主题报告，以全生物降解材料应用为背景，讲解纳米碳酸钙生产、改性、应用技术，一对一解答参会者的疑问，大家共同学习、交流。
专家介绍
张华，男，研究生学历，教授级高级工程师，江西势通钙业有限公司董事长，江西省纳米碳酸钙工程技术研究中心主任，中国无机盐工业协会碳酸钙分会专家组专家。
主要从事纳米碳酸钙产品的研发，生产及经营，2019年评为江西省优秀青年企业家；发表学术论文10余篇，授权国家专利20多项，承担10多项省市重大重点科研项目，获国家级奖项1项，省部级奖项10多项；是江西省主要学科学术和技术带头人，江西省百人远航工程人选，庐陵英才D类人选，吉安市“双百计划”高层次人才，永丰县十佳创新创业人才，湖南大学专业学位硕士研究生校外导师，厦门理工学院专业学位硕士研究生校外导师。
（中国粉体网编辑整理/昧光）
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