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　　将来的某一天，你可能会拥有一台可以食用的笔记本电脑。这不是一个梦，因为现今，人们正在进行着一场意义深远的变革--以植物为原材料开发塑料产品。目前来看，这种塑料在工艺制造上，还需要采用传统的石化原料，以保证塑料的硬度、耐久力以及技术应用方面的其他特性。当然，它们现在还不能够食用，但能够经受住掉落测试。

　　生物塑料以大麻油、豆油、玉米粉等植物为原料。大约十五年前，这种工艺盛行一时。当时为了解决固体垃圾处理问题。直到亚利桑那大学一位名叫拉希德的城市考古学者报告指出，经适当掩埋的固体垃圾并没有能够降解，这个结果仅存的积极性是，它防止了有毒物质侵入地下蓄水层。

　　今天，生物塑料由于诸多原因得到进一步开发。

　　 对全球变暖问题的关注也促使人们热衷于二氧化碳低排放产品的开发。每公吨生物塑料要比同质量石化塑料少排放0.8-3.2公吨二氧化碳。

　　 石油价格的不稳定导致以石油、天然气为原料的塑料产品价格波动。2年前塑料价格的大幅增长影响了许多企业的预算。尽管由于乙醇的广泛使用，植物基原料价格也有所增长，但是其价格增长要比石油基原料可预见得多。

　　 新型塑料混合使用石油基和植物基原料，保留了现今聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、尼龙等聚合物的许多优点，还带来一些改进，特别是在表面光洁度方面。

　　然而，由于这种复合型工程材料刚刚走出实验室，其生产成本还是要比目前的塑料昂贵许多。杜邦等主要开发者正致力于开发未来市场，并计划以合理且具有竞争性的价位提供这类复合型塑料，直至市场成熟，产品价格将最终低于石化原料塑料。

　　目前，至少有三类化学原料可用于制造生物塑料。一些生物塑料直接以淀粉为原料，最终可用于制作药物胶囊等，其有机添加剂包括山梨醇、甘油。一些生物塑料以PLA（聚乳酸）为原料--甜玉米和其他植物中的淀粉经发酵产生聚合乳酸。PLA已经广泛应用于生物可降解的医用植入物和产品包装。第三类生物塑料以聚3羟基丁酸酯（PHB）为原料--特性类似于聚丙烯。对生物塑料的大量需求促成原料和聚合物生产能力的扩大。南美的糖料作物（同时也是制造乙醇的主要原料）生产商表示将进一步扩大生产。某一分析家预测PHB的价格将跌至每磅60美分。

　　以环保导航的日本

　　目前，生物塑料在日本的发展令人鼓舞，这主要得益于三部法律的通过，分别是--绿色购买促进法案、能源有效利用促进法案、污染物排放和转运登记法（PRTR）。日本富士通公司是生物塑料的主要推动者之一，它采用Toray工业公司开发的PLA复合塑料制作FMV-BIBLO系列笔记本电脑的机盖。该系列电脑已在两年前上市。由Toray开发的这种叫做Ecodear的复合材料主要着眼应用于纤维、纺织品、模制品、胶卷制作等领域。2002年，富士通和Toray公司初次着手解决纯PLA的功能缺陷。纯PLA耐热性差，导致材料缺乏足够的阻燃性且不适于模压。最终他们决定将PLA以50%的比例与一种专用无定形石化塑料结合，以获得所需特性。

　　目前，Toray耗资900万美元在南韩建立工厂生产PLA，年产量5000公吨。韩国包装器公司Saehan为其投资了10%的资金。南韩当今的包装材料正在迅速地被可生物降解的PLA所取代。而在美国，这一趋势才刚刚起步。另外，Toray还在开发可用于PLA胶卷的纳米添加剂。

　　值得注意的一点是，很久以来，PLA都是因其生物降解性获得广泛应用的，而富士通制成的复合材料却不能够降解。实际上，公司的目的是促进塑料成分的循环利用，并非希望生产出的电脑被掩埋在土中，致使有毒金属污染土层。

