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可降解塑料市场研究
2022-04-23 | 阅:  转:  |  分享 
  
可降解塑料政策篇全球政策可降解塑料最早起源于欧洲,西方发达国家以循环经济的思路,将使用可降解制品作为未来环保战略的方向。如瑞典在20世纪80
年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒,韩国强制性规定使用糯米做的牙签等区域时间发布国家限塑、禁塑政策简介欧洲2002年爱尔兰征
收塑料袋使用税2006年意大利立法对塑料袋生产商实行“课税法”2007年英国伦敦伦敦各区级政府提议禁止商店向购物者免费提供塑料袋2
008年欧盟要求成员国将本国包装垃圾再利用率提高到55%以上2014年法国禁止使用严重污染环境的一次性塑料袋制品2015年欧盟发布
了限塑指令,目标是在2019年底欧盟国家的民众每年每人消耗不超过90个塑料袋,到2025年减少到40个。2016年德国对一次性塑料
袋进行征税。2018年英国计划在2042年前消除所有可避免的塑料废弃物。2020年法国到2024年全面禁止一次性塑料包装使用,到2
025年实现100%塑料循环利用,到2030年实现一次性塑料瓶出售量减少一半2020年冰岛2021年前禁止使用塑料袋2020年希腊
禁止使用一次性塑料制品。北美2019年美国纽约纽约市内的餐饮店将不能再使用一次性的泡沫塑料餐盒。2020年美国华盛顿除了禁止使用一
次性塑料袋以外,还要求再生纸袋至少含有40%的再生材料。2021年加拿大禁用塑料吸管亚太2010年韩国开始实行“再生计量收费垃圾袋
销售”制度,规定超市不得免费提供一次性塑料袋。2018年韩国咖啡店禁止使用一次性塑料杯,2019年限制范围扩大至超市和烘培店,禁止
使用一次性塑料袋2020年日本颁布限塑令,禁止免费提供塑料袋欧洲的生物塑料公司自2018年起,便与欧盟机构以及相关政策制定者保持了
紧密的合作,并通过了修订后的欧盟废物打包计划(EUwastepackage),鼓励成员国支持使用生物基材料生产包装并改善此类产
品的市场竞争条件。此外,将在整个欧洲强制进行生物废物单独收集,并推进可堆肥的生物基废物袋认证。目前,欧洲地区顶级的生物可降解塑料战
略规划如下:1)循环经济配套(CircularEconomyPackage);2)生物经济战略(BioeconomyStra
tegy);3)欧洲2020创新联盟(Europe2020/InnovationUnion);4)生物基产品领先市场计划(Le
adMarketsInitiativeforBio-basedProducts);5)资源效率策略(ResourceE
fficiencyStrategy);6)关键支持技术(KeyEnablingTechnologies);7)FP7&H
orizon2020北美地区,包括Bio-PE,PLA或Bio-PET在内的材料被广泛应用于生物可降解塑料包装袋中,推动市场发展的
是北美地区明确的可降解及不可降解塑料定义和垃圾清理措施。例如:ASTMD6400是北美通用标准,明确了生物可降解塑料或可堆肥类塑料
的标准,即需要在指定时间内于自然环境中降解并不得留下任何有害残留物。同时,2012年4月,奥巴马政府便宣布了一项政府长远计划,以完
善美国生物经济蓝图,包括使用可再生资源以及鼓励和推进生物制造方法相关政策。具体来看,该蓝图包含以下五个战略目标:1)支持为未来奠定
基础的生物经济投资;2)促进生物产业从研究实验室向市场过渡;3)继续完善相关政策,提高政府抗风险能力;4)指定明确的培训计划;5)
支持发展企政伙伴关系的生物创新公司。该蓝图在随后的几年通过美国农业部(USDA)以及能源高级研究所(ARPA-E)为美国的生物基市
场投入了大量的科研基金,极大的刺激了美国工业生物技术的落地中国政策-12020年7月,国家发改委、生态环保部等九部委联合印发《关于
扎实推进塑料污染治理工作的通知》明确指出,外卖与电商、快递等新兴领域均为塑料污染问题突出领域。2021年1月1日起,将禁用不可降解
的塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等时间发布机构禁塑政策政策简介政策类型1999年国家经贸委(99)第6号令规定2000年底前全面
禁止生产和使用一次性发泡塑料餐饮具的文件限塑2004年全国人大《可再生能源法(草案)》和《固体废物污染环境防治法(修订)》鼓励再生
生物质能的利用和降解塑料推广应用限塑2008年1月国务院办公厅《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》自2008年6月1日起,在所
有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋限塑2017年4月科技部《“十三五”材料
领域科技创新专项规划》全生物降解材料入围限塑2017年11月邮政总局、发改委、科技部等《关于协同推进快递业绿色包装工作的指导意见》
从国家层面提出了推进快递行业资源节约以及废弃物污染防治的多项措施,提出“到2020年,可降解的绿色包装材料应用比例将提高到50%限
塑2017年11月工信部《农用薄膜行业规范条件(2017年本)》鼓励研发生产使用生物降解地膜限塑2018年2月国家质检总局、国家标
准委《快递封装用品》系列国家标准2018年9月1日,要求快递包装袋宜采用生物降解塑料,减少白色污染;并相应增加了生物分解性能要求限
塑2020年1月生态环境部《关于进一步加强塑料污染治理的意见》到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、
销售和使用。到2022年,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升。到2025年,塑
料污染得到有效控制禁塑2020年7月国家发改委等《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》通知针对塑料污染问题强调要落实属地管理责任,
