聚乳酸調(diào)研報(bào)告

聚乳酸調(diào)研匯報(bào)1、聚乳酸性能及用途聚乳酸(PLA)是以有機(jī)酸-乳酸為原料生產(chǎn)的新型聚酯材料，性能勝于既有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是新世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型包裝材料，是環(huán)境保護(hù)包裝材料的一顆明星，在未來(lái)將有望替代聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品尤其是包裝材料，應(yīng)用前景廣闊。聚乳酸的長(zhǎng)處重要有如下幾方面：（1）良好的生物降解性能。聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解，最終身成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利。（2）良好的機(jī)械性能及物理性能。聚乳酸合用于吹塑、熱塑等多種加工措施，加工以便，應(yīng)用十分廣泛?？捎糜诩庸墓I(yè)到民用的多種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無(wú)紡布、工業(yè)及民用布。進(jìn)而加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線(xiàn)織物、帳篷布、地墊面等等，市場(chǎng)前景十分看好。（3）良好的生理相容性與可降解性。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用品、免拆型手術(shù)縫合線(xiàn)等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。2、項(xiàng)目提出的背景當(dāng)今世界，每年從石油等礦物資源生產(chǎn)約1.5億噸的聚合物，同步每年產(chǎn)生約8000萬(wàn)噸的塑料廢棄物。由于這些物質(zhì)在自然界難以自然降解，從而導(dǎo)致廢舊塑料在自然界的堆積，形成所謂的“白色污染”。這不僅影響了環(huán)境，并且影響到包括農(nóng)業(yè)等重要行業(yè)，近年來(lái)引起各方的普遍關(guān)注。為了處理這一問(wèn)題，首先就是設(shè)法減少?gòu)U棄塑料的排放，運(yùn)用新型的具有自然降解能力的材料來(lái)取代既有的石油制品，從而到達(dá)節(jié)省寶貴的不可再生資源和減輕環(huán)境污染的雙重目的。可以運(yùn)用更多的農(nóng)產(chǎn)品制造原本以石油為原料制造的各類(lèi)化學(xué)品，并使這一比例在到達(dá)10%，2050年到達(dá)50%是美國(guó)能源部的發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)數(shù)年的研究和篩選，發(fā)現(xiàn)使用乳酸加工的新型聚酯類(lèi)高分子材料聚乳酸（PLA），可以用來(lái)加工從工業(yè)用途到民用制品在內(nèi)的眾多塑料制品。1994年美國(guó)國(guó)家農(nóng)作物生長(zhǎng)委員會(huì)（NCGA）就開(kāi)始資助PLA的研究，Cargill企業(yè)最先參與這項(xiàng)工作，并最終實(shí)現(xiàn)了聚乳酸的工業(yè)化。聚乳酸在廢棄后能為微生物完全降解，最終身成二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，同步PLA還具有既有塑料的物理性能，適于吹塑、熱塑等多種加工措施，加工以便等長(zhǎng)處。因此在未來(lái)將取代聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品，L-乳酸的前景也將隨PLA的發(fā)展而興旺。新的形勢(shì)為安徽省農(nóng)業(yè)的發(fā)展提出了新的規(guī)定，安徽農(nóng)業(yè)迫切需要從單純重視生產(chǎn)向重視生產(chǎn)、加工、流通和市場(chǎng)銷(xiāo)售等領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，農(nóng)村工業(yè)要在鞏固發(fā)展建材、機(jī)械、化工等優(yōu)勢(shì)行業(yè)的基礎(chǔ)上，積極發(fā)展以食品、輕工為主的農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)，重點(diǎn)培育新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)換的新突破。同步，要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，采用切實(shí)可行的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)形式，強(qiáng)化市場(chǎng)、生產(chǎn)基地和龍頭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)絡(luò)，發(fā)展獨(dú)具特色的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品，形成區(qū)域性支柱產(chǎn)業(yè)。