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生物可降解塑料,你了解多少?

来源:艾邦高分子浏览量:94日期:2016-01-29

本文部分素材参考巴斯夫Ecovio® 地膜产品先容内容,数据部分来源中国产业信息网于2015年发布的相关报告

一、什么是生物可降解塑料?

1.可降解塑料

降解塑料包括可通过物理和生物因素降解的塑料。降解塑料可分为光降解塑料、生物降解塑料、光/生物降解、水降解塑料这几类。

2.生物可降解塑料

生物可降解塑料是那些可以被处理系统中的微生物作为食物来获取能量(进入食物链)而完全消化的塑料。

通俗地讲,是指在自然界条件下,或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳、甲烷、水、矿化无机盐及新的生物质。

二、生物可降解塑料有哪些?

生物降解塑料主要分两类:一类是既是生物基又是生物可降解的,另一类是石油基但也是生物可降解的。

1.PLA

聚乳酸(polylatic acid),简称PLA,也称为聚丙交酯。是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得到的热塑性聚合物,具有良好的生物相容性和生物可降解性。

物理特性:具有良好的机械性能,生物可降解性和相容性好,良好的抗拉强度及延展度,薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

缺限:熔点低,强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。

应用:食品包装、3D打印等,膜类与PS所制的膜相当。

2.PCL

聚已内酯(polyvsptolsvton)是一种半结晶型聚合物(脂肪族直链聚酯)。

物理特性:熔点和玻璃化温度较低,分别只有60-60℃,结晶温度为22℃;其纤维强度和聚酰胺6纤维几乎相当,拉伸强度可以达到70.56cN/tex以上,结节强度也在44.1cN/tex以上。具有良好的生物降解性,良好的形状记忆功能,在各种溶剂中溶解性良好,与各种塑料/橡胶相溶性良好,是一种低温可塑型材。

缺陷:结晶性强,生物降解速度慢,且为疏水性高分子。

应用:可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。

3.PBS

聚丁二酸.丁二酸酯(poly butylene surcinate) 是以脂肪族和二醇为原料,经缩聚反应合成的结晶性聚合物。

物理特性:①密度1.26g/cm3,熔点114℃②根据分子量的高低和分子量分布的不同,结晶度在30%45%③耐热性能好,热变形温度接近100℃,改性后使用温度接近100℃。

综合性能优秀,耐热性好,良好的加工和力学性能。加工性是目前通用型降解塑料中最好的,耐热性是完全生物降解材料中耐热性最好的。

其衍生物有:PBSAPBSTPBAT

应用:包装、餐具、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等

4.PHB

-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物。

物理性能:不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用。

5.PVA ,聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)

物理特性:PVA溶于水,水温越高则溶解度越大,但几乎不溶于有机溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快,而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。性能介于塑料和橡胶之间,它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。

PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性。

主要应用在刺绣及水转印(玻璃、陶瓷、电器外壳等的彩色印刷)两个领域。

6.二氧化碳共聚物

7.脂肪族/芳香族共聚物

三、主要生产商

1.世界级生物降解塑料生产商

世界生物降解塑料领先企业有美国Cargill Dow企业、Dupont企业、日本昭和高分子企业、日本三菱化学企业、德国BASF企业、意大利Novomont企业等等。    

             表1 全球生物降解塑料主要生产商及其产品应用方向

企业

产品

应用

年产能

BASF(德国)

PBAT

膜级

140,000

Natureworks

PLA

片材、吸塑类

140,000

KF 企业

PBSA

膜级、注塑级

30,000

日本三菱

PBS

膜级、注塑级

10,000

鑫富药业

PBAT

膜级

10,000

安庆和兴

PBS

膜级、注塑级

10,000

日本昭和

PBS

膜级、注塑级

3,000

                     2 国内生物降解塑料主要生产商及产能统计

企业

主要产品

产能

金发科技

PBSA

30,000

山东汇盈

PBS

20,000

扬州邗江格雷丝

PBS

20,000

安庆和兴

PBS

10,000

蓝山屯河

PBS

10,000

鑫富药业

PBAT

10,000

光华伟业

PLA

10,000

浙江海正

PLA

5,000

江苏九鼎集团

PLA

1,000

上海同杰良生物

PLA

300

云南富集生物

PLA

1,000

宁波天安

PHAs

10,000

天津国韵生物

PHAs

10,000

深圳易可曼生物

PHAs

5,000

武汉华丽环保

淀粉基

40,000

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