摘要： 由於在生物可分解聚合物的新興應用中對綠色材料的需求不斷增加，在不損害聚乳酸（PLA）的顯著剛度和強度的情況下，克服其固有的脆性，耐熱性差和熔體彈性已成為聚合物科學中的一個特殊挑戰。在不使用任何昂貴的試劑/添加劑和/或複雜的加工技術的情況下實現這一目標，是開發農業資材可行的石化基塑料替代品的另一個關鍵方面。 關鍵字：聚乳酸；耐熱性 前言： 最常見的生物可分解聚合物應用之一是製造農業資材。最有希望的生物基聚酯之一是聚乳酸（PLA），這是一種利用從小麥、玉米和木薯等農業資源中獲得的單體化學合成的生物聚合物。聚乳酸可以由乳酸製造，或者最常見的是通過環狀開環聚合，由其環狀二聚體--乳酸製造。目前，由於PLA在市場上的可用性、價格低廉、機械和阻隔性能與PET相似，PLA是最常用的生物可分解聚合物之一，特別是在農業資材方面。 綠色永續的生物可分解聚合物主要挑戰 透過綠色製造和工程開發解決全球環境問題的永續方法。在這種情況下，與生物可分解聚合物科學相關的兩個主要挑戰可以列為：（i）開發和大規模生產將被石化基塑料替代的綠色材料，以及（ii）具有高附加值的工業廢物的回收/再利用原料。一方面，前者經常要求克服綠色聚合物固有耐熱性，機械物性，或流變學缺陷，以滿足目前為一次性，半耐用和耐用應用特別定義的關鍵設計原理和技術要求。因此，聚乳酸（PLA）的脆性，耐熱性差和熔體彈性變得特別重要，因為它是最有希望的綠色生物可分解聚合物之一，可被石化基塑料取代，由於其具有生物降解性，生物相容性，易於（再加工）的能力，更重要的是具有顯著的剛度和強度。另一方面，後者需要開發大規模，具有成本效益的後處理技術和廢物管理策略這是大多數工業公司環保議程中的頭等大事，因為它們最終必須滿足新法規所規定的永續性標準。 生物可分解聚合物在農業上之應用 1.畦面覆蓋膜。 2.太空包栽培袋。 3.育苗盆缽、栽培容器、樹苗護根套。 4.蔬果套袋。 5.蔬果枝條誘引之捆紮帶、繩、包紮膜。 6.植物標示牌（3年內可分解）及嫁接夾，可應用於番茄、甜椒、小胡瓜之栽培。 7.種子帶：利用聚氨基葡萄糖及纖維素經添加澱粉後產製生物分解膜之種子帶及栽培袋，可應用於短期葉菜類之栽培。 8.水溶性之農藥包裝袋：採用聚乙烯及醇類化合物（PVA）研製，與水接觸2分鐘即可全部溶解。 9.緩效性之微粒膠囊肥料：利用塑料與化肥混煉成「塑膠營養土」，能在2~3年內緩慢釋放營養物質供作物吸收利用。 10.緩效性之微膠囊農藥：將農藥以微小液滴包裹在適當之高分子膜中，控制農藥之釋放速率，整個生育期僅予施藥一次，藥量可比傳統防治法減少30~50%。 11.可分解堆肥袋之利用：可應用於社區廚餘、庭園枝葉、果菜市場等有機廢棄物之收集與堆肥化之處理作業。 12.林地及草坪綠化：利用聚乳酸(PLA)產製生物可分解纖維網，將纖維網與不織布鋪於欲綠化之區域，再撒播或噴布種子。纖維網可固定植株根部，植株成長後，該纖維網會自然分解，分解時產生之乳酸並可促進植株生育。 生物可分解聚合物再加值 讓生物可分解聚合物能夠在自然環境中分解的主要因素首推微生物，且在農業應用上也有研究團隊與業者分析了微生物菌相而發想研發的生物可分解聚合物產品，同時也有學者專家證實在產品開發時適當的添加生物製劑對於作物生長有正向幫助，對土壤中的微生物菌相之影響，在特定土壤條件與短時間內，該可生物分解聚合物確實對微生物菌相及其功能具些微影響。雖然可生物分解產品的優點深得農民的認同，但因在原材料與產製成本上仍屬偏高，以致應儘快突破原材料與產製成本的限制，以提高農友採用意願。 近年來可生物分解之產品與市場持續成長中，已有資料估算2030年，可生物分解之技術與材料將成為全球高分子材料普遍應用之技術之一，除可生物分解之產品開發外，穩定提供產品原料也相當重要，相信透過產官學研之努力，生物可分解技術之持續研發與改進，今後勢將取代目前以石化原料所生產之產品，且是未來對環境最友善、最具經濟價值之新興環保產業，將可促使產業在可生物分解技術應用於農業並再升級，今後宜加強宣導，以利推廣採用。 結語 可生物分解聚合產品之開發研究在歐美、日等國已行之有年，也是解決農業生產中殘留汙染重要途徑之一，應用於農業生產中具有極好的效果與潛力，惟原料與生產技術問題使目前已商品化之可生物分解聚合產品生產成本略高，且使用後仍有一些問題等待克服。透過提高產品品質和降低成本，且大量生產，降低售價則未來用於農業生產仍是深具發展潛力的，尤其是要研發針對特定區域和特定作物的專用可生物分解聚合產品，以滿足和適應農業生產多樣性的需求。 參考文獻 1. 花蓮區農業專訊 44:21-23 2. Bhasney, S.M.; Bhagabati, P.; Kumar, A.; Katiyar, V. Morphology and crystalline characteristics of polylactic acid [PLA]/linear low density polyethylene [LLDPE]/microcrystalline cellulose [MCC] fiber composite. Compos. Sci. Technol. 2019, 171, 54–61. [CrossRef] 3. Wang, F.; Sun, Z.; Yin, J.; Xu, L. Preparation, characterization and properties of porous PLA/PEG/Curcumin composite nanofibers for antibacterial application. Nanomaterials (Basel) 2019, 9, 508. [CrossRef] [PubMed] 4. Li, Z.; Muiruri, J.K.; Thitsartarn, W.; Zhang, X.; Tan, B.H.; He, C. Biodegradable silica rubber core-shell nanoparticles and their stereocomplex for efficient PLA toughening. Compos. Sci. Technol. 2018, 159, 11–17. [CrossRef]