【文章內(nèi)容簡介】 餐盒用量為10億多只，1995年達到30多億只，2000年達到120億只。以一個中型城市為例，每一天的流動人口在100萬人左右，每天消耗的快餐盒在5080萬只之間，據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計，2004年快餐盒銷售總額達75億元人民幣，相當于150億只快餐盒。2005年中國塑料包裝材料需求量將達到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算，其廢棄物將達到180萬噸；據(jù)農(nóng)業(yè)部預(yù)測，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)計其需求廢棄物將達到440萬噸，若其中50%采用EDP替代的話，則EDP市場需求量將達到220萬噸，再加上作為資源補充替代的產(chǎn)品，則2005年國內(nèi)EDP總需求量將達到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，目前進入國際市場的出口量達2萬噸，預(yù)計2005年出口量將達到20萬噸。據(jù)此，2005年EDP國內(nèi)外市場總需求量將達280萬噸，在塑料制品總計劃產(chǎn)量（2500萬噸）%。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)濟發(fā)達地區(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降解快餐盒生產(chǎn)線，準備替代傳統(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[2001]30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，截止2000年12月底，已有三十多個省市及有關(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，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。這類用品具有價廉，使用方便等特點，近幾年來用量急劇上升，至2005年底其用量達到200萬噸。由于其廢棄后混雜在生活垃圾中占有相當大的體積，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)膜的需求相當巨大。，到1992年就達到了5000萬畝。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)濟效益。據(jù)統(tǒng)計，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)累計增產(chǎn)280億公斤糧食和經(jīng)濟作物，至2004年更是達到了增產(chǎn)1000億公斤糧食和經(jīng)濟作物。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)濟效益。5. 水土保護用品：我國荒山荒地的總面積達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、150億個快餐盒、用量巨大的生活日用品、農(nóng)用膜等計算，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35%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300億元。因此，這一巨大的市場機會，誰先搶占，誰就會贏得較大的超額利潤。從上個世紀末到本世紀，世界各國對環(huán)境保護日益重視，國際可生物降解聚合物協(xié)會(IBAW) 的最新研究報告指出, 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、價格較高的問題。本項目所開發(fā)生產(chǎn)的生物降解塑料產(chǎn)品具有非常高的性能價格比，具有很強的競爭力。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公司報告，美國生物降解塑料制品的銷售量2004年已達到300萬噸；加拿大生物降解塑料制品的銷售量2004年已達到30萬噸。另據(jù)美國Structure Analysis amp。 Surveys調(diào)查，在歐洲和日本，降解塑料和發(fā)展將更快，預(yù)計到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76萬噸，包括包裝袋類56萬噸（，）， 萬 噸。 其他有無紡布（衛(wèi)生用），其他領(lǐng)域4萬噸。預(yù)計至1994年降解塑料在包裝方面用量將達到161萬噸，農(nóng)業(yè)用膜為7萬噸，其他10萬噸。預(yù)測至2005年，包裝材料用量將達到248萬噸，無紡布達到30萬噸，農(nóng)業(yè)用膜達到16萬噸，其他達到26萬噸。1990年－1995年，％，％，%，％。1995－2000年的年平均增長率，%，％，%， ％。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用性，淀粉塑料制品可以有以下六大類進入社會生產(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、船上運動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)合體系是重點研究開發(fā)對象，國內(nèi)外的許多知名企業(yè)如Bayer，BASF，CargillDow，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；CargillDow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格基本都高于1萬元/噸。