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傳統高分子材料給人們帶來無數便利的同時,也給環境帶來了諸多負擔,“白色汙染”正在成爲一個日趨嚴重的問題。在此背景下,聚乳酸(PLA)作爲近年來産業化發展較快的生物降解材料,可以在一定條件下實現快速的降解,获得了越來越多的關注。2019年,全球及中國聚乳酸項目建設火熱,規劃産能已達百萬噸,且聚乳酸應用廣泛,可用于注塑、薄膜、片材和纖維等,未來具備逐步取代傳統塑料的潛力。
“中国制造2025”将聚乳酸等生物降解材料列入高分子材料重点发展对象,科技部《“十三五”材料土地创新专项规划》明确提出耐高温聚乳酸等新型生物基材料的技术提升与产业升级是发展重点之一。 聚乳酸(PLA),又称为聚丙交酯,以乳酸为单体,脱水聚合而成。其以玉米、木薯、秸秆等可再生生物质为原料,来源广泛且可再生。聚乳酸制品使用后可以堆肥降解成CO2和水,实现在自然界中的循环。
聚乳酸合成 聚乳酸合成要紧有2种方法。
一步法:乳酸直接脫水縮聚。
直接缩聚法该法优点在于单体转化率较高,工艺简单,不需要通过中间体的纯化,因而成本较低,要紧问题是产物的分子量及其分布难以控制,不易获得高分子量的聚合物。目前国内仅使用同济大学技术的同杰良公司采用一步法制聚乳酸。
二步法:乳酸先脫水生成低聚物,然後解聚生成丙交酯,再開環聚合制得聚乳酸。
开环聚合法用该方法可以获得分子量和微观结构均可调的聚乳酸,但丙交酯开环聚合法要通过丙交酯纯化的步骤,生产流程长,成本较高。目前聚乳酸的生产要紧采用丙交酯开环聚合工艺。 PLA自己属脂肪族聚酯,具有通用高分子材料的基本特征,有着良好的机械加工性能,能够胜任大多数合成塑料的用途,目前要紧用于制作包装材料、一次性餐具、纤维、3D打印耗材等。 全球聚乳酸要紧生産企業
企业项目地点产能(kt/a)要紧应用NatureWorks美国150挤出和热成型、注塑、吹塑、发泡、薄膜、片材、纤维、3D打印等Total Corbion泰国75注塑、薄膜、片材、纤维、热成型等Teijin日本1纤维Synbra荷兰5发泡海正生物浙江15注塑、薄膜等同杰良上海+安徽11注塑、薄膜、片材、纤维等吉林中粮吉林10注塑、片材、纤维等允友成江苏10注塑等恒天长江江苏10纤维光华伟业湖北103D打印等河南龙都天仁河南6薄膜、片材等江苏九鼎江苏5薄膜、纤维等九江科院生物江西1纤维、3D打印等。
全球聚乳酸要紧生産企業
NatureWorks长期占据聚乳酸行业半数以上市场;道达尔和科碧恩成立合资公司Total Corbion,于2017年在泰国投建万吨级聚乳酸工厂,2018年12月正式投产;浙江海正于2015年扩建1万吨聚乳酸,在当初产能位列全球第二。随着聚乳酸合成技术突破海外垄断并日趋成熟,中国聚乳酸产业差不多进入发展的快车道,企业结束以万吨级甚至十万、百万吨级规模规划和建设聚乳酸项目。
于2015年立项启动的浙江海正5万吨聚乳酸项目预计将在2019年四季度开释产能,届时海正将形成聚乳酸产能6.5万吨/年;九江科院生物化工有限公司2017年中首期千吨级工程建成投产,二期万吨级高性能聚乳酸及改性生物降解材料生产线在建设中;2018年8月,吉林中粮生物万吨级聚乳酸装置试车成功,已结束筹划建设年产10万吨聚乳酸项目。 2018年,金丹生物新材料采用南京大学创立的有机胍催化定向聚合生产丙交酯和聚乳酸的工艺技术,已于河南建成“1万吨/年L-丙交酯联产1000吨/年聚L-乳酸”连续化生产装置,预计2020 年扩建规模至10-15万吨。 无锡南大绿色环境友好材料技术研究院有限公司采用南京大学“生物质有机胍催化法全绿色工艺合成聚乳酸”技术正在建设“5000 吨/年聚L-乳酸”连续化生产装置,计划实现稳定生产后马上开展10万吨/年聚L-乳酸连续化生产装置的设计与建设。 2018年上半年,恒天长江建成一条万吨聚乳酸连续聚合熔融直纺纤维及制品生产线。采用自主研发的“聚乳酸熔体直纺”技术,不经切片,能耗成本降低30%,整体可节约2100元/吨。 2018年6月,丰原集团年产10万吨聚乳酸项目于安徽固镇县奠基,目前固镇丰原生物产业基地玉米--乳酸--丙交酯--聚乳酸的全产业链加工线正在建设中。2019年3月,通辽经济技术开发区与丰原集团签约“百万吨级生物新材料聚乳酸”项目,该项目总投资120亿元,计划分三期建设,一期项目投资50亿元,年产30万吨聚乳酸,计划2019年开工建设,2021年建成投产。
進出口數據
2007年至2008年前期,中国聚乳酸要紧用于出口,国内需求小;2008-2015年期间出口量较为稳定,国内需求稳步增长,推动进口量不断增长;2015-2018年期间,中国新建/扩建聚乳酸项目相继开释产能,且产品质量受国际市场认可度越来越高,出口量明显飞腾;2017年来聚乳酸进口量的明显增加,显示出中国聚乳酸市场增长结束提速。
中国聚乳酸的市场正在保全稳步增长,且有加速增长的趋向,而聚乳酸出口退税率在2018年内两度上调,从5%提高至10%,一定程度上给企业让利,有利于聚乳酸企业开拓国际市场。
降解塑料的前景无须置疑,但目前国家对其的政策多集中在技术研究层面,目前尚未成熟的投入市场,关于我们塑料行业的冲锋不大。在国家对降解塑料市场尚未有明确的鼓励机制之前,关于中国聚乳酸行业,应不断降低生产成本,提高产品竞争力;加强产业链上下游合作,原材料制造商应紧密注目下游制品需求,不断改进材料性能,以市场为导向,扩大聚乳酸应用。关于塑料行业来讲,更应做细做全,不断提高产品辐射土地,扩大产业链的妨碍力,同时在生产和应用过程中幸免环境污染,提高产业环保度。
聲明:本文摘自《塑料圈》