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生物基塑料带来绿色革命

由于公众环保意识的不断增强,应用植物作为制造塑料树脂的来源材料现正在升温, 不久前意大利 Goop公司对外宣布, 已采用由 Gargill- Dow公司出品的 NatureWork 品牌植物基聚合物材料加工出系列一次性塑料餐具。这表明, 人们对于采用植物作为原材料制造塑料树脂取得了越来越大的进步和成绩。

当一些人对一次性塑料餐具是否真的可实现环保性能还存有疑问时,意大利人用行动证实, 原材料的可持续供应能力给予了越来越多的关注,对于一些常见的可再生的资源, 如:谷物、织物、木材、甘蔗、甜菜等,把这些原料变成聚合物是一种理想的解决资源再生的办法。

诚然, 采用天然材是良好的耐高温、高强度的C级电绝缘材料料制造成聚合物材料并非是什么新技术, 早在 20世纪初, 人们就用纸浆生产了赛璐珞膜即玻璃纸, 但是制造这种赛璐珞所用的原材料无法采用人工合成办法,至 少 最 新 的 德 国 DIN 标 准 及 美 国ASTM标准不会将它列入合成材料之列。而当今市场上尤其是包装品市场上环保意识很浓厚, 所以原材料是否为人工合成的是其中关键的要求部分, 一般认为非人工合成的材料更符合环保标准要求。

UCB 表面特殊处理公司的薄膜部已于 2005 年 7 月出售给了私有而据了解财团,该 部 门宣称, 他们所生产的 NatureFlex 品牌系列产品是完全生物降解型纤维素薄膜, 这种纤维素薄膜在自然状况下具备高度透明性能, 但不具有防潮或热封性能, 该薄膜经过②橡胶的弹性系数远比金属的小涂覆和上漆处理后, 能够克服这些缺点,但薄膜的生物降解性会因此受到影响。UCB 公司特殊包装材料的市场部经理 AndySweetman 说 ,Nature Flex 系 列产品采用了完全合成的聚合物涂覆层, 这是我们公司的唯一的一种可生物降解型材料,在塑料薄膜处于支配地位的包装材料市场上, 纤维素材料已在近年急速让位于传统聚合物材料, 尤其是定向 PP材料。Sweetman 认为, 现在正是推出可降解薄膜的最佳时机。他估计现全球市场对纤维素薄膜的年需求量大约略微超过 10 万吨, 而与此相对应的是, 包装品市场对 BOPP 的需求量在300 万吨以上。但是, 自从公司推出可生物降解型 Nature Flex 产 品 以来, 我们可涉足新的应用领域, 取代传统的聚合物材料。目前用量最大的单一产品是应用于制造透明胶, 以取代玻璃纸, 接下来还要取代目前占主流的各种透明薄膜, 如共挤 PP, 涂层PP, 聚酯 PP 等。

Nature Flex 薄膜有一种非涂覆型和 3 种不同涂覆层的产品供应, 涂覆薄膜产品具备防潮、气密和良好的热封性能。

对于所有来源于自然界的聚合物,其重要的终端用户市场之一是有机水果包装及蔬菜的包装,但 Sweet-man 说, 即使在这个应用领域, 他们也不仅仅关注产品的赢利情况。

“通常, 有机包装材料市场是一个很宽松的市场, 纯天然的产品采用纯天然的包装材料, 我们不仅仅在我们具备市场和技术优势的领域获得成功, 因为, 终端用户对产品的要求很苛刻, 他们对产品性能上即使轻微的欠缺也是很在意的。”Sweetman 如此认为。Sweetman 说: “我们必须在开拓市场和发展技术之间维持平衡, 但是目前成本还是唯一考虑的因素。所有采用可再生资源制造塑料的成本, 比用传统聚合物型塑料的成本高。当用于食品包装时, 生物塑料不能很好防潮密封, 在某些使用场合下使用这种圆螺母包装材料, 可能会对被包装品的保存带来不利影响。”

提高生物塑料的防潮性和密封性属于技术难题, 但 Sweetman 认为, 这个重大的技术难题- 如果防潮能影响到微生物的侵入, 材料就不可能降解了。向主要的用户销售成本高而在技术上并非特别吸引人的包装材料, 将面临严峻的挑战。但是, 只要从事制造生物降解材料的企业通过相互合作而不是相互竞争, 这种挑战就会变成不怎么数码伴侣严峻了。

