生物降解材料:
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 PLA(聚乳酸) 淀粉基树脂 PPC(聚碳酸亚丙酯) PBS(聚丁二酸丁二醇酯) PCL(聚己内酯) PHA(聚羟基脂肪酸)
材料优缺点 材料 PLA 淀粉基树脂 PPC PBS PCL PHA 优点 1. 市场认可 2. 透明性好 3. 刚性好 1.可完全降解 2.薄膜性能好 可以利用工业废气CO2 缺点 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 1.对水敏感 2.价格较贵 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 1.对石油有依赖 2.对水分敏感,在空气中就降解使用受限 熔点低,价格高,所以很少单独使用 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 生物基含量% 100 ≤100 50左右 0 0 100 价格RMB/T(待定) >1.9W(差价高) >4W(差价低) >3W(差价一般) >6W >4W 1.可完全生物降解 2.可作为淀粉等材料的改性 1.成膜性能好 2.成功用于淀粉基材料 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
材料具体价格
材料 厂家 型号 4032D 2002D 价格RMB/T 21700 36000 PLA Natureworks 3052D 4060D 3001D 2003D 7001D 23500 23500 32000 25500 25000 21800 25850 22000 30000 12000 45000 35000 90000 35000 海正 深圳光华伟业 汉丰生物 韩国 日本东丽 PBS PCL PHA
生物降解塑料生产厂家
种类 淀粉基 国外 美国苏威 山东意可曼 REVODE201 213S 1001 B500 V911X51HB TH803 6800 EM10080 公司 美国 Wamer-Lambert 公司 意大利 Novonmont 德国 Biotec 武汉东丽 广东上九 国内 天津丹海股份有限公司 南京比澳格 浙江华发 成都新柯力 型号 Novon 塑料 Mater-Bi塑料 PSM 生态利 新柯力 Natureworks LACEA Bionolle Eastar bio PHB PHBV PHBHH P34HB 产能(吨/年) 45000 20000 20000 10000 30000 3000 10000 3000 8000-140000 500 300 5000 5000 待建 5000 15000 3000 10000 1000 1000 350 50000 PLA 国外 国内 美国natureworks 日本三井化学 日本岛津制作所 浙江海正生物材料股份有限公司 金发科技 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 PBS 国外 国内 国外 日本昭和高分子公司 美国Eastman chemical 杭州鑫富药业有限公司 安徽安庆和兴化工公司 广东金发科技 德国慕尼黑biomers公司 英国ICI(zeneca)公司 美国ADM公司 PHA 国内 天津北方食品公司 广东江门生物技术中心 江苏南天集团 宁波天安生物材料公司 广东江门生物技术中心 广东汕头联亿生物材料公司 深圳意可曼生物科技 山东意可曼生物科技 天津国韵生物科技公司 PHB PHB PHB PHBV PHBHH PHBHH PHA PHA PHA Tone 10 10 10 2000 10,停产 ??,停产 5000 5000 10000 2000 PCL 产量未知 国外 日本大赛璐 美国UCC 美国Union Carbide 日本JSP 国内
比利时InterRock公司 英国Lapott公司 瑞士柏斯托公司 中石化巴陵石化环己酮事业部 深圳光华伟业实业有限公司 PLA
PLA产业链 农业生物质原材料(如玉米等) PLA原料 PLA→ (中间物)→ 生产生产企业 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 产业链分析:
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 巴斯夫 日本东丽 山东必可成 宁波环球 汕头成祥 四川柯因达 台湾伟盟 台湾锐旗 PLA改性企业主要集中在国外为主。
规模 60000吨/年 8000 吨/年 6000 吨/年 NA NA 开发中,未产业化 N.A 5000 吨/年 产品 PLA/ECOLFEX共混原料 PLA 纤维 无纺布、薄膜制品 PLA 深加工制品 PLA 深加工制品 PLA 薄膜产品 纤维、薄膜类产品 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: 1000-1000000 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限制出口技术目录。
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。
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