生物塑料.doc

据统计, 19992005 年间全球生物聚合物生产能力大大增长, 己达到2005 年约29 万吨/ 年。在欧洲,消费量己从2001年2 万吨增加到2005 年8 万吨, 到2015 年, 消费量将增加到约100 万吨。另外, 欧盟使用生物聚合物的长期替代潜力估计将提高到1500 万吨, 生产能力可望达到现有塑料生产量约1/ 3。据巴斯夫公司预测, 在2010 年前, 生物降解塑料需求的年增长率大于20%。谷物生产聚合物的制造商 Cereplast 公司在2006 年3 月初召开的美国谷物培育者协会年会上称,生物聚合物的价格水平现巳可与石油为原料的塑料相竞争。美国纳米技术的进步使这一工艺技术可在较低的温度下与聚合物加工优势结合在一起。Cereplast 公司称, 以常规石油原料制造的基础树脂目前价格水平为0. 621. 60 美元/ 磅, 而生物塑料价格范围为0. 601. 62 美元/磅。这表明, 世界上由生物制造的塑料取得很大进展, 其价格巳与传统的石油制造的塑料相似。现在, 己有基于不同原材料的许多类型生物聚合物, 并且新产品和工艺不断涌现。表1 列出典型的高功能生物聚合物的发展现状。 聚乳酸是由可再生资源如谷物生产的可生物降解的聚合物。在聚乳酸生产路线中, 乳酸单体首先通过谷物淀物水解为葡萄糖, 葡萄糖由发酵过程转化为乳酸钠, 由此来制备。乳酸进一步浓缩, 然后按照缩聚( 形成预聚合物) 、热解聚( 形成二丙交酯) 、开环聚合和解聚顺序进行聚合。得到聚乳酸的分子量高达75000g/ mol。聚乳酸是迄今认为最有市场潜力的可生物降解聚合物, 现全球生产能力为2. 5 万吨/ 年。卡吉尔( Cargill) - 陶氏聚合物公司在美国内布拉斯加州布莱尔( Blair) 兴建的14 万吨/ 年生物法聚乳酸装置于2001 年11 月投产。这套装置以玉米等谷物为原料, 通过发酵得到乳酸, 再以乳酸为原料聚合, 生产可生物降解塑料聚乳酸。据称, 这是目前世界上生产规模最大的一套可生物降解塑料装置。卡吉尔- 陶氏聚合物公司计划投资17. 5 亿美元扩大该产品的生产能力, 到2009 年在美国的生产能力达到45 万吨/ 年。加上技术转让在亚洲、欧洲和南美建设三套世界规模级装置, 预计在10 年后生产能力将达到100 万吨。 欧洲可生物降解塑料生产商在耐温聚乳酸( PLA) 开发和生产方面取得了突破。这种新的材料称为Hycail XM 1020, 可耐温200而不变形。盛有脂肪和液体食品的材料经微波加热也不变形或应力破坏。用这种材料制作的杯子盛有橄榄油, 可经受205下微波加热达30 分钟。这种Hycail 材料增强抗热性而不影响其他性质, 如透明度、可加工性和强度。据称这种材料是PLA 技术真正的戏剧性变化, 它使PLA 推向了高性能热塑性塑料领域。HycailPLA 材料在荷兰Noordhorn 的生产装置每年已生产数百吨, 并准备建设产能至少为2. 5 万吨/ 年的大型装置。较低的生产费用和高涨的油价, 使聚乳酸生产的经济性将会更好。NatureWorks公司以谷物为原料生产的这种聚合物, 可使现在使用PET 聚酯的某些应用领域费用得到节约。位于布鲁塞尔的该公司聚乳酸( PLA) 的生产费用巳下降68%, 聚乳酸现在己可与PET 相竞争, 在今后几年内将可与聚苯乙烯( PS)相竞争。据该公司称, 聚苯乙烯价格波动性很大, 当今在许多地区聚乳酸己可与PS 相竞争。比利时零售商Delhaize 己开始使用Nature-Works 公司PLA, 用于新鲜生莱箱,并正在评价将这种材料用于粮食、水果和蔬菜包装。 通过改进技术, 可进一步降低聚乳酸生产成本。生物催化剂和过程技术的改进, 将使生物加工的生产费用迅速下降, 聚乳酸的生产费用现已从1 美元/ 磅( 2. 2 美元/ 千克) 降低到85 美分/ 磅( 1. 87 美元/ 千克) , 使生产的聚乳酸可与石化生产聚合物尤其是聚酯相竞争。预期35年内可望进一步减小到2530 美分/ 磅( 55. 166. 1 美分/ 千克) , 聚乳酸的生产成本、销售价格可以达到与通用热塑性塑料相竞争的水平。日本电子产品大型生产商NEC公司己开始在其产品中采用生物塑料替代常规塑料。该公司到2010 年将使其电子产品塑料部件的10%以上用生物塑料替代由石油制造的塑料。现在一些电子生产商已开始使用生物塑料。其关键材料将是由Kenaf纤维增强的特种聚乳酸(PLA) ,NEC 公司己于2004 年9 月开始用于一些标准化插件。使用这种材料的手机外壳模型和手机也己展示。NEC 公司将于2006 年将 PLA/ kenaf 复合物用于手机外壳。Kenaf 纤维用于增强PLA 的耐热性和刚性。20%Kenaf 纤维增强的PLA复合物的抗冲强度可高于20%玻纤增强的ABS。它可通过单螺杆挤压机在低剪切下混配, 并掺混增柔剂。大批量生产将与Yunichika 公司共同进行。使用金属氢氧化物阻燃剂体系的无卤、无磷阻燃PLA/ Kenaf 品种已经开发, 将于2007 年应用于电脑外壳。 日本市售的手机巳采用由谷物衍生的聚合物复合材料制作外壳。Foma N701Ieco 款手机的外壳采用由kenaf 纤维增强的聚乳酸( PLA)树脂替代了由石油制造的塑料。