2萬噸生物基全降解塑料可研報(bào)告

1 生物基完全降解塑料 可行性報(bào)告 XXXX 有限公司 2006 年 6 月 1 目 錄 第一章 項(xiàng)目建設(shè)的意義及必要性 -2 1.1 項(xiàng)目國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢 1.2 對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響 1.3 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 1.4 市場分析 第二章 項(xiàng)目技術(shù)基礎(chǔ) -25 2.1 成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況 2.2 已完成的研究開發(fā)工作及中試情況和鑒定年限 2.3 技術(shù)或工藝特點(diǎn)以及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所 具有的優(yōu)勢 2.4 該重大關(guān)鍵技術(shù)的突破對行業(yè)進(jìn)步 的重要意義和作用 第三章 市場分析、預(yù)測 -40 3.1 國外市場分析和預(yù)測 3.2 國內(nèi)市場分析和預(yù)測 第四章 生產(chǎn)原料及輔料供應(yīng) -44 4.1 生產(chǎn)原料的供應(yīng) 4.2 生產(chǎn)輔料 的供應(yīng) 4.3 主要原料的儲備 4.4 主要原料表 第五章 技術(shù)特點(diǎn)，工藝技術(shù)路線，設(shè)備選型及主要技術(shù)指標(biāo) -45 5.1 技術(shù)特點(diǎn) 5.2 工藝技術(shù)路線 5.3 設(shè)備選型 5.4 主要技術(shù)指標(biāo) 5.5 產(chǎn)品采用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 5.6 主要原材料、燃料、動(dòng)力消耗指標(biāo) 5.7 總平面布置與運(yùn)輸 5.8 土建工程 5.9 給排水工程 5.10 供電 5.11 供熱 5.12 輔助生產(chǎn)設(shè)施 5.13 地震設(shè)防 5.14 消防 5.15 職工安全衛(wèi)生 第六章 原材料供應(yīng)及外部配套條件 -70 6.1 原材料供應(yīng) 6.2 項(xiàng)目水、電、氣供應(yīng)情況 第七章 環(huán)境保護(hù) -72 7.1 所選廠址在環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)缺點(diǎn)分析 7.2 主要污染源、污染物及在廠區(qū)內(nèi)分部的位置 7.3 污染物排放量及治理方法 7.4 綠化 7.5 環(huán)境影響評估 第八章 建廠條件和廠址選擇 -77 8.1 建廠條件 8.2 廠址選擇 第九章 項(xiàng)目實(shí)施管理、勞動(dòng)定員及人員培訓(xùn) -77 9.1 生產(chǎn)組織及機(jī)構(gòu)形成 9.2 動(dòng)定員 9.3 生產(chǎn)管理人員 9.4 培訓(xùn)計(jì)劃 第十章 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) -78 10.1 用地面積 10.2 廠房建筑面積 10.3 庫房建筑面積 10.4 行政設(shè)施建筑（含辦公、檢測中心） 10.5 生活設(shè)施建筑 10.6 配電房 10.7 運(yùn)輸設(shè)施 10.8 修理設(shè)施 10.9 廠區(qū)道路、排水、綠化、大門圍墻等建設(shè) 第十一章 建設(shè)工期 -80 第十二章 總投資估算 -80 第十三章 投資估算 -80 13.1 投資估算依據(jù) 13.2 建設(shè)投資估算 13.3 流動(dòng)資金估算 13.4 項(xiàng)目投入總資金 第十四章 生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益分析 -83 14.1 生產(chǎn)成本分析 14.2 經(jīng)濟(jì)效益分析 第十五章 社會效益和風(fēng)險(xiǎn)分析 -86 15.1 社會效益分析 15.2 風(fēng)險(xiǎn)因素分析 第一章 項(xiàng)目建設(shè)的意義及必要性 一、項(xiàng)目的意義和必要性 1.1 項(xiàng)目國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢 近年來，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料已應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品業(yè)等許多行業(yè)和日常生活的各個(gè)方面。在農(nóng)業(yè)上，采用地膜覆蓋栽培技術(shù)已為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起到了關(guān)鍵性的作用，在我國被譽(yù)為農(nóng)業(yè)上的 “白色革命 ”。對于包裝業(yè)，塑料制品不斷取代玻璃和紙張，大量用作包裝材料，但這些短期性和一次性使用的塑料制品在完成其使用功能后，廢棄在土壤環(huán)境中不易降解 ，目前的回收工作并不奏效，致使在城市垃圾中和鐵路沿線，乃至江山河海、旅游景點(diǎn)隨處可見廢棄的一次性塑料制品，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，而且廢棄在長江里的餐盒甚至影響了水電工程的順利進(jìn)行，形成 “塑料垃圾 ”公害；對于廢棄的農(nóng)地膜，給土壤造成污染，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，牲畜誤食后致死。所有這些，在我國被形象地稱為 “白色污染 ”。 21世紀(jì)是保護(hù)地球的時(shí)代，作為解決塑料垃圾對地球環(huán)境污染的措施之一，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家紛紛立法，對某些特定塑料制品（如購物袋、垃圾袋、飲料瓶杯、快餐盒等）規(guī)定不能使用不能在環(huán)境中降解的塑料。我國政府對此 也非常重視，國務(wù)院對治理 “白色污染 ”早已有所指示，相關(guān)部委也采取了相應(yīng)的措施。為了有效解決 “白色污染 ”所引起的上述問題，除了加強(qiáng)國民的環(huán)境意識和回收再利用外，對于 那些不易回收或回收后沒有利用價(jià)值的一次性使用塑料 (如超薄地膜、垃圾袋、快餐具等 )應(yīng)用領(lǐng)域，研究開發(fā)使用后在自然環(huán)境中能自行降解的環(huán)境友好塑料勢在必行。 可降解塑料其廢棄物在一定的環(huán)境條件下和經(jīng)歷一定周期，可以使塑料垃圾減容、減量，從而可以起到減輕環(huán)境污染、緩解環(huán)境矛盾的作用，符合固體廢棄物污染防治法中減量化，資源化、無害化的要求。而且由于其全部或部 分原料采用可再生天然資源，因此，作為有限的、不可再生的、日漸減少的石油資源的補(bǔ)充替代品具有重要意義，并有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。 