狠抓重点领域推进落实,强化日常监管和专项检查,加强宣传引导工作;8月中旬前,各省需要出台省级实施方案,并督促地级以上城市等结合本地
实际情况,提出可操作、有实效的具体推进措施,确保如期完成2020年底阶段性目标禁塑2020年8月商务部《关于进一步加强商务领域塑料
污染治理工作的通知》明确商务领域推进禁塑限塑的时间表和实施地区,对商场、超市、集贸市场、餐饮、住宿、展会、电子商务等重点领域提出了
具体的禁塑要求。对商场、超市等场所推广鼓励使用可降解塑料袋、非塑制品;在餐饮外卖领域推广使用符合性能和食品安全要求的秸秆覆膜餐盒等
生物基、可降解塑料袋等替代品;加强电商、外卖等平台入驻商户管理,制定一次性塑料制品减量替代实施方案等禁塑2021年2月国管局办公室
、住房城乡建设部办公厅、国家发展改革委办公厅《关于做好公共机构生活垃圾分类近期重点工作的通知》(国管办发〔2021〕4号)其中第3
点要求,到2021年底前,公共机构全面停止使用《公共机构停止使用不可降解一次性塑料制品名录(第一批)》内的不可降解一次性塑料制品。
从文件措辞看,含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇
酯(PET)等非生物降解高分子材料的制品,都属于不可降解材料。因此,与此类塑料的共混塑料已不再属于可降解塑料范畴。可降解中国政策-
2时间省市禁塑政策政策简介政策类型2015年1月吉林省《吉林省禁止销售和使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐具规定》全省商品批发和零售
、住宿餐饮服务行业不得销售、使用或提供一次性不可降解塑料袋、塑料餐盒。鼓励引导企业研发生产丙交酯、聚乳酸等生物基材料以及下游制品,
并对吉林省投资建厂的企业给予产业发展、财政、税收等方面的政策支持禁塑2019年4月西藏自治区《西藏自治区“白色污染”治理攻坚战行动
总体方案》禁止生产销售国家明确规定的厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋等一次性塑料包装制品,积极推行绿色包装材料的普及应用,积
极支持可降解型“绿色”替代产品的研发、引进,以替代发泡塑料餐具、超薄塑料购物袋等一次性塑料包装制品。把“白色污染”治理工作纳入日常
监督管理范围,以农贸市场、超市、批发市场、沿街商户为重点,加大联合执法检查力度,严肃查处和取缔生产、销售、使用超薄塑料购物袋的企业
限塑2020年2月海南省《海南经济特区禁止一次性不可降解塑料制品规定》禁止生产、销售、使用不可降解的一次性塑料制品禁塑2020年3
月河北省《关于进一步加强塑料污染治理的实施方案(公开征求意见稿)》到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生
产、销售和使用。到2022年,全区一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污
染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,推动形成塑料减量和绿色物流模式。到2025年,全区塑料制品生产、流通、消费和回收处置等
环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制限塑
2020年3月广西壮族自治区关于《广西壮族自治区进一步加强塑料污染治理工作实施方案(修订征求意见稿)》限塑2020年4月青海省《关
于进一步加强塑料污染治理的实施办法》限塑2020年4月北京市《北京市餐饮服务不得主动提供的一次性餐具目录》饭馆餐厅不得主动提供的一
次性餐具,包括筷子、勺子、刀(刀具)、叉子;外卖平台默认“不勾选=不需要”模式禁塑2021年4月北京市《北京市宾馆不得主动提供的一
次性用品目录》宾馆不得主动提供的一次性用品包括牙刷,梳子,浴擦,剃须刀,指甲锉,鞋擦禁塑2020年5月云南省《云南省进一步加强塑料
污染治理实施方案(征求意见稿)》到2020年,率先在昆明市等部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022
年,有序扩大禁限范围,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升。到2025年,塑料制
品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,塑料污染得到有效控制限
塑2020年5月山东省《山东省进一步加强塑料污染治理实施方案》到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、
销售和使用。到2022年,全区一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问
题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,推动形成塑料减量和绿色物流模式。到2025年,全区塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节
的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制限塑20
20年5月广东省《关于进一步加强塑料污染治理的实施意见(征求意见稿)》限塑中国政策-2时间省市禁塑政策政策简介政策类型2020年6
月浙江省《进一步加强塑料污染治理的实施办法(征求意见稿)》到2020年底,率先在杭州市、宁波市、绍兴市建成区等重点地区的重点领域禁
止、限制不可降解塑料购物袋、一次性不可降解塑料餐具等部分塑料制品的销售和使用;全省城乡生活垃圾总量基本实现零增长,塑料垃圾实现“零
填埋”。到2022年底,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品普遍推广,在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,普遍推
