生物塑料: 生物塑料中的生活更加精彩。 是生物基塑料還是可生物降解塑料？ 是勝利還是純屬虛構？

By Fouad Sabry

什麼是生物塑料

生物塑料是由可再生生物質來源生產的塑料材料，例如植物油脂、玉米澱粉、稻草、木片、鋸末、回收的食物垃圾等。一些生物塑料是通過直接從天然生物聚合物（包括多醣和蛋白質）加工獲得的，而另一些則是從植物或動物的糖衍生物和脂質化學合成，或通過糖或脂質的發酵生物產生。相比之下，常見的塑料，例如化石燃料塑料，則來源於石油或天然氣。

您將如何受益

(I) 關於以下主題的見解和驗證：

第 1 章：生物塑料

第 2 章：BioSphere 塑料

第 3 章：生物燃料

第 4 章：生物聚合物

第 5 章：烷烴

第 6 章：Angewandte Chemie

第 7 章：科幻小說中的材料科學

（二）回答公眾關於生物塑料的熱門問題。

(III) 生物塑料在多個領域的應用實例。

（四）17個附錄，簡述各行業266項新興技術，360度全方位了解生物塑料技術。

本書的讀者對象

專業人士、本科生和研究生、愛好者、業餘愛好者以及想要超越任何生物塑料的基本知識或信息的人。

• Language: 中文
• Publisher: 十億個知識淵博 [Chinese (Traditional)]
• Release date: Jan 26, 2022

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2 - 脈衝爆震發動機

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18 - 氣凝膠

19 - 非晶態金屬

20 - 生物塑膠

21 - 導電聚合物

22 - 低溫處理

23 - 動態 裝甲

24 - 富勒烯

25 - 石墨烯

26 - 晶元實驗室

27 - 高溫超導

28 - 磁性納米顆粒

29 - 磁流變液

30 - 微流體

31 - 超流動性

32 - 超材料

33 - 金屬泡沫

34 - 多功能結構

35 - 納米材料

36 - 可程式設計物質

37 - 量子點

38 - 矽烯

39 - 高溫合金

40 - 合成鑽石

41 - 時間晶體

42 - 半透明混凝土

43 - 腦機介面

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7 - 富勒烯

8 - 石墨烯

9 - 晶元實驗室

10 - 高溫超導

11 - 磁性納米顆粒

12 - 磁流變液

13 - 微流體

14 - 超流動性

15 - 超材料

16 - 金屬泡沫

17 - 多功能結構

18 - 納米材料

19 - 可程式設計物質

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21 - 矽烯

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24 - 時間晶體

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神經科學中的新興技術

1 - 腦機介面

機器人技術的新興技術

1 - 群體智慧

10億知識淵博

生物塑膠

生物塑膠的生活更加夢幻。它是生物基塑膠還是可生物降解塑膠？是勝利還是純粹的虛構？

福阿德·薩布里

版權

生物塑料版權所有 © 2021 由 Fouad Sabry 提供。保留所有權利。

保留所有權利。未經作者書面許可，不得以任何形式或任何電子或機械手段（包括資訊存儲和檢索系統）複製本書的任何部分。唯一的例外是審稿人，他們可能會在評論中引用簡短的摘錄。

封面由Fouad Sabry設計。

這本書是一部虛構的作品。名稱、人物、地點和事件要麼是作者想像的產物，要麼是虛構使用的。任何與真實人物的相似之處，無論是活著的還是死去的，事件或地點都是完全巧合。

獎金

您可以送出電子郵件至 1BKOfficial.Org+生物塑膠@gmail。  com與主題行「生物塑膠：生物塑膠的生活更夢幻」。它是生物基塑膠還是可生物降解塑膠？是勝利還是純粹的虛構？"，您將收到一封電子郵件，其中包含本書的前幾章。

福阿德·薩布里

存 取 1BK 網站

www.1BKOfficial.org

前言

我為什麼要寫這本書？

寫這本書的故事始於1989年，當時我是一名高級中學的學生。

它非常 類似於 STEM（科學，技術，工程和數學）學校，現在 在許多發達國家都可以使用。

STEM是一門課程，其基礎是以跨學科和應用的方法教育四個特定學科（科學，技術 ，工程 和數學）的學生。 該術語通常用於解決學校的教育政策或課程選擇。它對勞動力發展、國家安全關切和移民政策都有影響。