1.1.1國外研究現(xiàn)狀 目前，美日德等許多發(fā)達(dá)國家十分重視生物可降解塑料的研究開發(fā)，投入了大量資金。日本通產(chǎn)省已將生物可降解塑料作為繼金屬、無機(jī)、高分子之后的 “ 第四類新材料 ” ，并撥專款支持生物可降解塑料（ EDP） 的開發(fā)。 國外的研究開發(fā)起始于上世紀(jì) 70年代， 80年代經(jīng)歷了較大的起伏， 90年代進(jìn)入比較冷靜和穩(wěn)步地發(fā)展。進(jìn)入 21世紀(jì)生物降解塑料有了較大的進(jìn)展。 國外研發(fā)的 EDP主 要包括光降解、生物降解、化學(xué)降解塑料等類型。其中光降解塑料技術(shù)最為成熟、全生物降解塑料的研發(fā)最為活躍。由于光降解塑料降解性能受限于地理、環(huán)境、氣候等條件，用途受到較大的制約。而全生物降解塑料雖可較短時(shí)間回歸自然，但高昂的價(jià)格又成為其推向市場的嚴(yán)重障礙，因此歐美國家雖已建立 了萬噸級生產(chǎn)線，但目前用途有等進(jìn)一步開拓，成本有待大幅度降低。 國外生產(chǎn) EDP的主要國家有美、日、德、意等。近年來著重在生物降解塑料方面開發(fā)，已取得較大成就。據(jù) ECN報(bào)導(dǎo)， 2001年世界生物降解塑料產(chǎn)量約 35kt40kt，到 2010年將形 成 100kt的市場規(guī)模，目前世界多家大型石化公司如 Dupont、 Eastman、 Dow Chemical、BASF、 Bayer等均進(jìn)入了生物降解塑料領(lǐng)域。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已發(fā)布的生物降解塑料標(biāo)準(zhǔn)有 ISO/TR15462、 ISO14593、ISO14851、 ISO14852、 ISO14855，美國、德國、歐盟、日本均已制訂了可生物降解、可堆肥化的認(rèn)證標(biāo)志和標(biāo)準(zhǔn)。 1. 美國是世界上 EDP研發(fā)品種最多、能力最大、研發(fā)力量最強(qiáng)的國家。合成型光降解（乙烯 /一氧化碳 ECO）是世界唯一生產(chǎn)的國家；淀粉添加型（制品中 淀粉含量 15%以下）降解塑料 80年代中末期在美國市場曾風(fēng)靡一時(shí)，并作為對付某些禁、限用塑料包裝材料法規(guī)的權(quán)宜對策，由于銷售中的不實(shí)宣傳和夸大作用受到環(huán)境部門的質(zhì)疑和反對，而逐漸降溫，并轉(zhuǎn)向大力加強(qiáng)全生物降解塑料的研發(fā)，如美國 Cargill-Dow公司 2001年已建成 140kt/a聚乳酸的生產(chǎn)規(guī)模，并已開工生產(chǎn)和正在致力開拓市場。其它如 Novon lnternational公司的淀粉基本生物降解塑料 Solvay公司， U.C.C.公司的聚己內(nèi)酯。 Dupont和 Eastman chemical公司的脂肪族 /芳香族 共聚酯， Environmental Products公司的聚乙烯醇等都已建成了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)線（詳見表）。據(jù)美國 Business communication報(bào)導(dǎo)： 2000年北美生物降解塑料年銷售量約為 11.8kt，至 2005年預(yù)計(jì)可增加到 16kt，年增長率 7%。北美生物降解塑料主要市場為包裝材料，2000年銷售量為 9.9kt，到 2005年其年均需求量預(yù)計(jì)達(dá) 11.5kt，增長率為 4.6%；其第二大市場是堆肥袋銷售量將由 2000年的 2.3kt增加到 2005年的 3.6kt，年均增長率 9.9%；其它市場是農(nóng)用地膜、醫(yī)療衛(wèi)生用品和涂料等， 2000年市場需求量還不到 0.5kt，到 2005年將增到 1kt以上。 2. 日本關(guān)于 EDP的研發(fā)特點(diǎn)是國內(nèi)研究和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和進(jìn)口產(chǎn)品加強(qiáng)應(yīng)用研究，開拓市場相結(jié)合。這樣一方面加快了研發(fā)進(jìn)程，同時(shí)又能根據(jù)國內(nèi)市場的需求，有針對性地開發(fā)產(chǎn)品。主要生產(chǎn)公司和品種有三菱化學(xué)的 PHB、 PHBV，日本合成化學(xué)工業(yè)的淀粉 /聚乙烯醇，昭和高分子和昭和電工的脂肪族聚酯；化學(xué)工業(yè)的聚己內(nèi)酯等。（詳見表）。據(jù)日本生物降解塑料研究會報(bào)導(dǎo)，日本綠色塑料市場規(guī)模 2000年為 3.54kt， 2003年將 達(dá)到 20 kt， 2010年占塑料總量的 10%；又據(jù)日本經(jīng)濟(jì)計(jì)劃廳 2010年技術(shù)預(yù)測研究報(bào)告， 2000年日本綠色塑料的市場銷售額為 1000億日元， 2010年將達(dá)到 5000億日元。 3. 德國近年來也加強(qiáng)了 EDP的研發(fā)。如德國幾家大公司 Bayer公司、 BASF公司均投入了大量人力物力， BASF公司充分利用原有設(shè)備能力開發(fā)化學(xué)合成型生物高分子，如脂肪族芳香族共聚酯，已建成 10 kt/a的生產(chǎn)規(guī)模， Bayer最近研發(fā)成功聚酯酰胺和淀粉 /聚氨酯共混生物降解塑料。 4. 意大利 Novanmont公司是世界最先開 發(fā)淀粉基生物降解塑料的國家，其中淀粉 /聚乙烯醇、淀粉 /聚己內(nèi)酯生物降解塑料已有多年歷史。 2001年年產(chǎn)能力已增至 10 kt，據(jù)預(yù)測意大利生物降解塑料的市場規(guī)模將從 1999年的 24 kt增長到期 20 kt。 開發(fā) “生物降解誘發(fā)劑 ”和促使通用塑料迅速分解的新工藝等等。而全淀粉生物降解塑料由于其優(yōu)異特性逐漸成為研究熱點(diǎn)。 Lacourse報(bào)道了以直鏈淀粉為原料的包裝材料、包裝制品的制造方法 ,用高直鏈淀粉、包括 10%的環(huán)氧丙烷、 10%的聚乙烯醇等的擠出物 ,形成均勻、閉合的微氣泡結(jié)構(gòu) ,其密度底 ,回彈性好 ,可用于包裝材料 。 Tomka等報(bào)道了一種能產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫結(jié)構(gòu)的生物降解塑料 ,指出水作為發(fā)泡劑或通過使用二氧化碳膨脹氣體發(fā)泡得到的泡沫材料回彈性及強(qiáng)度差 ,產(chǎn)生蜂窩狀泡沫結(jié)構(gòu)不均勻 ,沒有形成閉孔。他將淀粉與至少一種不溶與水的生物降解塑料混合 ,另外將這種材料與生物降解的纖維 (大麻、亞麻等 )或膠囊狀材料 (硅膠、沸石等 )混合 ,該材料通過毛細(xì)管現(xiàn)象而部分吸水或飽和吸水 ,然后在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?,毛細(xì)管中的水釋放從而發(fā)泡 ,得到的產(chǎn)品解決了以上問題。 Lacourse等發(fā)明了由醚化改性 (主要為羥丙基淀粉的高直鏈淀粉在濕度 10% 20%,溫度 150250 )制備泡沫塑料的生產(chǎn)工藝。另外由 95%羥乙基高直鏈玉米淀粉和 5%PVA制備的泡沫塑料已在商業(yè)上代替了聚苯乙烯泡沫塑料。