这种外壳由NEC 电子公司和纺织/ 塑料集团Unitika 公司共同开发。 NEC 称, 添加kenaf 纤维可提高Unitika 公司品牌为Ter ramac 的PLA 的强度和抗热性能, 使PLA 的抗热温度可提高200以上。通过添加生物质基增塑剂和填充剂提高了抗冲击性能。据称, 手机外壳约90%都可由生物质来制造。 东丽工业公司巳采用卡吉尔公司供应的PLA 生产Ecodear 纤维和树脂产品。该公司将通过其韩国子公司东丽Sehan 公司(东丽持股90%和韩国Sehan 公司持股10%的合资企业) 工业化生产聚乳酸( PLA)薄膜和板材。东丽Sehan 公司将投资10 亿日元( 850 万美元) 在韩国Gumi 建设生产装置, 设计生产5000吨/ 年Ecodear 品牌的薄膜和板材。该装置定于2007 年1 月投产。食品容器使用PLA 的需求在增长,韩国食品出口采用生物降解容器替代传统容器正在增多。东丽公司计划通过在日本新增能力以拓展其PLA业务, 到2010 年其销售额达到250亿日元。东丽公司也在采用其纳米合金技术开发基于PLA 的功能性薄膜和板材, 该技术可使多种聚合物组合在一起。这些薄膜耐热和抗冲, 相当于石油基薄膜, 并且有好的柔软性和高的透明性。东丽称, 这种材料的应用目标包括需有耐热和抗冲的模塑板材, 以及需有柔软性的包装和工业用途的薄膜。 巴斯夫公司开发了新的生物降解塑料材料, 其组合了该公司可生物降解的、但基于石化生产的Ecoflex聚酯与基于谷物生产的生物塑料聚乳酸( PLA) 。首次推出的EcovioLBX 8145 等级产品含有45%( m)PLA, PLA 在化学上与Ecoflex 聚酯相链接。将首次应用于购物袋柔性薄膜。在欧洲, Ecovio 样品将于12月份在欧洲应用。商业化应用将于2006 年3 月开始。并计划于2006 年下半年推向亚洲和北美。巴斯夫将提供这些组分, 由加工商将Ecoflex 和PLA 组合成软性或硬性配方, 用于注模或深度冲压。 清华大学、长春应化所、天津大学和同济大学等已在PLA 和PHA( 聚羟基烷基酸酯) 领域开展了大量的研发工作, 国内现已形成的10 万吨/ 年乳酸、100 吨/ 年PHA 的生产能力, 为加快PLA 和PHA 研发与生产做好了技术储备。目前国内越来越多的大型生物发酵和塑料加工企业参与了PLA 和PHA 的研发和生产, 如华北制药厂、安徽丰原集团、广东星湖集团、上海同杰良生物材料有限公司、武汉华丽环保科技有限公司、浙江海正集团有限公司、北京燕山石油化工股份有限公司等, 为PLA 和PHA 产业化发展提供了强大的物质基础。 我国哈尔滨市威力达公司与乌德- 伊文达- 菲瑟尔( Uhde- Inventa-Fischer) 公司就合作建设世界第二大聚乳酸生产基地的技术引进取得实质性进展。该项目将于2007 年下半年投产。瑞士伊文达-菲瑟公司研发的低成本连续式聚乳酸生产工艺, 已在我国100 余个企业应用。威力达公司拥有世界先进的生产装置和生产线, 所生产的变性淀粉、葡萄糖等产品可成为聚乳酸的生产原料。双方吸收上市公司杭州中化国际集团的资金, 三家联手合作, 共同打造国内最大、世界第二的年产万吨生物降解性聚合物聚乳酸生产基地。该项目总投资4 亿元, 以威力达公司原有生产线为基础,建设占地2万平方米的乳酸生产线和聚合物生产线, 以玉米为原料。预计投产后每年可生产聚乳酸1 万吨, 可转化玉米3 万吨,实现销售收入3. 3 亿元, 利润1 亿元。 2 聚羟基烷基酸酯 生物法合成新型高分子材料生物聚酯已经成为一个新材料生产、开发和应用的方向, 该领域的研究充分体现了多领域、跨行业的现代科技产业特点, 生物聚酯将在人类的环境保护、医药保健等方面发挥重要作用。生物可降解塑料以可再生的原材料为原料, 可望在许多应用中替代传统聚合物。但是因生产费用较高, 和受到性能与可加工性的限制, 发展还较慢。然而据称, 美国Metabolix 公司推出聚羟基烷基酸酯( PHA) 生物聚合物家族可望与现有产品, 尤其是PE 在价格和性能上相竞争, 并可望最终替代50%的传统塑料。PHA 的开发始于1970s 年代,当时, ICI 公司采用天然土壤中微生物通过发酵过程生产PHA。同时,Massachusetts 技术学院( MTI) 开始采用工程化微生物生产PHA。MIT的工作导致1992 年诞生了Metabolix 公司。而ICI 的技术诀窍转让给了Zeneca 公司, 此后此项业务出让给了孟山都公司。Metabolix公司于2001 年从孟山都收购技术诀窍并与自有成果进行了融合。 Metabolix 公司于2004 年与Archer Daniels Midland (ADM)公司签约, 将使PHA 塑料推向大规模工业化, 将建设5 万吨发酵装置以生产这种聚合物, 并组建50/ 50 合资企业生产和销售这种聚合物。聚羟基烷基酸酯( PHA) 是近20 年来迅速发展起来的生物高分子材料, 已经成为近年生物材料领域最为活跃的研究热点。这种天然高分子材料是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯, 其结构多元化带来了性能多样化。