袁文斌,黃山,楊義銀,張珊,李潔,楊莉
(1.陜西省煙草公司西安市公司,西安 710100;2.長安大學 水利與環境學院旱區地下水文與生態效應教育部重點實驗室,西安 710054)
20 世紀中葉以來,隨著中國經濟的快速發展和科技水平的顯著提高,物流包裝的種類不斷豐富、形式推陳出新,迎來了蓬勃發展的黃金時代。在包裝材料中,塑料薄膜因具有防潮抗氧化、靈活耐用和輕質透明等優勢[1-2],被廣泛應用于食品、飲料、醫藥、日用百貨等眾多產品的生產線和物流包裝場景中。據中國塑料薄膜行業統計,2020 年中國包裝塑料薄膜的產量約為1 070.3 萬t,占塑料薄膜總產量的71.2%,較2019 年的1 061.6 萬t,同比增長了約0.82%。傳統物流包裝所使用的薄膜材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等[3])是不可降解的高分子材料,這類薄膜在完成包裝使命后會被大量廢棄、焚燒或填埋,由此所導致的土壤板結、水質惡化和空氣污染等環境問題日益凸顯[4]。
2020 年,國家發改委、生態環境部出臺了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》和《關于扎實推進塑料污染治理工作的通知》,從“禁限”“推廣”“規范”三方面著手,積極應對塑料污染。其中,開發綠色物流包裝材料被認為是保護生態環境、促進綠色低碳可持續發展的主要途徑[5]。近年來,植物纖維發泡制品、蜂窩紙板制品、輕量化玻璃和可生物降解薄膜等眾多綠色物流包裝材料不斷涌現。其中,以聚羥基脂肪酸酯(PHA)[6]、聚乳酸(PLA)[7-8]、聚己內酯(PCL)[9]和淀粉基[10-11]為代表的可生物降解薄膜,以其優良的使用性能和可被微生物降解的特點在物流包裝領域占據著重要地位。與傳統包裝材料相比,可生物降解薄膜能在發揮包裝功能的同時,最大程度地解決了傳統薄膜回收困難、填埋后會破壞土壤結構等問題,因此可生物降解薄膜必將引領綠色物流包裝材料的發展潮流,為推進綠色物流建設、筑牢物流高質量發展奠定綠色根基。
基于此,文中從綠色物流包裝的內涵和要求出發,綜述了可生物降解薄膜的概況,其降解性能的評價方法,以及在部分物流場景中的實際應用現狀,對可生物降解薄膜未來的發展進行了展望,以期挖掘可生物降解薄膜作為新型綠色包裝材料的應用價值,推動綠色物流包裝材料的發展。
綠色物流指在流通加工、裝卸、包裝、儲存和運輸等一系列過程中抑制物流對環境造成危害(如包裝材料不可降解、運輸過程中燃油消耗引起的大氣污染等)的同時,實現低碳排放、節能降耗、凈化環境,并實現物流資源充分利用的一種物流活動[12]。作為綠色物流的重要組成部分,綠色包裝指在滿足包裝功能要求的前提下,從包裝材料制造到使用直至廢棄的全生命周期中,對生態環境和人體健康無公害,并能重復使用再生、符合可持續發展的包裝[13]。將二者有效結合的綠色物流包裝指從環境保護的角度對包裝進行改進,融入可持續發展、生態經濟學和生態倫理學等多種理論,形成的一個與環境共生型的物流包裝系統。綠色物流包裝具備環保和可再生雙重功能,在設計時應遵循包裝減量化(Reduce)、包裝重復使用(Reuse)、循環再生(Recycle)、回收利用(Recover)和包裝廢棄物可降解(Degradable)的“4R1D”原則[12-14]。同時,綠色物流包裝注重全局與長遠利益,不僅需要滿足環境保護的需求,而且必須做到現代化、合理化和人性化等諸多方面的要求,以實現人類長期持續和諧發展,達到環境與物流包裝的共同發展,旨在以資源最優配置理論和可持續發展戰略為基礎,在實現企業效益最大化的同時實現社會效益的最大化。
