合成高分子材料可通过化学结构设计和相对分子质量调控实现对其功能和性能的调控甚至定制，从而得以快速发展和应用。现代社会中合成高分子材料由于可定制的性能、低廉的价格、易于合成等优点受到了人们的广泛欢迎。

目前绝大部分商品化高分子材料来自化石燃料如石油、煤炭、天然气和页岩气等，塑料生产中使用的不可再生资源约占全球石油和天然气的7%。然而，化石资源是有限的，许多研究预测，所有化石资源将在几个世纪内枯竭。此外，石油基高分子材料的稳定性和耐久性使其在环境中难以降解，大量塑料废弃物以垃圾形式存在。材料的低密度使之占据了掩埋垃圾的高体积分数，造成了严重的白色污染问题，加快了垃圾填埋场的枯竭，因此，对于最终塑料废弃物的处理仍是困扰人类社会的一大问题。

图1-1列出了一些常见的环境污染案例，如不采取相关措施加以控制和解决，这些现象将变得越来越严重。近年来，塑料回收利用行业的兴起虽在一定程度上减少了合成高分子材料对环境的不利影响，但塑料废弃物难以高效收集和分类、塑料的多组分特点以及再生塑料的性能劣化均严重限制了塑料的回收利用。

土壤污染

图1-1 白色污染案例

建设生态文明的现实紧迫性、环保意识的增强以及绿色经济的提出，促使人们一方面寻找环境友好的合成聚合物材料，探索研发从可持续的、可再生的原料中提取天然聚合物的新工艺;另一方面采取措施，将高分子材料导致的环境危害降至最低。为了解决这一问题，生物降解高分子材料进入了人们的视野。高分子材料的生物降解是通过细菌和真菌等微生物酶的分解作用而产生的，高分子材料结构的完整性因相对分子质量的急剧下降而遭到破坏。尽管高分子材料一般具有高相对分子质量和固有的惰性，但实践证明，合成和制备可在短时间内大幅降解的聚合物是可能的。第一代生物降解的材料由聚合物与易于被徽生物消耗的材料混合组成。一般来说其是不完全生物降解的。经典示例是将淀粉与聚乙烯的混合物制造为可部分生物降解的包装袋。第二代是尝试在聚合物主链上引人容易受到微生物作用的官能团(例如酯键)。这类材料典型的代表是用于制造花盆的聚已内酯以及用于制备纤维的聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)等。第三代是由发酵罐中生长的细菌自然合成的，诸如细菌纤维素、聚羟基丁酸酯(PHB)之类的材料。目前研究认为理想的生物降解高分子材料除了生物降解性，还要求其降解产物是无毒的，且具有合适的力学性能、加工性能以及经济可行性。