生物降解塑料（英文：Biodegradable plastics），又稱生物分解塑料，是指在自然界如土壤等特定環境或堆肥條件下，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳（或甲烷）、水及所含元素的礦物無機鹽以及新的生物質的塑料。
2004年，全國人大通過了《可再生能源法（草案）》和《固廢法（修訂）》，鼓勵再生生物質能的利用和降解塑料的推廣應用。2005年，法國出臺的政策規定所有可拎一次性塑料袋在2010年后必須可生物降解。2007年1月1日，中國實施的《降解塑料的定義、分類、標識和降解性能要求》得到了歐洲、美國和日本等國家和地區的互認。2009年，日本政府確定目標，到2020年使日本消費的所有塑料的20%來自可再生資源。同年，美國要求每一個聯邦機構都必須制定使用生物基塑料的計劃。2019年，《產業結構調整指導目錄》中鼓勵生物可降解塑料及其系列產品開發、生產與應用。2022年，《關于推動輕工業高質量發展的指導意見》中提出要引導綠色產品消費，促進可降解材料制品等綠色節能輕工產品消費。
生物降解塑料從生產原料可劃分為生物基可降解塑料和石化基可降解塑料，而根據降解特性不同，生物降解塑料又分為完全生物降解型和生物破壞性有機高分子化合物塑料。它被廣泛應用于包裝塑料、醫用塑料、農用地膜等領域。生物降解塑料可以有效地解決傳統塑料垃圾的污染問題，有助于保護環境和生態平衡，還可以減少對有限石化資源的依賴，從而更加可持續地利用資源。
定義
生物降解塑料又稱生物分解塑料，是指在自然界如土壤、沙土或特定的堆肥條件下，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳（或甲烷）、水及所含元素的礦物無機鹽以及新的生物質的塑料。
發展歷程
2005年，法國出臺的政策規定所有可拎一次性塑料袋在2010年后必須可生物降解。
中國也陸續出臺了多項政策鼓勵生物降解塑料的應用和推廣。2004年全國人大通過了《可再生能源法（草案）》和《固廢法（修訂）》，鼓勵再生生物質能的利用和降解塑料的推廣應用；2005年，中華人民共和國國家發展和改革委員會第40號文件明確鼓勵生物降解塑料的使用和推廣；2006年，國家發改委啟動關于推廣生物質生物降解材料發展的專項基金項目；2007年1月1日，中國實施的《降解塑料的定義、分類、標識和降解性能要求》得到了歐洲、美國和日本等國家和地區的互認，為中國企業出口產品提供了便利。
2009年，日本政府已確定目標，到2020年使日本消費的所有塑料的20%來自可再生資源；同年，德國已經禁止將含有大于5%有機化合物含量的固體廢棄物掩埋地下，這對德國2012年生物降解塑料的推行產生很大影響；同一年，美國要求每一個聯邦機構都必須制定使用生物基塑料的計劃。
從《2013一2017年中國生物降解塑料行業深度調研與投資戰略規劃分析報告》數據分析，歐、美、日等發達國家和地區相繼制訂和出臺了有關法規，通過局部禁用、限用、強制收集以及收取污染稅等措施限制不可降解塑料的使用，大力發展生物降解新材料，以保護環境、保護土壤。
2019年《產業結構調整指導目錄》中鼓勵生物可降解塑料及其系列產品開發、生產與應用；2020年發布的《關于進一步加強塑料污染治理的意見》中進一步禁限一次性或不可降解塑料用品使用，推廣可循環易回收可降解替代產品；2022年《關于推動輕工業高質量發展的指導意見》中提出要引導綠色產品消費，促進可降解材料制品等綠色節能輕工產品消費。
機理
對于生物降解塑料的降解機理的研究尚未有統一的論述，普遍認為整個生物降解過程由生物物理降解和生物化學降解兩部分組成。
