生物降解塑料的應(yīng)用正在升溫
發(fā)布時(shí)間:
2017-01-18
意大利有影響的大型超市連鎖商CoopItalia上個(gè)月宣稱,使用Cargill-Dow公司NatureWorks生物聚合物樹脂生產(chǎn)的一次性餐具系列產(chǎn)品的推出,是植物生產(chǎn)的塑料備受矚目的一個(gè)最新證明。???????然而,人們可能會(huì)提出這樣的疑問,一次性餐具能否被認(rèn)為是符合環(huán)境要求并具有吸引力?CoopItalia的公告強(qiáng)調(diào),一些零售商注重利用可再生資源這一點(diǎn),正日益成為市場興趣的焦點(diǎn)。利用年復(fù)一年可
意大利有影響的大型超市連鎖商Coop Italia上個(gè)月宣稱,使用Cargill-Dow公司Nature Works生物聚合物樹脂 生產(chǎn)的一次性餐具系列產(chǎn)品的推出,是植物生產(chǎn)的塑料備受矚目的一個(gè)最新證明。
然而,人們可能會(huì)提出這樣的疑問,一次性餐具能否被認(rèn)為是符合環(huán)境要求并具有吸引力?Coop Italia的公告強(qiáng)調(diào),一些零售商注重利用可再生資源這一點(diǎn),正日益成為市場興趣的焦點(diǎn)。利用年復(fù)一年可再生的資源,諸如玉米(例如Nature Works)、谷物、木材、甘蔗、甜菜制成的聚合物,似乎是理想的解決方案。
準(zhǔn)確地說,生物聚合物實(shí)際上并非現(xiàn)在才有,早在二十世紀(jì)初,人們就已經(jīng)用紙漿生產(chǎn)出了纖維素薄膜或玻璃紙。然而,盡管纖維素薄膜基于生物源,但卻是非堆肥化的。至少在用最新的德國DIN標(biāo)準(zhǔn)和美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行檢測時(shí)是非堆肥化的。而堆肥化的認(rèn)證是當(dāng)今具有環(huán)境意識(shí)的市場對生物聚合物的關(guān)鍵要求,特別是對用于包裝的生物聚合物的關(guān)鍵要求。
去年7月被一家私人聯(lián)合企業(yè)并購的比利時(shí)表面特種化學(xué)品公司一UCB公司的薄膜分部在談到該公司的Nature Flex系列完全降解纖維素薄膜時(shí)提到了這一點(diǎn)。
就其自然狀態(tài)而言,這種纖維素薄膜是高透明度的,但是沒有阻濕和熱封性能。涂料和漆類能夠克服這一弊端,但也妨礙了薄膜的生物降解。
“Nature Flex是使用一種可以完全堆肥化的聚合物涂布制成的產(chǎn)品。”UCB的特種包裝薄膜市場經(jīng)理Andy Sweetman談道,“這是唯一的一種我們聲稱可以降解的纖維素”。纖維素曾經(jīng)是塑料包裝薄膜市場的支柱產(chǎn)品。但近年來,它卻嚴(yán)重地喪失了其地盤,而讓位于傳統(tǒng)聚合物,特別是雙向拉伸聚丙烯薄膜。Sweetman說,纖維素薄膜目前只局限于使用在一些非常特殊的領(lǐng)域,估計(jì)全球的年需求量略高于100000噸。相比之下,BOPP的年需求量則高于300萬噸。
無論如何,可生物降解的Nature Flex產(chǎn)品的推廣,使公司能夠?qū)⒗w維素銷售到新的應(yīng)用領(lǐng)域,而且取代傳統(tǒng)的聚合物。
Sweetman說:“目前最多的應(yīng)用是以透明膠帶取代玻璃紙。然而其大量的應(yīng)用還是替代共擠出聚丙烯膜,涂布聚丙烯膜和聚酯膜,即所有的主流透明薄膜。
Nature Flex可以通過一種非涂布方式或一種具有阻濕、阻氣和良好熱封特性的三層涂布方式獲得。
Sweetman說,Nature Flex與所有生物聚合物的應(yīng)用一樣,其重要的最終用戶市場之一是有機(jī)水果和蔬菜的包裝。但是,即使在這一市場中,也還存在著比獲取市場利潤更多的技術(shù)性問題。