由于PHA 兼具良好的生物相容性、生物可降解性和塑料的热加工性能, 因此可作为生物医用材料和可降解包装材料。对PHA 研究获得的信息证明, 生物合成新材料的能力几乎是无限的, 今后将有更多的PHA 被合成出来, 并带动生物材料特别是生物医学材料的发展。由于PHA 还具有非线性光学活性、压电性、气体阻隔性等许多高附加值性能, 使其除了在医用生物材料领域之外, 还可在包装材料、粘合材料、喷涂材料和衣料、器具类材料、电子产品、耐用消费品、化学介质和溶剂等领域得到广泛应用。PHA 家族的主要优点是可采用生物技术生产工艺, 产品性能适用面宽, 可从这类聚合物生产硬性塑料,可模塑薄膜, 甚至制成弹性体。吹塑和纤维级产品也在开发之中。这类聚合物甚至在热水中也很稳定, 但在水中、土壤中和二者兼具的环境中, 甚至在厌氧条件下, 也可生物降解。将其用于网织品或用作涂层处理的纸杯和纸板具有吸引力, 在医疗上的应用如植入也有应用潜力。Metabolix己分立了一家独立的公司Tepha 公司, 来开发产品用于市场。 据称, 高的生产费用和性能限制使竞争中的一些聚合物, 如聚乳酸( PLA) 发展仍较慢, 虽然陶氏化学和卡吉尔组建合资企业投资3 亿美元建设工业化PLA 装置, 但收益并不太乐观。在PLA 生产中, 生物技术诀窍贯穿于乳酸单体生产中, 而聚合物生产本身基本是常规技术。PLA性能范围不宽, 不能调节到PHA 聚合物家族的宽范围性能那样。 Metabolix 公司现约生产10吨/ 月PHA 聚合物, 与ADM 合作的工业化装置将于2007 年底2008年初投产。采用Metabolix 微生物发酵工艺的生产成本约为6070 美分/ 磅, 但工业化装置可望使生产成本低于50 美分/ 磅。Metabolix公司的目标是在创新型的改进装置中生产PHA, 这一途径可望使生产费用降低到25 美分/ 磅以下。该公司目标是用作物生产生物质, 也可切换生产乙醇。该工艺生产PHA 的产率约为10%。因为生产塑料组分, 可提高生物质生产的经济性。 ADM( Archer Daniels Midland)和Metabolix 公司组建各持股50%的合资企业, 将在北美建设从作物生产聚羟基烷基酸酯( PHA) 塑料的装置, 该装置将位于ADM 在北美的一个主要生产地。擅长于农业加工和发酵技术的ADM 公司称, 这将是第一套工业化PHA 装置, 初期能力将为5 万吨/ 年, 定于2008 年中期建成。该装置将服务于由ADM 公司和美国从事生物技术的Metabolix公司创建的合资企业。PHA 塑料的应用包括纸的涂层、薄膜和模塑的商品。ADM 称, 世界对石油的需求在持续增长, 这套装置是推进再可生塑料生产, 替代传统的从石油生产塑料的重要步骤。Procter & Gamble 公司与Kaneka 公司合作生产聚- 3- 羟基丁基酯- 共- 3- 羟基己酸酯( PHBH), 应用于包装产业。预计在今后23 年内, PHBH 将会获得大规模工业应用, 其价格可望下跌至低于2. 3 美元/ 千克。 3 聚丁二酸丁二醇酯 聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 是生物降解塑料材料中的佼佼者, 用途极为广泛, 可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。PBS 综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景。和PCL、PHB、PHA 等降解塑料相比, PBS 价格极低廉, 成本仅为前者的1/ 3 甚至更低; 与其他生物降解塑料相比, PBS 力学性能优异, 接近PP 和ABS 塑料; 耐热性能好, 热变形温度接近100, 改性后使用温度可超过100, 可用于制备冷热饮包装和餐盒, 克服了其他生物降解塑料耐热温度低的缺点; 加工性能非常好, 可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工, 是目前降解塑料加工性能最好的, 同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物, 得到价格低廉的制品; PBS 生产可通过对现有通用聚酯生产设备略作改造进行, 目前国内聚酯设备产能严重过剩, 改造生产PBS 为过剩聚酯设备提供了新的机遇。另外, PBS 只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解, 在正常储存和使用过程中性能非常稳定。PBS 以脂肪族二元酸、二元醇为主要原料, 既可以通过石油化工产品满足需求, 也可通过纤维素、奶业副产物、葡萄糖、果糖、622006 年24 卷第8 期国外塑料乳糖等自然界可再生农作物产物, 经生物发酵途径生产, 从而实现来自自然、回归自然的绿色循环生产。而且采用生物发酵工艺生产的原料, 还可大幅降低原料成本, 从而进一步降低PBS 成本。 