行科学适用的塑料减量和绿色物流模式。到2023年底,全省重点领域禁止销售和使用不可降解塑料购物袋、一次性不可降解塑料餐具等部分塑料
制品,全域“无废城市”基本建成,塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用
水平进一步提升,塑料污染得到有效控制限塑2020年6月北京市《北京市生活垃圾管理条例》禁止在本市生产、销售超薄塑料袋。超市、商场、
集贸市场等商品零售场所不得使用超薄塑料袋,不得免费提供塑料袋禁塑2020年7月河南省《加快白色污染治理、促进美丽河南建设行动方案》
2020年底前,郑州、洛阳、濮阳、许昌等4个试点市建立健全塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节管理制度体系,城市建成区禁止、限
制部分塑料制品的生产、销售和使用。2022年底前,各省辖市、济源示范区、各省直管县(市)建成区禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和
使用。可循环可降解塑料替代产品初具规模,形成一批可复制可推广的塑料减量和绿色物流模式,塑料废弃物资源化能源化利用比例得到较大提升。
2025年底前,全省塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节管理制度基本建立,多元共治体系基本形成。县级以上城市建成区禁止、限制部
分塑料制品的生产、销售和使用,一次性塑料制品使用量大幅减少,可循环可降解的替代产品得到广泛应用,塑料污染得到有效控制禁塑2020年
7月甘肃省《进一步加强塑料污染治理的实施方案》到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2
022年,全区一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问题突出领域和电商
、快递、外卖等新兴领域,推动形成塑料减量和绿色物流模式。到2025年,全区塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建
立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制禁塑2020年7月西藏自
治区《西藏自治区关于进一步加强塑料污染治理的实施办法》以连锁商超、大型农贸市场、物流仓储、专业市场、电商快递等为重点,推动企业通过
设备租赁、融资租赁等方式,积极推广可循环、可折叠包装产品和物流配送器具。鼓励企业使用商品和物流一体化包装,建立可循环物流配送器具回
收体系。严格执法监管,行业管理部门与生态环境保护综合执法部门建立查处塑料环境污染违法违规行为线索共享、分析、处理机制,实现多部门、
齐协同、快查处的高效处置机制。对违法违规责任主体,依法依规予以查处,加大公开曝光力度禁塑2020年9月内蒙古自治区《内蒙古自治区关
于加强塑料污染治理工作实施方案》到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022年,全区
一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等
新兴领域,推动形成塑料减量和绿色物流模式。到2025年,全区塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,多元共治体
系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制禁塑2020年9月上海市《上海市关于进
一步加强塑料污染治理的实施方案》2020年底,率先在餐饮、宾馆、酒店、邮政快递等重点领域禁止和限制部分塑料制品的生产、销售和使用,
基本实现塑料废弃物零填埋。到2021年,全市一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品有效推广;在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外
卖等新兴领域,形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到2022年,全面实现塑料废弃物零填埋。到2023年,全市塑料制品生
产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,政府主导、企业主体、全民参与的多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提
升,塑料污染得到有效控制。禁塑2020年9月福建省《福建省关于进一步加强塑料污染治理实施意见》到2020年底,率先在福州、厦门等城
市建成区和重点领域禁止和限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022年底,禁限范围有序扩大,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产
品有效推广,资源化能源化利用比例显著提高,培育和推广一批具地方特色的塑料污染防治典型模式。到2025年,塑料制品管理制度基本建立,
多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,福州、厦门等重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制。禁塑可降解
塑料工艺篇可降解塑料定义可降解塑料(degradableplastic):在规定环境条件下,经过一段时间和包含一个或更多步骤,
导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能(如完整性、分子质量、结构或机械强度)和/或发生破碎的塑料光降解塑料是指在自然曝光条件下能
发生降解的塑料。制品一旦埋入土中,失去光照,降解过程则停止。光降解塑料分为共聚型和添加型两类,一种是用一氧化碳或含碳单体与乙烯或其
