塑料
生物降解技術(shù)發(fā)展至今已歷經(jīng)30年，但生物降解材料生產(chǎn)和應(yīng)用量占塑料總量的比例仍然很低。聚乳酸（PLA）作為目前產(chǎn)業(yè)化最成熟、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛、價格最低的生物基塑料，是未來最有希望撼動石油基塑料傳統(tǒng)地位的降解材料，將成為生物基塑料的主力軍。目前PLA塑料袋、餐具、高爾夫球釘?shù)犬a(chǎn)品已經(jīng)在市場上流通，進入千家萬戶。
獨具產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢
據(jù)中科院長春應(yīng)用化學研究所研究員陳學思介紹，PLA材料有許多優(yōu)點，在生物基材料中是最有望在近期形成大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的一類材料。作為唯一透明的生物基材料，PLA憑借良好的性能可在多個領(lǐng)域替代傳統(tǒng)塑料，而且廢棄后可堆肥或填埋，100%生物降解成CO2和水。
普拉克大中華區(qū)總經(jīng)理甄光明博士表示，乳酸在代謝途徑中占有最佳戰(zhàn)略位置。微生物生產(chǎn)乳酸的理論產(chǎn)率可以達到100%，因此聚乳酸相比其他生物材料具有明顯的成本優(yōu)勢。據(jù)了解，目前PLA售價約為2萬元/噸，比巴斯夫脂肪族-芳族共聚酯產(chǎn)品Ecoflex和PHA等其他生物塑料便宜一半以上。
據(jù)甄光明介紹，2010年我國和國外均將有多個千噸級聚乳酸廠運行，PLA產(chǎn)業(yè)化進程將提速。據(jù)了解，目前除NatureWorks已經(jīng)有年產(chǎn)14萬噸商業(yè)規(guī)模PLA之外，帝人、三井、Synbra、Futerro等多個公司已建成或在建年產(chǎn)千噸級的中試裝置。在國內(nèi)，浙江海正年產(chǎn)5000噸聚乳酸中試廠已經(jīng)運行，目前正計劃建萬噸級裝置。另外，易生光華、南通九鼎、長江化纖等公司已經(jīng)進入PLA中試生產(chǎn)階段。據(jù)甄光明估計，到2020年，全球PLA市場規(guī)模可能將達到上千萬噸，我國可能達到300萬～500萬噸。PLA在生物基材料中將繼續(xù)保持領(lǐng)先規(guī)模。
全面推廣需技術(shù)先行
陳學思認為，我國PLA產(chǎn)業(yè)具有資源優(yōu)勢。在眾多企業(yè)的參與下，目前PLA產(chǎn)業(yè)化進展順利，但是PLA售價仍比石油基塑料高，要大力推廣PLA，必須降低價格，才能提高PLA產(chǎn)品的競爭力。甄光明指出，PLA具有抗熱性差、耐沖擊性低、阻氣性低等性能弱點，限制了推廣應(yīng)用，目前主要用于低端食品包裝。
陳學思介紹說，要提高產(chǎn)品性能，就要強化產(chǎn)品力學性能、可塑性，改性提高韌性。目前，我國在本體聚合、丙交酯裂解制備及提純方面的工藝和裝備水平都有了很大提高，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，技術(shù)水平已超越日本、德國，僅次于美國。長春應(yīng)化所在PLA聚合研究中，已經(jīng)開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)晶成核劑，能加快結(jié)晶速度，有效提高了產(chǎn)品的耐熱性能，使其耐溫上限高達100℃。在PLA應(yīng)用上，目前主要研究重點是通過對樹脂共混改性強化其力學性能，與其他材料共混提高其耐溫、增韌、吹塑成膜等性能，如加入聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、Ecoflex、纖維素、木質(zhì)素、蒙脫土、滑石粉、羥基磷灰石等。聚乳酸還可以與聚乙二醇共聚，用作藥物的緩釋載體和組織工程細胞培養(yǎng)支架，顯示出在制藥工程和組織工程應(yīng)用的良好前景。