1990s 年代中期, 日本昭和高分子公司采用异氰酸酯作为扩链剂, 与传统缩聚合成的低相对分子质量PBS 反应, 制备出相对分子质量可达200000 的高相对分子质量PBS。中科院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心针对传统丁二酸和丁二醇缩聚得到的PBS 相对分子质量低, 难以作为材料使用的不足,该中心开发了特种纳米微孔载体材料负载Ti- Sn 的复合高效催化体系,大大改善了催化剂的催化活性。在此基础上, 通过采用预缩聚和真空缩聚两釜分步聚合的新工艺。直接聚合得到了高相对分子质量的PBS。该创新性工艺不仅可以和扩链法一样得到相对分子质量超过200000 的PBS,而且在工艺流程和卫生等方面具有明显优势, 因为产品中不合异氰酸酯扩链剂, 卫生性能得到明显改善。 中科院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心和扬州市邗江佳美高分子材料有限公司签署协议,合资组建扬州市邗江格雷丝高分子材料有限公司, 将投资5000 万元建设世界最大规模2 万吨/ 年聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 生产线。目前, 国际上已有日本昭和高分子和美国伊士曼等公司进行了PBS 的工业化生产, 其年产规模分别为5000 吨和15000 吨。此次在江苏扬州邗江建设的高相对分子质量PBS 生产线规模居世界之首。这标志着中国生物降解塑料产业将开创大规模产业化的新纪元。PBS 在热性能、加工性能和性价比方面在降解塑料中具有独特的优势。与国际常用的扩链法生产PBS 相比, 工程塑料国家工程研究中心开发的PBS 在健康、卫生及应用于食品、药品、化妆品包装等方面具有显著的优势。该项目于2002 年列入中科院创新工程项目, 并得到国家重视, 于2005 年入围国家中长期科技规划指南, 被列为环境友好材料重点攻关内容之一, 成为国家层面重点推动产业化的生物降解塑料, 赢得了产业化先机, 成为国内生物降解塑料产业化的领跑者。PBS 生产装置的建设, 为中国生物降解塑料制品开发应用奠定了基础, 相关技术也引起产业界广泛关注。与此同时, 塑料制品行业对这一成果也给予高度重视和积极配合。上海申花集团、福建恒安集团等企业对PBS 在一次性包装用品、卫生用品、餐具等领域的应用和推广进行了有效开拓。目前, 上海申花集团PBS 制品已经面市, 改性材料、挤出片材已经小批量出口韩国。上海申花集团已与扬州邗江格雷丝高分子材料有限公司签署长期购货合同, 从而形成了树脂、改性、制品完整的产业链。 4 其他生物降解材料 杜邦公司和Tate & Lyle 公司联合开发了专有的发酵和提纯工艺生产基于生物的1, 3- 丙二醇( PDO) 。基于生物的1, 3- 丙二醇( PDO) 将由杜邦公司生产, 将投资1 亿美元在美国田纳西州Loudon建设装置, 生产的PDO 用于生产聚酯( 聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT) ,商品名称为Sorona。到2010 年杜邦采用生物基资源生产这种产品至少占25%。德国Munster 大学和McGill大学开发了生物途径生产新一代生物降解聚合物聚硫酯的技术, 这种生物降解聚合物比生物技术得到的聚合物聚羰基酯Biopol ( 主要用于医药) 性能又有改进。聚硫酯利用Escherichia Coli 细菌将巯基烷基酸转化而成。 夏威夷大学的夏威夷天然能源学院开发了从食品废料制造可生物降解聚合物聚羟丁酸酯( PHB) 工艺。新方法与ICI 工艺相比, 因原材料费用微不足道而大大廉价, ICI 工艺过程需从纯糖类和有机酸才能制取相关聚合物。新工艺采用厌氧细菌分解食品废物, 释放出乳酸和丁酸作为副产物, 这些酸类从浆液中取出,并在含有磷酸盐和硫酸盐的营养液中通过硅酮膜扩散进入含Ralstoniaeutropha 细菌的充气悬浮体中, 这些细菌将酸转化为聚合物, 包括PHB, PHB 用离心分离得到。如扩散膜由硅酮改为聚酯, 被细菌转化的酸的比例就可调节, 可产生较粘稠的可生物降解的聚合物聚3- 羟基丁酸酯- 3- 羟基戊酸酯( PHBV) 。采用该工艺, 每100kg 食品浆液可制取22kg 聚合物。已有几家公司拟采用该工艺, 包括亚洲废物管理公司。 美国农业部ARS 环境质量实验室的研究人员开发了一种由柠檬酸( 一种农产品) 和丙三醇( 生物柴油生产的副产物) 制备的生物降解聚合物。这种聚酯类聚合物的粘度可从涂料似的稠度到可缓慢溶化的玻璃状产品。这种新型材料可为生物柴油工业副产的丙三醇提供新的用途。 美国加州大学的化学家推出从碳水化合物和肽合成生物材料的设计新概念。这种设计概念采用单元组合途径构筑糖类- 肽混合共聚物, 作为高功能生物材料。Zhibin Guan 领导的小组己从自然界存在最多的基块糖和肽获取了这类材料。这种糖类- 肽混合共聚物具有生物降解性。罗纳- 普朗克( Rhone- Poulenc)公司发现了聚酰胺水解酶, 可水解聚酰胺低聚物, 可消化尼龙废料, 为生物法回收尼龙废料打开了大门。 