圖書館每周都有一堂課，每個學生都可以自由選擇任何書籍並閱讀1小時。該課程的目的是鼓勵學生閱讀教育課程以外的科目。

在圖書館里，當我在看書架上的書時，我注意到了巨大的書，總共5000頁，分為5個部分。書名是《技術百科全書》，它描述了我們周圍的一切，從絕對零到半導體，幾乎每一種技術，在那個時候，都用五顏六色的插圖和簡單的文字來解釋。我開始閱讀百科全書，當然，我無法在每周1小時的課程中完成它

所以，我說服父親買了百科全書。父親在我生命之初為我買了所有的科技工具，第一台電腦和第一本科技百科全書，都對我自己和事業都產生了很大的影響。

我在今年的同一個暑假裡讀完了整本百科全書，然後我開始瞭解宇宙是如何運作的，以及如何將這些知識應用於日常問題。

我對這項技術的熱情始於30年前，現在 的旅程仍在繼續。

這本書是 「 新興技術百科全書」的 一部分， 我試圖給讀者帶來 我在高中時 的 驚人體驗，但不是20世紀，而是21世紀 新興 技術，應用和行業解決方案。

《新興技術百科全書》將由365本書組成，每本書 將專注於一項新興技術。您可以在本書末尾的「即將推出」 部分閱讀新興技術及其按行業分類的清單。

365 本書， 讓讀者有機會在一年內每天增加對一項新興技術的知識。

介紹

我是怎麼寫這本書的？

在每本《新興技術百科全書》的書中，我都試圖直接從人們的腦海中獲取即時、原始的搜索見解，試圖回答他們關於新興技術的問題。

每天有30億次谷歌搜索，其中20%以前從未見過。他們就像是人們思想的直接線。

有時是「如何清除卡紙」。其他時候，這是他們唯一敢與谷歌分享的痛苦恐懼和秘密渴望。

在我追求發現關於Bioplastic的內容創意的未開發金礦的過程中，我使用許多工具來收聽來自Google等搜尋引擎的自動完成數據，然後快速製作出每個有用的短語和問題，人們正在詢問關鍵字Bioplastic。  

它是人洞察的金礦， 我可以用來創造新鮮，超有用的內容，產品和服務。善良 的人，像你一樣，真的想要。

人搜索是有史以來收集的關於人類心理的最重要的資料集。因此，這本書是一個活生生的產品，並且不斷更新越來越多的關於Bioplastic的新問題的答案，人們問，就像你我一樣，想知道這個新興技術，並希望瞭解更多有關它的資訊。

寫這本書 的方法是更深入地了解人們如何在「生物塑膠」周圍搜索，揭示我不一定會想到的問題和疑問，並用超級簡單易懂的單詞回答這些問題，並導航這本書以一種直截了當的方式圍繞著。

因此，在寫這本書時，我 確保它盡可能地優化和有針對性。 這本書 的目的是幫助 人們進一步理解和 增長 他們對「生物塑膠」的瞭解。 我試圖 盡可能密切地回答人們的問題，並展示更多。

這是一種奇妙的，美麗的方式，可以探索人們提出的問題和問題並直接回答它們，併為本書的內容添加洞察力，驗證和創造力-甚至是推銷和建議。這本書揭示了豐富的，不那麼擁擠的，有時令人驚訝的重新搜索需求領域，否則我不會到達。毫無疑問，在使用這種方法閱讀本書后，i   t有望增加潛在讀者的思想知識。