為了積極響應國家的綠色發展理念,我國一些大型物流企業已采取了行動,例如京東物流的“青流計劃”、菜鳥的“綠色物流2020 計劃”、蘇寧物流的“青城計劃”等[15]。這些綠色物流計劃的實施均秉承“減量化”“無害化”“資源化”的開發原則,踐行綠色物流包裝的相關要求,加快了物流包裝綠色轉型的進程。在目前大量使用的綠色包裝材料中,可生物降解薄膜在滿足產品包裝需求的同時,在廢棄后還能夠被微生物降解,而不會對環境造成污染[16],是面向綠色物流包裝的重要選擇,對可生物降解薄膜的深度開發及應用是物流包裝綠色轉型中的重要研究方向。
可生物降解薄膜是一類具有優良的使用性能、廢棄后能被環境中微生物分泌的酶降解、最終被無機化而成為自然界碳素循環組成部分的高分子材料[1]??缮锝到獗∧さ纳锝到膺^程較復雜,通常包含3 個階段:微生物黏附、生物破碎、微生物同化及礦化等[17],如圖1所示。在第1 階段,可生物降解高聚物材料一方面被微生物黏附或酶降解引發的生物侵蝕,另一方面受到機械降解、光降解和化學氧化等非生物手段的攻擊而破損,2 種方式的共同作用使其失去了物理和結構特性,出現如開裂、孔洞、變色等現象。在第2 階段,隨著生物降解過程的發生,微生物會釋放出酶(通常有脂肪酶、角質酶或蛋白酶),直接水解聚合物,并進一步分解為低分子量組分或游離單體,使其進入細胞內,進一步被生物降解。在第3 階段,將同化的單體作為碳源和能源,從而轉化為細胞生物量、CO2、CH4和H2O 等。據報道,可生物降解薄膜大致有10 余種[18],根據薄膜的降解機理和程度,將可生物降解薄膜分為生物破壞性降解薄膜和完全生物降解薄膜。

圖1 可生物降解薄膜的生物降解過程[17]Fig.1 Biodegradation process of biodegradable films[17]
2.1.1 生物破壞性降解薄膜
生物破壞性降解薄膜也稱不完全生物降解薄膜。這種薄膜是在傳統薄膜(如聚乙烯、聚丙烯等)中加入一些具有生物降解特質的物質(如淀粉、蛋白質和纖維素等)后,通過共混或共聚等方法所得,其降解主要依靠添加的具有生物降解特質的物質,而傳統的石油基薄膜由于碳-碳σ 鍵的存在[19],仍然會殘留,從而造成污染,因此并沒有從根本上解決塑料的“白色污染”問題。
2.1.2 完全生物降解薄膜
完全生物降解薄膜是由天然高分子(如淀粉、纖維素、甲殼質)或農副產品經微生物發酵或合成的具有完全生物降解性能的薄膜[20]。例如PHA 基、淀粉基、PLA 基、PCL 基、明膠基等常見的完全生物降解薄膜,其原料來源廣泛且安全無毒,通常以共混的手段添加淀粉、聚乙烯醇(PVA)等具有生物相容性的物質,并通過改性提升其拉伸強度和斷裂伸長率。如Mangaraj 等[21]采用玉米淀粉對PLA進行了共混改性,實現了玉米淀粉/PLA 可生物降解復合膜力學性能的提升,可與傳統的石油基薄膜相媲美。此外,完全生物降解薄膜所含的極性高分子材料易與酶分子黏附,有助于在自然環境下(如特定微生物、溫度和濕度)膜材的快速降解,且降解產物對環境無害[22]。由此可見,完全生物降解薄膜是綠色物流包裝的首選材料。
2.2.1 PHA 基完全生物降解薄膜
聚羥基脂肪酸酯(PHA)是一類通過微生物儲存碳源和合成能量的線性聚酯[23],其結構通式見圖2。組成PHA 的單體組分和比例差異賦予了材料物理和化學性能的多樣化,尤其體現在通式中R 基的差異,R 基可為單個原子、飽和長鏈烷烴或功能性官能團(如碳-碳雙鍵、苯環、疊氮、環氧乙烷等)。根據構成PHA 單體的碳原子數,將PHA 大體分為2 種:單體由3~5 個碳原子組成的短鏈PHA,常見的有聚羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)等;單體由6~14個碳原子組成的中長鏈 PHA,包括聚羥基己酸酯(PHHx)、聚羥基辛酸酯(PHO)等。其中,PHB 和PHV 是PHA 家族中研究和應用較廣泛的2 種多聚體。

圖2 PHA 的結構通式Fig.2 General molecular formula of PHA
