來俊吉／喬福材料科技股份有限公司
利用可分解材料如聚乳酸(PLA)、聚琥珀酸丁二酯(PBS)、己二酸-對苯二甲酸-丁二酯(PBAT)結合植物纖維、纖維素、多酚的選擇與添加，進行農地膜及蔬果套袋的功能改質開發，除改善其結晶性能及材料加工性、機械物性外，添加了阻氣、抑菌的附加功能，使可分解材料在農業資材的應用上更具環保價值。
【內文精選】
前 言
民國54年始，廣泛利用傳統塑膠如：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等塑膠製品應用於育苗、遮蔭、防雨、保溫、畦面覆蓋、蔬果套袋、包裝等農業之生產技術。本文將就農產品中使用數量大、應用範疇廣，卻也是造成農地環境污染最劇的農地膜及水果套袋(Fruit Bagging)兩種農資材作為探討重點。
植物纖維的應用
(1) 植物纖維於複合材料補強之應用
植物纖維屬可再生資源，生產過程所耗能及排碳低且可堆肥處理；植物纖維輕盈、無皮膚刺激性且成形性佳；植物纖維成本便宜且來源廣泛不受區域限制；植物纖維之中空管狀結構，具絕熱隔音的效果。而其缺點是高吸水性、熱穩定性差、品質差異度大、加工溫度不能超過350˚F且機械強度低於人造纖維等。各式補強纖維特性比較如表一所示。
(2) 植物纖維素及萃取物於生技醫療及保健食品之應用
市面上以松木或棉花的纖維素提煉的「羥丙基甲基纖維素」(HPMC)所製成的植物性素食膠囊取代由動物提取的膠質。與動物膠囊比較，植物膠囊有較低的含水量，適合充填吸濕性強和對水分敏感的原料，可生產植物油類如南瓜籽油、月見草油等全植物膠囊保健食品。另外，天然多酚(Polyphenol)存在植物體內，更是一種可以由大自然或農業固體廢棄物獲取的材料。多酚結構的特徵最受注目的即作為天然抗氧化與抑菌(Antibacterial) (圖六)之應用。
圖六、多酚抑菌機
(3) 植物纖維奈米纖維素之應用
由植物纖維中提取出纖維素奈米纖維(圖八)，其最大優點在於植物纖維素是一種主要且容易獲得的永續材料，其所製產品生命周期CO2排放近乎零，完全符合現階段節能減碳材料取代的環保訴求，近年來引起產學矚目和紛紛投入市場應用開發資源。
圖八、不同類別奈米纖維素SEM
結合植纖與生物可分解材料的農資材開發與應用
為了有效解決傳統塑膠造成的農地污染(Agricultural Pollution)問題，市面上開發出以聚乳酸(PLA)為基材的生物降解材料，使用後不需回收並可於土壤中自然分(崩)解，並在特定溫濕度環境之下可被微生物分(崩)解，成為二氧化碳及水回歸自然。對於環境與土壤不會造成任何的傷害與污染，使其可運用於不同的氣候與農業產品。生物可分解資材之研發及利用在農業上之用途可概分如下： 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(聚氨基葡萄糖及纖維素結合澱粉)應用於短期葉菜類之栽培；⑧水溶性之農藥包裝袋(PVA)；⑨緩效性之微粒膠囊肥料及農藥；⑩可分解堆肥袋；林地及草坪綠化生物可分解纖維網。本章節將延續植物纖維結合生物可分解材料，針對上列應用中之農地膜及蔬果套袋的開發進行討論…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》414期，更多資料請見下方附檔。