他烯烃单体合成的共聚物组成的塑料。由于聚合物链上含有羰基等发色基团和弱键,易于进行光降解。另一种是在通用的塑料基材中加入如二苯甲酮
、对苯醌等光敏剂后制得,但此种光降解塑料降解后形成大量塑料碎片,不但使得塑料没有完全降解,反而不利于搜集,塑料碎片/微粒会永久留存
在自然环境中热氧降解塑料是在热和氧化作用下,经过一段时间,导致材料化学结构的显著变化而发生破碎的塑料。热氧降解塑料因受条件限制,大
多数情况下也很难彻底降解,该种材料也属于添加型降解塑料,与光降解塑料原理一样生物降解塑料是最常见、也是最具有发展前景的降解塑料,在
自然界如土壤、沙土等条件下,或特定条件——如堆肥条件、厌氧条件或水性培养液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完全降解变成
二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、水(H2O)、对应元素的矿化无机盐及新的生物质的塑料热塑性淀粉树脂降解塑料是一种天然可降解高分
子,其作为填充材料加入到塑料材料中去,使用性能与基体树脂接近或相当,一般包括全淀粉塑料和共混塑料。全淀粉塑料是淀粉含量在90%以上
,添加加工助剂而成,如果助剂为降解材料,则为完全可降解材料;淀粉共混塑料一般是将淀粉填充至传统塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)
等塑料中,淀粉中掺混不可降解的传统塑料中时,制得的塑料往往不能生物分解。但如淀粉共混的材料是PLA、PBS、PCL等可降解材料,则
具有生物分解性能备注:PSM是一种热塑淀粉环境降解材料(Plastarchmaterial),原料为玉米淀粉或其它淀粉,然后将淀
粉与石油基塑料或降解塑料共混改性成的材料。其他都是生物可降解塑料备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PLAPLA,
又称聚丙交酯,因其多由乳酸环状二聚体(即丙交酯)开环聚合制备而得名,也可由其他合成方法如乳酸直接缩聚法和直接固相聚合法来制备聚乳酸
市场概况由于乳酸分子中有一个手性碳原子、两个光学异构体,因此聚乳酸材料又可分为聚左旋乳酸(PLLA)、聚右旋乳酸(PDLA)和聚消
旋乳酸(PDLLA)三种。其中,PLLA为部分结晶性聚合物,质地较硬。PDLA为结晶性聚合物,但PDLLA因分子链中两种异构体无法
排列成有序的结晶结构,因此属无定形透明聚合物,这三种聚合产物各有市场方面的应用从性能上来看,PLA无毒,熔点160-180℃,耐热
温度最高可达150℃。PLA的优点在于耐热性好,生物相容性、机械性能、韧性优良,透明程度高,对水蒸汽和氧气的透过性高。缺点是韧性差
,气体阻隔性一般。PLA的应用场景主要分为生活、农林环保、纺织、复合材料、组织工程以及3D打印等6大类。PLA的加工需要苛刻的加工
环境,需要专门改造过的加工设备。同时,PLA是典型的水解降解高分子材料,因此整个存贮过程需要苛刻的干燥环境,材料必须铝塑包装,密封
存贮期为2年,非密封存贮期不超过6个月,50℃条件下更是只有几个小时的存放时间。因此,PLA制品的贮存成本较高PLA目前是全球范围
内产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物可降解塑料。原因是PLA原料来源充分且可以再生,生产过程无污染,产品可完全生物降解。同时
,使用后的PLA可堆肥,在温度高于55℃或富氧和微生物作用下降解为二氧化碳和水,实现在自然界中的物质循环,不会对环境产生影响,故是
理想的绿色高分子材料一步法两步法工艺路线PLA主要有两种制备方法,分别是丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。直接缩聚法又称一步法,是指乳
酸分子通过脱水缩聚反应制备PLA的过程。该方法缺点在于反应体系处在缩聚和解聚的动态平衡,体系黏度的逐渐增大导致去除副产物水的难度增
加,无法及时排除的水会使反应向聚合物解聚的方向进行,进而影响PLA分子量的提高。同时,在高温高真空度的反应条件下,PLA也会发生解
聚、带色和消旋,降低产物性能。直接缩聚法优点在于单体转化率较高、工艺简单,不需要经过中间体的纯化,因而成本较低,主要问题是产物的分
子量难以控制,不易得到高分子量的聚合物,导致产品机械性能差,限制了其工业应用。目前国内仅有上海同杰良公司采用一步法合成技术。丙交酯
开环聚合法又称两步法,是将乳酸先脱水生成低聚物,然后解聚生成丙交酯,再开环聚合制得PLA的过程。核心技术在于丙交酯的合成和纯化。丙
交酯的纯化在整个开环聚合过程中至关重要,只有纯度高的丙交酯才能用于合成分子量高、物理性能好的PLA。丙交酯开环聚合法缺点是工艺过程
复杂、成本较高。但是可以通过控制丙交酯的纯度及反应条件,实现生产分子量高、力学性好的PLA材料,故是目前工业上应用最广泛的合成方法
备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PBAT聚(己二酸丁二醇酯-co-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)是典型的生物
可降解塑料,由丁二醇和对苯二甲酸单体组成的刚性对苯二甲酸丁二醇酯链段(BT链段),而柔韧的己二酸丁二醇酯部分(BA部分)则是由1,
4-丁二醇和己二酸单体组成,因此其既具有脂肪族聚酯良好的生物可降解性和柔韧性,也具有芳香族聚酯的良好力学性能、冲击性能和耐热性工艺
路线PBAT制备常用的三种方法包括共酯化法(直接酯化),酯化法和串联酯化法PBAT的制备原料主要是以己二酸(AA)、对苯二甲酸(P
TA)、丁二醇(BDO)为单体,按照一定比例经过酯化或酯交换反应和缩聚反应合成聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯,然后经过酯化、缩聚以及
切粒三个步骤制得最终产品。目前国内主要采用共酯化(直接酯化)工艺,由于只需一个反应釜进行一次酯化反应,因此具有工艺流程短、原料利用
