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石油匮乏+白色污染 生物塑料如何引领塑料产业新方向

发布: 2018-06-13 | 来源:环亚娱乐 | 编辑:gdpia | 查看:

        塑料工业是随石油化工的发展而快速发展起来的,以取材容易、价格低廉、加工方便轻质耐用等优点,广泛应用于社会的各个领域,给人们生活带来了极大的方便。但同时,由于大量的废弃塑料制品难于分解,构成了日益严重的“白色污染”,阻碍了社会的进步和经济的可持续发展,随着人类对环境保护的日益重视,处理高分子材料废弃物这一热点课题在全球得到普遍关注。

        所以,制备环境友好的可生物降解塑料来代替传统塑料,研究和开发可降解塑料成为治理污染的有效实施方法,可降解塑料也由此成为国内外的热门研究方向。

        目前可降解塑料主要包括生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大类,其中以生物降解塑料的研究最为深入,应用最为广泛。

        生物降解塑料是一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境中的微生物完全分解、最终被无机化成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

        除可自然降解外,生物降解塑料还具有原料可再生、对肌体适应性强等优点,使其可以广泛应用于包括环保、食品容器和包装、农林业、医学、纺织、电子、汽车等领域。

生物质来源的可降解塑料

生物质来源的可降解塑料

        由于生物可降解塑料在高端市场方面的应用主要包括医疗用品、药物缓释材料、3D打印用材料等。而PLA、PCL、PHAs等生物可降解塑料具有良好的生物相容性,在合成时可以通过分子设计实现性能的可调控性,因而在高端市场具有发展潜力。

生物可降解3D 打印耗材

生物可降解3D 打印耗材

        聚乳酸(PLA)

        聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,是一种已经商品化的生物基可降解塑料。主要原料乳酸是从玉米淀粉中制得,也可以用甜菜或谷物等经过发酵制成来降低成本,生产聚乳酸的原料丰富且可再生,生产无污染,产品可以被生物降解。

        聚乳酸具有良好的生物可溶性,生物可吸取性和好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如吹膜、挤压成型等。

        聚乳酸还具有很好的阻燃性,抑菌性,并且在可降解热塑性高分子中,PLA有着最好的抗热性,所以无须特殊的设备和操作工艺,应用常规的加工工艺即可进行熔融纺丝。

        PHAs

        PHAs类生物可降解塑料是通过细菌发酵生产而成,可以作为分子内碳源和能源储备,并成为颗粒体聚集在细胞质内。发酵物主要是葡萄糖一类的碳水化合物。不同的发酵条件可以生产不同类型的PHAs。

        由于PHAs昂贵的价格和良好的生物相容性,PHAs更多地被用于医疗领域。例如医用缝线、修复装置、维修补丁、绷带、心血管补丁、引导组织修复、关节软骨修复支架、神经导管、肌腱修复装置、人造食道及伤口敷料等。

        聚己内酯(PCL)

        聚己内酯是一种脂肪族直链聚酯,与PLA不同,它是一种商品化的生物基可降解塑料,质地非常柔软,具有较大的延展性,而且具有优良的生物相容性、记忆性、生物可降解性,广泛应用于各个领域,尤其是在医疗方面。

        聚己内酯柔软,便于加工,性能优良,在医疗领域常用于组织工程支架材料,可以被人体吸取排泄。

        根据美国咨询企业弗若斯特沙利文发布研究报告预测,未来几年,生物降解塑料的市场需求快速增长,预计到2020年全球生物降解塑料需求总量将达到322万吨左右,年均需求增长速度超过16%。

        随着白色污染问题和非可再生能源危机的日趋严重,开发和使用生物可降解塑料成为缓解这一问题的有效途径之一。

全球生物降解塑料市场需求量预测

全球生物降解塑料市场需求量预测

        随着人们环保意识的增强,国家可持续政策的实行,可降解塑料的开发与利用刻不容缓,由于可降解塑料应用日益广泛,在医疗、生产、制造业上都有较大的利用价值,因此大力发展可降解、环境友好型塑料产业,是有效解决“白色污染”保护环境的有效方法。

        2009-2013年,中国生物降解塑料产能年复合增长率超过21%,在国家政策利好以及应用范围不断拓展等刺激下,可降解塑料市场持续走强。

中国可降解塑料产量

中国可降解塑料产量

        在石油资源日益匮乏的今天,如何有效利用现有资源、节约有限资源和开拓新兴可替代石油类原料,是保证我国经济可持续发展的重要问题,也是未来塑料产业的发展方向。

        目前全球宣布投资建设完全生物降解塑料的企业很多,但是真正能够大批量供货的企业很少。主要的厂商有BASF,已有14万吨产能,应用于膜级产品;北美的Natureworks,具备14万吨PLA产能,同时在泰国新建15万吨产能预计2015年投产;与企业产品形成直接竞争的只有BASF,但是由于行业仍处于垄断供应,全球市场供不应求,因此暂时仍不存在竞争压力。

全球生物降解塑料主要生产商及其产品应用方向

全球生物降解塑料主要生产商及其产品应用方向

        截止2016年,我国生物可降解塑料产能达71万吨,产量达52万吨。目前我国主要的生物降解塑料生产企业有金发科技、华丽环保、海正药业、彩虹精化、鑫富药业、大东南等。

        从产品结构上来看,除淀粉塑料外,PBS是国内生物可降解塑料规模最大的产品。

来源:最有料在线
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