生物聚合物的价格各不相同:World Plas tics - 2006 Vol.24 No.8淀粉聚合物成本为1 欧元/ 千克、淀粉混配物为3. 03. 5 欧元/ 千克、纤维素聚合物为3. 404. 50 欧元/ 千克、为2. 303. 50 欧元/ 千克。但是这些价格仍比基于石化的聚合物如PE 0. 801. 20 欧元/ 千克高出许多。 我国武汉华丽环保科技有限公司研发的以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料( PSM) 的工艺,成为廊坊市引进和推广的项目之一。华丽PSM 工艺让植物淀粉通过可降解的助剂在化学作用下, 打破淀粉原有的分子链结构, 使其重新排列组合, 实现对淀粉的彻底改性和充分塑化, 从淀粉转化成集刚性、韧性、柔性和弹性于一体的可热塑加工的PSM材料。这种材料的淀粉含量可达到80% 以上, 在自然界( 常温25) 微生物作用下可在半年内分解为二氧化碳、水及少量矿物质。PSM 材料可100%回归大自然, 从原料选取到生产过程均不造成污染。 生物分降塑料的致命弱点之一就是耐热性差, 这影响了它在餐饮领域的应用推广。中国轻工业联合会全生物分解材料科技攻关组在全生物分解塑料耐热性技术难题研究上取得重要突破, 制品耐热温度可达100以上。2005 年7 月, 中国轻工业联合会成立由中科院理化技术研究所和长春应化所、天津大学、北京工商大学、北京市化工研究院、扬州邗江佳美高分子材料厂、上海申花塑胶新材料有限公司等单位组成的全生物分解材料科技攻关组, 对PBS、PLA 和淀粉等基础原料进行了系统研究, 研制出一次性餐具、洗漱用品、包装薄膜等全生物分解塑料制品, 同时攻克了耐热性差的技术难题, 使制品耐热温度高于100, 从而可满足中西餐、冷餐、热餐用具的要求。据介绍, 该技术具有自主知识产权, 已形成年产1 万吨耐热及通用一次性餐具、饭店卫浴用品、包装用品和2 万吨PBS/ PLA专用母料产能, 年产2 万吨PBS、5000 吨PLA 和5000 吨专用淀粉项目也将竣工投产。 5 结语 一些基于生物聚合物的创新产品受到较高的成本、与常规聚合物的激烈竞争以及缺乏产品消费知识而使发展受到制约, 但是, 德国于2004年12 月发布的包装条例修正案已确认: 基于生物的塑料与常规塑料相比, 具有生态学优点。 随着规模经济性的改进以及技术的进步, 有助于降低生产和加工费用, 这样, 生物聚合物的价格在今后可望下降。另外, 化石资源价格的提高也将有助于减小价差。玉米塑料行业引起商家们的广泛关注,世界各地投资在玉米塑料的资金都以亿元来计算,狂热执着的程度十几年不变。美国:玉米塑料的当然领跑者美国是玉米生产大国,产量排在全球首位,其强大的玉米产能背景和技术研发能力使美国稳坐玉米塑料生产的头把交椅。1997年,美国卡吉尔(Cargill)公司与陶氏(Dow)化学公司各占50%股份合资成立CargillDow股份公司,总部设在内布拉斯加州布莱尔。该公司开发和生产乳酸和聚乳酸,商品名为“NatureWorks”,是迄今为止世界上生产能力最大的聚乳酸生产基地,也是生物质塑料树酯工业化生产规模最大的公司。2005年2月NatureWorks从卡吉尔(Cargill)公司与陶氏(Dow)化学公司分离出来,独立成立公司。业内人士估计,2005年Natureworks公司的销量将会达到10万吨。为此,NatureWorks花费10年的时间,投资了10亿美元从事玉米塑料的研究和开发。独家创造的“二步法”的生产工艺使玉米塑料的售价高达每吨3000美元,这也使玉米塑料的高成本难以做到在日常生活中普遍使用。据悉,NatureWorks公司为了降低玉米塑料的成本,使用不可食用的转基因玉米生产玉米塑料,但是NatureWorks一直在矢口否认使用了转基因玉米。现在,NatureWorks又盯上了中国,2005年6月15日,NatureWorks公司在北京举办的绿色材料与绿色奥运国际研讨会上宣布,他们将借2008北京奥运会契机,与中国企业合作,加快玉米塑料在中国市场的推广应用。欧洲:环保政策为玉米塑料开路欧洲国家非常重视环保问题,其中德国、丹麦、芬兰等国家,出台了相关的政策法规支持玉米塑料的发展,各大企业也开始投入玉米塑料的生产,志在将玉米塑料进行到底。丹麦最大的塑料制品公司Faerch公司已开始从美国NatureWorks购买玉米塑料生产各种塑料制品。新产品将用于包装低温新鲜食品,包括各种面食、肉和沙拉,适用于手工和自动包装线,食品加工生产厂可以用现有包装生产设备。德国的巴斯夫公司正成为欧洲玉米塑料生产的最大企业,该公司推出商品名为Ecoflex的生物降解塑料,产业化能力为3万吨/年,并计划于2005年后在法国、北美和亚洲开设更多的新工厂。意大利也是世界上最早进行生物降解塑料产业化的国家之一,已经建立多家研究机构专门从事玉米塑料的研究,意大利最大的玉米塑料企业Novamont公司在国际市场上也占重要地位。日本:玉米塑料后加工的佼佼者在全球的玉米塑料研发中,日本是最精明的。日本并没有丰富的玉米产资源,不可能像美国、中国等玉米产量大国一样不断地生产。而日本人善于设计和创造,从美国人发明玉米塑料后,日本人就开始了他们的玉米塑料加工的研制和创新。