一 世界發展現狀與前景
可降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)一般分為(wei)光(guang)降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)、生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)、光(guang)和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)、水降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)四大(da)類(lei)。其中,生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)隨著現代生(sheng)(sheng)物(wu)技術的(de)發展越來越受到重視,成為(wei)國際上研究開發的(de)熱點(dian)。傳(chuan)統塑(su)(su)(su)料(liao)如聚乙烯等(deng)降(jiang)(jiang)解(jie)性能和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)相容性差,造成了嚴重的(de)“白色污染”。而(er)羰基生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)(su)料(liao)可定(ding)義為(wei)含(han)有可降(jiang)(jiang)解(jie)添加劑的(de)石油基塑(su)(su)(su)料(liao)。
目前在生物基材料中,發展最快(kuai)的是生物基塑料。這種極具發展潛力的材料可望在許多(duo)應用領(ling)域(yu)替代傳統聚合物。
生物(wu)塑(su)料由生物(wu)聚合(he)物(wu)制(zhi)取(qu),它與烴類聚合(he)物(wu)不同,生物(wu)聚合(he)物(wu)可被(bei)微生物(wu)破解(jie)并(bing)用作(zuo)堆(dui)肥。2008年2月(yue),生物(wu)塑(su)料被(bei)認定為清潔技(ji)術工(gong)業的亮點。
生物塑(su)料(liao)(liao)是在微(wei)生物作(zuo)用(yong)下生成的(de)塑(su)料(liao)(liao),或者(zhe)是以淀粉等天然物質為基礎生產的(de)塑(su)料(liao)(liao)。大到電視(shi)機的(de)支(zhi)架、電腦框體(ti),小到小擺(bai)件、廚房垃(la)圾袋(dai)等,生物塑(su)料(liao)(liao)的(de)身(shen)影隨處可覓(mi)。
生物(wu)塑料不僅(jin)對環境友(you)好,其對肌體(ti)的(de)適應性也非常好,可(ke)望用(yong)于生產(chan)可(ke)被(bei)肌體(ti)吸收(shou)的(de)術后縫合(he)線等醫(yi)用(yong)產(chan)品。
近年來,石油(you)資源(yuan)的日益緊(jin)缺,導致塑料原料價格(ge)飛漲。尤其是隨著可持續發展戰略的深入人心,解決塑料材料與環保的協調發展問題愈加凸顯。
從材料發(fa)展前景看(kan),天(tian)然(ran)聚合物如PLA、淀(dian)粉混(hun)配物、PHBV和(he)聚羥基丁酸酯(PHB)將主導生(sheng)物塑(su)料市(shi)場(chang),現正(zheng)在(zai)開發(fa)更多的生(sheng)物樹脂與傳(chuan)統聚合物的混(hun)配物。
隨著可生(sheng)物(wu)降解塑(su)料技(ji)術的(de)(de)發展(zhan),聚乳酸(PLA)、生(sheng)物(wu)聚酯等(deng)生(sheng)物(wu)降解材料的(de)(de)逐漸成(cheng)熟,將推(tui)進(jin)塑(su)料制品可生(sheng)物(wu)降解化(hua),為減少廢(fei)舊塑(su)料制品帶(dai)來的(de)(de)污染,并最終實(shi)現資(zi)源和環境的(de)(de)可持續(xu)性(xing)發展(zhan)找到出路。
1. 美日歐鐘情于推廣生物塑料
據美(mei)(mei)國從(cong)(cong)事(shi)市場(chang)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)Freedonia集(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)測,美(mei)(mei)國對天然聚(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)年(nian)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)率(lv)為(wei)(wei)7.1%,將(jiang)達到2012年(nian)17.5億(yi)磅(80萬噸),屆(jie)時市場(chang)銷售額達40億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)。因為(wei)(wei)適用(yong)(yong)性擴大(da),以及一些聚(ju)合(he)物(wu)如(ru)(ru)聚(ju)乳酸(suan)(PLA)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本具有(you)競爭性,為(wei)(wei)此在(zai)包裝(zhuang)應(ying)用(yong)(yong)中將(jiang)會(hui)有(you)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)發展機遇。Freedonia集(ji)(ji)團指出,淀(dian)(dian)物(wu)和發酵產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)以二(er)位數速率(lv)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang),將(jiang)從(cong)(cong)2008年(nian)5.90億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)到2012年(nian)11.25億(yi)美(mei)(mei)元(yuan),這主要由于(yu)PLA、淀(dian)(dian)粉(fen)摻混(hun)物(wu)和透明(ming)質酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)適用(yong)(yong)性擴大(da)以及生產技(ji)術改進所(suo)拉動。價格下(xia)降(jiang)也(ye)(ye)將(jiang)推(tui)動需(xu)求(qiu)。PLA在(zai)包裝(zhuang)領域將(jiang)有(you)很大(da)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang),尤其(qi)在(zai)熱成(cheng)(cheng)型容器方(fang)面。透明(ming)質酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)由皮膚注射和成(cheng)(cheng)人整形外科治療的(de)(de)(de)(de)(de)強勁(jing)需(xu)求(qiu)所(suo)拉動。對纖維(wei)素(su)(su)醚的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)占總市場(chang)比例雖(sui)將(jiang)有(you)下(xia)降(jiang),但(dan)其(qi)仍將(jiang)以4.2%的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)增(zeng)(zeng)速增(zeng)(zeng)長(chang)(chang),將(jiang)從(cong)(cong)2008年(nian)11.10億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)到2012年(nian)13.50億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)。甲(jia)基纖維(wei)素(su)(su)因其(qi)在(zai)建筑材料如(ru)(ru)膠(jiao)泥、灰(hui)泥、水泥漿(jiang)和黏(nian)土中廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)(yong)而(er)占有(you)一定優勢。Freedonia集(ji)(ji)團預(yu)計,蛋白質基聚(ju)合(he)物(wu)如(ru)(ru)膠(jiao)原質的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)也(ye)(ye)很強勁(jing),從(cong)(cong)2008年(nian)起其(qi)市場(chang)年(nian)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)率(lv)將(jiang)為(wei)(wei)6.9%,將(jiang)達到2012年(nian)市場(chang)價值6.05億(yi)美(mei)(mei)元(yuan)。
美(mei)(mei)國Freedonia集團(tuan)于2008年底(di)發(fa)布預(yu)測報告,認為(wei)在今后幾年內美(mei)(mei)國對生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)(jiang)以年率15%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長,這將(jiang)(jiang)使其需(xu)求(qiu)量(liang)從2008年4.0億磅(bang)(bang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長到(dao)2012年7.2億磅(bang)(bang),屆時市場價值將(jiang)(jiang)達(da)8.45億美(mei)(mei)元(yuan)。據(ju)Freedonia集團(tuan)公(gong)司分析(xi),生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)占(zhan)美(mei)(mei)國2008年全部熱塑(su)(su)性樹脂需(xu)求(qiu)量(liang)不(bu)到(dao)0.6%,但是如果其價格(ge)適中,則將(jiang)(jiang)面(mian)臨很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展機遇。據(ju)稱,不(bu)斷上(shang)(shang)漲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)油價格(ge)使生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)升(sheng)溫(wen),生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)來(lai)自于可(ke)再生(sheng)資(zi)源如谷物(wu)(wu)(wu),與(yu)石油基(ji)常規(gui)樹脂相比,成本更(geng)具競爭性。然而,預(yu)計生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長需(xu)使其價格(ge)應(ying)(ying)繼續下降(jiang)(jiang)(jiang),另外,谷物(wu)(wu)(wu)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)上(shang)(shang)漲也給生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)價格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降(jiang)(jiang)(jiang)帶(dai)來(lai)壓(ya)力(li)。該(gai)報告指出(chu),淀粉基(ji)塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)(jiang)以年率16.8%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長,將(jiang)(jiang)達(da)到(dao)2012年2.93億磅(bang)(bang)。其發(fa)展來(lai)自于樹脂混配(pei)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改進以及(ji)一些(xie)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展機遇,這些(xie)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)領(ling)域(yu)如復(fu)配(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)餐飲(yin)包(bao)裝(zhuang)以及(ji)食(shi)品行業用(yong)(yong)(yong)(yong)托盤和餐具。因(yin)能(neng)(neng)力(li)擴增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)和樹脂性能(neng)(neng)改進而擴大(da)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong),以及(ji)有更(geng)多(duo)加工商(shang)投入其中,聚乳酸(PLA)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)年增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長率為(wei)近(jin)20%。Freedonia集團(tuan)公(gong)司預(yu)計,PLA在一些(xie)領(ling)域(yu)如熱成型食(shi)品包(bao)裝(zhuang)以及(ji)被褥和服裝(zhuang)纖維方面(mian)面(mian)臨良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展機遇。聚酯基(ji)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)(jiang)以年率25%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度快速(su)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長,將(jiang)(jiang)達(da)到(dao)2012年8000萬(wan)磅(bang)(bang)。包(bao)裝(zhuang)行業占(zhan)2007年全部生(sheng)物(wu)(wu)(wu)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)近(jin)3/4,到(dao)2012年將(jiang)(jiang)會(hui)有最快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長。
奧巴(ba)馬抑制溫室氣體(ti)排放(fang)的(de)(de)(de)綠色新(xin)政正在助推(tui)基于可再生(sheng)資源的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)應用,這將(jiang)有助于提(ti)高美國(guo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)需(xu)求。分析人士指出,即使經濟狀(zhuang)況不佳,大量(liang)用戶仍都愿意購買環(huan)境友(you)好的(de)(de)(de)產品。美國(guo)業已提(ti)出新(xin)的(de)(de)(de)能源和環(huan)境法案預(yu)計將(jiang)包括排放(fang)交(jiao)易法規或(huo)碳稅,這使人們更加重視環(huan)境。與傳統的(de)(de)(de)塑(su)料(liao)相比(bi),生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)將(jiang)更受青睞。
