【聚乳酸素丝】
生物基因技术赋能未来-科技改变世界!
自2020年升级版 “限塑令”发布以来,国内企业加速布局PLA行业,产能产量快速提升,供需格局发生改变,且未来产能释放依然存在。PLA下游领域多元化,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用,未来发展可期。
高分子材料领域迎来了“PLA时代”
据介绍,聚乳酸(PLA)是人类解决白色污染的主要替代材料之一,也是实现碳中和、碳达峰材料行业主要的固碳、减碳材料。而实际上,目前市场上主要是以石油基塑料和化纤来生产各类塑料制品,带来了诸多的白色污染。近年来,随着“禁塑”和“双碳”工作推进,高分子材料领域迎来了“PLA时代”。
为什么是PLA?
聚乳酸,简称PLA,是以富含淀粉的农作物如玉米、土豆、红薯、小麦等为原料,采用现代生物发酵技术生产的高分子量高分子材料,或者从秸秆纤维素中,生成人体内所含的高纯度小分子乳酸,再经过特殊的聚合反应而获得。它已被美国美国食品药品监督管理局FDA批准用作可生物降解的生物医用材料,表明其高安全性已被认可。
1、PLA的降解性
PLA在常温下较稳定,但在稍高的温度环境、酸碱环境、微生物环境中容易迅速降解成CO2和水。因此可以通过控制环境和填料使PLA产品在有效期内能够安全使用,废弃后又能及时降解。
影响PLA降解的因素主要包括分子质量、结晶状态、微观结构、环境温湿度、pH值、光照时间和环境微生物等。
PLA与其他材料共混可以影响降解速度。如PLA添加一定量的木粉或玉米秸秆纤维能够大大加快降解速率。
2、PLA的阻隔性能
阻隔性指的是材料防止气体、水蒸汽透过的能力。阻隔性对包装材料来说十分重要,目前市面上最常见的可降解塑料袋就是PLA/PBAT复合材料。改良PLA薄膜的阻隔性能够加宽应用领域。
影响PLA阻隔性的因素主要包括自身因素(分子结构和结晶状态)和外界因素(温度、湿度、外力)。
1.对PLA薄膜进行加热会降低其阻隔性,因此PLA不适合作为需要加热的食品包装。
2.对PLA在一定范围内进行拉伸能够增加阻隔性。拉伸比由1增加到6.5时,PLA的结晶度大大提高,因此阻隔性受到改善。
3.在 PLA 基体中添加一些阻挡物(如黏土和纤维)可以提高PLA的阻隔性。这是因为阻挡物延长了小分子的水或气体渗透过程的弯曲路径。
4.在PLA薄膜表面进行涂覆处理能够提高阻隔性。
聚乳酸产业未来可期
PLA产能方面,市场普遍看好PLA发展,中国PLA产能仍保持快速增长态势,预计2022-2026年PLA产能CAGR为52.51%。产量方面,在下游需求的提升下,产量快速提升,预计2022-2026年PLA产量CAGR为48.69%。
消费量方面,中国可降解政策推动下,吸管、餐盒及餐具等领域的需求带动PLA消费量的快速提升,2022-2026年,PLA消费量CAGR分别为39.93%。
PLA吸管实现对传统吸管的全面的替代,吸管成为2022年PLA最为成功的应用单品之一。据行业预测,即饮茶市场未来五年年均复合增长率约14%,到2025年规模将达到7845亿元,PLA吸管市场潜力将进一步被挖掘。
快递包装领域,到2022年底,北京、上海、江苏、浙江、福建、广东等地先行禁止使用不可降解的塑料包装袋、一次性塑料编织袋等,降低不可降解的塑料胶带使用量,快递包装行业有望成为未来主要的增量市场。
纺织方面,东部湾(扬州)生物新材料有限公司开发出综合性能优异的聚乳酸纤维系列产品,应用于个人护理品、内衣、休闲运动服装以及家纺家居领域,并实现稳定生产;抗菌聚乳酸纤维及三维卷曲聚乳酸纤维制备关键技术也已得到产业化应用。工信部、国家发改委联合印发《关于化纤工业高质量发展的指导意见》提出,到2025年绿色纤维占比提高到25%以上,生物基化学纤维和可降解纤维材料产量年均增长20%以上。目前,国内化纤年消费量近7000万吨,即占比每提高5%,可带动百万吨聚乳酸纤维市场需求。
PLA医疗美容行业市场附加值高,具有一定行业门槛,需要一定研发和资本实力,多家医用级聚乳酸生产商都已完成数亿元B轮融资。
缺口方面,随着国内产能的提升,供应量提升明显,企业出口量明显提升,预计未来出口量在万吨级。中国产业链完备,面对新增长的市场需求总能保持快速反应,欧盟新兴市场(茶包、咖啡包、果蔬标签、极轻塑料袋),将带动国内PLA无纺布滤材和膜类市场爆发。
聚乳酸多元醇作为生物基聚氨酯行业的重要组成部分市场开发将迎来突破,2023年,很有可能是聚乳酸行业的变革之年。
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