Randal Lshogren用高直鏈淀粉 ,乙酸酐及 NaOH水溶液反應(yīng)制備乙酸酯淀粉。結(jié)果表明 :水是乙酸酯淀粉的高效塑化劑 ,大量水存在時(shí)玻璃化溫度從干淀粉的 165 185下降到 95 135這主要是由于乙?；?取代淀粉羥基 ,減弱了分子間氫鍵 ,使得淀粉分子鏈在干態(tài)時(shí)易于運(yùn)動(dòng)。 DS25的乙酸酯淀粉在含水量 15%,150時(shí)擠出得到膨脹、耐水、表面光滑的泡沫塑料 ,其密度、壓縮強(qiáng)度高于 聚苯乙烯泡沫塑料 ,但彈性低于聚苯乙烯泡沫塑料。 Laverous等人對多種聚酯與熱塑性淀粉(TPS)的共混物 (其中 TPS占主要比例 )的拉伸模量和沖擊強(qiáng)度進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn) :對于 TPS/PCL共混物 ,當(dāng) TPS含量一定 ,隨著 PCL含量增加 ,共混物拉伸模量緩慢上升 ,而沖擊強(qiáng)度則由 TPS(干淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù) 74%,甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10%,水質(zhì)量分?jǐn)?shù) 16%)的 079kj/ 2上升至 157kj/ 2(PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 25%)和 2 99 / 2(PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%)。各組數(shù)據(jù)表明 ,在熱塑性淀粉中加入聚酯可以避免材料力學(xué)性能差的缺點(diǎn) 。他們也指出 ,PCL對共混體系模量的影響取決于淀粉體系所處的狀態(tài)。當(dāng)?shù)矸刍w為玻璃態(tài)時(shí) ,加入 PCL使共混物的模量降低 ,當(dāng)?shù)矸刍w為高彈態(tài)時(shí) ,加入 PCL使體系模量提高。而且 ,當(dāng)體系中 PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%時(shí) ,就可以明顯改善共混物的力學(xué)性能 ,使材料的尺寸穩(wěn)定性顯著提高。從淀粉經(jīng)發(fā)酵制的其他生物降解材料也是進(jìn)年熱點(diǎn) ,美國 Eldib工程和研究公司新發(fā)表的 “從玉米制生物降解聚乳酸和薄膜 ”的研究報(bào)告中 ,報(bào)道了幾個(gè)大型日本公司正積極實(shí)驗(yàn)從玉米制備聚乳酸 (PLA)和再進(jìn)一步生產(chǎn)塑料的工業(yè)化進(jìn)程 ,產(chǎn)品應(yīng)用有薄膜 ,纖維和各種注 塑制品。預(yù)計(jì) PLA將是淀粉工業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。嘉吉道公司已報(bào)道 PLA在成本和性能方面可以與傳統(tǒng)材料相競爭 ,并建成 PLA生產(chǎn)裝置 ,起始能力 15萬 ,已于 2002年投產(chǎn)。 1.1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國現(xiàn)在已成為生產(chǎn)可降解塑料的主要國家之一。政府對其顯示出強(qiáng)烈的興趣和意愿，目前，我國也已制訂了各種政策和法規(guī)，鼓勵(lì)生物可降解塑料的應(yīng)用。但是，從總體上看，這一行業(yè)仍處在有待于對技術(shù)進(jìn)行更加深入研究、提高性能、降低成本、拓寬用途并逐漸推向市場的階段。 進(jìn)入 21世紀(jì)以來，保護(hù)地球環(huán)境、構(gòu)筑資源循環(huán)型社會，走可持續(xù)發(fā)展道路， 已成為世界關(guān)注熱點(diǎn)和緊迫任務(wù)。生物降解塑料通過產(chǎn)品整個(gè)生命周期分析，已確認(rèn)為環(huán)境低負(fù)荷材料。另外，相當(dāng)一部份生物降解塑料的主要原料是來自可年年再生的農(nóng)業(yè)資源，作為有限的、日漸減少、日趨枯竭的不可再生的石油資源的補(bǔ)充替代，也已成為全球矚目的發(fā)展趨勢。因此，生物降解塑料已成為全球研究開發(fā)熱點(diǎn)。 生物降解塑料又分為天然生物降解塑料、微生物降解塑料和化學(xué)合成生物降解塑料幾大類。天然生物降解塑料是指以天然聚合物為原料 ,可通過各種成型工藝制成生物降解塑料制品的一類材料。這類材料包括由淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等天然 聚合物及其各種衍生物和混合物。其中 ,熱塑性淀粉已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化 ,其他天然材料尚處于基礎(chǔ)研究階段。 熱塑性淀粉是采用一定技術(shù)改性淀粉使其具有熱塑性 ,再加入各種可在自然環(huán)境中降解的添加劑或與其他可生物降解塑料配混 ,通過擠塑、注塑、吹塑或發(fā)泡等工藝加工成型的材料。有幾種淀粉塑料的制備方法 :(1)淀粉可塑化改性并與少量添加成分?jǐn)D出 ;(2)淀粉與生物降解聚酯共擠出 ;(3)改性淀粉與共混 ,并使其具有熱塑性。 20世紀(jì) 90年代中期以后 ,江西省科學(xué)院、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、華南理工大學(xué)、天津大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與化 學(xué)工程學(xué)院、中科院蘭州化物所、綠維新材料 (深圳 )有限公司、武漢華麗科技有限公司等科研單位陸續(xù)推出了熱塑性淀粉生物降解塑料的研究成果 ,制品包括薄膜、網(wǎng)、片材和發(fā)泡材料 ,但尚未規(guī)范化進(jìn)入市場。目前 ,武漢華麗科技有限公司已開始熱塑性淀粉產(chǎn)品商品化生產(chǎn) ,規(guī)模10kt/。蛋白質(zhì)類的是通過采用甘油等增塑劑增塑植物蛋白 ,可以制得可模塑的蛋白塑料。上海交通大學(xué)對大豆蛋白進(jìn)行了研究 ,清華大學(xué)高分子材料研究所對雞蛋膜蛋白進(jìn)行了研究 ,但是 ,其應(yīng)用前景還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。再生纖維素類 ,武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院和湖北纖維廠承擔(dān)國家 863計(jì)劃 ,研發(fā)了一種新的廉價(jià)的纖維素溶劑體系 尿素和氫氧化鈉體系 ,用于天然纖維素的濕法紡絲或流延法成膜 ,以制造纖維和薄膜。另外 ,湖北工學(xué)院化工系采用生物發(fā)酵法合成了茁霉多糖 ,并研究了它的成膜性及其膜性能 ,由于其極低的氧氣透過率 ,適合用作食品保鮮包裝材料 ,有望成為一種有前途的生物降解塑料。 微生物合成生物降解塑料聚乳酸 (PLA是以糖蜜等發(fā)酵制得的乳酸為原料 ,再通過直接縮合聚合法 ,或其二聚體丙交酯開環(huán)聚合法等方法化學(xué)合成的。中國聚乳酸研發(fā)還處于研究階段。聚乳酸的合成主要采用丙交酯催化開環(huán)聚合的路線。