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生物降解塑料的應用正在升溫
信息來源:spxcl 發布時間:2018-11-26 20:08:26 瀏覽次數:

  意大利最有影響的大型超市連鎖商Coop Italia上個月宣稱,使用Cargill-Dow公司Nature Works生物聚合物樹脂 生產的一次性餐具系列產品的推出,是植物生產的塑料備受矚目的一個最新證明。

       然而,人們可能會提出這樣的疑問,一次性餐具能否被認為是符合環境要求并具有吸引力?Coop Italia的公告強調,一些零售商注重利用可再生資源這一點,正日益成為市場興趣的焦點。利用年復一年可再生的資源,諸如玉米(例如Nature Works)、谷物、木材、甘蔗、甜菜制成的聚合物,似乎是理想的解決方案。

       準確地說,生物聚合物實際上并非現在才有,早在二十世紀初,人們就已經用紙漿生產出了纖維素薄膜或玻璃紙。然而,盡管纖維素薄膜基于生物源,但卻是非堆肥化的。至少在用最新的德國DIN標準和美國ASTM標準對其進行檢測時是非堆肥化的。而堆肥化的認證是當今具有環境意識的市場對生物聚合物的關鍵要求,特別是對用于包裝的生物聚合物的關鍵要求。

       去年7月被一家私人聯合企業并購的比利時表面特種化學品公司一UCB公司的薄膜分部在談到該公司的Nature Flex系列完全降解纖維素薄膜時提到了這一點。

       就其自然狀態而言,這種纖維素薄膜是高透明度的,但是沒有阻濕和熱封性能。涂料和漆類能夠克服這一弊端,但也妨礙了薄膜的生物降解。

       “Nature Flex是使用一種可以完全堆肥化的聚合物涂布制成的產品?!盪CB的特種包裝薄膜市場經理Andy Sweetman談道,“這是唯一的一種我們聲稱可以降解的纖維素”。纖維素曾經是塑料包裝薄膜市場的支柱產品。但近年來,它卻嚴重地喪失了其地盤,而讓位于傳統聚合物,特別是雙向拉伸聚丙烯薄膜。Sweetman說,纖維素薄膜目前只局限于使用在一些非常特殊的領域,估計全球的年需求量略高于100000噸。相比之下,BOPP的年需求量則高于300萬噸。

       無論如何,可生物降解的Nature Flex產品的推廣,使公司能夠將纖維素銷售到新的應用領域,而且取代傳統的聚合物。

       Sweetman說:“目前最多的應用是以透明膠帶取代玻璃紙。然而其大量的應用還是替代共擠出聚丙烯膜,涂布聚丙烯膜和聚酯膜,即所有的主流透明薄膜。

       Nature Flex可以通過一種非涂布方式或一種具有阻濕、阻氣和良好熱封特性的三層涂布方式獲得。

       Sweetman說,Nature Flex與所有生物聚合物的應用一樣,其重要的最終用戶市場之一是有機水果和蔬菜的包裝。但是,即使在這一市場中,也還存在著比獲取市場利潤更多的技術性問題。

       他指出,“一個典型的問題是,盡管有機作物是一個比較容易進入的市場,似乎天然的產品采用天然的包裝就行了。然而我們發現,只有當你既擁有這個市場,又具有技術優勢的時候,你才能獲得成功。否則,最終用戶只好忍受某些性能的損失了?!?/p>

