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聚乳酸行業(yè)的發(fā)展概況
編輯：盧象升 來源：思瀚產業(yè)研究院 金丹科技    2023-03-08

①聚乳酸行業(yè)的發(fā)展歷程

聚乳酸的研究和開發(fā)最早可追溯至 20 世紀 30 年代，作為當時美國最大的工業(yè)公司——杜邦公司的雇員，卡羅瑟斯博士利用乙二醇和癸二酸縮合制取了一種可以抽絲的聚酯。這種聚酯具有易溶于水、熔點低（<100 攝氏度）、易溶解在有機溶劑中等特點，但在當時看來是一種失敗的合成纖維。

因此卡羅瑟斯博士隨后放棄了對該聚酯的進一步研究，轉而向高熔點聚合物的研究，并于 1953 年合成聚酰胺 66，因此誕生了世界上第一種合成纖維尼龍。隨后，1940 年英國的溫菲爾德在卡羅瑟斯博士研究的基礎上，改用芳香族羧酸與二元醇進行縮聚反應，并成功合成了聚酯纖維——滌綸。

20 世紀三四十年代，費拉開昂系統(tǒng)性的探索了通過本體或者溶液聚合、利用乳酸自酯化反應直接獲得聚乳酸的方法，但存在一系列關鍵技術問題未解決，比如反應中產生的水的脫除、聚合物產量低等。隨后，在 1954 年，杜邦公司采用了先環(huán)化丙交酯除去副產物水，然后由丙交酯開環(huán)聚合的二步法，獲得高分子量的聚乳酸，即目前世界上使用較多的“二步法”。

在我國，聚乳酸產業(yè)起步時間相對較晚，直到 2005 年，中國中糧集團成立聚乳酸項目。目前我國對聚乳酸的研究和開發(fā)尚處于初步發(fā)展階段，而國外多家公司長期致力于這一領域的研究和生產，丙交酯開環(huán)聚合法合成聚乳酸的技術較為領先。

資料來源：根據相關公司網站及網絡資料整理

2021 年聚乳酸行業(yè)迎來拐點，國內企業(yè)開始彎道超車。根據數據統(tǒng)計，截至 2020 年美國 Natureworks 和荷蘭 TCP 公司合計擁有全球聚乳酸產能 73%。國內聚乳酸的應用起量主要受限塑令政策推動，國內 PLA 企業(yè)發(fā)展迅速，技術瓶頸突破后已開始大規(guī)模擴產。截至 2021 年末，我國聚乳酸產能市場份額已從 20年 7%躍至 37%，國產企業(yè)加速崛起。

資料來源：根據公司網站及公開資料整理

②聚乳酸的特性和生產方式

聚乳酸系乳酸單體經脫水縮聚所形成的高分子聚合物，是一種典型的合成類可完全生物降解材料，由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、環(huán)境友好性、良好的力學性能及易于加工成形等優(yōu)點，在生物醫(yī)用高分子、紡織行業(yè)、農用地膜和包裝等行業(yè)具有廣闊的應用前景。

聚乳酸的自降解以水解為主要形式，通常不需要特殊水解酶，降解產物可參加體內循環(huán)，最終以二氧化碳和水的形式排出體外，對環(huán)境不產生污染。聚乳酸屬脂肪族熱塑性高分子材料，其力學性能主要受其結晶度的影響，和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）等性能相當，可有效替代石油基高分子材料。聚乳酸具有良好的加工性能，可采用注塑、熱塑、擠出成型、吹膜成型、發(fā)泡成型等方式加工。

由乳酸單體聚合生產聚乳酸的技術經過數十年發(fā)展，目前其工業(yè)化生產技術已經日益成熟。聚乳酸的生產方法可分為以乳酸單體直接脫水縮聚的一步法，以及先將乳酸脫水生成丙交酯、再開環(huán)聚合制得聚乳酸的二步法。目前世界上生產高品質大分子量聚乳酸均采用兩步法。

聚乳酸（PLA）屬于生物基塑料中的一種，根據歐洲生物塑料協(xié)會（EuropeanBioplastics）定義，生物基塑料是一類生物基、生物可降解或兩者兼而有之的具有不同特性的創(chuàng)新型材料，包括聚乳酸（PLA）、聚羥基烷酸酯（PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、淀粉共混物（PSM），生物基聚乙烯（PE）、生物基聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、生物基聚酰胺（PA）、生物基聚對苯二甲酸-丙二醇酯（PTT），聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）、聚己內酯（PCL）。上述生物基塑料按原材料是否為生物基材料，是否生物可降解兩個維度，可劃分如下：

數據來源：歐洲生物塑料協(xié)會（European Bioplastics）。

近些年，隨著改性及共混技術的發(fā)展，生物基塑料在硬度、力學強度、耐熱性、透明度等性能指標方面已接近傳統(tǒng)石油基塑料，同時由于生物基塑料憑借原材料的可再生性、生產使用過程中的低碳排放，以及部分材料廢棄后的生物可降解性等優(yōu)勢，已在許多領域開始替代傳統(tǒng)石油基塑料。

數據來源：歐洲生物塑料協(xié)會（European Bioplastics）。