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生物基材料现状及发展趋势翁云宣北京工商大学材料与机械工程学院，教授/副院长中国塑协降解塑料专业委员会，秘书长全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会，秘书长国家塑料制品质量监督检验中心，常务副主任轻工业塑料加工应用研究所，副所长/检测标准室主任Tel.:0086-10-68985380，13601282438e-mail:wengyx@degradable.org.cnWeb:•是指利用可再生的生物质资源加工生产的材料其制品生物基合成材料生物基再生纤维等微生物合成技术绿色加工工艺生物基材料关键技术关键技术生物基塑料2012年2月21日总统备忘录——通过生物基和可持续的产品采购，推动美国农业创新生物基材料的战略地位日益显现美国：9002条款-生物基材料优先采购欧洲：税收减免、包装法规巴西、泰国、日本：生物质发展战略意大利：禁塑令雀巢、可口可乐、达能、耐克、P&G等跨国公司共同创立生物基塑料原料联盟法国，2016年开始实施禁塑令生物基材料产业概况•综合产能全球生物基材料产能达3010万吨，占聚合物（3.66亿吨）的8.2%；2006年以来，生物基塑料复合增长率为26.7%•主要品种2011年2020年BioPET，80万吨/年600万吨/年PLA，20万吨/年70万吨/年PBS最大生产线为7.4万吨/年PDO与PTT，7.5万吨/年PHA，3万吨/年生物乙烯，68万吨/年生物基合成材料预计2020年1200万吨应用已初具规模总产量约550万吨再生纤维有机酸、化工醇、氨基酸等淀粉基热塑性塑料PBSPLA、PHA及其他生物基材料＞300万吨8万吨5万吨生物基塑料制品已开始规模应用有机酸、化工醇、氨基酸等化工原料，100多万吨再生纤维产品，300多万吨生物基塑料、石化基塑料及生物分解塑料区别生物基塑料、石化基塑料及生物分解塑料区别降解塑料种类和特点降解塑料种类和特点聚合物名称英文缩写聚合物名称英文缩写聚乳酸PLA聚对苯二甲酸己二酸-丁二酯PBAT聚羟基丁酸/戊酸酯PHBV二氧化碳/环氧丙烷共聚物PPC聚-3-羟基丁酸酯PHB聚己内酯PCL淀粉St聚乙交酯PGA纤维素Cellulose聚乙烯醇PVA聚丁二酸己二酸-丁二酯PBSA二氧化碳/环氧乙烷共聚物PEC聚丁二酸丁二酯PBS聚对二氧环己酮PPDO生物降解塑料全球生物降解塑料产能2016年，60-80万吨–PLA，8-10万吨–PBAT、PBS，8-10万吨–PHA，0.1万吨–PPC，0.3万吨–PCL，0.3万吨–淀粉基塑料，20-30万吨–植物纤维基塑料，20-30万吨–PVA，0.5万吨–其它PLA,10PBAT、PBS,10PHA,0.1PPC,0.3PCL,0.3淀粉基塑料,20植物纤维基塑料,20PVA,0.5其他,12020年翻一番产业现状及动态（1）PLA合成、加工技术（2）PBS、PBAT合成、加工技术（3）PHA合成、加工技术（4）PPC合成、加工技术（5）淀粉基塑料加工技术（6）秸秆纤维热塑加工技术（1）聚乳酸•海正，1.5万吨/年•江苏允有成，1万吨/年•吉林中粮•光华伟业•同杰良•江苏九鼎•长江化纤•河南天仁建设：•年产5万吨聚合级L-乳酸、D-乳酸及聚乳酸生产线•万吨级聚乳酸PLA纤维制品生产线形成规模应用合肥恒鑫、江苏天仁、吉林龙达、深圳绿地、江阴杲信、浙江南益、厦门伟盟、宁波家联……NatureWorks，14万吨/年CorbonPurac，2017泰国7万吨/年工厂Synbra0.5万吨/年SulzerUhdeInventa-Fischer’sTeijin（2）二元酸二元醇共聚酯广州金发，3.5万吨杭州鑫富，1万吨安庆和兴，1万吨山东悦泰，2.5万吨蓝山屯河，1.5万吨山西金晖，2.0万吨深圳光华伟业，0.1万吨山东兰典建设：•10万吨/