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目前,PLA在国内的产能约为50 kt/年,表观消费量超过 30 kt/年。

        PLA 的原料为乳酸,主要由玉米淀粉等生物质资源合成,是生物基生物降解塑料的代表之一。PLA的合成主要有3种途径:一是乳酸直接缩合;二是将乳酸合成丙交酯,再催化开环聚合;三是固相聚合。国内 PLA 的合成路线大多以第二种途径为主。

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PLA国内生产企业及产能情况

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中国科学院长春应用化学研究所与浙江海正生物材料股份有限公司从2000年开始合作,于2008年建成了国内第一条PLA中试生产线,目前,浙江海正已是国内产业化规模最大的PLA企业,覆盖了挤片、注塑、吸塑、纺 丝、双向拉伸膜、吹膜等不同加工用途的产品。浙江海正生物材料股份有限公司现有15 kt/年PLA生产能力,且有一条年产60 kt的生产线正在建设中。

PLA国外生产企业及产能情况

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全球 PLA 产能约为 280 kt/年,表观消费量约为160 kt/年。国外PLA产能约为230 kt/年,消费量约为130 kt/年,主要生产企业为美国 Nature Works 公司和荷兰 Total Corbion 公司。美国 Nature Works 公司(原Gargill Dow 公司)以发酵玉米中葡萄糖的工艺技术生产 PLA,产能已达 150 kt/年。荷兰 Total Corbion 公司是全球最大的乳酸及其衍生物供应商,并已在泰国建成年产75 kt的PLA生产线。

 

生物降解塑料国内政策

中国商务部网站8月31日晚发布关于进一步加强商务领域塑料污染治理工作的通知,公布禁塑限塑阶段性任务。其中明确,2020年底,在全国范围内,餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管。

国家发改委于 2020 年 1 月 19 日正式发布了“关于进一步加强塑料污染治理的意见”。

2019 年出台的土壤法明确了鼓励使用生物降解农膜,2019 年国务院常务会议通过的《固体废物污染环境防治法(修订草案)》中明确了鼓励研发与生产环境中可降解的薄膜覆盖物和商品包装物。

海南省规定从 2020 年 12 月开始全面禁止不可降解一次性塑料购物袋与餐饮具等。

吉林省从2015年1月1日就已开始在全省范围内实施“禁塑令”。

我国部分城市已开始强制执行城市生活垃圾分类,电子商务包装、邮政快件包装、外卖包装的绿色化已是趋势。

 

PLA的应用

        根据应用领域,生物降解塑料目前主要用途有纺织纤维、包装、农林渔牧、汽车、增材、电子电器外等。

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纺织纤维

我国PLA纤维目前产能约为15 kt/年,其兼具了天然纤维和合成纤维的优点,又因芯吸性优异,使其产品具有回弹性好、垂坠性强、舒适度高等特点,以 PLA 纤维制备的织物不仅具有柔软、滑爽的手感,而且冬暖夏凉,在服装领域备受青睐。此外还有竹浆纤维(产能约为 120 kt/年)、麻浆纤维(产能约为 5 kt/年)、海洋生物基纤维壳聚糖纤维和海藻酸盐纤维(产能约2 kt/年)都是我国的创新产品,在纺织业有良好的应用。上海同杰良生物材料有限公司、河南龙都生物科技有限公司等都是该领域的代表企业。

 

日用膜、袋

PLA类双向拉伸薄膜的水蒸气透过性比以往的定向拉伸聚丙烯(OPP)薄膜要高,对蔬菜水果的保鲜效果优异。2005年日本爱知世博会期间,日本朝日啤酒株式会社在该公司主要产品“十六茶”PET瓶的收缩标签上业采用了 PLA环境友好标签。2017年,菜鸟网络联合32家中国及全球合作伙伴启动菜鸟绿色联盟“绿动计划”,在天猫企业购平台销售 100 %全生物降解快递袋;京东启动青流计划,在生鲜业务上使用生物降解包装袋;国家邮政局制定了生物降解胶袋、邮政快件包装填充物技术要求标准,全生物降解运输与投递用包装膜袋的国家标准也在制定过程中。相信今后生物降解膜袋在国内的应用还会越来越广泛。

 

片材及其热成型制品

PLA 挤 出 片 材 经 热 成 型 加 工 后 ,在 生 鲜 、色 拉、食品等包装上开始得到应用,例如小西红柿等水果透明盒子、鸡蛋盒等在欧洲、吉林市场已经有应 用。日 本 松 下 电 池 工 业 公 司 将 PLA片材用于生产电池的透明包装盒。无拉伸的片材在改良了耐屈曲性等缺点后还可被用于制作图书馆 卡 、医 院 就 诊 卡 、会 员 卡 和 健 康 保 险 证 等。

 

汽车工业制品

PLA 复合材料可以替代部分传统改性塑料,应用在汽车零部件上,使汽车向着更加生态环保的方向发展。2003年,日本丰田公司与东丽公司合作,首次在汽车上使用了PLA复合材料,将PLA与洋麻纤维复合用于生产汽车的备胎盖板、门板及车垫等;马自达与日本帝人合作开发了以 PLA 纤维材料生产的汽车座椅;德国劳士领公司联合科碧恩以PLA与玻璃纤维或木纤维的聚合材料制造汽车空气滤清器组件及内饰部件;美 国RTP公司以玻璃纤维增强PLA,将其用于生产汽车的散热器面罩、遮阳罩等部件。

 

泡沫制品

PLA 的发泡制品已经应用于超市的许多生鲜、蔬菜等的包装餐盘、箱,淀粉基塑料和PLA的泡沫缓冲材料在电气电子机器、精密机械的包装中也得到应用。我国国家邮政局 2018 年制定的邮政快件包装填充物技术要求标准中规定了生物降解泡沫缓冲物的性能指标,引导企业规范包装填充物的生产,促进包装填充物向可降解的绿色方向发展。

 

3D打印材料

3D打印技术因其具有加工柔性高、市场响应快等特点,在医疗、汽车制造、航空航天、工业设计及包装等领域都有所应用。PLA及其共混改性后的复合材料已被用于3D打印线材,如深圳市易生新材料有限公司推出的eBamboo是PLA与木质纤维共混改性而成,用其打印出的产品外表呈磨砂状,具有强烈的木质感。PLA还被应用于医用3D打印,如PLA与羟基磷灰石共混制备的 3D 打印 PLA ⁃ HA 材料,可用于骨组织工程支架。

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