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    可降解塑料:超級聚乳酸!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    時間:2020/08/09 編輯:景哥觀世界 關鍵字: 可降解塑料 PLA 中糧科技

    正文字數:4126字 預計閱讀時間11分鐘

    近生物降解塑料非常的火,各地紛紛推出各種級別的禁塑令,而作為生物降解塑料主要的類型之一,PLA自然是水漲船高,而作為PLA二步法生產的中間原料丙交酯,供不應求。這些年號稱能夠提供PLA樹脂的企業很多,但是跟國內很多工程塑料的樹脂生產企業類似,大浪淘沙,"剩"者為王!下面我們來看下:

    一、PLA材料簡介

    PLA是聚乳酸的英文簡稱,英文全稱是Polylactic Acid 或 Polylactide,是 α-羥基丙酸縮合的產物,屬于熱塑性脂肪族聚酯的一種。

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 聚乳酸結構式

    PLA的出現,最早是1932年由杜邦(Dupont)的科學家Wallace Carothers在真空中將乳酸進行直接縮合所得,由于產生的聚合物分子量低,同時生產成本過高,當時未能實現商業化生產。

    直到1987年食品公司Cargill開始投資研發新的聚乳酸制造過程,Cargill 于2001年與陶氏(Dow)合資成立NatureWorks,進行商業化生產聚乳酸,PLA才正式大量進入我們生活中的方方面面。

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    圖 PLA顆粒,海正生物

    二、PLA材料合成工藝

    1、PLA的單體原料制備

    PLA的單體原料是乳酸,它一般是將玉米等殼類作物碾碎后,從中提取淀粉,然后將淀粉制成未精化的葡萄糖。接著通過類似生產啤酒或酒精的方式來發酵葡萄糖,最終經過提純工藝得到乳酸單體。

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    圖 PLA纖維制備全流程,源自網絡

    2、PLA的聚合方法

    PLA的合成主要有兩種方法,分別是乳酸直接縮聚法和丙交酯開環聚合法(又叫二步法)。其中二步法最為常用,其過程是首先將乳酸進行減壓蒸餾制得丙交酯(LA),再以丙交酯為單體,在引發劑、高溫、高真空度的條件下反應數小時制得PLA。

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    圖 直接縮聚法,源自高分子材料改性和防老化技術咨詢

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    圖 二步法,源自高分子材料改性和防老化技術咨詢

    三、PLA材料性能及加工工藝

    PLA是淺黃色透明固體,熱穩定性好,加工溫度170~230℃,有好的抗溶劑性,可用多種方式進行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。

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    圖 3D打印PLA單絲,樂天

    四、PLA的應用

    聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料,適用于擠出、注塑、拉膜、紡絲等各種加工方法,加工方便,因此可被應用于食品包裝、快餐飯盒、無紡布、工業及民用布、農用織物、3D打印等領域。

    恒州博智(QYR)化工與材料行業研究中心的調查數據顯示,PLA材料在食品包裝和餐具領域的應用占比超66%,其次是醫療及個人護理,占比28%。

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    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 PLA制成的生活用具樣品,海正生物

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    圖 PLA制成的一次性杯,光華偉業

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 PLA注塑樣品,德國K展日精展臺

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 PLA注塑樣品,德國K展日精展臺

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 生物可降解塑料袋

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 PLA制成的餐具,谷之源

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    圖 降解性擠出產品,都一

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    圖 PLA 3D打印人體器官,可隆普拉斯特

    其中聚乳酸(PLA)的發展應用尤為迅速。據統計,從2015年到2020年,聚乳酸全球市場的年增長率將達到20.9%,到2020年全球聚乳酸消費市場將達到51.6億美元。

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    五、現有主流PLA樹脂合成廠商盤點

    盡管目前全球聚乳酸的年產能超過25萬噸,但外商饑餓行銷:從1 .6-1.8萬元/噸,漲到3-4萬元/噸,且根據市場情況反映,基本處于供不應求的狀態,4萬/噸都拿不到貨。

    供不應求原因:

    ?聚乳酸市場需求大幅成長,全球今年最少缺料5-10萬噸

    ?2019年/后,丙交酯限供,中糧/允友成/恒天等產能受限

    ?豐原4萬噸及海正三萬噸,下半年投產,明年仍然缺聚乳酸

    ?NW多年低價行銷,終于開滿機,不擴產就可大幅回本盈利

    ?NW如果六月宣布擴產十萬噸,最少需要2年后才能供貨
    ?TCP需1-2年才能解決乳酸缺口,開滿7.5萬噸,但仍然缺貨

    為了讓大家了解PLA原料的生產情況,小編根據各方公開資料綜合整理了PLA聚合廠商名錄,以下排名不分先后,如有錯誤或遺漏,歡迎進群與小編聯系,一起交流探討。

    1、美國NatureWorks

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

     

