被禁令倒逼的替代潮，一家公司交出的答卷
随着“双碳”目标持续推进与全球限塑、禁塑政策不断收紧，传统石油基发泡材料正面临前所未有的环保压力：EPS、XPS 因生产能耗大、难以回收、高温下释放有毒气体等问题，已在全球范围内逐渐被禁用；EPE 虽可继续使用，却无法覆盖全部 EPS 包装场景；气柱袋、气泡袋等多材质复合薄膜难以用于大型承重缓冲包装，且体积庞大、运输费用高，使用场景十分有限；而被普遍看好的环保替代品——纸浆模塑制品，虽然具备生物基、可降解属性，但缓冲性能差、耐水耐油性不足、不保温，难以满足海运缓冲包装、冷链运输与隔热场景的需求。
在此背景下，亟需要开发新的环保轻量化包装材料来替代传统材料。而在这场替换中，真正的技术门槛并不在“能不能做出一块泡沫”，而在于三件事：制品是否真正能做到生物降解、能否在性能上对标传统塑料、成本能否在规模化中被摊薄。
以聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）为代表的全生物降解发泡材料，成为轻量化绿色包装的重要技术路线。从材料本征性能看，PLA 的拉伸强度、弯曲模量与 PS 处于同一量级，是典型的硬质高刚材料；PBAT 因柔性链段特征，断裂伸长率与 LDPE 相当，是典型的软质韧性材料。这正是二者被视为 EPS/XPS 与 EPE 理想替代品的材料学基础。
图 1｜生物降解聚酯与传统石油基树脂关键性能对标（对数坐标；数据来源：原文表 1）
国内外高校、研究机构与企业虽已公布大量生物降解发泡材料的研究成果，但大多停留在小试与中试阶段，鲜见规模化量产制品。广州碧嘉材料科技股份有限公司（Guangzhou Bio-plus Materials Technology Co., Ltd.）自 2009 年起对 PLA 改性与应用进行系统研究，秉持“研发为本、市场为先、持续进步”的理念，历经近二十年研发沉淀，构建起从 PLA、PBAT、PBS 改性材料到发泡制品、从挤出发泡到釜压与模压发泡的完整技术体系，为轻量化包装交出了一条全生物降解的产业化路径。
02 十年磨一剑：研发历程与产业验证
从实验室的一块发泡片，到批量的工业化包装，从来不是一句简单的“试验放大”可以轻松盖过的。在开发生物降解轻量化包装这条路上，碧嘉已经坚定地走了 17年：从最初的产学研协同推动，到全自主开发，再到后期客户及订单驱动研发，碧嘉始终把产品创新放在首位，也收获越来越广阔的市场需求。
图2｜广州碧嘉生物降解发泡技术研发历程（2010–2026）
图 3｜聚乳酸挤出发泡产品的开发及产业化历程（2010–2019 实拍）
03 从粒子到制品、从硬质到软质：全系列工艺矩阵与应用场景
PLA、PBAT 及 PBS 等常见的生物降解聚酯均为线性分子链，熔体强度不高，且经螺杆挤出热加工后熔体强度会明显下降，不适合直接发泡。同时，聚乳酸具有光学立构特性，不同光学纯度的聚乳酸性能差别较大，结晶速度、结晶温度、熔融温度都会影响发泡工艺。已有研究多使用低光纯 PLA 发泡——其加工窗口相对较宽，但产品耐热不超过 60 ℃，极大地限制了应用范围。
针对上述难题，碧嘉从原料选型及改性做起，在与发泡设备、成型设备厂商及客户的长期配合探索下，最终打通了改性造粒、挤出发泡、珠粒发泡及模压发泡的全系列生产工艺，并开发出几十种应用于不同场景的轻量化制品。
技术突破一｜树脂改性：把“不能发泡”变成“好发泡”
通过熔融扩链，将 PLA、PBAT 及 PBS 的熔体强度大幅提高，其中 PLA 熔体强度提高 20 倍以上；同时选用中/高光纯聚乳酸作为发泡基体，产品可通过快速结晶将耐热温度提高到 100 ℃ 以上，极大地拓宽了应用范围。
技术突破二｜高倍率挤出发泡：20–40 倍高闭孔片材批量化
通过树脂改性配方与发泡降温段、模头的精准控温，成功开发出发泡倍率超过 20 倍的高闭孔率 PLA、PBAT 及 PBS 发泡片材，其中 PBAT 及 PBS 发泡倍率最高可达 40 倍，并已批量化生产，真正实现生物降解树脂的轻量化。
技术突破三｜三层共挤发泡：质感与性价比共存
通过内外层与中层材料的选择及调配、发泡工艺及后端成型工艺控制，成功开发出外表光滑美观、质轻、高强的三层共挤发泡产品。PLA三层共挤发泡产品质感高级，可与原浆纸相媲美，应用于3C内托盘，且比纸浆更轻、更防潮；用于高档餐盒，可防烫保温。PBAT三层共挤发泡片具有优异的缓冲和抗撕裂性，可用于饮品、医药瓶内垫片。
图 4｜三层共挤发泡制品：PLA五格餐盒、PLA3C托盘、PBAT药瓶垫片
技术突破四｜釜压发泡：低密度珠粒与耐热成型
联合下游厂商合作探索超临界釜压发泡工艺，解决了产品成型粘合及耐热问题：发泡珠粒堆积密度低至 25 kg/m³，成型产品耐热温度 ≥80 ℃。
图5｜釜压发泡 PLA 制品：发泡板材、80 ℃ 加重 900 克砝码无变形、头盔及保温箱
技术突破五｜模压发泡：80 倍超低密度板材
与下游厂商配合，通过超临界模压发泡获得 80 倍高闭孔率 PLA 发泡板及 20 倍以上高闭孔 PBAT 发泡板，均具有良好的强度与可回弹性。
图 6｜各工艺路线发泡倍率对比
产品应用：从硬质包装到软质包装，再到 3D 打印
表 1｜产品应用矩阵
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类别
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典型产品与核心卖点
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硬质包装
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① 3C 电子产品托盘——多层共挤片材保证尺寸精密，快速成型耐热 ≥80 ℃，高生物基含量，成本低于原浆纸；
② 多层共挤耐热餐盒、托盘——耐热区间 80~120 ℃ 可调，隔热防烫，外观高档；
③ 低密度冷鲜托盘、托盒、餐盒餐盘——高倍率发泡，柔韧优异，耐高/低温，质轻保温、价廉；
④ 农业产品——可拆装育苗钵、育苗盘、水培盘，降解速率快；
⑤ EPLA——体育防护头盔、电器包装、航空称重托盘、冷链保温箱
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软质包装
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① 替代 EPE、EVA，用于家具、电器、工艺品防护；
