生物降解塑料.

2008
70
2013~2015
140
说明
现在产能 140
日本
荷兰 比利时 德国
1
1 0.3 0.3
1.2
1 1.5 60
Sybra 浙江海正集 团 湖北光华伟 业 长江化纤 全球合计
荷兰
中国 中国
发泡
包装 纤维包装
0.3
5 0.8
50
30 0.8
中国
纤维
0.05 80.15
1 290.5
表2、 全球聚己内酯（PCL）主要生产企业及产能（kt/a)
二、用户需求
1、需求方案
1、无毒无害
3、原料来源广 5、耐热性好 7、光照下不分解 9、耐油 11、降解后不污染环境 13、着色后不易褪色 15、不易磨损
2、没有异味
4、成本低廉 6、延展性好 8、耐水 10、废弃后易降解 12、在使用寿命内不易老化 14、有一定的强度 16、保温效果好
17、不释放有害物质
方案可行 性 8 6 8 8
公众反应 8 8 8 8
总分 7.8 7.5 7.6 7.7
13
22 23 29
7
7 7 7
7
6 7 6
7
6 9 8
7
6 7 6
6
5 8 8
6.9
6.2 7.5 6.9
31
32 33
8
8 8
8
9 6
9
8 8
8
8 9
9
8 9
8.3
6.4 7.9
经上述权重分析之后筛选出以下 比较好的方案： 2、聚乙烯加淀 31、淀粉基生物 粉 降解塑料
三、产品方案
（1）、方案
1、用氨基酸进行缩合 3、用淀粉生产 5、用多糖类进行缩合 7、聚乙烯醇（PVA）型 9、聚乙烯醇/淀粉合金 11、聚乙烯+聚乳酸 13、聚乙烯+淀粉不饱和脂肪酸或 酮 2、聚乙烯加淀粉 4、用植物纤维素为原料 6、用聚己内醇 8、聚乳酸 10、二羧酸二元醇 12、聚乙烯+西纶淀粉 14、聚乙烯+酯/酯化淀粉
措施。
产品背景
• 塑料制品在工业和日常生活中的广泛应用产生 了大量难以处理的塑料垃圾, 形成了严重的 环境危害。 • 减少并解决废弃塑料的环境污染问题引起了世
界各国的高度重视, 使用和开发生物降解性
塑料已成为各国解决“白色污染” 的重要手
段之一
1、产品用途
域难自 回然 收环 的境 领下
• 1、农业用资材
一、产品背景
• 近年来,中国包装用塑料约400万t,其中难以回收利 用的一次性塑料包装约占30%,则每年产生的塑料包 装废弃物约120万t;塑料地膜40多万t,由于较薄 (8μm以下),用后破碎在农田中并夹杂了大量的沙土, 很难回收利用;难以回收利用的一次性日用杂品及不 宜回收利用的医疗用品约40万t。
25、运用纳米结构使塑 料成型
26、在需要强度高的塑 料中加入碳纤维
27、在塑料总加入特殊 作用的酶 29、使用纳米技术
28、使用特殊催化剂， 改变性能 30、使用活性炭改性技 术
31、淀粉基生物降解塑 料
33、用CO2合成聚碳酸酯 塑料
32、用纸浆做模型塑料
（2）、方案分类
1、
（1）常规方案
2、聚乙烯加淀粉6、用聚己内醇7、 聚乙烯醇（PVA）型8、聚乳酸9、聚 乙烯醇/淀粉合金10、二羧酸二元醇 13、聚乙烯+淀粉不饱和脂肪酸或酮 14、聚乙烯+酯/酯化淀粉15、乙烯/ 丙烯酸共聚物+明胶化淀粉17、 Biopol聚（3—羟基丁酸酯/3—羟基 戊酸酯）12、聚乙烯+西纶淀粉20、 添加芳香酮
• 2、土木建筑材料
• 3、运输用缓冲包装材料 • 4、野外文体用品
的有 领利 域于 堆 肥
• 1、食品包装材料 • 2、卫生用品 • 3、日用杂货品
• 1、一次性医疗用具
医 用 领 域
• 2、医用材料 • 3、药品缓释胶囊
• 4、绷带
2、当前技术发展状况
• 1、光降解塑料的研究；合成型、添加型 • 2、化学降解塑料的研究；氧化性、水解型 • 3、生物降解塑料的研究；完全生物降解、崩坏性生物 降解 • 4、组合降解塑料的研究；光/生物降解塑料、生物/氧 化降解塑料、光/氧化/生物降解塑料
19、适量的透气性 21、易成型 23、高温下不发软 25、易着色 27、防静电 29、成型后不易变形 31、生产的制品光滑、匀质 33、降解周期短 34、可以回收利用
18、防火、不易燃
