浅谈 “ 绿色包装 ” 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。

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。

玉米淀粉包装填充物

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。

工业纸托

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。

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。

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。

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。

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。

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。