因?yàn)槭秃推蛢r(jià)格低廉,很多公司會(huì)挑選經(jīng)過降低本錢來提高贏利,而棄用實(shí)際上愈加環(huán)保的立異技能,這樣的現(xiàn)狀不利于生物基和生物可降解塑料的開展。雖然如此,生物塑料的商場(chǎng)需要仍在增加,出資也在繼續(xù)涌入。這是因?yàn)?,該資料契合公司開展的愿景,而且在可繼續(xù)開展方針的布景下,具有功用多樣化、論據(jù)準(zhǔn)確性和方案優(yōu)越性的特色。
為何不斷增加的公司和國家都看好生物塑料?驅(qū)動(dòng)其開展的因素是什么?該資料的兩個(gè)杰出特性就足以回答這些疑問。一方面,生物塑料的來歷是可再生原資料;另一方面,生物塑料具有生物可降解才能,后者更是作為其首要特性。這兩個(gè)特性互相獨(dú)立,方向不相同,而且各自的代表資料相互間沒有競(jìng)爭(zhēng)性。一言以蔽之的“生物塑料”顯得有些果斷,且容易致使混雜。而這兩個(gè)特性都具有極端首要的含義。
生物塑料
在特定的聚合物范疇里,生物基含量為30%的PET在產(chǎn)能和商場(chǎng)方面算是處于領(lǐng)先位置的杰出代表。Nova研究所現(xiàn)已公布了全球生物塑料近年間產(chǎn)能開展?fàn)顩r的專業(yè)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)也被歐洲生物塑料協(xié)會(huì)用于其揭露宣告的數(shù)據(jù)中。
在2020年全球生物塑料產(chǎn)能估測(cè)中,生物PET的商場(chǎng)潛能相當(dāng)大。
假如能夠從生物原料中出產(chǎn)出乙二醇(MEG),那么底子上每個(gè)出產(chǎn)廠商都能夠制作出生物基含量為30%的PET。商場(chǎng)現(xiàn)在能供給約30萬噸的生物基MEG,能夠出產(chǎn)出約100萬噸生物基含量為30%的PET。其間的一部分PET被可口可樂公司用于飲料瓶出產(chǎn)。實(shí)際上,可口可樂從2009年就著手于這項(xiàng)出產(chǎn)項(xiàng)目。從那時(shí)起,該公司制作出超過400億個(gè)富含生物PET的飲料瓶,削減了超過30萬噸的二氧化碳排放量。
因其特性,比如PLA、PTT或PET等生物塑料制成的纖維特別適用于功用性衣物
在2015年春季,可口可樂展示了第一個(gè)運(yùn)用了100%對(duì)苯二甲酸(PTA)的生物塑料飲料瓶。但出產(chǎn)PTA關(guān)于創(chuàng)業(yè)公司而言還不夠經(jīng)濟(jì),現(xiàn)在他們還在測(cè)驗(yàn)各種歸納辦法。生物基PET資料易于收回且適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用,滿意了將來對(duì)塑料職業(yè)的高請(qǐng)求?,F(xiàn)在,運(yùn)用PET的用戶數(shù)量和運(yùn)用范疇正在穩(wěn)步上升,規(guī)模包含醫(yī)藥包裝、轎車零件、野外紡織品等。
聚乙烯呋喃酮(PEF)
在PET獲得成功之后,聚乙烯呋喃酮(PEF)現(xiàn)在還在開展中,該原料由MEG和呋喃二甲酸(FDCA)制作而成,從開端鏈段開端即是100%生物基。坐落荷蘭阿姆斯特丹的Avantium科技公司是FDCA出產(chǎn)范疇的技能領(lǐng)導(dǎo)者,坐落德國路德維希港的巴斯夫歐洲公司,上一年3月份宣告在比利時(shí)安特衛(wèi)普新建一個(gè)FDCA的出產(chǎn)工廠,產(chǎn)能高達(dá)5萬噸/年。日本東京的三井物資股份有限公司也與之簽訂了長(zhǎng)時(shí)間供給合同。