PHA 作為一種具有光學活性的聚酯,不僅具有高分子化合物的基本特征,還具有生物可降解性和生物相容性[24]。然而,PHA 具有結晶速度較慢、晶體尺寸較大、晶核密度較低等特點,導致其機械強度較低、脆性較大。此外,PHA 還存在生產成本高和產能低等問題,這都在一定程度上限制了其廣泛應用。為了拓寬PHA 的應用,研究者主要從2 個方面入手:一方面利用基因工程手段改造生產菌種,利用極端條件發酵,以及利用低品種原料進行混菌發酵等[25]手段,盡量降低PHA 的成本;另一方面,通過物理共混和借助化學共聚生成嵌段聚合物或接枝聚合物等方式對其進行改性,例如與聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)、淀粉等高分子材料的共混,可在改善 PHA 的脆性和柔韌性等力學性能的同時降低其成本。Duangphet 等[26]將PBAT 與PHBV 共混,研究表明,PBAT 的摻入對PHBV 的晶體結構不會產生影響,但PHBV 晶體在生長過程中的核密度會降低,導致復合體系的晶體生長速率延遲。Don 等[27]的研究表明,將聚醋酸乙烯酯(PVAC)-改性淀粉與 PHB 共混,得到的新共混材料的斷裂伸長率由1.1%提高至21.3%,拉伸強度提高了50%以上,且熱穩定性也得到明顯提升。
2.2.2 淀粉基完全生物降解薄膜
淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的一種多羥基的親水天然高分子碳水化合物,一般分為直鏈淀粉和支鏈淀粉[28]。其中,直鏈淀粉可以制成柔軟性好、強度高和透明度好的薄膜,它一直是國內外的研究熱點。
與其他生物降解聚合物相比,淀粉具有來源廣泛、價格低廉、易生物降解等優點,因而在生物可降解材料中具有重要的地位。由于天然淀粉沒有熱塑性,且含有大量的羥基,使其難以熔融加工,在與其他聚合物共混時的相容性較差[28-29],因此學者們通過在淀粉中加入各種類型的增塑劑(如甘油、尿素和山梨糖醇等)來改變淀粉分子內部的結晶結構,并打亂其雙螺旋結構[30](見圖3),以降低淀粉的熔融溫度,進而獲得有熱塑性的全淀粉薄膜(TPS)。Ivani? 等[31]利用甘油和尿素等2 種增塑劑與TPS 共混,結果表明,尿素和甘油的存在可以提高淀粉的玻璃化轉變溫度,賦予TPS 更高的拉伸強度。此外,針對改性的淀粉力學性能和耐水性能較差等問題,研究人員將改性淀粉與其他生物可降解材料(如纖維素、聚己內酯等)共混,在保證整體可降解性能的前提下提高了材料的各項性能,滿足了實際應用要求。Dang 等[32]使用吹塑法制備了殼聚糖濃度不同的熱塑性淀粉/殼聚糖(TPS/CTS)薄膜,發現殼聚糖的存在不僅改善了薄膜對水蒸氣和氧氣的阻隔性能,而且降低了膜表面的親水性。

圖3 淀粉塑化的原理[30]Fig.3 Schematic of starch plasticization[30]
2.2.3 PLA 基完全生物降解薄膜
聚乳酸(PLA)是以乳酸為原料聚合得到的聚合物,也稱聚丙交酯。由于手性碳原子的存在,聚乳酸具有3 種立體構型,分別是聚左旋乳酸(PLLA)、聚右旋乳酸(PDLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)等,結構如圖4 所示。其中,PDLLA 不具有光學活性,是無定形聚合物;PLLA 和PDLA 具有旋光性,其機械強度和結晶度較高,常被用于制造半結晶性的熱塑性聚合物材料。

圖4 PLA 的結構Fig.4 Structure of PLA