日本从美国进口玉米塑料,也就是聚乳酸颗粒,然后再进行加工成电脑外壳、日用品包装、手机外壳,甚至到坚固的墙体材料。日本人的创新程度让世界各国感到惊叹,日本JVC公司生产出玉米塑料DVD光盘;三菱公司生产的玉米塑料制成的电池包装;富士通公司生产的玉米塑料电脑外壳等等技术已经成熟。早在1989年日本49家公司就联合成立了“生物降解塑料研究会”,接着制订了8年计划,对生物降解塑料进行有计划的全面开发研究工作。在今年日本爱知世博会上,日本专门设有专区展示玉米塑料制品的生产流程和降解的过程。玉米塑料制成的一次性餐盒、水杯,使用后在展会上堆肥,在较短时间内完全降解为二氧化碳和水,对周围土地、大气都没有负面影响。日本的三菱树酯、钟纺合纤、尤尼其卡、库拉雷四家企业先后与美国Cargill-Dow公司签订代理协议,在日本扩大聚乳酸应用产品的开发。三菱树酯公司建成年产1万吨规模可降解薄膜制造基地,成为日本最大的制造可降解塑料的公司。中国:玉米塑料在困难重重中起步玉米塑料的出现,中国企业不可能袖手旁观,不断有企业开始投入到“玉米”狂潮中去。但是,其中难免会出现一些伪“玉米”,搅乱市场秩序。长春的一家企业生产的玉米塑料地膜中,加入了石油中提炼出来的不可降解的化工塑料,然后再制成合成地膜应用于农业。危害性高过了传统的化工塑料地膜,传统的化工塑料地膜使用过后还可以回收,但是这种合成地膜不能回收,对土地有害的材料和玉米一起“化”入土壤中,造成土地大面积板结。有些企业确实在关注和筹建玉米塑料项目,但是普遍存在着不可逾越的困难,一是技术问题,他们自身不拥有技术,只能购买“二步法”或是“一步法”的使用权。二是资金问题,由于玉米塑料的技术问题直接导致了投资的不能准时到位,项目迟迟不能开始。至于目前已经投产的企业,中国科学院成都有机化学有限公司和河南飘安集团,都是生产生物应用的产品。作者:于策可完全生物降解材料产业化中试完成 2005年12月27日05:12深圳特区报 纯绿色环保材料在深问世奥贝尔引领再生资源产业可完全生物降解材料产业化中试完成全球第二条年产5000吨生物降解材料生产线明年将在深圳建成可完全生物降解，实现环保材料“完全绿色”的产业革命深圳企业率先抢占可完全生物降解材料技术制高点奥贝尔年产5000吨的生物降解材料生产线明年将建成【本报讯】（记者上官文复汤山文）记者昨日从深圳市奥贝尔科技有限公司获悉，该公司凭借其拥有的国际领先技术及多项自主知识产权技术，经过一年多的技术攻关，成功完成了可完全生物降解材料PHAs（聚羟基烷酸酯）产业化中试。明年，国内第一条、全球第二条年产5000吨以上的可完全生物降解材料生产线可望在深圳建成。“白色污染”将成为“过去时”废弃塑料类材料因其难以收集回收而被视为“白色污染”，原因是塑料回归自然最终融入微生物循环的过程（即生物降解）十分漫长，需要数百年甚至上千年。目前我国市场上使用的所谓“降解”塑料，大多是在不可降解的材料中添加一些光解材料或少量的淀粉使其分解为小的粉末，并没有真正意义上的降解，其对环境的污染及危害依然存在。为了消除这种污染和危害，世界各国纷纷采取立法等措施对不能降解塑料的应用加以限制。随着各国对环保的重视，可完全生物降解新型材料日益普及。近年来，在发达国家中如美国、日本、德国、意大利等以完全生物降解塑料的开发研究最为活跃。国内也有多家学术单位及企业承担八五、九五、“八六三”研究可完全生物降解材料PHB类新型材料的任务，有的甚至尝试了产业化生产，但是由于在基因菌株的表达、发酵控制及后期提取等方面没有新的突破，其产业化成本仍然太高。为了降低成本，采用天然材料如淀粉、纤维素等作碳原生产可完全生物降解材料已逐步成为研究环保材料热点中的热点。目前，世界上只有美国拥有可完全生物降解材料产业化技术，该技术的规模化生产被美国视作国家战略之一，已建有5万吨级的生产线。奥贝尔生产可完全降解生物材料PHAs的原材料全部来自农作物和植物，其产品在完成其使用周期后100的回归大自然，与以不可再生石油为主要原料的所谓“降解”塑料相比较，具有原料可再生、废品可回收利用和不可回收利用则可完全生物降解成二氧化碳、水的优点。奥贝尔可完全生物降解材料成功产业化推广，将为我国治理“白色污染”问题和缓解我国对进口石油的过度依赖问题提供切实可行的途径，意味着环保材料将进入一个革命性的时代。可完全生物降解材料应用前景广阔生物降解材料不仅仅局限于塑料产品，同时还将广泛用于农用材料（如农膜）、包装材料（如食品包装袋）、环保材料（如垃圾袋）、生物化工材料（如高性能滤膜）、微电材料（如用于热封闭元件的压力传感器）、能源材料（如生物柴油）及医用材料（如药物载体与外科缝合针）等各个领域，成为人类绿色生活与循环经济的重要组成部分。据专家分析，生物降解材料有着巨大的市场需求。仅仅在塑料制造领域，全球塑料需求量2005年已超过1.5亿吨，我国每年对塑料原材料的需求量超过全球的14,接近4000万吨；在医疗应用领域，医用生物降解材料的应用前景十分广阔，在中国的需求量将达到数百亿元人民币。奥贝尔可完全生物降解材料技术将给数以万亿计的材料市场带来革命性的变化。农民种植工业原料奥贝尔改写产业链以农作物替代石油，然后生产各类工业材料，奥贝尔技术的产业化将实现农业和工业的完全对接，对解决我国“三农”问题具有重大的社会经济意义。