我採用了一種獨特的方法，使本書的內容始終保持新鮮。這種方法取決於通過使用搜索傾聽工具來傾聽人們的思想。這種方法說明我：

準確地與讀者見面，這樣我就可以創建相關的內容，引起共鳴，並推動 對主題的更多理解。

保持我的手指緊緊抓住脈搏，這樣當人們以新的方式談論這項新興技術時，我就可以獲得更新，並監控隨時間的變化趨勢。

發現隱藏的問題寶藏需要有關新興技術的答案，以發現意想不到的見解和隱藏的利基，從而提高 內容的相關性並賦予 其勝利優勢。

不要再把時間浪費在直覺上，不要猜測讀者想要的內容， 用人們需要的東西填滿書的內容 ，告別 基於猜測的無窮無盡的內容創意 。

做出可靠的決策，並承擔更少的風險，讓前排座位即時瞭解人們 想要閱讀和想知道的內容，並使用搜索數據做出大膽的決定，關於要包含哪些主題和要排除哪些主題。

簡化我的內容製作以識別內容創意，而無需手動篩選個人意見，從而節省數天甚至數周的時間。

通過回答他們的問題，幫助人們以直接的方式增加他們的知識，這真是太好了。

我認為這本書的寫作方法是獨一無二的，因為它整理並跟蹤讀者在搜尋引擎上提出的重要問題。

確認

寫一本書比我想像的更難，比我想像的更有收穫。如果沒有著名研究人員完成的工作，這一切都是不可能的，我要感謝他們為增加公眾對這項新興技術的認識所做的努力。

奉獻

對於開悟者，那些看待事物不同，並希望世界變得更好的人 - 他們不喜歡現狀或現有狀態。你可以過多地不同意他們，你可以與他們爭論得更多，但你不能忽視他們，你不能低估他們，因為他們總是會改變事情......他們推動人類前進，雖然有些人可能認為他們是瘋狂的人或業餘愛好者，但其他人則認為天才和創新者，因為那些開悟到足以認為他們可以改變世界的人，是那些這樣做的人，並帶領人們走向啟蒙運動 。

碑文

生物塑膠是由可再生生物質來源生產的塑膠材料，如植物油脂、玉米澱粉、秸稈、木屑、鋸末、回收食物垃圾等。一些生物塑膠是通過直接從天然生物聚合物（包括多糖和蛋白質）加工獲得的，而另一些生物塑膠則是從植物或動物的糖衍生物和脂質化學合成的，或者通過糖或脂質的發酵生物產生。相比之下，普通塑膠，如化石燃料塑膠，則來自石油或天然氣。

目錄

生物塑膠

作者的其他書籍

作者系列

生物塑膠

版權

獎金

前言

介紹

確認

奉獻

碑文

目錄

第1章 生物塑膠

第2章 生物圈塑膠

第3章 生物燃料

第4章 生物聚合物

第5章 烷烴

第6章 安格萬德化學

第7章 科幻小說中的材料科學

結語

關於作者

即將推出

附錄：各行業的新興技術

第1章 生物塑膠

生物塑膠是由可再生生物質來源製成的塑膠，如植物脂肪和油，玉米澱粉，稻草，木屑，鋸末，回收的食物垃圾等。一些生物塑膠直接由天然生物聚合物生產，如多糖（例如 澱粉，纖維素，殼聚糖和海藻酸鹽）和蛋白質（例如大豆蛋白，麩質和明膠），而其他生物塑膠則由植物或動物衍生的糖衍生物（例如乳酸）和脂質（油和脂肪）化學合成，或通過糖或脂質發酵生物產生。另一方面，普通塑膠，如化石燃料塑膠（也稱為 石油基聚合物），是由石油或天然氣產生的。

2014年，生物塑膠約佔全球聚合物市場的0.2%。（3億噸）。 儘管 生物塑膠在商業上是不可行的，但對這個問題的研究正在進行中。

許多生物塑膠具有可生物降解的優點。並非所有生物塑膠都是可生物降解的，它們也不會像普通化石燃料生產的塑料那樣快速分解。

擬議的申請

生物塑料幾乎沒有商業應用。成本和性能仍然是問題。義大利的例子很有啟發性，自2011年以來，在通過一項特定法律之後，客戶一直被要求使用可生物降解的塑膠袋。除了結構材料外，還正在開發有望傳導電流的電活性生物塑膠。

由生物塑膠製成的一次性產品包括包裝，陶器，餐具，鍋，碗和吸管。

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可生物降解的塑膠 器皿。

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由生物塑膠和其他 可生物降解 塑膠製成的塑料包裝。

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由PLA混合生物柔韌製成的花卉包裝。

與更普遍的石化塗料相比，生物聚合物可作為紙質塗料使用。

插入式生物塑膠是化學上等同於化石燃料的生物塑膠，但由可再生資源製成。生物PE，生物PET，生物丙烯，生物PP和生物基尼龍就是幾個例子。插入式生物塑料理論上易於安裝，因為可以使用現有的基礎設施。特定的生物基 途徑允許 生產 無法通過典型化學工藝獲得的物品，以及與化石基替代品相比具有獨特和卓越品質的產品。

