2013年06月06日08:44 來源：人民網-財經頻道
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以植物為原料的生物塑料的特性得到迅速提高。有些生物塑料在耐熱性、彎曲強度等方面已經超過了傳統的石油樹脂。而且，為了避免將來發生與糧食競爭的問題，非食用原料的開發也在穩步推進。本文由在NEC公司多年從事生物塑料開發的位地正年，為大家介紹生物塑料技術開發的最新動向和NEC的舉措。
從通用產品到耐用產品，樹脂（塑料*）的應用范圍相當廣泛。全世界樹脂的年產量高達約2.3億噸，其中日本約佔1300萬噸。
*塑料：具備線狀的長分子構造，通常由碳（C）、氫（H）、氧（O）等元素組成的多個化合物（數十∼數萬個）連接而成。加熱可以熔化，因此可利用澆注模具制成各種各樣的形狀。需要具備各種實用特性，例如加熱時易流動、冷卻時易凝固等成形性，按照不同的用途，有時還需要具備剛性、柔韌性、耐熱性（耐熱變形性）、強度、阻燃性等。
不過，大部分塑料是以儲量有限的石油為原料，而且，在制造和焚燒處理時，還會釋放出大量的二氧化碳。
而生物塑料使用可再生、能固化二氧化碳的植物為原料，作為有助於保護石油資源、防止地球變暖的新材料，現在已經成為關注的焦點。
按照使用原料的不同，生物塑料大致可以劃分為兩類，一類是以谷物、薯類、甘蔗等的澱粉*為原料，一類是以植物的莖和木材的主要成分纖維素*等非食用植物資源為原料（圖1）。
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圖1：原料各異的生物塑料的課題 現在主要的生物塑料是以澱粉為原料。今后需要改用非食用纖維素等原料，但依靠目前的技術，應用於耐用產品還存在課題。 |
*澱粉：由大量α-葡萄糖（一種單糖）連接而成的一種多糖類，因為溶於水、易分解，所以容易被人體消化，是重要的糧食。富含於谷物、薯類、甘蔗等農作物之中。
*纖維素：由大量β-葡萄糖（一種單糖）連接而成的一種多糖類，構造與澱粉相似，但分子間結合緊密，不溶於水、不易分解，因此人類無法食用。而且加熱不熔化、不溶於常見的有機溶劑，難以作為工業原料使用。但纖維素是植物的主要成分（30％以上），是地球上儲量最大的可再生有機資源。
最近，生物塑料在食品用包裝容器和薄膜、纖維等通用產品領域得到了廣泛應用。這是因為生物塑料的強度、耐熱性、成形加工性等特性已經達到了與石油塑料比肩的水平，生產成本也有所下降。如今，以歐美為中心，生物塑料的使用量每年在以約30％比率增加。
然而，在電子產品等耐用產品領域，應用生物塑料的程度卻不及通用產品。要想實現生物塑料的全面普及，還需進一步改進其特性和成本。而且，現在生物塑料主要是以澱粉為原料，出於對糧食問題的擔憂，改用非食用植物資源已成為重要課題。
鑒於上述情況，本文將就（1）通用產品擴大利用生物塑料的情況、（2）面向電子產品等耐用產品的技術開發、（3）使用非食用原料的替換技術3個方面，逐一進行介紹。
通用產品主要是利用聚乳酸
首先簡單介紹（1）通用產品利用生物塑料的情況。
現在的生物塑料主要是以澱粉為原料，產品有聚乳酸（主要制造商為美國NatureWorks公司）、聚羥基丁酸酯（KANEKA）等聚羥基鏈烷酸、聚乙烯（巴西Braskem公司）、聚對苯二甲酸丙二酯（美國杜邦公司）、聚丁二酸丁二醇酯（日本三菱化學公司）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（日本豐田通商公司）等。
其中，普及程度最高的當屬聚乳酸。以食品包裝膜、纖維和無紡布、薄膜等通用產品為中心，應用聚乳酸的產品產量正在增加。這是因為通過大量生產成本得以下降，聚乳酸價格已經降至每公斤200日元左右，而且，隨著聚乳酸薄型加工技術的進步，用量得到削減，與使用石油塑料相比，價格差距已經近乎於零。
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圖2：聚乳酸原料與產量的現狀以及前景預測 聚乳酸的產量正在穩步擴大。現在以玉米（澱粉）為原料，將來預定改用非食用纖維素。（圖：作者根據NatureWorks的數據制作） |
將來，聚乳酸的原料預計將向非食用化發展，也就是從澱粉轉換為纖維素。以通用產品為中心，聚乳酸的應用將實現更大的普及（圖2）。（日經能源環境網 供稿）
