全降解材料的纤维素（CMC）吹膜工艺

  餐具可降解原料纤维素、植物蛋白等除了具有环保、***的需求，还能以其为基料制作可食性包装膜。将部分废弃纤维变废为宝，对推动经济发展、解决***“白色污染”问题和改善人民健康状况等方面有一定的实际意义。A：CMC的制备

  以自制甜菜膳食纤维粉为原料，乙醇溶液为溶剂，采用二次加碱法制备成膜基材——高粘度甜菜羧纤维素(CMC)。

  制备羧纤维素的条件：NaOH/AGU摩尔比为2.5，ClCH2COOH/AGU摩尔比为1.5，乙醇浓度为75%，碱化醚化温度为35℃，醚化时间为3h，液料比8∶1(ml/g)，可以制备粘度为894.33mPa·s的羧纤维素产品。

在工艺条件的验证试验中进一步证实了工艺条件的实用性和可靠性。用自制的成膜基材进行复合膜的试验。B：膜的制备方法

  餐具可降解原料用自制的成膜基材CMC和小麦面筋蛋白WG按一定配比配成混合粉，再配制一定浓度的，在不断搅拌的情况下把一定质量的混合粉加入到配制好的中，再加入一定量的增塑剂并搅拌。95μm的玉米淀粉放入115℃的KFP-1000L干燥箱内，烘干8小时，使水分含量在900ppm以内，将甘油和淀粉按照100:30比例在高混机中混合均匀，之后投料入长径比36:1、直径40mm的同向双螺杆挤出机中，经过水槽冷切、拉条、造粒。然后用1mol/LHCl和1mol/LNa2CO3溶液调节成膜溶液到的pH，再在温度下搅拌使其反应一定时间后过筛、离心脱气，然后取一定量的成膜液倒在成膜板上，60℃下干燥10h后揭膜，放入干燥器中待测。C：成膜工艺路线

D：结论

  成膜材料CMC和WG均是食品添加剂，在食品中的使用量没有限制，因此其作为可食性包装材料是安全的；甘油作为增塑剂，也是我国允许使用的食品添加剂，食用后对***无作用。

  Na2CO3和HCl作为调节pH值的化学***，也是允许使用的添加剂，加入的量也在允许使用的范围内。

  在整个成膜过程中无激烈的化学反应，只需在成膜后使用前进行适当的消毒处理即可。因此，这种方法所制成的CMC-WG复合可食性包装膜是可食和安全的。

扩链法合成聚乳酸类生物降解材料

  目前，餐具可降解原料高分子材料在 、*** 、环境等方面迅速发展，特别是聚乳酸类高分子，因其具有很好的生物降解性 、相容性和可吸收性等特殊性能，主要原料乳酸又是可再生资源，因此成为材料科学领域的热点。

  丙交酯开环聚合易于获得高分子量的聚乳酸类聚合物，但环状中间体丙交酯的制备使聚合物的合成路线冗长、成本高，影响了聚乳酸类生物降解材料的推广应用。可生物降解塑料可以创造新的出口产业2016年，中国生产了约29万吨可生物降解塑料。因此，近年来由乳酸直接缩合法合成聚乳酸衍生物特别引人注目，然而一般情况下乳酸单体的熔融聚合或溶液聚合难以获得高分子量的聚合物。

  提高分子量的重要方法之一是采用快捷、有效的扩链反应，在高分子合成中，通常是指使用扩链剂等手段，在短期内通过两个聚合物的基团相连接而增加聚合物分子量的反应。可餐具可降解原料在制造周期中消耗的能源更少虽然可生物降解塑料在生产周期中的成本略高，但我们实际消耗的能源更少。由于缩聚反应一般在反应后期小分子脱除困难，聚合物不易达到所需要的分子量，此时扩链反应尤为重要，利用扩链反应进行改性，还可得到生物降解型聚氨酯。因此，聚乳酸类生物降解材料的扩链法合成具有重要的意义。

PLA的原料来源

   聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可再生餐具可降解原料，使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提炼的淀粉原料制成。虽然欧盟政策文件明确指出氧餐具可降解原料必须在2020年前尽快退出市场或被完全禁止，但是并不是***所有的***和地区都对光氧降解塑料进行封杀。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸，其聚合链条如下。淀粉---(提炼)--->葡萄糖---(发酵)--->乳酸---(环化)--->丙交酯---(聚合)--->PLA至于葡萄糖的获得，传统的工艺：一代工艺的原料是玉米、小麦等粮食农作物，其实还有南瓜、红薯、芋头、马铃薯、土豆等都是淀粉高含量的粮食农作物。二代工艺的原料则为甘蔗、木薯、甜高粱等非粮农作物，对这些淀粉类植物进行提取和发酵，也可以制取乳酸。三代工艺的原料是秸秆等农业废弃物，秸秆中含有大量淀粉， 玉米秸秆和小麦秸秆含糖量较高。

  乳酸的主要生产方法有：发酵法、化学合成法、酶法。中东和非洲的几个***和我国北方几个城市，仍然对光氧降解塑料进行广泛的推广和使用。发酵制备乳酸是以淀粉、葡萄糖等糖类或牛乳为原料，经微生物(乳酸菌或霉菌)发酵而制得。按微生物发酵糖类的过程和生成产物的不同，可将乳酸发酵分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵、双歧发酵和混合酸发酵。

降解材料未来PBAT成本下降空间有多大？

  随着技术发展，未来原材料利用水平提高，有望推动餐具可降解原料 PBAT 成本下降。原材料利用率在 50%-90%之间时，原材料价格不变前提下，利用率每提升 10%，对应 PBAT 单位原料成本下降 800-2000 元/吨。

  随着生产自动化水平提高，PBAT 人工成本有望下降。未来随技术迭***展， 生产自动化水平提高，PBAT 产线所需劳动力数量有望降低。PBAT 所需劳动力数量每下降 5 人/万吨，则 PBAT 人工成本将下降 60 元/吨。

随着 PBAT 项目***额降低，未来 PBAT 制造成本有望下降。据报道，新税是欧盟针对新冠病毒疫情7500亿欧元经济复苏计划的一部分，收入将用作偿还该复苏计划所需的部分。未来随行业发展，规模化批量采购、及上游设备生产规模扩大有望带动 PBAT 项目***额下行， 从而降低产品固定资产折旧、维修成本等制造费用。PBAT 单吨***额每下降 500 元/吨，对应制造费用将下降 70 元/吨。

  极限假设下，PBAT 单位成本下降空间约 1557 元/吨，有望下降至 6945 元/ 吨，与 PE 单位成本基本持平。B：膜的制备方法餐具可降解原料用自制的成膜基材CMC和小麦面筋蛋白WG按一定配比配成混合粉，再配制一定浓度的，在不断搅拌的情况下把一定质量的混合粉加入到配制好的中，再加入一定量的增塑剂并搅拌。假设随技术迭代进步，PBAT 的原材料利用率大幅提高至 ；随规模效应导致批量采购、以及受下游 PBAT 市场增长影响上游设备生产规模扩大，单吨设备***额下降 150 元/吨至 250 元/吨；随产业自动化水平提升，所需劳动力人数下降至 4 人/万吨。在该极端假设下， PBAT 成本将下降至 6945 元/吨，其中原材料成本下降至 5835 元/吨，人工成本下降至 48 元/吨，制造成本下降至 1062 元/吨。此时 PBAT 成本仅高出 PE 成本 3%，与 PE 成本基本持平。