NatureWorks公司在內布拉斯(si)加州Blair生(sheng)產(chan)(chan)基于谷(gu)物的(de)(de)聚乳酸(PLA),主要(yao)用于包裝領域(yu),該公司現(xian)已被(bei)農(nong)業大公司嘉吉公司全部(bu)擁有(you),已使(shi)其Ingeo品牌的(de)(de)PLA生(sheng)產(chan)(chan)能力翻了一番(fan),達到(dao)了14萬噸/年(nian)。PLA優于傳統塑料的(de)(de)優勢是其生(sheng)產(chan)(chan)時溫(wen)室氣(qi)體(ti)排放極少,需用化石燃料也極少。此外,PLA使(shi)用最后處(chu)理方便(bian),包括可化學循環回(hui)收和可用作(zuo)堆肥。Ingeo品牌的(de)(de)PLA銷售在2008年(nian)底(di)曾受到(dao)經(jing)(jing)濟衰退(tui)的(de)(de)影響,但截(jie)至2009年(nian)7月的(de)(de)幾個(ge)月內需求(qiu)已經(jing)(jing)回(hui)暖。PLA的(de)(de)價格現(xian)已與(yu)傳統塑料相似。NatureWorks公司預(yu)計(ji)2010年(nian)北美(mei)的(de)(de)PLA需求(qiu)增長率將回(hui)復到(dao)20%~30%。這意(yi)味(wei)著(zhu)2013~2014年(nian)將需建設第(di)二(er)套(tao)裝置。
NatureWorks公司也在開(kai)發從(cong)非食用生(sheng)物(wu)質(zhi)原料(liao)來(lai)生(sheng)產生(sheng)物(wu)聚合物(wu),2009年7月已與Avantium公司簽約合作(zuo)協(xie)議,開(kai)發第二代(dai)生(sheng)物(wu)聚合物(wu)。總部(bu)在荷蘭的Avantium公司已開(kai)發出(chu)生(sheng)物(wu)基燃料(liao)和(he)塑料(liao),該公司于2000年從(cong)殼牌(pai)公司剝(bo)離而(er)組建。
另外(wai),2009年(nian)6月,嘉(jia)吉公(gong)(gong)司(si)通過(guo)收購日(ri)本帝人(ren)公(gong)(gong)司(si)持有的(de)50%股(gu)(gu)份(fen)而全資擁有NatureWorks公(gong)(gong)司(si)。帝人(ren)公(gong)(gong)司(si)于(yu)(yu)2007年(nian)起持有NatureWorks公(gong)(gong)司(si)股(gu)(gu)份(fen),當時嘉(jia)吉公(gong)(gong)司(si)前(qian)合資企(qi)業(ye)伙(huo)伴陶(tao)氏(shi)化(hua)學(xue)公(gong)(gong)司(si)放棄了這項業(ye)務。帝人(ren)公(gong)(gong)司(si)正在重組其(qi)產(chan)品業(ye)務,致(zhi)力于(yu)(yu)開發其(qi)專有的(de)抗(kang)熱PLA,應用于(yu)(yu)其(qi)汽(qi)車和電子產(chan)品核(he)心(xin)市場。
近年來,日(ri)本政(zheng)府大力(li)推廣生物(wu)(wu)塑(su)(su)料(liao),這(zhe)類外觀和普通塑(su)(su)料(liao)差(cha)別(bie)不大卻有益環境的塑(su)(su)料(liao)有望成為解決白(bai)色污染(ran)的途徑(jing)之一。日(ri)本政(zheng)府為推進生物(wu)(wu)塑(su)(su)料(liao)等可再生資源的使(shi)(shi)用出臺了《生物(wu)(wu)技術戰略(lve)大綱(gang)》和《生物(wu)(wu)質日(ri)本綜合(he)戰略(lve)》,其(qi)中提到,擴大生物(wu)(wu)塑(su)(su)料(liao)的使(shi)(shi)用是(shi)一項重要課題。《生物(wu)(wu)技術戰略(lve)大綱(gang)》設定的政(zheng)策目標是(shi),到2010年,20%的塑(su)(su)料(liao)要用可再生資源制造。
美國咨詢公司弗若斯特沙利文(wen)(Frost & Sullivan)2008年12月發布《歐洲生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料市(shi)場》研究報告,報告認(ren)為歐洲的生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料市(shi)場正處于新興發展期(qi),即使(shi)在全球金融危機暴(bao)發之際,利用可(ke)再(zai)生(sheng)的生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料代(dai)替(ti)石油生(sheng)產塑(su)(su)料仍是政(zheng)府和企(qi)業關注(zhu)的焦點。
歐洲(zhou)生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)在(zai)終端的應用將越(yue)來越(yue)廣泛。目前,生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)主要應用在(zai)塑(su)料(liao)袋、新鮮(xian)產品包(bao)裝和(he)農膜。生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)正在(zai)逐步替代低密度聚(ju)乙(yi)烯(LDPE)和(he)高(gao)密度聚(ju)乙(yi)烯(HDPE),應用在(zai)塑(su)料(liao)袋中。相比(bi)其他(ta)傳(chuan)統的塑(su)料(liao)如(ru)聚(ju)乙(yi)烯(PE)、聚(ju)苯乙(yi)烯(PS)的終端市場滲透度,隨(sui)著環保意識(shi)的提(ti)高(gao),生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)的需(xu)求正在(zai)增加,潛在(zai)市場巨大。
從近(jin)年的價(jia)(jia)格比較來(lai)看,隨著PLA和淀粉(fen)(fen)基聚合物生產規模的擴大(da),價(jia)(jia)格已呈現下降(jiang)趨勢(shi),在未(wei)來(lai)幾(ji)年內,歐洲PLA和淀粉(fen)(fen)基聚合物的產量會(hui)繼續增加,所以它們的價(jia)(jia)格仍將下降(jiang)。
世界(jie)各國為了(le)減(jian)少固體(ti)廢(fei)棄物,推進可生(sheng)物降(jiang)解(jie)(jie)塑(su)料(liao)的(de)應(ying)用,紛(fen)紛(fen)出臺了(le)鼓勵應(ying)用生(sheng)物降(jiang)解(jie)(jie)塑(su)料(liao)制品的(de)相關政策(ce)。比(bi)如,德(de)國傳統塑(su)料(liao)征收(shou)(shou)Green Dot拋置費(fei),而(er)有(you)OK Compost等降(jiang)解(jie)(jie)證明的(de)則可申請免稅(shui)或減(jian)稅(shui),對傳統塑(su)料(liao)回(hui)收(shou)(shou)重復使用也(ye)給(gei)予免稅(shui)優惠。此外,比(bi)利時(shi)、荷蘭、意大利、美國、日本也(ye)都制訂了(le)有(you)利于(yu)推廣降(jiang)解(jie)(jie)塑(su)料(liao)的(de)相關政策(ce)。
2. 生物塑料的優勢與前景
生(sheng)物塑料(liao)可以(yi)不(bu)同(tong)程(cheng)度的進(jin)行生(sheng)物降解,它為世界指明了一條不(bu)再依(yi)靠(kao)石油(you)生(sheng)產(chan)塑料(liao)的道路。而(er)且生(sheng)物塑料(liao)具有價格優(you)(you)勢、良好(hao)的環保性能、原料(liao)可再生(sheng)等市場優(you)(you)勢。
生(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解塑料由于(yu)具有良好的(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)解性,主要用作食物(wu)軟硬包裝材料,這也是(shi)現階(jie)段其最大的(de)(de)(de)應用領域。但是(shi)由于(yu)生(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解塑料還未實現量(liang)產(chan),要替代所(suo)有傳(chuan)統塑料包裝并(bing)不現實。客戶更(geng)重視成(cheng)本效益。當前生(sheng)物(wu)降(jiang)(jiang)解塑料公司都在努力尋找(zhao)一種(zhong)令該材料能夠(gou)發揮最佳效果的(de)(de)(de)使用方法,如延長(chang)產(chan)品的(de)(de)(de)貨(huo)架壽命等,以(yi)開拓其應用領域。
除了用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)包裝材料(liao)(liao),人們(men)還在(zai)(zai)(zai)設(she)法將(jiang)生物降解塑(su)料(liao)(liao)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)于高(gao)價值(zhi)和(he)高(gao)性能工程(cheng)(cheng),這(zhe)類應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)潛(qian)力(li)較大(da)。目前杜邦公(gong)(gong)司(si)、阿科瑪公(gong)(gong)司(si)等已經涉足(zu)該領域。另(ling)外值(zhi)得一提的是(shi)PLA,該產(chan)品(pin)性能改進后已越來越多(duo)(duo)地應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)于汽車(che)和(he)電子產(chan)品(pin)市(shi)場。此外,天然(ran)纖維(wei)增(zeng)強塑(su)料(liao)(liao)在(zai)(zai)(zai)汽車(che)內(nei)飾中的應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)越來越多(duo)(duo),下一步將(jiang)在(zai)(zai)(zai)客車(che)內(nei)部(bu)增(zeng)加生物降解塑(su)料(liao)(liao)的用(yong)(yong)(yong)(yong)量。2010年全球汽車(che)行(xing)業消(xiao)耗工程(cheng)(cheng)塑(su)料(liao)(liao)約1900萬噸(dun),生物塑(su)料(liao)(liao)在(zai)(zai)(zai)汽車(che)行(xing)業的應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)潛(qian)力(li)巨大(da)。
塑料在電(dian)子電(dian)氣市場也擁(yong)有巨(ju)大的應用潛(qian)力。除了手(shou)機(ji)制造商正越來(lai)越多地在手(shou)機(ji)外(wai)殼上使用PLA之外(wai),可生(sheng)物降解(jie)塑料還將擴(kuo)大用于其他電(dian)子產品。
農業(ye)公(gong)(gong)司(si)(si)是當前生物降解塑(su)料市場(chang)(chang)上最(zui)成功的(de)(de)公(gong)(gong)司(si)(si),因為他們(men)能獲得(de)低成本的(de)(de)原(yuan)料。作為市場(chang)(chang)先驅者之一,嘉吉公(gong)(gong)司(si)(si)已從生物降解塑(su)料業(ye)務中獲得(de)了可(ke)觀的(de)(de)經濟效益。這些農業(ye)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)傳統優勢不是銷(xiao)售塑(su)料,現在(zai)(zai)它們(men)正(zheng)在(zai)(zai)積極尋求同(tong)化工企業(ye)進行銷(xiao)售方(fang)面(mian)的(de)(de)合(he)作,以擴大目標客戶的(de)(de)覆蓋范圍(wei)。此外,帝斯曼等化工公(gong)(gong)司(si)(si)出于豐富產品線的(de)(de)考(kao)慮(lv),也(ye)不斷(duan)在(zai)(zai)其(qi)產品系列中引入生物降解塑(su)料品種。
生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)不是(shi)石(shi)油(you)等化(hua)石(shi)資(zi)源,而是(shi)采(cai)用以(yi)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)等可再生(sheng)(sheng)資(zi)源為(wei)出(chu)發物(wu)(wu)(wu)資(zi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)工藝制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)材(cai)料(liao)(liao),從(cong)成(cheng)為(wei)地球溫暖化(hua)原因(yin)的(de)(de)(de)(de)大氣中二氧化(hua)碳的(de)(de)(de)(de)減少、依賴石(shi)油(you)的(de)(de)(de)(de)社(she)會(hui)擺脫觀點考慮,是(shi)引(yin)人注(zhu)目(mu)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)。近年來,采(cai)取(qu)天然(ran)高分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學轉換、由從(cong)可再生(sheng)(sheng)資(zi)源的(de)(de)(de)(de)單(dan)體化(hua)學合(he)(he)成(cheng)制(zhi)得(de)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)和以(yi)從(cong)可再生(sheng)(sheng)資(zi)源制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)有機(ji)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)為(wei)碳源開發微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)。在(zai)這(zhe)些生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)聚(ju)酯當中,聚(ju)乳酸和微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產生(sheng)(sheng)聚(ju)酯,因(yin)為(wei)是(shi)熱可塑性高分(fen)(fen)子(zi),一直(zhi)作為(wei)最容易的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)期待實用化(hua)。
普通塑(su)料(liao)(liao)如聚(ju)乙(yi)烯、聚(ju)丙烯等合(he)成(cheng)樹脂以不可(ke)(ke)(ke)再生(sheng)的石(shi)油(you)資源(yuan)(yuan)為原料(liao)(liao),且生(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程要消耗(hao)(hao)大(da)量(liang)能(neng)源(yuan)(yuan)。以聚(ju)乙(yi)烯的合(he)成(cheng)為例(li),目前發(fa)達(da)國(guo)(guo)家(jia)普遍采用管(guan)式(shi)法生(sheng)產(chan)(chan)(chan),生(sheng)產(chan)(chan)(chan)每(mei)噸(dun)聚(ju)乙(yi)烯的物耗(hao)(hao)、能(neng)耗(hao)(hao)為:乙(yi)烯1.008噸(dun),電(dian)力800千瓦時(shi)(shi),蒸(zheng)汽1噸(dun),冷卻水120立方米,氮氣5立方米。國(guo)(guo)內聚(ju)乙(yi)烯生(sheng)產(chan)(chan)(chan)與國(guo)(guo)外相比(bi)還(huan)有較大(da)差距,物耗(hao)(hao)、能(neng)耗(hao)(hao)更高(gao)。而生(sheng)物降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)是(shi)以可(ke)(ke)(ke)再生(sheng)資源(yuan)(yuan)為主要原料(liao)(liao),源(yuan)(yuan)于(yu)農作物,是(shi)節(jie)(jie)能(neng)環保型原料(liao)(liao)。在我國(guo)(guo)目前年(nian)消耗(hao)(hao)4000萬(wan)(wan)噸(dun)塑(su)料(liao)(liao)中(zhong),如果其中(zhong)的1/3用淀(dian)粉(fen)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)替代(dai),則可(ke)(ke)(ke)減少(shao)原油(you)消耗(hao)(hao)至少(shao)1000萬(wan)(wan)噸(dun)。按上述聚(ju)乙(yi)烯合(he)成(cheng)能(neng)耗(hao)(hao)計(ji)算,則可(ke)(ke)(ke)省(sheng)電(dian)80億(yi)千瓦時(shi)(shi)。根據全國(guo)(guo)能(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)總量(liang)與CO2排放總量(liang)估算兩者(zhe)的轉換指標(biao)值,計(ji)算出生(sheng)產(chan)(chan)(chan)每(mei)千瓦時(shi)(shi)電(dian)消耗(hao)(hao)0.4千克(ke)標(biao)準煤,排放1千克(ke)CO2,則全國(guo)(guo)每(mei)年(nian)累(lei)計(ji)節(jie)(jie)能(neng)可(ke)(ke)(ke)達(da)320萬(wan)(wan)噸(dun)標(biao)準煤,相應減少(shao)CO2排放量(liang)800萬(wan)(wan)噸(dun),另外還(huan)可(ke)(ke)(ke)節(jie)(jie)省(sheng)大(da)量(liang)水資源(yuan)(yuan)。用生(sheng)物降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)大(da)量(liang)替代(dai)通用塑(su)料(liao)(liao),僅原料(liao)(liao)合(he)成(cheng)節(jie)(jie)省(sheng)的能(neng)耗(hao)(hao)就相當可(ke)(ke)(ke)觀(guan)。由此可(ke)(ke)(ke)見(jian),生(sheng)物降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)節(jie)(jie)能(neng)潛力巨(ju)大(da)。
