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生物材料PLA,会是台州产业新富矿吗?

作者:朱灵巧来源:台州商报 浏览次数: 日期:2014-10-16 10:13:50

  玉米做的杯子、餐盘、奶瓶……不知从何时起,PLA(聚乳酸)做的家居用品开始走进我们日常生活,连最近炙手可热的3D打印机所用的耗材,大多也是PLA做的。

  这种可完全生物降解的新材料,正春风化雨般地影响着我们生活的方方面面。它的最终目标,就是以安全环保的性能,代替传统石油基塑料。

  目前,台州既拥有像海正集团这样PLA行业的“领头羊”,也具有成熟的模具注塑等配套企业,它们都为这一产业的发展提供了丰厚的土壤。

  生态材料PLA拿到

  海外市场“绿色通行证”

  这几年,台州塑料制品在走出国门的时候,常常遭遇“技术壁垒”的尴尬。特别是最新的欧盟法规抬高了密胺产品的“准入门槛”,这导致几乎所有国产的密胺产品都无法满足要求,被拒绝在欧盟市场之外。

  与之形成鲜明对比的是,PLA材料却能拿到欧盟、美国等海外市场的“绿色通行证”,并攻城略地、势如破竹。

  在海正集团的产品陈列室,记者看到,PLA就是一种乳白色的晶体。那么,它究竟有哪般魔力,引得海外市场纷纷向其抛来绣球?

  “PLA即聚乳酸,是由玉米和木薯等植物‘变’的,植物经过多道工序提炼出淀粉,经微生物发酵成乳酸,再聚合成聚乳酸。”浙江海正生物材料的副总经理边新超是国内生产PLA顶级专家之一,他告诉记者,和传统的石油基塑料相比,PLA更为安全、低碳、绿色。

  “传统塑料的单体要么是毒性物质,要么是致癌物质,而PLA的单体乳酸是一种广泛使用的食品添加剂,经过体内糖酵解最后变成葡萄糖。PLA产品在生产使用过程中,不会添加和产生任何的有毒有害物质。”边新超说。

  PLA材料的最大好处,在于它和环境的“和谐共处”。

  和传统塑料废弃后对环境造成的破坏不同的是,废弃的PLA产品,可以“埋”起来,通过大自然微生物自然降解为水和二氧化碳,而这个过程只要6到12个月,是真正对环境友好的材料。

  这种原材料为可再生的生物资源,被业界一致认定为新世纪最有发展前景的新型“生态材料”。

  从60℃到120℃,海正花十年提高PLA耐热度

  PLA材料虽然很强大,但是它同时也有弱点:耐热和耐水解能力较差,这就对PLA产品的使用产生了诸多限制。

  但另一方面,对于市场来说,谁能克服这些弱点,谁就能掌握行业话语权。

  如今,这个话语权就掌握在海正手里。

  用了十年的时间,海正把PLA材料的耐热性从60℃提高到120℃,它也成为全球第一家耐高温聚乳酸产业化生产企业。

  早在1998年,海正集团董事长白骅在得知国外正在研制生产PLA后,他以一个企业家的敏锐度意识到,生物降解材料必定会成为业内竞相角逐的“蓝海”。他当即与中科院等科研院所取得联系,并在公司内抽调力量组成科研小组,着手攻关PLA材料。

  2003年12月,海正集团30吨/年聚乳酸生产线建成,并开始崭露头角。

  但是,刚开始研发出来的PLA因为耐热性最高只有60℃,容易软化变形,产品在运输过程中不得不使用裹着隔热毯等笨办法,无法推广到更多应用领域。

  为解决材料稳定性的问题,2004年8月,海正集团正式成立浙江海正生物材料股份有限公司,并开始寻找愿意共同研发生产相关产品的下游厂商。

  而在2008年金融危机席卷全球时,一纸“限塑令”让台州塑料企业“雪上加霜”。一些具有前瞻性的台州塑料生产企业开始转型,海正抓住这个机遇,找到了有合作意向的伙伴。

  回想起这几年的经历,边新超笑称,完全是被时势“逼”着走,面对着一系列的挑战,海正趁此机会开始练起了“内功”。

  比如在解决耐热度的问题上,通过发酵、提取、精制、脱水低聚、高温裂解、聚合等步骤,海正生物材料股份有限公司让PLA材料的耐热度攀上了一个个高“台阶”:从最初的60℃,到100℃、110℃、再到最后的120℃……成绩是显而易见的,2012年,海正《耐高温聚乳酸产业化项目》列入国家科技部“863”先进生物制造重大项目。