通過催化劑的研 究 ,提高聚乳酸的相對分子質(zhì)量 ,降低聚乳酸的成本。目前 ,中科院成都有機(jī)所已經(jīng)能合成相對分子質(zhì)量達(dá)到百萬的消旋聚乳酸 ,這種高相對分子質(zhì)量的聚乳酸有很好的力學(xué)性能。開展研究工作的有中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究 所、中科院成都有機(jī)化學(xué)研究所、中科院上海有機(jī)研究所、四川大學(xué)、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)、南開大學(xué)、東華大學(xué)、華南理工大學(xué)、華東理工大學(xué)、北京理工大學(xué)等。最近 ,中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所和浙江海生生物降解塑料股份有限公司正共同進(jìn)行中試研究 ,產(chǎn)品性能基本達(dá)到 CargillDow公司產(chǎn)品水平 ,目前正在設(shè)計(jì)組 建 5000生產(chǎn)能力的示范生產(chǎn)線。另外 ,上海同濟(jì)大學(xué)開發(fā)成功了乳酸一步法直接縮聚制備聚乳酸的工藝 ,并作為上海 “科教興市 ”重大科技產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目將建立年產(chǎn)千噸級的聚乳酸生產(chǎn)線。該項(xiàng)目是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的項(xiàng)目。另外的研究單位還有浙江輕工業(yè)學(xué)院等。北京理工大學(xué)和原北京輕工業(yè)學(xué)院聯(lián)合研究過采用化學(xué)合成的方法制備聚乳酸。在聚乳酸的應(yīng)用方面中科院成都有機(jī)所、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所正進(jìn)行聚乳酸在醫(yī)療方面的應(yīng)用 ,制品包括醫(yī)用片材、骨螺釘、手術(shù)縫合線等醫(yī)用材料。中國聚羥基烷酸酯的研究最早開始于上世紀(jì) 80年代中 ,武漢大學(xué)開展了生 物合成聚羥基丁酸酯的研究 ,但是 ,工作未能進(jìn)行下去 ,至上世紀(jì) 90年代初 ,一些單位在國內(nèi)不同部門的支持下 ,又開始了微生物發(fā)酵法合成聚羥基烷酸酯的研究工作。主要研究單位有中科院微生物所、清華大學(xué)生物系和化工系、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、山東大學(xué)、無錫輕工大學(xué)、中科院成都生物研究所、西北工業(yè)大學(xué)等 ,生產(chǎn)單位有廣東江門生物技術(shù)開發(fā)中心、廣東汕頭華逸生物工程公司、寧波天安生物材料有限公司等。其中寧波天安生物材料有限公司已具備年產(chǎn)聚羥基戊酸酯 (PHBV)千噸的規(guī)模。商業(yè)化生產(chǎn) PHBV的關(guān)鍵是降低成本 ,已有人開始利用植物的 葉子或根來 生產(chǎn) PHBV,如柳枝稷 ,如果這項(xiàng)技術(shù)成功 ,PHBV的價(jià)格有可能降低。 化學(xué)合成生物降解塑料用微生物等方法合成的生物聚酯價(jià)格較高 ,是目前難以普遍采用的主要障礙 ,化學(xué)合成便于批量生產(chǎn) ,降低成本?；瘜W(xué)合成法開發(fā)的生物降解塑料的主要有各種脂肪族聚酯 ,前者主要品種包括聚己內(nèi)酯 (PCL)、脂肪族聚碳酸酯 (二氧化碳和環(huán)氧化合物共聚物或稱聚二氧化碳 )等。另外 ,也在開始研究脂肪族聚酯和芳香族聚酯的共聚酯。 脂肪族聚酯當(dāng)前 ,聚二氧化碳的合成研究是一個(gè)十分熱門的環(huán)保課題 ,這一領(lǐng)域競爭非常激烈。中國從 1985年由前期的國 家自然科學(xué)基金開始立項(xiàng)研究 ,至今已近 20年 ,主要的研究單位有中科院廣州化學(xué)研究所、長春應(yīng)用化學(xué)研究所、浙江大學(xué)、中山大學(xué)理工學(xué)院等。其中 ,中科院廣州化學(xué)研究所主要采用聚合物負(fù)載的雙金屬催化體系(PBM),產(chǎn)品略帶黃色 ,相對分子質(zhì)量較低。長春應(yīng)用化學(xué)研究所以二氧六環(huán)作溶劑 ,采用三元混合稀土催化體系 (稀土 /烷基鋅 /甘油 ),得到了交替結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物 ,二氧化碳固定量接近 50%,而且外觀呈白色 ,硬度較高 ,催化效率高。浙江大學(xué)采用三元稀土催化劑 (稀土 /烷基鋁 /甘油 ),以二氧六環(huán)與甲苯作溶劑 ,得到相對分子質(zhì)量較高的無規(guī)共聚物 ,但二氧化碳固定量低。另外 ,中國臺灣清華大學(xué) (Chung_SungTan)也在研發(fā) PPC。內(nèi)蒙古蒙西集團(tuán)公司采用長春應(yīng)用化學(xué)研究所的技術(shù) ,已建成年產(chǎn) 3kt二氧化碳 /環(huán)氧化合物共聚物的裝置 ,產(chǎn)品主要應(yīng)用在包裝和醫(yī)用材料上 ;中科院廣州化學(xué)研究所的技術(shù)已在江蘇泰興開始投產(chǎn) ,品種是低相對分子質(zhì)量二氧化碳 /環(huán)氧化合物共聚物 ,用來作為 聚氨酯發(fā)泡材料的原材料 ,用于家用電器等包裝。中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所在詳細(xì)研究了聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)的耐水性、穩(wěn)定性等的基礎(chǔ)上 ,開發(fā)了高效催化體系 ,合成了高穩(wěn)定性高相對分子質(zhì)量的聚丁 二酸丁二醇酯 ,重均相對分子質(zhì)量可達(dá)到 250000。另外 ,中科院理化研究所也在進(jìn)行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究，售價(jià) 5萬 /噸。 脂肪族 /芳香族共聚酯熱塑性芳香族聚酯熱性能穩(wěn)定 ,力學(xué)性能優(yōu)良 ,便于加工 ,價(jià)格低廉 ,自從工業(yè)化以來 ,已經(jīng)發(fā)展成為一類用途廣泛的樹脂 ,但芳香族聚酯生物降解性很差 ,不能單獨(dú)作為生物降解塑料使用 ,因此 ,設(shè)計(jì)合成了脂肪族 /芳香族共聚酯 (CPEs),使其既有脂肪族聚酯的可生物降解性又有芳香族聚酯的力學(xué)性能。自 20世紀(jì) 80年代 ,尤其 90年代以來 ,有許多研究者致力于此領(lǐng)域的研究 ,并取得了豐碩的成 果。至 21世紀(jì)初 ,一些世界著名的化學(xué)公司相繼推出各種可生物降解的脂肪族 /芳香族共聚酯商品。脂肪族 /芳香族共聚酯原料來源廣泛 ,其中許多是大規(guī)模工業(yè)化原料 ,且整個(gè)生產(chǎn)過程不需要另外添置設(shè)備 ,在現(xiàn)有的條件下即可進(jìn)行生產(chǎn) ,所以 ,不僅生產(chǎn)技術(shù)較成熟 ,而且可獲得廉價(jià)的產(chǎn)品 ,有利于生物降解塑料的市場化應(yīng)用。