聚乳酸多元醇——解锁生物基聚氨酯生产的新方式! -内参

聚乳酸多元醇——解锁生物基聚氨酯生产的新方式!

来源:专家库 作者: 叶丹 2022-01-14 10:16

乳酸的高分子衍生物—聚乳酸PLA)具有生物基的先天特质,使用后在一定条件下降解为二氧化和水,近年吸引了大批投资者前仆后继的进入。(聚乳酸的单体乳酸可以通过可再生资源合成,一般使用玉米、木薯提取出的淀粉,甘蔗和甜菜提取的糖和秸秆等提取的纤维素,经过发酵、脱水等过程获得乳酸。)

随着近年来国内禁限塑政策的逐步推进,聚乳酸(PLA)塑料袋、餐具、吸管、农用地膜等产品大量地在市场上流通。此外,也有通过改性或者与其他材料复合,将其用于消费电子等耐用品。聚乳酸(PLA)在这些终端产品上的应用,最大的卖点就是“环保”。

然而,在某些下游市场,企业要面对的是价格和性能优势更加强大的传统石油基塑料,聚乳酸(PLA)仅凭“环保”的强项想在这些塑料的传统市场分得一羹相当艰难,因此“叫好不叫座”就成为这一行业的真实写照。

因此,对于多数的聚乳酸(PLA)厂商而言,自己的竞争对手不是聚乳酸巨头美国Natureworks,也不是国内同行,而是传统的石油基塑料,不论是规模还是价格,一时很难与之竞争。

未来仍值得期待。首先,国内禁限塑的政策开始落实,给聚乳酸(PLA)行业提供了强有力的支持。其次,3D打印市场火热,聚乳酸(PLA)作为耗材不仅具备价格优势,且没有难闻气味,受到消费者的青睐。最后,一些企业独辟蹊径,开发聚乳酸多元醇(PLA多元醇),其下游产品聚氨酯可用于制造汽车座椅、涂料、合成皮革等“非塑料”领域。

聚乳酸多元醇实现商业化供应

高化学+丰原集团

2022年,高化学株式会社(总公司:东京都港区)同中国最大的聚乳酸制造商安徽丰原集团有限公司(总公司:中国安徽省蚌埠市)签订了战略合作伙伴协议。

据悉,丰原集团年产能5万吨的聚乳酸1期生产线已于2020年8月正式投产,2期项目的5万吨生产线也于2021年12月完工并启动了试运行。在此基础上,丰原集团还计划于2022年内追加建造年产能高达30万吨的生产线,这些设备全部投产后,丰原将成为全球最大的聚乳酸制造商。

此次丰原集团在其生产的聚乳酸中添加生物衍生化合物,成功开发出具备可降解性的聚乳酸多元醇(PLA多元醇)。与此同时,年产能3000吨的聚乳酸多元醇生产设备也开始投入运转,为今后的商业化供应提供了强力保障。

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该聚乳酸多元醇是将以玉米为原料生产出的聚乳酸与生物衍生化合物共聚而形成的物质。因其焚烧时不会增加大气中的二氧化碳(符合碳中和理念),与化石燃料由来的塑料相比,对环境造成的负荷更低。聚乳酸多元醇还具备在一定条件下分解成水和二氧化碳的生物降解性,对于需要使用环保塑料的各个行业来说是十分理想的选择。

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聚乳酸多元醇(PLA多元醇)可应用于聚氨酯行业。聚氨酯是多元醇与异氰酸酯化合物反应形成的高分子化合物,常用于制造汽车座椅、沙发或枕头内部的缓冲材料。此外,通过改变聚氨酯的配方和成型方式,能够获得更多性能,不仅可以应用于泡沫塑料、橡胶、涂料和粘合剂,还可以制造出弹性纤维氨纶(用于泳衣和内衣等)以及合成皮革(用于鞋、包等),广泛应对来自不同行业的多样化需求。

聚乳酸创新应用的探索

“环保”不是唯一优势

作为一种生物基材料,聚乳酸(PLA)诞生以来,便受到了广泛的关注。对于这种材料创新应用的探索,也从未止步。

德国巴斯夫公司自2008年初规模化生产其新的生物可降解塑料泡沫。这种Ecovio L泡沫由巴斯夫公司基于石化原料的聚酯型生物可降解塑料Ecoflex产品与聚乳酸(PLA)组成。Ecovio L的PLA含量超过75%(以重量计)。该泡沫型式的开发可满足包装工业的需求,目标市场如快速周转的食品箱和食品托盘。

佳能公司2009年起使用新开发的生物塑料基混配物Ecodear来制造某些多功能办公设备的外板。佳能公司使用与日本东丽工业公司一起开发的生物塑料基混配物Ecodear,它基于聚乳酸。新的混配物含有超过25%的PLA,首次符合UL 94可燃性试验程序的5V分类要求。除了有高度阻燃性外,Ecodear聚合物混配物也拥有良好的阻热和抗冲性能,并且具有易于模塑的特性。

马自达(Mazda)汽车公司与帝人公司和帝人纤维公司合作,开发出世界上第一款完全由植物制造的生物基织物,应用于汽车内饰。这种生物基内饰件由100% PLA制造。这种新开发的生物基织物不含任何石油基材料,用于汽车座垫套具有所需求的质量和耐用性。这种新的织物能抗磨损和抗光线伤害,并添加了阻燃剂,还具有其他高性能织物所必需的重要性能。

在2020年,体育鞋服企业特步集团推出了全球首款聚乳酸风衣,当时,聚乳酸成分在整件风衣面料所占比例19%。2021年,特步推出的聚乳酸T恤中,这一比例大幅升至60%。2022年,特步发布100%聚乳酸含量环保风衣,这款环保风衣所用的聚乳酸,由特步与国内生物能源科技产业型、国家级创新型企业丰原集团合作研发。

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特步100%聚乳酸风衣


聚乳酸(PLA)因国内的禁限塑政策,再次赢得了市场的高度关注。从以往包装、3D打印、医用领域被人熟知的这种生物基材料,如今迎来了更多的机会。

例如聚乳酸制成的合成纤维,其物理性能和生物相容性,透气性和手感都好于涤纶,可制成复丝、单丝、短纤维、针织物、非织造布等,用作内衣、婴儿尿布、女性卫生用品、外套,以及医用手术覆盖布和病床的床单等。

另外,业内正在推进商业化的聚乳酸多元醇(PLA多元醇)在聚氨酯领域的应用,也打破了行业对聚乳酸的传统认知,将其拓展到了更为广泛的终端市场。


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