当今社会的塑料包装材料形成严重的"白色污染"，针对塑料包装制品难降解这一现状，科学家们提出了"环境包装"的概念。这种包装材料既要追求良好的使用性能，又要深刻认识到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量，并在材料的提取、制备、使用直到废弃与再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响。

这种材料具有节约资源、减少污染、对生态影响小、可再利用、可降解的特点。以秸秆淀粉、纤维素、蛋白质以及甲壳质等天然可降解材料作为原料生产的生物包装材料具有来源丰富、价格低廉、无污染和易分解等特点，拥有广泛的应用前景。

近年来，世界各国相继开发出一些降解塑料、生物材料，对各国包装材料行业的发展起到了很大的推动作用，其中较有开发潜力的是生物包装材料。

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为何要减塑

塑料是一种难以降解的材料，即使是在自然界中，塑料想要完全降解，都需要百年左右的时间。这对土壤微生物、植物和其他野生动物造成了危害，破坏了生物多样性的平衡和生态系统的功能。

塑料长期存在于土壤当中，可能会影响其生态系统中微生物的数量以及代谢活动，导致土壤质量下降，农作物无法从土壤中获取足够的营养，从而使作物的产量下降。

塑料影响植物生长的同时，也会影响陆生动物的存活，如以凋零植物为食的蚯蚓。在塑料分解的过程中，会有邻苯二甲酸盐、双酚A等有毒物质析出，这些物质具有的具有激素效应有可能影响生物的内分泌。微塑料纳米颗粒还会诱发生物的炎症甚至是基因变化。

其次，塑料制品还会对水质以及水中生态产生影响。塑料制品或者是塑料降解产物有可能会直接被排放入江河、海洋，使水中的塑料颗粒浓度升高。在水中生活的各种生物也会难以避免地误食塑料制品，每年都有众多的动物因为塑料而出现呼吸困难、窒息的情况，死亡数量居高不下。

塑料还会对人体健康产生影响，如塑料在土壤中分解，会使其中的苯乙烯阻聚剂（DNBP）进入农作物中，被人进食后容易引起肝脏损伤、基因突变等问题。水体以及空气中的微塑料颗粒难以被过滤，进食水生动物、饮水甚至是呼吸，都导致这些微塑料颗粒进入人体。

目前，地球表面几乎任何地方都能找到塑料的存在，哪怕在最深的大洋底部，甚至南极北极都不例外。

而塑料的回收处理能力却依然低下。联合国环境规划署2021年发布的报告显示，1950年至2017年期间，全球累计生产约92亿吨塑料，其中塑料回收利用率不足10%，约有70亿吨成为塑料垃圾。预计到2040年，全球每年将有约7.1亿吨塑料垃圾被遗弃到自然环境中。美国《科学进展》杂志警告，2050年，地球上将有超过130亿吨塑料垃圾，蓝色地球可能变成“塑料星球”。

联合国《生物多样性公约》代理执行秘书长戴维·库珀（David Cooper）近期表示，我们不能允许这种情况发生，因为塑料污染不仅对海洋生物有害，而且以惊人的速度破坏了水生态系统和其他我们依赖的生态系统。

减少塑料污染，迫在眉睫。国际社会相继出台相关禁限塑政策，提出禁塑限塑时间表：中国于2020年发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，鼓励减少塑料消费，推广生物可降解塑料的替代制品；欧盟于2021年启动实施全面禁塑法令；东盟发布了应对海洋塑料垃圾的区域行动计划。截至目前，已有140多个国家明确制定或发布相关禁塑限塑政策。此外，还有许多国际公约和国际组织等也在采取行动，支持国际社会减少和淘汰塑料制品，鼓励发展替代品，调整产业及贸易政策等来减少塑料污染。

2022年3月2日，在第五届联合国环境大会续会上，联合国各成员国一致通过决议，要建立一个政府间谈判委员会，到2024年达成一项具有国际法律约束力的协议，涉及塑料制品的整个生命周期，包括其生产、设计、回收和处理等，这将是继《巴黎协定》后，最重要的国际多边环境协定。

今年的世界环境日，再次吹响了战胜塑料污染的号角，作为消费者，我们的选择将决定塑料进入自然环境的增加或减少。

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可降解生物包装材料

人们以天然生物材料制作包装原材料，或从天然生物材料中提取制作包装材料的原料，研制新的生物包装材料，这些生物包装材料一经问世，便显示出其强大的生命力。

1、淀粉基塑料

淀粉是地球上产量仅次于纤维素的天然高分子，它来源丰富、可再生、价格低廉，通过改性塑化可用于生产淀粉基塑料。

淀粉基塑料是以淀粉为主要原材料，经过改性塑化后再与其它聚合物共混加工而成的一种塑料产品，属于生物塑料的一种。淀粉基生物塑料可分为生物基塑料和生物降解塑料两大类。

这两种材料都可以代替传统石油基塑料，广泛用于塑料包装材料、防震材料、塑料膜及塑料袋、一次性餐饮具、食品容器、玩具等。

淀粉基包装技术的最新发展：

人们正在探索纳米技术作为改善淀粉基包装的阻隔性能和机械强度的一种手段。这有助于增强其对水、氧气和其他气体的抵抗力。

生物可降解添加剂如聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(pha)正在研究，以提高淀粉基包装溶液的生物降解性。

为了提高淀粉基包装材料的性能，人们正在开发涂层技术。例如，从壳聚糖和明胶等天然成分中提取的可食用涂层可以改善淀粉基薄膜的阻隔性，延长食品的保质期。

回收淀粉基包装作为增加这些材料的可持续性的一种手段是不发达的。基于淀粉的包装可以利用现有的基础设施进行回收，许多组织正在研究闭环方法来回收和再利用基于淀粉的产品。