用于合成脂肪族 /芳香族共聚酯的芳香族組分通常有 :聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT、聚對苯二甲酸丙二醇酯 (PPT)、聚間苯二甲酸乙二醇酯 (PEIP)和聚對苯二甲酸二甲酯 (DMT)等 ;脂肪族組分通 常有乙二醇 (EG)、丙二醇 (PDO)、 1,4-丁二醇 (BDO)、環(huán)己烷二甲醇 (CHDM) 等 二 元 醇 和 琥 珀 酸 (Succinicacid) 、己二酸 (Adipicacid)、癸二酸 (Sebacicacid)、富馬酸 (Fumaricacid)、草酸等二元酸 ,乙醇酸 (GA)、 -乳酸 (LA)、二羧酸酰氯等雙官能度單體及聚乙二醇 (PEG)、聚四氫呋喃 (PTMG)、 PGA、 PLA、 PCL等聚合物。合成脂肪族 /芳香族共聚酯有 3種常用的方法 : PET等芳香族組分與 PEG、PGA、 PLA、 PCL等聚合物直接在高溫、高真空度下進(jìn)行 酯交換反應(yīng) ;將二元醇、二元酸等與 DMT一起投入反應(yīng)釜中 ,先在相對較低的溫度下進(jìn)行酯交換反應(yīng) ,然后再升高溫度、提高真空度 ,進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng) ;將對苯二甲酸乙 (丁 )二醇酯或其衍生物與二羧酸酰氯等溶解在有機(jī)溶劑中 ,在適宜的溫度下進(jìn)行溶液縮聚。國內(nèi)研究脂肪族 /芳香族共聚酯材料的單位有北京理工大學(xué)、成都有機(jī)研究所等 ,但目前還未見有商業(yè)化產(chǎn)品推出。 四川大學(xué)采用可完全生物降解的脂肪族聚酯聚對二氧環(huán)己酮和價(jià)格低廉的天然可再生資源淀粉進(jìn)行共混復(fù)合得到的一種可完全生物降解材料。聚對二氧環(huán)己酮在眾多的脂肪族聚酯中具有優(yōu)異的綜 合性能，因?yàn)樵诰蹖Χ醐h(huán)己酮的結(jié)構(gòu)單元中除了具有給它帶來優(yōu)良生物降解性的酯鍵以外，還具有獨(dú)特的醚鍵，這使得聚對二氧環(huán)己酮在具有很高的強(qiáng)度的同時(shí)擁有非常好的韌性，這一點(diǎn)是其它脂肪族聚酯無法相比的。高分子量的聚對二氧環(huán)己酮的拉伸強(qiáng)度也可達(dá)到 40MPa以上 , 而斷裂伸長率可達(dá)到 300以上。性能如此優(yōu)異的生物降解材料為什么沒有得到廣泛的應(yīng)用呢？其最主要的原因是 PPDO在國際和國內(nèi)市場的售價(jià)非常高，只能用于醫(yī)用材料領(lǐng)域，難以迎合通用材料的需求。而四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院從源頭著手控制其成本。首先以一縮乙 二醇為原料 (國外已開 始通過生物技術(shù)從天然生物質(zhì)原料獲得該原料的研究 )合成出了低成本的對二氧環(huán)己酮 ,為獲得低成本聚對二氧環(huán)己酮奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用新型催化劑，使一縮乙二醇經(jīng)一步反應(yīng)即可得到產(chǎn)品，收率大于 95 (國外最高達(dá) 90%)；催化劑穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好，壽命長，可連續(xù)使用 60天以上，而且用后可回收他用 (國內(nèi)外未見報(bào)道 )；單體純化工藝短，耗能低，收率高，高達(dá) 90%以上 (國外低于 90%)，可制得高純度對二氧環(huán)己酮，成本遠(yuǎn)比國外同類產(chǎn)品低，其研究水平處于世界領(lǐng)先地位，已申請國家發(fā)明專利。目前已建立了中試裝置，為下一步聚合反應(yīng)提供了強(qiáng) 有力的保障。而在聚合過程中又采用了高效催化體系，使得聚合時(shí)間大大縮短，轉(zhuǎn)化率顯著提高的同時(shí)獲得分子量的 PPDO。使得在聚合過程中的成本也大幅下降。然后再將聚對二氧環(huán)己酮與價(jià)格低廉同時(shí)具有生物降解性的淀粉進(jìn)行共混，進(jìn)一步大大降低材料的成本，同時(shí)又不損壞材料的生物降解性，使得材料在市場具有強(qiáng)的競爭力。為了解決兩者相容性的問題，首次合成出了具有不同接枝率和接枝長度的淀粉 /聚對二氧環(huán)己酮接枝共聚物，并通過大量的試驗(yàn)，尋找出了具有最理想增容作用的接枝物結(jié)構(gòu)，有效地解決了相容性的問題。該全降解樹脂可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求 ，調(diào)整淀粉的含量，并制備出不同形式的產(chǎn)品，如片材、農(nóng)地膜、包裝膜、包裝袋、一次性餐具、育秧缽等。該成果的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)是解決了脂肪族聚酯復(fù)合體系難以實(shí)現(xiàn)吹塑成膜的難題，該全降解樹脂可以采用吹塑成型得到力學(xué)性能優(yōu)良的膜制品，因此進(jìn)一步體現(xiàn)了該材料在加工方面的優(yōu)勢?？傊?，可完全生物降解聚對二氧環(huán)己酮 / 淀粉共混材料是一種力學(xué)性能、加工性能、生物降解性能優(yōu)異，同時(shí)又具有很強(qiáng)的市場競爭力和發(fā)展前景的新型材料。 1.2對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響 1.2.1本項(xiàng)目對我國可完全生物降解塑料產(chǎn)業(yè)鏈的形成具有重大意義 我國可完全生 物降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢，目前的技術(shù)水平和產(chǎn)品與國外差距很大。最近，國家科技部決定提前啟動(dòng) “十一五 ”規(guī)劃可完全生物降解塑料項(xiàng)目 ,這意味著本項(xiàng)目具有廣闊的市場前景和社會效益。本項(xiàng)目開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可完全降解塑料的新方法，該方法技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品淀粉基可完全降解塑料不僅具有傳統(tǒng)塑料制品相似的性能，而且生產(chǎn)成本低，具有生物降解性，有利于環(huán)境保護(hù)，因此有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。本項(xiàng)目的實(shí)施，不僅解決了當(dāng)?shù)氐矸圪Y源的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化，而且將進(jìn)一步推動(dòng)我國可完全生物降解塑料產(chǎn)業(yè)鏈的形成，對發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，帶動(dòng) 降解塑料行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 1.2.2實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢資源的增值轉(zhuǎn)化，促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展 淀粉作為我國西部地區(qū)產(chǎn)量較高的經(jīng)濟(jì)作物，主要分布在四川、云南、貴州、安徽等地區(qū)，是西部的優(yōu)勢資源。