作為一種新型的生物降解材料,PLA 具有優良的延展性、透氣性、熱塑性、生物降解性和生物相容性等,且其熱穩定性好、易于加工,從而得到了廣泛關注[33]。然而,純PLA 的質地較硬且脆,它具有典型的脆性斷裂特征[34],并且其親水性較差,使其降解速率受限,這些不足大大限制了其在綠色物流包裝中的推廣應用。針對這些不足,學者們主要通過共聚、共混和增塑等方法對PLA 進行改性,實現2種或多種物質的性能互補。胡寬等[34]在PLA 中加入柔性生物聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和生物基彈性體氯醚橡膠(ECO),將其作為增韌改性劑,其共混物相微觀形貌(見圖5)顯示,添加ECO 能有效促進PBS 和PLA 的界面相容性,使PLA/PBS/ECO三元共混體系的相分離程度下降,說明共混是獲得高性能生物基材料的有效手段。Castillejos 等[35]采用開環聚合的方法合成了 PLA 和聚丙二醇二縮水甘油醚(PPGDGE380)的共聚物,結果表明,通過控制二者的比例能得到從弱彈性體到熱塑性塑料。共聚物的親水性明顯優于純PLA,有助于提高PLA基包裝材料廢棄后的降解速率。Li 等[36]圍繞聚乙二醇(PEG)和PLA 共混體系探討了PEG 含量和分子量對 PLA 結晶行為和沖擊韌性的影響,結果表明,PEG 的加入不僅能提高PLA 的結晶度,而且增強了PLA 鏈段的自由體積和運動能力,加快了與PEG之間的分子相互作用,改善了PLA/PEG 共混物的結晶度和沖擊強度。

圖5 兩元共混和三元共混的SEM 照片SEM[34]Fig.5 SEM images of binary blend and ternary blend[34]
2.2.4 PCL 基完全生物降解薄膜
聚己內酯(PCL)是通過ε-己內酯單體在金屬陰離子絡合催化劑催化下開環聚合而成的高分子有機聚合物[37],又稱聚 ε-己內酯,其化學式為(C6H10O2)n。
聚己內酯是一種半結晶型聚合物,其結構重復單元上的非極性亞甲基和極性酯基,賦予了材料良好的柔韌性和加工性,具有形狀記憶性[9]、良好的生物相容性和良好的生物降解性等。由于聚己內酯的熔點較低、阻隔性能較差、成本較高,因而在一定程度上限制了其應用。為了推廣PCL,研究者對其開展了共聚改性、填充改性和復合改性,在降低其成本的同時,提高了PCL 的屈服應力、拉伸強度、熱性能和阻隔性能等。Gardella 等[38]將馬來酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MA)作為相容劑,對PLA/PCL 不相容的共混物進行了改性,結果表明,通過共混反應將一部分PCL 接枝到PLA-g-MA 主鏈上,使功能化PLA和剩余非接枝PCL 之間產生了更多的相互作用,有效改善了其兩相相容性,有助于提升共混物的斷裂伸長率。董同力嘎等[39]利用茶多酚(TP)、殼聚糖(CS)、海藻糖和TiO2分別與PCL 熔融共混,研究證實,TP、CS 和海藻糖結構上豐富的—OH 不利于非極性小分子的透過,可有效降低氧氣透過系數,并改善PCL的阻氧性能,而TiO2與PCL 共混則顯著提升了其彈性模量,增強了共混薄膜的剛性。
2.2.5 明膠基完全生物降解薄膜
明膠(Gelatin)是一種大分子的親水膠體,是動物結締組織中的膠原部分水解而得到的某類蛋白質。雖然明膠具有與蛋白質大分子類似的特性,但明膠分子結構的特殊性也在一定程度上賦予了其獨特的理化性質。明膠大分子中的螺旋結構不僅能提供其物理強度,并且主鏈上的羰基氧(C=O)和酰胺氫(—NH)會通過氫鍵與水形成穩定的網狀結構,在完全干燥后成為玻璃態的明膠膜[40]。無毒、凝膠性良好、相容性良好和生物降解性良好的明膠具有作為包裝材料的巨大潛力,但其存在力學性能和耐熱性較差等缺點[41]。目前,學者們主要將明膠與其他天然高分子材料(如殼聚糖、甲殼素、纖維素等)共混,或采用物理交聯、化學交聯和酶促交聯等手段對其進行改性。王海琪等[41]在利用氧化殼聚糖對明膠進行復合改性的研究中發現,生物相容性良好、化學穩定性高的氧化殼聚糖的加入能有效提高明膠復合膜的耐熱性和力學性能等。馬曉英等[42]選用四羥甲基氯化磷(THPC)作為交聯劑對明膠進行了改性,研究表明,THPC 可在明膠分子鏈之間形成共價交聯網絡,使交聯改性后明膠薄膜的斷裂應力得到顯著提升,具有良好的透光率和生物降解性。