率高、反应时间短、生产效率高的特点。但是该方法也有缺点,反应体系物质较复杂、相对分子质量分布宽且不易控制、反应条件比较苛刻、反应介
质酸性较强、部分BOD发生环化脱水反应生成四氢呋喃(THF)等,对产品质量有影响。分酯化和串联酯化工艺通过一级两步法反应,对产品质
量进行较好的调控,优点是设备简单、反应体系中间物质较少、相对分子质量分布集中、产品黏度易于调控、废弃物可以被再次利用等,缺点则是各
批次产品质量可能存在差异PBAT采用酯化-缩聚反应来进行工业化制备,随着2010年中科院理化所在制备PBAT技术方面取得突破,国内
具有自主技术的生产装置项目不断增多。我国PBAT产能居于全球领先地位,在建产能较多。PBAT技术壁垒较低,因此不断有新产能进入市场
,未来市场竞争可能加剧,因此一体化程度的高低是PBAT的核心竞争因素共酯化串联酯化分酯化市场概况PBAT熔点为110-130℃,性
能上既有良好的延展性、断裂伸长率、耐热性和抗冲击性能,又具有优良的生物降解性,但强度较低。由于PBAT成膜性能良好,通常与PLA树
脂等可降解材料共混改性制成终端产品并应用于塑料包装薄膜类产品,如购物袋、快递袋、保鲜膜等,也可用于农用地膜、一次性用具等全球来看,
意大利Novamont公司是世界上最早进行生物降解塑料产业化的企业,Novamont的PBAT商品名是Origo-Bi,目前拥有P
BAT产能10万吨/年。巴斯夫(BASF)的PBAT商品名为ecoflex,产能为7.4万吨/年。专利技术方面,PBAT目前海外专
利主要的持有者是BASF,专利持有方向侧重为直接酯化法相关备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PHAPHAs是通
过微生物发酵生产出来的一种可完全生物降解的材料,其不仅具有传统塑料的物理性能,还具有良好的可再生性和生物可降解性。因此,被认为是取
代食品包装行业中普通塑料和医疗应用有前景的材料工艺路线PHA是聚羟基脂肪酸酯类材料的统称,是细菌在生长条件不平衡时产生的代谢产物,
其生理功能是首先作为体内的碳源和能量储存物质,是一种天然的高分子生物材料。常用的PHA合成方法有纯菌发酵法、基因重组法和混合培养法
3种。由于PHA的生产成本较高,工艺技术的主要发展方向是提高性能和降低各环节的成本纯菌发酵法主要是将单一细菌置于合适的培养基中并饲
喂适当的营养素,使其迅速繁殖。一旦种群数量达到一定水平,就改变营养成分,使得微生物合成PHA。为微生物发酵提供营养的底物占总成本的
一半,因此现在的研究是希望利用一些工业和农业生产的废弃物如粗甘油、活性泥污、木质纤维素等来作为底物,取葡萄糖和蔗糖作为PHA合
成最常用的碳源,从而能起到降低成本的作用基因重组法,就是通过基因工程技术,对细菌进行基因编辑,该方法不仅可以大幅提高PHA的产
量,还可能拥有其他多方面的优势,目前仍在研究阶段混合培养法即采用混合菌群进行发酵来得到PHA,混菌的稳定性高,且无需灭菌等操作成本
,但是相关技术不如纯菌发酵法成熟,目前仍在研究阶段市场概况PHA常见的产品包括聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯
-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基丙酸甲酯)(PHBHP)、聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)
(P3/4HB)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)(PHBH)等。由于PHA具有可持续、环境友好(可生物降解)、生物相
容、疏水等重要特性,并且其热力学性能与某些以石油为原料合成的塑料如聚乙烯、聚丙烯等相似,因而被认为是一种可替代传统石油化工类塑料的
环保材料通常情况下,短链PHA具有比较高的结晶度,表现出强而硬的塑料特性,而中长链的PHA由于结晶度很低,表现出软而韧的弹性体特征
。但是PHA热稳定差、加工窗口窄,因此目前没有大规模工业化生产PHA。PHA主要用于医学领域,比如手术缝纫线、组织工程支架材料、药
物载体材料等备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PBS聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是以脂肪族丁二酸、丁二醇为原料制备
的新一代全生物可降解材料,可通过石油制取,也可通过生物发酵来制备工艺路线PBS的合成主要有三种方法,直接酯化法、酯交换法、预聚体扩
链法,常用的是直接酯化法。PBS的合成原料主要是丁二醇和丁二酸及其衍生物,不仅可以由石油化工和煤化工路线获得(如从马来酸酐中提取
),也可以通过诸如纤维素、葡萄糖、乳糖等可再生资源生物发酵得到。其中生物发酵法的成本一般较高,相关的研究也较少。因此,PBS的合成
方法仍然以化学合成为主直接酯化法是先将丁二酸和过量丁二醇在氮气和较低温度下进行酯化反应,分子间脱水,生成端羟基的低聚物,然后在高温
、高真空度条件下,低聚物通过催化剂的作用脱除二元醇,得到高分子量的PBS酯交换法是在催化剂的作用下,二元酸二甲酯或二乙酯与等当量的
二元醇发生酯交换反应,脱除甲醇,生成PBS预聚物,然后在高温和高真空条件下,预聚物进行缩聚得到高分子量PBS。由于酯交换法反应
过程中生成的甲醇可通过加热等简单操作去除,因此产物PBS纯度较高。但相比于直接酯化法,酯交换反应法由于首先要制备二元酸二甲酯或二
乙酯,造成其原料成本较高,反应时间较长,并且甲醇的毒性大,且合成的PBS相对分子质量不高,故该方法的应用较少预聚体扩链法,是为
了克服直接酯化和酯交换法的副产物多、产物分子量低等缺点而开发的,即利用扩链剂的活性基团与PBS预聚物的端羟基或羧基反应,达到扩链的
效果,以提高产物的相对分子量。但扩链法也存在一定缺陷,有些扩链剂具有一定毒性,而且容易残留在产物内,从而限制了PBS在食品包装及药
用器材领域的使用市场概况在性能方面,PBS降解性能优异,具有良好的生物相容性和耐热性能,其加工性能是目前可降解塑料中最好的,几乎可
