生物基聚酯发展和在非纤领域应用

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1、生物基聚酯发展和在非纤领域应用　　市场发展现状及机遇与石化基聚合物相比，生物基聚合物的发展历史还比较短，但近几年，随着新型聚合物的开发、产品物理性能的改进、供应体系的完善以及相关鼓励政策的出台，这一产业实现了稳步推进，产品应用范围逐渐扩大，目前已涉及食品、饮料及化妆品容器等多个领域。但如果想进一步实现量产并在市场中大量使用，还需解决生产成本问题。根据目前的市场走势，欧洲生物塑料协会（EuropeanBio-plasticsOrganization）预计，未来几年全球各级别生物聚合物的需求和供给量均将保

2、持稳定的年增长率，并将在包装、纤维、消费性电子产品等领域拥有更加广泛的应用前景。该协会预计，未来几年，包装行业仍将是生物基聚合物最大的应用领域。但与此同时，薄膜、汽车和电子应用的需求增长不容小觑。以生物基聚对苯二甲酸乙二酯（PET）为例，饮料瓶领域的需求近年来迅速增加。预计这一领域的需求今后还会进一步增加。日本丰田通商公司预测，到2015年，生物PET的使用量将扩大到300万t以上。德国Nova研究所最新发布的报告估计，2020年，全球生物基聚合物的产能将达到1200万t，是2011年的39倍左右。届

3、时，生物基聚合物产量将占全球聚合物生产总量的3%。该报告同时还称，从现在起到2020年，生物基聚合物领域的大部分资本投资都将流入亚洲和南美，因为这些地方较容易获取原料，而且政策规定对产业发展相对更加有利。根据这项研究，未来几年增速最快的生物基聚合物主要为PET和聚乙烯（PE），以及新型聚合物聚乳酸（PLA）和对羟基脂肪酸酯（PHA）。生物基PET一直是开发热点。据预计，到2020年，将有500万t生物基PET以甘蔗提炼的乙醇生产。从发展区域来看，四大生产区域——亚洲、欧洲、北美和南美——都将有所增长，

4、但欧洲和北美在全球产量中所占份额将有所萎缩。其中，欧洲的全球份额预计将从20%降至14%，而北美的份额将从15%降至13%；南美所占份额将从13%攀升至18%，从原来的第4位上升至第2位，而亚洲仍将拥有最大的产能，全球份额将从52%增至55%。目前，泰国、印度、台湾、中国大陆和日本等已成为亚洲地区生物基聚合物发展最快的国家，而这一趋势将在未来一段时期内延续。绿色包装是国际环保发展趋势的需要，同时也代表了各国包装产业的发展潮流。与此相适应，塑料软包装的绿色化已成为重要的发展趋势。可口可乐公司、福特汽车公

5、司、亨氏（HJ9Heinz）公司、耐克（NIKE）公司和宝洁（Procter&Gamble）公司于2012年6月宣布，联合组建植物基PET技术合作联盟（PTC），重点在其产品中加快开发和利用100%植物基PET材料和纤维。PTC成员皆致力于研究和开发由植物制成的PET的商业解决方案，并旨在推动植物基聚合物共有的原则和标准的开发，包括生命周期分析和通用术语的使用。这一协作构建在可口可乐公司PlantBottle包装技术成功的基础之上，PlantBottle包装材料采用了部分植物基聚合物，通过与传统的PE

6、T塑料瓶相比，已被证明有较低的环境影响。可口可乐公司承诺，2020年该公司所有的PET容器都将100%采用生物材料。目前，亨氏公司已从可口可乐公司获技术许可，在美国和加拿大的亨氏番茄酱瓶中使用该材料。技术进展与应用趋势在工业生物材料领域，重要的生物基聚酯产品主要包括PLA、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、PHA、PET，其他以生物基多种羧酸和二元醇合成的热塑性聚酯产品还包括聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚琥珀酸丁二醇酯（PBS）、聚对苯二甲酸丁二醇共聚琥珀酸丁二醇共聚物（PBST）等。生物基PET9

7、生物基PET是指以生物乙醇为原料生成乙二醇（MEG），然后利用乙二醇生产出来的PET，或者指采用植物对二甲苯衍生的对苯二甲酸，与生物乙醇生成的乙二醇制成的100%源于植物的PET。近年来，以非粮食生物质为原料制备生物基对二甲苯（PX）进而合成生物PET逐渐成为研究开发热点，美国Virent公司、Gevo公司和Anellotech公司的商业性生产装置预计都将在2015年前后投入运行。目前100%绿色PET技术所面临的挑战主要集中在“如何使这些技术满足商业化的生产规模要求”这一问题上。美国Virent公司

8、开发了生产生物基对二甲苯的“BioformPXTM”工艺，与生物基乙二醇匹配制得可回收再利用的100%生物基聚酯，产品用于软饮料包装和纤维生产。BioformPXTM技术是液相重整（APR）工艺与改进后的常规催化技术的最佳组合。液相重整采用非均相工艺，反应温度450～575K（K绝对温度），反应压力为10～90bar，以降低反应物的氧含量。该技术主要由如下几个步骤组成：原料部分、生物加工部分、芳烃化与分离和化工产品即聚酯部分。其制造流程如图1所示。9原料