作為高新技術(shù)企業(yè)的安徽豐原集團(tuán)已具有發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品化工運(yùn)用的條件和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用先進(jìn)的細(xì)菌發(fā)酵和現(xiàn)代提取手段生產(chǎn)的低成本L-乳酸，可使聚乳酸的生產(chǎn)成本與一般的塑料相比具有可比性，使聚乳酸大規(guī)模替代塑料成為也許。3、市場(chǎng)預(yù)測(cè)3.1國(guó)外3.1.1生產(chǎn)狀況聚乳酸的生產(chǎn)與應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國(guó)家起步較早，美國(guó)、日本及德國(guó)多家企業(yè)對(duì)聚乳酸的制造和后加工進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)。美國(guó)CargillDow（企業(yè)現(xiàn)已經(jīng)有Cargill企業(yè)獨(dú)自擁有）聚合物企業(yè)，是由美國(guó)最大的農(nóng)業(yè)企業(yè)Cargill和化學(xué)企業(yè)DowChemicals各出資50%在1997年成立的合資企業(yè)，于投資了三億多美元在美國(guó)內(nèi)布拉斯加州的Blair建造年產(chǎn)14萬(wàn)噸PLA聚合物工廠并于初正式投產(chǎn)，現(xiàn)生產(chǎn)能力已達(dá)20萬(wàn)噸。該企業(yè)計(jì)劃在近十年將再投資10億美元，建設(shè)新的生產(chǎn)裝置，使總生產(chǎn)能力在前后到達(dá)45萬(wàn)t/a。目前該企業(yè)正在對(duì)第二套裝置的工程建設(shè)進(jìn)行評(píng)估，候選地初定在亞洲、歐洲或南美。德國(guó)Inventa-Fischer企業(yè)在年產(chǎn)3000t的聚乳酸中試試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上已開(kāi)始著手年產(chǎn)1萬(wàn)噸的生產(chǎn)線(xiàn)的開(kāi)發(fā)，BASF企業(yè)也計(jì)劃進(jìn)入聚乳酸生產(chǎn)領(lǐng)域。此外，日本的島津企業(yè)、三井化學(xué)企業(yè)和大日本油墨企業(yè)分別建有500~1000t/a的裝置。日本鐘紡企業(yè)是世界上領(lǐng)先生產(chǎn)PLA纖維的企業(yè)之一，早在1994年，該企業(yè)采用熔紡設(shè)備和自己開(kāi)發(fā)的技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了牌號(hào)為L(zhǎng)actron的聚乳酸纖維，并在1998年的長(zhǎng)野冬季奧運(yùn)會(huì)上展示了用聚乳酸纖維或其混紡纖維制做的服裝。3.1.2消費(fèi)狀況塑料是以樹(shù)脂為重要成分，合適加入添加劑可在加工中塑化成型的一類(lèi)高分子材料。塑料的使用至今已經(jīng)有近1歷史了，目前全世界塑料制品的產(chǎn)量已到達(dá)18000萬(wàn)噸左右，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域包括包裝材料、日用品、農(nóng)用材料、建筑材料、機(jī)械制品、絕緣材料、汽車(chē)配件以及醫(yī)學(xué)材料和光學(xué)材料。塑料制品的使用大大節(jié)省了木材、鋼材、紙張等材料的消費(fèi)，同步也給有關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了諸多便利和經(jīng)濟(jì)效益。如在汽車(chē)上使用塑料配件，可以減少汽車(chē)的重量，從而有助于汽車(chē)的迅速行駛和節(jié)能。但塑料制品在給社會(huì)帶來(lái)以便的同步，也對(duì)環(huán)境導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的影響。大多數(shù)塑料樹(shù)脂原料都是高分子材料，其最大局限性是難以分解，回收運(yùn)用也存在一定的難度，尤其是大量的塑料包裝材料和農(nóng)用塑料產(chǎn)品已導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，既“白色污染”。伴隨“白色污染”問(wèn)題的加重，迫使人們尋找愈加環(huán)境友好的塑料樹(shù)脂材料。目前生產(chǎn)塑料的最初原料基本為石油。石油是一種不可再生的資源，其未來(lái)可持續(xù)供應(yīng)的時(shí)間已引起全世界的擔(dān)憂(yōu)，替代資源的開(kāi)發(fā)已受到前所未有的重視。世界上數(shù)量最多的是生物質(zhì)資源，并且其具有較強(qiáng)的再生性，因此以生物質(zhì)材料為基礎(chǔ)原料的化工產(chǎn)品將具有廣闊的發(fā)展前景。