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2019-04-08
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國家重點研發(fā)支持替換產(chǎn)品，未來傳統(tǒng)塑料將被全面取代？！
2019-5-6 15:06:46
傳統(tǒng)高分子材料給人們帶來無數(shù)便利的同時，也給環(huán)境帶來了諸多負擔，“白色污染”正在成為一個日趨嚴重的問題。在此背景下，聚乳酸（PLA）作為近年來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較快的生物降解材料，可以在一定條件下實現(xiàn)快速的降解，得到了越來越多的關注。2019年，全球及中國聚乳酸項目建設火熱，規(guī)劃產(chǎn)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(tǒng)塑料的潛力。
“中國制造2025”將聚乳酸等生物降解材料列入高分子材料重點發(fā)展對象，科技部《“十三五”材料領域創(chuàng)新專項規(guī)劃》明確提出耐高溫聚乳酸等新型生物基材料的技術提升與產(chǎn)業(yè)升級是發(fā)展重點之一。 聚乳酸（PLA），又稱為聚丙交酯，以乳酸為單體，脫水聚合而成。其以玉米、木薯、秸稈等可再生生物質(zhì)為原料，來源廣泛且可再生。聚乳酸制品使用后可以堆肥降解成CO2和水，實現(xiàn)在自然界中的循環(huán)。
聚乳酸合成 聚乳酸合成主要有2種方法。
一步法：乳酸直接脫水縮聚。
直接縮聚法該法優(yōu)點在于單體轉(zhuǎn)化率較高，工藝簡單，不需要經(jīng)過中間體的純化，因而成本較低，主要問題是產(chǎn)物的分子量及其分布難以控制，不易得到高分子量的聚合物。目前國內(nèi)僅使用同濟大學技術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，然后解聚生成丙交酯，再開環(huán)聚合制得聚乳酸。
開環(huán)聚合法用該方法可以得到分子量和微觀結構均可調(diào)的聚乳酸，但丙交酯開環(huán)聚合法要經(jīng)過丙交酯純化的步驟，生產(chǎn)流程長，成本較高。目前聚乳酸的生產(chǎn)主要采用丙交酯開環(huán)聚合工藝。 PLA本身屬脂肪族聚酯，具有通用高分子材料的基本特性，有著良好的機械加工性能，能夠勝任大多數(shù)合成塑料的用途，目前主要用于制作包裝材料、一次性餐具、纖維、3D打印耗材等。 全球聚乳酸主要生產(chǎn)企業(yè)
企業(yè)項目地點產(chǎn)能（kt/a）主要應用NatureWorks美國150擠出和熱成型、注塑、吹塑、發(fā)泡、薄膜、片材、纖維、3D打印等Total Corbion泰國75注塑、薄膜、片材、纖維、熱成型等Teijin日本1纖維Synbra荷蘭5發(fā)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、纖維等吉林中糧吉林10注塑、片材、纖維等允友成江蘇10注塑等恒天長江江蘇10纖維光華偉業(yè)湖北103D打印等河南龍都天仁河南6薄膜、片材等江蘇九鼎江蘇5薄膜、纖維等九江科院生物江西1纖維、3D打印等。
全球聚乳酸主要生產(chǎn)企業(yè)
NatureWorks長期占據(jù)聚乳酸行業(yè)半數(shù)以上市場；道達爾和科碧恩成立合資公司Total Corbion，于2017年在泰國投建萬噸級聚乳酸工廠，2018年12月正式投產(chǎn)；浙江海正于2015年擴建1萬噸聚乳酸，在當時產(chǎn)能位列全球第二。隨著聚乳酸合成技術打破國外壟斷并日趨成熟，中國聚乳酸產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入發(fā)展的快車道，企業(yè)開始以萬噸級甚至十萬、百萬噸級規(guī)模規(guī)劃和建設聚乳酸項目。