目前傳統(tǒng)的淀粉加工行業(yè)利潤低，由于多年的競爭使淀粉加工業(yè)獲利很少，淀粉加工缺乏高技術(shù)轉(zhuǎn)化增值，在一定程度上減少了農(nóng)民的收入。本項(xiàng)目以淀粉為原料合成可完全生物降解塑料，大大提高西部淀粉優(yōu)勢資源的增值轉(zhuǎn)化。對大規(guī)模發(fā)展現(xiàn)代淀粉類農(nóng)作物種植業(yè)，形成淀粉產(chǎn)品的加工體系和特色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。完全符合四川 省農(nóng) 業(yè)發(fā)展綱要中把淀粉類農(nóng)作物種植業(yè)作為西部農(nóng)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向的戰(zhàn)略規(guī)劃。 1.2.3實(shí)施本項(xiàng)目有利于解決關(guān)系國家長治久安的 “三農(nóng) ”問題，符合國家建設(shè)社會主義新農(nóng)村的整體戰(zhàn)略 本項(xiàng)目的建設(shè)有利于解決我國西部地區(qū)優(yōu)勢農(nóng)業(yè)資源的出路問題，通過淀粉的利用帶動(dòng)當(dāng)?shù)胤N植業(yè)的發(fā)展，調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)貧困地區(qū)農(nóng)民脫貧致富，實(shí)現(xiàn)國家長治久安，復(fù)合國家建設(shè)社會主義新農(nóng)村的整體戰(zhàn)略。本項(xiàng)目的建設(shè)對提高我國淀粉加工業(yè)的整體技術(shù)水平形成新的利潤增長點(diǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義；加之本項(xiàng)目的技術(shù)水平已經(jīng)具備建設(shè)產(chǎn)業(yè)化裝置的技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目 的產(chǎn)業(yè)化，搶先占領(lǐng)國內(nèi)外市場，是十分必要的。 1.3 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 1.3.1促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)民收入 該項(xiàng)目的實(shí)施，需要大量的淀粉資源，必將帶動(dòng)淀粉類農(nóng)作物種植業(yè)的發(fā)展，解決農(nóng)村剩余勞動(dòng)力，提高農(nóng)民的收入，發(fā)展高效農(nóng)業(yè)?！叭r(nóng) ”問題是我國全面小康建設(shè)需要首先解決的問題，本項(xiàng)目的建設(shè)對解決西部三農(nóng)問題具有廣泛的借鑒意義。 1.3.2促進(jìn)我國降解塑料行業(yè)的發(fā)展，形成淀粉深加工新型產(chǎn)業(yè) 近 20年來，國外淀粉深加工工業(yè)發(fā)展十分迅速，品種已達(dá)數(shù)千種，年產(chǎn)量達(dá) 600萬噸，已占淀粉總量的 50。而我國雖然是淀粉產(chǎn) 量大，淀粉深加工業(yè)卻極為落后，品種只有幾十種，年產(chǎn)量僅數(shù)萬噸，僅占淀粉總產(chǎn)量的 2左右，而需求量則在 50萬噸以上。淀粉深加工業(yè)在 我國將很快形成一大產(chǎn)業(yè)，市場潛力極大，并可出口創(chuàng)匯。本項(xiàng)目的實(shí)施，將大大提高淀粉的附加值，目前淀粉的售價(jià)為 1450 1500元 /噸左右，而淀粉基生物全降解塑料的市場售價(jià)為 10000元 /噸左右。因此進(jìn)一步提高了原材料的附加值，從而形成淀粉深加工的產(chǎn)品體系。 1.4 市場分析 1.4.1國內(nèi)市場前景 降解淀粉塑料項(xiàng)目是采用現(xiàn)代化工科學(xué)技術(shù) ,對淀粉進(jìn)行特殊處理，配以適量化學(xué)材料并運(yùn)用通用 加手段工制成的一種新型塑料，可代替部分聚乙烯等聚合物，制成各種塑料制品，不僅具有傳統(tǒng)塑料制品相似的性能，而且生產(chǎn)成本低，具有生物降解性，有利于環(huán)境保護(hù)，因此有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。 1. 各類包裝制品：食品包裝膜一次性生活用膜，一次性醫(yī)用薄膜，工業(yè)產(chǎn)品包裝膜等種類繁多， 2005年需求量 220萬噸，并呈每年15遞增，用量大戶為超市及百貨大商場。由于這些膜制品的廣泛使用尤其是在大中型城市用量極大，而且不易回收處理，已對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，國家和許多省市已發(fā)布規(guī)定盡量減少使用此類不可降解的塑料薄膜制品。因 此生物降解塑料薄膜的推廣和應(yīng)用，必將受到社會的重視，其市場廣闊，意義深遠(yuǎn)。 2. 一次性餐飲具：我國是一個(gè)人口眾多的大國，每年消費(fèi)的快餐盒量相當(dāng)驚人，且每年最少以 20%以上的增長率增長，據(jù)調(diào)查，我國 1993年快餐盒用量為 10億多只， 1995年達(dá)到 30多億只， 2000年達(dá)到120億只。以一個(gè)中型城市為例，每一天的流動(dòng)人口在 100萬人左右， 每天消耗的快餐盒在 50-80萬只之間，據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)， 2004年快餐盒銷售總額達(dá) 75億元人民幣，相當(dāng)于 150億只快餐盒。 2005年中國塑料包裝材料需求量將達(dá)到 550萬噸， 按其中 1/3為難以收集的一次性塑料包裝材料和制品計(jì)算，其廢棄物將達(dá)到 180萬噸；據(jù)農(nóng)業(yè)部預(yù)測， 2005年地膜覆蓋面積將達(dá) 1.7億畝，所需地膜加上堆肥袋、育苗缽，農(nóng)副產(chǎn)品保鮮膜、片、盒等需求量將達(dá)到 120萬噸；垃圾袋等一次性日用雜品、建筑用網(wǎng)、不織布、醫(yī)用衛(wèi)生材料中一部分也是難以收集或不宜收集的，預(yù)計(jì)其需求廢棄物將達(dá)到 440萬噸，若其中 50%采用 EDP替代的話，則 EDP市場需求量將達(dá)到 220萬噸，再加上作為資源補(bǔ)充替代的產(chǎn)品，則 2005年國內(nèi) EDP總需求量將達(dá)到 260萬噸。另一方面，我國 EDP產(chǎn)品由于品質(zhì)有保 障，而成本相對較低，近年來澳大利亞、日本、韓國等一些國家從減量化措施出發(fā)，對我國高淀粉含量的聚烯烴部分生物降解塑料的市場看好，而紛紛來華洽談貿(mào)易和協(xié)作，目前進(jìn)入國際市場的出口量達(dá) 2萬噸，預(yù)計(jì) 2005年出口量將達(dá)到20萬噸。據(jù)此， 2005年 EDP國內(nèi)外市場總需求量將達(dá) 280萬噸，在塑料制品總計(jì)劃產(chǎn)量（ 2500萬噸）中占 11.2%。這與國外發(fā)展趨勢是基本相符。 