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植物塑料原料逐漸開(kāi)始商品化

發(fā)布時(shí)間:2014-04-23 來(lái)源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專(zhuān)題: 行業(yè)動(dòng)態(tài) 打印

環(huán)球塑化 www.PVC123.com 訊:

 

價(jià)格高曾是生物塑料商品化時(shí)的一大障礙,不過(guò),現(xiàn)在出現(xiàn)了比石油原料便宜2成的生物質(zhì)原料。存在耐久性等課題的聚乳酸也在改質(zhì)技術(shù)的推動(dòng)下,開(kāi)始進(jìn)行用途開(kāi)發(fā)。
以植物為原料制備出來(lái)的生物塑料是一種碳中和材料,即便燃燒,也不會(huì)增加大氣中實(shí)際的二氧化碳量,而且還有助于節(jié)約石油資源。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高,生物塑料從2000年代開(kāi)始慢慢普及,但因其居高不下的價(jià)格,并未廣泛滲透到社會(huì)中。
不過(guò)在最近,隨著量產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的推進(jìn),比以石油為原料的塑料更便宜的植物塑料原料逐漸開(kāi)始商品化。
利用酵母菌的力量簡(jiǎn)化工序
三井物產(chǎn)決定與2009年入股的加拿大生物風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)BioAmber合作,量產(chǎn)以植物為原料的琥珀酸。琥珀酸此前一直是以石油產(chǎn)品為原料,作為隔熱材料和粘合劑等原料之一使用。
其中,具有代表性的用途是作為聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的原料,PBS是一種具有可被自然界中的微生物分解的“生物可降解性”的塑料。
三井物產(chǎn)與BioAmber將投資約125億日元,在加拿大安大略省建設(shè)年產(chǎn)能為3萬(wàn)噸、全球最大規(guī)模的生物琥珀酸的商業(yè)工廠。預(yù)定2015年1月底完工,生產(chǎn)步入正軌后,預(yù)計(jì)其價(jià)格會(huì)比從石油中提取的琥珀酸低2成左右。
琥珀酸可用于入浴劑和食品添加劑等廣泛用途。如果業(yè)務(wù)順利增長(zhǎng),將把年產(chǎn)能擴(kuò)大到5萬(wàn)噸。
全球已有多家生物風(fēng)險(xiǎn)公司開(kāi)始生產(chǎn)生物琥珀酸,不過(guò)都是年產(chǎn)能為1萬(wàn)噸的級(jí)別。三井物產(chǎn)和BioAmber預(yù)計(jì)新工廠的生產(chǎn)成本會(huì)比其他公司低1成左右。
生物琥珀酸的制備方法是,使從玉米中提取的糖分(葡萄糖)在菌類(lèi)的作用下發(fā)酵。與利用原油制造相比工序更少,因此可低成本制造。新工廠鄰近北美被稱(chēng)為“玉米帶”的一大玉米產(chǎn)地,可低價(jià)采購(gòu)從玉米中提取的葡萄糖。
另外,BioAmber還擁有美國(guó)大型糧食制造商嘉吉(Cargill)新開(kāi)發(fā)的酵母菌的專(zhuān)有使用權(quán)。利用這種酵母菌,可較以往的制造方法簡(jiǎn)化工序,降低成本。
以往的制造方法在發(fā)酵葡萄糖時(shí),發(fā)酵層中的酸度會(huì)升高,妨礙菌的活動(dòng),因此必須添加中和劑(氨)。而發(fā)酵結(jié)束后必須去除中和劑,提煉琥珀酸。但新開(kāi)發(fā)的酵母菌耐酸性強(qiáng),無(wú)需使用中和劑。
