聚乳酸(PLA)是一种新型聚酯材料,性能与现有塑料例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料相近,其生物可降解性良好,使用后能被自然界中的微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境。聚乳酸集经济性和“绿色环保”为一体,其生产过程中产生的碳排放远低于其他石油基产品。因此,PLA是一个具有潜在巨大市场的生物基产品。
由于PLA的性能优异,应用范围广,市场前景广阔,只要降低PLA的价格,必将成为塑料行业的巨大支柱产业,继而可以形成以PLA为龙头的产业化链,包括生产、塑料加工、专用设备生产、市场开发等,将在我国经济发展中创造十分可观的社会效益和经济效益。
目前,生物降解高分子材料面临的最大问题是如何提高材料的性价比或高值化。研发高效、高选择性催化体系、发展新型合成技术、解决生物降解高分子材料的结构、成型加工与性能的矛盾,是生物降解高分子材料发展的主要趋势和亟待解决的实际问题。
在我国,5年内聚乳酸的市场需求推测约为50万吨。由于中国是玉米资源十分丰富的国家,最有可能成为聚乳酸生产量第一的国家。如果用PLA在包装领域替代聚烯烃,那么PLA的市场份额就要达到上百万吨。
PLA的应用主要集中在短期或一次性用品,如育苗钵、肥料袋、堆肥袋、包装膜(袋)、地膜、食品袋、超市购物袋、垃圾袋、快餐餐具、饮料杯、台布、手套、高尔夫球座等。还需要进一步开展纺丝、吹塑成膜、发泡等加工技术及制品的应用开发研究,尤其是在医疗器械等高附加值领域的应用。在工程塑料领域,需开展相应高性能阻燃PLA专用树脂,应用于家电外壳等方面。
地膜覆盖技术在农业中得到了广泛推广,其使用面积早已突破亿亩。但是我国农膜残余量高,有近一半的残膜留在土壤中,造成持久性污染。因此,开发以PLA为代表的可降解农膜对农业可持续发展具有重要意义。PLA可降解地膜具有PE地膜类似的保墒抗旱、保持水土的效果,又可以在废弃后快速分解为对环境无害的小分子物质。可降解薄膜的高成本一直是制约其应用的一个主要问题。在可降解塑料中,聚乳酸成本最低,但是由于熔体强度低、柔韧性差,不能单独作为地膜使用。因此,开发相应的共混相容技术,将聚乳酸与现有的柔性可降解高分子材料共混复合,可以有效降低可降解薄膜的成本,提高该类材料的市场竞争力。同时,PLA具有较高的透明性及力学强度,作为农膜使用可提高透光率及力学强度。
聚乳酸树脂项目是吉林省化工新材料重大科技创新基地的入孵项目之一。作为吉林省首批重点推进建设的省级中试中心,其年产300吨聚乳酸树脂中试生产线于2017年12月首次试车并达到了预期效果。中心正式运行后,将突破聚乳酸合成、吹膜和改性等关键技术,为聚乳酸产业化开发完整技术和工艺包,为实现党的十九大提出的大力推进生态文明建设提供重要科技支撑。