隨著我國人民生活水平的不斷提高，快餐盒的使用量越來越大，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，旅游為主的地區(qū)，這些不可降解的廢棄快餐盒造成的 “白色污染 ”更加突出，治理 “白 色污染 ”的任務(wù)更加緊迫。廣州、浙江一些沿海城市，已經(jīng)下令，要求逐步禁止使用不可降解的泡沫塑料快餐盒，甚至不惜重金從國外引進(jìn)降解快餐盒生產(chǎn)線，準(zhǔn)備替代傳 統(tǒng)的不可降解的泡沫塑料快餐盒，以減少的城市的 “白色污染 ”。 國家經(jīng)貿(mào)委已經(jīng)于 1999年發(fā)布了淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品的目錄（第一批），其中就包括 “一次性發(fā)泡塑料餐具 ”。 2001年初，國家經(jīng)貿(mào)委又發(fā)布了國經(jīng)貿(mào)廳貿(mào)易 200130號關(guān)于餐飲企業(yè)停止使用一次性發(fā)泡塑料餐具的通知其中更加明確地要求停止使用不可降解的一次性發(fā)泡餐具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止 2000年 12月底，已有三十多個(gè)省市及有關(guān)部門發(fā)布或重新發(fā)布了禁止或限制使用一次性發(fā)泡塑料餐具（含超薄塑料袋）的法規(guī)、規(guī)定或通知。鐵道部已在全路各站、車全面禁止使用發(fā)泡塑料餐具和發(fā)泡方便面碗、 盒，一律使用新型可降解的環(huán)保餐具；一些跨國餐飲企業(yè)也早已使用一次性環(huán)保餐具。顯而易見，這是一個(gè)前景非常廣闊的市場，市場容量非常巨大。盡快采用生物降解技術(shù)生產(chǎn)一次性快餐具能夠在市場中占得先機(jī)，獲取更大的利潤。 3. 各類生活用容器和用品：如花缽、食品托盤、筷子、盤、塑料刀、叉、衣架、桌布、一次性手套等。這類用品具有價(jià)廉，使用方便等 特點(diǎn)，近幾年來用量急劇上升，至 2005年底其用量達(dá)到 200萬噸。由于其廢棄后混雜在生活垃圾中占有相當(dāng)大的體積，處理極為不便。這類材料的廣泛使用也是造成 “白色污染 ”一個(gè)重要的因素，所以在此領(lǐng)域推廣降解塑料也同樣具有十分廣闊的市場前景。 4. 農(nóng)用薄膜：我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國， 1979年以來開始推廣的農(nóng)膜覆蓋栽培技術(shù)使市場對農(nóng)膜的需求相當(dāng)巨大。 1980年農(nóng)膜的覆蓋面積僅為 2.5萬畝，到 1992年就達(dá)到了 5000萬畝，而 2004年農(nóng)膜的覆 蓋面積已經(jīng)達(dá)到 1.5億畝。農(nóng)膜的應(yīng)用領(lǐng)域從最初的棉花、蔬菜，發(fā)展到各類經(jīng)濟(jì)作物 花生、瓜果、煙草和糧食作物水稻、小麥、玉米等的栽培。農(nóng)膜的推廣和普及取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1982年 -1987年農(nóng)膜帶來的增產(chǎn)效益 71億元； 1978年 -1989年地膜覆蓋栽培技術(shù)累計(jì)增產(chǎn) 280億公斤糧食和經(jīng)濟(jì)作物，至 2004年更是達(dá)到了增產(chǎn)1000億公斤糧食和經(jīng)濟(jì)作物。從上面數(shù)字可以看到推廣和應(yīng)用可降解農(nóng)膜將會帶來非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 5. 水土保護(hù)用品：我國荒山荒地的總面積達(dá) 10800萬公頃，可用生物降解淀粉塑料制成生態(tài)墊、植被條、網(wǎng)等，用于荒山、荒地栽種植被的水土保持工作。 總的說來，降解塑料最 突出的優(yōu)點(diǎn)一是節(jié)約和替代石油，二是可降解，不污染環(huán)境，它代替普通塑料已是發(fā)展的必然趨勢，普通塑料制品的升級換代也是勢在必行。以全國年產(chǎn)量 200萬噸包裝制品、 150億個(gè)快餐盒、用量巨大的生活日用品、農(nóng)用膜等計(jì)算，市場非常巨大，而國際市場前景就更加廣闊。歐美、日本等國家生物降解塑料目前前年產(chǎn)量已突破 500萬噸，其對降解塑料需求非常旺盛，每年以 3-5%的速度在增長，我國加入世界貿(mào)易組織后大量的出口產(chǎn)品包裝，將逐漸要用生物降解塑料制品，據(jù)預(yù)測，目前這一市場規(guī)模達(dá) 300億元。因此，這一巨大的市場機(jī)會，誰先搶占，誰就會 贏得較大的超額利潤。從上個(gè)世紀(jì)末到本世紀(jì)，世界各國對環(huán)境保護(hù)日益重視，國際可生物降解聚合物協(xié)會 (IBAW) 的最新研究報(bào)告指出 , 在 2001年至 2003年間，全球可生物降解塑料的使用量增加了一倍，使用總量已升至 14 萬噸 /年。 IBAW稱，雖然這個(gè)數(shù)字中還包括了以石油為原料的可生物降解材料，但現(xiàn)在只要在技術(shù)許可的條件下生產(chǎn)者都會盡可能地使用天然可降解材料。 面對巨大市場，國內(nèi)已有多家企業(yè)投入生物降解塑料領(lǐng)域。目前我國企業(yè)生產(chǎn)的生物降解塑料產(chǎn)品主要集中在以下幾類：聚乳酸、二氧化碳共聚物、淀粉基塑料、微生物發(fā)酵法生 產(chǎn)的 PHB等。其中內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)公司、中科院廣州化學(xué)研究所、浙江大學(xué)等在二氧化碳共聚物塑料開發(fā)方面走在了前面。武漢華麗科技有限公司生產(chǎn)的淀粉基生物降解塑料在國內(nèi)市場也有一些影響。但是目前國內(nèi)生物降解塑料市場還是存在產(chǎn)品種類比較單一、價(jià)格較高的問題。 本項(xiàng)目所開發(fā)生產(chǎn)的生物降解塑料產(chǎn)品具有非常高的性能價(jià)格比，具有很強(qiáng)的競爭力。 1.4.2國際市場 國外生物降解塑料的生產(chǎn)和應(yīng)用已有 10多年的歷史，尤其近年來發(fā)展極為迅速。據(jù) Freedoia公司報(bào)告，美國生物降解塑料制品的銷售量 2004年已達(dá)到 300萬噸； 加拿大生物降解塑料制品的銷售量 2004年已達(dá)到 30萬噸。另據(jù)美國 Structure Analysis & Surveys調(diào)查，在歐洲和日本，降解塑料和發(fā)展將更快，預(yù)計(jì)到 2005年，美國將失去此領(lǐng)域的支配地位，美國在世界降解塑料中的市場占有率從 1990年的 60%降至 41%，而歐洲將從 38%升到 53%，日本從 2%上升至 6%。 從降解塑料應(yīng)用領(lǐng)域分析，在北美 1990年降解塑料總銷售量 88萬噸中，用量最大的是包裝領(lǐng)域，達(dá) 76萬噸，包括包裝袋類 56萬噸（其 中垃圾袋 47.5萬噸，購物零售袋等 8.5萬噸），飲料罐提環(huán) 10.5萬噸，其他包裝 9.5 萬 噸。 其他有無紡布（衛(wèi)生用） 5.5萬噸，農(nóng)業(yè)用 2.5萬噸，其他領(lǐng)域 4萬噸。預(yù)計(jì)至 1994年降解塑料在包裝方面用量將達(dá)到 161萬噸，無紡布為 14.5萬噸，農(nóng)業(yè)用膜為 7萬噸，其他 10萬噸。