我们开始明白一个事实, 那就是如果我们中任何人取得进展, 就会改变整个包装行业。

他认为, 顾手动工具客能够自己决定淀粉基材料适合用作盘子, 具有防潮性和高透光性的纤维素材料则更适合于作包装材料。

虽 然Cargill Dow 和 Novamont 等公司在纤维素材料加工成型的研究方面投入大量的精力, 但纤维素材料在挤出成型、注塑成型或热成型工艺的应用上技术进展不是很大。

在产能规模和市场表现方面 ,Cargill Dow公司一直被认为处于新型生物降解材料的领导地位, 这家公司设在美国 Nebraska 的工厂拥有聚乳酸( PLA) 聚合物的年产能高达 14 万吨,公司 CEO 说, 如果工艺进一步优化,产能还可再更高。

PLA 聚合物的制造工艺不再需要复杂的生化技术, 将谷物原料料碎分离出淀粉, 淀粉精炼成葡萄糖, 然后转化成乳酸, 将乳酸浓缩成缩水乳酸中间单体, 最终, 形成经过一个无溶剂过程制作成聚合物。

Dow 的 诀 窍 在 于他们能够在市场可以承滑车受的成本下完成所有的制造过程, “单家 工 厂 可 制 造 14 万吨, 这是绝无仅有的,显然, 我们产量在增加, 任何一家新的企业都会有这样的发展过程。我们希望见到我们的产品在市场更快被用户接受, 这样, 就能证实我们的产品同非降解材料相比是有竞争力的。”Bader 相信, Nature Work 在同 PS材料相比, 只虽然我国汽车制造工业使用塑料材料的整体水平还未到达世界领先程度要达到足够大的产量,最 终 价 格 上 是 有 竞 争 力 的 , 除 了Cooplptlia 以外, Cargill Dow已经有众多客户, 包括意大利 Lper 超市, 英国箱 包 制 造 商 Europackging, 比 利 时Bio-Plant 超市等, 但他承认, 还需要打入行业内的大型企业内。

Bader 表示, 他们能够真正关注产品的环保性, 属于那些为数很少的衷心关注资源可持续性的公司。很多公司经常将环保挂在嘴上, 但很少能够身体力行。

如果取得技术性突破, 最有可能在包装市场, 特别是食品包装方面。Bader 说: “我们业务的 80%集中在包装业, 这是因为 PET 比较容易被替代, 有需求的市场最容易得到发展。”除了可生物降解之外, 还存在其它方面的原因, “其中也包含石油价格的因素, 我们最近看到了最高的油价, 有人预言今后 20、50 或者 100 年中我们会闹油荒, 这不是一个会不会有的问题, 这是一个什么时候才有的问题”。目前油价和油提炼的衍生制品的价格远远偏离于过去数 10 年来的水平, Bader 认为谷物的价格可基本保持稳定, Cargill Dow 公司最近的一些新订单就来自于客户心中的这种微妙变化。顾客对未来的预见性不能低估。据 Cargill Dow 调查, 意大利是欧洲生物降解材料最大的一个市场,这 主 要 归 功 于 Novoamont 公 司 在Mater- Bi 改进淀粉基系列降解材料上所获得的巨大进展。

这家公司的淀粉基产品年产能达到 2 万吨以上, 2005 年夏天, 他们购买了 Eastman 公司的生物事业部, 为生物降解聚合物部门增加新的业务量。生物事业部以及一些技术专利是一项重大的战略举措, 这必将是 No-vamont 公司为业务量进一步提升而定位的主要发展方向。

这次收购将拓展该公司专利产品范围, 加速内部采用可回收资源生产聚酯产品的部分。Bastioli.认为, 这同时将为公司发展生物基淀粉/聚酯系列 聚 合 物 材 料 带 来 可 观 的 机 遇 。Dupont 公司看好生物基聚合物的发展前景, 与 Tate Lyle 公司组成了合资企业, 制造丙二醇材料。

Dupont Tate Lyle 生物制品公司将采用谷物为原料, 通过自有的发酵和纯化工艺在美国田纳西州建成的工厂生产丙二醇, 这家新工厂计划于2006 年投产, 同年投产的还有位于北卡罗来纳州世界上第一家采用谷物制造 Sorona 聚合物的工厂。

信息来源：国外塑料