依據綠色物流包裝的設計原則,在開發和選擇面向綠色物流包裝的可生物降解薄膜時,應綜合考慮薄膜的包裝適用性和環境友好性,重視包裝的減量化、可回收再利用和綠色無害化等,以期實現環境共生型物流包裝系統的構建。針對可生物降解薄膜的降解性能評價方法和標準體系,國家相關部門頒布了多項標準文件。按照測試環境的不同,現在常用的降解性能評價方法有土埋法[43-46]、堆肥法[47-50]、特定酶降解法[51-54]和活性污泥法等[55-57],這些方法的實驗操作、特點及應用見表1。

表1 常用生物降解性能評價方法概況Tab.1 Overview of common biodegradability evaluation methods
隨著全球環保意識的提升,“限塑、禁塑”號角的吹響,面向綠色物流包裝的可生物降解薄膜必將逐步替代石油基塑料包裝膜,并成為物流包裝材料領域的新寵。目前,以PLA、PHA、PBAT、PCL、PBS 等聚酯類和淀粉基為主的可生物降解薄膜,也正在食品包裝、商超包裝、快遞包裝、卷煙分揀包裝等物流場景中顯現出巨大的應用潛力。
3.2.1 食品包裝
在食品包裝領域,包括PLA 基薄膜、PBAT 共混膜、淀粉基薄膜和PCL 薄膜等在內的多種可生物降解薄膜可作為可食性涂膜、內包裝膜和一次性外包裝膜,被廣泛用于肉類、烘焙面包、果蔬生鮮和農副產品等食品的包裝[58-59]。其中,PLA 基薄膜具有質軟、透明度高等特點,在烘焙面包[8]、冷鮮肉[58]、鮮切蘋果[60]等食物的包裝方面得到了廣泛應用。多項研究證實,PLA 薄膜不僅能有效抑制食品的呼吸作用,從而延長其貨架期,而且還能被微生物降解,避免造成環境污染,是兼具包裝功能和環境友好性的優良食品包裝材料。此外,Varghese 等[6]探究了PHBV/纖維復合薄膜對草莓的保鮮效果,發現該薄膜不僅能延長草莓的保存時間,且其生物降解性也較好,適合作為延長易腐水果貨架期的生態友好活性包裝膜。Bumbudsanpharoke 等[61]將PBAT/PBS 生物基共混膜用于面包包裝,證實該共混膜一方面能改善復合薄膜的形態和滲透性,另一方面還能抑制面包中真菌的生長,有效延長了面包的保存時間。成培芳等[59]分析了PCL 包裝薄膜對菠菜貯藏品質的影響,發現PCL 薄膜能延緩菠菜采摘后質量損失率的上升、丙二醛的積累,較好地維持了菠菜的感官品質。由此可見,品類繁多的可生物降解薄膜在食品包裝領域的推廣使用走在了綠色物流實際場景應用的前列,有助于推進和加快綠色低碳的物流包裝薄膜的設計和應用。
3.2.2 商超包裝
由可生物降解薄膜加工而成的連卷袋、保鮮袋、購物袋等主要用于全國大小型商超中的商品運輸包裝。以西安市為例,2021 年1 月,三秦都市報相關記者經實地考察發現,位于碑林區李家村萬達廣場的沃爾瑪超市、蓮湖區西關購物廣場的人人樂超市、雁塔南路的華潤萬家超市等均已完全推廣使用以PBAT為主要成分的可生物降解包裝袋。與傳統塑料袋相比,可生物降解的環保袋的質感更軟、手感更舒適,能較好地發揮其包裝運輸功能,但在盛裝較重、較尖銳的物品時,仍存在易變形、易被刺穿破損等不足,這在一定程度上影響了可生物降解袋的推廣應用。目前,學者們正在嘗試通過不同方式開展復合包裝薄膜的設計和制備,致力于可生物降解薄膜力學性能的進一步提升。陳玉華等[62]利用纖維素納米晶體(CNC)和槐糖脂(SL)摻雜PLA,制備了PLA/SL/CNC 復合包裝膜,使改性復合膜的拉伸強度提高了93.8%,韌性增加了46%。Kim 等[63]對聚丁二酸丁二醇(PBS)開展了改性研究,通過將碳酸二甲酯(DMC)、琥珀酸二甲酯(DMS)和1,4-丁二醇(BD)進行共縮聚,再摻入檸檬酸作為交聯劑和剛性粒子CNC,大大提高了復合材料的拉伸強度、抗張強度和韌性。與一般的PBS 薄膜相比,這種新型復合材料的斷裂伸長率和撕裂韌性均更強,且兼具高生物降解性和低生物毒性。
