一年一度的雙十一大戰即將來臨。購物狂歡過後,又一波包裝材料垃圾來襲。在北上廣深等超一線大城市中,快遞包裝垃圾增量已佔到生活垃圾增量的93%,部分大型城市也在85%至90%之間。
不僅快遞包裝堆積如山,平日裡的各類飲料包裝、外賣包裝、禮品包裝已讓城市垃圾不堪負重。包裝垃圾超過了生活垃圾中1/3,包裝廢棄物的體積更是佔固體廢棄物的50%。
出於環保壓力,全國各省市不得不接二連三推出包裝領域相關產品「禁塑」「限塑」時間表。
如何實現產業可持續發展,減少包裝物對環境的汙染?塑料餐盒回收體系的建立面對巨大挑戰,可降解生物材料成為市場關注的熱點。
PLA(聚乳酸)是一種可完全生物降解的環保材料,以可再生的植物資源為原料,提取澱粉,經微生物發酵製得乳酸,再將乳酸合成為丙交脂,最後經過聚合得到聚乳酸樹脂,具有綠色環保、可完全降解、食品接觸安全性高等特點。目前在食品包裝、紡織服裝、衛生用品、農林環保、3D列印、醫療、汽車製造等領域不斷拓展。
與其他常見的可降解生物塑料PBAT、PHA、PCL、PBS等相比,PLA率先進入食品包裝領域(一次性餐具及短保質期的食品包裝)並形成基礎產業鏈,也是PLA今後相當長的時間內應用最廣的領域。PLA在研究基礎、產業鏈產能、市場應用、主要性能、生產成本、加工工藝等方面佔據優勢。經過注塑成型和熱成型,可製成餐具、牙杯、湯勺、筷子、盤子、一次性餐盒、食品包裝、擠出的吸管等。
改性PLA發泡材料
PLA發泡材料是PLA重要的成型材質。雖然兼具生物降解性,但與石油基聚合物相比,PLA的熱穩定性較弱,脆性較大,要製成PLA發泡材料,最好的方式是在生產PLA的時候利用其他單體進行共聚發泡,這樣能最大限度地保持PLA本身特性,還能提高PLA發泡材料的抗衝擊性能和韌性。
在擠出發泡過程中,PLA發泡的結晶度低,耐熱性差。需要增加熔體強度,可以採用擴鏈、支化、交聯等方式。高壓釜式發泡利於PLA的結晶。在發泡過程中,高壓CO2具有較強的增塑作用,可以顯著提高PLA的結晶速率,進而提高其結晶度。
改性後的PLA,發泡倍率最高可達25-30倍,與同樣規格的PLA普通吸塑產品相比,重量減輕20-60%。耐溫最高可達130℃。-20℃冷藏抗壓性優異。可以說,不管是微波爐加熱還是生鮮冷藏都可輕鬆駕馭。且與紙漿製品相比,改性PLA發泡材料防水性、耐油性、隔熱性更好,且無重金屬殘留。
改性PLA發泡餐具製品已在食品包裝領域初步應用,如水果包裝盒、沙拉盤、水果碟、雞蛋託、杯蓋、餐盒、緩衝包裝的襯墊。
現階段由於成本和部分性能的限制,PLA及其發泡材料還沒有全面大規模應用於包裝行業,主要是一次性塑膠袋、餐具、緩衝材料等短期使用的領域,對PLA的韌性、耐熱性、透明性、阻隔性甚至導電性等未來仍存在巨大研究空間。
優化PLA發泡材料的生產工藝,降低材料成本,逐步在全社會推廣,是PLA企業的重要工作。
年增長20.9%的藍海市場
2019年,PLA價格上漲超過60%,2020年國內PLA價格達到4萬元/噸以上。藍海之下,無論原本就深耕生物基材料的企業,還是傳統石化、煤化企業紛紛入局或觀望。
據Marketsand Markets預計,從2015年到2020年,PLA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。亞太地區將成為消費增長最快的市場。
國內聚乳酸產量預測,來源:中研普華產業研究院
全球知名的PLA公司有NatureWorks、Total Corbion、Synbra Technology、Futerro。我國PLA生產企業主要集中在長三角和珠三角地區,特別是長三角地區產業集中、集群規模大、競爭力強。浙江海正和光華偉業,產學結合緊密,已開闢出成熟的產業鏈,成為行業龍頭。
今年以來,國內已有一些實力不俗的相關PLA企業進行投產和大規模規劃建設:
浙江海正生物材料股份有限公司:已達 2.5萬噸,另有5萬噸聚乳酸產能正在建設;
深圳光華偉業股份有限公司:已建成年產聚合物10000噸,乳酸酯15000噸,多元醇5000噸,3D列印材料5000噸的生產能力;
安徽豐原福泰來聚乳酸有限公司;5萬噸聚乳酸項目已下線,在5年內產量要達到100萬噸/年。
金丹生物新材料有限公司:已有年產1萬噸丙交酯聯產聚乳酸工程項目;
山東泓達生物科技有限公司:總投資136億元三期建設,含16萬噸/年PLA,PGA等新材料。
浙江友誠控股集團有限公司:近期總投資約100億元人民幣,年產75萬噸乳酸和50萬噸聚乳酸項目;
山東同邦新材料科技有限公司:年產30萬噸乳酸、20萬噸聚乳酸、10萬噸聚乳酸纖維;
金髮科技股份有限公司:年產6萬噸合成生產線完工,年產3萬噸PLA合成線計劃於2021年建設完工。
相關參考:
聚乳酸總產能200萬噸,投資超300億元,2019-2020中國聚乳酸項目盤點
https://www.sohu.com/a/394520207_747560
聚乳酸(PLA)年增長高達20%,你確定不要搭上這班車?
http://www.bio-basedconf.com/nd.jsp?id=348
誰在生產聚乳酸PLA?未來是供不應求還是產能過剩?
https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_8925f4d963869714
2020年聚乳酸行業發展前景趨勢及現狀如何 中國聚乳酸行業市場環境分析及供需預測報告
http://finance.chinairn.com/News/2020/06/11/172900217.html
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