2万吨生物基完全降解塑料可研报告.pdf

生物基完全降解塑料 可行性报告XXXX有限公司目录第一章 项目建设的意义及必要性-21.1 项目国内外现状和技术发展趋势1.2 对产业发展的作用与影响1.3 产业关联度分析1.4 市场分析第二章 项目技术基础-252.1 成果来源及知识产权情况2.2 已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限2.3 技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势2.4 该重大关键技术的突破对行业进步的重要意义和作用第三章市场分析、预测-403.1 国外市场分析和预测3.2 国内市场分析和预测第四章生产原料及辅料供应-444.1 生产原料的供应4.2 生产辅料的供应4.3 主要原料的储备4.4 主要原料表第五章技术特点，工艺技术路线，设备选型及主要技术指标-455.1 技术特点5.2 工艺技术路线5.3 设备选型5.4 主要技术指标5.5 产品采用的质量标准5.6 主要原材料、燃料、动力消耗指标5.7 总平面布置与运输5.8 土建工程5.9 给排水工程5.10 供电5.11 供热5.12 辅助生产设施5.13 地震设防5.14 消防5.15 职工安全卫生第六章原材料供应及外部配套条件-706.1 原材料供应6.2 项目水、电、气供应情况第七章环境保护-727.1 所选厂址在环境保护方面的优缺点分析7.2 主要污染源、污染物及在厂区内分部的位置7.3 污染物排放量及治理方法7.4 绿化7.5 环境影响评估第八章建厂条件和厂址选择-778.1 建厂条件8.2 厂址选择第九章项目实施管理、劳动定员及人员培训-779.1 生产组织及机构形成9.2 动定员9.3 生产管理人员9.4 培训计划第十章基础设施建设-7810.1 用地面积10.2 厂房建筑面积10.3 库房建筑面积10.4 行政设施建筑（含办公、检测中心）10.5 生活设施建筑10.6 配电房10.7 运输设施10.8 修理设施10.9 厂区道路、排水、绿化、大门围墙等建设第十一章建设工期80第十二章总投资估算-80第十三章投资估算-8013.1 投资估算依据13.2 建设投资估算13.3 流动资金估算13.4 项目投入总资金第十四章生产成本和经济效益分析-8314.1 生产成本分析14.2 经济效益分析第十五章 社会效益和风险分析-8615.1 社会效益分析15.2 风险因素分析第一章项目建设的意义及必要性一、项目的意义和必要性1.1 项目国内外现状和技术发展趋势近年来，随着塑料工业的发展，塑料已应用到工业、农业、食品 业等许多行业和日常生活的各个方面。在农业上，采用地膜覆盖栽培 技术已为农业增产起到了关键性的作用，在我国被誉为农业上的“白 色革命”。对于包装业，塑料制品不断取代玻璃和纸张，大量用作包 装材料，但这些短期性和一次性使用的塑料制品在完成其使用功能 后，废弃在土壤环境中不易降解，目前的回收工作并不奏效，致使在 城市垃圾中和铁路沿线，乃至江山河海、旅游景点随处可见废弃的一 次性塑料制品，给环境造成了严重的污染，而且废弃在长江里的餐盒 甚至影响了水电工程的顺利进行，形成“塑料垃圾”公害；对于废弃的 农地膜，给土壤造成污染，使农业减产，牲畜误食后致死。所有这些，在我国被形象地称为“白色污染”。21世纪是保护地球的时代，作为解决塑料垃圾对地球环境污染的 措施之一，一些经济发达国家纷纷立法，对某些特定塑料制品（如购 物袋、垃圾袋、饮料瓶杯、快餐盒等）规定不能使用不能在环境中降 解的塑料。我国政府对此也非常重视，国务院对治理，白色污染”早已 有所指示，相关部委也采取了相应的措施。