此(ci)外,生物降解(jie)塑料(liao)(liao)(liao)的加(jia)工(gong)溫(wen)度(du)(du)通常比普通塑料(liao)(liao)(liao)低(di)。以淀粉(fen)基(ji)降解(jie)塑料(liao)(liao)(liao)為例,由(you)于(yu)在(zai)較高溫(wen)度(du)(du)下易(yi)急劇(ju)降解(jie), 因此(ci)以淀粉(fen)為基(ji)材(cai)的降解(jie)塑料(liao)(liao)(liao)加(jia)工(gong)溫(wen)度(du)(du)通常在(zai)150℃以下,而(er)一般聚烯烴(jing)塑料(liao)(liao)(liao)的加(jia)工(gong)溫(wen)度(du)(du)多(duo)在(zai)200℃左右(you),以此(ci)計算(suan),相(xiang)同產(chan)量的生物降解(jie)塑料(liao)(liao)(liao)的加(jia)工(gong)能耗(hao)明顯(xian)低(di)于(yu)普通塑料(liao)(liao)(liao)。
生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑料(liao)可部(bu)分或完全替代通(tong)用(yong)(yong)(yong)塑料(liao),達(da)到減(jian)少(shao)合(he)成樹脂用(yong)(yong)(yong)量(liang)、節約石(shi)油(you)資源(yuan)的(de)目的(de),從(cong)而降(jiang)(jiang)低(di)塑料(liao)對石(shi)油(you)資源(yuan)的(de)依(yi)賴。目前全球(qiu)年消費塑料(liao)達(da)2.4億噸,年增長4%左右,如果其中的(de)1/3用(yong)(yong)(yong)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑料(liao)替代,節省(sheng)的(de)石(shi)油(you)資源(yuan)及(ji)由此(ci)減(jian)少(shao)的(de)污染排放等帶來(lai)的(de)經濟效益不可估量(liang)。因(yin)此(ci),生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑料(liao)對石(shi)油(you)的(de)替代作用(yong)(yong)(yong),可以在很(hen)大程度(du)上保(bao)障(zhang)中國(guo)能源(yuan)安全,同時保(bao)障(zhang)環境安全。
生物降解材料在推行低碳經濟方面將發揮重要作用。日益嚴重的石油資源短缺、環境污染等問題,迫切需要尋找到利用可再生資源、可降解材料逐步替代石油塑料的有效途徑,低碳經濟的發展將給生物降解材料帶來新的發展機遇,生物降解材料市場的需求將呈!@#$%^&*式(shi)增長。
生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)不僅在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中有節(jie)能減(jian)(jian)排效(xiao)果,而(er)且(qie)(qie)在(zai)使用過(guo)程也(ye)具有環(huan)境友(you)好的(de)(de)(de)特征(zheng)。普(pu)通聚烯(xi)烴塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)會排放大(da)(da)量CO2等尾氣及(ji)污(wu)染(ran)物(wu)(wu),而(er)塑(su)料(liao)(liao)(liao)制品大(da)(da)量使用,尤其(qi)是(shi)農(nong)用薄膜和(he)包裝材料(liao)(liao)(liao)又造成(cheng)了日益嚴重的(de)(de)(de)白色(se)污(wu)染(ran)。而(er)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)則不然,其(qi)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)來(lai)(lai)源是(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)再生(sheng)的(de)(de)(de)農(nong)作物(wu)(wu),農(nong)作物(wu)(wu)在(zai)生(sheng)長過(guo)程中通過(guo)光(guang)合(he)作用可(ke)(ke)(ke)以(yi)吸(xi)收CO2放出(chu)氧氣,其(qi)制品廢棄(qi)物(wu)(wu)可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)掩(yan)埋堆(dui)肥條件下完全降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)成(cheng)水和(he)CO2,無污(wu)染(ran)物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)。我國已成(cheng)功開發(fa)的(de)(de)(de)新型降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)——CO2塑(su)料(liao)(liao)(liao),是(shi)以(yi)工(gong)業廢棄(qi)CO2和(he)烴為原(yuan)料(liao)(liao)(liao)共聚而(er)成(cheng),其(qi)中CO2含量為31%~50%。與普(pu)通塑(su)料(liao)(liao)(liao)相比,CO2塑(su)料(liao)(liao)(liao)不僅利(li)用工(gong)業廢氣CO2變廢為寶(bao),有效(xiao)減(jian)(jian)少溫室(shi)效(xiao)應,而(er)且(qie)(qie)對烴及(ji)上游原(yuan)料(liao)(liao)(liao)石油的(de)(de)(de)消耗也(ye)大(da)(da)大(da)(da)減(jian)(jian)少。近年來(lai)(lai),用轉(zhuan)基因植(zhi)物(wu)(wu)生(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)研究已經(jing)取(qu)得很(hen)大(da)(da)進(jin)展。隨著重組DNA技術的(de)(de)(de)發(fa)展,未來(lai)(lai)用轉(zhuan)基因植(zhi)物(wu)(wu)生(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)商業化,必將促進(jin)生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)廣泛應用,進(jin)一步節(jie)約石油資源,減(jian)(jian)輕(qing)環(huan)境壓力(li)。因此,生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)業規模不斷擴(kuo)大(da)(da)的(de)(de)(de)過(guo)程,其(qi)實就是(shi)CO2減(jian)(jian)排的(de)(de)(de)過(guo)程,可(ke)(ke)(ke)逐漸消除困擾全世界多(duo)年的(de)(de)(de)溫室(shi)效(xiao)應和(he)白色(se)污(wu)染(ran)兩大(da)(da)難題,促進(jin)人類、經(jing)濟(ji)與環(huan)境和(he)諧發(fa)展。
一(yi)(yi)次(ci)性(xing)處理的(de)(de)(de)塑(su)料瓶(ping)會引(yin)(yin)起環(huan)境(jing)問(wen)題。每年被處理的(de)(de)(de)塑(su)料瓶(ping)超過130億只。美國(guo)IBM公(gong)司和(he)斯坦福大(da)學(xue)(xue)于2010年3月10日(ri)宣(xuan)布(bu),正在(zai)開發(fa)(fa)新(xin)型(xing)有(you)(you)機(ji)分(fen)子(zi)用(yong)(yong)(yong)作為(wei)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(有(you)(you)機(ji)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑),以用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)新(xin)型(xing)生(sheng)(sheng)物可(ke)(ke)(ke)降解(jie)、有(you)(you)生(sheng)(sheng)物適應性(xing)的(de)(de)(de)塑(su)料。這(zhe)一(yi)(yi)前(qian)景已發(fa)(fa)表(biao)在(zai)美國(guo)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)學(xue)(xue)會雜志《Macromolecules》上。強調了使用(yong)(yong)(yong)有(you)(you)機(ji)分(fen)子(zi)作為(wei)聚合(he)(he)反應用(yong)(yong)(yong)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展機(ji)遇和(he)挑戰。通(tong)過在(zai)合(he)(he)成(cheng)聚合(he)(he)物化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)中引(yin)(yin)入(ru)有(you)(you)機(ji)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑,科學(xue)(xue)家們在(zai)寬(kuan)范圍的(de)(de)(de)聚合(he)(he)技術和(he)單體型(xing)態上開發(fa)(fa)了驗證的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)技術。多年研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)結果,這(zhe)些開發(fa)(fa)可(ke)(ke)(ke)望(wang)引(yin)(yin)導出新(xin)的(de)(de)(de)回收(shou)利用(yong)(yong)(yong)工(gong)藝,這(zhe)一(yi)(yi)工(gong)藝有(you)(you)潛力可(ke)(ke)(ke)大(da)大(da)提高回收(shou)利用(yong)(yong)(yong)能力并(bing)使常規的(de)(de)(de)PET聚酯和(he)植物基(ji)塑(su)料可(ke)(ke)(ke)重(zhong)新(xin)利用(yong)(yong)(yong)。這(zhe)一(yi)(yi)工(gong)作的(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)在(zai)于開環(huan)聚合(he)(he),這(zhe)是(shi)利用(yong)(yong)(yong)金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物或金(jin)屬(shu)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑可(ke)(ke)(ke)實施的(de)(de)(de)主要(yao)方法。而研(yan)(yan)究(jiu)表(biao)明,有(you)(you)機(ji)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑顯示出的(de)(de)(de)活性(xing)可(ke)(ke)(ke)與(yu)大(da)多數活性(xing)金(jin)屬(shu)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑相媲(pi)美。
隨著PLA等可生物(wu)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)應(ying)運(yun)而生,在原有聚乙烯等傳統(tong)不可降(jiang)解(jie)(jie)(jie)塑(su)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)品中加入適量PLA等生物(wu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)成(cheng)的(de)塑(su)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)品,既可部分實現生物(wu)降(jiang)解(jie)(jie)(jie),原有的(de)力(li)學性能(neng)又(you)沒有明顯的(de)改(gai)變(bian)。這(zhe)一(yi)技術突破(po)為(wei)解(jie)(jie)(jie)決廢舊塑(su)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)品污染找到了一(yi)條新途徑(jing),也為(wei)塑(su)料(liao)(liao)(liao)價值鏈帶(dai)來(lai)了新機遇(yu)。
生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)和普(pu)通塑(su)料(liao)共混使(shi)用,在日本(ben)(ben)(ben)已經(jing)比較普(pu)遍。如(ru)豐田汽車公司的(de)(de)(de)塑(su)料(liao)零部件(jian)中,30%使(shi)用了(le)可生(sheng)物(wu)降(jiang)解塑(su)料(liao),70%為傳統塑(su)料(liao)。這樣既(ji)提高了(le)塑(su)料(liao)部件(jian)的(de)(de)(de)可降(jiang)解程度(du),成(cheng)本(ben)(ben)(ben)增(zeng)加又不是(shi)很大,市場接受起來也相(xiang)對(dui)容(rong)易一些。日本(ben)(ben)(ben)處(chu)理(li)塑(su)料(liao)垃圾采用焚燒的(de)(de)(de)方(fang)式,部分(fen)使(shi)用生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)無疑減少了(le)二(er)氧(yang)化碳的(de)(de)(de)排(pai)放量,對(dui)環(huan)境更加友好。若以填埋(mai)方(fang)式處(chu)理(li)廢舊塑(su)料(liao),這種(zhong)部分(fen)降(jiang)解塑(su)料(liao)制品中仍存在不可降(jiang)解的(de)(de)(de)部分(fen),其對(dui)環(huan)境的(de)(de)(de)影響將因生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)和普(pu)通塑(su)料(liao)共混比例的(de)(de)(de)不同而變化。
