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申論題資訊

試卷:114年 - 114 保健食品研發工程師能力鑑定考試試題:保健食品品質管制#132450
科目:保健食品品質管制
年份:114年
排序:0

申論題內容

五、生物性降解(biodegradable)材質,依來源可分為哪四大類?

詳解 (共 2 筆)

詳解 提供者:nomi
生物性降解(biodegradable)材質依來源可分為四類:生物基可生物分解塑膠、生物基不可生物分解塑膠、石油基可生物分解塑膠,以及傳統塑膠。 
生物基可生物分解塑膠:: 來源為植物等生質能,且可在微生物作用下分解。
生物基不可生物分解塑膠:: 來源為植物,但無法在環境中分解。 
石油基可生物分解塑膠:: 來源為石油,但透過添加劑使其具有生物可分解性。 
傳統塑膠:: 來源為石油,但透過添加劑使其具有光照或氧化降解性。 
 (塑膠工業技術發展中心)
詳解 提供者:蝦皮:警察法規白話解題

生物可降解(Biodegradable)材質指的是在特定環境條件下(如微生物、水分和氧氣的作用)可以被分解成天然物質(如水、二氧化碳、甲烷和生物質)的材料。

依據材料的來源,生物可降解材質可以劃分為以下四大類

生物可降解材質的四大來源分類

1. 天然高分子材料 (Natural Polymers)

這類材料是直接從自然界中的生物體提取、分離或精製而成的,它們本身就存在於自然生態循環中。

  • 特性: 具有良好的生物相容性和生物降解性,通常是環保且可持續的。
  • 常見範例:
    • 多醣類: 澱粉、纖維素、殼聚醣(Chitosan)、海藻酸鹽(Alginate)。
    • 蛋白質類: 明膠(Gelatin)、酪蛋白(Casein)、膠原蛋白。
    • 聚酯類: 聚羥基丁酸酯 (PHB) 等(雖然PHB是微生物合成,但因其天然來源常被歸於此類或微生物合成類)。

2. 微生物合成高分子材料 (Microbial Synthesized Polymers)

這類材料是通過微生物(細菌)在特定條件下(如發酵)代謝產生的聚合物。這些聚合物通常作為微生物的能量或碳儲備物質。

  • 特性: 具有熱塑性,性能接近傳統石化塑膠,且生物降解性極佳。
  • 常見範例:
    • 聚羥基脂肪酸酯 (PHAs, Polyhydroxyalkanoates): 其中最常見的是聚羥基丁酸酯 (PHB) 和聚羥基丁酸/戊酸酯共聚物 (PHBV)。PHAs 是目前性能最接近聚丙烯 (PP) 的生物可降解材料之一。

3. 生物基單體合成高分子材料 (Polymers Synthesized from Bio-based Monomers)

這類材料的單體(構成聚合物的基本單位)來源於可再生的生物質(如玉米、甘蔗、澱粉等),但聚合過程是通過化學方法完成的。

  • 特性: 具有較好的加工性能和廣泛的應用性,但其降解速率和條件會根據其化學結構而異。
  • 常見範例:
    • 聚乳酸 (PLA, Polylactic Acid): 由植物澱粉發酵產生乳酸單體,再經化學聚合而成。PLA 是目前市場上應用最廣泛的生物可降解塑膠。
    • 聚對苯二甲酸/丁二酸丁二醇酯 (PBS, Polybutylene Succinate): 雖然部分單體仍可能來源於石化,但其丁二酸單體可由生物發酵生產。
    • 生物基聚乙烯 (Bio-PE): 乙醇(由甘蔗或玉米發酵)經脫水聚合得到,雖然不是生物可降解,但因其生物來源性,常與其他生物基材料並列討論其可持續性。(註:Bio-PE 雖是生物基,但通常被視為不可降解,除非特別說明,但單體來源符合此分類定義。)

4. 石油基但具備生物可降解性的高分子材料 (Petroleum-based but Biodegradable Polymers)

這類材料的單體完全或大部分來源於石油,但它們的分子結構經過設計,使其具備在特定條件下(如堆肥環境)被微生物分解的能力。

  • 特性: 解決了傳統塑膠難以降解的問題,且加工性能通常優於純生物基材料。
  • 常見範例:
    • 聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯 (PBAT, Polybutylene Adipate Terephthalate): 具有良好的韌性,常被用於製造農用薄膜和購物袋,是目前應用廣泛的生物可降解材料之一。
    • 聚己內酯 (PCL, Polycaprolactone): 具有較低的熔點,常與其他材料共混以提高柔韌性和降解速度。

總結簡化:

生物可降解材料的分類,可以簡化理解為兩種維度的交叉:

  1. 來源: 生物基 vs. 石油基
  2. 合成方式: 直接提取/微生物合成 vs. 化學合成