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PLA 与PBAT ,年轻刚强的小王子VS身价暴涨的女网红!


2020年可以说是降解塑料国内大爆发的元年,这一年里,我们看到很多企业都进入到这个行业,但是关于PLA和PBAT这种材料,没有完全把握透,今天我们就来扒一扒:


一、出身



虽然都是生物降解材料,但是他们的来源不一样,PLA来源生物材料,而PBAT来源于石化原料。

PLA的单体原料是乳酸,它一般是将玉米等壳类作物碾碎后,从中提取淀粉,然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。接着通过类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖,最终经过提纯工艺得到乳酸单体。  乳酸经由丙交酯再聚合成聚乳酸。

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PBAT聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯,属于石化基生物降解塑料 ,来源于石油化工,主要单体是对苯二甲酸,丁二醇,己二酸。

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二、性能



如果说,PLA是年轻刚强的小王子,那么PBAT就是柔情似水的女网红。PLA的模量高,拉伸强度高,延展性差,而PBAT断裂生长率高,延展性好。PLA像通用塑料中的PP,注塑,挤出,吹塑,吸塑无所不能,PBAT更像是LDPE,膜袋包装是拿手好戏。



PLA、PBAT、PP、LDPE性能对比图


PLA

PBAT

PP

LDPE

密度(g/ml)

1.21-1.43

1.18-1.3

0.89-0.91

0.91-0.93

熔点(℃)

175-178

130

189

110

结晶度/%

37

30



玻璃化转变温度(℃)

60-65

-30

-20

-60

拉伸强度/Mpa

60

18

31

15

断裂伸长率/%

6

750

80-350

800

邵氏硬度

88

85





PLA是浅黄色透明固体,热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。类似PP,透明性类似PS,纯的PLA是不能拿来直接制备制品的,PLA虽具然有较高的强度及压缩模量,但是其质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形,抗冲击和抗撕裂能力差。PLA一般要经过改性后才能拿来制备降解制品,如一次性餐饮具、吸管等。


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PLA颗粒 图摄于海正生物展台



PBAT是一种半结晶型聚合物,通常结晶温度在110℃附近,而熔点在130℃左右,密度在1.18g/ml~1.3g/ml之间。PBAT的结晶度大概在30%左右,邵氏硬度在85以上。PBAT加工性能像LDPE,可以采用类似的工艺进行吹膜。力学性能兼具PBA和PBT的特性,有良好的延展性、断裂伸长、耐热性和抗冲击功能。故一般做降解制品也会对PBAT进行改性,主要是为了达到制品对其的性能要求,还能降低成本。

图片
PBAT及PBAT改性颗粒 图摄于金晖兆隆展台

虽然,PLA和PBAT性能不一样,但是可以互补!PLA补充PBAT薄膜的挺度,PBAT能够提高PLA的柔韧性,共同完成环保大业。



三、应用



目前市场上以PBAT材料为主的应用大部分是膜袋类产品,PBAT改性材料大多用来吹膜制袋,如购物袋等。
图片

详细应用可点击下方文章查看:




PLA材料为主的应用大部分用于注塑类,PLA改性材料大多用于一次性餐饮具,如降解餐盒、降解吸管等。

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PLA吸管 图源杰安




详细应用可点击下方文章查看:





四、产能



一直以来,PLA产能相对于PBAT略微少一些,PLA由于生产技术的瓶颈较大,关键原料丙交酯还未有突破性的进展,故国内PLA产能还未大幅增长,PLA原料价格较为昂贵。PLA国内外已投产、在建以及拟建的企业共计16家。已投产的产能有40万吨/年,产能主要集中在国外;在建产能49万吨/年,主要是国内。



生物降解塑料产能概况统计表

序号

企业名称

产地

产能(万吨/年)