人們環保意(yi)識的(de)提高讓生(sheng)(sheng)產商看到了(le)生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)在包裝市(shi)場的(de)機會。杜(du)邦、嘉吉、巴(ba)斯夫等知名化學品生(sheng)(sheng)產商紛紛以并購、合資(zi)的(de)方式進(jin)入該市(shi)場。鑒于(yu)目(mu)前消費者(zhe)對生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)的(de)認(ren)知度(du)不高,未(wei)來還需要大力(li)培育(yu)市(shi)場,引導消費者(zhe)。生(sheng)(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)料(liao)是一種新型包裝材料(liao),塑(su)料(liao)與包裝生(sheng)(sheng)產商需要聯合起(qi)來宣(xuan)傳并引導消費者(zhe)接受這(zhe)種環保材料(liao)。
3. 各國公司(si)加快投(tou)身(shen)生物(wu)塑料(liao)研犮與應用
3.1. 美國
美國塑料混配物(wu)生產商普(pu)力(li)萬(wan)公(gong)司全(quan)球生物(wu)聚(ju)合(he)物(wu)部指出:盡管不同產品(pin)和市場(chang)存在較大(da)差(cha)異,但(dan)(dan)從整體(ti)上看,這一(yi)市場(chang)仍將以二位(wei)數速率(lv)增(zeng)長(chang)(chang)。當今這一(yi)增(zeng)長(chang)(chang)速度與(yu)可混配和可生物(wu)降解生物(wu)聚(ju)合(he)物(wu)相維系。生物(wu)聚(ju)合(he)物(wu)現占普(pu)力(li)萬(wan)公(gong)司總銷售(shou)額小于(yu)1%,但(dan)(dan)公(gong)司將發(fa)展(zhan)新產品(pin),繼(ji)續擴大(da)其所占的(de)份額。生物(wu)聚(ju)合(he)物(wu)是普(pu)力(li)萬(wan)公(gong)司的(de)策略(lve)增(zeng)長(chang)(chang)平臺之一(yi),因為它符合(he)公(gong)司的(de)可持續發(fa)展(zhan)戰略(lve)。普(pu)力(li)萬(wan)公(gong)司將大(da)力(li)發(fa)展(zhan)現有的(de)生物(wu)聚(ju)合(he)物(wu),如(ru)PLA(聚(ju)乳酸)、PHBV(聚(ju)-3-羥基丁酸戊酸共聚(ju)酯)和淀粉(fen)混配物(wu),以及(ji)有高含量生物(wu)衍生物(wu)的(de)工程熱塑性(xing)(xing)塑料和熱塑性(xing)(xing)彈性(xing)(xing)體(ti)。
美(mei)國普立(li)萬公(gong)司一直在(zai)(zai)為(wei)提高(gao)生物塑(su)(su)(su)料的耐(nai)高(gao)溫(wen)性能而努力(li)。該公(gong)司推(tui)出(chu)(chu)了其開(kai)發(fa)的、改善了材料抗沖擊性并可在(zai)(zai)100℃以(yi)上加(jia)工(gong)使(shi)用(yong)(yong)的可生物降解塑(su)(su)(su)料技(ji)術。耐(nai)高(gao)溫(wen)產品(pin)的推(tui)出(chu)(chu),使(shi)生物塑(su)(su)(su)料在(zai)(zai)家用(yong)(yong)塑(su)(su)(su)料制品(pin)中大規模應(ying)用(yong)(yong)成為(wei)可能。普立(li)萬與(yu)全球領(ling)先的家居和辦(ban)公(gong)室(shi)配件供應(ying)商合(he)作(zuo)推(tui)出(chu)(chu)了可生物降解的浴(yu)室(shi)配件。該產品(pin)采用(yong)(yong)了普立(li)萬開(kai)發(fa)的PHBV(聚羥基(ji)丁酸戊酸共聚酯)為(wei)基(ji)礎的生物降解材料,讓牙刷架、浴(yu)室(shi)盒、浴(yu)室(shi)杯(bei)、定量分配器、肥皂盒及(ji)浴(yu)桶等在(zai)(zai)保留原有設(she)計(ji)和質量標準的情(qing)況下(xia)更加(jia)環保。
最近,美(mei)國嘉吉旗下的(de)(de)NatureWorks公司用(yong)100%可再生植(zhi)物資源為原料生產(chan)的(de)(de)英吉爾天然塑(su)料及纖(xian)維(wei),在生產(chan)工藝(yi)上取得了(le)(le)重大突破。新產(chan)品(pin)比老產(chan)品(pin)的(de)(de)二氧化碳排放量減少60%,能(neng)(neng)源消耗也(ye)降(jiang)低(di)了(le)(le)30%。據NatureWorks的(de)(de)宣傳材料稱,該(gai)產(chan)品(pin)“既(ji)滿足了(le)(le)市場對塑(su)料和纖(xian)維(wei)產(chan)品(pin)兼具功能(neng)(neng)性及環保(bao)性的(de)(de)需求,也(ye)使公司在環保(bao)方面又(you)向(xiang)前邁進了(le)(le)一大步”。
NatureWorks公(gong)司看好生物塑料(liao)(liao)應(ying)用前(qian)景,其應(ying)用將包(bao)(bao)括軟包(bao)(bao)裝(zhuang)和硬包(bao)(bao)裝(zhuang)以及食品(pin)器具(ju)、飲(yin)料(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)、紡織品(pin)、無紡布和不斷增長的耐(nai)用塑料(liao)(liao)市場。例(li)如,美國(guo)快餐食品(pin)制造商Frito-Lay公(gong)司于2010年(nian)推出采用Ingeo生物塑料(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)的快餐食品(pin)。
2009年5月,NatureWorks公司也(ye)在美(mei)國內布(bu)拉斯加(jia)州Blair生產(chan)裝置(zhi)增(zeng)設了(le)(le)設備,使(shi)生物塑料(liao)生產(chan)能力翻了(le)(le)一番,達到了(le)(le)140噸(dun)/年。Blair生產(chan)裝置(zhi)也(ye)采用了(le)(le)新的生產(chan)工藝(yi),進一步降低了(le)(le)裝置(zhi)的二氧化碳排放和能耗(hao)。
杜邦公司加快推銷生(sheng)物(wu)(wu)基聚(ju)合物(wu)(wu),截至2009年5月底,該公司已使其高(gao)性(xing)能、源于(yu)可(ke)再生(sheng)的工程聚(ju)合物(wu)(wu)幾條(tiao)生(sheng)產線(xian)實現了(le)商業(ye)化,這些(xie)可(ke)再生(sheng)工程聚(ju)合物(wu)(wu)包括熱(re)塑性(xing)彈性(xing)體(ti)和樹脂(zhi),以及應用于(yu)汽車和運動器械的長鏈尼龍(long)。這些(xie)聚(ju)合物(wu)(wu)至少含(han)有20%可(ke)再生(sheng)材(cai)料(liao),并且(qie)與完(wan)全石油化工基的材(cai)料(liao)相(xiang)比,性(xing)能上(shang)相(xiang)同或(huo)更好。客戶用于(yu)替代(dai)使用,無需作出性(xing)能和環境上(shang)的改進(jin)。
杜邦公司推出可再(zai)(zai)生(sheng)包裝(zhuang)聚合物(wu)材(cai)(cai)料(liao),這種稱為Biomax TPS的(de)材(cai)(cai)料(liao)為可再(zai)(zai)生(sheng)來源的(de)熱(re)塑性淀粉制造,應用于包裝(zhuang)行業,含(han)有(you)(you)85%~90%的(de)可再(zai)(zai)生(sheng)成(cheng)分(fen),適(shi)宜于制作熱(re)成(cheng)型托(tuo)盤和物(wu)品(pin)、注模部件和容器(qi)。Biomax PTT材(cai)(cai)料(liao)含(han)有(you)(you)35%的(de)可再(zai)(zai)生(sheng)成(cheng)分(fen),適(shi)用于包裝(zhuang)用途,用于注模容器(qi)、化(hua)裝(zhuang)品(pin)包裝(zhuang)和其他常用聚酯的(de)替代部件。
美國從事(shi)生(sheng)(sheng)物科學的Metabolix公司與其合作伙伴ADM公司的生(sheng)(sheng)物塑料(liao)(liao)合資企業(ye)Telles公司也在美國愛荷華州Clinton建設第一(yi)套(tao)生(sheng)(sheng)產Telles公司Mirel生(sheng)(sheng)物塑料(liao)(liao)產品(pin)的裝置,這套(tao)5萬噸/年生(sheng)(sheng)產裝置于2009年12月(yue)建成。
美國(guo)亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭公司(si)于2010年(nian)1月宣布(bu),由亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭高性(xing)(xing)能(neng)材料(liao)部(bu)門研發的(de)(de)(de)(de)(de)Envirez生(sheng)物(wu)(wu)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)已被(bei)加拿大(da)玻璃纖維船(chuan)舶(bo)(bo)(bo)生(sheng)產(chan)商Campion Marine公司(si)大(da)批量(liang)(liang)應用(yong)(yong)(yong),將(jiang)有數(shu)百(bai)艘(sou)由Envirez樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)制造的(de)(de)(de)(de)(de)船(chuan)舶(bo)(bo)(bo)下水。據介紹,Envirez樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)配(pei)方(fang)中(zhong)使用(yong)(yong)(yong)了(le)一定量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)豆(dou)油和由玉(yu)米所(suo)制得的(de)(de)(de)(de)(de)乙(yi)醇,被(bei)稱為來自可(ke)再生(sheng)原料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)新型樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)。亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭與(yu)Campion Marine公司(si)2008年(nian)合作(zuo),建造了(le)世界(jie)第一艘(sou)利用(yong)(yong)(yong)生(sheng)物(wu)(wu)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)船(chuan)舶(bo)(bo)(bo)。該(gai)船(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)測試數(shu)據不(bu)僅證明(ming)了(le)Envirez樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)(zai)高性(xing)(xing)能(neng)游(you)艇船(chuan)舶(bo)(bo)(bo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)成(cheng)功,同時(shi)表(biao)明(ming)應用(yong)(yong)(yong)該(gai)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)造船(chuan)每(mei)年(nian)可(ke)減(jian)少10萬磅(bang)二氧化碳的(de)(de)(de)(de)(de)排放量(liang)(liang)。據稱,亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭生(sheng)物(wu)(wu)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)現(xian)出來的(de)(de)(de)(de)(de)杰(jie)出性(xing)(xing)能(neng)可(ke)滿足造船(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao),它能(neng)提供(gong)(gong)更高的(de)(de)(de)(de)(de)強度和延伸(shen)率,同時(shi)減(jian)少了(le)對石油的(de)(de)(de)(de)(de)依(yi)賴(lai)。它是同類(lei)原料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)首選,亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭將(jiang)在(zai)(zai)所(suo)有船(chuan)舶(bo)(bo)(bo)上應用(yong)(yong)(yong)這種(zhong)材料(liao)。亞(ya)(ya)什(shen)(shen)蘭高性(xing)(xing)能(neng)材料(liao)部(bu)門在(zai)(zai)全球不(bu)飽和聚酯(zhi)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)及乙(yi)烯(xi)基(ji)酯(zhi)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)市場(chang)上占有重要(yao)地位,可(ke)為客(ke)戶提供(gong)(gong)膠(jiao)衣(yi)、壓(ya)敏膠(jiao)、結構膠(jiao)及金屬鑄(zhu)造設計(ji)服務(wu)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)先進技(ji)術(shu)。
可口可樂公(gong)(gong)司2009年5月中(zhong)旬宣布,推(tui)出(chu)PlantBottle品牌(pai)新的(de)100%循環回(hui)收塑料(liao)(liao)(liao)瓶。這種(zhong)(zhong)瓶子部(bu)分原料(liao)(liao)(liao)來自甘蔗和糖(tang)蜜。該公(gong)(gong)司2009年內率先在北(bei)美(mei)試推(tui)行這種(zhong)(zhong)新瓶子,于2010年大規模推(tui)廣應用(yong)。可口可樂公(gong)(gong)司稱,這種(zhong)(zhong)塑料(liao)(liao)(liao)瓶的(de)原料(liao)(liao)(liao)中(zhong)有30%以上的(de)成分來自甘蔗和糖(tang)蜜提取物,其(qi)他(ta)為石油基(ji)聚(ju)乙烯(xi)。
