【正文】 種包衣等。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。 1990年－ 1995年，包裝用膜年平均增長率為 ％，無紡布為 ％，農(nóng)業(yè)用膜為 %，其他領(lǐng)域為 ％。預(yù)計至 1994年降解塑料在包裝方面用量將達到 161萬噸，無紡布為 ，農(nóng)業(yè)用膜為 7萬噸，其他 10萬噸。 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（其 中垃圾袋 ，購物零售袋等 ），飲料罐提環(huán) ，其他包裝 萬 噸。另據(jù)美國 Structure Analysis amp。 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。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。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。 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。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 20xx年至 20xx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。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。 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。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。農(nóng)膜的推廣和普及取得了明顯的經(jīng)濟效益。 1980年農(nóng)膜的覆蓋面積僅為 ，到 1992年就達到了 5000萬畝，而 20xx年農(nóng)膜的覆 蓋面積已經(jīng)達到 。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。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 20xx年底其用量達到 200萬噸。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。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。 20xx年初，國家經(jīng)貿(mào)委又發(fā)布了國經(jīng)貿(mào)廳貿(mào)易 [20xx]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。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 ”。這與國外發(fā)展趨勢是基本相符。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 20xx年出口量將達到20萬噸。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， 20xx年快餐盒銷售總額達 75億元人民幣，相當于 150億只快餐盒。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。 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， 20xx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。因此進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。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。 ，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，品種已達數(shù)千種，年產(chǎn)量達 600萬噸，已占淀粉總量的 50％。 產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 ，增加農(nóng)民收入 該項目的實施，需要大量的淀粉資源，必將帶動淀粉類農(nóng)作物種植業(yè)的發(fā)展，解決農(nóng)村剩余勞動力，提高農(nóng)民的收入，發(fā)展高效農(nóng)業(yè)。 “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當?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)，帶動貧困地區(qū)農(nóng)民脫貧致富，實現(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。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)實意義。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。本項目的實施，不僅解決了當?shù)氐矸圪Y源的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化，而且將進一步推動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，帶動降解塑料行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。最近，國家科技部決定提前啟動 “十一五 ”規(guī)劃可完全生物降解塑料項目 ,這意味著本項目具有廣闊的市場前景和社會效益。總之，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，同時又具有很強的市場競爭力和發(fā)展前景的新型材料。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。然后再將聚對二氧環(huán)己酮與價格低廉同時具有生物降解性的淀粉進行共混，進一步大大降低材料的成本，同時又不損壞材料的生物降解性，使得材料在市場具有強的競爭力。而在聚合過程中又采用了 高效催化體系，使得聚合時間大大縮短，轉(zhuǎn)化率顯著提高的同時獲得分子量的 PPDO。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 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)外未見報道 )；單體純化工藝短，耗能低，收率高，高達 90%以上 (國外低于 90%)，可制得高純度對二氧環(huán)己酮，成本遠比國外同類產(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。而四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院從源頭著手控制其成本。高分子量的聚對二氧環(huán)己酮的拉伸強度也可達到 40MPa以上 , 而斷裂伸長率可達到 300％以上。 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)己酮和價格低廉的天然可再生資源淀粉進行共混復(fù)合得到的一種可完全生物降解材料。③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溶劑中 ,在適宜的溫度下進行溶液縮聚。合成脂肪族 /芳香族共聚酯有 3種常用的方法 :① PET等芳香族組分與 PEG、PGA、 PLA、 PCL等聚合物直接在高溫、高真空度下進行酯交換反應(yīng) 。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 。至 21世紀初 ,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 ,不能單獨作為生物降解塑料使用 ,因此 ,設(shè)計合成了脂肪族 /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。中科院上海有機化學(xué)研究所在詳細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 到 250000。內(nèi)蒙古蒙西集團公司采用長春應(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 。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。其中 ,中科院廣州化學(xué)研究所主要采用聚合物負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。 脂肪族聚酯當前 ,聚二氧化碳的合成研究是一個十分熱門的環(huán)保課題 ,這一領(lǐng)域競爭非常激烈。化學(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。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 ,如果這項技術(shù)成功 ,PHBV的價格有可能降低。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。在聚乳酸的應(yīng)用方面中科院成都有機所、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所正進行聚乳酸在醫(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。另外的研究單位還有浙江輕工業(yè)學(xué)院等。 另外 ,上海同濟大學(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)化項目將建立年產(chǎn)千噸級的聚乳酸生產(chǎn)線。開展研究工作的有中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究 所、中科院成都有機化學(xué)研究所、中科院上海有機研究所、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。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。中國聚乳酸研發(fā)還處于研究階段。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。上海交通大學(xué)對大豆蛋白進行了研究 ,清華大學(xué)高分子材料研究所對雞蛋膜蛋白進行了研究 ,但是 ,其應(yīng)用前景還相當遙遠。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/ａ。(3)改性淀粉與ＰＶＡ共混 ,并使其具有熱塑性。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擠出 。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。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。因此，生物降解塑料已成為全球研究開發(fā)熱點。生物 降解塑料通過產(chǎn)品整個生命周期分析，已確認為環(huán)境低負荷材料。但是，從總體上看，這一行業(yè)仍處在有待于對技術(shù)進行更加深入研究、提高性能、降低成本、拓寬用途并逐漸推向市場的階段。 我國現(xiàn)在已成為生產(chǎn)可降解塑料的主要國家之一。預(yù)計 PLA將是淀粉工業(yè)的經(jīng) 濟增長點。而且 ,當體系中 PCL質(zhì)量分數(shù)為 10%時 ,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。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)。 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度進行測試發(fā)現(xiàn) :對于 TPS/PCL共混物 ,當 TPS含量一定 ,隨著 PCL含量增加 ,共混物拉伸模量緩慢上升 ,而沖擊強度則由 TPS(干淀粉質(zhì)量分數(shù) 74%,甘油質(zhì)量分數(shù) 10%,水質(zhì)量分數(shù) 16%)的 079kj/ｍ 2上升至 157kj/ｍ 2(PCL質(zhì)量分數(shù)為 25%)和 2 99ｋＪ /ｍ 2(PCL質(zhì)量分數(shù)為 40%)。結(jié)果表明 :水是乙酸酯淀粉的高效塑化劑 ,大量水存在時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)時易于運動。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。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 ,該材料通過毛細管現(xiàn)象而部分吸水或飽和吸水 ,然后在適當?shù)膲毫蜏囟认?,毛細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報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。 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。 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。 3. 德國近年來也加強了 EDP的研發(fā)。（詳見表）。這樣一方面加快了研發(fā)進程，同時又能根據(jù)國內(nèi)市場的需求，有針對性地開發(fā)產(chǎn)品。北美生物降解塑料主要市場為包裝材料，20xx年銷售量為 ，到 20xx年