在人們的固有印象中，生物降解塑料只是一個(gè)概念化的物品，綜合性能遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)的石油基塑料。然而隨著生物技術(shù)的發(fā)展，這種觀念正在逐漸被刷新。

PHA是一種天然酯類物質(zhì)。在自然界中，許多微生物都有一種特性，即在生長條件不平衡時(shí)，比如缺乏氮、磷、氧等營養(yǎng)元素，體內(nèi)為了應(yīng)付食物緊張就會(huì)儲(chǔ)存一些原料，這些聚合物就是天然酯類，它可以被許多細(xì)菌激活，導(dǎo)致快速降解。

PHA生物基可降解塑料則完全以可再生資源——淀粉為原料，利用上述特種微生物，通過一系列酶工程、發(fā)酵工程，合成可完全分解至二氧化碳和水的高分子材料，并可與石油化工樹脂性能相媲美。

PHA生物基可降解塑料具有化學(xué)合成塑料的一些性質(zhì)，其性能如下:

斷裂伸長率：5%(23℃)

懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度：37 J/m

拉伸強(qiáng)度：20 MPa(23℃)

熱變形溫度：110℃（ 0.45MPa 未退火）

熱變形溫度 能57℃（1.80MPa 未退火）

熔融溫度 167.5 ℃

清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳國強(qiáng)認(rèn)為，與大家熟知的聚乳酸等生物基材料相比，PHA的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，能通過結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)使最終產(chǎn)品應(yīng)用于不同領(lǐng)域，而支撐這種優(yōu)點(diǎn)的就是其單體的多樣性。

據(jù)介紹，早在2000年，人們就已發(fā)現(xiàn)了超過150種的PHA單體。單體結(jié)構(gòu)變化以及共聚物中不同單體比例的不同，也給PHA結(jié)構(gòu)變化帶來了無限可能。

通過調(diào)整單體配比，PHA產(chǎn)品性能可以橫跨纖維、塑料、橡膠、熱熔膠等不同范疇，加上PHA兼具良好的生物相容性，其應(yīng)用領(lǐng)域已不局限在單一的塑料制品，還可以在農(nóng)藥緩釋劑、高性能生化濾膜、醫(yī)藥緩釋長效藥物載體以及骨釘、手術(shù)縫合線、人體整形填充材料等方面大顯身手。

業(yè)內(nèi)專家表示，PHA已經(jīng)成為生物材料領(lǐng)域最為活躍的研究熱點(diǎn)，我國在PHA研究方面介入較早，目前處于世界先進(jìn)水平。

寧波天安生物材料有限公司是目前全世界生產(chǎn)PHA規(guī)模較大的企業(yè)，目前已達(dá)到2000 t／a的生產(chǎn)能力。該公司在成為全球重要PHA原料生產(chǎn)基地的同時(shí)，也正積極探索著具體產(chǎn)品應(yīng)用的路徑。該公司就實(shí)現(xiàn)了第二代生物塑料PHBV（聚羥基丁酸—戊酸酯）的工業(yè)化生產(chǎn)，至今為全球范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)。

PHBV是一種PHA的共聚物，分子量達(dá)30萬以上，可使用普通的塑料加工機(jī)械進(jìn)行加工。由于采用化學(xué)溶劑提取細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)成本高昂，且有化學(xué)物殘留的問題，采用了“水相提取法”，僅用常溫水就可以提取。

據(jù)了解，水相提取法的具體過程就是通過加入一些環(huán)保“助劑”使細(xì)胞裂解破碎，蛋白質(zhì)水解使得菌體中的PHA微粒直接釋放在水中，再經(jīng)過沉淀、過濾后就可以得到產(chǎn)品。

由于這種材料在堆肥、土壤、海水等環(huán)境中都能完全分解，另外還具有很好的生物相容性以及對(duì)水、氣的高阻隔，這使得PHBV成為上好的人體組織工程材料，能夠用作醫(yī)用縫線、骨釘?shù)龋送膺€可用作農(nóng)用地膜、購物袋、餐具以及食品包裝材料等。

目前，水相提取法已經(jīng)取得了中國、美國、日本、澳大利亞等國的專利授權(quán)，生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先于國際水平。

如今，PHBV制品的生產(chǎn)工藝進(jìn)一步開發(fā)，涉足較多的便是注塑產(chǎn)品，如高爾夫球托、一次性餐具等，其它還有薄膜、板材、吸塑包裝等。

我國生物基材料原材料的生產(chǎn)技術(shù)雖然已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位，但開發(fā)的終端產(chǎn)品仍大多主要在低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

生物降解塑料應(yīng)該占領(lǐng)塑料行業(yè)的頂端市場(chǎng)，而不是底層低端市場(chǎng)。從全行業(yè)的產(chǎn)量來看，應(yīng)該將其應(yīng)用集中或主要放在高附加值的終端產(chǎn)品上，比如高端儀器設(shè)備、高檔服裝等的外包裝袋，而不應(yīng)該是量大利薄的垃圾袋。

國內(nèi)生物基材料產(chǎn)業(yè)雖然存在一定問題，但整個(gè)產(chǎn)業(yè)仍然顯現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著歐美發(fā)達(dá)國家有關(guān)環(huán)保政策出臺(tái)，生物基材料產(chǎn)品的出口量也將成倍增加。

2020年，生物降解包裝在整個(gè)塑料包裝中的市場(chǎng)份額提升至20%左右。一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)正在向生物降解塑料敞開大門。