2010年3月(yue)上旬(xun),在(zai)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)裝水(shui)市(shi)場出現(xian)一種新(xin)的(de)(de)趨勢,生(sheng)(sheng)物塑料(liao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)可(ke)(ke)(ke)百分之百來(lai)自植(zhi)物制(zhi)造,而不是近年出現(xian)的(de)(de)混合復(fu)合材料(liao)制(zhi)成的(de)(de)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)。新(xin)推出的(de)(de)經濟礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(eco-bottles)來(lai)自于美(mei)國綠(lv)(lv)(lv)色星(xing)球(qiu)(qiu)礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(Green Planet Bottling)公(gong)(gong)司(si)和(he)Keystone 瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)裝水(shui)公(gong)(gong)司(si)。美(mei)國綠(lv)(lv)(lv)色星(xing)球(qiu)(qiu)礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)100%植(zhi)物基(ji)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)無毒且(qie)為碳中性,而常用(yong)的(de)(de)塑料(liao)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)含有(you)石油和(he)雙酚A成份(fen)。它們可(ke)(ke)(ke)再(zai)利(li)用(yong)、循(xun)環利(li)用(yong)并(bing)且(qie)可(ke)(ke)(ke)在(zai)80天內成為堆肥(fei)。綠(lv)(lv)(lv)色星(xing)球(qiu)(qiu)礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)公(gong)(gong)司(si)表示,每生(sheng)(sheng)產(chan)72瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)植(zhi)物基(ji)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping),可(ke)(ke)(ke)節約1加侖石油。這些礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)生(sheng)(sheng)產(chan)時使用(yong)的(de)(de)能源(yuan)和(he)燃料(liao)也(ye)(ye)減少(shao)65%。綠(lv)(lv)(lv)色星(xing)球(qiu)(qiu)礦(kuang)泉(quan)(quan)(quan)水(shui)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)公(gong)(gong)司(si)現(xian)有(you)16.9盎司(si)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping),一升和(he)12盎司(si)瓶(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)(ping)也(ye)(ye)已推出。
2.2. 西歐
德(de)國巴斯(si)夫(fu)公(gong)司現(xian)在(zai)(zai)生產(chan)(chan)的生物(wu)塑料包(bao)括脂肪族-芳(fang)香族共聚(ju)酯Ecoflex,以(yi)及由Ecoflex和45%PLA組成的混合物(wu)Ecovio,兩者采用受控的混配工藝可以(yi)完全(quan)生物(wu)降解。巴斯(si)夫(fu)公(gong)司正在(zai)(zai)其路德(de)維希(xi)港生產(chan)(chan)基地新建6萬噸/年(nian)(nian)Ecoflex生產(chan)(chan)裝置,該生產(chan)(chan)基地現(xian)生產(chan)(chan)1.4萬噸/年(nian)(nian)生物(wu)塑料。Ecoflex開(kai)發(fa)于(yu)(yu)上(shang)世紀(ji)九十年(nian)(nian)代中(zhong)期(qi),而Ecovio開(kai)發(fa)于(yu)(yu)2006年(nian)(nian)。巴斯(si)夫(fu)公(gong)司到2010年(nian)(nian)下半年(nian)(nian),其在(zai)(zai)德(de)國的上(shang)述(shu)二種生物(wu)塑料總能力達7.5萬噸/年(nian)(nian)。公(gong)司在(zai)(zai)世界上(shang)也擁有許多Ecoflex合作開(kai)發(fa)項目(mu)。并拓展Ecovio技術(shu)應(ying)用于(yu)(yu)薄(bo)膜、模塑等(deng)產(chan)(chan)品(pin)。
荷蘭(lan)帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)公(gong)(gong)司(si)(si)是(shi)全球生(sheng)(sheng)命科學和材(cai)(cai)料(liao)科學公(gong)(gong)司(si)(si),該公(gong)(gong)司(si)(si)于(yu)(yu)2010年4月16日宣布(bu),已推出(chu)汽車(che)(che)(che)(che)行業(ye)用(yong)兩(liang)款(kuan)生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)高(gao)性(xing)能(neng)材(cai)(cai)料(liao)。帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品展現了生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)魅力(li),該產(chan)(chan)品是(shi)PalapregECO P55-01,為汽車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)身零部(bu)件(jian)用(yong)生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)樹(shu)脂(zhi),這(zhe)些車(che)(che)(che)(che)身零部(bu)件(jian)包(bao)括外部(bu)面板在(zai)內,另一款(kuan)產(chan)(chan)品是(shi)EcoPaXX,為生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)高(gao)性(xing)能(neng)工程塑料(liao)。Palapreg ECO由(you)55%可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)資(zi)源組(zu)成,是(shi)當今市場生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)含量(liang)最高(gao)的(de)(de)(de)(de)復合(he)樹(shu)脂(zhi)材(cai)(cai)料(liao)。工業(ye)試驗證明,帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品能(neng)達到高(gao)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)基(ji)(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)含量(liang),而(er)不(bu)會(hui)(hui)使產(chan)(chan)品性(xing)能(neng)或生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)速(su)度有(you)任何減小。EcoPaXX是(shi)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)聚酰胺,它將高(gao)熔點(dian)(dian)(約(yue)250℃)、低吸濕性(xing)和優(you)良的(de)(de)(de)(de)耐各種化(hua)學物(wu)質(zhi)性(xing)能(neng)優(you)點(dian)(dian)組(zu)合(he)在(zai)一起。該材(cai)(cai)料(liao)約(yue)70%基(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)資(zi)源蓖麻油的(de)(de)(de)(de)構筑基(ji)(ji)(ji)塊。2009年,帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)公(gong)(gong)司(si)(si)從汽車(che)(che)(che)(che)和運輸部(bu)門(men)(men)獲得其總(zong)的(de)(de)(de)(de)凈銷(xiao)售額7%。帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)工程塑料(liao)分(fen)部(bu)和帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)復合(he)樹(shu)脂(zhi)分(fen)部(bu)是(shi)該公(gong)(gong)司(si)(si)高(gao)性(xing)能(neng)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)二個(ge)集群部(bu)門(men)(men),可(ke)(ke)為汽車(che)(che)(che)(che)行業(ye)提(ti)(ti)供減輕重量(liang)、提(ti)(ti)高(gao)性(xing)能(neng)和提(ti)(ti)高(gao)燃油效率的(de)(de)(de)(de)各種解(jie)決方(fang)案。帝(di)(di)斯(si)(si)曼(man)致力(li)于(yu)(yu)發展高(gao)效能(neng)、可(ke)(ke)持續(xu)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)作(zuo)為其業(ye)務內涵,為全球生(sheng)(sheng)物(wu)基(ji)(ji)(ji)經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)發展作(zuo)出(chu)重要貢獻。這(zhe)兩(liang)款(kuan)產(chan)(chan)品ECO P55-01 和EcoPaXX目前正在(zai)由(you)汽車(che)(che)(che)(che)行業(ye)包(bao)括MCR在(zai)內的(de)(de)(de)(de)幾家客(ke)戶(hu)進行最后(hou)核準。Palapreg ECO P55-01已被(bei)用(yong)于(yu)(yu)世界第一次零排放賽(sai)(sai)車(che)(che)(che)(che)冠軍賽(sai)(sai)Formula Zero競賽(sai)(sai)的(de)(de)(de)(de)小型賽(sai)(sai)車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)身制作(zuo),并已獲得一級(ji)方(fang)程式(shi)比賽(sai)(sai)協會(hui)(hui)(FIA)的(de)(de)(de)(de)批準。
2.3. 日本
日本三菱化學公司(si)也加快生產生物可(ke)降解和無碳排塑料,包裝(zhuang)是應(ying)用(yong)的(de)初期目標,2007~2009年(nian)已生產了超過6000噸(dun),未來將進一步增產。
日本(ben)(ben)東(dong)麗公司與昭(zhao)和公司合作開發的(de)(de)以(yi)PLA和纖維(wei)素為(wei)主要成(cheng)分的(de)(de)PLA生物(wu)塑料耐熱溫度已(yi)(yi)經達到(dao)150℃,美國伊(yi)士曼公司和日本(ben)(ben)昭(zhao)和高分子(zi)(zi)公司推(tui)出的(de)(de)生物(wu)法聚(ju)丁二(er)酸丁二(er)酯已(yi)(yi)經可以(yi)作為(wei)家用(yong)電器和電子(zi)(zi)儀器等的(de)(de)包(bao)裝材料。總之(zhi),可生物(wu)降解(jie)塑料的(de)(de)耐高溫性能正在逐步提升(sheng),進(jin)一步推(tui)廣應用(yong)的(de)(de)條(tiao)件正在逐步成(cheng)熟。
豐(feng)田(tian)(tian)汽車(che)公司(si)計(ji)劃到(dao)2015年,將20%的(de)(de)(de)(de)汽車(che)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)更換為(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)。豐(feng)田(tian)(tian)公司(si)2003年首次(ci)在(zai)汽車(che)中使(shi)用(yong)(yong)了生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)。一款稱(cheng)為(wei)(wei)“Raum”的(de)(de)(de)(de)車(che)型(xing)的(de)(de)(de)(de)輪胎罩和車(che)墊,采(cai)用(yong)(yong)聚乳酸(suan)和洋麻的(de)(de)(de)(de)混合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)制作而成(cheng)(cheng)。不(bu)過,后來沒(mei)有在(zai)其(qi)他(ta)汽車(che)上(shang)用(yong)(yong)過生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao),因為(wei)(wei)這種材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本、性能及(ji)加工成(cheng)(cheng)型(xing)等方面(mian)還有待完善,豐(feng)田(tian)(tian)公司(si)并未做好大規模應用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)準備。為(wei)(wei)實現豐(feng)田(tian)(tian)汽車(che)公司(si)削減CO2排放量目標,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)現被(bei)寄予厚望。要使(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)替代率達到(dao)20%,首先要在(zai)技術(shu)方面(mian)取得突(tu)破(po),以(yi)解決生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)在(zai)耐熱性、成(cheng)(cheng)型(xing)性、耐沖擊(ji)性及(ji)長期可靠性等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)難題。豐(feng)田(tian)(tian)汽車(che)公司(si)最(zui)近已開(kai)始推進(jin)上(shang)述課題的(de)(de)(de)(de)改進(jin)研(yan)究(jiu)。據稱(cheng),豐(feng)田(tian)(tian)汽車(che)公司(si)所用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)件中,聚丙烯(xi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)目前所占比例接近50%,再(zai)加上(shang)其(qi)他(ta)幾種主(zhu)要塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)品種聚氯(lv)乙烯(xi)、聚氨(an)酯及(ji)ABS,這四(si)種材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)約占車(che)用(yong)(yong)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)用(yong)(yong)量的(de)(de)(de)(de)80%。到(dao)2015年,豐(feng)田(tian)(tian)汽車(che)打算逐(zhu)漸將這些(xie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)都用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)來代替,而首先將更換為(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)汽車(che)內飾件。