在现有通用塑料加工的设备上进行各类成型加工,同时可以将大量碳酸钙、淀粉等廉价填料与PBS共混,以降低生产成本。PBS在包餐饮用材、
发泡包材、日用品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域有广泛的应用。PBAT、PBSA与PBS主要性能相当,但加工性能不及PBS,
几个产品通常可共线生产PBS以脂肪族丁二酸、丁二醇为主要生产原料,可以采用石化资源也可采用自然界中的可再生碳源生物发酵生产。PBS
具有良好的耐热、耐水解以及力学性能,是目前通用型可降解塑料中加工性能最好的,适用于现行大多数成型加工装置。但PBS也存在一些缺陷,
如相对分子质量较低,分子链中长支链少,缺少活性反应点以及降解速率慢等备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PPC聚碳
酸亚丙酯,简称PPC(Polypropylenecarbonate),是由二氧化碳(CO2)和环氧丙烷合成的脂肪族聚酯,因其合成过
程可直接消耗CO2且具有可生物降解的特点,受到越来越多的关注工艺路线合成工艺:由环氧丙烷和二氧化碳在一定温度、一定压力及催化剂的条
件下通过聚合制得,其中二氧化碳含量高达40-42%。PPC的合成工艺比较单一,重点是高温催化剂,如何让二氧化碳反应活性升高是今后的
科研方向注塑工艺:PPC注塑生产工艺要充分考虑其特性。PPC的分子链结构不对称,柔性较好,属于完全非结晶塑料,玻璃化温度为35℃
左右,拉伸强度较小(3-30MPa,与测试温度密切相关),断裂伸长率极高(大于700%),拉伸后具有较强的形变回复性,拉伸强度具有
强烈的温敏性。此外,PPC的熔融加工温度在100℃以上,在170℃附近就出现热降解,故热稳定性较差市场概况PPC作为的一种新型的热
塑性聚合物,具有生物相容性好、阻隔性高、抗冲击性强、韧性好、透明和无毒等一系列优良特点。因此,它的广泛使用对于人类环保和新资源的开
发具有深远的意义。可广泛应用于薄膜类、注塑、吸塑类产品备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PGA聚乙醇酸(PGA)
,又称聚羟基乙酸,是一种单元碳数少、具有可完全降解的酯结构、降解速度较快的脂肪族聚酯类高分子材料。聚乙醇酸原料是乙醇酸,广发存在于
自然界,但因其分离提纯难度较大,目前工业上都是通过有机合成的方法制备原料工艺路线国际上主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化
剂作用下缩聚生成PGA,主流的工艺路线为先由乙醇酸制备乙交酯、再将乙交酯开环聚合;另一种报道方法是熔融/固相缩聚法,即先在熔融状态
下制备低聚物,再将低聚物打碎后进行固相缩聚,用于制备高相对分子量的PGA乙醇酸甲酯(MG)在催化剂的作用下,经加热脱醇,直接缩聚合
成PGA:工艺分预聚合和终缩聚两步进行。预聚合为加压状态,直接缩聚得到低分子量的PGA聚合物,同时将副产物甲醇回收。终缩聚反应结束
后的PGA通过熔体泵输送出料并拉成条状物料,物料经冷却水冷却成固体,经切粒机造粒乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸,乙醇酸制中间产品乙
交酯,乙交酯开环聚合成PGA:此工艺首先需要将乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸溶液,含水的乙醇酸溶液在一定温度和真空度下脱除自由水得
到纯乙醇酸。乙醇酸经酯化、预聚、解聚环化等环节得到重要的中间产品——乙交酯。乙交酯经精馏提纯工序制备得高纯度乙交酯单体。在聚合釜中
乙交酯经开环聚合制备PGA。PGA经挤出、冷却、切粒工序得PGA树脂粒子直接缩合聚合法比开环聚合法工艺流程短,操作简单,合成成本低
。开环聚合法国内外均对其研究较多,该法可以使用多种催化剂。开环聚合法所需原料乙交酯的制备工艺复杂、提纯难度大、成本高、工艺流程长、
PGA生产成本高昂、且制品易有重金属残留。但开环聚合法可以生产分子量较高的PGA市场概况聚乙醇酸(PGA)具有简单规整的线性分子结
构,有较高的结晶度。形成结晶状聚合物后,结晶度一般为40%~80%,熔点在225℃左右。分子量达10,000以上的聚乙醇酸,其强度
完全能满足可吸收缝合线的使用要求,但用在跟骨折相关的固定物方面,强度不足;当聚乙醇酸平均分子量达到20,000~145,000时,
聚合物可以拉成纤维状,并且可以使聚合物的分子排列具有方向性,也增强了聚乙醇酸的强度PGA产品具有良好的气体阻隔性,生物相容性和可降
解性,但是目前国内技术不成熟,以国外进口为主,量少价贵,可用于药物缓释材料、组织工程材料、手术缝合线等高附加值的医用材料备注:以上
数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议可降解塑料市场篇PLA全球市场2020年全球生物可降解塑料的市场金额超过13亿美元,产能
合计约115万吨。欧洲是可降解塑料的主要消费市场,占全球总消费的55%、亚太地区占全球25%,北美占19%。近年来,可降解塑料的应
用范围不断扩大,包括包装、纺织纤维、汽车运输等。其中,包装的消费占比最大为58%2020-2025全球产能统计企业地区2020
现有产能(万吨/年)在建产能(万吨/年)拟建产能(万吨/年)国外NatureWorks美国157TotalCorbion荷兰7.
5FKuRKunststoffGmbHWillich德国2Hycail芬兰5SynbraHoldingbv荷兰0.5
futerroEscanaffles比利时0.15国内浙江海正生物浙江4.56吉林中粮生化吉林3恒天长江生物材料江苏1
(PLA纤维)安徽丰原集团安徽340河南金丹科技河南5金发科技广东3同杰良生物材料安徽1河南龙都天仁生物河南1
浙江友诚控股集团浙江50东部湾生物科技上海8山东泓达生物山东16山东同邦新材料山东30河北华丹河北5永乐生物
河南28深圳易生深圳1上海同杰良上海1光华伟业深圳1江苏天仁江苏0.5江苏九鼎江苏0.5合计53.65631
