中国降解塑料行业分析

淀粉基生物降解塑料淀粉基生物降解塑料 淀粉基生物降解塑料 是淀粉经过改性 接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一 种塑料产品 在工业上可以代替一般通用塑料等 可以用作包装材料 防震材料 地膜 食品容器 玩具等 淀粉基生物降解塑料已有30年的研发历史 是研发历史最久 技术最成熟 产业化规 模最大 市场占有率最高的一种生物降解塑料 淀粉与 PE PP PVA PCL PLA 等聚合物 共混粒料已批量生产 国外淀粉基塑料产品生产商主要有意大利的 Novamont 公司 美国的 Warner Lambert 公司和德国的 Biotec 公司 我国积极研发并产业化的单位主要有中国科学院理化技术研究 所 中国科学院长春应用化学研究所 江西科学院 北京理工大学 华南理工大学 天津 大学比澳格 南京 环保材料有限公司 广东上九生物降解塑料有限公司 广州优宝生物科 技有限公司 浙江天示生态科技有限公司 中京科林新材料 深圳 有限公司 武汉华丽科 技有限公司 哈尔滨绿环降解塑料有限公司 黑龙江绥化绿环降解塑料有限公司 烟台万 利达环保材料有限公司等 国内最大的生产厂家是武汉华丽和比澳格 南京 武汉华丽预计产销规模10万吨 比 澳格 南京 现已形成数万吨淀粉基塑料规模 其他几个大型企业均达到年产万吨级生产规 模 总产量占到我国生物降解塑料产量的60 以上 并出口日本 韩国 马来西亚 澳大利 亚 美国欧盟等国家 聚乳酸生物塑料 聚乳酸生物塑料 PLAPLA PLA 是以乳酸为原料聚合生成的高分子材料 具有无毒 无刺激性 强度高 易加工 成型和优良的生物相容性等特点 制品在使用后可完全降解 因此 PLA 是一种能真正达 到生态和经济双重效应的生物环保材料 是近年来开发研究最活跃 发展最快的生物降解 塑料 PLA 可用于一次性饭盒以及其他各种食品 饮料外包装材料 适合加工成高附加值薄 膜 取代目前易破碎的农用地膜 在生物医用材料中可用于医用缝合线 药物控释载体 骨科内固定材料 组织工程支架等 目前世界 PLA 生产商有近20家 主要集中在美国 德国 日本和中国 美国 NatureWorks 公司是目前世界上最大的 PLA 生产厂家 年产能达到14万吨 其以玉米等谷 物为原料 通过发酵得到乳酸 再聚合生产生物降解塑料聚乳酸 该公司计划在亚洲建设 其第二个 PLA 生产基地 规模同样为14万吨 年 目前正在对泰国 马来西亚 中国3个国 家的 PLA 原料来源及市场增长前景进行评估 在聚乳酸产能和消耗量都不断扩张的同时 聚乳酸的应用日益走向成熟 2010年 全 球 PLA 总生产能力约为18万吨 年 与2009年的15 7万吨 年相比 净增加2 3万吨 提高了 14 6 2010年全球 PLA 消费量约12万吨 纯树脂 需求以西欧 北美为主 亚洲的消费 量正在不断增长 目前 PLA 的主要消费领域是包装材料 占总消费量的65 左右 其次为 生物医学领域 约占总消费量的26 2007年开始 我国聚乳酸贸易频繁 在产业化初期 由于国外聚乳酸下游应用领域发 展成熟且应用范围广泛 市场消费大 我国聚乳酸大部分出口到国外 其价格也受国外聚 乳酸行业价格的制约 但近几年随着国内应用市场的不断扩大及需求量快速提升 我国聚 乳酸的进口量逐年递增 同时出口量快速下降 近年来 国内掀起了 PLA 项目的开发热潮 2010年 我国很多玉米深加工企业或生物 化工企业都计划步入聚乳酸的行列 截至2011年3月 国内 PLA 年产能达到1 2万吨左右 规划产能约为14万吨 年 国内最大的生产企业是浙江海正生物材料股份有限公司 产能 5000吨 从2007年开始 随着国内工业级聚乳酸生产装置建成投产 国产聚乳酸产品逐渐 投放市场 市场价格逐步下降 目前平均售价约在2 1万元 吨左右 聚丁二酸丁二醇酯 聚丁二酸丁二醇酯 PBSPBS 聚丁二酸丁二醇酯由丁二酸和丁二醇经缩聚而得 是目前世界公认的综合性能最好的 生物降解塑料 由于 PBS 综合性能优异 性价比合理 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 目前 全球能够产业化并且已经市场化生产 PBS 的国家只有美国和日本 日本昭和高 分子公司和美国 Eastman 公司建有规模分别为5000吨 年和15000吨 年的生产装置 我国 PBS 产业化进程在积极推进中 2007年 杭州鑫富药业公司建成2万吨 年 PBS 生 产线 2008年 