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2018年生物可降解塑料聚合物技术发展趋势分析

2018-11-15 19:17      责任编辑:冯瀚东    来源:www.newsijie.com    点击:
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2018年生物可降解塑料聚合物技术发展趋势分析
 
        目前生物可降解材料可分为:化学合成生物降解聚酯,包括PBAT、PBS、PCL、PVA和PPC;生物提出聚合树脂包括PLA(淀粉提取)、PHA(糖渣提取)、PHB(糖类提取);天然高分子:植物淀粉、植物纤维、纤维素、壳类植物(谷壳、贝类)等。PBAT、PBS、PBSA等化学合成生物降解聚酯生产工艺成熟,在生物基PET、PE聚合工艺中,上游单体微生物发酵技术最为关键,是影响材料最终应用的核心因素;在PLA、PHAs类生物提出聚合树脂中,PLA无论是单体工艺还是聚合工艺都非常成熟,而PHAs类的发展中菌种的选择、基因工程的改造是核心,北京蓝晶微生物通过生物技术平台,可将PHAs产品成本直接下降30%-50%;淀粉、纤维等天然高分子材料的聚合技术相对简单。
 
        根据新思界产业研究中心公布的《2018-2023年生物可降解塑料行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示PLA、PBAT、PBS、植物淀粉、植物纤维等为常用的生物可降解材料,但由于单体性能及成本因素,这些材料均无法单独使用,往往需要改性才能满足下游的需求。在物理改性、聚合改性及共混改性中,应用最为普遍的为聚合改性及共混改性,聚合改性一般为PLA与PGA、PCL的聚合,通过材料比例的调整来控制降解速度,其成品主要应用在手术缝合线,防粘连膜,组织工程支架等医药领域,共混改性是应用最为普遍,规模最大的技术。
 
        在生物材料共混改性中以完全可降解、堆肥为分界线,不可降解材料PP、PE、ABS等一般与植物纤维和植物淀粉进行改性,常用的植物纤维包括麦纤维、竹纤维、谷物纤维、松木纤维、红木纤维等,部分公司甚至添加艾叶中草药,多以注塑、吹膜产品为主,其中PP+(植物纤维、植物淀粉)和PE+(植物纤维、植物淀粉)是不可降解材料中应用最为广泛的产品。
 
        在完全可降解、堆肥领域,石油基材料PBAT、PBS、PVA等主要与生物基PLA、PHA及天然高分子材料进行共混。PLA单价低,性能较脆、抗冲击性差以及热不稳定,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形,另外聚乳酸的化学结构缺乏反应性能团,不具有亲水性,降解速度需要控制,多与PBAT、PHAs共混改性。PBAT由于大分子链中同时含有柔性的脂肪链和刚性的芳香基因,因而具有较好的延展性和耐热性,但PBAT拉伸强度小,溶体粘度较低等缺点限制了其加工性能和实际应用,目前PBAT主要与PLA、植物淀粉、植物纤维等材料共混。在生物可降解、可堆肥材料中,PBAT与PLA的价格最低,是下游客户共混的主要对象,其中以PBAT+PLA和PBAT+PLA+(植物纤维、植物淀粉)的使用最为普遍,共混改性除了满足产品性能之外,还能够降低价格。
 
        新思界产业研究员认为,无论从碳排放还是环保角度看,生物基+可降解+可堆肥材料是可降解材料发展的最终方向,由于全球经济不平衡及材料本身性能缺陷,可降解材料的发展应用将经历一个复杂、漫长的过程,三类生物可降解材料的发展呈现极大的不确定性,就目前发展来来看,PLLA、PBAT、淀粉基塑料是发展快速的三种材料,2010年之前被认为主流的PBS、PHB、PPC等产品由于成本居高不下,逐渐被前者取代,PGA、PCL等材料在医用领域市场份额不断扩大。2015年以来随着欧美、美国禁塑令、限塑令的加速实行,全球生物可降解材料的发展进入了一个新的阶段,各大公司不断加大研发投入,新技术、新工艺及新材料不断出现,生物可降解材料格局也将经历新的变化。
 
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