112020年PLA全球产能为53.65万吨,受到疫情影响,全球市场开工率受到极大影响,前半年基本属于完全停工状态,后半年也仅有部
分产线开工,全年开工率约43.2%,对应产量为23.2万吨。PLA的主要消费领域是包装材料,占总消费量65%左右,其次为生物医学领
域,约占总消费量的26%。欧洲和北美是PLA最大的消费市场,而亚太地区是增长最快的市场之一。随着国内聚乳酸共混改性及成型加工技术的
发展,其机械和耐热耐久性能得到进一步提高,促使我国的聚乳酸能够进军性能更加卓越的高端市场,出口价格逐渐上升至进口价格持平。全球可降
解塑料企业数量较多,生产的产品种类也具有很大的差异化,单家公司的产能都较小,大部分公司的产能都不足5万吨。产能占比较大的企业主要包
括美国嘉吉NatureWorks公司、科比恩与道达尔合资的Corbion-Purac公司,分别拥有15万吨、7.5万吨/年的产能。
其中,美国嘉吉公司下属的NatureWorks为全球最大的聚乳酸生产企业,该公司于1997年由美国陶氏化学与Cargill(嘉吉)
合作成立,为全球最大的PLA生产企业,也是全球唯一产能达到15万吨级的PLA生产商,远超其他生产商的生产规模,在2001年建设了世
界最大的聚乳酸生产工厂。目前拥有每年22万吨的L乳酸生产能力,约占全球乳酸总产能的约24%,但NatureWorks自产的乳酸并不
对外销售,专门供应其15万吨聚乳酸工厂。科比恩普拉克为全球最大的乳酸及衍生物、丙交酯、聚乳酸供应商,在荷兰、西班牙、巴西、美国、泰
国都有生产工厂,现具有年产36万吨乳酸及其衍生物、丙交酯的生产能力,约占全球产能的26%。科比恩普拉克在荷兰和西班牙的工厂目前生产
高端产品如医药级L乳酸衍生物和D乳酸。科比恩普拉克公司于2015年与道达尔合资在泰国建立了丙交酯生产厂拟进一步扩大聚乳酸生产线,产
能设计为7.5万吨,但因为没有足够的乳酸原料,目前产量仅为2.5万吨。备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议PBAT
全球市场2020年PBAT全球产能约41.4万吨,产量为17.3万吨,同样受疫情影响,开工率仅为42%企业地区现有产能(万吨/年
)在建产能(万吨/年)拟建产能(万吨/年)国外BASF德国7.4Novamont意大利10国内(珠海万通)金发科技广东5
新疆蓝山屯河化工新疆9金晖兆隆科技山西3杭州鑫富科技杭州1南通龙达生物江苏1甘肃莫高聚和甘肃2重庆鸿庆达重庆
310江苏科奕莱江苏2.4江苏和时利江苏1北京化工集团华腾沧州有限公司河北4山东瑞丰山东6内蒙古东源科技内蒙古
20浙江华峰浙江30新疆美克新疆3河南恒泰源河南3新疆望京龙新疆130彤程新材料集团上海10合计41.449
.41702020-2025全球产能统计PBAT同其他脂肪族聚酯、芳香聚酯一样,具有良好的降解性和优异的机械性能。它不仅延展性良
好,而且耐高温、抗冲击,在废弃后可降解为水和二氧化碳,环保性能显著。下游市场主要是以塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑
料餐具等塑料制品为主。目前来看,主要消费市场主要集中在北美和欧洲地区,但有慢慢向中国、日本、韩国等主要亚洲国家转移的趋势。备注:以
上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议可降解塑料-外卖市场一份外卖的塑料包装材料包括塑料袋、塑料碗、塑料汤勺和塑料汤杯,目前
基本使用的是聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乙烯PE等石油基高分子塑料市场概况一份外卖的塑料包装材料包括塑料袋、塑料碗、塑料汤勺和塑料
汤杯,目前基本使用的是聚苯乙烯PS、聚丙烯PP、聚乙烯PE等石油基高分子塑料。根据测算,单个塑料碗和塑料饭盒的重量基本在40-60
g,取值50g,平均每单消耗2.5个(125g),1个塑料袋(4g),合计约129g。据不完全统计,2020年我国即时配送订单达2
43亿单,其中外卖订单占比高达73%,约为177亿单,即产生约228万吨的不可降解塑料垃圾。考虑到近年来外卖订单年均增速30%以上
,我们保守估算到2025年我国外卖订单将达到389亿单,再根据“指导意见”中所建议的30%可降解塑料渗透率,届时可降解塑料的市场空
间将达到150万吨。同样,目前市场塑料吸管以PP为主,标品T30S较为常见。“指导意见”中指出2020年底全国范围内禁止使用不可降
解塑料吸管,按照我国年产塑料吸管510亿根,单根平均重量2g来测算,合计约10.2万吨,考虑纸质吸管会在短时间内占据主导,市占率约
52%,2025年可降解塑料市场空间则约为4.9万吨。因此,预计至2025年,我国外卖行业的市场空间约为154.9万吨,复合增长率
16%。根据产业政策,主要消费地将集中于全部地级以上城市建成区和沿海地区县城建成区。备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投
资建议可降解塑料-快递市场据国家邮政局的统计数据,2019年我国规模以上快递业务总量累计达到635.2亿件,同比增长25.3%,2
010~2019年快递业务量复合增速高达44.32%。2020年前两个月受疫情影响短暂下滑,随疫情防控常态化,快递业务强势复苏,全
年总量累计达到721亿件,累计同比增加25.4%。市场概况中国快递包装主要以瓦楞纸箱和塑料袋为主,根据中华环保联合会发布的《中国快
递包装废弃物产生特征与管理现状研究报告》调查数据显示,2019年全国635.2亿件快递中,塑料包装快递占比约为41.1%(包含塑料
袋、珠光袋、编织袋、泡沫材料)。塑料类包装材料主要包括塑料袋薄膜(不包括珠光袋和填充薄膜塑料)、编织袋、泡沫箱、珠光袋、胶带和填充
塑料等,其中普通塑料袋薄膜占比最高,质量占比达62.9%,塑料袋薄膜、塑料编织袋和透明胶带合计占比达到79%。根据《关于进一步加强
塑料污染治理的意见》规划,北京、上海、江苏、浙江、福建、广东等重点省市将先行试点禁用一次性塑料包装,按照2019年的数据上述省市快
