12月14-15日，生物降解材料研究院、TK生物基材料主办，中科国生、微构工场、丰原生物协办的《生物基与降解材料2022年度大会暨颁奖典礼》将在苏州举办，会议将发布PBAT、BDO、PLA等材料年度数据，现诚邀行业专家、企业代表出席，欢迎报名参展参会。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。
塑料制品在给人类带来各种方便的同时，也给人们带来难以想象的麻烦。塑料大量使用，以及随意丢弃和非科学化处置行为，给人类生活和生存造成了很大的环境危害和白色污染问题。随着研发技术不断创新，生物能源产业、生物制造产业已成为全世界的发展热点。开发可再生资源，尤其是生物基材料，是未来取代石油等化石资源的主要物质生产方式，也是真正实现循环经济、节能减排的重要途径。
随着塑料应用领域不断扩大，生物基塑料的出现，成为塑料行业从污染走向绿色的一个希望，也为塑料行业摆脱石化资源的过度依赖开拓了新途径。中国是包装制造大国，塑料包装在整个包装产值中占近三分之一，传统塑料因其优异的使用性能，被广泛应用到生活中的各个方面。资源紧缺，环境恶化，倡导“环保”、“低碳”、“减排”消费观，使得生物基塑料制品也逐渐进入市场。
![]()
01 不可降解生物基塑料以及其在包装应用
不可降解生物基塑料是指原材料全部或部分来自于生物质，但在环境中不易降解。比如生物基 PE、生物基 PP、生物基 PET 等，这类材料的主要目标市场是作为石油基塑料的补充，例如，生物基 PE 与石油基 PE，结构一致，有着相同的化学性质，作为替代现有石油基同类产品，可达到节约石油资源，降低二氧化碳排放等目的。生物基 PE 作为石油基 PE 的替代品，目前主要有两种生产方式，其中，市面上使用的生物基 PE 主要以 Braskem 的甘蔗基为主。在巴西等地区，甘蔗生产正蓬勃发展，由甘蔗制造出的一系列衍生物成为传统塑料的可行替代品，Braskem 的 I’mgreen TM 聚乙烯的开发也依赖于甘蔗乙醇。这种生物聚乙烯以甘蔗的蔗糖为主要原料，生产甘蔗乙醇，甘蔗乙醇经脱水工艺合成乙烯，乙烯在经过聚合生成生物基 PE。而另一种生物基 PE 原料来源与此不同，其原料来源主要是妥尔油。妥尔油是一种深棕色粘稠的混合物，主要来源于造纸工艺中木材制浆过程的废品，不含动物和棕榈油的原料，不会与人类食品生产来源直接竞争。与传统的化石衍生的聚乙烯树脂相比，来源于甘蔗或妥尔油的生物原料制备的生物基 PE 均能够显著降低碳足迹，对低碳经济有巨大的潜在贡献。2011 年 9 月，千妇恋（Chifure）化妆品株式会社开始使用巴西生物基 PE 来生产化妆品瓶[5]。2014 年 2 月，可口可乐在包装材料中使用Braskem 生物基 LDPE，用于可口可乐的 Del Valle果汁饮料包装。隶属于欧莱雅旗下知名美发品牌美奇丝（Matrix），利用巴西的 Bio-PE 为原料，改进了其 Biolage 洗护系列的包装。United Caps 公司刚开始，将 Braskem 的高密度聚乙烯（HDPE）生产两种标准瓶盖，即专为不起泡的饮料设计的螺纹瓶盖（Victoria 瓶盖）和为奶制品和不起泡饮料设计的瓶盖（Proflatseal瓶盖），后来又与 Braskem 公司合作，推出了“绿色”生物基塑料瓶盖和瓶帽。
艾利丹尼森推出全新生物基 PE 薄膜标签，生物基 PE 薄膜所使用的树脂由 Braskem 的甘蔗制成[8]。除此之外，Braskem 公司的生物基 PE 的客户还包括强生（Johnson & Johnson）、日本化妆品公司资生堂、宝洁（Procter & Gamble）、日本丰田公司和瑞士包装集团利乐公司（Tetra Pak）[9]。生物基 PP 作为石油基 PP 的替代品，目前主要有两种生产方式，与生物基 PE 类似。Sabic 公司生产的生物基 PP 来源主要也是妥尔油。另一种是从甘蔗等生物质中提炼乙醇，再制造成生物基 PP 或者发酵各种生物质（主要是非食用植物），生产异丙醇（IPA），然后脱水得到丙烯单体经过聚合最终得到生物基 PP。Beiersdorf 公司将 Sabic 公司的生物基 PP 树脂，用于生产 Beiersdorf 的妮维雅 Naturally Good的日夜面霜的包装罐子。Sabic 公司向 AlmaPackaging AG 提供其经过认证的生物基 PP 材料，应用于新型咖啡胶囊。据报道，全球领先的包装企业 Paccor 公司将为其客户企业 Orkla 提供生产100%生物基聚丙烯（Bio-PP）产品。近年来，随着环保监管日益严格，石油基 PET应用受到一定限制，生物基 PET 市场迎来了良好发展时机。目前来看，多数生物基 PET 材料均为部分采用生物基材料，生物基 PET 是由生物基乙二醇（MEG）单体和化石基对苯二甲酸（TPA）合成，但随着相关技术进步，100%的生物基 PET有望成为未来产能最大的生物基材料。PET 瓶是最为常见的饮料包装。Anellotech 等 5 家企业联合开发了生物基 PET 生产技术“Bio-TcatTM”（热催化生物质转化技术），运用该技术开发的 100%生物基聚酯，已供给三得利（Santory）公司用作食品与饮料包装材料。2021 年 12 月 7 日，三得利表示已经成功生产出一种 100%可持续 PET 塑料瓶，其目标是2030 年，100%使用回收或者植物基 PET，尽快通过在欧洲的标志性品牌 Orangina 和日本 SunTory Tennensui 100%生物基 PET 瓶商业化。可口可乐公司曾承诺，100%植物衍生的材料将于2020 年应用于其所有的 PET 聚酯容器，2021 年10 月，可口可乐推出了一款全植物基 PET 瓶原型，不包括瓶盖和标签。作为主要的消费产品生产商，雀巢公司和宝洁公司等也将生物基薄膜材料用于其产品包装材料中。更多内容可关注明天内容：可降解生物基塑料以及其在包装应用
纳米纤维素交流群、生物基呋喃新材料、HMF产业交流群