21世纪是生物合成的时代,对于生物降解/生物基材料来说,大量生物材料来源于生物合成。
就降解材料而言,目前的主流降解材料PLA、原料为植物淀粉发酵的乳酸,PHA聚羟基脂肪酸酯则来自微生物自身合成物质,除PLA、PHA外,还有大量来源于农业资源的天然生物质产品如淀粉、纤维素等。
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate,简称PHA)是一类由微生物合成的高分子聚酯的统称,其生理功能首先是作为细菌体内的碳源和能量的储存物质,类似于植物的淀粉,被称为微生物的“脂肪颗粒”。
但随着社会经济可持续发展的不断升级,从以石化经济为代表的化工制造转向以循环经济为代表的生物制造已成大势所趋,积极寻找化工制造的替代品是未来发展趋势。
就PHA的生产而言,目前也存在大量耗淡水、高能耗、易染菌(破坏过程)、过程不连续、设备投资大、使用大量农产品做原料等等缺陷。
而解决这一系列缺陷的办法需要对生物制造的起点——底盘细胞进行更换。目前工业使用的微生物如大肠杆菌、假细胞菌、乳酸菌等都容易染菌、且消耗大量淡水资源。
同时,微生物生产过程中对“无菌环境”的要求较高,也使得制造过程中充满了不确定性和失败的风险。
与其他生物降解塑料相比,PHA的生产成本较高,据欧洲塑料的统计数据,目前,PHA占全球生物塑料产能仅为1.7% 。
随着生物制造的概念不断受人重视,以及PHA材料的巨大潜力,陆续有大型企业开始投入PHA原料、PHA下游制品的生产。
产业规模的升级将为PHA带来更大的降价空间。
PHA家族丰富,不同PHA材料具有不同的特性。
总的来说,PHA来源于生物质的发酵,具有二氧化碳闭环、海水/陆地均可降解的特性。
PHA的应用不仅包括常规意义上的餐盒、吸管、地膜等应用。因其生物相容性、降解性能好,在医药方面也有较大潜力,已广泛用于医学组织修复研究。
生物基材料是21世纪重点发展的材料,包括生物基可降解材料PLA、PHA,以及生物基不可降解材料PP、PE、PVC,竹、木、秸秆纤维等一系列天然材料。
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因此,想要在市场中有长久的发展,还是需要参与其中的。