日本科研(yan)(yan)人(ren)員2008年7月底宣布開(kai)發(fa)出一種由天(tian)然纖維(wei)(wei)(wei)(wei)和(he)(he)生(sheng)物可降(jiang)(jiang)解塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)制(zhi)成的(de)復合(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),新(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)強度(du)高于玻璃纖維(wei)(wei)(wei)(wei)強化(hua)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao),這種新(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)今后有望應(ying)用于汽(qi)車和(he)(he)飛機上。據報道,這種新(xin)復合(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)由山口(kou)大學教授合(he)(he)(he)田公一等人(ren)開(kai)發(fa),原料(liao)(liao)(liao)(liao)是生(sheng)產衣服用的(de)天(tian)然苧(zhu)(zhu)麻(ma)(ma)纖維(wei)(wei)(wei)(wei)和(he)(he)以玉米為原料(liao)(liao)(liao)(liao)生(sheng)產的(de)生(sheng)物可降(jiang)(jiang)解塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)。制(zhi)作過(guo)程是,首先使(shi)用高濃度(du)堿(jian)性(xing)溶液浸泡苧(zhu)(zhu)麻(ma)(ma),接著把苧(zhu)(zhu)麻(ma)(ma)和(he)(he)生(sheng)物可降(jiang)(jiang)解塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)按6比(bi)4的(de)比(bi)例混合(he)(he)(he)加壓(ya)并逐漸加熱,從而制(zhi)成復合(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)。科研(yan)(yan)人(ren)員使(shi)用2毫米厚的(de)薄膜狀新(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)進(jin)行(xing)耐(nai)沖(chong)(chong)擊測試,結果表明新(xin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)能(neng)(neng)耐(nai)受(shou)高達13.4焦耳的(de)沖(chong)(chong)擊能(neng)(neng)量。而如果不(bu)經過(guo)特殊處(chu)理,用苧(zhu)(zhu)麻(ma)(ma)纖維(wei)(wei)(wei)(wei)和(he)(he)生(sheng)物可降(jiang)(jiang)解塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)簡單混合(he)(he)(he)制(zhi)成的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)只能(neng)(neng)耐(nai)受(shou)最高6.3焦耳的(de)沖(chong)(chong)擊能(neng)(neng)量。
3. 全球生物塑料市場及前景
按照產品(pin)生命周(zhou)期來分析,生物塑料產品(pin)尚處于萌芽(ya)期和發(fa)展期,市場存在巨大增長潛(qian)力,目前正在向一些終端應用領域增強滲(shen)透力度。
據美(mei)(mei)國BCC研究公司發(fa)表的(de)(de)(de)(de)預測報(bao)告,認為(wei)(wei)(wei)到(dao)(dao)(dao)2012年(nian)(nian)全球(qiu)可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)聚(ju)合(he)(he)物市(shi)場(chang)(chang)年(nian)(nian)均增長(chang)(chang)率(lv)為(wei)(wei)(wei)17.3%。2007年(nian)(nian)需(xu)求量(liang)達(da)到(dao)(dao)(dao)了5.41億(yi)磅(bang)(bang)(24.5萬噸),預計到(dao)(dao)(dao)2012年(nian)(nian)市(shi)場(chang)(chang)將增加到(dao)(dao)(dao)超(chao)過12億(yi)磅(bang)(bang)(54.6萬噸)。2007年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)市(shi)場(chang)(chang)比2006年(nian)(nian)增長(chang)(chang)1.32億(yi)磅(bang)(bang),增長(chang)(chang)32.3%,而(er)需(xu)求量(liang)為(wei)(wei)(wei)4.69億(yi)磅(bang)(bang)。混配(pei)塑料袋是(shi)(shi)這一市(shi)場(chang)(chang)用(yong)量(liang)最大(da)的(de)(de)(de)(de)部門。2007年(nian)(nian)達(da)近2.42億(yi)磅(bang)(bang),預計對可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)塑料袋的(de)(de)(de)(de)需(xu)求將達(da)到(dao)(dao)(dao)2012年(nian)(nian)5.86億(yi)磅(bang)(bang),年(nian)(nian)增長(chang)(chang)率(lv)為(wei)(wei)(wei)19.4%。2007年(nian)(nian)稀疏填充包裝用(yong)量(liang)為(wei)(wei)(wei)1.62億(yi)磅(bang)(bang),并將增長(chang)(chang)到(dao)(dao)(dao)2012年(nian)(nian)2.14億(yi)磅(bang)(bang)。第三個最大(da)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)部門是(shi)(shi)其他包裝,包括(kuo)醫藥(yao)/衛生(sheng)(sheng)產品、農業應(ying)用(yong)和紙(zhi)張涂料。目前用(yong)量(liang)為(wei)(wei)(wei)8100磅(bang)(bang),預計到(dao)(dao)(dao)2012年(nian)(nian)將達(da)到(dao)(dao)(dao)2.32億(yi)磅(bang)(bang),年(nian)(nian)增長(chang)(chang)率(lv)為(wei)(wei)(wei)23.4%。BCC表示,可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)聚(ju)合(he)(he)物雖然商業化己有20年(nian)(nian)之久(jiu),但(dan)仍處發(fa)展(zhan)初期。這一市(shi)場(chang)(chang)仍不(bu)夠大(da),主(zhu)要(yao)有幾方面問題,最主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)價格相對較(jiao)高和缺乏(fa)有效(xiao)混配(pei)的(de)(de)(de)(de)基礎設(she)施。北美(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)聚(ju)合(he)(he)物市(shi)場(chang)(chang)不(bu)如歐洲(zhou)和亞洲(zhou)發(fa)展(zhan)得(de)快,但(dan)具(ju)有發(fa)展(zhan)潛力(li)。美(mei)(mei)國市(shi)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)驅動力(li)是(shi)(shi)環境法(fa)規的(de)(de)(de)(de)推動,最近用(yong)可(ke)生(sheng)(sheng)物降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)聚(ju)合(he)(he)物代替石油基塑料正在增長(chang)(chang)。
從可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)(sheng)資源生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)聚合物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)技術進步(bu)將(jiang)使全(quan)(quan)球生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)應(ying)用不斷升(sheng)溫。2008年(nian)(nian)(nian)5月(yue)初在(zai)美國(guo)(guo)Milwaukee召開的(de)(de)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)工程(cheng)師(shi)學(xue)會年(nian)(nian)(nian)會指出,全(quan)(quan)球生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)將(jiang)從2007年(nian)(nian)(nian)26.24萬噸提(ti)高到(dao)2011年(nian)(nian)(nian)99.88萬噸。截至(zhi)(zhi)2008年(nian)(nian)(nian)初使用的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)仍(reng)僅占(zhan)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)2.31億噸的(de)(de)0.7%,但減少對(dui)石(shi)油的(de)(de)依賴(lai)和(he)(he)(he)面(mian)向環境(jing)更為友好(hao)將(jiang)驅(qu)動(dong)對(dui)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)需求。同時發展生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)對(dui)滿足(zu)環境(jing)法(fa)規是一條(tiao)重(zhong)要(yao)途(tu)徑。日本政府已確定(ding)目標,到(dao)2020年(nian)(nian)(nian)使日本消費所有(you)(you)(you)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)20%來(lai)自可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)(sheng)來(lai)源。德國(guo)(guo)禁上將(jiang)含(han)有(you)(you)(you)大于(yu)5%有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)含(han)量(liang)的(de)(de)固(gu)體廢(fei)棄物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)用于(yu)埋(mai)地(di),這將(jiang)對(dui)2012年(nian)(nian)(nian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)推行產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)影響。韓國(guo)(guo)和(he)(he)(he)中國(guo)(guo)臺灣地(di)區(qu)有(you)(you)(you)類似的(de)(de)規定(ding)。按照農場安全(quan)(quan)和(he)(he)(he)農業投(tou)資法(fa),美國(guo)(guo)要(yao)求每一個聯邦機構都必須制定(ding)使用生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)計劃。分(fen)析人士(shi)指出,除了新(xin)的(de)(de)法(fa)規以(yi)外,當前石(shi)油原料(liao)(liao)正(zheng)面(mian)臨短缺:每使用4桶石(shi)油,而(er)僅能新(xin)發現1桶石(shi)油。基(ji)于(yu)石(shi)油化(hua)工的(de)(de)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)每年(nian)(nian)(nian)消費約25億桶石(shi)油。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)魅力正(zheng)在(zai)日益提(ti)升(sheng)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)正(zheng)在(zai)改變塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)循(xun)環周期,它可(ke)(ke)從未來(lai)的(de)(de)植物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)原料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)更可(ke)(ke)持(chi)續(xu)應(ying)用的(de)(de)產(chan)品(pin)。據分(fen)析預(yu)測(ce),到(dao)2011年(nian)(nian)(nian),全(quan)(quan)球汽車和(he)(he)(he)電子領域應(ying)用的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)總量(liang)比例(li)將(jiang)從現在(zai)的(de)(de)12%上升(sheng)至(zhi)(zhi)近40%。除了聚乳酸(PLA)、聚羥基(ji)烷基(ji)酸酯(zhi)(zhi)(PHA)、聚羥基(ji)丁酸酯(zhi)(zhi)(PHB)以(yi)及現在(zai)使用的(de)(de)其他(ta)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)樹脂之外,明天的(de)(de)市場領先者將(jiang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)綠色(se)的(de)(de)低密(mi)度和(he)(he)(he)高密(mi)度聚乙烯(xi)(LDPE和(he)(he)(he)HDPE)、聚丙(bing)(bing)烯(xi)(PP)、丙(bing)(bing)烯(xi)酸酯(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)尼龍。
據Helmut Kaiser咨詢公(gong)司(si)(si)于2008年(nian)6月的分(fen)析(xi)預測,全球生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)市(shi)場(chang)(chang)將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)快速(su)增長,年(nian)增速(su)將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)達9%~10%,生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)市(shi)場(chang)(chang)價(jia)值將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)從2007年(nian)10億(yi)美元(yuan)(6億(yi)歐元(yuan))增長到(dao)2020年(nian)100億(yi)美元(yuan)(64億(yi)歐元(yuan))。雖然包裝仍將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)是主要(yao)市(shi)場(chang)(chang),但(dan)汽(qi)車和電子行業新的應(ying)用將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)驅(qu)動這(zhe)一增長發(fa)展。包裝所占(zhan)份額將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)從2007年(nian)65%下降至(zhi)(zhi)2025年(nian)40%。Helmut Kaiser咨詢公(gong)司(si)(si)的分(fen)析(xi)顯示,到(dao)2025年(nian),亞洲將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)成為生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)市(shi)場(chang)(chang)的領(ling)先地區,將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)占(zhan)32%份額,其次(ci)是歐洲占(zhan)31%,美國占(zhan)28%。截至(zhi)(zhi)2008年(nian)6月,生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)約占(zhan)整個塑(su)料(liao)(liao)市(shi)場(chang)(chang)的10%~15%,但(dan)是到(dao)2020年(nian)這(zhe)一比例將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)增大(da)到(dao)25%~30%。隨(sui)著生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)材料(liao)(liao)技(ji)術性能的改(gai)進(jin)及其創新,在汽(qi)車、醫療和電子工業中將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)開拓新的應(ying)用。許多(duo)應(ying)用的驅(qu)動力(li)將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)是生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)的無毒(du)性,生(sheng)物(wu)塑(su)料(liao)(liao)將(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)成為推(tui)向消(xiao)費市(shi)場(chang)(chang)可持續(xu)的和環境友(you)好的產品發(fa)展的主要(yao)因素。新市(shi)場(chang)(chang)和應(ying)用的開發(fa)也給(gei)供應(ying)商帶來較高的效益。