20、有韧性、不发脆 22、制作工艺简单 24、低温下不发脆 26、可以印花且不易掉 28、抗氧化性好 30、可应用的场合广泛 32、保质期长 33、废弃后可用作肥料
1、用氨基酸进行缩合3、 用淀粉生产5、用多糖类 进行缩合16、聚丁酯22、 乙烯/CO共聚物31、淀粉 基生物降解塑料
（4）新想法方案
4、用植物纤维素为原料 11、聚乙烯+聚乳酸18、 用淀粉做基础，在对结 构进行改进24、在塑料 中接上特殊作用的官能 团27、在塑料总加入特 殊作用的酶28、使用特 殊催化剂，改变性能
（2）降解技术尚不成熟
• 目前很多的光降解塑料都是在塑料中添加光分解剂或者光敏
剂,而这些添加剂对塑料的降解效果受到地理环境和气候的影
响很大,这样就很难做到准确控制降解时间,同时,埋地部分和 进入垃圾填埋系统部分也很难得到降解。目前有些所谓生物 降解塑料是以简单的物理共混工艺,将淀粉填充到聚乙烯等树 脂内,虽可加工吹塑成膜,但这种“降解”薄膜,待其内所含淀
一、产品背景
•
综合以上各项一次性塑料废弃物达200万t左右。 又据北京、上海、天津等城市的调查,塑料废弃物在 城市固体废弃物处理系统(MSW)中的质量分数约3%～ 7%,而体积分数则占10%～20%。由此引发的环境问题 日益严重,引起了全社会的极大关注和强烈反响。对 此,我国政府予以了极大的重视,正积极研究对策和
（4）产品性能
12、在使用寿命内不易老化13、着 色后不易褪色16、保温效果好19、 适量的透气性21、易成型25、易着 色26、可以印花且不易掉30、可应 用的场合广泛31、生产的制品光滑、 匀质32、保质期长33、降解周期短
（4）产品性能
12、在使用寿命内不易老化13、着 色后不易褪色16、保温效果好19、 适量的透气性21、易成型25、易着 色26、可以印花且不易掉30、可应 用的场合广泛31、生产的制品光滑、 匀质32、保质期长 33、降解周期短
（1）、生物降解塑料产能现状
• 生物降解塑料是一类在光"热"微生物等存在 的条件下能够发生降解的塑料。目前，全球研 发生产的生物降解塑料品种已有几十种，主要 包括聚乳酸( PLA) 、聚丁二酸丁二醇酯 ( PBS) 、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯
( PHA) 、聚对苯二甲酸丙二醇酯( PTT) 等。
生产企业
Perstorp U.C.C
所在国家
英国 美国
产品商标
CAPA Tone Polymer
产能
20 5
Daicel
Biotec Novonmont 光华伟业 合计
日本
美国 意大利 中国
Celgreen
Bcoplast Mater —
10
5 10 2 52
（3）、市场和产能供应分析
• 目前，生物降解塑料的总产能与通用塑料相比依然较小，生 产技术"原料供应"生产成本依然是制约生物降解塑料产能提 高的主要因素。提高生产技术依然是提升产能的首要途径。 生物降解塑料的生产装置主要分布在欧美日等发达国家，且 装置规模较大，中国的生物降解塑料产业仍属于起步阶段， 近年发展速度较快。国家《新材料产业十二五发展规划》提 出: 积极开展聚乳酸等生物可降解材料研究，加快实现产业 化，推进生物基高分子新材料和生物基绿色化学品产业发展。 这为我国的生物降解塑料产业发展指明了方向。随着人们环 保意识的提高，对生物降解塑料的需要也会越来越大，市场 前景广阔。
• 1998年合成树脂的表观消费量约1 494.0万t,塑料制品为1 427.6万t。塑料材料和产品作为一种重要工业资材和消费资 材,已广泛应用于工业、农业、包装业和高科技领域以及人民 生活的各个方面,它已和钢铁、木材、水泥并列成为四大支柱
材料,在促进国民经济各部门的技术进步和满足人民生活需要
方面发挥着越来越重要的作用。
（2）、各种生物降解塑料产能
• 1、聚乳酸（PLA） • 2、聚己内酯（PCL） • 3、聚丁酸丁二醇酯（PBS）
• 4、聚羟基脂肪酸酯（PHA） • 5、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）
表1、 全球聚乳酸（PLA）主要生产企业及产能（kt/a)
生产企业 所在国家 产品用途