投产

在建

拟建

1

Nature Works

美国/东南亚

16


7

2

Total Corbion

泰国

7.5


10

3

浙江海正生物材料股份有限公司

浙江台州

5.5

2


4

安徽丰原生物技术股份有限公司

安徽固镇/蚌埠市

5

30

150

5

吉林中粮生物材料有限公司

吉林德惠

3



6

河南金丹乳酸科技股份有限公司

河南周口


1


7

山东同邦新材料科技有限责任公司

山东烟台



30

8

山东泓达集团阜榆精细化学品材料有限公司

山西晋中榆社县



16

9

浙江友诚控股集团有限公司

广西崇左



50

10

金发科技股份有限公司

珠海



3

11

深圳光华伟业股份有限公司

湖北

1



12

张全兴院士团队

无锡惠山



4

13

恒天长江生物材料有限公司

浙江宁波

1



14

河南龙都天仁生物材料有限公司

南濮阳

1



15

东部湾(上海)生物科技有限公司

上海


8


16

河南永乐生物工程有限公司

河南濮阳南乐

2

8


合计

42

47

270



相比而言,在国内,PBAT生产原料易获得,生产技术工艺较为成熟,PBAT的产能以及在建产能就比较多了,不过目前受原料BDO价格波动的影响或许会延长PBAT的差能释放时间,目前PBAT的价格仍是比PLA便宜。如下表所示,目前PBAT在建+拟建按照一期产能计算,加上原有投产,2021年可能有214.1万吨的产能,考虑到有些实际1期不能顺利投产,大概产能在150万吨。



企 业

产能(万吨/年)

状态

规划(万吨/年)

备注

新疆蓝山屯河化工股份有限公司

12

投产


有BDO

金发科技股份有限公司

6

投产



营口康辉石化有限公司

3.3

投产


BDO在建,恒力集团

金晖兆隆高新科技股份有限公司

2

投产



杭州亿帆鑫富药业股份有限公司

1




中国石化仪征化纤有限责任公司

1

投产


万吨级,有BDO

恒力石化股份有限公司

12

扩建

90

BDO在建


新疆维格瑞生物科技有限公司

8

扩建

24

20万吨PBAT,4万吨PBS,一期2×6,二期1×12,屯河子公司

金晖兆隆高新科技股份有限公司

12

扩建


2×6

金发科技股份有限公司

6

扩产

12


彤程新材料集团有限公司

6

扩产


巴斯夫合资

宁波长鸿高分子科技股份有限公司

10

在建

60

每期 30 万吨/年,总建设周期 5 年,第一期首次先行建设 10 万吨/年生产线

广安宏源科技有限公司

10

在建

30

一期2×5,二期4×5

湖南宇新能源科技股份有限公司

6

在建



山东瑞丰高分子材料股份有限公司

6

在建



山东睿安生物科技有限公司

6

在建



北京化工集团华腾沧州有限公司

4

在建



河南恒泰源聚氨酯有限公司

3

在建



浙江华峰新材料有限公司

3

在建



江苏科奕莱新材料科技有限公司

2.4

在建



甘肃莫高聚和环保新材料科技有限公司

2

在建



江苏和时利新材料有限公司

1

在建



内蒙古东源科技有限公司

10

拟建


有BDO

四川天华股份有限公司

3

拟建


有BDO

万华化学(四川)有限公司

6

在建


拟建10万吨BDO

重庆鸿庆达产业有限公司

3

在建

20

拟建20万吨BDO

江阴兴佳塑化有限公司

4

拟建

12


山东道恩高分子材料股份有限公司

6

拟建

12


四川能投化学新材料有限公司

3

拟建

12


新疆望京龙新材料有限公司

10

拟建

120


山东斯源新材料科技有限公司

10

拟建



中科启程(海南)生物科技有限公司

10

拟建



阳煤化工股份有限公司

6

拟建

50

按照1条线估计

山东瑞丰高分子材料股份有限公司

6

拟建

36


重庆市晟世新材料有限公司

6

拟建

24


湖北宜化生物降解新材料有限公司

6

拟建


1×6

浙江联盛化学股份有限公司

2.4

拟建



一期产能拟建+在建+投产合计

214.1



估算值


五、价格



原本的PLA身价是比PBAT要高的,但是由于膜袋类的产品首先受到政策影响,导致PBAT供不应求,同时PBAT的单体BDO价格大幅上涨,目前美女网红PBAT已经快追上了PLA的价格。而PLA目前还是一个安静小王子,价格相对平稳,在3万元/吨多点。




以上就是两种材料的大致对比,在和业内人士交流对未来更看好哪种材料的时候,大家意见不一,有人觉得PLA将是未来的主流,虽然PLA价格很高,但它属于生物基降解材料;有人觉得PBAT将会是主流,因为考虑到PLA主要来源于玉米,玉米供应量问题是否能解决,PBAT虽然是石化基,但原料来源以及价格上会有些许优势。其实他们是一家人,不存在主流之争,只有灵活应用,取长补短才能发挥最大威力!



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4月12日,艾邦将在深圳观澜举办第二届全国生物降解塑料产业论坛,产业链上下游在这里汇聚,PLA、PBAT或者其他降解材料,膜袋、吸管、包装,材料、设备、助剂,理论与实践相结合,详情请查看下方海报!或者点击超链接:邀请函:2021年第二届全国生物降解塑料产业论坛(4月12日 深圳)



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