關(guān)于包裝挑選的討論在食物職業(yè)懸而未決,但很多制作商現(xiàn)在重新看好生物塑料包裝。
與PET比較,PEF的定位是對(duì)CO2和O2 具有更強(qiáng)阻隔性的原料。因其具有更高的機(jī)械強(qiáng)度,可出產(chǎn)出壁厚更薄的包裝,然后削減薄膜和瓶子的包裝分量。依據(jù)其功用性、環(huán)保功能和本錢優(yōu)勢(shì),PEF被公認(rèn)為生物塑料商場(chǎng)前途光亮的一個(gè)新資料。
聚乙烯
生物聚乙烯(PE)現(xiàn)已進(jìn)入商場(chǎng)開展多年。坐落巴西圣保羅的Braskem公司,是現(xiàn)在唯一在競(jìng)爭(zhēng)困難的日用百貨范疇成功將該聚合物定位為優(yōu)質(zhì)商品的制作商——沒有賦予其新功用,其優(yōu)勢(shì)是碳排放更小。現(xiàn)在,其客戶群正在增加,分銷渠道在繼續(xù)開發(fā)。食物制作商曩昔關(guān)于食物和非食物之間的包裝選用,通常都會(huì)避免選用生物塑料包裝,現(xiàn)在他們?cè)俅慰吹搅松虣C(jī)。關(guān)于制作商來說,生物基PE的產(chǎn)能達(dá)到 20萬噸/年是首要的第一步,進(jìn)一步的出資現(xiàn)在也在思考當(dāng)中。雖然生物PE資料也被運(yùn)用于科技商品中,例如電纜外層或污水管道,但生物聚烯烴首要的用處依然是非食物包裝范疇,如化妝品或消耗品的包裝。
特別是高端化妝品和衛(wèi)出商品的制作商通常會(huì)有意識(shí)地挑選生物PE資料用于包裝值得致使留意的是各包裝巨子,如英國拉什登的RPC集團(tuán)、澳大利亞霍桑的Amcor公司、芬蘭赫爾辛基的Stora Enso集團(tuán)以及德國杜賽道夫的Gerresheimer公司,都極端注重“生物基”,并把它作為將來開展之本。坐落瑞士皮伊的Tetra Pak國際公司,方案在2016年頭向商場(chǎng)投入約1億個(gè)100%生物基的TetraRex包裝盒,其資料來歷為Braskem出產(chǎn)的生物PE資料(見圖5)。
100%生物包裝紙盒的制作資料來歷于木頭,飲料盒的金屬箔和管口的原資料來歷于甘蔗。
聚酰胺
杰出的耐受性和高彈性是很多生物聚酰胺(PA)的底子特性。與現(xiàn)已投入商場(chǎng)數(shù)十年的PA10和PA11相同,新式PA4和PA5因其特別功能,如溫度安穩(wěn)性、耐化學(xué)性和尺度安穩(wěn)性,也正在招引商場(chǎng)重視。傳統(tǒng)含義上的PA通常用于轎車范疇的特別運(yùn)用,而生物PA也征服了消費(fèi)品范疇,例如野外衣物、運(yùn)動(dòng)鞋和眼鏡框架。首要聚合物出產(chǎn)商,如KS/美國威奇托的Invista S.a.r.l.公司、荷蘭海爾倫的DSM工程塑料公司、德國埃森的Evonik工業(yè)公司,為了進(jìn)一步拓展PA單體組合的規(guī)模,正活躍與各生物技能公司打開協(xié)作,如加拿大/美國門洛帕克的Calysta公司、我國上海的國泰生物科技有限公司、馬來西亞雪蘭莪州的Emery Oleochemicals集團(tuán)以及加拿大/美國卡爾斯巴德的Verdezyne公司。
生物塑料制作商和產(chǎn)能概覽。該表格已包含很多商場(chǎng)有關(guān)首要樣本,但仍有待完好。
別的生物塑料
客戶需要推動(dòng)了可繼續(xù)的高功能塑料的開展。透明度高、耐刮擦的“Durabio”合成資料獲得了2015年的“生物塑料獎(jiǎng)”,該生物聚碳酸酯(PC)來歷于異山梨糖醇,由法國萊斯特朗Roquette Freres公司、日本東京的三菱化學(xué)股份有限公司和日本大阪的夏普股份有限公司聯(lián)合制作。