據歐洲生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)協會(hui)(European Bioplastics)秘(mi)書長(chang)哈拉爾.卡伯(Harald Kab)2010年(nian)(nian)(nian)6月上旬表示,受生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)聚(ju)乙烯裝置(zhi)開(kai)始(shi)運轉的(de)(de)刺激,2013年(nian)(nian)(nian)全(quan)球生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)量將(jiang)是(shi)當前產(chan)(chan)量的(de)(de)近四倍(bei)至(zhi)146萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian)。巴西(xi)Braskem公(gong)司正在建設的(de)(de)全(quan)球首套(tao)20萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)聚(ju)乙烯工業化(hua)裝置(zhi)于2010年(nian)(nian)(nian)底前投(tou)(tou)產(chan)(chan),另外其(qi)它富(fu)產(chan)(chan)甘庶國家的(de)(de)一些生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)商也會(hui)利用這(zhe)種原料(liao)(liao)(liao)(liao),投(tou)(tou)資建設生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)聚(ju)乙烯和聚(ju)丙烯裝置(zhi)。據歐洲生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)協會(hui)稱,該協會(hui)預(yu)測(ce)到(dao)(dao)2013年(nian)(nian)(nian)全(quan)球生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)量將(jiang)達到(dao)(dao)146萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian),是(shi)基(ji)于兩個方面的(de)(de)預(yu)測(ce),其(qi)中(zhong)可(ke)堆肥生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)量將(jiang)從(cong)2009年(nian)(nian)(nian)時的(de)(de)40.9萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian)增長(chang)至(zhi)2013年(nian)(nian)(nian)時的(de)(de)74.8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian);而不可(ke)堆肥生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)量將(jiang)從(cong)2009年(nian)(nian)(nian)時的(de)(de)2.5萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian)大幅增長(chang)至(zhi)2013年(nian)(nian)(nian)時的(de)(de)71.5萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)/年(nian)(nian)(nian)。分(fen)析認為,越來越多的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)將(jiang)出(chu)現在包裝、薄膜(mo)、購(gou)物(wu)(wu)(wu)(wu)袋、移(yi)動(dong)電話和飲(yin)料(liao)(liao)(liao)(liao)瓶等領域。可(ke)口可(ke)樂(le)(le)公(gong)司的(de)(de)PET瓶已使用了(le)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao),利樂(le)(le)公(gong)司也尋求使用生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)。當然當前生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)在成本上仍然高于普通塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)(chan)品,這(zhe)通常要轉嫁(jia)至(zhi)消(xiao)費者身上,但大部分(fen)消(xiao)費者愿意支付這(zhe)部分(fen)溢價。
分(fen)析人士指出,盡管2009年前(qian)后經濟低(di)迷,但(dan)生物塑料市場(chang)仍在很快(kuai)地發(fa)展(zhan),以滿(man)足(zu)全球快(kuai)速增長的需(xu)求。預計在今后幾(ji)年內,生物塑料的開發(fa)、生產和需(xu)求將會繼(ji)續以極(ji)快(kuai)的速度增長。
德(de)國Helmut Kaiser咨詢公司于(yu)2009年(nian)6月25日(ri)作(zuo)出(chu)預估(gu),全球生物塑(su)料(liao)市場的年(nian)增(zeng)(zeng)長率為(wei)20%~30%,將從2006年(nian)4億磅(bang)(20.3萬(wan)噸(dun)(dun))增(zeng)(zeng)長到2015年(nian)100億磅(bang)(454萬(wan)噸(dun)(dun))。美(mei)國BCC研究公司發布的預測(ce)報(bao)告也顯示,全球生物塑(su)料(liao)年(nian)增(zeng)(zeng)速為(wei)17%,將從2007年(nian)5.41億磅(bang)(24.6萬(wan)噸(dun)(dun))增(zeng)(zeng)長到2012年(nian)12億磅(bang)(54萬(wan)噸(dun)(dun))。
2010年(nian)(nian)4月,業內人士分析(xi)認為,今后生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料市場(chang)可(ke)能要(yao)比(bi)工程塑(su)(su)料市場(chang)還要(yao)大。2008年(nian)(nian)之前很(hen)多客戶只是在詢問(wen)了解生(sheng)物(wu)基降(jiang)解材(cai)料,而現在已經直接提(ti)出要(yao)購買通過某項認證的材(cai)料。在國外(wai),歐洲(zhou)可(ke)降(jiang)解塑(su)(su)料袋的需求已達5萬噸(dun)/年(nian)(nian)。
據普(pu)拉克(ke)(中國)公司(si)介(jie)紹,2009年(nian)全球聚(ju)乳酸市場需求在6萬~8萬噸(dun),10年(nian)后全球聚(ju)乳酸市場將在百萬噸(dun)以上,甚至可能近千萬噸(dun)。生物塑料已經成為(wei)塑料原料中發展速度最快的(de)一支力(li)量。
在(zai)流行綠色產(chan)品(pin)的(de)今天,生物塑(su)料(liao)由(you)于其對環境(jing)和資(zi)源的(de)保護(hu)特性而大受終端用戶(hu)的(de)歡迎。歐洲的(de)調(diao)查顯示,每噸淀粉基聚合物相對于一(yi)噸的(de)礦(kuang)物來源的(de)聚乙(yi)烯,可減少0.8~3.2噸的(de)二氧化碳排放(fang)量。因此,消(xiao)費者比較樂意(yi)接受土豆(dou)做的(de)超市購物袋(dai),用豆(dou)油加(jia)工(gong)的(de)汽車座位等。隨著消(xiao)費者環保意(yi)識的(de)增加(jia),它們更愿意(yi)支付更高的(de)價格(ge)去購買用天然原料(liao)加(jia)工(gong)的(de)產(chan)品(pin)。
在推廣的(de)(de)初始階(jie)段,生(sheng)物(wu)塑料(liao)很需要(yao)政(zheng)策的(de)(de)支持(chi)。一些(xie)發達國家(jia)采(cai)用(yong)的(de)(de)辦(ban)法是,政(zheng)府出面規定(ding)商場和超市必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)經PLA等生(sheng)物(wu)料(liao)料(liao)改性(xing)(xing)、具有可(ke)降解性(xing)(xing)能的(de)(de)塑料(liao)薄(bo)膜制品,這樣(yang)的(de)(de)政(zheng)府調節行為,對推動(dong)生(sheng)物(wu)塑料(liao)產(chan)業和相關的(de)(de)傳統(tong)塑料(liao)/生(sheng)物(wu)塑料(liao)改性(xing)(xing)及其制品加工業的(de)(de)良性(xing)(xing)發展(zhan)是十分必(bi)要(yao)的(de)(de)。
美(mei)國(guo)舊金山市(shi)議(yi)會已于2007年通(tong)過(guo)禁止(zhi)超市(shi)、藥店(dian)等零售商使用(yong)傳統塑料(liao)袋(dai)的(de)法案。該法案規(gui)定(ding),超市(shi)和藥店(dian)等零售商只能向顧客(ke)提供紙袋(dai)、布(bu)袋(dai)或以玉米副產品為原料(liao)生產的(de)可生物(wu)降(jiang)解塑料(liao)袋(dai),化工塑料(liao)袋(dai)被嚴(yan)格(ge)禁止(zhi)。此法案就大大推(tui)動了生物(wu)塑料(liao)袋(dai)的(de)應用(yong)推(tui)廣速(su)度(du)。
阿克蘇諾貝爾聚合物化學品公司表示,生物塑料現(xian)占(zhan)全球(qiu)塑料總用(yong)量(liang)小(xiao)于10%,但(dan)將以(yi)二(er)位數速率(lv)增長,尤(you)其在(zai)包裝領域和在(zai)一些更(geng)耐用(yong)的產品應(ying)用(yong)中。
分析(xi)人士指出,生物塑料(liao)增長的驅動(dong)力有二個:消(xiao)費需求和上(shang)漲的油價。很(hen)清楚,油價會再次(ci)上(shang)揚,制(zhi)造生物塑料(liao)在短期(qi)內(nei)具有經濟上(shang)的競爭(zheng)力,從長期(qi)看更是可持續(xu)發展的解決方案。
生物塑(su)料已經成為一個很可觀的市場,無(wu)論在(zai)零售(shou)市場或者在(zai)樹脂(zhi)用(yong)量上。
減少環境足(zu)跡和化學工(gong)業的(de)創新(xin)都是(shi)發展生(sheng)物塑料(liao)市場強有力的(de)推動力。一些品牌產品生(sheng)產商和零售(shou)商如可(ke)口可(ke)樂和沃爾瑪都在推進生(sheng)物塑料(liao)應(ying)用方面作出(chu)很大努力。
巴斯夫公司指出,因為成本較低和(he)具(ju)有(you)環境效益(yi),生物塑料在市場上將會具(ju)有(you)較高價值。
4. 推廣生物塑料面臨的問題
生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)應用瓶頸正(zheng)在(zai)(zai)打破。雖然從全球范圍(wei)內看,幾年前就形成(cheng)了(le)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)熱,但由于可(ke)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)價(jia)(jia)格相對(dui)高(gao)昂(ang)、某些(xie)性能指(zhi)標與傳(chuan)(chuan)統塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)還(huan)(huan)有一(yi)定差距(ju),其(qi)市場接受度還(huan)(huan)不(bu)是(shi)很高(gao)。價(jia)(jia)格高(gao)是(shi)生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)推廣難的最主要原因,尤其(qi)是(shi)在(zai)(zai)國際(ji)油(you)價(jia)(jia)相對(dui)比較低(di)的時(shi)(shi)候,傳(chuan)(chuan)統塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的價(jia)(jia)格優勢非常明顯(xian)。現(xian)在(zai)(zai),國際(ji)油(you)價(jia)(jia)長時(shi)(shi)間徘徊(huai)在(zai)(zai)較高(gao)價(jia)(jia)格,傳(chuan)(chuan)統塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的價(jia)(jia)格優勢正(zheng)在(zai)(zai)逐漸縮小(xiao),尋(xun)找石油(you)路線(xian)合成(cheng)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)替代品,尤其(qi)是(shi)可(ke)循環利用的無污染材料(liao)(liao)(liao)的工作變得更為迫(po)切,這就為生(sheng)物(wu)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)提供了(le)一(yi)個有利的市場支撐(cheng)條件。
其次,生(sheng)(sheng)物塑(su)料的耐高(gao)溫性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)不好(hao),很多生(sheng)(sheng)物塑(su)料在(zai)50℃~55℃就會變形,其應(ying)用(yong)領域和(he)適用(yong)范圍(wei)因此(ci)受到很大限制。而(er)且,生(sheng)(sheng)物塑(su)料一般來(lai)說都(dou)很脆,抗沖擊性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)不好(hao),難以在(zai)汽車零部件等對抗沖性(xing)(xing)要求較高(gao)的領域使(shi)用(yong)。進一步改善(shan)生(sheng)(sheng)物降解(jie)塑(su)料產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),將其推(tui)廣到電(dian)子(zi)產(chan)品,甚至是汽車材料領域,才(cai)能(neng)(neng)(neng)(neng)真正使(shi)生(sheng)(sheng)物塑(su)料獲得大規模(mo)推(tui)廣應(ying)用(yong)。
雖然生(sheng)物塑(su)料(liao)(liao)可作(zuo)為(wei)改(gai)進回收利用(yong)的(de)一種方(fang)法,可使美(mei)國(guo)用(yong)于塑(su)料(liao)(liao)的(de)石油消費減(jian)少10%,但制取生(sheng)物塑(su)料(liao)(liao)仍產生(sheng)CO2,并且制取它所需的(de)作(zuo)物仍需要土地和水(shui)分。
