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限塑令收紧,这些可降解材料脱颖而出!

目前市场上可降解塑料可分为“石油基”和“生物基”两大类型。两者区分方式主要以生产原料划分。石油基可降解塑料是以化石能源为原料生产,主要包括PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二脂)、PCL(聚己内酯)等。

而生物基可降解塑料是以玉米、秸秆等生物基材为原料,主要包括PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)等。

生物可降解材料性能各异,相较下PLA和PBAT工艺相对成熟,具备更高经济效益是当前传统塑料市场的主要替代品。
1)从材料性能和力学性能来看,PLA的强度、耐久度、模量等数据都接近传统塑料,可用作塑料的替代品,但是聚乳酸的耐热性能不好,同时由于材质较脆耐冲击性能不良,所以需要通过不同改性方式后才能使用

PHA是一种通过微生物发酵而成的材料,其弹性高,擅长用于食品容器等领域;PBS的性能一般,介于PE和pp之间,虽然可以直接作为塑料加工使用,但是由于生产PBS的聚合过程中会带有少量未反应的丁二酸,从而容易老化;PBAT材料具有良好的伸展率和韧性,易于吹膜,被广泛用于一次性包装等;PCL拥有较低的熔点,Tg通常为-60℃,非常柔软,具有极大的伸展性可用来制作各种薄膜产品,但由于结构柔软,强度低无法作为支架材料。
2)从生产工艺和经济效益来看,相比其他生物可降解材料,PLA和PBAT的售价最低,且生产工艺相对成熟,产能领先。PLA和PBAT的原料成本和工艺成熟度突出。
PLA的原材料主要以玉米和秸秆为主,材料成本相对较低。此外,其生产工艺已经逐步成熟,可实现大规模生产,2020年全球聚乳酸产能已上升至39.46万吨/年,占据生物降解材料主要产能份额。
PBAT的核心原料为BDO,近来受大宗涨价和BDO产能阶段性紧缺,BDO价格浮动较大,长期看,其经济效益和工艺成熟度依旧高于其他可替代新型材料。

综合来看,由于传统塑料及各类生物降解塑料性能各异,且部分可降解材料应用场景差异较大,导致各类材料不能够直接替代。
但是,在实际运用中,不同的可降解材料能够通过改性按照特定比例共聚来满足可降解塑料的替代需求。
因此,综合考虑最优性能和最具经济效益的生物可降解材料来看,PLA和PBAT在众多可比材料中脱颖而出,被市场广泛使用,而相较两者,PLA是最具“双碳”意义的材料。

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