三井物產(chǎn)生物化學(xué)事業(yè)室主任荒木英知說(shuō):“人們肯花高價(jià)錢(qián)購(gòu)買(mǎi)環(huán)境負(fù)荷低的生物原料的時(shí)代結(jié)束了?,F(xiàn)在做業(yè)務(wù)的前提是發(fā)揮‘植物提取’特有的優(yōu)勢(shì)”。
從2003年開(kāi)始開(kāi)展生物可降解塑料PBS業(yè)務(wù)的三菱化學(xué)將于2015年在泰國(guó)啟動(dòng)年產(chǎn)能為2萬(wàn)噸的PBS生產(chǎn)設(shè)備。此前一直使用從石油中提取的琥珀酸作為原料,而今后將采用三井物產(chǎn)的生物琥珀酸。
目前,PBS主要用于可埋入農(nóng)田中處理的農(nóng)業(yè)用薄膜,以及可直接摻入堆肥中的生活垃圾用垃圾袋等。
三菱化學(xué)還在拓展PBS在要求高功能性和衛(wèi)生性的食品包裝等領(lǐng)域的用途。使用源自植物的原料,可以提高作為放心、安全的環(huán)保材料的附加值?,F(xiàn)已得到泰國(guó)最大的咖啡連鎖店“Cafe Amazon”的采用。該咖啡店采用的是用三菱化學(xué)生產(chǎn)的采用PBS涂層的生物可降解紙杯。
將熔點(diǎn)低變?yōu)閮?yōu)點(diǎn)
此外,涉足代表性生物塑料——聚乳酸業(yè)務(wù)的帝人公司計(jì)劃利用自主開(kāi)發(fā)的改質(zhì)技術(shù),開(kāi)拓聚乳酸的新用途。
在日本最大規(guī)模的家電商場(chǎng)——友都八喜多媒體秋葉原店,乘扶梯上二樓后,首先映入眼簾的是家用3D打印機(jī)賣(mài)場(chǎng)。3D打印機(jī)的價(jià)格仍然高達(dá)十幾萬(wàn)日元,因此每月只能賣(mài)出幾臺(tái),但出于愛(ài)好想使用的人在穩(wěn)步增加。
實(shí)際上,家用3D打印機(jī)的造型原料就使用了聚乳酸。將盤(pán)成卷的帶狀聚乳酸一點(diǎn)一點(diǎn)加熱熔化,從自動(dòng)移動(dòng)的細(xì)噴嘴頂端噴出來(lái)制作立體物品。聚乳酸的熔點(diǎn)約為170℃,在塑料中比較低。由于能低熱熔解,因此很適合作為家用3D打印機(jī)的耗材。
不過(guò)利用時(shí)也存在難點(diǎn),那就是聚乳酸具有水解性,會(huì)與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng),放久了容易變質(zhì)。
雖然添加碳化二亞胺化合物添加劑能夠抑制水解,但這種添加物與樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生刺激眼睛和呼吸器官的有害氣體異氰酸酯。用3D打印機(jī)加熱后,這種氣體可能會(huì)在室內(nèi)擴(kuò)散。
因此,帝人開(kāi)發(fā)出了具有特殊分子結(jié)構(gòu)、完全不釋放異氰酸酯氣體的“環(huán)狀碳化二亞胺化合物”,可用于以聚酯系為中心的廣泛塑料,已從2013年開(kāi)始對(duì)外銷(xiāo)售。作為新的環(huán)保材料,還打算在歐美和中國(guó)銷(xiāo)售。
帝人還計(jì)劃面向3D打印機(jī)用途,投產(chǎn)混有環(huán)狀碳化二亞胺化合物的聚乳酸,在2015年涉足3D打印材料市場(chǎng)。該公司環(huán)境能源、先進(jìn)材料業(yè)務(wù)推進(jìn)組組長(zhǎng)內(nèi)山昭彥表示,“僅憑‘取代石油塑料’這種想法并不能使生物塑料普及。我們打算發(fā)揮聚乳酸的特性,開(kāi)發(fā)即便在利基市場(chǎng)上也能深入滲透的用途”。
生物塑料可以說(shuō)是環(huán)保材料的代表,今后將在價(jià)格和功能兩方面完成進(jìn)化。

 

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