1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料;
2.化学合成聚脂:PLA、PCL、PBS、PPC等;
3.微生物发酵合成高分子化合物:PLA、PHA;
4.转基因植物合成高分子化合物:PHA。
生物基含量和价格
| 材料 | 生物基含量% | 价格RMB/T(待定) |
| PLA(聚乳酸) | 100 | >(差价高) |
| 淀粉基树脂 | ≤100 | >4W(差价低) |
| PPC(聚碳酸亚丙酯) | 50左右 | |
| PBS(聚丁二酸丁二醇酯) | 0 | >3W(差价一般) |
| PCL(聚己内酯) | 0 | >6W |
| PHA(聚羟基脂肪酸) | 100 | >4W |
| 材料 | 优点 | 缺点 |
PLA | 1. 市场认可 2. 透明性好 3. 刚性好 | 1.很低的断裂伸长率和较高的模量阻碍其应用领域 2.耐热性差 |
| 淀粉基树脂 | 1.可完全降解 2.薄膜性能好 | 1.对水敏感 2.价格较贵 |
PPC | 可以利用工业废气CO2 | 1.不能单独使用 2.软化点太低、耐温性不好 3.不能替代大部分石油塑料 |
PBS | 1.可完全生物降解 2.可作为淀粉等材料的改性 | 1.对石油有依赖 2.对水分敏感,在空气中就降解使用受限 |
| PCL | 1.成膜性能好 2.成功用于淀粉基材料 | 熔点低,价格高,所以很少单独使用 |
PHA | 1.可完全生物降解 2.可替代大部分塑料,价格可以和石油塑料竞争 3.分子结构多样性,综合性能好 4.可单独使用或和淀粉等其他生物质共同使用 5.可取代PCL、Ecoflex等石油基可降解材料 6.核心技术门槛高 竞争者很难模仿进入 | 1.产能太小,需加大市场开发和市场认可 2.目前市场售价高 3.同类产品生产厂家少 |
| 材料 | 厂家 | 型号 | 价格RMB/T |
PLA | Natureworks | 4032D | 21700 |
| 2002D | 36000 | ||
| 3052D | 23500 | ||
| 4060D | 23500 | ||
| 3001D | 32000 | ||
| 2003D | 25500 | ||
| 7001D | 25000 | ||
| 海正 | REVODE201 | 21800 | |
| 213S | 25850 | ||
| 深圳光华伟业 | 1001 | 22000 | |
| 汉丰生物 | 30000 | ||
| 韩国 | B500 | 12000 | |
| 日本东丽 | V911X51HB | 45000 | |
| PBS | TH803 | 35000 | |
| PCL | 美国苏威 | 6800 | 90000 |
| PHA | 山东意可曼 | EM10080 | 35000 |
| 种类 | 公司 | 型号 | 产能(吨/年) | |
淀粉基 | 国外 | 美国 Wamer-Lambert 公司 | Novon 塑料 | 45000 |
| 意大利 Novonmont | Mater-Bi塑料 | 20000 | ||
| 德国 Biotec | ||||
| 武汉东丽 | PSM | 20000 | ||
| 广东上九 | 10000 | |||
国内 | 天津丹海股份有限公司 | 生态利 | 30000 | |
| 南京比澳格 | 3000 | |||
| 浙江华发 | 10000 | |||
| 成都新柯力 | 新柯力 | 3000 | ||
PLA | 国外 | 美国natureworks | Natureworks | 8000-140000 |
| 日本三井化学 | LACEA | 500 | ||
| 日本岛津制作所 | 300 | |||
国内 | 浙江海正生物材料股份有限公司 | 5000 | ||
| 金发科技 | 5000 | |||
| 上海同杰良生物材料有限公司 | ||||
| 深圳光华伟业实业有限公司 | ||||
| 江苏九鼎集团 | 待建 | |||
PBS | 国外 | 日本昭和高分子公司 | Bionolle | 5000 |
| 美国Eastman chemical | Eastar bio | 15000 | ||
国内 | 杭州鑫富药业有限公司 | 3000 | ||
| 安徽安庆和兴化工公司 | 10000 | |||
| 广东金发科技 | 1000 | |||
| PHA | 国外 | 德国慕尼黑biomers公司 | PHB | 1000 |
| 英国ICI(zeneca)公司 | PHBV | 350 | ||
| PHBHH | ||||
| 美国ADM公司 | P34HB | 50000 | ||
国内 | 天津北方食品公司 | PHB | 10 | |
| 广东江门生物技术中心 | PHB | 10 | ||
| 江苏南天集团 | PHB | 10 | ||
| 宁波天安生物材料公司 | PHBV | 2000 | ||
| 广东江门生物技术中心 | PHBHH | 10,停产 | ||
| 广东汕头联亿生物材料公司 | PHBHH | ,停产 | ||
| 深圳意可曼生物科技 | PHA | 5000 | ||
| 山东意可曼生物科技 | PHA | 5000 | ||
| 天津国韵生物科技公司 | PHA | 10000 | ||
PCL 产量未知 | 国外 | 日本大赛璐 | ||
| 美国UCC | ||||
| 美国Union Carbide | Tone | |||
