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2018年生物降解塑料发展现状,应用领域的不断拓展拉动生物降解塑料的市场需求[图]

2019年09月11日 14:33:26字号:T|T

    塑料按照降解方式可分为不可降解塑料和可降解塑料。可降解塑料是指各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害物质的塑料,也被称为可环境降解塑料。不可降解塑料则指无法或者很难通过微生物降解的塑料,它们往往在自然界中经过上百年才能被缓慢降解。

    从上世纪60年代第一项可降解塑料专利的申请到上世纪90年代可降解塑料开始规模生产,可降解塑料的研究和开发历经近六十年发展,分为三个阶段:

三代可降解塑料分析

资料来源:公开资料整理

    三代可降解塑料的对比

-
淀粉改性塑料
光热降解塑料
生物降解塑料
技术路线
基料是传统单体;加入淀粉等添加剂
基料是传统单体;添加光敏剂
基料即可生物降解
降解特点
一般环境中降解;降解效率低
光照条件下降解光降解调节剂控制降解诱导期长短
堆肥降解效率高
优缺点
不能完全降解;难以回收利用
降解过程中受环境条件影响大
可完全降解;生产成本较高

资料来源:公开资料整理

    生物降解塑料指在自然界下通过微生物(如细菌、霉菌和藻类等)的生命活动就能引起降解的塑料,其作用机理一般分为生物物理作用与生物化学作用。生物物理作用指随着附着在材料表面微生物的不断增殖,高分子材料发生水解、电离、质子化等物理分解过程,生成分子结构不变的低聚物碎片或单体;生物化学作用指在微生物分泌的酶等物质侵蚀下,聚合物逐步断裂并氧化分解,或被微生物吸收作为呼吸作用原料,代谢成CO2和H2O的过程。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(CO2、H2O)的高分子材料

    根据塑料降解程度的不同,生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料(生物破坏性塑料)。不完全生物降解塑料是指在普通塑料(不可降解的塑料)中加入一些可降解的生物物质,比如淀粉、纤维素、蛋白质等,但普通塑料部分仍不可降解;完全生物降解塑料是指在堆肥条件下,通过微生物的作用,可在180天内转化成二氧化碳和水的降解材料,其性能与普通塑料几乎相同,也被称为“绿色塑料”。完全生物降解塑料按制造工艺不同,分为微生物合成降解塑料、化学合成降解塑料、天然高分子共混降解塑料;根据原材料来源不同又可分为生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料。生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)等;石油基生物降解塑料包括聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)等。狭义上所称的生物降解塑料均为完全生物降解塑料。

生物降解塑料分类

资料来源:公开资料整理

    生物降解塑料上游包括天然物质如淀粉、纤维素等,也包含石油化工产品如PTA、1,4-丁二醇、己二酸等。生物降解塑料的下游广泛应用于塑料包装、医疗、农业、汽车、电子行业、日用品等领域。

生物降解材料的产业链

资料来源:智研咨询整理

    我国是全球唯一可以生产所有生物降解塑料产品的国家,近年来产能扩张迅速。智研咨询发布的《2019-2025年中国生物降解塑料行业市场竞争现状及投资方向研究报告》显示:2018年产量达65万吨,同比增长10.2%,其中完全生物降解塑料产量约9.5万吨,破坏性生物降解塑料产量约55.5万吨。

2012-2018年中国生物降解塑料行业产量情况

资料来源:智研咨询整理

    2018年我国生物降解塑料行业规模约54.4亿元,同比增长21.1%。

2012-2018年中国生物降解塑料行业规模情况

资料来源:智研咨询整理

    鉴于成本较高的原因,生物降解塑料在国内推广难度较大,我国生物降解塑料市场一直处于供过于求的状态,大部分生产企业依托出口维持运营。尽管如此,2012-2018年我国生物降解塑料的需求量从22万吨增长至45万吨,年均复合增长12.7%,依旧处于快速增长。未来随着国内对于环保重视程度提高、相关法律法规出台颁布,生物降解塑料的发展前景值得期待。

2012-2018年中国生物降解塑料行业需求量情况

资料来源:智研咨询整理

    可降解塑料作为一种环境友好型的材料,能够通过其在制备过程中的工艺,使其在自然环境中易被光、生物等因素分解为对环境无害的小分子或是完全降解。可降解塑料可分为光降解塑料、生物可降解塑料和光-生物可降解塑料。它们的降解原理不同,其中光-生物可降解塑料综合了光降解和生物降解的机理,可以克服单一降解塑料的缺点。可降解塑料在农业、医疗、食品包装领域等都有着广泛的应用,新型的可降解塑料也在不断发展。由此看来,可降解塑料在各方面都有其得以施展身手的地方。

    至今可降解塑料仍旧未能得到十分广泛的应用,其中一个弱点在于它的制备工艺还未得到彻底地简化,生产成本依旧较高,其降解能力对于环境的保护也未能得到充分的认可。但可降解塑料在缓解普通塑料的环境压力方面依旧有着不可忽视的作用。因此可降解塑料在制备工艺方面应该注重简化工艺以及加强对其相关产品的研制,或是发现其经过加工之后不同于普通塑料的性能,如相机镜头的涂层,以开拓更广的市场。

    在环保呼声日益高涨的当下,生物降解塑料具有良好的发展前景,应用领域十分广泛。总的来说,在各国政府环保政策影响下,将大大拉动生物降解塑料的市场需求,给相关企业带来巨大的增长机会。除了政策利好拉动需求,全球零售商也在积极引导,推动生物降解塑料市场的发展。零售商作为生物降解塑料市场的主要参与者,一旦其加大支持推广力度,无疑将为生物降解塑料的进一步发展奠定坚实基础。对生物降解塑料生产商而言,则要不断提高生产技术,降低产品成本,提高市场竞争力。此外,还要积极研发新产品,以满足市场对塑料产品兼具功能性及环保性的需求。与此同时,要持续拓展生物降解塑料的应用领域,如 3D 打印、医学植入、药物传统系统等非传统应用领域。生物降解塑料应用领域的不断拓展,对于产业发展换挡提速具有重要作用。

    随着生产技术日趋成熟及应用领域拓宽,生物降解塑料需求将迎来中高速增长。需求的快速增长,表明生物降解塑料产业正呈现出提速的趋势,前景值得期待。

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