年丁二酸、1，4-丁二醇•10万吨/年PBS、PBAT生产线形成规模应用南通华盛、深圳虹彩、绍兴斯达、武汉华丽、吉林弗迪奈仕、新疆天业……BASF,PBAT，7.4万吨三菱树脂，PBS、PBSA，1万吨PTTMCCBiochem，BioPBS昭和电工，PBS、PBSA，开始建设2万吨（3）聚羟基烷酸酯（PHA）宁波天安，0.2万吨／a天津国韵（绿塑），1万吨/a深圳意可曼,0.5万吨/a堆肥填埋海水CO2+H2O建设：•万吨/年PHBV生产线•10万吨P（3HB,4HB）形成规模应用Metalibox，5万吨/年建设目标，已关闭Kaneka，0.5万吨/年，计划建设2万吨/年PHBIndustrialS/ABiomerBio-on（4）二氧化碳共聚物聚碳酸亚丙酯（PPC）•河南天冠，0.5万吨•浙江邦丰，1.5万吨•中科金龙，1.5万吨节约石油生产1吨塑料可节省约2吨原油生产1吨塑料可减排0.5吨CO2生物化工、工业废气CO2催化剂建设：•3-5万吨/年PPC塑料生产线•年产万吨级PPC吹膜、PPC革与发泡材料、PPC塑料食品及电子产品包装材料及制品生产线形成规模应用吉林龙达、南通华盛、浙江南益……（5）淀粉基塑料武汉华丽，6.0万吨深圳虹彩南京比澳格苏州汉丰常州龙骏浙江天禾浙江华发山东必可成广东华芝路烟台阳光澳洲深圳绿地建设：•年产6万吨的生物质热塑复合材料生产线•生物降解地膜等农用塑料制品生产线•酒店用易耗品生产线形成大规模应用深圳明辉、汕头、……Novamont，3万吨/年BiomerCardiaBioplastics(Australia)PtyLtdFKuRKunststoffGmbHPlanticTechnologiesLtd.JapanCornStarch（6）秸秆纤维热塑加工类江苏锦禾西安绿程……建设：•日用品•农用塑料制品•酒店用易耗品形成大规模应用生物聚乙烯、生物聚丙烯：巴西Braskem，20万吨/年美国宝洁公司和强生公司瑞士包装集团利乐公司日本资生堂公司和丰田公司生物尼龙：可再生化学品公司，广州金发，上海凯赛……生物聚氨酯：–Myriant、DNP绿色技术和帝斯曼公司–Cargill公司和陶氏公司，大豆基聚氨酯生物聚对苯二甲酸乙二酯（PET）–可口可乐公司，生物PET瓶乙酰酮基聚合物：美国Segetis公司生物基聚酯纤维：西班牙Merquinsa公司……非生物降解生物基聚合物以期解决环境污染问题–降解塑料以期解决原料来源问题–生物基塑料2011年11月7日–南非从2003年5月起禁止使用厚度在0.03毫米以下的超薄塑料袋,同时要求零售商对塑料袋收费–东非共同体五国中,除布隆迪外,全部采取了限制使用塑料袋的措施–非洲的坦桑尼亚2006年就宣布禁止使用30微米到65微米厚的塑料袋–卢旺达则从2005年开始就禁止使用和进口厚度在100微米以下塑料袋–肯尼亚政府对塑料袋征收高额消费税–孟加拉国从2002年3月开始禁止使用塑料袋–印度马哈拉施特拉邦立法禁止生产、进口和使用塑料袋–韩国1999年实行购物袋收费，塑料袋的使用减少60%–香港将在2008底征收购物塑料袋环保费–台湾地区从2002年开始，购物塑料袋不再免费–美国加州推广生物分解塑料购物袋–欧盟国家如德国、荷兰、意大利、英国等国塑料购物袋多数是有偿提供，并开始推广生物分解塑料购物袋–爱尔兰从2005年3月开始对每个塑料购物袋征收相当于13美分的税–澳大利亚、巴西等国也已出台了禁用塑料购物袋或必须有偿使用的规定–意大利从2011年开始禁止使用非生物降解塑料购物袋–法国巴黎从2017年开始禁止使用非生物降解塑料购物袋–欧盟通过决议，在2019年实现传统塑料购物袋相比2010年少用50%目标，到2025年实现减少80%–澳大利亚–加利福尼亚周–斯洛伐克–马来西亚政策方面2015，吉林省禁止生产销售和提供一次性、不可降解塑料购物袋、塑料餐具规定江苏省循环经济促进条例我国生态文明建设发展绿色产品、绿色制造政策方面四部委印发新材料产业发展指南战略性新兴产业重点产品和服务指导目录中国制造2025现代生物制造科技专项产业结构调整目录-优先发展生物基材料科技专项（863、973）生物基材料重大工程专项关键技术标准研究国家公益专项“卫生、安全、健康”成为新时代主题，绿色化已是产业发展必然趋势！