生物物理降解
生物降解塑料發生降解時首先會被微生物、細菌等粘附在塑料表面，隨著生物細胞的增長使塑料發生水解、電離或質子化等過程被分裂成低聚物碎片，而塑料的內部結構不發生改變，塑料發生機械性破壞。
生物化學降解
生物降解塑料在經過生物物理降解后，接著微生物自身分泌生物酶和材料表面相結合，在生物酶的作用下進行水解或氧化等反應將有機高分子化合物斷裂成低分子量的碎片（小于500g/摩爾）。而后被微生物當作碳源來進行生產能源和各種初級、次級代謝物等。最后為礦化階段，上述代謝產物經過循環代謝被轉化為無污染的H2O、CO2等。
影響因素
生物降解塑料的降解是一個復雜的動態過程，許多內在和外在的因素影響著塑料的降解過程。其中內在因素包括塑料種類和內部結構、分子量大小、結晶狀態等；外在因素包含溫度、濕度、PH值、微生物種類、土壤成分等。
特點
1.可制成堆肥回歸大自然。
2.因降解而使體積減少，延長填埋場使用壽命。
3.不存在普通塑料要焚燒問題，減少了有害氣體的排放。
4.可減少隨意丟棄對野生動植物的危害。
5.儲存運輸方便，只要保持干燥，不需避光。
6.應用范圍廣，不但可以用于農業、包裝工業，還可廣泛用于醫藥領域。
分類
生物降解塑料從生產原料可劃分為生物基可降解塑料和石化基可降解塑料。而根據降解特性不同生物降解塑料又分為完全生物降解型和生物破壞性有機高分子化合物塑料。其中生物基可降解塑料又分為天然高分子塑料（淀粉、纖維素）和生物基合成塑料。生物基合成塑料又可以再分為微生物合成生物基塑料（PHA）和化學合成生物基塑料（PLA等），石油基可降解塑料一般為石油產品，如聚己內酯（PCL）、聚己二酸/對苯二甲酸1,4-丁二醇酯（PBAT）等。
生物基可降解塑料
天然高分子塑料（淀粉）
淀粉是一種天然高分子化合物，天然淀粉通常有兩種形式：直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中直鏈淀粉分子質量較低通常為20~800kg/摩爾，而支鏈淀粉是一種高度支鏈、極高分子質量（通常為5000~30000kg/mol）的生物聚合物。淀粉憑借著來源廣泛、價格低廉和安全無毒的特性在紡織、造紙和水處理等領域大量應用，但天然淀粉中含有大量羥基，分子間形成的氫鍵和淀粉分子本身較高的結晶度導致其熔融溫度高于分解溫度，通常需要對其進行改性制備成熱塑性淀粉（TPS）才具備熱塑性加工的能力。利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）對淀粉進行偶聯改性，通過熔融擠出得到熱塑性淀粉（TPS）。結果表明，HDTMS加入使得TPS的加工性能得到改善、淀粉基體耐熱性能更高。
淀粉基可降解塑料雖然具有良好的生物相容性和可降解性，但是其機械性能和阻隔性能等還不足以與合成聚合物相媲美，為了改善這些性能，人們對淀粉基可降解塑料進行了廣泛的研究。淀粉基塑料應用了共混、復合等有機高分子化合物塑料加工技術如：淀粉基天然高分子復合材料、淀粉基納米復合材料、淀粉基功能復合材料、淀粉基功能復合材料、淀粉基自增強復合材料等，這些技術進一步提高了淀粉基材料的加工性能。
聚羥基脂肪酸酯（PHA）
PHA是由細菌發酵作用合成的一種線性飽和聚酯類塑料，其具有優異的力學性能和降解能力，在生物降解塑料方面有著廣泛的應用。PHA的主要合成方法分為化學合成法和生物合成法，而化學合成法工藝流程復雜成本高，主要以生物合成法來進行PHA的生產。PHA通常有短鏈和中長鏈兩種，其中短鏈PHA的結晶度較高具有強而硬的特點，而中長鏈的PHA結晶度低具有軟而硬的彈性體特征。