递业务量合计为305.86亿件,占全国快递总业务量的48.17%。根据《意见》的时间线安排,到2022年,上述全国重点省市快递塑料
包装将禁用不可降解塑料,到2025年全国快递禁用不可降解塑料,以上地区也会作为未来可降解塑料的主要消费地。考虑快递业务量近年来的高
速增长,我们保守估计2025年中国快递业务量将达到1355亿件,如果按照现有快递包装结构(塑料占比41%,其中塑料薄膜、塑料编织袋
和透明胶带合计占比79%)来计算,参考单耗数据(即每件快递塑料袋需要约4克塑料),则快递塑料的替代市场空间将达到143万吨,按照7
0%的市场渗透率来测算,可降解塑料的市场空间约为100万吨,复合增长率13%。备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议
可降解塑料-其他市场农用地膜以及超市零售属于可降解塑料市场应用的其他下游市场概况-农膜地膜覆盖是一种农业栽培技术,具有提高土壤肥力
、促进植株生长发育等作用,自20世纪70年代从日本传入我国后,在中国大范围使用。根据不完全统计,2020年我国农用薄膜产量约为30
1万吨,其中地膜是农用薄膜的重要使用方向。农膜主要分为聚氯乙烯(PVC)和高密度聚乙烯(HDPE)两大类,地膜以PE膜为主。当前可
降解农膜渗透率低,主要原因是在同等保温功能上,生物降解地膜是普通聚乙烯地膜价格的2~3倍,PE地膜价格一般在9000元/吨上下,而
可降解农膜价格可以达到2-3万/吨。但是由于地膜不需回收堆肥即可在农田实现生物降解,随着技术的进步解决功能性并降低生产成本的预期下
,可降解地膜有望率先实现渗透。据测算,2020年可降解塑料的渗透率较低可忽略不计,2025年的渗透率可以达到10%左右,届时可降解
塑料的市场空间约为30万吨。市场概况-超市零售超市及零售渠道下使用的手提袋多为聚乙烯PE材质。假设对于商场、超市、药店、书店等消费
场景,平均每人每周消费2个塑料袋,集贸市场每人每周消费2个,单个可降解塑料袋约5克,则居民在商场、超市、药店、书店等消费场景平均每
人每年形成的可降解塑料市场体量约为0.5千克,集贸市场中的单耗同上。根据政策推进指引,2020年在塑料袋消费端,对可降解塑料的需求
约为13万吨左右(考虑到直辖市、省会城市和计划单列市的常驻人口中含有城市建成区之外的农村地区,采取对常住人口8折计算);2025年
,随着强制执行政策覆盖地区的扩大,以及覆盖的消费领域的增加,可降解需求市场需求有望达到50万吨,复合增长率31%。主要消费地为北京
、上海、江苏、浙江、福建、广东等重点省市。备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议可降解塑料-其他市场2020年,通过
下游计算得到的可降解塑料实际需求量在139.5万吨,而市场上可降解塑料的表观消费量仅为73.6万吨,产生的缺口主要是由于2021年以前的政策不清晰,可降解塑料的需求中掺混了大量不可降解塑料造成(PE、PP、PS、PVC、EVA、PET等)2020年,通过下游计算得到的可降解塑料实际需求量在139.5万吨,而市场上可降解塑料的表观消费量仅为73.6万吨,产生的缺口主要是由于2021年以前的政策不清晰,可降解塑料的需求中掺混了大量不可降解塑料造成(PE、PP、PS、PVC、EVA、PET等);由于2021年2月以后,政策明确定义了可降解塑料的范畴,所以实际需求量等于表观需求量,为334.9万吨。但是2025年,假设目前已披露的在建和拟建产能都能顺利进行,则2025年可降解塑料总产能可以达到773.4万吨,年复合增长率53.2%。由此看来,2025年可能会有产能过剩的情况存在。备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议性能及技术对比从性能上看,PBAT和PLA互补的条件下,最接近传统塑料性能,是最具发展潜力的生物降解塑料。项目淀粉基塑料PLAPHAPBS/PBSAPBAT耐热性能较低较高高高高成膜性能较好差较好较好良好硬度较低高低较低低力学强度适中较高高高高耐水解性适中低高高高透明度低高低低低价格低较高高较高较低PBAT是脂肪族和芳香族的共聚物,综合了脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和抗冲击性,力学性能介于PP、PE之间,能满足塑料的使用需求,可在通用聚酯的加工设备上进行各类型加工。PLA乳酸为单体聚合成的一类脂肪族聚酯,兼具高强度、良好的机械性能、高抗冲击度、高柔性和热稳定性,不变色,对氧和水蒸气有良好的穿透性,良好的透明性和抗菌、防霉性。缺点是韧度不够。PLA熔点160-180℃,耐热温度最高可达150℃,两者共混制备的塑料袋等性能最接近传统塑料。种类具体用途PBAT/PBS包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域PLA薄膜、餐盒等一次性用品、纺织、3D打印、生物医疗等领域PPC膜袋类、地膜、快递包装、纸塑复合产品应用、注塑、吸塑,挤塑产品、环保胶粘剂PGA油气开采(桥塞、压裂球等)、手术缝合线、骨钉等医疗领域及膜、包装材料等产品市场主流技术技术提供方技术成熟度PLA乳酸-丙交酯-直接缩聚长春应化所/比利时格拉特/同济大学较高PBAT直接酯化法中科院理化技术研究所、中科院化学所、清华大学、江南大学等高PHA纯菌发酵法清华大学、中国科学院长春应用化学研究所、天津大学和山东大学等单位和北京蓝晶微生物中PBS直接酯化法中国科学院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心、清华大学、四川大学、浙江杭州鑫富药业等高PPC高温催化中国科学院广州化学研究所、长春应用化学研究所中PGA乙醇酸(酯)的缩合聚合法/乙交酯的开环聚合法中科院理化所、上海浦景化工中共混类基体+增强相连续共混N/AN/A备注:以上数据均来自网络归纳总结,不构成任何投资建议
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(本文系行研猫原创)