合成高分（fèn）子材料可通（tōng）過化學結構設計和相對分子質（zhì）量調控實（shí）現（xiàn）對其（qí）功能和性（xìng）能的調控甚至定製，從而得以快速發展和應（yīng）用。現代社會中合成高分子材（cái）料由於（yú）可定（dìng）製的性能、低廉（lián）的價格、易於合成等優點（diǎn）受到了人們的（de）廣泛歡迎。

目前絕大部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（yán）氣等，塑料生產中使用的不（bú）可（kě）再生資源約占全球石油和天然氣的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內枯竭。此外（wài），石油基高分子材料的穩定性和耐（nài）久（jiǔ）性使其在環境中難以降解，大量塑（sù）料廢棄物（wù）以垃圾形式存在。材料的低密度使之占（zhàn）據了掩埋垃圾的高體積分數，造（zào）成了嚴重的白色汙染問題，加快了垃圾（jī）填埋場的枯竭，因此，對於最（zuì）終塑料（liào）廢棄物的處理仍是困擾人（rén）類社會的一大問（wèn）題。

圖1-1列出（chū）了一些常（cháng）見的環境汙染案例，如不（bú）采取相關措施加以控製和解決，這（zhè）些（xiē）現象將變得越來越（yuè）嚴重。近年（nián）來，塑料回收利用行業的興起雖在一定程度上減少了合成高分子材料對環境的不利影響，但（dàn）塑料廢棄物（wù）難以高效收集和分類、塑料的多（duō）組分特點以及再（zài）生塑料的性能劣化均嚴重限製了塑料的回收利用。

土壤汙染

圖1-1 白色汙染案例

建設生態文明（míng）的現實緊迫性、環保意識的增強（qiáng）以及綠色經濟的提（tí）出，促使（shǐ）人們（men）一方麵尋找環境友好的合成聚合物材料，探索研發從可持（chí）續的、可再生（shēng）的（de）原料中提取天然聚合物的新工藝;另一方麵采取措施，將高分（fèn）子材料導致的環（huán）境危害降至最低。為了解決這一問題，生物降解高分子材料進入了人們的視野（yě）。高分子材料的生（shēng）物降解是通過（guò）細菌和真菌等微生物酶的分解作（zuò）用而產生的，高分子材料結構的（de）完（wán）整性因（yīn）相對分子質量的（de）急劇（jù）下降而遭到（dào）破壞。盡（jìn）管高分子材料（liào）一般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）時間內大幅降解（jiě）的聚合物是可（kě）能（néng）的。第一代生物降解的材料由聚（jù）合物與易於被徽生物消耗的材料混合組成。一般來說其是（shì）不完全生物降解的。經典示例（lì）是（shì）將澱粉與聚乙烯的混合物製（zhì）造為可部分生物降解的包裝袋。第二代是嚐試在聚（jù）合物主鏈上引人（rén）容易受到微（wēi）生物作用的官能團(例如酯鍵)。這類（lèi）材料（liào）典型的代表（biǎo）是用於製造（zào）花盆的聚已內酯以及用於製備纖（xiān）維（wéi）的聚對（duì）苯二甲酸-己二酸（suān）-丁二醇酯(PBAT)等。第三代是由發酵罐中生長的細菌自然合成的，諸如細菌纖維（wéi）素、聚羥基丁酸酯(PHB)之類的材料。目前研究認（rèn）為理想的生物降解（jiě）高分子材料（liào）除了生物降解性，還要求（qiú）其降解產物是無毒的，且具有合適的力學性（xìng）能、加工性能以及經濟（jì）可行性。