    美國NatureWorks是全球最大聚乳酸生產商,于1997年由美國陶氏化學與Cargill(嘉吉)合作成立,當時叫 Cargill Dow Polymers(簡稱CDP公司),后更名為NatureWorks公司。NatureWorks在2001年建設了世界最大的聚乳酸生產工廠,是目前全球聚乳酸年產量唯一達到15萬噸的企業,還籌劃在東南亞建7萬噸的分廠,原料主要是玉米淀粉。

    牌號:Ingeo樹脂

    官網:www.natureworksllc.com

    2、泰國Total Corbion

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    Total Corbion是道達爾和科碧恩成立的合資公司,于2017年在泰國投建萬噸級聚乳酸工廠,2018年12月正式投產。值得注意的是,Total Corbion的聚乳酸制造技術由日本帝人授權所得,日本帝人也借此退出聚乳酸生產事業。Total Corbion在泰國的聚乳酸工廠年產能達7.5萬噸,目前是全球第一大丙交酯供應商及全球第二大聚乳酸供應商。

    牌號:Luminy®

    官網:www.total-corbion.com

    3、荷蘭Synbra Technology

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    荷蘭Synbra公司擁有千噸級的生產線,以植物(甘蔗等)為主原料生產的耐熱生物樹脂“Synterra”,較傳統的聚乳酸耐熱性高,被稱之為“第二代聚乳酸”。其新工廠的聚乳酸年產能為5000噸。

    牌號:Synterra®

    官網:www.synbratechnology.com

    4、比利時Futerro

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    比利時Futerro成立于2007年9月,目前具備年產1500噸的聚乳酸裝置。

    牌號:Futerro

    官網:www.futerro.com

    5、浙江海正生物材料股份有限公司

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    浙江海正生物在2005年底正式投產第一條年產5000噸的聚乳酸生產線,發展至今年產能已達 2.5萬噸,另有5萬噸聚乳酸產能正在建設。

    牌號:REVODE®

    官網:www.hisunplas.com

    6、深圳光華偉業股份有限公司

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    深圳光華偉業股份有限公司成立于2002年,以綠色為主題,致力于環境友好型材料的產業化,專門從事生物材料、綠色溶劑的研究開發、生產經營,目前已建成年產聚合物10000噸,乳酸酯15000噸,多元醇5000噸,3D打印材料1500噸的生產能力。

    官網:www.brightcn.net

    7、吉林中糧生物材料有限公司

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    吉林中糧生物材料有限公司成立于2015年7月,是一家專注生產生物基材料——聚乳酸(PLA)的現代化企業,項目年產3萬噸生物基原料(聚乳酸)和年產3萬噸生物基制品。其聚乳酸生產技術來自于蒂森克虜伯工業解決方案公司(thyssenkrupp Industrial Solutions)開發的PLAneo®專利技術。

    官網:www.zlahsh.com

    8、江西科院生物新材料有限公司

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    江西科院生物新材料有限公司由九江科院生物化工有限公司改名而來,擁有先進的乳酸發酵、丙交酯制備與聚乳酸聚合技術,首期千噸級聚乳酸裝置在2017年建成投產。

    官網:www.keyuanbio.com

    9.豐原集團

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    豐原集團歷經15年持續研發,2016年在聚乳酸關鍵技術上取得重大突破,全面掌握了從玉米生產聚乳酸的發酵、提取和聚合技術,以及生產聚乳酸纖維和塑料制品的全產業鏈生產技術。

    2019年11月8日,豐原集團5000噸/年乳酸、3000噸/年聚乳酸產業化示范線試車投產成功,首批聚乳酸產品在蚌埠正式下線。

    官網:http://www.bbcagroup.com/

    10.萬華化學

    萬華實驗室已經攻破技術難點,開始準備中試。萬華準備將PLA、PBAT可降解塑料協同起來,在中國打造具有競爭優勢的全新的產業。

    其他之前報道過有PLA產能,有些PLA項目暫時無進展,或沒有相應產品投產,就沒有在此處列出。如有遺漏,歡迎補充!

    六、限塑令升級,PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    基于聚乳酸未來高速增長的市場需求,“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展對象,科技部《“十三五”材料領域創新專項規劃》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業升級是發展重點之一。

    另外,2020年1月19日,國內限塑令進一步升級,到2020年底,我國將率先在部分地區、部分領域禁止、限制部分塑料制品的生產、銷售和使用,到2022年底,一次性塑料制品的消費量明顯減少,替代產品得到推廣。

    在這樣的發展背景下,2019年起,國內聚乳酸項目建設規劃產能已超百萬噸,呈現出蓬勃之勢。

    表 聚乳酸新產能計劃匯總

    生物降解塑料一哥:聚乳酸應用!PLA未來有望釋放超百萬噸產能

    在環保政策的驅動下,PLA、PBAT、PHA、PCL、PBS等生物降解塑料,在一次性餐具、包裝、農業、汽車、醫療、紡織等領域的應用正迎來市場發展新機遇。生物降解塑料的改性材料,以及相關助劑,抗水解劑,增韌劑,成核劑,抗菌劑也會有新一輪的創新。

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