預(yù)測至 2005年，包裝材料用量將達(dá)到 248萬噸，無紡布達(dá)到 30萬噸，農(nóng)業(yè)用膜達(dá)到 16萬噸，其他達(dá)到 26萬噸。 1990年 1995年，包裝用膜年平均增長率為 16.2，無紡布為 21.4，農(nóng)業(yè)用膜為 22.9%，其他領(lǐng)域?yàn)?20.1。 1995 2000年的年平均增長率，在包裝方面為 7.5%，無紡布為 12.9，農(nóng)業(yè)用膜為 14.8%， 其他領(lǐng)域?yàn)?17.3。預(yù)測降解塑料主要的市場領(lǐng)域有：通過分析塑料制品的應(yīng)用領(lǐng)域和生物降解淀粉塑料的實(shí)用性，淀粉塑料制品可以有以下六大類進(jìn)入社會生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。 一是包裝制品領(lǐng)域，它包括日常包裝，如購物袋、垃圾袋等，食品和餐飲包裝如快餐盒、杯、盤、航空餐具、軟飲料瓶、糕點(diǎn)糖果、化妝品、洗發(fā)香波、洗滌液等包裝，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品包裝如設(shè)備、儀器防銹防電磁包裝、農(nóng)副產(chǎn)品運(yùn)輸包裝等，以及其它的生活用品包裝。 二是工農(nóng)業(yè)用塑料制品領(lǐng)域，制品形式有工業(yè)用塑料管材、各種構(gòu)件和包裝工具；各種地膜、 遮陽網(wǎng)、防蟲網(wǎng)、無紡布、反光幕、保溫復(fù)合卷材、保溫幕、保溫被、育秧盆、育苗缽、育苗棚以及農(nóng)藥和肥料用的緩釋性包覆材料、保鮮膜、養(yǎng)殖器材、播種包衣等。 三是各種日用品，涉及生活用品、辦公用品和文具等等，制品主要有如尿布、洗衣袋、一次性內(nèi)衣、拖鞋、生理衛(wèi)生用品、電腦外殼、 鍵盤、磁帶盤和磁帶以及 IC底板、便攜式電話、文具盒、筆座、文件夾、一次性圓珠筆等等。 四是土建工程用品，涉及市政建設(shè)、綠化、道路建設(shè)、荒地沙漠治理等，產(chǎn)品包括荒地、沙漠綠化保水基材、植被網(wǎng)、保水劑、工業(yè)用保水板、土木構(gòu)件型框、護(hù)坡和固土工程材料 等。 五是醫(yī)療塑料制品，包括各種醫(yī)療器械、藥物材料和醫(yī)護(hù)用品，如輸液管、輸液袋、一次性注射器及包裝袋、塑料縫合線、手術(shù)衣服、乳膠手套、心臟病用背心、腳癬病用鞋墊、鞋子、醫(yī)用膠囊、藥物緩釋載體、人工器臟等等。 六是其它塑料制品，如汽車裝飾、高爾夫娛樂用材、魚網(wǎng)、釣具、釣線、船上運(yùn)動(dòng)用制品等各種野外休閑制品用材及各類玩具等等。 面對巨大的市場，國內(nèi)外研究人員針對可完全降解一次性塑料制品的研究開發(fā)開展工作地十分活躍，從材料的成本、可加工性、力學(xué)性能等方面的綜合考慮，天然可降解高分子材料、合成生物降解聚合物及其復(fù)合 體系是重點(diǎn)研究開發(fā)對象，國內(nèi)外的許多知名企業(yè)如Bayer， BASF， Cargill-Dow， Novanmont等都開發(fā)出了一系列的產(chǎn)品：Bayer公司的淀粉 /聚氨酯生物降解塑料； BASF公司的可生物降解的脂肪族聚酯和芳香族聚酯的復(fù)合體系； Cargill-Dow公司的聚乳酸塑料制品； Novanmont公司開發(fā)的淀粉基生物降解塑料，在國際市場上具有一定的影響力。 而本項(xiàng)目所開發(fā)的新型的生物淀粉基全降解塑料和上述產(chǎn)品相比，在材料成本和性能等方面都具有明顯的優(yōu)勢。尤其是在成本方面。 上述的可降解塑料的價(jià)格基本都高于 1萬元 /噸。而本項(xiàng)目所研制的成本只要 0.87萬元 /噸，市場售價(jià)在 1.5萬元 /噸。因此本項(xiàng)目開發(fā)的產(chǎn)品具有打入國際市場，與國際知名企業(yè)產(chǎn)品競爭的能力。 1.4.3 產(chǎn)品銷售方式 建立穩(wěn)定的銷售市場是企業(yè)發(fā)展的重要策略。目前公司已經(jīng)在四川、重慶、上海、北京設(shè)立了銷售處，該產(chǎn)品目前采取國外銷售和國內(nèi)銷售并重的方針， 20000噸產(chǎn)品爭取國外銷售 25%，國內(nèi)銷售 75%。 1.4.4產(chǎn)品銷售的優(yōu)勢條件 （ 1）銷售網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢 本項(xiàng)目所研制的基于 PPDO的各種復(fù)合材料都是可完全生物降解的，不僅可以應(yīng)用于農(nóng)地膜，而且還可以應(yīng) 用于一次性制品、包裝袋等。其作為降解塑料的使用，可以避免因普通塑料不易降解而造成的塑料垃圾或 “白色污染 ”給環(huán)境和動(dòng)物造成的危害，如對土壤造成的污染、塑料垃圾堆放占用大量土地、野生動(dòng)物誤食后致死等，是真正意義上的環(huán)境友好材料。中試產(chǎn)品已經(jīng)受到國內(nèi)各行業(yè)的廣泛關(guān)注。公司目前掌握了全國 1000多家企業(yè)的需求信息。并在四川、重慶、上海、北京等地建立了銷售處，并與上海等地的代理商建立了良好的聯(lián)系。 （ 2）產(chǎn)品的高性價(jià)比 本產(chǎn)品在材料成本和性能等方面都具有明顯的優(yōu)勢。尤其是在成本方面。國外一些知名企業(yè)生產(chǎn)的可降解塑料的 價(jià)格基本都高于20,000元 /噸，有的高達(dá) 4萬元 /噸。而本項(xiàng)目采用的 PPDO/MMT/淀粉體系制品出的可完全生物降解塑料，根據(jù)淀粉加入量的多少，成本在 9,000-15,000元 /噸之間。和同類產(chǎn)品相比要低很多，而淀粉的成本又比較低，則使得該生物降解塑料在成本上具有巨大的優(yōu)勢。 （ 3）嚴(yán)密的組織措施及技術(shù)保障 公司在產(chǎn)業(yè)化實(shí)施過程中，以 “公司 +科技 +市場 ”的組織方式，形成自己的加工體系。本項(xiàng)目以四川大學(xué)降解與阻燃高分子材料研究中心提供的技術(shù)為依據(jù)，該研究中心從事降解材料研究已有二十余年，其研制的項(xiàng)目 “可控光 生物降解塑料母粒 ”或國家教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，并成為 “國家級科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃 ”依托單位，在降解塑料領(lǐng)域由很強(qiáng)的實(shí)力和較高的知名度。近幾年該研究中心投入大量研究人員和精力到可完全生物降解材料的研究項(xiàng)目中，先后獲國家 “九五 ”科技攻關(guān)項(xiàng)目和 “十五 ”國家 “863”項(xiàng)目的支持，取得了突破性的成果，順利通過項(xiàng)目驗(yàn)收，并進(jìn)行了成果鑒定。因此該項(xiàng)目在技術(shù)上是十分成熟和可行的。 第二章 項(xiàng)目技術(shù)基礎(chǔ) 2.1 成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況 本項(xiàng)目所采用技術(shù)是由四川大學(xué)生物基與環(huán)境友好材料工程技術(shù)研究中心提供。該中心為四川