通常，用于购物或垃圾袋的柔性一次性塑料膜，主要由石油基低密度聚乙烯（LDPE）制成。然而，这些薄膜伴随着大量的碳足迹并造成环境污染。

德国Fraunhofer应用聚合物研究所的一个团队开发了一种基于聚乳酸（PLA）生物塑料的柔性可回收塑料薄膜材料，并为其商业化铺平了道路。2024年6月12日，他们的努力赢得了2024年的Joseph von Fraunhofer Prize奖。他们分别是Ben-jamín Rodríguez博士、Antje Lieske博士、André Gomoll

LDPE不可生物降解，只能以机械方式回收，并会损失一些特性。而PLA是生物基的、可生物降解的，可以通过化学方法回收成新塑料，只需相对较少的能源投入。然而，由于其高脆性，它不适合以其常规形式用于生产柔性一次性包装，例如购物袋或垃圾袋，这些是一次性塑料废物的主要来源。此外，PLA只能在连续的大规模工厂中生产才能盈利，迄今为止，这种工厂将较小的公司排除在制造商之外。

“我们将增塑剂（所谓的聚醚）直接与聚合物链结合在一起，使材料在长期内更具柔韧性。聚醚是无毒的，可以从市场上买到，也可以从生物基原料中生产。到目前为止，增塑剂一直作为添加剂混入PLA中。然而，随着时间的推移，增塑剂分子会从材料中迁移出来，使PLA再次变硬。为了防止这种迁移，我们将聚醚固定在聚合物上。为了实现这一目标，我们合成了基于PLA的嵌段共聚物，其中聚醚链段两端与PLA链段共价连接。”Ben-jamín Rodríguez博士解释道。

潜力巨大的可持续柔性塑料

他们研发出一种新型的柔性PLA材料，不含迁移性增塑剂，并且与LDPE不同，至少80%是生物基的。“从长远来看，我们可能能够将这一比例提高到几乎100%。”Gomoll解释说，“此外，我们的材料可以从市售原材料中，通过简单的合成过程，经济高效地生产出来。这一工艺不需要大规模的合成工厂，但可以由中型公司在当地作为一个连续运行的工艺来实施。到目前为止，PLA只能在连续的大规模工厂中生产才能盈利，这些工厂将较小的公司排除在制造商之外。最后，这种新的PLA材料还可以使用传统的加工设备以类似于LDPE的方式加工成塑料薄膜——并且它可以以比LDPE少得多的能量输入进行化学回收。”

这些独特的材料特性促使这家聚合物集团公司将这种材料商业化。2023年，Polymer-Group的子公司SoBiCo GmbH在Pferdsfeld（德国西部）投产了一家生产新型PLA嵌段共聚物的工厂。该公司每年生产2000吨名为Plactid的新型生物塑料。从长远来看，它将每年生产1万吨新型柔性PLA材料。

这种新型生物塑料将为提高塑料包装材料的可持续性做出重要贡献。除了软包装薄膜之外，这种新材料还可能进入全新的应用领域，例如汽车行业、纺织行业和增材制造行业。