邗江格雷丝高分子材料有限公司建成2万吨 年的 PBS 生产线 海尔工程塑 料中心 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 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 广东金发公司已建成年产1000吨 年生产线 安徽安庆和兴化工 和清华大学合作也已筹建5000吨 年规模生产线 国内 PBS 的工业化生产仍然采用石油基丁二酸和丁二醇 其合成工艺有待改进 需要 通过微生物发酵法生产丁二酸单体 改善 PBS 产品性能 降低对石化资源的依赖 但是微 生物发酵法制备 PBS 单体需具有经济可行性 才能推进生物基丁二酸单体生产 PBS 的产业 化进程 微生物合成聚羟基脂肪酸酯微生物合成聚羟基脂肪酸酯 聚羟基脂肪酸酯属于天然高分子聚酯 是很多细菌在特定条件下合成的一种细胞内聚 酯 已有超过90个属的细菌被发现可以合成超过150种以上不同结构的 PHA 目前已经商品 化的 PHA 产品主要有聚羟基丁酸 PHB 羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物 PHBV 和羟基丁 酸与羟基己酸的共聚物 PHBHHx 目前国外已经实现工业化生产的 PHA 只有 PHB 以及 PHBV 分别由奥地利林茨化学公司 和英国帝国化学工业公司在上世纪80年代实施 美国从事生物塑料研发的 Metabolix 公司 和农产品巨头阿彻丹尼尔米德兰 ADM 公司将建成产能为5万吨 年的 PHA 生产装置 意大 利 Bio On 公司在生物塑料研发领域还与糖类生产商 Co Pro B 公司合作开发甜菜制备生物 塑料聚羟基烷基酸酯的生产技术 并计划建设1万吨 年的生产装置 Telles 公司在美国爱 荷华州的 Clinton 拥有5万吨 年 Mire PHA 树脂生产装置 我国 PHA 研发及产业化趋势处于世界的前沿 其中有清华大学 中科院微生物所 长 春应化所 汕头大学 天津国韵生物科技公司 宁波天安生物材料公司 广东联亿生物工 程公司和江苏南天集团等多家从事 PHA 生产和研发的单位 预计未来我国将成为世界上生 产 PHA 品种最全 产量最多的国家 美国 NOVON 公司为世界上最大的降解塑料公司 企业总投资 1 亿美元 很快生产出取代 传统产品的可降解塑料农地膜 包装袋 垃圾袋及可降解的一次性快餐盒 饮料杯 矿泉 水瓶等 用途十分广泛 其产品除覆盖美国大部分地区外 还外销加拿大 南美及欧洲各 国 目前世界上只有美国 英国 意大利和日本能生产完全降解塑料 但产品售价是普通塑料 产品的 6 倍到 8 倍 无法进入产业化和实际应用 目前 国际上生物可降解塑料的发展较为迅速 美国已有 40 多家公司生产可降解塑料 其 产品已广泛应用于食品包装领域 如将乳酸进一步聚合制成生物可降解塑料 意大利利用 玉米淀粉生产生物可降鹪塑料 年生产能力达 3 万吨 美 法 意等国已垄断数十亿美元 的国际市场 国外再生塑料制品中使用量较大的有 PE 牛奶包装容器 ET 瓶以及其它各种 塑料包装容器 在英国举办的生物降解塑料展会上 生产公司要求制定包装材料和农膜有关政策和税 制优惠措施 今后生物降解塑料 已二酸 三醇 对苯二甲酸 商品名 Ecoflex 生产能 力将不断扩大 Eastmao 公司生产共聚酯系生物降解塑料 商品名 Faster Bio 用于 Roquefl 公司的淀粉基食品用托盘 制品正在德国市场进行应用开发中 此外 英国一公司已成功地用玉米合成了生物降解塑料 作为天然高分子有植物和动 物两种来源 属于前者的如各种纤维素 半纤维素和木质素等 属于后者的如明胶 甲壳 素 朊乙酰化甲壳素和壳聚糖等 目前的重点是把天然高分子接枝在合成高分子上 如可 把直链淀粉 纤维素与聚氨酯相接枝 明胶与丙烯酰乙酯的共聚 淀粉与聚乙烯的接枝等 另外 美国 NATICK 研究所用壳聚糖和壳多糖为主要原料 加入第三组份进行共聚 加工 所得的半透明薄膜具有一般塑料的强度 在土壤中经几周时问 即可分解 德国巴斯夫公司 Eeoflex 的生物降解塑料 年产业化能力为 3 万吨 荷兰 Rodenburg Biopolymers 公司正成为欧洲生物降解塑料市场的新龙头 其年生产能力已达到 4 万吨 Ga 呼 一 Dow 公司是目前世界生物降解塑料产业化生产规模最大的公司 主要生产聚乳 酸系列的生物降解塑料 现已建成年产 14 万吨的生产规模 意大利 Noramont 