他指出,“一個(gè)典型的問題是,盡管有機(jī)作物是一個(gè)比較容易進(jìn)入的市場,似乎天然的產(chǎn)品采用天然的包裝就行了。然而我們發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)你既擁有這個(gè)市場,又具有技術(shù)優(yōu)勢的時(shí)候,你才能獲得成功。否則,最終用戶只好忍受某些性能的損失了。”
“盡管我們必須在市場與技術(shù)優(yōu)勢方面取得適當(dāng)?shù)钠胶?,但是根本問題是成本,因?yàn)樗谢诳稍偕Y源的塑料都比傳統(tǒng)聚合物昂貴”他說。
“在食品包裝方面也存在一個(gè)問題,就是生物塑料的阻氣性和阻濕性比較低,有時(shí)候會(huì)影響食品的保鮮和防腐。”提高阻隔性能是一個(gè)技術(shù)性問題,但是Sweetman認(rèn)為這是一個(gè)重大的技術(shù)性問題。因?yàn)槿绻@種阻濕性材料也阻止微生物的滲透,那么它就不會(huì)降解。推行一種高成本的、技術(shù)層次較低的包裝方案,對一個(gè)重要的零售商來說永遠(yuǎn)是一個(gè)非常強(qiáng)硬的挑戰(zhàn)。但如果生物塑料工業(yè)的生產(chǎn)商們能夠加強(qiáng)合作而非展開競爭的話,就會(huì)降低這種挑戰(zhàn)性。Sweetman現(xiàn)在看到了這種跡象的曙光。他說:“我們都開始意識(shí)到這樣一個(gè)事實(shí),如果有人真想邁出一步,他們就不得不改變整個(gè)包裝。”他的看法是,用戶可能決定使用一種淀粉基的材料作為盤子的理想材料,但纖維素所具有的寬范圍熱封性或高透明度的特點(diǎn)或許應(yīng)首選為包裝材料??紤]一下作為競爭者的MaterBi和Nature Works以及Nature Flex,存在這樣一個(gè)趨勢,即在某些領(lǐng)域我們不得不加強(qiáng)合作。然而,事實(shí)并非如此。”盡管Cargill Dow以及Novamont這樣的生產(chǎn)商正在纖維素薄膜的擠出、澆鑄或成型應(yīng)用領(lǐng)域方面全力推進(jìn),但是還未取得大的進(jìn)展。以規(guī)模和市場開發(fā)狀況而言,Cargill Dow被認(rèn)為是生物聚合物這一新興產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。美國內(nèi)布拉斯加州Cargill Dow公司生產(chǎn)廠的聚乳酸聚合物,其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每年140000噸。公司首席執(zhí)行官Kathleen Bader樂觀地估計(jì),產(chǎn)能還可能更高。聚乳酸聚合物的生產(chǎn)并不是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程。將玉米收割、磨碎后分離出淀粉,將淀粉精制成葡萄糖,連續(xù)發(fā)酵成乳酸并縮合成丙交酯中間單體,最后使其在一種無溶劑熔融工藝中聚合。Bader說Cargill Dow的訣竅在于以一種市場所能承受的成本來運(yùn)營這套工藝。
“我們工廠每年生產(chǎn)140000噸,這是獨(dú)一無二的。顯然,我們的產(chǎn)量正在逐漸增長。當(dāng)你還是一個(gè)年輕的公司時(shí),你會(huì)期待這樣的增長。基于我們正在與不可再生的聚合物產(chǎn)品進(jìn)行競爭這樣一種事實(shí),我們很愿意看到市場所能承受的加速增長。”她說。Bader相信Nature Works與PS在價(jià)格方面可有一爭,但這只有在產(chǎn)能更高的情況下才可能出現(xiàn)。除Coop Italia之外,Cargill Dow有一長串的用戶,包括意大利超市Iper英國包裝袋制造商,歐洲包裝,以及比利時(shí)超市Bio—Planet。她承認(rèn),對重要的大牌零售商的排行不得不重新洗牌。