①在农业中的应用地膜南通华盛广州金发中科金龙武汉华丽新疆天业深圳虹彩浙江南益BASF杭州鑫富长白山丰山东天野山东青业…..示范应用：新疆、湖北、山东、甘肃、云南、吉林、北京、河北、广东、…….新疆兵团新疆农垦院中国农科院山东农技站云南农技站烟草公司……全国地膜用量140万吨/年；残膜的土壤污染已相当严重！马铃薯玉米甜菜花生西红柿烟草棉花…..5万亩以上/年应用方面②包装双向拉伸聚乳酸（BOPLA)图片提供：浙江海正泡沫包装ToysorTeachingMaterialsforInfantsPackagingfoamsVarioustypes&sizesReference：In-JooChin，KoreanBioplasticsAssociation快递物流业应用的可能性图片由武汉华丽公司提供据国家邮政局统计数据显示:2015年全国快递业务量达到206亿件，同比增长了48%，共消耗了编织袋29.6亿条、塑料袋82.6亿个、包装箱99亿个、胶带169.5亿米。Innovasians一次性餐饮具照片来源：罗宾生化照片来源：武汉华丽公司照片来源：浙江海正公司照片由武汉华丽提供②酒店一次性用品照片来源：浙江海正公司照片来源：上海世博会照片来源：江西禾尔斯照片来源：浙江海正公司④注塑制品与耐久日用品圣诞用品⑤玩具ToysforBabyfromPLA⑥卡片⑦纺织TOYOTAEco-plasticsforInteriorParts⑧汽车中的应用MitsubishiMotors⑨3D打印应用⑩生物基材料评价、标准和认证体系应用•降解机理•降解可控技术•标准•认证体系有关标准•QB/T4012淀粉基塑料•GB/TXXXXX热塑性淀粉塑料通用技术要求•GB18006.1塑料一次性餐饮具通用技术要求•GB/T21661塑料购物袋•GB/T24453酒店客房用易耗塑料制品•GB/T29649生物基材料中生物基含量测定•QB/T2957淀粉基塑料中淀粉含量测定TG法•GB/T32163.2生态设计产品评价规范第2部分：可降解塑料聚合物化石能源能耗，MJ/kg聚合物温室效应，kgCO2/kg聚合物热塑性淀粉（TPS）25.41.14TPS+12.7%PVOH18.91.1TPS+15%PVOH24.91.73TPS+52.5%PCL48.33.36TPS+60%PCL52.33.60TPS发泡粒料32.4-53.50.89TPS+50%PBSAn/a0.80TPS+50%PBSAn/a0.92PCL77-833.1-5.7PVOH58-1022.7-4.3HDPE805.04LDPE925.20PET774.93EPS845.88ABS1174.8生命周期特征化结果•生物基材料范畴•争议•100%生物基含量？•≥50%生物基含量？•≥25%生物基含量？between20and40%Biobasedbetween40and60%Biobasedbetween60and80%Biobasedmorethan80%Biobased生物基塑料的范畴、争议和标识生物基塑料的范畴、争议和标识具体分类与规定材料生物基含量，%建材磨砂介质≥94木塑地板≥23塑料隔热泡沫≥7屋顶涂层≥20园艺用品生物修复材料≥86覆盖物≥95堆肥活性剂≥95其他耐久运输包装≥21非耐久运输包装≥82半耐久薄膜≥45非耐久薄膜≥85清洁胶粘剂清洗剂≥58洗涤剂≥58浴室清洁剂≥74材料生物基含量，%工业润滑油与流体柴油燃料助剂≥90齿轮润滑油≥58液压润滑油≥44专业油墨≥66个人护品洗澡用品≥61香波≥66洗手液≥64食品用工具一次性餐盒≥72一次性刀叉勺≥48一次性餐盘≥72食物清洁剂≥53美