可降解聚乳酸市场前景预测

bioengineer

                                      可降解聚乳酸市场前景预测
    为了摆脱对有限的石油资源的依赖，大力开发不污染环境的可生物降解聚合物替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。经过多年的研究，一些著名的科研机构和企业相继推出了多种可生物降解聚合物。而在众多可生物降解聚合物中，刚刚进入工业化生产的聚乳酸异军突起，以其优异的机械性能、广泛的应用领域、显著的环境效益和社会效益，为全球塑料行业所关注。预计在2005～2010年期间，随着聚乳酸生产成本接近传统塑料成本，市场应用的大力拓展，普及使用将进入高峰。
　　近年来，国外聚乳酸技术开发和工业化生产取得了突破性进展。1997 年，美国卡吉尔公司与陶氏化学公司合资成立公司，开发和生产聚乳酸，产品商品名为NatureWorkTM，当时生产能力仅为1.6万吨年。 20 01年11月，该公司投资3亿美元，采用二步聚合技术，在美国建成投产了一套13.6万吨年装置，这是迄今为止世界上最大的聚乳酸生产装置。2002年聚乳酸装置开工率为70％，预计2003年可达80％。该装置投产后，产品受到一些国际知名大公司的重视，可口可乐公司、邓禄普太平洋公司等已应用于生产杯子、高尔夫球包装及食品包装等。
　　降低成本，提高竞争力是今后聚乳酸工业发展需要解决的问题。1998 年初，聚乳酸市场价格由5000美元/吨降至2500美元/吨，目前价格比 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)价格便宜10％～15％，预计7年后聚乳酸价 格可望达到能与所有热塑性树脂竞争的水平。卡吉尔陶氏公司计划在今后10年内投资10亿美元，分别在2004年、 2006年、2009年再建3套装置，总生产能力达到45万吨/年。目前该公司正在对第二套装置的工程建设进行评估，厂址依经济性和供需情况而定，候选地初定在亚洲、欧洲、南美，计划2004年投产。在此期间，该公司积极进行许可证转让，其中包括在亚洲建设聚乳酸生产装置，预计10年后全球供应量将近百万吨。
　　日本是世界聚乳酸重要的应用开发地区和应用市场，主要用于包装容器、农业、建筑业、纤维用运动服和被褥等。日本称生物降解塑料为绿色塑料。为了扩大市场份额，卡吉尔陶氏聚乳酸公司宣布与三井化学品公司合作进行聚乳酸的应用开发。今后还将与日本钟纺合纤、三菱树脂、尤里卡、可乐丽等公司进行合作应用研究，开拓新的应用领域。
　　据预测，今后几年北美生物降解聚合物市场需求强劲，2000年销售量约114万吨，到2005年年均增长率为7％，将达到160万吨，其中聚乳酸需求量近100万吨。北美生物降解聚合物市场以散装包装材料为主， 20 00年销售量90万吨，预计今后年均增长率为4.6％；第二大应用领域是化肥包装袋，估计年均增长率为9.9％，销售量由2000年的23万吨增至2005年36万吨；其他应用包括农膜、卫生用品、纸涂层等。
　　聚乳酸还是一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低 30％～50％。不久前，美国能源部向卡吉尔陶氏公司颁发200万美元奖金，用于使用再生资源的发酵研究。另有200万美元资金用于从谷物纤维、植物杆等发酵制聚乳酸和其他产品的研究。预计在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，而可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。这样，就给聚乳酸带来了千载难逢的市场机遇和极大的消费潜力。据统计，200 0年世界塑料消费量约1.15 亿吨，如果10年～20年后替代石油基聚合物的消费量按10％～20％计，世界聚乳酸需求量每年达1150万～2300万吨。

细履平沙

乳酸专家来了，大家快来问他问题吧！

bioengineer

版主过奖了 :-)
    本人攻读博士学位的研究课题是关于L-乳酸的研发的，研究目的主要是解决目前L-乳酸生产带来大量的石膏副产物问题，以及进一步降低L-乳酸单体的生产成本。现在课题即将进入中试研究阶段。
  各位同仁，有何高见，请奉献大家共享！
  附： 聚L-乳酸是目前最值得推广的一种可降解塑料（俗称“玉米塑料”）。美国和欧洲一些著名的国际大公司如Cargill和Dow合资的Nature Works公司，欧洲Hycail公司，日本NEC公司等等已经开始开始或瞄准聚乳酸的生产。

connie

请问乳酸专家，目前流行的PHB、PHA可降解材料与L-乳酸的比较可否介绍一下，另外是微生物发酵产生的吗

bioengineer

文字文字

   文字文字生物降解塑料有多种，详细性能比较请见附件  表1  。世界几个主要国家生物降解塑料情况研发和生产概况汇总见附件  表2  。据目前研究现状来说，聚L-乳酸（PLA）是最有可能成为替代传统塑料的可降解塑料之一。L(+)-乳酸最为安全，我们天天喝的酸奶里就有乳酸呢！关于PLA的优点应该大家都很清楚，我就不多说了。

