搜索
-高分子材料导论题目：生物降解塑料学院河北大学工商学院学科门类材料化学专业材料化学学号2013480027姓名郭壮壮指导教师赵洪池河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-1-2016年6月10日生物降解塑料2015年的生产状况摘要生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。关键词：生物降解塑料制备应用生产状况Productionsituationofbiodegradableplasticsin2015ABSTRACTBiodegradableplasticsisakindofbynaturemicroorganismssuchasbacteria,mold,fungi)andtheroleofalgaecausedbythedegradationofplastics.Idealoftheuseofbiodegradableplasticsisakindofexcellentperformance,microbescanbedisposedcompletedecomposition,waseventuallyinorganicandbecomeapartofthecarboncycleinthenatureofthepolymermaterials.Paperisakindoftypicalbiodegradablematerial,andsyntheticplasticisatypicalhighpolymermaterial.Therefore,biodegradableplasticsisbothpaperandsyntheticplasticthesetwokindsofmaterialpropertiesofpolymermaterials.Keywords:Biodegradableplastics，preparation，application，Theproductionstatus河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-2-目录一前言................................................................................................................1二生物降解塑料的分类........................................................................................2三生物降解塑料的发展进程................................................................................2四生物降解塑料的生产状况................................................................................7五结论....................................................................................................................9参考文献..................................................................................................................10河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-1-一前言生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。以淀粉等天然物质为基础的生物降解塑料目前主要包括以下几种产品：聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、淀粉塑料、生物工程塑料、生物通用塑料(聚烯烃和聚氯乙烯)[1]。河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-2-二生物降解塑料的分类从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：聚己内酯（PCL）这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。中科院理化研究所已经和山东汇盈公司合作建成了年产25000吨的PBS及其聚合物的生产河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-3-线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。清华大学在安庆和兴化工有限公司建成了年产10000吨PBS及其共聚物的生产线。聚乳酸（PLA）美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。中国产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。聚羟基烷酸酯(PHA)国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。国内生产单位有天津国韵生物材料有限公司（规模1万吨/年）[2]、宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司等。利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司（规模4万吨/年）、浙江华发生态科技有限公司（8千吨/年）、浙江天禾生态科技有限公司（5千吨/年）、福建百事达生物材料有限公司（规模2千吨/年）、肇庆华芳降解塑料有限公司（规模5千吨/年）等。脂肪族芳香族共聚酯德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。聚乙烯醇（PVA）类生物降解塑料如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料，需要经过一定的改性后河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-4-方具有良好的生物降解性能，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。二氧化碳共聚物国外，最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国，但一直没有工业化生产。国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术，已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为聚氨酯发泡材料的原材料，用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术，已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线，预计今年能中试生产。其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。聚-β-羟基丁酸酯(PHB)从世界范围看，PHB及PHBV是公认的最有希望的生物降解塑料之一，也是正在开发的新产品。技术方的中试生产成本约40元人民币/公斤，工业化投产后产品的成本将会进一步降低，价格优势明显，尤其是技术方的生产工艺简单和设备简易，便于推广并进行大规模生产。河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-5-三生物降解塑料的发展进程根据日本生物降解塑料研究会的资料，2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨，2003年约2万吨，2005年约4万吨，到2010年预计达到10～20万吨左右。根据欧洲生物塑料协会资料，2001年的数字显示，欧盟可生物降解产品的消费量为2.5～3万吨，而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨，而生物降解塑料的用量届时会达到50～100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，中国2003年生物降解材料的用量河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-6-约15000吨，其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家，生产能力6万吨/年，实际生产约3万吨，国内市场需求约5万吨，国外进口1万吨，出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右，详见《前瞻中国生物降解塑料行业深度调研与投资战略规划分析报告》。一些发达国家还以循环经济思想为指导，使用可降解一次性用具，如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒，韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》，而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖，鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋，对生产降解塑料的厂家给予补贴，并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开，否则罚款500美元。其他一些国家也采取了类似对策：印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装；南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展，可生物降解的新型包装材料可望日益普及。在中国，随着对降解塑料理解的加深，已充分认识到这种材料及其产业对中国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。中国人大于2004年通过了《可再生能源法（草案）》和《固废法（修订）》，鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中，也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年，国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。河北大学化学与环境科学学院学年论文（课程设计）-7-四生产现状到2019年，生物降解塑料产业的市值将以13.01%的年均增长率增长至34.77亿美元。2014~2019年欧洲生物降解塑料市场预计将以12%的年均增速增长。生物降解塑料迎来快速发展期。而此前生物降解塑料的概念虽被炒得火热，但应用始终未能放量。生物降解塑料主要应用于包装、纤维、农业、注塑等领域，其中在包装行业的应用最为广泛，2015年约占市场总量的60%，食品包装需求又占生物降解塑料包装市场70%以上份额;注射成型应用市场是生物可降解塑料需求增长的主要动力。截止2015年末欧美地区是生物降解塑料的主要市场。据统计，2015年欧洲和北美市场的生物降解塑料大约分别占全球的54%和28%。欧洲议会环境委员会今年上半年通过了关于减