据了解，1000万吨完全生物降解材料相当于中国目前市场总需求的25，不到世界市场总需求的10；对应1000万吨完全生物降解材料总价值至少是2000亿元人民币，需要3000万吨淀粉，等于实现价值600亿元人民币的农产品需求，对应解决600万亩的土地种植需求，为国家减少进口原油至少1500万吨。中国是农业大国，同时也是原油进口大国。奥贝尔完全生物降解技术的成功产业化，产品在满足国内需求的同时，可以进行国际出口，将是一个巨大的经济数字，将给中国农村提供数以百万计的就业机会和数以万亿计的农产品市场；在减少中国经济对石油依赖的同时，使中国农民与工业原材料生产直接联系在一起，成为中国乃至世界的工业经济主力军。奥贝尔可完全生物降解材料PHAs产业化十分经济可行。据奥贝尔专家分析测算，投产一个年产30万吨规模的完全降解材料产业基地，总投资额约在20亿元人民币，全部设备可实现国产化；生产成本在1.52.0美元公斤，这一成本水平与石油原材料的成本大致相当。形成对比的是在我国建设一个年产30万吨乙烯（塑料原料）的基地，投资额会高达上百亿元。完全“中国创造”的工业基因工程奥贝尔“完全生物降解技术”拥有完全的自主知识产权和关键技术，是完全的“中国创造”。从2004年起，奥贝尔以留美博士为技术研发核心，在世界最先进的研究成果基础之上，在深圳研发中心对可完全生物降解材料PHAs的生产技术进行了大量的拓展性研究工作，在参照国外最新研究成果、采集众家之长的基础上，以世界上最先进的生物基因工程菌种构造法，成功进行了PHAs的生物合成，以独特合理的生产工艺，实现PHAs的产业化，填补了国内空白。据奥贝尔专家介绍，奥贝尔完全生物降解材料PHAs生产技术，主要原材料来源于农作物和植物中的淀粉、纤维，采用的是新型的高效转基因工程技术和特殊的生产工艺。其产品可满足不同的应用规范和要求，解决了产品性能单一、性能不稳定问题。长袖初舞，做环保产业和循环经济排头兵中国是传统的石油塑料生产和消费大国。奥贝尔的专家认为，在奥贝尔完全生物降解技术实现大规模产业化、完全生物降解材料获得普遍运用之后，将给我国塑料、能源、农业、医用材料、生物化工甚至沙漠治理等领域带来巨大的影响，将为国民经济的环保与可持续发展作出切实支持和贡献。当记者问及奥贝尔的发展目标时，奥贝尔负责人表示：“奥贝尔在成功地完成了产品中试后已经开始了产业化前期准备工作。奥贝尔近期主要目标是在深圳建设第一条生产线，年产量为5000吨。”该负责人同时表示，奥贝尔公司目前产业化进展顺利；现在虽然刚刚完成产品中试阶段，但已同几家国际大企业达成供货意向；由于奥贝尔的成本优势明显，前期产品将全部出口。这位负责人透露：“奥贝尔的中长期目标，首先是将采用转基因工程技术将生物合成聚羟基烷酸酯所需的pha、phb及phc等多种酶构建于植物体内，利用植物的自养功能在体内直接合成PHAs，使生产成本进一步降低。其次是凭借自身的技术优势，利用我国内地广大的农业优势，在国内省份建成1020个年产510万吨级的产业基地；依托深圳及珠三角这个全球最大的塑料加工业集聚地，奥贝尔将在深圳建设科研总部和生产基地，走出一条紧密联系多个产业、立足深圳辐射全国乃至世界、大力发展循环经济和环保产业的好路子。”相关报道世界各国环保立法与可完全生物降解材料世界各国环保意识的提高和对应的环保立法为可完全生物降解材料的科研与产业化提供了政策支持，同时也为材料的应用提供了广阔的应用领域和前景：1990年以来，德国、奥地利、荷兰、美国、意大利等西方发达国家率先以法律形式鼓励使用降解性塑料；1990年，日本通产省先后通过了环境基本法、容器包装再利用法、家电回收再利用法，大力推动农业、包装、家电产业等诸多行业对生物降解塑料的需求。2005年法国议会通过法案，规定2010年起全面禁止销售、使用无法生物降解的一切塑料袋和塑料包装制品，规定法国政府要为包装制品企业采用新技术、转产合法包装制品提供必要的支持；印度立法禁止在奶制品行业使用塑料包装；南非法律全面禁止使用塑料包装袋；可完全生物降解材料产业化已成为美国国家战略之一，拥有世界上惟一一条可完全生物降解材料生产线。我国政府也出台了相关法律、法规，包括中华人民共和国固体废弃物处理法、关于加强重点交通干线、流域及旅游景区塑料包装废物管理的若干意见、一次性可降解餐饮具通用技术条件、关于加强淘汰一次性发泡塑料餐具执法监督工作的通知、关于立即停止生产一次性发泡塑料餐具的紧急通知等。（南楠）相关链接关于循环经济循环经济是指“资源产品再生资源”的经济增长模式，它不同于传统工业社会单向的“资源产品废弃物”线性经济。目前，发展循环经济已成为我国的一项重大发展战略。深圳今年已经正式启动了循环经济立法工作，目的是促进地方循环经济的大力发展。可完全生物降解材料产业，完美演绎了“资源产品再生资源”的产业模式，这也是世界主要发达国家将其视为“国家战略”的最主要原因。对白色污染的研究课题组成员：陈志翔、欧阳川、钟喆、黄圣丘、张攀指导教师：郭云一、什么叫白色污染？提起白色污染，可能没有人不认识它们，在我们日常生活中各种各样废弃的塑料袋、一次性餐盒和农用塑料大棚的薄膜都属于白色污染的范畴。但要是问起它的准确定义来，恐怕就没有几个人能够说出来了。