  而作为国内第一条拥有自主知识产权的聚乳酸产业化生产线,海正5000吨/年聚乳酸生产线被列入国家生物质工程高技术产业化示范项目。

  PLA的成功,离不开国内各个科研院所的智力支持,也离不开海正集团强大的资金支持。前前后后,海正集团在PLA的科研投入上投入的人民币不止一个亿。

  目前,海正已经成为全球领先的PLA生产企业,海正集团在台州湾循环产业经济集聚区注册的浙江海诺尔生物材料有限公司,计划投资10亿元建设年产5万吨的聚乳酸树脂项目。而在“十二五”发展规划中提到的生物产业,正是海正未来发展战略的重要板块之一。

  PLA撬动千万吨级应用市场

  PLA本身具有通用高分子材料的基本特性,再加上海正的改良,如今已经能够胜任大多数合成塑料的用途。

  PLA产业这块市场有多大?边新超给记者算了一笔账:按照塑料制品每年9%的增幅计算,明年全世界的塑料制品总量将达到3亿吨,PLA如果能够代替其中的10%,就是千万吨级以上的市场,产值难以估量。

  这并不是天方夜谭。

  全球的一次性餐具是白色污染的主要来源,其中光是从中国出口到美国的一次性塑料刀叉勺数量,每月就能装满2000多个集装箱。只要成本适宜,这些引起白色污染的一次性塑料餐具完全可以用耐高温的PLA来替代。目前,使用海正耐高温PLA生产的这类产品数量还仅占总体的2%左右,随着海正产能不断提升,成本不断下降,这一块市场正在进一步扩容。

  另外,全球一次性餐具中纸杯的用量也非常巨大,每年超过1000亿个,由于传统纸杯内壁淋涂的是PE薄膜,导致纸杯废弃后对环境产生了巨大的污染。而PLA淋膜纸杯则100%生物降解,且成本与PE淋膜纸杯差距不到20%。目前一些知名餐饮连锁企业已经开始使用PLA淋膜纸杯,全球每年供应的PLA淋膜纸杯已经将近20亿个。

  家居用品的替代还只是一个开始,特种纤维、食品包装、工程塑料、3D打印耗材、电器外壳,甚至是汽车部件、计算机等市场,都为PLA制品提供了广阔的用武之地。

  政策利好也为这个产业的发展“推波助澜”。膜类产品是生物降解材料的主要市场方向,目前很多国家已经立法支持,如意大利在2011月1日就禁止生产、销售和使用非生物降解的超市购物袋。由于立法的推动,PLA在膜类市场的应用量从2011年开始出现了飞速增长。而在国内,今年吉林省颁布了禁止生产销售和提供一次性不可降解塑料购物袋、塑料餐具的规定,并决定从明年1月起正式实施。

  随着科技水平的提高,今后农作物秸秆,木质纤维素等也可以代替玉米和木薯作为制备聚乳酸的基料,这意味着,PLA的应用不会对粮食问题产生影响。

  多方共同努力,才能把市场“蛋糕”做大。“我们希望结合台州原有的塑模产业优势,形成从PLA原料到制品更加多元化的经营,形成一个完整产业链。”边新超说。

  “未来如果聚乳酸产品能得到最大限度的应用,首先会对如废弃塑料袋、一次性餐盒等造成的白色污染问题有较大的改善,其次,在食品包装方面的应用会降低食品安全问题的发生频率,另外,高耐热聚乳酸材料的研发和应用会很大程度降低石油基等材料的资源紧缺程度。”边新超说。

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