　　最近，富士通公司又有新动向。公司正在与法国化学品制造商Arkema联手开发一种以蓖麻油为基本原料的生物塑料。这种塑料比源自玉米的塑料具有更好的柔韧性，能够进一步拓展生物塑料在笔记本电脑制造上的用途。蓖麻油是尼龙（聚酰胺）11（PA-11）新型塑料的基本原料。富士通的一位发言人称："通过弱化链分子间的相互作用，弛豫有机体的立构规整性，新制成的材料具备充分的柔韧性，可以避免由于反复弯曲造成的材料发白。因为很多同类材料在发生应变后会变白。"电脑机盖样品的成分包含了60%-80%的新型生物塑料，这是目前生物塑料应用的最高水平。其中高密度填充物增加了机盖的硬度。富士通公司有意应用这种材料制作笔记本电脑机盖和其他抗冲击力要求较高的产品。公司表示，该材料还有望用于制造手机机盖。据Arkema的聚合技术部门的商业经理汤姆斯·格里马说，与石化原料制成的尼龙6/6相比，新材料减少了42%的二氧化碳排量。Arkema制成的新型Rilsan PA 11已获准用于燃料生产，新生物燃料将被运往欧洲和巴西。这要归功于Rilsan PA 11材料的良好性能。新型Rilsan较聚酰胺12具有更持久的抗侵蚀特性。有趣的是，Rilsan PA 11算不上是一种新材料。"我们已花了50年的时间研制这一材料，" Arkema的市场开发官员陶德·罗格介绍，"我们使用蓖麻油作原料是因为蓖麻油具有更优良的特性。"这一材料在油田和汽车制动器生产上应用广泛。

　　今年初，驻德国的机动车厂商Fraenkische宣布应用以Rilsan PA 11为基础的工艺，建立加强型安全燃料生产线，以满足燃油泵的制造需要。新的燃料生产线符合SAE J1645机动车标准。该标准旨在通过抑制燃料系统的火花点火，降低事故风险，最终达到保证乘客安全的目的。根据新北美车型要求，一般发动机业已更换了绝缘燃油泵。如果不考虑环境因素，原有燃料已经足够好了。然而，对可持续性能源的关注让人们把目光投向了这种材料，每磅六美元的价格会限制它的应用。

　　生物塑料在日本的发展与其环保理念紧密相连。

　　洋麻纤维补强材料
　　NEC公司采用以洋麻纤维补强的PLA基塑料帮助日本最大的移动通信公司--NTT DoCoMo制作了一部手机的整个机壳。洋麻纤维的强度促成生物塑料的使用比例显着提高到90%。"这部手机表面的75%，除了机屏和按键周围的部分，都是由洋麻纤维补强的生物塑料制成的。

" NEC移动终端区产品策划部门副经理Yusuke Moriyama介绍说。

　　NTT DoCoMo负责手机策划的Katsuhiko Hirosawa说，这款"生态手机"机壳手感粗糙，表现了贴近自然的设计风格。手机的目标消费群体是年轻女士，所以只有粉色的机壳。机壳塑料是由生产Terramac牌PLA塑料的日本材料开发公司Unitika开发制造的。其熔点为170C，冲击强度(ISO179 )为5.6。

　　索尼公司也进行了生物塑料开发。高级生态材料工程师Hiroyuki Mori称，索尼正在应用PLA塑料制作一些小组件，但有望使其发挥更大作用。索尼的研究表明，与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯相比，基于PLA的聚合物可以减少20%的二氧化碳排放量，降低55%的不可再生资源产出。

　　在美国，杜邦公司是领先的工程应用技术开发商之一。该公司的2006年度NPE规划明确表示，将应用从玉米糖中提取的丙二醇（PDO）开发植物基的Sorona聚对苯二甲酸丙二酯和Hytrel人造橡胶。杜邦称，其二醇原料聚合后可产生一种比其他生物塑料物理性质更优良的聚合物。新型Sorona具有良好的硬度和强度。杜邦公司的生物基础技术商业发展经理乔·库瑞说，新一代Sorona的外观及光泽度均优于聚丁烯对苯二酸酯（PBT）。

　　Sorona极具价格竞争力
　　新型Sorona是一种复合型聚合物，含有37%-40%的可再生原料--比如玉米。"我认为，依靠现在的技术水平，我们完全可以将可再生原料的利用比例提高到50-60%，"库瑞在接受Design News的采访时如是说。这种材料以汽车、电器、连接器为目标市场。目前，用户正在对材料进行相关测试，预计今年年底即可投入商业化生产。"新产品价格合理，不会2-3倍地大幅提高售价。" 库瑞说。

　　库瑞还表示，使用杜邦的新型Sorona无需在设备和加工工艺上进行新的投资。几年前，石油基Sorona进入纺织品、纤维市场，而今，其原料正在逐渐被植物型材料所取代。