作為一個新(xin)興產業(ye),可生(sheng)物降(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)業(ye)也(ye)面臨(lin)重重挑(tiao)戰。首(shou)先,包(bao)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)尚不(bu)夠成熟。雖(sui)然消費者(zhe)對(dui)可生(sheng)物降(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)的關注度在逐步提高(gao),但與傳統塑(su)料(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)相比,目前這種(zhong)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)還比較落后。其次,可生(sheng)物降(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)的應用領(ling)(ling)域(yu)(yu)有(you)限。雖(sui)然可生(sheng)物降(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)在食(shi)品(pin)(pin)保(bao)鮮(xian)領(ling)(ling)域(yu)(yu)占有(you)壟斷地位,但由于其在隔熱(re)、防水、密封等性(xing)能上略遜于傳統塑(su)料(liao)(liao),所以在其他下游領(ling)(ling)域(yu)(yu)滲(shen)透率較低(di)。再(zai)次,消費者(zhe)的認知度不(bu)高(gao)。此外,高(gao)昂(ang)的價格(ge)也(ye)阻礙(ai)了產品(pin)(pin)的應用。
作為生物降(jiang)(jiang)(jiang)解塑料(liao)(liao)(liao)的(de)原料(liao)(liao)(liao),玉(yu)米、小麥等(deng)農作物產品的(de)價(jia)(jia)(jia)格上(shang)漲(zhang),也推動了生物降(jiang)(jiang)(jiang)解塑料(liao)(liao)(liao)的(de)價(jia)(jia)(jia)格攀升。從價(jia)(jia)(jia)格上(shang)看,2007年(nian)石(shi)油(you)基塑料(liao)(liao)(liao)的(de)成本曾低(di)于生物可降(jiang)(jiang)(jiang)解塑料(liao)(liao)(liao)。例如,包裝(zhuang)牌號的(de)聚(ju)(ju)乙烯(xi)和(he)聚(ju)(ju)苯乙烯(xi)為0.65~0.85美(mei)元(yuan)/磅(bang),而可降(jiang)(jiang)(jiang)解的(de)聚(ju)(ju)乳酸塑料(liao)(liao)(liao)在1.75~3.75美(mei)元(yuan)/磅(bang)的(de)范圍(wei)內,淀粉(fen)衍生的(de)聚(ju)(ju)己酸內酯為2.75~3.5美(mei)元(yuan)/磅(bang)。即使在2009年(nian)2月油(you)價(jia)(jia)(jia)下跌的(de)情(qing)況下,生物降(jiang)(jiang)(jiang)解塑料(liao)(liao)(liao)的(de)價(jia)(jia)(jia)格仍比(bi)傳統(tong)的(de)石(shi)油(you)基塑料(liao)(liao)(liao)價(jia)(jia)(jia)格高出2.5~6.5倍(bei)。
但國際(ji)上普(pu)遍(bian)認為(wei),可生物(wu)降解包裝(zhuang)材料(liao)單位面(mian)(mian)積(ji)的(de)價(jia)(jia)格(ge)比普(pu)通塑料(liao)貴30%就可以接受。重14克(ke)的(de)普(pu)通聚乙烯包裝(zhuang)材料(liao)如(ru)果(guo)采用改性聚乳酸材料(liao)替(ti)代(dai),質量只有1.5克(ke)。厚6微米的(de)薄膜如(ru)實(shi)現萬噸(dun)級(ji)工業化生產,單位面(mian)(mian)積(ji)的(de)價(jia)(jia)格(ge)將(jiang)接近傳統聚乙烯薄膜。
因此,推廣生物(wu)塑料面臨的問題是(shi):
一(yi)、價(jia)(jia)格(ge)(ge)問(wen)題。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)現階段(duan)比(bi)普通塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)價(jia)(jia)格(ge)(ge)仍高出兩(liang)三(san)倍(bei),阻礙了這(zhe)(zhe)類材料(liao)(liao)(liao)(liao)的迅速普及。現在一(yi)些日本企業在其(qi)產(chan)(chan)品中(zhong)使(shi)用生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao),主要是(shi)為了樹立企業的環(huan)保形象(xiang)。不過,業內人士(shi)預測(ce),一(yi)旦(dan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)進入批量生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)階段(duan),成本可大大下降。二(er)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)一(yi)樣(yang)可能會與人爭糧。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)來(lai)源于玉米、小麥等(deng)糧食(shi)作物(wu)(wu),會帶(dai)動(dong)世界(jie)糧食(shi)價(jia)(jia)格(ge)(ge)上漲。以玉米等(deng)為原料(liao)(liao)(liao)(liao)的生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)也(ye)可能導致同樣(yang)的問(wen)題。目前,日本、美(mei)國(guo)等(deng)國(guo)的科學家已著手采用廢木(mu)材、野草等(deng)制(zhi)(zhi)造生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)。不少專家看(kan)好生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的這(zhe)(zhe)一(yi)研制(zhi)(zhi)方向。
二 藻類基生物塑料將是快速增長的市場
糧食作物通常被用(yong)作生產(chan)塑料的原材料,但現在(zai),研究人員正在(zai)將未來(lai)的原料來(lai)源到海上去尋找(zhao)。當(dang)“塑料”和“海洋”可以同日而語(yu)時,它往往可成為污染問(wen)題的解決亮點。
海(hai)藻(zao)是現在研究最有希望的領域,它已(yi)經廣泛地(di)用作為生(sheng)產生(sheng)物燃(ran)料(liao)的原材料(liao),另外,它正在日益增(zeng)多地(di)拓展用于生(sheng)產塑料(liao)。總部設在美(mei)國的Cereplast公司,已(yi)經從(cong)淀粉來制取塑料(liao),預計2010年底開(kai)始生(sheng)產藻(zao)類(lei)基聚合物。
Cereplast公司(si)首席執行官(guan)弗雷(lei)德里-克希(xi)爾(Frederic Scheer)表示,塑料(liao)行業(ye)是(shi)20世(shi)紀成(cheng)功(gong)的故事,但是(shi),它建立在單一(yi)的原料(liao):石油(you)基礎之上(shang)。為了使生物(wu)聚合物(wu)取(qu)得成(cheng)功(gong),需要依賴于一(yi)種以上(shang)的原料(liao)。
發展生物聚(ju)合(he)物的(de)(de)(de)(de)論點是(shi),它(ta)們(men)應使用可(ke)持續(xu)的(de)(de)(de)(de)資源作為原材料,而不是(shi)使用石(shi)化產(chan)品(pin)(pin)。現在已有一定數量的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)面世(shi):來(lai)自美國集團(tuan)(tuan)NatureWorks的(de)(de)(de)(de)Ingeo產(chan)品(pin)(pin)是(shi)該公(gong)(gong)司(si)聚(ju)乳酸(PLA)的(de)(de)(de)(de)商品(pin)(pin)名稱,它(ta)是(shi)從谷(gu)物提(ti)煉出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)物;MaterBi是(shi)意(yi)大利(li)研(yan)究(jiu)團(tuan)(tuan)隊Novamont開發的(de)(de)(de)(de)淀粉制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)物;美國化工(gong)巨(ju)頭杜邦公(gong)(gong)司(si)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)尼龍(long)部分來(lai)自于蓖麻籽油(you)。還值得一提(ti)的(de)(de)(de)(de)是(shi)最早的(de)(de)(de)(de)、業已商業化生產(chan)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)物之一Cellophane,即(ji)由纖維(wei)素制取。
Cereplast公司首席(xi)執行官(guan)弗雷德里克-希(xi)爾表示,到2020年,生物塑料行業(ye)的市場價值可望達(da)約200億美元(yuan)(160億歐元(yuan))。為了實現這一目標,我(wo)(wo)們必須不遺余力地努力。而我(wo)(wo)們并不想推高淀(dian)粉價格,也不想推高食品(pin)價格。
Cereplast公司(si)已經開始(shi)尋找(zhao)替代(dai)原料:2009年(nian),推(tui)出了基于生(sheng)物質、木屑和亞麻的(de)生(sheng)物聚合物等級。但是它相信,藻類最終可(ke)(ke)望成為比淀粉更重要的(de)原料。希爾表示(shi),在5年(nian)內,農業原料可(ke)(ke)望只占Cereplast公司(si)業務的(de)30%,另外的(de)30%~40%可(ke)(ke)能是藻類,“其他”來源將占高達30%。
Cereplast公司(si)從一(yi)些公司(si)取得原材料(liao),正(zheng)在創(chuang)建“從海藻(zao)制油”業務,公司(si)表示,它與淀粉(fen)很相似(si),可使用同(tong)類(lei)設備來(lai)處理它,雖然配置有所不(bu)同(tong)。
它與淀粉(fen)基產品(pin)(pin)有很少幾點不同之處,淀粉(fen)基產品(pin)(pin)為白色,而海藻基產品(pin)(pin)為深(shen)綠色。海藻也具有明顯的(de)氣(qi)味。Cereplast公司的(de)工廠通常(chang)像面包店,而不像塑料工廠,采用海藻,氣(qi)味更接近魚類加工廠。
Cereplast公司預計(ji)將(jiang)有兩個藻類基(ji)等(deng)級(ji)產(chan)品于(yu)2010年(nian)底推出:一(yi)種(zhong)可(ke)用(yong)于(yu)注塑,另一(yi)種(zhong)可(ke)用(yong)于(yu)熱成型。其(qi)藻類基(ji)樹(shu)脂將(jiang)按其(qi)淀(dian)粉基(ji)混(hun)配樹(shu)脂相同(tong)的(de)生產(chan)線(xian)來設計(ji)。這些產(chan)品,不屬于(yu)可(ke)生物(wu)降解,但卻是部(bu)分來自可(ke)持續(xu)的(de)資源(yuan)。例如,其(qi)生物(wu)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(Biopropylene)同(tong)樣可(ke)從石油和淀(dian)粉衍生而(er)來,這種(zhong)生物(wu)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(Biopropylene)生產(chan)的(de)聚(ju)(ju)合物(wu)具有與傳統的(de)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(PP)“類似的(de)物(wu)理特性”。
從展望(wang)來看(kan),也(ye)許三年(nian)時(shi)間(jian)內,Cereplast公(gong)司(si)就可望(wang)從藻(zao)類完全生(sheng)產出這類樹脂。
Cereplast公司(si)認為,生(sheng)物塑料(liao)的潛在市場,其中越(yue)來越(yue)重要的可望(wang)(wang)通過藻類來制取,這(zhe)一(yi)市場將達到450億磅(約2000萬噸),這(zhe)是可望(wang)(wang)用可持續衍(yan)生(sheng)的替(ti)代方案(an)生(sheng)產的常規塑料(liao)數量(liang)。
目前大多數,如(ru)果(guo)不是全部,生(sheng)物塑(su)料來自于“地(di)面”(或土地(di)種植(zhi))的(de)作物。但比較(jiao)而言,藻類(lei)可(ke)(ke)望提供關鍵的(de)效益。谷(gu)物需要100天才能成(cheng)熟,但藻類(lei)成(cheng)長與收獲,為一(yi)個星(xing)期。藻類(lei)也具有較(jiao)高的(de)產率。在(zai)適當(dang)的(de)條件下(xia),一(yi)年內可(ke)(ke)望收獲50次,這是真正的(de)可(ke)(ke)持(chi)續發展之舉。
同時(shi),藻(zao)類(lei)不(bu)是(shi)一(yi)種可(ke)替代的糧(liang)食(shi)作物(wu):谷物(wu)可(ke)食(shi)用(yong),而藻(zao)類(lei)不(bu)能(neng)食(shi)用(yong)。雖(sui)然有些藻(zao)類(lei)作物(wu)可(ke)直接來自(zi)大(da)(da)海,但大(da)(da)部分可(ke)在開放式池塘系統中“商業化”生(sheng)長(chang)。
藻類基塑料已(yi)非(fei)常迅速地出現而(er)進入市(shi)場(chang),雖然(ran)市(shi)場(chang)還很小,但(dan)由(you)于其(qi)可再生性,而(er)具有大的(de)發(fa)展機遇。
位于(yu)美(mei)國(guo)佛(fo)羅里(li)達(da)州(zhou)的(de)(de)Algenol公(gong)(gong)司(si)已開發出基于(yu)藻類的(de)(de)生物(wu)燃料(liao)(liao)工(gong)廠,并與眾多公(gong)(gong)司(si)合作(zuo),包括陶(tao)氏(shi)化(hua)(hua)學公(gong)(gong)司(si),該公(gong)(gong)司(si)將在得克薩(sa)斯州(zhou)自由港(Freeport)建設(she)中型規模生物(wu)煉油廠。Algenol公(gong)(gong)司(si)已設(she)計出將藻類轉(zhuan)化(hua)(hua)成乙(yi)醇(chun)(chun)的(de)(de)方法,稱之為直接制(zhi)乙(yi)醇(chun)(chun)(Direct to Ethanol)法,乙(yi)醇(chun)(chun)然(ran)后用作(zuo)原材料(liao)(liao)來制(zhi)取(qu)塑料(liao)(liao)。可持續來源的(de)(de)乙(yi)醇(chun)(chun)已被(bei)用于(yu)制(zhi)造塑料(liao)(liao):巴(ba)西石化(hua)(hua)公(gong)(gong)司(si)Braskem已經(jing)從甘(gan)蔗制(zhi)取(qu)乙(yi)醇(chun)(chun),然(ran)而將它轉(zhuan)化(hua)(hua)成聚乙(yi)烯(PE)和聚丙烯(PP)。
另外,全(quan)球微藻(zao)研究領先(xian)者Soley生(sheng)(sheng)物技術研究院(yuan)(Soley Biotechnology Institute)自2000年起,已(yi)從螺(luo)旋藻(zao)生(sheng)(sheng)產(chan)出生(sheng)(sheng)物塑料。螺(luo)旋藻(zao)是(shi)藻(zao)類(lei)的(de)一種類(lei)型。該研究院(yuan)從螺(luo)旋藻(zao)微藻(zao)提取某些有用(yong)材料,產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)大量糟(zao)粕作為副(fu)產(chan)品。通過新(xin)開發的(de)方法(fa),該研究院(yuan)已(yi)生(sheng)(sheng)產(chan)出生(sheng)(sheng)物降解塑料與糟(zao)粕。
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