但是PHA也存在著力學強度低、熱穩定性差、不易結晶、加工窗口較窄等缺陷，限制了PHA的應用場景。因而為了克服上述缺陷通常采用改性的方法來拓展PHA的應用，其中物理改性和化學改性為主要方法。
聚乳酸（PLA）
PLA是一種線性脂肪熱塑性聚酯，其基本構成單元為D-2-羥基丙酸和L-2-羥基丙酸。玉蜀黍屬、小麥的根、塊莖等通過生物發酵得到DL-乳酸，乳酸進行聚合后產物即為PLA。合成PLA的乳酸具有左旋（L）和右旋（D）兩種手性異構體，導致在開環聚合時產生的中間產物丙交酯有三種形式所以最終會產生三種PLA，分別為聚左旋乳酸（PLLA）、聚右旋乳酸（PDLA）和聚消旋乳酸（PDLLA）。
PLA作為一種生物降解聚酯，有著良好的機械強度、熱穩定性和加工性，從環保和經濟角度考慮有望取代傳統的石油基塑料，PLA優異的降解性能和生物相容性使其在食品包裝和醫療等領域被大量使用。但其還存在著結晶速率慢、韌性差、熔體強度低等缺點限制了PLA的應用范圍。為拓寬其應用領域，有關學者對其改性方法進行了大量研究，主要分為化學改性和物理改性，而物理改性更為簡單高效被廣泛使用。物理改性主要包括增塑改性、共混改性和復合改性。
石化基可降解塑料
聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）
PBAT是一種新型的可生物降解聚酯類塑料，主要以1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）和對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）為原料，通過直接酯化（或酯交換）的方法制得。PBAT的結構中決定其柔韌性和可降解性的BA鏈段約占56%，而決定其物理強度的BT鏈段約占44%，這種均衡的配比使得PBAT有著良好的柔韌性、延展性和可生物降解性能，兼具了有機高分子化合物塑料聚丙烯酸丁酯（PBA）和聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）的多種功能特性。
PBAT作為典型的石化基生物可降解塑料，是全球范圍內研究最多、應用效果最好的可生物降解塑料之一。PBAT的優良特性使其在生物醫學、食品包裝、農用地膜等領域被大量使用。但PBAT存在著彈性模量低、彎曲強度低、剛度差、成本昂貴等缺點，極大的限制了PBAT的廣泛應用。因此，為了降低成本改善綜合性能，需對PBAT進行改性拓寬其使用范圍。
聚己內酯（PCL）
PCL是一種以石油為原料合成的半結晶型脂肪族聚酯，其由ε-己內酯在催化劑作用下，并由引發劑引發而開環聚合得到的一種半結晶型聚合物。PCL中甲基和酯基的存在使其具有良好的加工性能和優異的可生物降解性能；此外，線性結構、無毒副官能團和低自由能使得PCL具有良好的生物相容性和聚合物相容性。PCL及其復合塑料在農業、制藥和醫學生物學中具有廣泛應用，例如藥物載體、整形科塑料、組織工程支架等。然而聚己內酯也存在著諸如相對分子質量小、強度差、熔點低、彈性過大、降解速率慢等缺點，極大的限制其應用領域。
應用
生物降解塑料由于其良好的力學性能、加工性能、生物相容性、無毒害以及丟棄后對環境無污染等優良特性，被廣泛應用于包裝塑料、醫用塑料、農用地膜等領域。
包裝塑料