此外，伴隨乳酸和聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和提高，以及近年來(lái)較高的石油價(jià)格導(dǎo)致的塑料生產(chǎn)成本的上升，聚乳酸已展現(xiàn)出較強(qiáng)的生命力，聚乳酸的產(chǎn)品已越來(lái)越多地進(jìn)入市場(chǎng)消費(fèi)領(lǐng)域。比較樂(lè)觀地估計(jì)，全球聚乳酸的潛在市場(chǎng)為500萬(wàn)噸－1000萬(wàn)噸。3.2國(guó)內(nèi)3.2.1生產(chǎn)狀況目前國(guó)內(nèi)PLA的研究開(kāi)發(fā)已開(kāi)始起步，并獲得了階段性的成果，浙江海正集團(tuán)已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化中試工作；上海華源股份有限已于初開(kāi)始與美國(guó)企業(yè)合作開(kāi)發(fā)聚乳酸纖維產(chǎn)品，并將產(chǎn)品在上海國(guó)際面料展覽會(huì)上進(jìn)行了展示。此外，上海同濟(jì)大學(xué)、中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所、蘭州鐵道學(xué)院、天津南開(kāi)大學(xué)等對(duì)PLA的聚合進(jìn)行了研究。東華大學(xué)提出了PLA的直接-固相聚合的措施，并進(jìn)行了PLA紡絲工藝的研究。華南理工大學(xué)材料學(xué)院對(duì)直接合成PLA的熔融聚合法，以及所采用的催化劑種類(lèi)、催化劑的用量、反應(yīng)時(shí)間和聚合溫度等進(jìn)行了研究。華東理工大學(xué)研究使用了1種脫水劑，在密閉的環(huán)境中選擇性地脫除水，直接縮聚制備PLA。浙江大學(xué)研究了乳酸直接制備PLA生物降解材料的措施。武漢大學(xué)研究了在減壓、惰性氣體保護(hù)和引起劑條件下，以丙交酯為原料經(jīng)微波輻射開(kāi)環(huán)聚合制備PLA的生產(chǎn)措施。縱觀全球生產(chǎn)聚乳酸的企業(yè)，目前能以工業(yè)級(jí)規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)寥寥無(wú)幾，NatureWorks企業(yè)是全球規(guī)模最大的企業(yè)。目前的生產(chǎn)能力到達(dá)14萬(wàn)噸/年，并有深入擴(kuò)產(chǎn)的規(guī)劃。目前全球規(guī)模并無(wú)確切資料，不過(guò)肯定比NatureWorks原有的一條生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能7萬(wàn)噸要小。日本海關(guān)進(jìn)口數(shù)據(jù)信息顯示，日本聚乳酸市場(chǎng)約7000噸，假設(shè)日本市場(chǎng)是全球市場(chǎng)的1/5～1/10，全球聚乳酸市場(chǎng)總額在5萬(wàn)～8萬(wàn)噸之間，由于這幾年全球聚乳酸市場(chǎng)不停增長(zhǎng)，全球聚乳酸市場(chǎng)肯定要比多。估計(jì)全球聚乳酸市場(chǎng)在可以到達(dá)百萬(wàn)噸以上。據(jù)理解雖然全球聚乳酸的市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)，市場(chǎng)前景廣闊，不過(guò)聚乳酸的生產(chǎn)在我國(guó)仍屬起步階段，不僅已建成的項(xiàng)目數(shù)量很少，并且生產(chǎn)規(guī)模不大，產(chǎn)業(yè)布局相對(duì)也比較零碎，短期來(lái)看難成規(guī)模。不過(guò)，伴隨聚乳酸市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，千噸級(jí)和萬(wàn)噸級(jí)項(xiàng)目的逐漸上馬，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望上升到一種新的臺(tái)階。據(jù)理解，國(guó)內(nèi)聚乳酸生產(chǎn)商中，海正集團(tuán)是最大的生產(chǎn)商，該企業(yè)研制的新型聚乳酸已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，年產(chǎn)5000噸聚乳酸中試廠正在運(yùn)行，計(jì)劃建萬(wàn)噸工業(yè)級(jí)廠。深圳市光華偉業(yè)實(shí)業(yè)有限企業(yè)目前處在中試規(guī)模，正擴(kuò)建萬(wàn)噸級(jí)廠。此外，南通九鼎生物工程有限企業(yè)、云南富集生物材料科技有限企業(yè)、河南飄安集團(tuán)、長(zhǎng)江化纖有限企業(yè)和中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所的合作企業(yè)等也擁有聚乳酸生產(chǎn)線(xiàn)，規(guī)模相對(duì)較小，但均有不一樣程度的擴(kuò)建計(jì)劃。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)在建項(xiàng)目的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)不少企業(yè)都在建千噸級(jí)規(guī)模的生產(chǎn)線(xiàn)。