類型

基於多糖的生物塑膠

澱粉基塑膠

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由生物塑膠（熱塑性澱粉）製成的包裝花生

熱塑性澱粉是最常用的生物塑膠，占生物塑膠市場的一半以上。糊化澱粉和溶液澆注可用於在家中製作簡單的澱粉生物塑膠薄膜。純澱粉吸收水分，因此是製藥行業製造藥物膠囊的良好物質。另一方面，純澱粉基生物塑膠是脆弱的。還可以添加增塑劑，如甘油，乙二醇和山梨糖醇，以使澱粉進行熱塑性處理。通過改變這些添加物的比例，可以根據各個應用調整所得生物塑膠（也稱為熱塑性澱粉）的性能。擠出、注塑成型、壓縮成型和溶液鑄造是傳統聚合物加工工藝的例子，可用於將澱粉轉化為生物塑膠。直鏈澱粉/支鏈澱粉比例對 澱粉生物塑膠的特性有重大影響。一般來說，高直鏈澱粉具有更好的機械性能。另一方面，高直鏈澱粉由於其較高的糊化溫度和粘度而不太容易加工。

澱粉基生物塑膠經常與可生物降解的聚酯混合，以產生澱粉/聚乳酸、澱粉/聚己內酯或澱粉/Ecoflex（ 巴斯夫生產的聚己二酸丁二醇酯）混合物。這些混合物用於工業應用，也是可堆肥的。其他製造商，如Roquette，已經創造了澱粉/聚烯烴混合物。雖然不可生物降解，但這些混合物比用於相同應用的石油基聚合物具有更少的碳足跡。

澱粉價格便宜，豐富且可再生。

澱粉基薄膜（主要用於包裝）是通過將澱粉與熱塑性聚酯相結合來製造的，以產生可生物降解和可堆肥的產品。這些薄膜 最常出現在 消費品包裝中，如雜誌包裝和氣泡包裝。這些薄膜通常用作食品包裝中的麵包或水果和蔬菜袋。由這種薄膜製成的堆肥袋用於選擇性地收集有機廢物。澱粉基薄膜也可以用作紙張。

澱粉基納米複合材料因其具有優異的機械特性、熱穩定性、防潮性和氣體阻隔性而受到廣泛關注。

纖維素基塑膠

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由醋酸纖維素製成的包裝泡罩，一種生物塑膠

纖維素生物塑膠主要由纖維素酯（如醋酸纖維素和硝酸纖維素）及其衍生物（如賽璐珞）組成。

當纖維素被廣泛改變時，它可以變成熱塑性塑膠。一個例子是醋酸纖維素，它價格昂貴且不常用於包裝。由於纖維素纖維的親水性低於澱粉，添加到澱粉中的纖維素纖維可以增加機械特性，透氣性和耐水性。

上海大學的一個團隊能夠使用一種稱為熱壓的技術製造出一種基於纖維素的新型綠色塑膠。

其他多糖基塑膠

其他多糖，如殼聚糖和海藻酸鹽，也可以轉化為塑膠。殼聚糖在溫和的酸性條件下溶解，因此可以很容易地溶液澆鑄成薄膜。殼聚糖具有非凡的電影製作能力。此外，當與少量酸結合時，可以使用內部間歇混合器和壓縮成型機將殼聚糖熱機械處理成塑化形式。殼聚糖在熱機械加工后具有高粘度，因此可以很容易地與增塑劑，納米顆粒或其他生物聚合物結合。在溶液條件下，基於帶正電荷的殼聚糖與其他帶負電荷的生物聚合物（如羧甲基纖維素，藻酸鹽和蛋白質）的混合材料是困難的，因為兩種生物聚合物之間的靜電相互作用通常會導致凝聚物。另一方面，散裝殼聚糖混合物可以通過高粘度的熱機械加工產生，這可能導致更高的機械特性和水解穩定性。由於海藻酸鹽（通常是海藻酸鈉或海藻酸鈣）溶解在水中，因此海藻酸鹽溶液可以澆鑄成薄膜。海藻酸鹽也可以與少量水和增塑劑混合時熱機械處理成增塑薄膜。增塑劑，如甘油，可以使生產的殼聚糖或海藻酸鹽片材更具柔韌性。