Nature Works 帝人 Tate Lyle Futerro Pyramid 美国 包装、纤 维 汽车内饰 包装 包装 包装
32、用纸浆做 模型塑料
（4）、方案权重分析
• 以科学技术成熟度（W1=0.3）、 成本（W2=0.2）、安全环保（W3=0.2）、 方案可行性程度（W4=0.2）、公众反应
（W5=0.1）五个权重因素来进行分析：
方案号 2 5 8 11
科技成熟 度 8 7 8 7
成本 8 8 7 8
安全环保 性 7 9 7 8
当前技术发展方向
• 1、积极地开发各种添加剂 • 2、通过分子设计研究和分子合成技术，不断改进配方
• 3、利用纤维素、淀粉、甲壳素等天然高分子材料
• 4、将塑料工业与细菌学结合起来 • 5、光/生物降解塑料具有光解和生物降解双重特性
3、一次性塑料存在的问题
（1）、市场应用
• 由于生产可降解塑料的成本偏高,造成其在市场 中价格偏高,这样就给可降解塑料的推广造成了 很大的影响。同时一次性纸制品的迅速崛起也 给可降解塑料带来很大的冲击。
（3）方案筛选
• 经过多方 面考虑， 经过经济 性、可行 性等方面 考虑我们 剔除一些 方案，得 到如下方 案：
2、聚乙烯加淀 8、聚乳酸 粉 13、聚乙烯+淀 粉不饱和脂肪 酸或酮 5、用多糖类进 11、聚乙烯+聚 22、乙烯/CO共 行缩合 乳酸 聚物 23、用淀粉水 解的小分子合 成特殊性能的 有机物，在聚 合成塑料 31、淀粉基生 物降解塑料 33、用CO2合成 29、使用纳米 聚碳酸酯塑料 技术
15、乙烯/丙烯酸共聚物+明胶化淀粉
16、聚丁酯
17、Biopol聚（3—羟基丁酸酯/3—羟 基戊酸酯）
18、用淀粉做基础，在对结构进行改进
19、乙烯酮共聚物 21、添加金属抗氧化剂游离金属离子
20、添加芳香酮 22、乙烯/CO共聚物
23、用淀粉水解的小分子合成特殊性能 24、在塑料中接上特殊作用的官能团 的有机物，在聚合成塑料
化学产品设计
生物降解塑料
友好队员：冯小百度文库 王慧风
指导老师：孙昱教授
讲解内容
• 1、产品背景 • 2、用户需求 • 3、产品方案
• 4、方案的进一步确认 • 5、致谢
一、产品背景
• 塑料工业是一门制品工业,又是一门新兴的材料工业。近年来, 随着国民经济,特别是石油化学工业的迅速发展塑料工业发展
很快。
（2）新技术方案
19、乙烯酮共聚物21、 添加金属抗氧化剂游离 金属离子23、用淀粉水 解的小分子合成特殊性 能的有机物，在聚合成 塑料25、运用纳米结构 使塑料成型26、在需要 强度高的塑料中加入碳 纤维29、使用纳米技术 30、使用活性炭改性技 术33、用CO2合成聚碳酸 酯塑料
（3）环保方案
粉被生物降解后,其聚合物骨架在很长时间内(约20年)仍有
50%残留量,反而为废弃塑料的回收加工处理增加了困难。
（3）、降解塑料的标准及实验评 价方法
• 对于降解塑料,世界上尚没有统一的定义、
试验评价方法、识别标志和产品检测技 术,致使缺乏正确统一的认识和确切的评 价,产品市场比较混乱,真假难辩。
4、生物降解塑料的市场需求
2、需求组和
（1）环境友好
1、无毒无害 2、没有异味 10、 废弃后易降解 11、降解后不污染 环境 17、不释放有害物质
（2）机械性质
6、延展性好 14、有一定的强度 15、不易磨损20、有韧性、不发脆 29、成型后不易变形
（3）耐受性
5、耐热性好7、光照下不分解8、 耐水9、耐油18、防火、不易燃23、 高温下不发软24、低温下不发脆27、 防静电28、抗氧化性好
（5）其他
3、原料来源广4、成本低廉22、制 作工艺简单33、废弃后可用作肥料 34、可以回收利用
3、产品规格
•
对医疗器械卫生行业、食品行业、
工农业、日常生活用品行业进行调查 研究，初步拟出环保型生物降解型一
次性塑料的产品规格如下：
3、产品规格
• • • • 响； • • • ⑤使用过程中不释放气体和其他物质； ⑥无毒无害无味； ⑦能适应的温度区间为：-20℃——200℃ ①有极好的耐水、耐油等性能； ②有适宜的保质期，不易变质； ③废弃后极易降解； ④降解后不释放污染物质，对环境没有影