公司生产淀粉基生物降解塑料 商品名称 MaterBi 2003 年年产能 力为 20 吨 生物降解塑料市场规模为 12 万吨 主要用途为包装材料 堆肥袋 卫生用品 一次性餐具 农用地膜等 市场规模到 2004 年为 120 吨 美国 Cargill Dow 公司开发出聚乳酸系生物降解塑料 商品名为 Nature Worke 在 2005 年底建成了年产 140 吨规模的能力 成为世界生物降解塑料工业化生产规模较大的公 司 Frathshell 公司生产的复合涂层体系的生物降解塑料 原料为淀粉 再生纤维素 生物 降解聚合物等 Dupeont 公司生产聚酯系生物降解塑料 商品名 Biomax Frsthshell 公司 和 McDonald 公司拟采用 Biomax 作为容器的表面涂层 正在共同开发中 En riron mental Prodnct 公司开发 PVA 水溶性降解塑料 用于薄膜 注塑品 堆肥袋等包装材料 澳大利亚 Constatial 公司开发淀粉 低分子量 PVA 系生物降解甥料 目前处于中间试验中 美国 WiUow Ridge Plastics 公司和 CE Biofilms 公司宣称已开发出高质量 低成本降解 母料 可使聚乙烯 PE 聚丙烯烃 PO 载体中加入专用添加剂母料即可使聚烯烃产品 9 个月 至 5 年内完全生物降解 制品成本价格与普通 LDPE 和 PP 相当 ECM 公司出售拥有专利的生物降解添加剂 这一添加剂利用 LDPE 作为载体制成母料 在制品生产中添加量为 1 根据降解的环境不同 PE 和 PP 产品在 9 个月至 5 年内即可 完全生物降解 ECM 母料的活性成份引发一系列的类似作用 使聚烯烃混料掩埋或像垃圾 一样处理后 在一定的时间内降解 日本三洋 Mavic 媒体公司成功开发了一种光盘 这是世界上首次采用商品化聚乳酸生 物降解塑料生产的光盘 在通常使用条件下 其耐用性与当前使用的聚碳酸酯光盘在同一 水平上 三洋已经为这种光盘开发了新型压制和精确成型技术 一根玉米棒可制成 1O 张 光盘 计划最初支持三种类型的光碟 音乐 CD CD R OM 和 VCD 日本玉米淀粉公司同美国合资建立淀粉系列生物降解塑料工厂 年生产规模 2 万吨 日本化学品公司 Iacea 的生物降解树脂 在 2002 年已达到 3 万吨规模 昭和高分子公司的 化学合成脂肪族聚酯产业 年规模将达到 1O 万吨 光降解塑料在美国主要用于制备光降解农用塑料 垃圾袋 塑料包装袋 一次性购物 袋以及提拉环等 在西欧 光降解塑料主要用于生产垃圾袋 一次性购物袋 农用薄膜以 及光降解型工业包装材料等 生物降解塑料在美国主要用于生产垃圾袋 购物袋以及一些 农用薄膜等 在西欧 生物可降解塑料主要用于洗发液瓶 垃圾袋以及一些一次性商品购 物包装袋等 但就目前技术水平而言 似嫌过分夸张宣传 认为采用这些可降解材料就可 以解决 白色污染 显然是不恰当的 因为这些产品的应用性能并不理想 还存在很多问题 目前中国从事降解塑料有一百多家 已初步形成产 学 研相结合的开发体系 已建成的 双螺杆降解母料生产线近100条 生产能力约100kt 已有部分企业如天津丹海股份有限公 司 吉林金鹰实业 降解塑料 有限公司 南京苏石降解树脂有限公司 深圳绿维塑胶公 司 深圳德实利 中国 集团公司 海口天人降解塑料有限公司 惠州环美降解树脂有限 公司 宁夏华西降解树脂制品有限公司等已正式投产或批量投产 产量约20 30kt 其中 具有代表性的产品是天津丹海公司开发的淀粉基生物降解技术和生态利用系列产品 具有 独立自主的知识产权 用其制得的薄膜 变性淀粉等可生物降解成分含量可高达51 以上 育苗钵和注塑制品可高达60 80 这意味着产品不仅具有良好的生物降解性能 而且 可以节约有限的石油资源 并可大大减少塑料垃圾产生量 符合省资源化和从源头抓起及 减量化的原则 另外由于加入了大量淀粉和促降解助剂 其废弃物有利于堆肥化处理 是 回收利用的一种独特方式 符合再生资源化的治理措施 受到国内外极大关注 产品正稳 步进入国内外市场 吉林金鹰实业 降解塑料 有限公司 宁夏华西降解树脂制品有限公 司具备了生产光 钙降解塑料膜制品中超细碳酸钙的含量达51 以上的工业化生产技术 福州师范大学环境材料研究所开发的可降解 可焚烧塑料材料 通过添加30 以上经表面 生物活化处理的超细碳酸钙 不仅可促进生物降解 而且可减少光敏剂的用量 降低成本 有利于实现垃圾焚烧及掩埋综合处理的方式 并可达到减量化 省资源化的目的 我国完 全生物降解塑料近年来取得了可喜