蛋白質基塑膠

來自各種來源的蛋白質可用於製造生物塑膠。例如，小麥麵筋和酪蛋白作為各種可生物降解聚合物的基本材料顯示出有趣的品質。

大豆蛋白也正在被研究作為生物塑膠的來源。近一個世紀以來，大豆蛋白一直用於塑料製造。例如，原始福特汽車的車身面板由大豆基塑膠製成。

由於其對水的敏感性和相對較高的成本，大豆蛋白基聚合物帶來了挑戰。因此，將大豆蛋白與幾種易於生物降解的聚酯相結合可以提高水的敏感性和成本。

一些脂肪族聚酯

聚羥基烷酸酯 （PHA），如聚-3-羥基丁酸酯 （PHB）、 聚羥基戊酸酯 （PHV） 和 聚羥基己酸酯 是最常見的脂肪族 生物聚酯 （PHH）。

聚乳酸

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由聚乳酸（PLA）混合生物柔性製成的地膜

聚乳酸（PLA）是一種由玉米或葡萄糖製成的透明塑膠。從表面上看，它類似於傳統的石化基散裝聚合物，如PS。它的好處包括它來自植物並且生物降解迅速。不幸的是，它具有低衝擊強度，熱韌性和阻隔特性（阻止空氣通過膜的運輸）。PLA和PLA混合物通常以顆粒的形式提供。PLA被小規模地用於生產薄膜，纖維，塑膠容器，杯子和瓶子。PLA也是家庭熔融沉積建模中最常用的塑料長絲形式。

聚-3-羥基丁酸酯

聚-3-羥基丁酸鹽（PHB）是由代謝葡萄糖，玉米澱粉或廢水的細菌產生的聚酯。其性能可與石油塑膠聚丙烯相媲美。PHB的製造正在增長。例如，南美洲的食糖部門已決定將PHB生產提高到工業規模。 PHB的物理特性使其與眾不同。它可以製成熔點超過130攝氏度的半透明薄膜，並且完全可生物降解。

聚羥基烷酸酯

聚羥基烷酸酯 是線性聚酯，由於糖或脂質的細菌發酵而自然發生。細菌創造它們是為了儲存碳和能量。在商業生產中，聚酯通過調節糖發酵條件從細菌中回收和純化。在這個家族中，可以耦合150多種不同的單體，以產生具有多種特性的化合物。PHA比其他塑膠的彈性更差，延展性更強，而且也是可生物降解的。這些塑膠通常用於醫療領域。

聚醯胺 11

PA 11是一種天然油衍生的生物聚合物。它也以商品名Rilsan B而聞名，由Arkema銷售。PA 11被歸類為技術聚合物，不可生物降解。其功能與PA 12相似，但其製造減少了溫室氣體排放和不可再生資源消耗。它在熱阻方面也優於PA 12。它用於高性能應用，如汽車燃油管路、氣動空氣制動管、電纜防凍包裹、柔性石油和天然氣管道、控制流體臍帶、運動鞋、電子設備元件和導管。

類似的塑膠是聚醯胺410（PA 410），70%來自 蓖麻油，商品名EcoPaXX，由帝斯曼商業化。PA 410 是一種高性能聚醯胺，兼具高熔點（約 250 °C）、低吸濕性和對各種化學物質的出色耐受性等優點。

生物衍生聚乙烯

聚乙烯的基本構件（單體）是乙烯。乙烯在化學上與乙醇相似，並且可以從乙醇中提取，乙醇可以通過甘蔗或玉米等農業原料發酵來生產。生物衍生聚乙烯在化學和物理上與傳統聚乙烯相同 - 它不會生物降解，但可以回收利用。巴西化學品集團Braskem聲稱，使用其從甘蔗乙醇生產聚乙烯的方法，每生產一噸綠色聚乙烯，可捕獲（從環境中去除）2.15噸二氧化碳。

