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    浅析全生物降解材料、生物基材料发展前景及应用

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    王小威   台州黄岩乐博体育新材料科技有限公司

     

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    一、何为全生物降解材料和生物基材料?

    全生物降解材料是指在自然界中的微生物(细菌、真菌等)作用下通过生物代谢过程而发生降解的高分子材料,最终产物为二氧化碳、水和其他对环境无害的小分子物质。按其来源可分为天然化合物、微生物合成型和人工合成型。天然化合物主要包括淀粉、纤维素和甲壳素等,微生物合成型主要是聚羟基脂肪酸酯(PHA),而人工合成型生物降解塑料由于其相对低廉的价格以及较为容易实现及控制的生产过程,成为当前的主要发展方向及工业化生产方向,主要产品聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚己内酯(PCL)等。
      生物基材料目前应用最广的是淀粉基材料。淀粉基生物降解材料一般是改性淀粉与生物降解聚酯(PLA/PBAT/PBS/PHA/PPC)的共混物,它能够完全生物降解,可堆肥,对环境无污染,废弃物适合堆肥、填埋等处理方式。以淀粉为基础的生物基材料一般是改性淀粉与聚烯烃(PP/PE/PS)的混合物,它的环保意义在于能够减少石化资源的使用,减少二氧化碳排放,废弃物适合焚烧处理。这两种材料都可以代替传统石油基塑料,广泛用于塑料包装材料、一次性餐饮具、食品容器等。

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    二、全生物降解材料和生物基材料主要应用前景

      全生物降解材料在国内外已经得到大规模的应用,欧美部分国家出台了禁塑法律进一步推动了该行业的发展,国内海南近期也出台了禁塑法令,国内禁塑也提上日程。
      随着全生物降解材料的规模应用,聚烯烃加淀粉这类生物基材料还有市场吗?个人认为还是有的,应该还有很大的市场。聚烯烃加淀粉这类生物基材料环保意义在于能够减少石化资源的使用,减少二氧化碳排放,废弃物适合焚烧处理。当前我国在强制推行垃圾分类,同时在各大中小城市建设了大量的垃圾焚烧发电厂,在此条件基础上,聚烯烃加淀粉这类材料将会有很大的应用空间,最后的处理方式如果是焚烧,降解不降解将显得不重要,聚烯烃加淀粉这类材料将更有优势,毕竟其价格只是全生物降解材料一半左右,市场接受度大大增加。聚烯烃加淀粉这类材料在上世纪八九十年代欧美就开始研发推广,到现在为止还没有大规模应用,其核心问题在于材料本身性能不够,随着含量淀粉的提高,材料的力学性能丧失太快,失去使用功能,只有通过减少淀粉添加量或提高膜的厚度来达到性能。目前市面上淀粉添加量一般在15%左右,袋子的承重性能已经下降很多,目前市面上主要应用在垃圾袋、快递袋行业,高性能的淀粉基材料市场需求很大。

    前景

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    三、全生物降解材料和生物基材料的市场前景

      全生物降解材料和生物基材料将形成并驾齐驱的发展态势。全生物降解材料PLA、PBAT、PBS、PHA等上游原材产能全球总和50万吨左右,上游建设周期长、投资大、掌握核心技术的厂家少等因素约束产能的快速放大,产能的释放将可能需要10-15年的时间。中国在强制推行垃圾分类及现行的垃圾处理方式为生物基材料大规模应该打开了窗口。垃圾分类第一步干湿分离,装干东西的一般可以采用生物基材料,最后的处理方式焚烧;装湿东西的一般采用全生物降解材料,主要是厨余垃圾,最后处理方式是堆肥。那市场的需求量有多大了?快递袋国内一年用量在200万吨左右、垃圾袋150万吨、背心袋400万吨、各种服装袋水果袋等在300万吨左右,单单国内一年一次性膜材消耗最少在1000万吨以上,其将逐步被环保材料替代,全生物降解材料和生物基材料的缺口是巨大的,行业发展空间也是巨大的。

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    格局研判四、全生物降解材料和生物基材料产业格局研判

      全生物降解材料及生物基材料主要生产国家为中国、美国、德国,拿PBAT来说,中国的产能已经占到全球的产能的一半以上,只要合理布局,以及国内巨大的单体消费市场,这个产品市场可以预期在未来将由中国人主导。国内这个产业将集中在珠三角和长三角,珠三角主要以出口为主,主要覆盖国外市场;长三角地区将进一步覆盖国内市场,电商以及传统的商超、分销渠道控制在江浙企业手中,台州将会在这个行业扮演重要的角色,毕竟台州现在塑料消耗量在1000万吨左右,有很大一部分是日用品。

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