塑料包裝作為包裝業四大材料之一，具有易成型、力學性能良好和成本低等優點在餐飲、大宗商品及工農業等領域發揮著不可替代的作用。但傳統的包裝塑料主要以發泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等為主要原料，這類塑料丟棄后難以自然降解給環境造成了巨大污染，由此導致了土壤板結、水質惡化和空氣污染等問題日益嚴重。為緩解環境污染問題，開發可生物降解包裝塑料刻不容緩。
醫用塑料
隨著社會的進步，在醫療領域對于塑料制品的使用逐漸增多，而傳統塑料由于存在添加劑和生物相容性不好會對人體造成一定程度的損害，而生物降解塑料具有低毒、生物相容性好、便于處理等優點逐漸成為醫療領域內的首選材料。被廣泛應用于手術縫合線、人造皮膚、骨科固定、組織工程等方面。
農用地膜
農用地膜常作為保護農作物免受氣候變化影響、保護土壤質量和減少禾本科雜草生長而使用。傳統的地膜通常使用中壓聚乙烯（聚乙烯）、聚氯乙烯（PVC）等，但該類材料在使用后無法自然降解，地膜破碎老化后在土壤中造成殘留影響土壤質量，回收利用困難極大的增加了生產成本。而生物降解地膜在有氧條件下，僅產生H2O、CO2等無污染物質，無需在作物收獲中移除，節省了人力成本，因此可生物降解地膜有望替代傳統塑料薄膜，廣泛投入到農業生產之中。
市場現狀
據歐洲生物塑料協會統計，2010年全球生物塑料產量70萬噸，2011年突破100萬噸，2015年全球產量達到170萬噸。在中國，淀粉基塑料制品以及生物基材料加工設備也都開始出現供不應求的局面，熱塑性淀粉和植物纖維模塑已經實現產業化，其他生物聚合物如尼龍、聚乙烯等也已有中試生產。
據中國塑協降解塑料專業委員會的統計，2011年中國生物基材料及降解制品總產量約45萬噸，比2010年增長約30%。2011年產值3000萬元以上企業超過40家，產值超過3億元企業在5家以上，規模以上企業實現主營業務收入40億元左右。
截至2023年，中國廢棄塑料總量達到6300萬噸，其中僅有1890萬噸得到有效回收，占比僅為30%。與此相比，填埋量為2016萬噸，焚燒量為1953萬噸，分別占比32%和31%，而直接遺棄的占比為7%。
存在問題
首先，生物降解性塑料產品的價格一般是通用塑料聚乙烯、聚丙烯等價格的4~10倍，過高的價格阻礙了其應用及商品化的進程。只有在價格和性能上超過傳統塑料，生物降解塑料的地位才會得到承認。盡管隨著研究工作的不斷進行，生物降解塑料的價格將會進一步降低，但要達到與通用塑料相當的價格仍需很長一段時間。
其次，生物降解塑料在自然環境中的降解機制的研究還缺乏深入的了解和認識，控制生物降解塑料的合成和加工技術還沒有完全成熟。
另外，生物降解塑料的評價標準和檢測方法在國內外還沒有統一的國標、部標和行標，使得降解塑料課題上馬、成果鑒定和技術轉讓缺乏必要的依據和準則。
最后，生物降解塑料的生物降解往往需要適宜的條件，而自然環境很難達到必要的條件，在不滿足降解條件的情況下其殘留物仍具備一定的持久性。在生物降解塑料的生物降解和酶解過程中可能產生數百萬的微塑料顆粒，表現出與傳統微塑料相同的毒性風險。
作用影響
生物降解塑料可以有效地解決傳統塑料垃圾的污染問題，有助于保護環境和生態平衡，還可以減少對有限石化資源的依賴，從而可以更加可持續地利用資源。生物降解塑料符合“減少污染、保護環境、節約資源"的發展理念，也符合“綠色低碳、循環利用"的可持續發展目標。因此，使用生物降解塑料可以促進社會的長期發展和進步。
參考資料 >
可生物降解塑料研究進展.chinarpte.2026-02-27
Advances in environmental degradation and impact of degradable plastics.sciengine.2026-02-27