目前,一些國家將可降解塑料作為繼金屬材料、無機材料和高分子材料之后的第四種重要應用材料,已成為發達國家的研發重點。特別是近年來,生物降解塑料在世界范圍內的發展比較迅速。其產品已廣泛應用于包裝領域。但目前世界上還沒有一家企業能提供一種有效、耐用、能被市場接受的可降解塑料。只有美國、英國、意大利和日本能生產出完全可降解的塑料來壟斷數十億美元的國際市場。國際上的生物降解塑料主要有四大品牌:美國的NOVON,意大利的Mater-Bi,英國的BLOPODT,日本的BLONLE,真正形成工業化生產的只有意大利的Mater-Bi。該產品仍有一些缺點, 并且產品價格高達7000多美元/噸,難以大規模推廣應用。
材料合成利用微生物合成制備可生物降解的聚合物,如建立一些新的模型和概念,通過微生物發酵獲得新結構的聚合物;可回收的農業原料和開發的制備細菌聚合物的方法;用酶催化聚合物合成新材料;酶的立體選擇性單體用于在酶的作用下合成和修飾生物高分子。
生物可降解聚合物,如與天然聚合物結構相似的聚合物,是通過有機合成制備的,建立了聚合物結構、形態與生物可降解性之間的關系。通過內酯、環氧化合物、環狀碳酸酯和酸酐的開環聚合,得到了一種新型可生物降解聚合物。對多糖進行改性,得到一種新型可降解加工材料。
生物降解塑料是指能被土壤中的微生物分解的塑料。在細菌或其水解酶的幫助下,物質可以分解為二氧化碳、水、蜂窩狀多孔物質和鹽類,這些物質可以被微生物進一步分解,重新進入生物圈,是各國研發的熱點。因此,生物降解塑料一般是指具有一定機械強度,能被自然環境中的細菌、霉菌、藻類等微生物完全或部分分解而不造成環境污染的新型塑料。生物降解的機理主要是細菌或其水解酶將高分子量的聚合物分解成小分子量的片段,再由細菌進一步分解成二氧化碳和水。