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生物降解塑料两大定海神针

生物降解塑料两大定海神针

分类:
行业动态
作者:
康昊翔
来源:
发布时间:
2021/05/25 16:00
浏览量

生物可降解塑料超过 20 种,但目前只有三种类型达到商业大规模制造, 包括主要以植物淀粉为原料的淀粉基塑料和聚乳酸(PLA),以及主要以石油副产品为 原料的二元酸二元醇共聚酯(PBSPBSAPBAT,统称 PBS 类塑料)。这三类材料的 产能总和达到全部生物可降解塑料的 95%。可降解塑料应用的领域主要集中在包装和农 业领域,两者占可降解塑料下游应用的 73%

各类可降解塑料的性能各有优势,在充分改性前可应用的领域相对有限,实际应用 过程中需要配合助剂共混使用。从具体性能上来看,PLA 具有较好的耐热性,在常温下 性能稳定,光泽性较好,但韧性差,气体阻隔性一般;PBS PBAT 具有较好的力学性 能和韧性,加工性能和热稳定性高,但强度低,光泽性一般;PHA 具有较好的气阻性和 耐热性,但断裂伸长率较低,韧性较差;淀粉基塑料加工性能和力学性能一般,缺点在 与耐水性差。在已实现商品化的 PLAPBATPBS 和淀粉基塑料中,常用 PLA+PBATPLA+PBS PLA+淀粉基塑料的共混组合,在提高吹膜加工性的同时又不损害其可生物 降解性,因此 PLA PBAT 目前的应用前景最好。

生物基可降解塑料代表——PLA,又称聚乳酸,原材料主要为玉米淀粉,较为成熟 的两步法工艺先通过微生物发酵产生的乳酸合成环状丙交酯,再开环聚合制备得 PLA 颗 粒。PLA 为原料制成的产品性能优异,具有良好的生物相容性,光泽度高、耐热性好并 兼具透明性,在堆肥条件下降解速度较快。另外,PLA 还具有一定的耐菌性,阻燃性和 抗紫外的能力,因此可用于医用绷带、一次性手术衣、医疗固定装置、室外装置物等方 面,用途十分广泛。从规模化的角度,当前 PLA 最大争议在原材料的可持续性上,单吨 PLA 消耗玉米 2.39 吨,若把全球 1.46 亿吨塑料包装消费量替换为 PLA,需要使用 3.49 亿吨玉米,这相当于全球一年玉米产量的 32%,是中国玉米总产量的 1.34 倍,变相塑料 跟人抢粮食

石化基可降解塑料代表——PBAT,又称聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯,原材料主 要为 PTA,己二酸,丁二醇等石化原料。目前合成的方法主要有直接酯化法和酯交换法, 直接酯化法主要是以 PTAAA 以及 BDO 为原料,在催化剂条件下直接酯化、缩聚反应 制得 PBAT;酯交换法主要是以聚己二酸丁二醇酯(PBA),PTABDO 为原料,在催 化剂作用下先进行酯化反应或者酯交换反应生成对苯二甲酸丁二醇酯预聚体(BD),再 与 PBA 进行酯交换熔融缩聚制得。PBAT 具有良好的延展性和断裂伸长率,因此具有较 好的成膜性,易于吹膜,在包装领域和农业领域应用广泛。