The Development and Commercialization of Biodegradable Plastics Based on Corn Starch

Abstract

塑膠因具有質量輕、價格低廉、不生鏽且容易成型加工等優點，因此被廣泛應用在人們生活的四周。但這些塑膠製品都相當安定，經過長時間亦不易分解，不管是在陸地或海洋都已經形成嚴重的環保問題。而近年來，環保意識的抬頭，以天然的高分子、脂肪族之聚脂類或生物材料為基質，如：澱粉、纖維蛋白質、聚乳酸、微生物、植物與動物等，製造出完全可被生物分解之塑膠材質，其天然、無毒和可快速分解特性已是21 世紀最注重的研究課題，可望用來取代以石油為原料的傳統塑膠材料，達到環境與資源的永續發展。在自然界中存在大量的生質材料，提供我們發展生物可分解塑膠的一個快速思考方向。加上結構以碳水化合物為主的澱粉、纖維素等在自然界中含量最為豐富，由於生物可分解材料於使用後丟棄在足夠溼度、氧氣與適當微生物的環境下，或以堆肥或自然掩埋的環境中，可被微生物分解成二氧化碳和水。而玉米澱粉是由農作物提煉出來，是自然界中含量最豐富的天然高分子。因此，本研究擬在三年內完成生物可分解塑膠粒之開發及其相關研究。第一年度計畫，擬以玉米澱粉及聚羥基烷酯(PHA)為原料，探討酵素及塑化劑對生物可分解塑膠原料之影響，以尋找生產生物可分解塑膠粒之最適酵素及塑化劑添加比例。第二年度計畫，擬以玉米澱粉與聚羥基烷酯(PHA)為主原料，探討不同種類及添加比例之塑化劑，對玉米澱粉及PHA 之混練效果，並分析各處理之物性，化性及生物分解特性，以開發含PHA 之生物可分解塑膠原料粒。第三年度計畫，擬利用前四年國科會計畫所研發之塑膠原料粒(民國94、95 年度研發以PVA 為主及民國96、97 年度以PHA 為主)，開發生物可分解各類產品，並針對膨發與非膨發產品進行各項性狀分析。計畫結束後期能分別提供含PVA 及含PHA 之塑膠原料粒開發技術，並將此等原料粒商品化之最適條件，俾提供學術及產業界參考，以協助解決環境污染之嚴重問題