生物基聚氨酯的適用規(guī)模廣泛,例如高端紡織涂層。
客戶關(guān)于生物塑料杰出的功能請(qǐng)求也同樣促進(jìn)了聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯 (PTT ) 的開展,該原料特別適用于彈性技能紡織纖維的運(yùn)用(見表1)。假如把熱固性塑料也思考進(jìn)入,其衍生物的數(shù)量會(huì)更多。生物基聚氨酯(PU)或聚環(huán)氧化合物現(xiàn)在也有多種不相同的運(yùn)用,遠(yuǎn)景看好。有意向的公司能夠運(yùn)用數(shù)量日積月累的商業(yè)適用生物基單體構(gòu)造單元,首要是二元醇或多元醇,其功能的改進(jìn)空間也跟生物成分相同大。
生物塑料在玩具職業(yè)的位置越來越安定。BioBlo生物塑料玩具選用依據(jù)甘蔗的木質(zhì)填充生物塑料制作。
生物塑料在玩具職業(yè)的運(yùn)用也日積月累。丹麥比隆的樂高玩具公司在2015年宣告聲明稱,到2030年將只運(yùn)用可繼續(xù)原資料出產(chǎn)商品,這相當(dāng)于7萬噸/年塑料產(chǎn)能。尋覓能夠代替化石ABS的資料是其接下來的使命,降低碳排放也有必要執(zhí)行。樂高玩具公司現(xiàn)已建立立異基地,而且現(xiàn)已與生物聚合物制作商及世界自然基金會(huì)(WWF)開展了協(xié)作。雖然生物塑料現(xiàn)已在玩具范疇有所運(yùn)用,但其商場(chǎng)開展依然處于起步時(shí)期。生物降解塑料
與其化學(xué)和物理構(gòu)造有關(guān),很多聚合物具有生物可降解的特性,其間,聚酯是最大的分支。構(gòu)造雜亂的聚合物原料聚乳酸(PLA)有不可勝數(shù)的構(gòu)造,其間包含耐久經(jīng)用的一種構(gòu)造。MN/美國明尼通卡的NatureWorks公司是很多制作商中的領(lǐng)先者,以15萬噸/年的產(chǎn)能高居榜首,把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后?,F(xiàn)在,很多公司都在測(cè)驗(yàn)制作技能或出產(chǎn)技能的進(jìn)一步提高。荷蘭阿姆斯特丹的Corbion公司宣告方案在泰國Rayon投建產(chǎn)能為7.5萬噸/年的工廠,估計(jì)將在2018年投入運(yùn)營(yíng)。
PLA現(xiàn)在現(xiàn)已在全球規(guī)模內(nèi)出售,其首要運(yùn)用于包裝范疇、纖維和薄膜,絕大部分以復(fù)合物的形式占據(jù)首要的商場(chǎng)份額。該原料的功用性,適用于多種范疇:食物包裝(例如,酸奶杯、飲料瓶、復(fù)合薄膜或發(fā)泡容器)作為紡織品纖維或技能商品(布料、過濾器、無紡布資料)或許用于耗材(例如辦公用品或技能元件)。
PBS和PBAT
因?yàn)槎《?SA)生物技能的蓬勃開展,專家估計(jì)聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的出產(chǎn)將迎來迅猛增加。如同PLA相同,該脂肪族聚合物能夠是100%的生物資料,能夠經(jīng)過氫化SA來制作1,4丁二醇(BDO),或直接經(jīng)過發(fā)酵來制作BDO。比如巴斯夫、帝斯曼工程塑料和三菱化工等化學(xué)公司正在出資這一科技范疇的立異生物科技新式公司,例如加拿大魁北克的BioAmber公司、加拿大/美國圣地亞哥的Genomatica公司,以及摩洛哥/美國沃本的Myriant公司。信任PBS很快會(huì)像現(xiàn)在現(xiàn)已廣泛運(yùn)用的聚己二酸丁二醇酯二醇 (PBAT)那樣做到大規(guī)模出產(chǎn)。