那么，究竟什么是白色污染呢？所谓白色污染，就是指由聚乙烯、聚苯乙烯制成的塑料制品在用后被人丢弃而造成的环境污染。它们并不都是白色的，只是由于一次性塑料饭盒、塑料包装袋这些“典型”大多是白色，这才有了这么一个“美名”。由于一次性餐盒是我们日常生活中最常接触到的白色污染源，所以我们小组主要对其进行研究。二、一次性塑料餐盒的使用现状及危害如今，聚苯乙烯制快餐盒已经成为我们日常生活的一部分，无论是豪华酒店，还是沿街的小吃摊；无论是汽车站，还是飞机场，随处都可以见到它们的影子。制造一次性塑料快餐盒的材料是聚苯乙烯，这是一种使用极为广泛的高分子材料。由于它具有毒性较低、熔点较高、可塑性强、生产简便等特点，使它成为制造价格便宜、随用弃的一次性餐盒的极佳材料。据统计，全国每年消耗的此类餐盒超过100亿只，仅南京一地每天就要使用40多万只，上海上图摄于攀枝花公园虎馆外每天因此而产生的“白色垃圾”更高达200多吨一次性塑料盒使用之广泛，数量之巨大由此可见一般。然而，就是这样一种使用广泛的材料却成了环境保护的一大“恶敌”。由于聚苯乙稀制造的餐盒降解周期极长，在普通环境下，它的降解周期长达200年左右。也就是说，在很漫长的一段岁月里，它将“我行我素”，保持自己的高分子形态不变。那么那些废弃的餐盒该如何处理呢?焚烧吗?不行。它们燃烧时将会产生10余种有毒气体，直接造成大气污染；掩埋吗?也不行。为了使材料成型，在生产过程中必须加入各类添加剂，时间一长，其中部分有毒添加剂便会逐渐释放出来，对土壤，以及水资源造成破坏；那么回收再利用呢?很可惜，它们的可再生价值极低，更何况每天要回收那么多体积大，质量小的餐盒又是何等浩大的工程啊!不但如此，用作发泡剂的氟利昂被科学界认可对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”。由此可见，一次性塑料餐盒的难以降解正是造成“白色污染”的一大元凶。不但如此，用作发泡剂的氟利昂被科学界认可对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“祸首”。一次性塑料餐盒对环境会造成巨大破坏，那么它对人体就是绝对无害的吗?事实告诉我们，答案并非如此。一项新的科研结果表明，制造一次性塑料餐盒的原料：聚苯乙烯是一种致癌的环境激素物质。实验证明，这类餐具在65以下的高温下会引发二恶英(Dioxin)的产生，而它正是前不久媒体不断提及地“最凶狠”的致癌物质。不仅如此，由于我国政府正开始限制一次性塑料餐盒的生产，所以市面上使用的极有可能是一些非法地下加工厂所生产的餐盒。如此一来，产品质量，尤其是卫生也成了问题。综上所述，一次性塑料餐盒无论对环境还是对身体健康都有极大的危害作用。二、关于一次性餐盒的实验A.实验目的：研究白色污染的初步处理方法。B.实验者：小组全体成员C.实验日期：2001年12月28日D.实验地点：市三中化学实验室E.实验工具、设备：试管、试管夹、酒精灯、坩埚、火柴、通风橱、燃烧匙、苯、四氯化碳。实验一研究泡沫塑料在苯、四氯化碳中的溶解性取2cm2cm1cm泡沫塑料2块，分别投入装有适量苯和四氯化碳的试管中。可以发现泡沫塑料在溶剂中被完全溶解，并有少量气泡产生。试管中的溶剂呈黏稠状。这个实验的现象说明，白色污染（尤其是聚乙烯类塑料），是可以运用有机溶剂进行初步处理的。这种处理方法的缺点是：所需的有机溶剂本身就是一种污染物；生成的溶液对水资源也是一种污染。实验二研究泡沫塑料在加热条件下的反应在坩埚中放入1cm1cm0.5cm泡沫塑料一块，并将其置于酒精灯上加热。可以观察到：泡沫塑料在加热过程中产生淡黄色的烟，最后生成油状黏稠液体(似硫酸)。它在停止加热后迅速凝固成玻璃状固体，它可在加热条件下溶于苯。我们发现，该产物与泡沫塑料在苯和四氯化碳中溶解的产物非常相似。我们认为,这种方法并不是处理白色污染的好方法,因为它没有最终消除污染。实验三研究泡沫塑料的燃烧在燃烧匙中放入泡沫塑料,直接点燃.在燃烧过程中产生了大量浓重的、有刺激气味的黑烟.泡沫塑料迅速变为黑色液体并继续燃烧,在其中可燃物质燃尽后生成不规则的块状黑色固体,它在加热条件下同样可溶于苯.这种处理方法就是曾经广泛采用的焚烧处理法.它的缺点很明显,那就是对空气污染大,处理不完全。F.实验的结果：我们认为本次实验虽然没能找出很好的智治理白色污染的办法，但我们却对构成白色污染的材料有了初步的了解，所以本次实验在一定程度上说是成功的。三、结论1.环保型一次性餐盒的发展前景通过对几类环保型一次性餐盒的调查，我得出了以下几点结论：(1)环保型餐盒的生产存在较大问题首先是某些环保型餐盒(如纸盒)的生产工艺需要改进。虽然它们在使用上不产生污染，但生产上却对环境造成威胁。既然被冠以“环保”的称号，那么就必须做到：从生产到销售，再到使用，直至废弃，都必须无污染化，否则就不算真正的“环保”。要做到这一点，就不得不从改进生产工艺方面着手了。其次是生产原料问题。任何生产都必须从本国的实际情况出发。如今我国的森林资源匮乏，那么纸盒的生产必定受到限制；我国又属于缺粮国家，那么用淀粉制的餐盒是否合理呢?所以，我们必须从实际情况出发，找出最佳的生产方案。最后是成本问题，通过调查，我们发现环保型