       “盡管我們必須在市場與技術優勢方面取得適當的平衡,但是根本問題是成本,因為所有基于可再生資源的塑料都比傳統聚合物昂貴”他說。

       “在食品包裝方面也存在一個問題,就是生物塑料的阻氣性和阻濕性比較低,有時候會影響食品的保鮮和防腐?!碧岣咦韪粜阅苁且粋€技術性問題,但是Sweetman認為這是一個重大的技術性問題。因為如果這種阻濕性材料也阻止微生物的滲透,那么它就不會降解。推行一種高成本的、技術層次較低的包裝方案,對一個重要的零售商來說永遠是一個非常強硬的挑戰。但如果生物塑料工業的生產商們能夠加強合作而非展開競爭的話,就會降低這種挑戰性。Sweetman現在看到了這種跡象的曙光。他說:“我們都開始意識到這樣一個事實,如果有人真想邁出一步,他們就不得不改變整個包裝?!彼目捶ㄊ?,用戶可能決定使用一種淀粉基的材料作為盤子的理想材料,但纖維素所具有的寬范圍熱封性或高透明度的特點或許應首選為包裝材料??紤]一下作為競爭者的MaterBi和Nature Works以及Nature Flex,存在這樣一個趨勢,即在某些領域我們不得不加強合作。然而,事實并非如此?!北M管Cargill Dow以及Novamont這樣的生產商正在纖維素薄膜的擠出、澆鑄或成型應用領域方面全力推進,但是還未取得大的進展。以規模和市場開發狀況而言,Cargill Dow被認為是生物聚合物這一新興產業的領導者。美國內布拉斯加州Cargill Dow公司生產廠的聚乳酸聚合物,其設計生產能力為每年140000噸。公司首席執行官Kathleen Bader樂觀地估計,產能還可能更高。聚乳酸聚合物的生產并不是一個復雜的生物化學過程。將玉米收割、磨碎后分離出淀粉,將淀粉精制成葡萄糖,連續發酵成乳酸并縮合成丙交酯中間單體,最后使其在一種無溶劑熔融工藝中聚合。Bader說Cargill Dow的訣竅在于以一種市場所能承受的成本來運營這套工藝。

       “我們工廠每年生產140000噸,這是獨一無二的。顯然,我們的產量正在逐漸增長。當你還是一個年輕的公司時,你會期待這樣的增長?;谖覀冋谂c不可再生的聚合物產品進行競爭這樣一種事實,我們很愿意看到市場所能承受的加速增長?!彼f。Bader相信Nature Works與PS在價格方面可有一爭,但這只有在產能更高的情況下才可能出現。除Coop Italia之外,Cargill Dow有一長串的用戶,包括意大利超市Iper英國包裝袋制造商,歐洲包裝,以及比利時超市Bio—Planet。她承認,對重要的大牌零售商的排行不得不重新洗牌。

       “我們需要將目光從早期的那些能夠接受生物聚合物產品的人們那里與轉移到那些真正控制著價值鏈的大牌經銷商們,”Bader說?!八麄儾拍苷嬲龑Νh境的改善產生作用。但是能夠誠心誠意地主動堅持下去的公司還很少,多數依然是說得多做得少?!?/p>

       生物聚合物應用的突破,最有可能是出現在包裝市場,而且最有可能是在食品包裝方面?!坝捎谖覀兊漠a品很容易替代PET,因此我們的市場大約有80%是在包裝方面。市場已經自然而然地創造了一種拉動力?!癇ader說。

       對于生物聚合物這類產品,人們的興趣不僅僅在于其的生物降解能力,他們還對其他方面感興趣,比如石油價格。我們最近看到石油的價格已升到了最高峰,而且據有關預測我們將面臨20年、50年甚至100年的石油短缺。這不是一個是否會發生的問題,而只是一個早晚的問題。

       Bader指出,在過去的二三十年間,石油的價格,以及相關聯的石油衍生產品的價格經歷了劇烈的波動,而玉米的價格卻幾乎保持不變。Cargill Dow公司最近的業務聯系中就有很多客戶是考慮到了如何控制石油價格的這種不穩定因素。Bader說:“用戶預測市場的能力真是不可低估?!?/p>

       從Cargill Dow公司的業務來看,意大利是歐洲對生物材料需求最大的市場之一?;蛟S很值得一提的是Novamont所獲得的巨大進展,Nova-mont有一整套基于其MaterBi改性淀粉的生物聚合物。

       該公司淀粉基產品年產20000噸。今年夏天該公司又收購了伊士曼公司的生物聚合物業務,從而將可生物降解的聚酯產品業務收入囊中。Novamont的管理總監Catia Bastili認為,伊士曼公司生物技術以及專利的引入將是一個重要的戰略性進展,它將使公司產品線的開拓前景更為廣闊。

       Bastioli表示:”生物聚合物業務的收購將使我們能夠進一步擴展Novamont專有產品的范圍,并加速基于可再生資源聚酯的自身發展?!彼€說,開發生物淀粉/聚酯系統的機會也同樣值得考慮。

       生物聚酯是生物聚合物領域的一個重要目標。杜邦為了創造一種生物聚酯采取了進一步的行動。它與Tate & Lyle成立合資公司,生產Sorona聚合物產品所需的丙二醇。DuPont Tate & Lyle BioPrroucts將使用自有知識產權的發酵和凈化工藝,在即將建于美國田納西州的工廠用玉米生產丙二醇,這個新的部門預期在2006年投入運行。另外,杜邦在美國北卡羅萊納州工廠的第一個玉米衍生Sorona聚合物生產線也將于同年投產。


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