3.2.3 快遞包裝
當前,快遞包裝領域的各大物流公司秉承“綠色化、減量化、可循環”的原則積極布局綠色包裝材料的推廣應用。據了解,已有相關企業試點將包裝用的塑料薄膜、膠帶、氣囊等材料替換為以淀粉基、PLA、PBAT 為主的可降解材料[16]。例如,全國物流行業綠色行動的標桿——菜鳥物流,已積極推行全降解塑料袋,研制了生物質綠色包裝,為了實現包裝減量化,2020 年就取得了為5.3 億個包裹“瘦身”的成果。另外,京東、蘇寧、郵政等也在加大對可降解、可循環等綠色包裝材料的布局和投入[64-65]。據了解,中國郵政在綠色包裝工程的持續推進中,積極使用PLA/PBAT 基可生物降解膠帶,為加強塑料污染治理做出了表率。此外,國內外的部分企業也一直致力于快遞物流包裝可生物降解薄膜的研制。與我國有著市場活動10 多年穩定增長的德國巴斯夫公司,于2017 年用可生物降解的巴斯夫聚合物ecoflex?和PLA 制成了ecovio?可生物降解快遞袋[66],這為我國快遞行業的物流包裝提供了一種優質的解決方案。我國武漢華麗生物股份有限公司和河南天仁生物材料研究所有限公司分別生產出了以植物淀粉/纖維素和PLA/PBAT 基為主要原料的可應用于快遞包裝行業的可生物降解膜(袋)。由此可見,在快遞包裝場景下可生物降解薄膜的應用是促進快遞包裝綠色轉型的重要部分。
3.2.4 卷煙分揀包裝
在卷煙物流場景中,可生物降解薄膜主要用于替代卷煙分揀后分組包裝使用的PE 熱縮膜。據調查,卷煙行業在卷煙物流分揀包裝環節使用的PE 熱縮膜的用量較大。雖然傳統的PE 熱縮膜具有柔韌性強、抗撞擊性強、收縮率大等優點,但其具有無法降解、在包裝時的熱縮過程耗能較大等缺點,使其無法滿足物流包裝材料綠色化轉型的低碳設計要求,不符合我國低碳經濟發展的必然趨勢。目前,陜西省煙草公司西安市公司卷煙物流配送中心正在探索將PBAT/PLA 復合的可生物降解薄膜引入卷煙商業配送環節的物流包裝場景實際應用。初步研究證實,隨著包裝工藝的相應改進,將分揀后的物流包裝替換為可生物降解薄膜,不但能滿足卷煙分揀包裝的力學要求,而且能減少包裝物流工藝的能耗和環境污染。此外,相較于軟塑周轉箱、硬塑周轉箱、布袋包裝等綠色環保包裝材料,可生物降解薄膜能夠最大限度地利用卷煙商業配送環節的分揀包裝設備,降低對卷煙物流作業模式(如卷煙分揀包裝效率、送貨交接效率、車輛裝載率等)的影響,從而實現由傳統PE 包裝到綠色薄膜包裝的低碳轉型,將可生物降解薄膜用于卷煙物流分揀包裝過程是推進煙草行業綠色物流建設的重要探索。
3.2.5 其他
在當今倡導綠色環保的時代主題下,對面向綠色物流包裝的可生物降解薄膜的需求量將逐步增大。除了上述幾方面的應用外,未來可生物降解薄膜還可用于軍品[67]、體育器材[68]和建筑材料[69]等多個領域產品的生產線和物流運輸包裝。目前,我國可生物降解薄膜的研發工藝和生產技術水平尚不成熟,全面實現可生物降解薄膜在物流包裝中的推廣使用任重而道遠。
國家對塑料污染治理力度的加大,以及“碳達峰、碳中和”政策的出臺,已為可生物降解薄膜在綠色物流包裝中的推廣應用奠定了良好的政策基礎,締造了新的發展機遇??缮锝到獗∧さ囊幠Ia和推廣應用將為我國現代物流體系高質量發展提供有力保障。目前,大量研究在通過共聚、共混、納米粒子填充等手段提升可生物降解復合薄膜(如PBAT/PLA、殼聚糖/淀粉、TiO2/PCL 等)的力學性能、熱性能、氣體阻隔性能和剛性等方面取得了一定的進展。面向不同綠色物流場景的實際需求,運用綠色低碳的理念實現兼具優良力學性能和生物降解性的可生物降解薄膜的設計和制備,將是未來薄膜包裝材料研究的重要內容。