2013年06月06日08:44 来源：人民网-财经频道
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以植物为原料的生物塑料的特性得到迅速提高。有些生物塑料在耐热性、弯曲强度等方面已经超过了传统的石油树脂。而且，为了避免将来发生与粮食竞争的问题，非食用原料的开发也在稳步推进。本文由在NEC公司多年从事生物塑料开发的位地正年，为大家介绍生物塑料技术开发的最新动向和NEC的举措。
从通用产品到耐用产品，树脂（塑料*）的应用范围相当广泛。全世界树脂的年产量高达约2.3亿吨，其中日本约占1300万吨。
*塑料：具备线状的长分子构造，通常由碳（C）、氢（H）、氧（O）等元素组成的多个化合物（数十～数万个）连接而成。加热可以熔化，因此可利用浇注模具制成各种各样的形状。需要具备各种实用特性，例如加热时易流动、冷却时易凝固等成形性，按照不同的用途，有时还需要具备刚性、柔韧性、耐热性（耐热变形性）、强度、阻燃性等。
不过，大部分塑料是以储量有限的石油为原料，而且，在制造和焚烧处理时，还会释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为原料，作为有助于保护石油资源、防止地球变暖的新材料，现在已经成为关注的焦点。
按照使用原料的不同，生物塑料大致可以划分为两类，一类是以谷物、薯类、甘蔗等的淀粉*为原料，一类是以植物的茎和木材的主要成分纤维素*等非食用植物资源为原料（图1）。
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图1：原料各异的生物塑料的课题 现在主要的生物塑料是以淀粉为原料。今后需要改用非食用纤维素等原料，但依靠目前的技术，应用于耐用产品还存在课题。 |
*淀粉：由大量α-葡萄糖（一种单糖）连接而成的一种多糖类，因为溶于水、易分解，所以容易被人体消化，是重要的粮食。富含于谷物、薯类、甘蔗等农作物之中。
*纤维素：由大量β-葡萄糖（一种单糖）连接而成的一种多糖类，构造与淀粉相似，但分子间结合紧密，不溶于水、不易分解，因此人类无法食用。而且加热不熔化、不溶于常见的有机溶剂，难以作为工业原料使用。但纤维素是植物的主要成分（30％以上），是地球上储量最大的可再生有机资源。
最近，生物塑料在食品用包装容器和薄膜、纤维等通用产品领域得到了广泛应用。这是因为生物塑料的强度、耐热性、成形加工性等特性已经达到了与石油塑料比肩的水平，生产成本也有所下降。如今，以欧美为中心，生物塑料的使用量每年在以约30％比率增加。
然而，在电子产品等耐用产品领域，应用生物塑料的程度却不及通用产品。要想实现生物塑料的全面普及，还需进一步改进其特性和成本。而且，现在生物塑料主要是以淀粉为原料，出于对粮食问题的担忧，改用非食用植物资源已成为重要课题。
鉴于上述情况，本文将就（1）通用产品扩大利用生物塑料的情况、（2）面向电子产品等耐用产品的技术开发、（3）使用非食用原料的替换技术3个方面，逐一进行介绍。
通用产品主要是利用聚乳酸
首先简单介绍（1）通用产品利用生物塑料的情况。
现在的生物塑料主要是以淀粉为原料，产品有聚乳酸（主要制造商为美国NatureWorks公司）、聚羟基丁酸酯（KANEKA）等聚羟基链烷酸、聚乙烯（巴西Braskem公司）、聚对苯二甲酸丙二酯（美国杜邦公司）、聚丁二酸丁二醇酯（日本三菱化学公司）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（日本丰田通商公司）等。
其中，普及程度最高的当属聚乳酸。以食品包装膜、纤维和无纺布、薄膜等通用产品为中心，应用聚乳酸的产品产量正在增加。这是因为通过大量生产成本得以下降，聚乳酸价格已经降至每公斤200日元左右，而且，随着聚乳酸薄型加工技术的进步，用量得到削减，与使用石油塑料相比，价格差距已经近乎于零。
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图2：聚乳酸原料与产量的现状以及前景预测 聚乳酸的产量正在稳步扩大。现在以玉米（淀粉）为原料，将来预定改用非食用纤维素。（图：作者根据NatureWorks的数据制作） |
将来，聚乳酸的原料预计将向非食用化发展，也就是从淀粉转换为纤维素。以通用产品为中心，聚乳酸的应用将实现更大的普及（图2）。（日经能源环境网 供稿）
