国内外玉米塑料的开发生产与发展前景分析报告
一、概念 什么是玉米塑料?学名叫做"聚乳酸"(PLA),能全部降解的生物环保材料被视作继金属材料、无机材料、高分子材料之后的"第四类新材料"。聚乳酸(PLA)是以重要农业经济作物(玉米等)经过现代生物技术生产出乳酸产物为原料,再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料,也被称为玉米塑料。
聚乳酸可应用于包装材料、日用塑料制品、医药、人造骨骼、手术骨钉、手术缝合线、纺织面料、农用地膜、地毯、家用装饰品等。聚乳酸材料具有完全可降解性,因而对环境没有危害。玉米到乳酸到聚乳酸,再到各种制品,最后降解成为有机肥料,这就是玉米塑料的"生命流程"。玉米塑料可以说是从土地中来,而后又还原土地的材料,还可以不停的循环使用。玉米塑料直接埋入土地中需要6个月的时间来降解,而在高温堆肥的情况下只需要一周的时间就能快速降解。用玉米塑料制成的日常生活用品和其他工业品,都能够在使用后完全降解成二氧化碳和水,所以人们又将玉米塑料称为"神奇塑料"。其中也许蕴藏着巨大的商业机会。
二、玉米塑料原料的来源
据悉,美国是玉米的生产大国,目前的玉米产量排在全球首位,其强大的玉米产能背景和技术研发能力使美国稳坐玉米塑料生产的头把交椅。1997年,美国卡吉尔(Cargill)公司与陶氏(Dow)化学公司各占50%股份合资成立股份公司Cargill Dow公司,总部设在内布拉斯加州布莱尔,该公司开发和生产乳酸和聚乳酸,商品名为"Nature Works",是迄今为止世界上生产能力最大的聚乳酸生产基地,也是生物质塑料树酯工业化生产规模最大的公司。2005年2月Nature Works从卡吉尔(Cargill)公司与陶氏(Dow)化学公司分离出来,独立成立公司。业内人士估计,2005年Nature works公司的销量将会达到10万吨。为此,Nature Works花费十年的时间,投资了十亿美元从事玉米塑料的研究和开发。独家创造的"二步法"的生产工艺使玉米塑料的售价高达每吨3000美元,这也使玉米塑料的高成本难以做到在日常生活中普遍使用。据传闻,Nature Works公司为了降低玉米塑料的成本,使用不可食用的转基因玉米生产玉米塑料,但是Nature Works一直在矢口否认使用了转基因玉米。 现在,Nature Works又盯上了中国,2005年6月15日, Nature Works公司在北京举办的绿色材料与绿色奥运国际研讨会上宣布,他们将借2008北京奥运会契机,与中国企业合作,加快玉米塑料在中国市场的推广应用。
目前,全球的玉米塑料原材料都是来源于 Nature Works公司,其成本较高使得处于下游产业链的包装业没有形成产业规模,日本和欧洲各国包装制品公司的生产玉米塑料产品只是在部分地区使用推广和产业实验阶段。
三、玉米塑料的生产过程以及性能
1.玉米塑料的生产过程
玉米塑料学名聚乳酸,其生产过程是先由饱含淀粉质的玉米经过发酵生产出乳酸,再将乳酸经过聚合反应生成颗粒状高分子材料--聚乳酸。这是一种能全部降解的生物环保材料,可全面取代不可降解的传统化工塑料如聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯等,被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的"第四类新材料"。
2.玉米塑料的性能
玉米塑料具有良好的机械性能及物理性能,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,可根据不同需要制成建筑墙体板材、包装材料、纺织面料、日用器具、农用地膜、地毯、医用材料、汽车内饰和家庭装饰品等。由玉米塑料制成的这些物品,废弃后可采用堆肥填埋处理,在自然界微生物的作用下彻底分解为水和二氧化碳,不仅没有污染环境,还可当作有机肥施入农田成为植物养料。
此外,玉米塑料还具有透气性好的优点,玉米塑料可制成一种出色的纺织材料,用于加工内衣、外套和袜子等。
四、玉米塑料的用途
玉米塑料制成的玉米纤维透气性和手感都好于涤纶,能够改变涤纶材料容易起静电、透气性差的缺点。法国的范思哲公司已经将玉米纤维应用在部分高级男装上;而美国的杜邦公司看中了玉米纤维的透气性,将它使用在内衣上;还有些公司已经研发出来玉米纤维制成的袜子、手套。再则,玉米塑料还可以用于塑料玩具、家用电器的塑料外壳、汽车内饰、塑钢门窗等。例如,日本富士通公司制造了玉米塑料外壳的手提电脑,日本的一些玩具公司已经开始研制玉米塑料制成的玩具。
除了日常用品中的广泛适用,玉米塑料在医学方面的表现尤为突出,也是玉米塑料应用的最为成功的领域。第一是医用骨钉,以前治疗骨折等骨科疾病使用的是不锈钢骨钉,病人必须经过两次手术才能治愈。使用了玉米塑料骨钉只需一次手术植入骨钉,病愈的同时,骨钉也降解在人体内。记者了解到,玉米塑料骨钉的价格比不锈钢骨钉高出50%左右,但是大量的患者为了避免两次手术的痛苦,会选择玉米塑料骨钉。
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