因此本項目開發(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。 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）銷售網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢本項目所研制的基于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)的可降解塑料的價格基本都高于20,000元/噸，有的高達4萬元/噸。而本項目采用的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9,00015,000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）嚴密的組織措施及技術(shù)保障公司在產(chǎn)業(yè)化實施過程中，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，其研制的項目“可控光－生物降解塑料母?！被驀医逃靠萍歼M步一等獎，并成為“國家級科技成果重點推廣計劃”依托單位，在降解塑料領(lǐng)域由很強的實力和較高的知名度。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目中，先后獲國家“九五”科技攻關(guān)項目和“十五”國家“863”項目的支持，取得了突破性的成果，順利通過項目驗收，并進行了成果鑒定。因此該項目在技術(shù)上是十分成熟和可行的。第二章 項目技術(shù)基礎(chǔ) 成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況本項目所采用技術(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。該中心為四川省思源生物開發(fā)有限公司與四川大學(xué)共同組建的研究機構(gòu)，中心從事降解材料的研究已二十余年，曾成功研制出一系列以淀粉基熱塑性降解塑料，成果獲得過教育部科技進步一等獎。近十年來，一直在開展可完全生物降解高分子材料的研究，尤其是對聚對二氧環(huán)己酮的合成進行了系統(tǒng)而廣泛的研究。已研制出一種高效環(huán)化脫氫催化劑，采用價格低廉的一縮乙二醇通過一步法合成出了對二氧環(huán)己酮單體，建立了一套反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物高純度的合成方法，使對二氧環(huán)己酮的成本大大低于其它內(nèi)酯或交酯單體如丙交酯、乙交酯、己內(nèi)酯等，具有極大的市場潛力和應(yīng)用前景。項目組對PPDO的均聚及與其它一些單體或聚合物的共聚共混進行了比較全面的研究，這些單體或聚合物包括丙交酯、乙交酯、己內(nèi)酯、環(huán)氧乙烷、四氫呋喃、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二酯、聚丁二酸乙二酯等脂肪族聚酯和淀粉、殼聚糖等。目前本研究中心已經(jīng)成功研制出一系列以脂肪族聚酯對二氧環(huán)己酮為基的可完全生物降解的樹脂，并以此制備出環(huán)境友好的可生物降解的膜制品，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)用地膜、包裝材料等。該項研究獲得了國家“863”項目支持，取得了突破性的成果，順利通過項目驗收，并進行了成果鑒定，還獲得多項國家專利。該技術(shù)屬國內(nèi)領(lǐng)先，具有產(chǎn)業(yè)化的必要。四川省思源生物開發(fā)有限公司與四川大學(xué)已經(jīng)達成協(xié)議，四川省思源生物開發(fā)有限公司具有該技術(shù)的獨家使用權(quán)，因此不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。 已完成的研究開發(fā)工作及中試情況和鑒定年限 研究開發(fā)工作情況1. 對二氧環(huán)己酮（PDO）單體的合成研究該項目的關(guān)鍵問題之一是產(chǎn)品的成本問題，因此是解決合成可完全生物降解聚對二氧環(huán)己酮的原料對二氧環(huán)己酮（PDO）的問題。為了獲得低成本的PDO，我們采用廉價的二甘醇作原料，催化脫氫一步法生產(chǎn)PDO。與過去使用的化學(xué)合成發(fā)相比，大大簡化了合成工藝。同時我們制備了一類新的催化劑，采用這種催化劑，我們系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度、氣體流速、催化劑的使用時間、催化劑的pH值對PDO收率和純度的影響，獲得了最佳的合成PDO的工藝，使采用該方法合成出的PDO初產(chǎn)品的收率達到95％以上，純度達到99％。最后，我們還研究了不同的PDO的純化方式，獲得了聚合所需要的純度。已申請國家發(fā)明專利。通過上述系統(tǒng)研究，我們使PDO的成本大幅度降低，預(yù)計在8000元/噸以下。這為合成低成本PPDO打下了基礎(chǔ)。2. 聚對二氧環(huán)己酮(PPDO)聚合催化體系研究為了既能獲得高分子量的PPDO和高的單體轉(zhuǎn)化率，又能縮短聚合反應(yīng)時間，我們除了采用傳統(tǒng)的催化劑（如辛酸亞錫、三乙基鋁等）外，還制備和使用了另一些單一催化劑（如氯磺酸、乙酰丙酮錫、異丙醇鑭等）和復(fù)合催化劑。系統(tǒng)研究了反應(yīng)條件對PPDO的分子量的影響，最后找出了最佳的合成條件，可以得到分子量很高的PPDO聚合物，以滿足后面加工的要求。(SnOct2)、異丙醇鑭催化PDO開環(huán)聚合的研究SnOct2是最常用