   从原材料上分类，生物分解塑料至少有以下几种：
   A. 聚己酸内酯（PCL）
   这种塑料具有良好的生物分解性，熔点是62摄氏度。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物分解材料是把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。由于它的熔点低，因此与其他脂肪族聚酯相比，在高温、高湿条件下性能稳定。
   B. 聚丁烯琥珀酸酯（PBS）及其聚合体
   以PBS（熔点为114摄氏度）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。应用它开发出来的产品有发泡材料，用作家用电器和电子仪器等的包装材料。日本催化剂公司、三菱瓦斯化学公司等把碳酸盐（酯）结引入PBS，开发成功耐水可降解性塑料。
   C. 聚乳酸（PLA）
   PLA的熔点为175摄氏度，能被加工成薄膜或纤维，有比较好的耐加水分解性。在德国，1998年用它生产出来的乳酸盒子已实现商品化。这种物质还有促进植物生长的作用，因此可望用它制作植物移植或植物栽培用容器等。日本岛津公司在1994年建成了生产聚乳酸的装置，并且在各个领域开辟用途。通过压轧，它可以被制成透明的、机械性能良好的纤维、薄膜、容器、镜片等。
   D. 聚3羟基酪酸（PHB）及其聚合体
   许多国家目前都在研究开发用微生物生产热可塑性高分子材料，其中实现工业化生产的，目前主要为美国Metboxi和中国的宁波天安。其中以聚3羟基酪酸的生产效率为最高。不过它的结晶性太强，机械物性不好，容易被热分解，难以进行加工。把PHB与PCL混合在一起，可改善其物性。用微生物生产PHB和多羟基戊酸的聚合体技术已经出现，英国从20世纪80年代就开始应用这种材料生产洗发液瓶子等。
   E. 利用淀粉的塑料
   把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。淀粉作为生产可降解塑料直接或间接的原料是非常重要的。除了玉米和红薯外，木薯、西谷椰子、芋头等淀粉也可被利用。在欧美国家，糊化淀粉和脂肪族聚酯的混合体被广泛用来生产垃圾袋等产品。淀粉只要有水，加热后就会糊化，具有可塑性。不过它的缺点是没有耐水性，通过控制糊化淀粉和PCL的结构，可以得到耐水性和机械物性均优良的混合体，如意大利NOVMANT的MaterBi一部分产品，就是淀粉与PCL共混制得。
   F. 脂肪族聚酯与聚酰胺的共聚体（CPAE）
   这种材料是为了改善脂肪族聚酯的物性而开发的，在熔点和拉力强度等特性上有了改善，是新一代可降解性塑料。不过，它的脂肪酶的分解性由于尼龙量的增大而降低。最近，德国拜耳公司使用尼龙和聚酯成功开发CPAE，使它与聚乙二醇聚合，还能够开发出具有生物分解性和光分解性的塑料。
   G. 芳香族聚酯
   德国BASF公司制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸（adipic acid）、对苯二甲酸（terephthalic acid）、1,4-丁二醇（1,4-butanediol）。在加工前不用干燥，在低于230℃时加工熔体稳定性好，好的拉伸性能，能够制得厚度为10μm薄膜，对氧气和水蒸气有良好的阻隔性能，与加工LDPE的设备相同，优良的价格性能比。
   H. 聚乙烯醇（PVA）类生物分解塑料
   如意大利NOVMANT的MaterBi产品在90年代主要是淀粉加PVA，它能吹膜，也能加工其它产品。
   I. 聚二氧化碳类生物分解塑料（PPC）
   J. 其它类的生物分解材料，如聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素、甲壳质等均在研发之中。
   根据日本生物分解塑料研究会的资料，2002年，日本生物分解塑料生产量约1万吨，估计2003年为2万吨，预计2005年为5万吨，在2010年应能达到10万吨。

   聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoate 或 PHA）是很多细菌合成的一种细胞内聚酯，在生物体内主要是作为细胞内碳源和能源的贮藏性物质而存在的。到目前为止已有约80种不同的脂肪酸作为PHA的单体在约300种细菌中被发现，这些结构单元的碳原子数从3到14之间，有饱和或不饱和的侧链、脂肪族以及芳香族聚侧链等等。目前认为PHA在细菌中的积累是自然界一种普遍存在的现象。已有超过九十个属的细菌被发现可以合成超过150种以上不同结构的PHA。
   聚羟基丁酸（PHB）在某些性能上类似于热塑性塑料，其某些力学性质与聚丙烯相似。但是PHB的化学结构简单规整，因而性脆，断裂伸长率很低，且PHB的热加工性不好。其它单体的插入会显著地改善PHA的性能并带来一些新的特性，如HV(3-羟基戊酸)单体的掺入使得HB和HV单体的共聚物PHBV的结晶度下降，相应的硬度下降但强度上升，韧性增强；且PHBV的熔点随着HV单体浓度的增加而下降，但其分解温度却没有同步下降，因此相比于PHB，PHBV的物理和加工性能大大提高了。

jianfei2000

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细履平沙

他目前正准备论文答辩,一时不能来论坛了.你有问题提出来吧!也许其他人能帮助你.

jianfei2000

你在啊