合成（chéng）高分子材料可通過化學結構設計和（hé）相對分子質量調控實現對其功能和性能（néng）的調控甚至定製，從而得以快速發（fā）展（zhǎn）和應用。現代社會中合成高分子材料由於可（kě）定製的性能、低廉的價格、易於合成等優點受到了人（rén）們的廣泛歡迎。

目前絕大部（bù）分商品化高分子材料來自化石燃料如石油、煤炭、天然氣和頁岩氣等，塑料生產中使用的（de）不可（kě）再生資源約占全球（qiú）石油和天然氣的7%。然而，化石資源是有限的，許多研究預測，所有化石資源將在幾個世紀（jì）內（nèi）枯竭。此外，石油基（jī）高（gāo）分子材料的穩定性和耐久（jiǔ）性使其在環境中難以降（jiàng）解，大（dà）量塑料廢棄物以垃（lā）圾形（xíng）式（shì）存在。材料的低密度（dù）使之占據了掩（yǎn）埋（mái）垃圾的高體（tǐ）積分數，造成了（le）嚴重的白色（sè）汙染問題，加快（kuài）了垃圾填埋（mái）場的枯竭，因此，對於最終塑料廢棄物（wù）的處理仍（réng）是困擾人類社（shè）會的一大問題。

圖1-1列出了一些常（cháng）見的環境汙染案例，如不采取相關措施加以控製和解（jiě）決，這些現象將變得越來越嚴重。近年來，塑料回收利用行業的興起雖在一定程度（dù）上減少了合成高分子材料對環（huán）境的（de）不利影響，但塑料（liào）廢棄物難以高效收集和分類（lèi）、塑料的多組分（fèn）特點（diǎn）以及再生塑料的性能劣化均嚴重限製了塑料的回收利（lì）用。

土壤汙染

圖1-1 白色汙染案例

建設生態文明的現（xiàn）實緊迫性、環保意識的（de）增強以（yǐ）及綠（lǜ）色經濟的提出，促使人們一方麵尋找環境友好的合成聚合物材料，探索研發從可（kě）持續的、可再生的原料中提取天然聚合物的新（xīn）工藝;另一方（fāng）麵采取（qǔ）措施，將高分子材料導（dǎo）致的環境（jìng）危害降（jiàng）至最低（dī）。為了（le）解決這一問題，生物（wù）降解高分子（zǐ）材（cái）料進入了人們的視野。高分子材料的生物降解（jiě）是通過（guò）細菌和真菌等微生物酶的分解作用而產生的，高分子材料結構的完整性（xìng）因相對（duì）分子質量的急劇下（xià）降而遭到（dào）破壞。盡管高分子材料一般（bān）具有高相對分子質量和固有的惰性，但實踐證明，合成和製備可在短（duǎn）時間內大（dà）幅降（jiàng）解的聚合物（wù）是可能（néng）的。第一（yī）代生物降解的材（cái）料由聚合物與易於被徽生物消耗的材料混合（hé）組成。一般（bān）來說其是不完全（quán）生物降（jiàng）解的。經典示（shì）例是將澱粉與聚乙烯（xī）的混（hún）合物製造為可部（bù）分生物降解的包裝袋（dài）。第二代是嚐試（shì）在聚（jù）合物主鏈上（shàng）引人容易受到（dào）微生物作用的官能團(例如酯（zhǐ）鍵)。這類（lèi）材料典型的（de）代表是用於製造花盆的聚已內酯以及用於製備纖維的聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)等。第三代是由發酵罐（guàn）中生長的細菌自然合成（chéng）的，諸如細（xì）菌纖維素、聚羥基丁酸酯(PHB)之類的材（cái）料。目前研（yán）究（jiū）認為（wéi）理（lǐ）想的生物降解高分子（zǐ）材料除了生物降解性，還要求其降解產物是無毒的（de），且具有合適的（de）力學性能、加工性能以及經濟（jì）可行性。