上海同杰良生物材料有限企業(yè)由同濟(jì)大學(xué)和上海新立微生物企業(yè)合作成立，企業(yè)采用同濟(jì)大學(xué)“一步法”技術(shù)制取聚乳酸，目前正在建千噸級(jí)聚乳酸生產(chǎn)線(xiàn)；江蘇九鼎集團(tuán)宣布能生產(chǎn)薄膜級(jí)、纖維級(jí)等多種級(jí)別的通用型聚乳酸，正建設(shè)1000噸/年生產(chǎn)線(xiàn)，未來(lái)建設(shè)1萬(wàn)噸/年薄膜、包裝用聚乳酸生產(chǎn)線(xiàn)；吉林經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)總企業(yè)擬開(kāi)發(fā)的聚乳酸纖維由乳酸通過(guò)聚合、熔融紡絲或干法紡絲制成，目前該企業(yè)年產(chǎn)5000噸玉米聚乳酸纖維項(xiàng)目已立項(xiàng)。除了以上已建和在建項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)尚有不少企業(yè)宣布了擬建項(xiàng)目的計(jì)劃，不少項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模很大，甚至上萬(wàn)噸級(jí)。如吉林糧食集團(tuán)收儲(chǔ)經(jīng)銷(xiāo)有限企業(yè)擬建5萬(wàn)噸規(guī)模的聚乳酸生產(chǎn)線(xiàn)，重慶博飛生化制品企業(yè)擬建5000噸/年L-乳酸和5000噸/年聚乳酸項(xiàng)目，山東博興興糧玉米加工有限企業(yè)擬建2萬(wàn)噸/年乳酸、1萬(wàn)噸/年L-乳酸和4000噸/年聚乳酸項(xiàng)目，秦皇島驪驊淀粉股份有限企業(yè)擬建2萬(wàn)噸/年聚乳酸生產(chǎn)線(xiàn)，尚有濟(jì)南新合纖科技發(fā)展有限企業(yè)擬建1萬(wàn)噸/年聚乳酸項(xiàng)目和華源集團(tuán)擬建2萬(wàn)噸/年聚乳酸項(xiàng)目等。3.2.2消費(fèi)狀況聚乳酸是一種低能耗產(chǎn)品，比以石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的聚合物低30％～50％。估計(jì)在不可再生的石油資源枯竭期到來(lái)之前，石油及其衍生物市場(chǎng)價(jià)格暴漲，而可再生的產(chǎn)品必將成為全球范圍的緊俏消費(fèi)品。這樣，伴隨時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，聚乳酸作為一種應(yīng)用廣泛的環(huán)境保護(hù)型高分子新材料，具有極大的消費(fèi)潛力。上海華源股份有限企業(yè)是國(guó)內(nèi)第一家同美國(guó)Cargill-Dow企業(yè)合作開(kāi)發(fā)PLA纖維的化纖企業(yè)。華源企業(yè)的PLA纖維加彈絲和拉伸絲及布樣已在年3月的上海國(guó)際面料展亮相。上海第十化纖廠目前也正在通過(guò)有關(guān)途徑同Cargill-Dow企業(yè)探討共同開(kāi)發(fā)PLA短纖維產(chǎn)品的也許性。我國(guó)是一種農(nóng)業(yè)大國(guó)，玉米、小麥等農(nóng)產(chǎn)品為聚乳酸的生產(chǎn)提供了可靠的原料來(lái)源。據(jù)預(yù)測(cè)，在未來(lái)5~10年內(nèi)伴隨我國(guó)PLA技術(shù)的成熟與引進(jìn)，我國(guó)聚乳酸的市場(chǎng)需求量至少可以到達(dá)100萬(wàn)噸/年以上。無(wú)論是在可降解再生環(huán)境保護(hù)方面、在生物醫(yī)用及服裝上，還是在性能價(jià)格比及市場(chǎng)需求方面，PLA產(chǎn)品都具有極大的發(fā)展空間和潛力。PLA纖維作為國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上一支新軍，有望取代PET等化學(xué)纖維。豐原既有1000噸/年L-乳酸的生產(chǎn)能力，發(fā)酵法生產(chǎn)技術(shù)水平國(guó)際先進(jìn)。通過(guò)糧食深加工生產(chǎn)生物化工產(chǎn)品，用于替代石油化工產(chǎn)品，符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策和國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。豐原的L-乳酸生產(chǎn)成本不超過(guò)4500元/噸，生產(chǎn)聚乳酸的成本在1萬(wàn)元/噸左右，可以與PET、聚苯乙烯等來(lái)自石油的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，且具有可降解、消除白色污染的優(yōu)越性。有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，L-乳酸的生產(chǎn)成本降至5000元/噸如下，聚乳酸的國(guó)內(nèi)年需求量將超過(guò)100萬(wàn)噸。近兩年，持續(xù)走高的原油價(jià)格和日益嚴(yán)重的“白色污染”已促使國(guó)家有關(guān)部門(mén)對(duì)聚乳酸等生態(tài)塑料的重視，力促使用生物材料替代10%－15%的原油消耗，