合成的天然可生物降解塑料介绍

1.PLA

在合成的天然可生物降解塑料中，PLA是产量最大的，而且已经实现了工业化生产。产能最大的是美国NatureWorks公司，其装置产能为140000t/a；美国Cere-plast公司于2006年将12300t/a的PLA生产线扩能至18100t/a。

国内对PLA的生产技术研究起步较晚，但发展较快。2008年，由浙江海正集团与中科院长春应用化学研究所合作建成了5000t/a的PLA生产线，并实现了批量生产。另外，光华伟业、南通九鼎和长江化纤等公司已经进入了PLA中试生产阶段。截至2010年4月，国内PLA的产能已达到12000t/a。目前，全球PLA的总产能约为150000t/a，预计2015年底产能将达到290000t/a。主要生产企业及产能见表1-2。

表1-2 全球PLA主要生产企业及产能

①估计数据。

2.微生物合成聚酯

微生物合成聚酯是一类细胞体内的可生物降解聚合物，是利用特定细菌合成的一些聚酯，它们以代谢物的形式存在，同时也是细菌储存能量的一种方式。一些细菌可以聚集达到其自身干重80%的聚酯，包括聚羟基烷酸酯（PHA）、聚羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基丁酸-戊酸酯（PHBV）等。微生物合成聚酯是1925年被微生物学家Maurice Lemoigne发现的，可以由各种细菌所合成，如产碱杆菌等。微生物合成聚酯主要包括PHB、PHBV、3-羟基丁酸与3-羧基己酸酯共聚物（PBHH）、3-羟基丁酸与4-羟基丁酸酯共聚物（P34HB）等。微生物合成聚酯的分类及其结构见表1-3。

表1-3 微生物合成聚酯的分类及其结构

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微生物合成聚酯全球主要生产企业及产能见表1-4。

表1-4 微生物合成聚酯全球主要生产企业及产能

3.PPC

PPC是一种绿色环保材料，是由CO₂和环氧丙烷开环加成聚合所得，其在生产过程中会消耗CO₂，降解又能减少“白色污染”。其拉伸强度小于10MPa，但材质柔软，断裂伸长率高于200%，韧性好。PPC分子式见图1-2。

图1-2 PPC分子式

目前国内开展PPC研究工作的单位有中科院广州化学研究所、中科院长春应用化学研究所、中山大学、天津大学等。它们已取得了一些有价值的成果，其中有些成果已经进入产业化实施阶段。国内生产PPC的企业有蒙西高新技术集团公司、中国石油吉林油田集团公司、中国海洋石油总公司、河南省南阳天冠集团等。中国石油吉林油田集团公司CO₂基聚合物生产线的设计生产能力为50000t/a；中国海洋石油总公司的设计生产能力为3000t/a。河南省南阳天冠集团采用中山大学技术于2009年建成了5000t/a的CO₂全降解生物塑料生产线。内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所技术，已建成年产3000t/a CO₂/环氧化合物共聚物的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。