Page 52 - 《橡塑技术与装备》2022年10期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             1.1.1 聚羟基脂肪酸酯  （PHA）                              酸粒子成品成功下线，这标志着我国第一条全产业链
                 聚羟基脂肪酸酯 (PHA)，是由很多微生物合成的                      聚乳酸生产线已顺利实现量产。
             一种细胞内聚酯，是天然高分子生物材料。由于 PHA                         1.1.3 聚丁二酸丁二醇酯 ( PBS)
             兼具良好的生物相容性能、生物可降解性和热加工性                               聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由丁二酸（SA) 和
             能，因此成为近年来生物材料领域最为活跃的研究热                           丁二醇（BG) 经缩合聚合而得到的脂肪族聚酯，应用
             点之一。此外，PHA 还具有很多高附加值性能，譬如                         广泛，可用于制备一次性购物袋、生物医用高分子材
             非线性光学性、压电性及气体相隔性等。                                料及包装瓶等。PBS 废弃物在泥土或水中可以很快降
                 与聚乳酸（PLA）等生物材料相比，PHA 具有结                      解为无毒产物，原料丁二酸可通过农作物生物发酵获
             构多元化特性，通过改变菌种、供料和发酵过程就可                           取。PBS 于 20 世纪 90 年代开始进入材料研究领域，
             以改变 PHA 的组成，而结构多样性带来的性能多样化                        并迅速成为研究热点。与 PCL、PHB、PHA 等降解塑
             使其在实际应用中凸显优势。                                     料相比，PBS 价格低廉，而且耐热性好，热变形温度
                 与传统化工塑料产品的生产过程相比，PHA 是一                       和制品使用温度可超过 100℃。PBS 合成原料获取途
             种低能耗和低 CO 2 排放的生产过程，全过程的环境友                       径既可通过石油资源，也可通过生物资源发酵，因此
             好模式。随着成本的逐步降低及高附加值应用的相继                           受到科技和产业界高度关注。
             开发，必将成为一种广受市场欢迎的多应用场景生物                               我国 PBS 研发和产业化起步较晚，但发展速度相
             材料。                                               对较快。PBS 产业化项目于 2002 年列入中科院创新
                 在近十年的 PHA 研究热潮中，尽管生产及应用领                      工程项目，并受到国家重视，于 2005 年被列为环境
             域的核心专利技术仍然被美、欧、日等发达国家掌控，                          友好材料重点攻关项目，成为国家层面重点推动产业
             但近几年国内的研发已取得了长足进展，在生产领域                           化的生物降解塑料。目前，中科院理化研究所和清华
             已拥有具有自主知识产权的菌种及后期工艺技术。                            大学的技术研究是国内领跑者，国内 PBS 生产规模较
                 PHA 类产品面临的主要问题是价格昂贵，性能                        大的安徽安庆和兴化公司、杭州鑫富药业、江苏邗江
             方面也尚需进一步改善。国外主要生产厂商有美国                            佳美高分子材料及山东汇盈新材料等均采用了中科院
             Metabolix 公司和日本 Kaneka 株式会社，前者由于业                 理化研究所和清华大学的专利技术。
             绩不佳，已停产。国内主要生产厂商为宁波天安生物                               此外，新西兰、新加坡及韩国等对我国 PBS 系列
             材料有限公司，天津国韵生物科技有限公司和深圳意                           材料和制品也表现了浓厚兴趣，项目组开发的 PBS 降
             可曼生物科技有限公司          [3] 。                         解超市购物袋已获得新西兰及新加坡相关部门认可，
             1.1.2 聚乳酸 ( PLA)                                  生产的改性材料挤出片材已正式小批量出口韩国。
                 聚乳酸（PLA）   是一种新型生物降解材料，制备                     1. 2 化学合成降解塑料
             原料采用可再生的植物淀粉。在生物可降解聚合物中，                              化学合成降解塑料的主要品种为脂肪族聚酯、脂
             PLA 熔点超高、结晶度大且透明度好，适于加工纤维、                        肪 - 芳香共聚酯和脂肪族聚碳酸酯等，其分子链上的
             薄膜 及模 压制 品。PLA 纤维 性能 优良， 废弃 后可 降                  酯基结构在自然界中易被微生物或酶分解，从而最终
             解，在 PLA 众多应用中，3D 打印技术成为亮点，由                       降解。现阶段，开发较好且具备一定产业化规模的主
             于 PLA 具有可降解性，且打印时不产生刺激气味，已                        要包括 ：聚己内酯 (PCL)  、二氧化碳聚合物 (PPC)  、
             广泛应用于桌面 3D 打印领域。                                  聚乙烯醇 (PVA)  、聚己二酸丁二醇酯 / 对苯二甲酸丁
                 PLA 现有技术路线有两种 ：一步法和二步法。一                      二醇酯（PBAT）及聚乙醇酸 (PGA) 等。
             步法生产稳定性不佳，仅有少量应用，主流成熟的工                           1.2.1 聚己内酯 ( PCL)
             艺路线是二步法，即采用乳酸先生成丙交酯，然后再                               PCL  是由 ε －己内酯开环聚合所得的线性脂肪族
             开环聚合成聚乳酸的工艺。除三井化学及同杰良生物                           聚酯，热稳定性佳，分解温度较高，同时力学性能优异。
             材料有限公司外，目前主要聚乳酸生产厂家均采用二                           PCL 在土壤和水环境中，6~12 个月可完全分解成为
             步法进行聚乳酸聚合生产。                                      CO 2 和 H 2 O，可以保持生态平衡。  PCL 可用作生物医
                 2020 年前，国内 PLA 主要依赖美国产品，2020                  用材料领域，例如用作体内植入材料及药物控释材料
             年 8 月，丰原福泰来聚乳酸有限公司研发生产的聚乳                         等，目前已获美国 FDA 批准。

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