轉基因原料

鑒於轉基因玉米是一種常見的原料，因此用它製造某些生物塑膠並不奇怪。

植物工廠方法是使用轉基因作物或轉基因微生物來最大限度地提高效率，是生物塑料製造系統之一。

聚羥基聚氨酯

多羥基氨基甲酸酯是通過多胺與環狀碳酸酯的縮合形成的。與標準交聯聚氨酯不同，交聯聚羥基聚氨酯可以通過動態轉氨醯化工藝進行回收和再加工。

脂質衍生聚合物

使用來自植物和動物的脂肪和油創建了各種生物塑膠類別。已經生產了聚氨酯，聚酯，環氧樹脂和各種其他聚合物，其特性相當於原油基產品。由於 烯烴複分解的最新進展，現在各種原料可以經濟地轉化為 生物單體 和聚合物。隨著傳統植物油以及低成本微藻衍生油產量的增加，該行業具有巨大的增長潛力。

環境影響

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由PLA混合生物柔性製成的糖果包裝

由醋酸纖維素生物級製成的瓶子

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由 PLA 混合生物柔性製成的吸管

罐子由PLA混合生物柔性製成，一種生物塑膠

澱粉，纖維素，木材，糖和生物質等材料用於生產生物塑膠作為化石燃料資源的替代品;與傳統塑料生產相比，這使得生物塑膠生產成為一種更可持續的活動。生物塑膠對環境的影響經常受到質疑，因為有許多綠色標準（例如，用水，能源使用，森林砍伐，生物降解等）。因此，生物塑膠對環境的影響被歸類為不可再生能源使用，氣候變化，富營養化和酸化。生物塑膠製造可顯著減少溫室氣體排放和不可再生能源消耗。世界各地的公司都能夠通過利用生物塑膠來改善其產品的環境可持續性。

雖然生物塑膠比傳統塑膠使用更少的不可再生能源，產生的溫室氣體也更少，但它們會產生嚴重的環境影響，如富營養化和酸化。生物塑膠比普通塑膠具有更大的富營養化潛力。通過工業化農業技術生產生物質會導致硝酸鹽和磷酸鹽過濾到水體中，從而導致富營養化，即水體變得營養過度豐富的過程。富營養化是對水資源的全球性威脅，因為它會產生破壞性的藻華，從而產生氧氣死亡區並殺死水生生物。生物塑膠也有助於酸化。在可再生原料的種植中使用化肥 來製造生物塑膠有助於生物塑膠引起的富營養化和酸度的高增加。

與傳統塑膠相比，生物塑膠對環境的影響包括人類和陸地生態毒性和致癌潛力的降低。另一方面，生物塑膠比傳統聚合物對水生生態系統的危害更大。生物塑膠和其他生物基材料比傳統塑膠更能消耗平流層臭氧，因為在生物質生產工業農業期間施肥期間會排放一氧化二氮。人工肥料會增加一氧化二氮的排放，特別是當作物不需要 所有的 氮時。用於製造生物塑膠的作物上使用的殺蟲劑的毒性是生物塑膠的輕微環境後果之一。收割卡車的二氧化碳排放也是由生物塑膠引起的。其他輕微的環境影響包括生物質生產過度耗水，土壤侵蝕，土壤碳損失和生物多樣性喪失，所有這些都主要是生物塑膠相關土地使用的結果。用於生物塑膠製造的土地使用導致碳封存損失，並提高了碳價格，同時將土地從其當前用途中轉移出來。

雖然生物塑膠非常有益，因為它們減少了不可再生的消耗和溫室氣體排放，但由於土地和水的消耗，農藥和化肥的使用，富營養化和酸化，它們也會對環境產生負面影響;因此，一個人對生物塑膠或傳統塑膠的偏好取決於人們認為最重要的環境影響。

生物塑膠的另一個問題是，有些是由植物的可食用部分製成的。由於生產生物塑膠的作物也可用於養活人類，因此生物塑膠與糧食生產競爭。這些生物塑膠被稱為第一代原料生物塑膠。非糧食作物（纖維素原料）或來自第一代 原料的廢物用於第二代原料生物塑膠（例如 廢植物油）。藻類被用作第三代原料生物塑膠的原料。

生物塑膠的生物降解