什麼樣的塑料可以種出來丨混亂博物館_風聞

2021年1月1日，升級版「限塑令」開始實施。無論是泡爛的紙吸管，還是自帶無紡袋，最近你的生活有沒有一丟丟感到彆扭？那麼，我們還可能有什麼樣的材料選擇，可以用得趁手，又能做到環保，以及在價格間尋找平衡？

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－文字稿－  

當你圍着操場跑完10圈，雙腿發酸，一身大汗，然後邊喝酸奶邊準備煮碗螺螄粉時，可能沒意識到一種叫乳酸的物質在貫穿這幾件常見但不挨着的事情。

乳酸是一種細胞厭氧呼吸的產物，不管是「酸」臭的腳丫或燻人的「酸」筍裏都有，可以為我們的生活增添一縷獨特的味道。但是你有沒有想過，乳酸除了單純的提供「風味」外還有其他用途— — 比如通過縮聚反應生成「聚乳酸」後，被用做免拆縫合線和包裝袋等。

聚乳酸，簡稱PLA，雖然名字帶酸，但實際上是一種脂肪族聚酯。單乳酸分子的結構中同時含有羧基和羥基，所以乳酸分子之間可以通過酯化反應形成長鏈高聚物。人們發現它在具備一定的機械強度，可塑性和延伸性外，還具有良好的生物相容性。

像手術縫合中會用到的羊腸線，其中的異種組織蛋白可以被人體內的酶代謝消化並吸收 ，但這也帶來了排異的風險。而由「聚乳酸」製成的線可以直接水解，就不存在這種問題；同時它具備一定環境友好性。在特定條件下，比如土壤或工業堆肥設備中，聚乳酸包裝袋可被徹底分解為水和二氧化碳。

因此聚乳酸被認為是有潛力替代塑料 — 如聚乙烯（PE：Polyethylene）和聚丙烯（PP：Polypropylene）的聚合物。相對於塑料來源於石油工業，聚乳酸跟農業關係更近。我們可以用玉米、木薯中提取的澱粉為原料，經細菌發酵獲得含乳酸的代謝產物。在對其提純後，用直接縮聚法得到初步的聚乳酸。

但如此得到的聚乳酸存在着許多性能上的問題，往往不能滿足實際需求。首先，鏈的長度太短，使得連接處的酯鍵相對脆弱。這導致了聚乳酸對高温，酸鹼等環境缺乏耐受。

並且其結構強度隨降解而軟化的速度過快。因此，一些醫用聚乳酸骨板往往不是由單純的聚乳酸構成，需要加入纖維，來形成有較高強度的複合材料。這就好比鋼筋混凝土結構的建築才能更穩固一樣。

其次，聚乳酸的結構韌性差，比強度（材料強度與材料密度的比值）低。相同質量下的普通聚乳酸承重能力遠遠低於聚乙烯。造成這種現象的原因，目前有幾個主流的分析方向。像結晶缺陷和形變位阻等等。如果想要深入理解在分子層面的聚合物彈性，那就是另一個故事了。

上述原因，導致了聚乳酸在實際應用中，其可降解性和應用性能之間的矛盾 。

因此，目前聚乳酸研究領域的一大熱點，就是通過各種方法，獲得性能更良好的聚乳酸來滿足更多應用場景。這被稱為改性，所得的產物叫改性聚乳酸。比如，乳酸有兩個手性對稱的同分異構體。如果將聚L-乳酸按照一定比例與聚D-乳酸混合後再聚合，就可以大幅度提高產物的熔點。這樣的材料就可以被用來做熱水杯或是熟食餐盒。

還有常見的「共聚法」，可通過聚乳酸與其他物質形成的混合交聯來增強材料韌性。我們可以粗淺的將聚合長鏈視為一支拉力器。分子間形成的混合交聯鍵，就像是為拉力器提供了額外的彈簧，以增加彈性勢能，使得鏈條更難斷裂。

另一方面，這又會造成材料可降解能力的下降。在早年的研究中，聚乙烯就常常與聚乳酸共混聚合。儘管大幅度改善了材料太脆的問題，但降解時間卻延長了10倍有餘，且產物依舊會對環境造成污染。

出於可降解和環境友好性方面的考慮，比起之前的石油基，人們現在更偏向用生物基的可降解材料作為共聚物，比如聚羥基脂肪酸酯（PHA）。

但截至目前，人們還沒有找到性能與可降解性之間的平衡點。改性聚乳酸市場仍處於百家爭鳴的狀態，尚未實現統一的規模化、批量化生產。因此，儘管通過發酵所得，含有乳酸的原材料價格較為低廉透明，但改性聚乳酸的售價依然十分高昂。所以即便聚乳酸的出現已有一段時間，市場還是更青睞便宜好用的塑料。

直到2021年1月1日，中國全面實施升級版限塑令。為了逐步減少乃至完全擺脱對塑料製品的依賴，市場急需找到塑料的替代品以滿足工業生產。聚乳酸作為一種真正意義上的可降解塑料自然成為了市場的新寵。但在加工改性中，還是會遇到各種各樣的難題。比如，如何做出用起來很舒服的餐盒、吸管等常用餐具？

中餐種類琳琅滿目，需要餐盒做到防水、防油的同時又要耐高温，因此對聚乳酸餐具的加工改性過程提出了更高的要求。

如果此時你正在吃着外賣，可以看看餐盒底部有沒有「PLA」的字樣。

給你送外賣的美團，也在聚乳酸食品包裝產業上進行了探索嘗試，不僅支持企業進行聚乳酸餐具的研發；還在推廣應用環節，連接聚乳酸生產方和餐飲商家，建立「外賣包裝推薦名錄」，幫助餐具的推廣普及；同時收集商家試用反饋，持續推動加工改性優化。但這還遠遠不夠，如何平衡性能與降解，成本與使用間的關係？這需要研發、應用、消費等各個環節的人共同努力。

雖然用可降解材料全面替代傳統塑料還有很長的路要走，但是短期內可行的環保方式值得推廣，比如點外賣的時候選擇「無需餐具」功能，從源頭減少外賣垃圾；尾端回收上，將塑料餐盒分類回收製成多種循環制品，探索回收路徑。

雖然我們希望生活更環保，但這並不意味着回到原始的生活方式，而是通過技術創新應用，在不犧牲生活便捷性的前提下，與自然更和諧的相處，這才是理性的環保。