| 日本JSP | ||||
| 比利时InterRock公司 | ||||
| 英国Lapott公司 | ||||
| 瑞士柏斯托公司 | ||||
| 国内 | 中石化巴陵石化环己酮事业部 | 2000 | ||
| 深圳光华伟业实业有限公司 |
PLA产业链
| 农业生物质原材料(如玉米等) | " → | PLA原料(中间物)生产企业 | " → | PLA生产企业 | " → | PLA改性或复合材料生产企业 | " → | PLA改性材料使用企业(制件) | " → | 终端消费者 |
1.PLA改性材料生产企业:其生产受到上下游的影响比较严重。
2.PLA生产企业:此类企业上游供给影响不大,来源和供应量很充足,关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位,每年14万吨的产能,巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能,在国内PLA生产商中实力较强。
3.PLA原料(中间物)生产商:PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺,两步法应用较多,即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯,再由丙交酯开环聚合得到PLA,两步法中,中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。
4.PLA改性材料使用企业:这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料,成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合,其理化性质得到相应改进,可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品,传统成品生产企业的转换成本并不高,而此类企业在国内数量巨大,并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。
5.消费者终端:消费者的最终需求,决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求,成为真正的、可能的需求瓶颈。因此,分析PLA改性和复合材料行业下游的关键,在于消费者终端的分析 。
PLA改性材料企业
| 公司 | 规模 | 产品 |
| 巴斯夫 | 60000吨/年 | PLA/ECOLFEX共混原料 |
| 日本东丽 | 8000 吨/年 | PLA 纤维 |
| 山东必可成 | 6000 吨/年 | 无纺布、薄膜制品 |
| 宁波环球 | NA | PLA 深加工制品 |
| 汕头成祥 | NA | PLA 深加工制品 |
| 四川柯因达 | 开发中,未产业化 | PLA 薄膜产品 |
| 伟盟 | 纤维、薄膜类产品 | |
| 锐旗 | 5000 吨/年 | 吸塑、片材-类产品 |
PHA
基本性能:
生物相容性,良好的力学性能,非线性光学性,气体隔离性,耐水解性能,压电性,良好的加工性能,耐热性。
性能指标:
分子量:
玻璃态温度: -60℃~+60℃
熔点: 40℃~190℃
结晶度: 10%~60%
断裂伸长率: 5%~1000%
空气与水的阻隔性类似于PET
印刷性能类似于PET
非常好的抗紫外线功能
在淡水中稳定,可在海水、土壤中完全生物降解
水相浆可形成很好的薄膜
对环节没有二次污染
下游应用:
农业: 农药缓释剂
环保: 电子产品、包装
生化: 高性能滤膜
微电: 热封闭组件
能源: P3HB醇解产物
医药: 缓释长效药物载体
医用: 骨钉、手术缝合线、人体整形填充材料
PCL
性能特点:
形状温控记忆性:有形状记忆性,具有初始形状的制品,经形变固定后,通过加热等外部条件刺激的处理,又可使其恢复初始形状的现象。
生物相容性:在体内与生物细胞相容性很好,细胞可在其基架上正常生长,并可降解成CO2和H2O。
生物降解性:在土壤和水环境中,6-12月可完全分解成CO2和H2O。
良好相容性:可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、天然橡胶等很好地互容。
良好溶剂溶解性:在芳香化合物、酮类和极性溶剂中很好地溶解。
主要应用领域
· 可控释药物载体、细胞、组织培养基架
· 完全可降解塑料手术缝合线
· 高强度的薄膜丝状成型物
· 塑料低温冲击性能改性剂和增塑剂
· 医用造型材料、工业、美术造型材料、玩具、有机着色剂、热复写墨水附着剂、热熔胶合剂。
技术情况
高分子量的PCL几乎都是由ε-己内酯单体开环聚合而成的,一般的方法为:单体ε-己内酯在钛酸丁酯,辛酸亚锡,其它双金属阴离子或络合配位催化剂的存在下,140-170℃下,熔融本体聚合。随着聚合条件的变化,聚合物的分子量可从几万到几十万。其中采用钛酸丁酯为引发剂的合成生物高分子材料PCL制备技术、反应条件及生产、纯化工艺和PCL晶胞参数的测定技术,已被列入中国禁止出口出口技术目录。
市场情况
聚己内酯由于其生物可降解性,以及形状记忆功能,近几年多用于医疗卫生、环保改性材料,每年的需求增长率超过50%,但生产采用以双氧水氧化环己酮生产己内酯,氧化反应复杂剧烈,易发生爆炸,所以国内外供不应求。南通醋酸化工厂就因这种工艺工厂爆炸而停产。
现在市场上供应的聚己内酯价格都在5-6万/吨,基本依靠进口。下载本文