在降低生產(chǎn)成本方面，陳學思指出，提高收率、減少能耗和提高產(chǎn)量是降低成本的關(guān)鍵因素。一方面，要提高PLA純度和相對分子質(zhì)量，篩選和優(yōu)化催化劑，如長春應(yīng)化所開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無毒苯甲酸亞錫催化劑，表現(xiàn)出良好的反應(yīng)活性和穩(wěn)定性；另一方面，要提高PLA生產(chǎn)規(guī)模，開發(fā)現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)潛力，控制生產(chǎn)成本，完善工藝，減少能耗。
拓展應(yīng)用范圍
甄光明認為，在重視PLA基礎(chǔ)研究的同時，必須加強PLA的商業(yè)推廣，拓展聚乳酸的應(yīng)用范圍。我國應(yīng)重點加強PLA產(chǎn)業(yè)鏈下游的改性、應(yīng)用、認證、銷售及知識產(chǎn)權(quán)保護等研究，發(fā)展共混改性技術(shù)，改進加工工藝，建立產(chǎn)銷鏈，進軍高附加值的電子產(chǎn)品包裝，以高品質(zhì)產(chǎn)品出口打開國外市場。
陳學思告訴記者，從國內(nèi)外PLA產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，隨著生產(chǎn)成本的下降和性能的提高，PLA的市場需求量激增。在市場導向作用下，PLA應(yīng)用范圍逐步擴大，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到食品包裝、醫(yī)用材料、通用塑料、人造纖維等多個領(lǐng)域，并有不斷擴大的趨勢。PLA未來的研究領(lǐng)域主要集中在提高發(fā)酵產(chǎn)率、降低L-乳酸成本，提高乳酸聚合的生產(chǎn)效率，開展PLA的多品種和應(yīng)用研究，用木薯等非糧農(nóng)作物以及農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)乳酸來制備PLA等。
據(jù)陳學思介紹，目前歐美很多國家對于可降解塑料的使用已有明確的規(guī)定，而國內(nèi)使用環(huán)保材料的立法則相對滯后，PLA產(chǎn)業(yè)缺乏必要的引導。他建議國家早日出臺相應(yīng)的法律法規(guī)，對生物基材料的生產(chǎn)企業(yè)給予支持，加強在汽車、家電等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，為PLA材料全面進入市場創(chuàng)造條件。
獨具產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢
據(jù)中科院長春應(yīng)用化學研究所研究員陳學思介紹，PLA材料有許多優(yōu)點，在生物基材料中是最有望在近期形成大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的一類材料。作為唯一透明的生物基材料，PLA憑借良好的性能可在多個領(lǐng)域替代傳統(tǒng)塑料，而且廢棄后可堆肥或填埋，100%生物降解成CO2和水。
普拉克大中華區(qū)總經(jīng)理甄光明博士表示，乳酸在代謝途徑中占有最佳戰(zhàn)略位置。微生物生產(chǎn)乳酸的理論產(chǎn)率可以達到100%，因此聚乳酸相比其他生物材料具有明顯的成本優(yōu)勢。據(jù)了解，目前PLA售價約為2萬元/噸，比巴斯夫脂肪族-芳族共聚酯產(chǎn)品Ecoflex和PHA等其他生物塑料便宜一半以上。
據(jù)甄光明介紹，2010年我國和國外均將有多個千噸級聚乳酸廠運行，PLA產(chǎn)業(yè)化進程將提速。據(jù)了解，目前除NatureWorks已經(jīng)有年產(chǎn)14萬噸商業(yè)規(guī)模PLA之外，帝人、三井、Synbra、Futerro等多個公司已建成或在建年產(chǎn)千噸級的中試裝置。在國內(nèi)，浙江海正年產(chǎn)5000噸聚乳酸中試廠已經(jīng)運行，目前正計劃建萬噸級裝置。另外，易生光華、南通九鼎、長江化纖等公司已經(jīng)進入PLA中試生產(chǎn)階段。據(jù)甄光明估計，到2020年，全球PLA市場規(guī)模可能將達到上千萬噸，我國可能達到300萬～500萬噸。PLA在生物基材料中將繼續(xù)保持領(lǐng)先規(guī)模。
全面推廣需技術(shù)先行
