植物塑料原料进入商品化阶段

来源：塑胶五金网发布时间：2014-05-07 16:02:34点击率：

　　塑胶五金网讯：价格高曾是生物塑料商品化时的一大障碍，不过，现在出现了比石油原料便宜2成的生物质原料。存在耐久性等课题的聚乳酸也在改质技术的推动下，开始进行用途开发。

　　以植物为原料制备出来的生物塑料是一种碳中和材料，即便燃烧，也不会增加大气中实际的二氧化碳量，而且还有助于节约石油资源。随着人们环保意识的提高，生物塑料从2000年代开始慢慢普及，但因其居高不下的价格，并未广泛渗透到社会中。

　　不过在近，随着量产技术开发活动的推进，比以石油为原料的塑料更便宜的植物塑料原料逐渐开始商品化。

　　利用酵母菌的力量简化工序

　　三井物产决定与2009年入股的加拿大生物风险企业BioAmber合作，量产以植物为原料的琥珀酸。琥珀酸此前一直是以石油产品为原料，作为隔热材料和粘合剂等原料之一使用。

　　其中，具有代表性的用途是作为聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的原料，PBS是一种具有可被自然界中的微生物分解的“生物可降解性”的塑料。

　　三井物产与BioAmber将投资约125亿日元，在加拿大安大略省建设年产能为3万吨、全球大规模的生物琥珀酸的商业工厂。预定2015年1月底完工，生产步入正轨后，预计其价格会比从石油中提取的琥珀酸低2成左右。

　　琥珀酸可用于入浴剂和食品添加剂等广泛用途。如果业务顺利增长，将把年产能扩大到5万吨。

　　全球已有多家生物风险公司开始生产生物琥珀酸，不过都是年产能为1万吨的级别。三井物产和BioAmber预计新工厂的生产成本会比其他公司低1成左右。

　　生物琥珀酸的制备方法是，使从玉米中提取的糖分(葡萄糖)在菌类的作用下发酵。与利用原油制造相比工序更少，因此可低成本制造。新工厂邻近北美被称为“玉米带”的一大玉米产地，可低价采购从玉米中提取的葡萄糖。

　　另外，BioAmber还拥有美国大型粮食制造商嘉吉(Cargill)新开发的酵母菌的专有使用权。利用这种酵母菌，可较以往的制造方法简化工序，降低成本。

　　以往的制造方法在发酵葡萄糖时，发酵层中的酸度会升高，妨碍菌的活动，因此必须添加中和剂(氨)。而发酵结束后必须去除中和剂，提炼琥珀酸。但新开发的酵母菌耐酸性强，无需使用中和剂。

　　三井物产生物化学事业室主任荒木英知说：“人们肯花高价钱购买环境负荷低的生物原料的时代结束了。现在做业务的前提是发挥‘植物提取’特有的优势”。

　　从2003年开始开展生物可降解塑料PBS业务的三菱化学将于2015年在泰国启动年产能为2万吨的PBS生产设备。此前一直使用从石油中提取的琥珀酸作为原料，而今后将采用三井物产的生物琥珀酸。

　　目前，PBS主要用于可埋入农田中处理的农业用薄膜，以及可直接掺入堆肥中的生活垃圾用垃圾袋等。

　　三菱化学还在拓展PBS在要求高功能性和卫生性的食品包装等领域的用途。使用源自植物的原料，可以提高作为放心、安全的环保材料的附加值。现已得到泰国大的咖啡连锁店“Cafe Amazon”的采用。该咖啡店采用的是用三菱化学生产的采用PBS涂层的生物可降解纸杯。

　　将熔点低变为优点

　　此外，涉足代表性生物塑料——聚乳酸业务的帝人公司计划利用自主开发的改质技术，开拓聚乳酸的新用途。

　　在日本大规模的家电商场——友都八喜多媒体秋叶原店，乘扶梯上二楼后，首先映入眼帘的是家用3D打印机卖场。3D打印机的价格仍然高达十几万日元，因此每月只能卖出几台，但出于爱好想使用的人在稳步增加。

　　实际上，家用3D打印机的造型原料就使用了聚乳酸。将盘成卷的带状聚乳酸一点一点加热熔化，从自动移动的细喷嘴顶端喷出来制作立体物品。聚乳酸的熔点约为170℃，在塑料中比较低。由于能低热熔解，因此很适合作为家用3D打印机的耗材。

　　不过利用时也存在难点，那就是聚乳酸具有水解性，会与空气中的水分发生反应，放久了容易变质。

　　虽然添加碳化二亚胺化合物添加剂能够抑制水解，但这种添加物与树脂发生反应时，会产生刺激眼睛和呼吸器官的有害气体异氰酸酯。用3D打印机加热后，这种气体可能会在室内扩散。

　　因此，帝人开发出了具有特殊分子结构、完全不释放异氰酸酯气体的“环状碳化二亚胺化合物”，可用于以聚酯系为中心的广泛塑料，已从2013年开始对外销售。作为新的环保材料，还打算在欧美和中国销售。

　　帝人还计划面向3D打印机用途，投产混有环状碳化二亚胺化合物的聚乳酸，在2015年涉足3D打印材料市场。该公司环境能源、先进材料业务推进组组长内山昭彦表示，“仅凭‘取代石油塑料’这种想法并不能使生物塑料普及。我们打算发挥聚乳酸的特性，开发即便在利基市场上也能深入渗透的用途”。

　　生物塑料可以说是环保材料的代表，今后将在价格和功能两方面完成进化。

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