由於全球石油存量減少，再加上中國、印度與巴西等開發中大國的經濟崛起，使石油的用量急遽拉升，其價格也隨之水漲船高。然而傳統塑膠材料乃提煉源自於石油，根據巴斯夫(BASF)公司預測， 2015 年前，全球塑膠市場將以5% 的年均速度持續增長，如此過度依賴塑膠材料，可預測塑膠材料的價格在未來將會持續增加。高分子塑膠材料雖然在應用上有很多的便利性與低成本等優點，但在塑膠廢棄物的處理上，卻造成環境極大的污染，若直接置於戶外掩埋場，則不易分解而造成環境污染；若利用焚化爐燃燒處理，則有產生廢毒氣等問題。若採用回收策略，則終將因為回收物的性質變化而仍會產生無法分解的塑膠廢棄物。
生物可分解材料/ 生質塑膠材料之相關定義與標章簡介
生物可分解材料的認證在德國、比利時、美國、芬蘭、日本與台灣等先進國家皆已規範出相關的檢測標準，如表一所示。其測試內容主要有三大項：第一項是測試產品或材料是否可以在一定的環境條件下被細菌分解，時間最長為六個月，由分解轉換為二氧化碳的量推估分解率是否大於90%；第二項是測試材料之崩解能力，其碎片不可堵塞住篩選設備；第三項測試是決定其產出之堆肥是否可以促進植物生長。因此標準需大於90% 的分解性，故在產品的物性與適用性受到極大的限制。從圖一可知，日本JBPA (Japan BioPlastics Association)協會於2007 年推出Biomass Plastic 標章，由原本Green Plastic 90% 生物可分解的規定擴大至只要產品含25%以上的Biomass 即可通過生質合膠認證，但其限制是需要加入JBPA 協會成為會員，方可提出認證程序。另外，美國農業部(USDA)在2011 年2 月推行類似生質產品標章(Label for Biobased Products)之認證制度，如圖二所示，該標章推行計畫是農業部生質優先計畫(BioPreferred Program)中的一項延伸計畫。規章中定義產品本身與產品包裝具有25% 以上生質基質者，可提出標章認證申請，標章上將特別標示出此產品之生質比例含量，供消費者購買時參考，至今已經定義了5,100 項生質產品，通過此標章驗證之產品，可列為政府採購計畫的優先權。
表一、生物可分解塑膠的檢測、標準與認證
生質材料應用於照明產業之契機
LED光源儼然已成為新一代綠色照明的代表，具有低耗電、高出光效率、壽命長與高演色性等優點，根據Strategies Unlimited的市場推估（圖三）， 2012 年以後LED照明市場占有率將有很大的漲幅，例如白熾燈泡就是最明顯的案例。白熾燈泡的禁用從歐盟與日本最先開始，後來各國政府陸續跟進。從各國禁用白熾燈泡的時間表來觀察， 2012 年之後，大多數國家開始逐步禁用白熾燈泡，也為LED照明帶來龐大的商機。LED光源應用最常面臨的問題之一，就是要克服LED“點光源”的特性，使光線能更均勻地擴散開來，達到理想的照明效果。常見的勻光技術方法有兩種：一是在透明基材上賦予表面粗化結構或規則性微結構所造成的擴散效果，結構大小與分布需視LED光源的排列與發光效率而定，其缺點在於成型過程中，模具製作費用高，且在連續式大面積的生產過程會有結構複製率不良的問題，而影響整體擴散出光特性；一是將擴散粒子添加至欲成型的透明材料中，將微米級的光擴散樹脂微球均勻分散於透明的高分子材料基材中，再經過精密射出成型或押出成型加工技術，成型出擴散燈罩或平板，製程中只需考量兩種材料折射率之搭配與擴散粒子添加量，即可獲得理想的擴散勻光材料。
生質擴散材料之發展應用
1. 生質材料在LED照明燈具應用的可能性
生質材料目前的最大問題在於其成本仍略高於傳統石化基塑膠材料。但也因近年來節能減碳與環境和諧共存的意識逐漸抬頭，各國政府也開始獎勵推動使用可再生的生質能與生質材料，而且各項有關生質材料的生產、改質及應用等技術的開發也快速地成長中，可預測生質材料的質、量、價在不久的將來將獲得改善。
圖四、LED 燈具之擴散燈罩
2. PLA 的應用
根據目前商品化生物可分解塑膠的市場產能和價格分析結果（表二），從植物取得的塑膠PLA（聚乳酸）儼然成為目前市場的主流材料。雖然目前PLA 的售價仍高於傳統石化來源塑膠，然而在石化原料不斷地飆漲，同時生質塑膠的合成技術也持續改良，此消彼長之下，預估PLA的原料售價將在未來十年趨近於ABS 、PS 、PP 等石化塑膠。
3. PLA 合膠擴散材料
不少研究單位利用摻雜有機/ 無機材料或微觀結構設計等改質工程，來提高PLA的熱穩定性和機械性質，以擴大PLA 的應用層面，這些研究背後的主要原理為提升PLA 的結晶速率與結晶度，利用PLA 的高熔點(~160°C)來得到足夠的耐熱性……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：林正軒、鍾曜竹、溫俊祥 / 工研院材化所
★ 本文節錄自「工業材料雜誌295期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9468