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PLA:最具大规模产业化优势
来源: | 作者:xinxinghuanbao | 发布时间: 426天前 | 764 次浏览 | 分享到:
      生物降解技术发展至今已历经30年,但生物降解材料生产和应用量占塑料总量的比例仍然很低。聚乳酸(PLA)作为目前产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基塑料,是未来最有希望撼动石油基塑料传统地位的降解材料,将成为生物基塑料的主力军。目前PLA塑料袋、餐具、高尔夫球钉等产品已经在市场上流通,进入千家万户。

  独具产业化优势

  据中科院长春应用化学研究所研究员陈学思介绍,PLA材料有许多优点,在生物基材料中是最有望在近期形成大规模商业化生产的一类材料。作为唯一透明的生物基材料,PLA凭借良好的性能可在多个领域替代传统塑料,而且废弃后可堆肥或填埋,100%生物降解成CO2和水。

  普拉克大中华区总经理甄光明博士表示,乳酸在代谢途径中占有最佳战略位置。微生物生产乳酸的理论产率可以达到100%,因此聚乳酸相比其他生物材料具有明显的成本优势。据了解,目前PLA售价约为2万元/吨,比巴斯夫脂肪族-芳族共聚酯产品Ecoflex和PHA等其他生物塑料便宜一半以上。

  据甄光明介绍,2010年我国和国外均将有多个千吨级聚乳酸厂运行,PLA产业化进程将提速。据了解,目前除NatureWorks已经有年产14万吨商业规模PLA之外,帝人、三井、Synbra、Futerro等多个公司已建成或在建年产千吨级的中试装置。在国内,浙江海正年产5000吨聚乳酸中试厂已经运行,目前正计划建万吨级装置。另外,易生光华、南通九鼎、长江化纤等公司已经进入PLA中试生产阶段。据甄光明估计,到2020年,全球PLA市场规模可能将达到上千万吨,我国可能达到300万~500万吨。PLA在生物基材料中将继续保持领先规模。

  全面推广需技术先行

  陈学思认为,我国PLA产业具有资源优势。在众多企业的参与下,目前PLA产业化进展顺利,但是PLA售价仍比石油基塑料高,要大力推广PLA,必须降低价格,才能提高PLA产品的竞争力。甄光明指出,PLA具有抗热性差、耐冲击性低、阻气性低等性能弱点,限制了推广应用,目前主要用于低端食品包装。

  陈学思介绍说,要提高产品性能,就要强化产品力学性能、可塑性,改性提高韧性。目前,我国在本体聚合、丙交酯裂解制备及提纯方面的工艺和装备水平都有了很大提高,创新成果不断涌现,技术水平已超越日本、德国,仅次于美国。长春应化所在PLA聚合研究中,已经开发出具有自主知识产权的结晶成核剂,能加快结晶速度,有效提高了产品的耐热性能,使其耐温上限高达100℃。在PLA应用上,目前主要研究重点是通过对树脂共混改性强化其力学性能,与其他材料共混提高其耐温、增韧、吹塑成膜等性能,如加入聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、Ecoflex、纤维素、木质素、蒙脱土、滑石粉、羟基磷灰石等。聚乳酸还可以与聚乙二醇共聚,用作药物的缓释载体和组织工程细胞培养支架,显示出在制药工程和组织工程应用的良好前景。

  在降低生产成本方面,陈学思指出,提高收率、减少能耗和提高产量是降低成本的关键因素。一方面,要提高PLA纯度和相对分子质量,筛选和优化催化剂,如长春应化所开发出了具有自主知识产权的无毒苯甲酸亚锡催化剂,表现出良好的反应活性和稳定性;另一方面,要提高PLA生产规模,开发现有设备的生产潜力,控制生产成本,完善工艺,减少能耗。

  拓展应用范围

  甄光明认为,在重视PLA基础研究的同时,必须加强PLA的商业推广,拓展聚乳酸的应用范围。我国应重点加强PLA产业链下游的改性、应用、认证、销售及知识产权保护等研究,发展共混改性技术,改进加工工艺,建立产销链,进军高附加值的电子产品包装,以高品质产品出口打开国外市场。

  陈学思告诉记者,从国内外PLA产业发展来看,随着生产成本的下降和性能的提高,PLA的市场需求量激增。在市场导向作用下,PLA应用范围逐步扩大,应用领域已经渗透到食品包装、医用材料、通用塑料、人造纤维等多个领域,并有不断扩大的趋势。PLA未来的研究领域主要集中在提高发酵产率、降低L-乳酸成本,提高乳酸聚合的生产效率,开展PLA的多品种和应用研究,用木薯等非粮农作物以及农业废弃物生产乳酸来制备PLA等。

  据陈学思介绍,目前欧美很多国家对于可降解塑料的使用已有明确的规定,而国内使用环保材料的立法则相对滞后,PLA产业缺乏必要的引导。他建议国家早日出台相应的法律法规,对生物基材料的生产企业给予支持,加强在汽车、家电等领域的推广应用,为PLA材料全面进入市场创造条件。