② 水果防护网套、包装袋；
③ 冷鲜保温包装——复合保温箱、保温袋；
④ 一次性拖鞋底、抗压密封垫片
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3D 打印
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线材不发泡、打印时发泡——制品可减重 20%~60%，兼顾结构与轻量化
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图 7｜生物基 & 生物降解硬质发泡制品矩阵
图8｜生物降解软质发泡制品矩阵
在 3D 打印方向，碧嘉采取“线材不发泡、打印时发泡”的技术路线：以普通线材打印，制品内形成泡孔结构，同等外形下重量从 10~11克降至6克以下，减重减轻一半以上，为制品级轻量化提供了新的自由度。
图 9｜3D 打印发泡制品减重效果：10~11g(通用PLA线材打印）→6.1 g → 4.0 g → 3.0 g
04 持续研发：三重降本，实现环保无痛替换
环保材料要完成对传统材料的真实替代，最终比拼的是综合成本。碧嘉把降本拆解为原料、生产、包装三个环节，逐项给出工程化答案。
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原料降本
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生产降本
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包装降本
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PLA 强度高但材质较脆，热加工敏感、加工温度窗口窄；不做成型结晶则耐热性差，做成型结晶则生产效率低——这一矛盾长期制约其大规模应用。碧嘉经过多年技术攻关，开发出全新的生物降解发泡材料 Bio-plus 320/321：可实现 挤出发泡产品冷模快速成型，耐热 ≥80 ℃、运输不变形，成本较 PLA 改性树脂也有明显下降。
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Bio-plus 320/321 可使用通用 XPS 发泡设备进行挤出发泡生产，发泡倍率 2~20 倍可调；成型制品可采用通用正负压热成型设备，无需配备热流道模具进行热模结晶，生产效率高。
改性 PBAT、PBS 材料则可直接在传统 EPE 设备上发泡生产，无需重新购置设备。
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以 Bio-plus 320/321 制成的热成型产品高温运输不变形，无需在纸箱与集装箱内加装保温棉，进一步摊薄综合包装成本。
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05 产业化现状：三大生产基地
在产业化路径上，碧嘉目前投资/入股三个生产基地，佛山碧嘉主要作为研发和改性造粒生产基地，邓州金碧和广州碧友主要为下游产品开发及生产基地。
表 2｜三大生产基地分工
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生产基地
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定位
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主要产线与业务
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佛山碧嘉高新材料科技有限公司
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改性生产与研发
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聚乳酸全生物降解改性材料的研发与生产
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邓州金碧生物材料科技有限公司
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挤出发泡及其他吹塑类产品产业化基地
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建有聚乳酸发泡车间、产品成型车间、挤出片材车间、吸管生产车间、吹膜制袋生产区等多条产线；主营聚乳酸吹塑薄膜、PLA挤出发泡以及PBAT挤出发泡制品等。
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广州碧友生物科技有限公司
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珠粒发泡工艺开发与批量化生产
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超临界釜压发泡珠粒及下游制品
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06 结语
从 2009 年公司成立，到 2011 年 26 倍的实验机样品，再到今天覆盖餐具、包装、冷链、园艺的全生物降解发泡产品矩阵，广州碧嘉用十七年时间证明了一件事：生物降解材料“难发泡”不是不可逾越的技术壁垒，而是一道可以通过材料设计、工艺创新与产业耐心逐层拆解的系统工程。
当全球泡沫包装市场逼近千亿美元量级、可降解泡沫材料以接近 20% 的增速扩张，轻量化包装的绿色命题已经从“要不要换”变成“谁能更快、更便宜、更稳定地换”。以碧嘉为代表的中国全生物降解发泡力量，正在这场从材料到工艺、从实验室到产线的长跑中，跑出属于自己的身位。
2026 年 12 月 9 日至 11 日，碧嘉将在2026 Interfoam 发泡材料展E25展位，等待与大家见面，为各位带来聚乳酸、PBAT、PBS生物基改性发泡材料及制品。欢迎各位莅临展位交流！
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