這兩種聚酯原料都已廣泛用作淀粉或PLA的軟化混合成分,且從“包袋商場(chǎng)”的增加中獲得了最大收益很多國家和地區(qū)現(xiàn)已有有關(guān)國家法令規(guī)定須分揀生物廢品和別的廢棄物,如:意大利的運(yùn)送包裝,法國的生果和蔬菜包裝袋,這促成了7萬噸產(chǎn)能可堆肥包裝袋的無窮商場(chǎng)。而將來的商場(chǎng)潛力更大:專家猜測(cè)歐洲將來5年的可堆肥包裝袋消耗量將會(huì)是現(xiàn)在的三倍,全球商場(chǎng)潛力也會(huì)在將來5年內(nèi)增加數(shù)倍。當(dāng)時(shí),nova研究員正在詳盡地研究剖析歐盟商場(chǎng)和底子法令條件的首要性。
PHA作為聚酯宗族的另一成員,聚羥基脂肪酸酯(PHA)直接產(chǎn)自細(xì)菌體,不相同構(gòu)造的PHA展示截然不相同的特性,其間一些構(gòu)造能夠在各種介質(zhì)中徹底分化。很多小規(guī)模公司,正在盡力測(cè)驗(yàn)在全球規(guī)模內(nèi)進(jìn)行出產(chǎn)和推廣。近來,意大利圣喬治-迪皮亞諾的Bio-On Srl公司宣告與歐洲兩大有意向的商業(yè)伙伴協(xié)作,他們別離來自意大利和法國,方案新建兩個(gè)出產(chǎn)工廠,每個(gè)工廠別離具有約1萬噸/年的產(chǎn)能。我國和美國的公司亦在涉足PHA范疇。
可降解聚合物的開展?fàn)顩r比現(xiàn)在認(rèn)為的愈加雜亂。PLA本身現(xiàn)已具備一些現(xiàn)代塑料功能:可依據(jù)特別用處的需要來完成定制,很多構(gòu)造只需與別的聚合物聯(lián)系就能充沛發(fā)揮其特性。當(dāng)時(shí)焦點(diǎn)集中在一個(gè)相對(duì)窄規(guī)模的商品品類——選用多種可降解聚酯制作運(yùn)用壽數(shù)短、可堆肥的、一次性運(yùn)用的商品,這首要是因?yàn)榉结橋?qū)動(dòng)的請(qǐng)求,以及把“可堆肥”作為一個(gè)絕無僅有的商場(chǎng)賣點(diǎn)來定位。但是,這并不是開展的結(jié)尾,而僅僅只是開展時(shí)期的一個(gè)小高潮。
遠(yuǎn)景展望
塑料無疑是強(qiáng)壯的,它能幫助咱們處理很多疑問。在將來的數(shù)十年間,它也有必要重塑本身。資本和環(huán)境方面的疑問直接與短壽數(shù)的塑料制品有關(guān),塑料的運(yùn)用現(xiàn)已很廣泛,但其收回運(yùn)用通常很難。這即是為何塑料商品有必要可收回的因素,不然它們會(huì)對(duì)環(huán)境形成很多擔(dān)負(fù)。
依據(jù)艾倫麥克阿瑟基金會(huì)的塑料戰(zhàn)略,大公司的專家和代表們信任,關(guān)于短壽數(shù)的塑料商品而言,生物降解是一個(gè)準(zhǔn)確的處理方案。但是底子疑問在于,商品有必要運(yùn)用盡可能少的資本進(jìn)行出產(chǎn),而且要規(guī)劃更多用處。生命周期剖析報(bào)告顯示,收回和運(yùn)用可再生資本是疑問的要點(diǎn)。歐盟議會(huì)和歐盟委員會(huì)在根底準(zhǔn)則下提出了很多方案,但生物塑料的位置并未得以必定,它是這些年才開展起來的,而且,大批量出產(chǎn)的塑料體系構(gòu)造也現(xiàn)已構(gòu)建,這相應(yīng)地致使了傳統(tǒng)塑料出產(chǎn)的慣性。但是,這并不會(huì)影響生物塑料職業(yè)的開展。一旦商場(chǎng)開展搭建起安穩(wěn)的根底,生物塑料就會(huì)得到政治家、消費(fèi)者和評(píng)論員的充沛支撐,也能夠招引和留住新的出資者。