　　新一代Hytrel在物理性能上与石油基Hytrel不相上下。根据新Hytrel的级别，其所含有的生物材料成分从35-65%不等。

　　杜邦与Tate & Lyle合作，在Loudon, TN建成全球最大的有氧发酵工厂，从事生物PDO的生产，年产量45000公吨。而在杜邦公司新喀里多尼亚Kinston的工厂中，Sorona聚合物正在用对苯二甲酸(TPA) 或对苯二甲酸二甲酯(DMT)使生物PDO聚合。杜邦公司现在Kinston和一家中国工厂扩大生产能力。

　　另外，Procter & Gamble 和 Kaneka签署了联合开发协议，计划批量生产一种叫做Nodax H的聚合物（为3-hydroyxbutyrate-co-3-hydroxyhexanoate聚合物）。P&G未在本文中发表评论。

　　美国其他厂商近况
　　自然工厂LLC（Minnetonka, MN）目前是Cargill独家拥有的一个独立公司，过去曾有一段时间，化学品厂Dow为公司合伙人。自然工厂LLC自称是第一家生产系列商用中性温室气体聚合物的公司。这种聚合体采用年度100%可再生资源，其性能价格比可与石油基包装材料、纤维相竞争。公司采用独特技术，将植物糖加工成为聚交酯聚合物。据称，该聚合物具有与聚苯乙烯相似的光泽和透明度，与烃基热塑性塑料相当的抗张强度和模量，可用于制作不同种类的包装材料。公司正处在成立PLA材质瓶子回收系统的最初阶段。自然工厂在 Blair, NB建成了生产PLA的工厂（年产量140000吨），并声称已降低了材料生产成本以确保对石油基聚合物（诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET））的价格优势。自然工厂占有90%的商业用聚合乳酸市场份额，并与其他生产PLA材质聚合体的公司建立了销售关系。

　　Metabolix (Cambridge, MA)与Archer Daniels Midland (ADM)公司合作，在IA克林顿建立工厂，生产了1.1亿镑以聚β羟基丁酸 (PHA)为基本原料的塑料产品。Metabolix的塑料制品以一种遗传工程微生物为原料。其核心技术大部分出自麻省理工学院，特许Metabolix独家使用，其中包括11项美国专利，一项美国应用技术和众多外国副本。Metabolix称，今后，其塑料制品将更多的取材于植物，使其与聚乙烯等塑料相比，具有一定的成本优势。

　　Cereplast在Hawthorne, CA,拥有一家化合工厂，可生产5000万磅以玉米淀粉或马铃薯淀粉为原料的PLA基塑料。西海岸针对垃圾废物治理的新州立法律出台后，工厂生产量已将近翻了三倍。材料目前主要应用于食品袋等一次性包装的制作。但是公司表示，产品今后可能应用于机械设计领域。眼下，Cereplast并没有在这方

面进行应用开发，该材料还是最适于制作可通过堆肥设施处理的包装产品。

　　Novomer (Ithaca, NY)：基于柯内尔大学加佛瑞·科茨教授领导的研究小组所研发的一项技术，Novomer正在与柯达公司联合开发一种商用塑料。他们用二氧化碳作原料，与石化环氧化物或源自柑橘类水果的二戊烯氧化物反应合成脂肪族聚碳酸酯（APCs）。APCs具有生物降解性，生物相容性，材质清透，且具备很高的防水、防氧化特性。其潜在应用领域包括药物运输、使用发光器件制成的高韧性电子屏幕、聚合物基电解质、含有高达40%二氧化碳成分的聚胺酯泡沫材料。由于该聚合材料潜在成本高，基本着眼于高端应用。

　　医用植入物可被身体吸收
　　植物基塑料具有生物可吸收性，在医用植入物领域应用广泛。医用级PLA成本通常高达2000美元/磅，主要用于制作连接组织与骨骼的螺钉和固位凹。PLA材料省去了移除金属固位凹的外科手术，而且材料不受X射线影响，有利于更好地观察治疗过程。植入件通常由专业模具生产商制作，比如Mar-Lee Industries （Fitchburg, MA）--尽可能利用聚合体改进加工工艺。

　　正在开发的药物涂层支架的突出特点在于采用了一种生物可吸收涂层。当专用药物被送入体内正在复原的动脉后，涂层就会自行消失。所以，一些人甚至希望用生物吸收材料制作整个支架。