美国因政府的鼓励政策，在2022年的市场占有率为27.1%，是一个突出的市场。美国政府已采取措施鼓励使用可生物降解和可堆肥的包装材料。2021年颁布的《摆脱塑料污染法案》将迫使制造商对其塑料垃圾承担责任，并最大限度地减少该国产生的一次性塑料的数量。这可能会增加对淀粉基包装等替代包装材料的需求。

美国是淀粉基包装业务的几个重要参与者的所在地，包括tic Technologies, Inc.， Eco-Products和NatureWorks LLC.这些公司积极参与淀粉基包装解决方案的开发和制造，这有助于该地区的市场增长。

淀粉基包装市场的竞争格局是多样化的，有几个关键的参与者和小公司在市场上运作

市场上的一些主要参与者包括嘉吉公司、罗盖特公司、Plantic技术公司、Novamont s.p.a.和NatureWorks有限责任公司。这些公司都参与了淀粉基包装解决方案的开发、制造和分销。他们在世界各个地区都有重要的市场占有率。他们还投资于研究和开发，以提高产品的质量和性能，并在市场上保持竞争力。

除了这些大公司之外，还有几家小公司专注于开发创新和利基淀粉包装解决方案。这些公司通常在特定地区或市场运营，可能专门从事特定类型的产品或应用。市场也见证了不同公司之间的合作和伙伴关系，以开发和销售新产品和解决方案。

2、天然植物纤维包装材料

天然植物纤维如木、棉、竹、甘蓝渣、棉杆、谷壳、稻草、麦秆等是一种来源十分丰富的可再生自然资源。据调查，我国每年的农作物秸杆在 5 亿吨以上。植物杆作为包装材料有许多优点，例如良好的缓冲性能，无毒，无臭，通气性能好，使用后能完全自然降解。

目前广泛用于包装的典型品种是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。特别是纸浆模塑制品，被用来取代难降解的发泡塑料，广泛应用于餐具、禽蛋托盘、鲜果托盘、工业托盘、食品及其半成品包装、医疗器械包装等。

3、转基因植物包装材料

随着植物基因工程的迅速发展，一些大公司相继开展了利用转基因植物作为反应器生产聚轻基丁酸（PHB，理化特性类似于聚丙烯的天然可降解的热塑聚合物）等包装材料的研制工作。

英国的ICI /Zeneca 种子公司确立的长期目标是将细菌生物合成 PHB 的途径导入合适的作物以利用转基因植物大规模生产PHB/V包装材料。美国Monsanto 公司 1996 年启动了一个重大项目，旨在建立用转基因油菜生产包装材料的技术体系。

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生物包装材料的应用

1、淀粉基塑料薄膜

淀粉基聚乙烯醇是淀粉基包装材料的典型代表。它在制膜前对淀粉进行处理，也就是在挤压机中进行"无序和塑化"或进行化学改性，加入一定量的增塑剂淀粉，再与聚乙烯醇或聚乙酸内酯共混可得到透明的膜。膜中的淀粉部分会生物降解，剩余部分在堆积过程中降解。

淀粉-聚乙烯醇膜有中等阻气性能，机械性能比合成多聚物的膜差一些，可在食品一次性用袋方面代替低密度聚乙烯包装。实验表明，淀粉基材料对微生物的生长没有促进作用，并且包装外的细菌不会透过而进入包装内，说明淀粉基材料具有长期包装的潜力。

2、稻草板

用稻草加工成的稻草板，具有节能、保温、隔热、隔音等功能，透气性好，冲击强度高，且防水和抗震性明显高于传统材料制品。另外，稻草板用作包装材料，其单位质量是同体积纸板材料的1/10，具有明显的优势。

3、生物泡沫塑料

巴西开发出一种新的环保物质"生物泡沫塑料"，可取代现有泡沫塑料。新物质的70%是由粟米、大豆和蓖麻的油制品提炼而成，而石油成分仅占30%。生物泡沫塑料可用作轻型包装材料，不到两年内化解在大自然中。

4、甲壳素及壳聚糖复合材料

用甲壳素加工制备的包装材料，有良好的透气性能，吸水保湿性也好。该材料还具有较好的化学稳定性、耐光性、耐药品性、耐油脂性、耐有机溶液性、耐寒性等，其稳定性优于纸张。由于甲壳素来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性和生物相溶性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用。

通过对甲壳素和壳聚糖进行化学修饰与改性，来制备性能独特的衍生物，已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。目前，国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出，应用产品已达五百种以上。美国、日本、意大利、挪威、印度和韩国等国相继建立甲壳素壳聚糖生产厂，其中日本和美国是主要生产国家，同时又是主要的消费国。

最后

绿色包装材料的研制和开发，大大减少了不可降解包装材料的使用量，在一定程度上缓解了生态环境的压力，减少了环境污染，也解决了国际上禁止使用不可降解包装材料而对我国出口商品的限制。

绿色包装材料的广泛应用，无论是从地球保护的实际角度，还是从国民经济持续健康发展的全局角度，亦或是从高新包装材料技术的学术角度来说，都具有重要的意义，前景广阔。

虽然目前绿色包装材料还存在着一些问题，如材料热塑性差，成本高，生产工艺复杂，产品不稳定，应用范围狭窄，与食品相接触包装材料具有的潜在危险性等。但有理由相信，随着环境科学、生物化学、高分子化学等学科的交叉渗透，随着高新技术的应用，这些问题将会逐步得到解决。