陳學思認為，我國PLA產(chǎn)業(yè)具有資源優(yōu)勢。在眾多企業(yè)的參與下，目前PLA產(chǎn)業(yè)化進展順利，但是PLA售價仍比石油基塑料高，要大力推廣PLA，必須降低價格，才能提高PLA產(chǎn)品的競爭力。甄光明指出，PLA具有抗熱性差、耐沖擊性低、阻氣性低等性能弱點，限制了推廣應(yīng)用，目前主要用于低端食品包裝。
陳學思介紹說，要提高產(chǎn)品性能，就要強化產(chǎn)品力學性能、可塑性，改性提高韌性。目前，我國在本體聚合、丙交酯裂解制備及提純方面的工藝和裝備水平都有了很大提高，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，技術(shù)水平已超越日本、德國，僅次于美國。長春應(yīng)化所在PLA聚合研究中，已經(jīng)開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)晶成核劑，能加快結(jié)晶速度，有效提高了產(chǎn)品的耐熱性能，使其耐溫上限高達100℃。在PLA應(yīng)用上，目前主要研究重點是通過對樹脂共混改性強化其力學性能，與其他材料共混提高其耐溫、增韌、吹塑成膜等性能，如加入聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、Ecoflex、纖維素、木質(zhì)素、蒙脫土、滑石粉、羥基磷灰石等。聚乳酸還可以與聚乙二醇共聚，用作藥物的緩釋載體和組織工程細胞培養(yǎng)支架，顯示出在制藥工程和組織工程應(yīng)用的良好前景。
在降低生產(chǎn)成本方面，陳學思指出，提高收率、減少能耗和提高產(chǎn)量是降低成本的關(guān)鍵因素。一方面，要提高PLA純度和相對分子質(zhì)量，篩選和優(yōu)化催化劑，如長春應(yīng)化所開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無毒苯甲酸亞錫催化劑，表現(xiàn)出良好的反應(yīng)活性和穩(wěn)定性；另一方面，要提高PLA生產(chǎn)規(guī)模，開發(fā)現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)潛力，控制生產(chǎn)成本，完善工藝，減少能耗。
拓展應(yīng)用范圍
甄光明認為，在重視PLA基礎(chǔ)研究的同時，必須加強PLA的商業(yè)推廣，拓展聚乳酸的應(yīng)用范圍。我國應(yīng)重點加強PLA產(chǎn)業(yè)鏈下游的改性、應(yīng)用、認證、銷售及知識產(chǎn)權(quán)保護等研究，發(fā)展共混改性技術(shù)，改進加工工藝，建立產(chǎn)銷鏈，進軍高附加值的電子產(chǎn)品包裝，以高品質(zhì)產(chǎn)品出口打開國外市場。
陳學思告訴記者，從國內(nèi)外PLA產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，隨著生產(chǎn)成本的下降和性能的提高，PLA的市場需求量激增。在市場導向作用下，PLA應(yīng)用范圍逐步擴大，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到食品包裝、醫(yī)用材料、通用塑料、人造纖維等多個領(lǐng)域，并有不斷擴大的趨勢。PLA未來的研究領(lǐng)域主要集中在提高發(fā)酵產(chǎn)率、降低L-乳酸成本，提高乳酸聚合的生產(chǎn)效率，開展PLA的多品種和應(yīng)用研究，用木薯等非糧農(nóng)作物以及農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)乳酸來制備PLA等。
據(jù)陳學思介紹，目前歐美很多國家對于可降解塑料的使用已有明確的規(guī)定，而國內(nèi)使用環(huán)保材料的立法則相對滯后，PLA產(chǎn)業(yè)缺乏必要的引導。他建議國家早日出臺相應(yīng)的法律法規(guī)，對生物基材料的生產(chǎn)企業(yè)給予支持，加強在汽車、家電等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，為PLA材料全面進入市場創(chuàng)造條件。
注：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容均注明出處，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。
（苒兒）