于2015年立項啟動的浙江海正5萬噸聚乳酸項目預計將在2019年四季度釋放產(chǎn)能，屆時海正將形成聚乳酸產(chǎn)能6.5萬噸/年；九江科院生物化工有限公司2017年中首期千噸級工程建成投產(chǎn)，二期萬噸級高性能聚乳酸及改性生物降解材料生產(chǎn)線在建設中；2018年8月，吉林中糧生物萬噸級聚乳酸裝置試車成功，已開始籌劃建設年產(chǎn)10萬噸聚乳酸項目。 2018年，金丹生物新材料采用南京大學創(chuàng)立的有機胍催化定向聚合生產(chǎn)丙交酯和聚乳酸的工藝技術，已于河南建成“1萬噸/年L-丙交酯聯(lián)產(chǎn)1000噸/年聚L-乳酸”連續(xù)化生產(chǎn)裝置，預計2020 年擴建規(guī)模至10-15萬噸。 無錫南大綠色環(huán)境友好材料技術研究院有限公司采用南京大學“生物質(zhì)有機胍催化法全綠色工藝合成聚乳酸”技術正在建設“5000 噸/年聚L-乳酸”連續(xù)化生產(chǎn)裝置，計劃實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)后立即開展10萬噸/年聚L-乳酸連續(xù)化生產(chǎn)裝置的設計與建設。 2018年上半年，恒天長江建成一條萬噸聚乳酸連續(xù)聚合熔融直紡纖維及制品生產(chǎn)線。采用自主研發(fā)的“聚乳酸熔體直紡”技術，不經(jīng)切片，能耗成本降低30%，整體可節(jié)省2100元/噸。 2018年6月，豐原集團年產(chǎn)10萬噸聚乳酸項目于安徽固鎮(zhèn)縣奠基，目前固鎮(zhèn)豐原生物產(chǎn)業(yè)基地玉米--乳酸--丙交酯--聚乳酸的全產(chǎn)業(yè)鏈加工線正在建設中。2019年3月，通遼經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)與豐原集團簽約“百萬噸級生物新材料聚乳酸”項目，該項目總投資120億元，計劃分三期建設，一期項目投資50億元，年產(chǎn)30萬噸聚乳酸，計劃2019年開工建設，2021年建成投產(chǎn)。
進出口數(shù)據(jù)
2007年至2008年初期，中國聚乳酸主要用于出口，國內(nèi)需求小；2008-2015年期間出口量較為穩(wěn)定，國內(nèi)需求穩(wěn)步增長，推動進口量不斷增長；2015-2018年期間，中國新建/擴建聚乳酸項目相繼釋放產(chǎn)能，且產(chǎn)品質(zhì)量受國際市場認可度越來越高，出口量明顯上升；2017年來聚乳酸進口量的明顯增加，顯示出中國聚乳酸市場增長開始提速。
中國聚乳酸的市場正在保持穩(wěn)步增長，且有加速增長的趨勢，而聚乳酸出口退稅率在2018年內(nèi)兩度上調(diào)，從5%提高至10%，一定程度上給企業(yè)讓利，有利于聚乳酸企業(yè)開拓國際市場。
降解塑料的前景毋庸置疑，但目前國家對其的政策多集中在技術研究層面，目前尚未成熟的投入市場，對于我們塑料行業(yè)的沖擊不大。在國家對降解塑料市場尚未有明確的激勵機制之前，對于中國聚乳酸行業(yè)，應不斷降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力；加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作，原材料制造商應密切關注下游制品需求，不斷改進材料性能，以市場為導向，擴大聚乳酸應用。對于塑料行業(yè)來講，更應做細做全，不斷提高產(chǎn)品輻射領域，擴大產(chǎn)業(yè)鏈的影響力，同時在生產(chǎn)和應用過程中避免環(huán)境污染，提高產(chǎn)業(yè)環(huán)保度。
聲明：本文摘自《塑料圈》
