聚L-丙交酯(PLLA),又名聚L-丙交酯,聚L-乳酸,即通常所讲的聚乳酸Poly Lactic Acid(PLA)。聚乳酸是一种生物可降解聚合物材料,由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料,经发酵制成乳酸,再由乳酸聚合制成聚乳酸高分子材料而成。聚乳酸的生产过程无污染,是一种来自植物而不是石油,可100%生物全降解的高分子材料,在自然界中的循环再生,因此能实现真正意义上的节能环保,被产业界一致认定为最具发展前途的绿色新型“生态材料”。
PLLA以玉米、木薯等农作物为原料,经微生物发酵、提取制得乳酸,再经过精制、脱水低聚、高温裂解、聚合而成。PLA具有优异的生物降解性,废弃后一年内能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,对环境不产生污染。PLLA本身属脂肪族聚酯,具有通用高分子材料的基本特性,有着良好的机械加工性能,收缩率低,能够胜任大多数合成塑料的用途,被广泛用于制作包装材料、一次性餐具、家电外壳、纤维、3D耗材等。
根据新思界产业研究中心公布的
《2018-2023年聚乳酸(PLA)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,PLLA为生物基+可降解+可堆肥产品中规模最大,生产企业最多的产品,也是聚乳酸系列最重要的产品。PLLA上游为L-丙交酯,L-丙交酯是一种应用广泛的生物基产品,2017年全球L-丙交酯产量超过50万吨。PLLA作为L-丙交酯下游重要的产品,近年来随着塑料、包装、纺织、农用地膜及现代医药材料等新兴应用领域需求的快速增长。2013-2017年,PLLA产量保持稳健的增长态势,特别是2016年之后PLLA增速接近20%,2017年PLLA的产量达到了13.53万吨,增速为20.2%。
PLLA属于聚酯家族,聚乳酸是以乳酸为主要原料经高科技聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。全球PLLA生产企业集中在北美、东南亚和东亚地区,以美国、中国、泰国为代表。主要的生产企业有美国Natureworks公司、Total Corbion PLA公司和海正生物材料股份有限公司,其中美国Natureworks公司PLLA产能为15万吨/年,为全球最大的生产企业。
按照企业对上游原材料掌控情况,PLLA生产企业生产企业可分为两种类型:
第一种以美国Natureworks 公司、Total Corbion PLA为代表,该类公司牢牢掌控上游L-丙交酯的生产,产业链控制强,具备全球竞争力。NatureworksL-丙交酯产能为18万吨/年,为全球第二大L-丙交酯生产商;Total Corbion PLA股东Corbion公司为全球最大L-丙交酯生产商,其产能占全球产能的50%-60%。
第二类企业以海正生物材料股份有限公司、江苏天仁生物材料有限公司、同杰良生物材料有限公司等公司为代表,该类公司生产规模较小,一般在1万吨年左右,公司只具备L-丙交酯的聚合能力,L-丙交酯通过外购获得。目前中国PLLA生产企业的L-丙交酯原料主要由Corbion公司供给。
新思界
产业研究员认为,PLLA无法直接使用,需要加入PBAT、PBS等其他可降解树脂进行改性,改性后产品以内结晶为主,结晶速度为20-24秒一模,PP磨具结晶速度为10-12秒每模,PLA结晶速度比普通PP的慢1倍。此外,PLA的密度为1.25,较PP密度高38%,同一产品材料使用量远远高于PP,目前PLLA生产成本依然高昂,预计2023年PLA的市场需求量将达到47.3万吨。