什么样的塑料可以种出来丨混乱博物馆_风闻

2021年1月1日，升级版「限塑令」开始实施。无论是泡烂的纸吸管，还是自带无纺袋，最近你的生活有没有一丢丢感到别扭？那么，我们还可能有什么样的材料选择，可以用得趁手，又能做到环保，以及在价格间寻找平衡？

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－文字稿－  

当你围着操场跑完10圈，双腿发酸，一身大汗，然后边喝酸奶边准备煮碗螺蛳粉时，可能没意识到一种叫乳酸的物质在贯穿这几件常见但不挨着的事情。

乳酸是一种细胞厌氧呼吸的产物，不管是「酸」臭的脚丫或熏人的「酸」笋里都有，可以为我们的生活增添一缕独特的味道。但是你有没有想过，乳酸除了单纯的提供「风味」外还有其他用途— — 比如通过缩聚反应生成「聚乳酸」后，被用做免拆缝合线和包装袋等。

聚乳酸，简称PLA，虽然名字带酸，但实际上是一种脂肪族聚酯。单乳酸分子的结构中同时含有羧基和羟基，所以乳酸分子之间可以通过酯化反应形成长链高聚物。人们发现它在具备一定的机械强度，可塑性和延伸性外，还具有良好的生物相容性。

像手术缝合中会用到的羊肠线，其中的异种组织蛋白可以被人体内的酶代谢消化并吸收 ，但这也带来了排异的风险。而由「聚乳酸」制成的线可以直接水解，就不存在这种问题；同时它具备一定环境友好性。在特定条件下，比如土壤或工业堆肥设备中，聚乳酸包装袋可被彻底分解为水和二氧化碳。

因此聚乳酸被认为是有潜力替代塑料 — 如聚乙烯（PE：Polyethylene）和聚丙烯（PP：Polypropylene）的聚合物。相对于塑料来源于石油工业，聚乳酸跟农业关系更近。我们可以用玉米、木薯中提取的淀粉为原料，经细菌发酵获得含乳酸的代谢产物。在对其提纯后，用直接缩聚法得到初步的聚乳酸。

但如此得到的聚乳酸存在着许多性能上的问题，往往不能满足实际需求。首先，链的长度太短，使得连接处的酯键相对脆弱。这导致了聚乳酸对高温，酸碱等环境缺乏耐受。

并且其结构强度随降解而软化的速度过快。因此，一些医用聚乳酸骨板往往不是由单纯的聚乳酸构成，需要加入纤维，来形成有较高强度的复合材料。这就好比钢筋混凝土结构的建筑才能更稳固一样。

其次，聚乳酸的结构韧性差，比强度（材料强度与材料密度的比值）低。相同质量下的普通聚乳酸承重能力远远低于聚乙烯。造成这种现象的原因，目前有几个主流的分析方向。像结晶缺陷和形变位阻等等。如果想要深入理解在分子层面的聚合物弹性，那就是另一个故事了。

上述原因，导致了聚乳酸在实际应用中，其可降解性和应用性能之间的矛盾 。

因此，目前聚乳酸研究领域的一大热点，就是通过各种方法，获得性能更良好的聚乳酸来满足更多应用场景。这被称为改性，所得的产物叫改性聚乳酸。比如，乳酸有两个手性对称的同分异构体。如果将聚L-乳酸按照一定比例与聚D-乳酸混合后再聚合，就可以大幅度提高产物的熔点。这样的材料就可以被用来做热水杯或是熟食餐盒。

还有常见的「共聚法」，可通过聚乳酸与其他物质形成的混合交联来增强材料韧性。我们可以粗浅的将聚合长链视为一支拉力器。分子间形成的混合交联键，就像是为拉力器提供了额外的弹簧，以增加弹性势能，使得链条更难断裂。

另一方面，这又会造成材料可降解能力的下降。在早年的研究中，聚乙烯就常常与聚乳酸共混聚合。尽管大幅度改善了材料太脆的问题，但降解时间却延长了10倍有余，且产物依旧会对环境造成污染。

出于可降解和环境友好性方面的考虑，比起之前的石油基，人们现在更偏向用生物基的可降解材料作为共聚物，比如聚羟基脂肪酸酯（PHA）。

但截至目前，人们还没有找到性能与可降解性之间的平衡点。改性聚乳酸市场仍处于百家争鸣的状态，尚未实现统一的规模化、批量化生产。因此，尽管通过发酵所得，含有乳酸的原材料价格较为低廉透明，但改性聚乳酸的售价依然十分高昂。所以即便聚乳酸的出现已有一段时间，市场还是更青睐便宜好用的塑料。

直到2021年1月1日，中国全面实施升级版限塑令。为了逐步减少乃至完全摆脱对塑料制品的依赖，市场急需找到塑料的替代品以满足工业生产。聚乳酸作为一种真正意义上的可降解塑料自然成为了市场的新宠。但在加工改性中，还是会遇到各种各样的难题。比如，如何做出用起来很舒服的餐盒、吸管等常用餐具？

中餐种类琳琅满目，需要餐盒做到防水、防油的同时又要耐高温，因此对聚乳酸餐具的加工改性过程提出了更高的要求。

如果此时你正在吃着外卖，可以看看餐盒底部有没有「PLA」的字样。

给你送外卖的美团，也在聚乳酸食品包装产业上进行了探索尝试，不仅支持企业进行聚乳酸餐具的研发；还在推广应用环节，连接聚乳酸生产方和餐饮商家，建立「外卖包装推荐名录」，帮助餐具的推广普及；同时收集商家试用反馈，持续推动加工改性优化。但这还远远不够，如何平衡性能与降解，成本与使用间的关系？这需要研发、应用、消费等各个环节的人共同努力。

虽然用可降解材料全面替代传统塑料还有很长的路要走，但是短期内可行的环保方式值得推广，比如点外卖的时候选择「无需餐具」功能，从源头减少外卖垃圾；尾端回收上，将塑料餐盒分类回收制成多种循环制品，探索回收路径。

虽然我们希望生活更环保，但这并不意味着回到原始的生活方式，而是通过技术创新应用，在不牺牲生活便捷性的前提下，与自然更和谐的相处，这才是理性的环保。