“我們需要將目光從早期的那些能夠接受生物聚合物產(chǎn)品的人們那里與轉(zhuǎn)移到那些真正控制著價(jià)值鏈的大牌經(jīng)銷商們,”Bader說。“他們才能真正對環(huán)境的改善產(chǎn)生作用。但是能夠誠心誠意地主動(dòng)堅(jiān)持下去的公司還很少,多數(shù)依然是說得多做得少。”
生物聚合物應(yīng)用的突破,最有可能是出現(xiàn)在包裝市場,而且最有可能是在食品包裝方面。“由于我們的產(chǎn)品很容易替代PET,因此我們的市場大約有80%是在包裝方面。市場已經(jīng)自然而然地創(chuàng)造了一種拉動(dòng)力。“Bader說。
對于生物聚合物這類產(chǎn)品,人們的興趣不僅僅在于其的生物降解能力,他們還對其他方面感興趣,比如石油價(jià)格。我們最近看到石油的價(jià)格已升到了最高峰,而且據(jù)有關(guān)預(yù)測我們將面臨20年、50年甚至100年的石油短缺。這不是一個(gè)是否會(huì)發(fā)生的問題,而只是一個(gè)早晚的問題。
Bader指出,在過去的二三十年間,石油的價(jià)格,以及相關(guān)聯(lián)的石油衍生產(chǎn)品的價(jià)格經(jīng)歷了劇烈的波動(dòng),而玉米的價(jià)格卻幾乎保持不變。Cargill Dow公司最近的業(yè)務(wù)聯(lián)系中就有很多客戶是考慮到了如何控制石油價(jià)格的這種不穩(wěn)定因素。Bader說:“用戶預(yù)測市場的能力真是不可低估。”
從Cargill Dow公司的業(yè)務(wù)來看,意大利是歐洲對生物材料需求最大的市場之一?;蛟S很值得一提的是Novamont所獲得的巨大進(jìn)展,Nova-mont有一整套基于其MaterBi改性淀粉的生物聚合物。
該公司淀粉基產(chǎn)品年產(chǎn)20000噸。今年夏天該公司又收購了伊士曼公司的生物聚合物業(yè)務(wù),從而將可生物降解的聚酯產(chǎn)品業(yè)務(wù)收入囊中。Novamont的管理總監(jiān)Catia Bastili認(rèn)為,伊士曼公司生物技術(shù)以及專利的引入將是一個(gè)重要的戰(zhàn)略性進(jìn)展,它將使公司產(chǎn)品線的開拓前景更為廣闊。
Bastioli表示:”生物聚合物業(yè)務(wù)的收購將使我們能夠進(jìn)一步擴(kuò)展Novamont專有產(chǎn)品的范圍,并加速基于可再生資源聚酯的自身發(fā)展。”她還說,開發(fā)生物淀粉/聚酯系統(tǒng)的機(jī)會(huì)也同樣值得考慮。
生物聚酯是生物聚合物領(lǐng)域的一個(gè)重要目標(biāo)。杜邦為了創(chuàng)造一種生物聚酯采取了進(jìn)一步的行動(dòng)。它與Tate & Lyle成立合資公司,生產(chǎn)Sorona聚合物產(chǎn)品所需的丙二醇。DuPont Tate & Lyle BioPrroucts將使用自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)酵和凈化工藝,在即將建于美國田納西州的工廠用玉米生產(chǎn)丙二醇,這個(gè)新的部門預(yù)期在2006年投入運(yùn)行。另外,杜邦在美國北卡羅萊納州工廠的第一個(gè)玉米衍生Sorona聚合物生產(chǎn)線也將于同年投產(chǎn)。
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