为了有效解决咱色污染”所引起的上述问题，除了加强国民的环境意识和回收再利用外，对于 那些不易回收或回收后没有利用价值的一次性使用塑料（如超薄地 膜、垃圾袋、快餐具等）应用领域，研究开发使用后在自然环境中能 自行降解的环境友好塑料势在必行。可降解塑料其废弃物在一定的 环境条件下和经历一定周期，可以使塑料垃圾减容、减量，从而可以 起到减轻环境污染、缓解环境矛盾的作用，符合固体废弃物污染防治 法中减量化，资源化、无害化的要求。而且由于其全部或部分原料采 用可再生天然资源，因此，作为有限的、不可再生的、日渐减少的石 油资源的补充替代品具有重要意义，并有利于可持续发展战略的实 施。1.1.1 国外研究现状目前，美日德等许多发达国家十分重视生物可降解塑料的研究 开发，投入了大量资金。日本通产省已将生物可降解塑料作为继金 属、无机、高分子之后的“第四类新材料”，并拨专款支持生物可 降解塑料（EDP）的开发。国外的研究开发起始于上世纪70年代，80年代经历了较大的起 伏，90年代进入比较冷静和稳步地发展。进入21世纪生物降解塑料 有了较大的进展。国外研发的EDP主要包括光降解、生物降解、化学降解塑料等类 型。其中光降解塑料技术最为成熟、全生物降解塑料的研发最为活 跃。由于光降解塑料降解性能受限于地理、环境、气候等条件，用 途受到较大的制约。而全生物降解塑料虽可较短时间回归自然，但 高昂的价格又成为其推向市场的严重障碍，因此欧美国家虽已建立 了万吨级生产线，但目前用途有等进一步开拓，成本有待大幅度降 低。国外生产EDP的主要国家有美、日、德、意等。近年来着重在生 物降解塑料方面开发，已取得较大成就。据ECN报导，2001年世界 生物降解塑料产量约35kt-40kt,到2010年将形成100kt的市场规 模，目前世界多家大型石化公司如Dupont、Eastman.Dow Chemicak BASF、Bayer等均进入了生物降解塑料领域。目前，国际标准化组 织已发布的生物降解塑料标准有ISO/TR1546 2、ISO14593.ISO14851.ISO14852.ISO14855,美国、德国、欧盟、日本均已制 订了可生物降解、可堆肥化的认证标志和标准。1.美国是世界上EDP研发品种最多、能力最大、研发力量最强 的国家。合成型光降解（乙烯/一氧化碳ECO）是世界唯一生产的国 家；淀粉添加型（制品中淀粉含量15%以下）降解塑料80年代中末 期在美国市场曾风靡一时，并作为对付某些禁、限用塑料包装材料 法规的权宜对策，由于销售中的不实宣传和夸大作用受到环境部门 的质疑和反对，而逐渐降温，并转向大力加强全生物降解塑料的研 发，如美国Cargill-Dow公司2001年已建成140kt/a聚乳酸的生产规 模，并已开工生产和正在致力开拓市场。其它如Novon International公司的淀粉基本生物降解塑料Solvay公司,U.C.C.公司的聚己内酯。Dupont和Eastman chemical公司的脂肪族/芳香 族共聚酯，Environmental P roducts公司的聚乙烯醇等都已建成了 工业规模生产线（详见表）。据美国Business communication报导:2000年北美生物降解塑料年销售量约为11.8kt,至2005年预计可增 加到16 kt,年增长率7%。北美生物降解塑料主要市场为包装材料，2000年销售量为9 9kt,到2005年其年均需求量预计达11.5kt,增 长率为4.6%;其第二大市场是堆肥袋销售量将由2000年的2.3kt增 加到2005年的3 6 kt,年均增长率9.9%;其它市场是农用地膜、医 疗卫生用品和涂料等，2000年市场需求量还不到0.5kt,到2005年 将增到Ikt以上。2.日本关于EDP的研发特点是国内研究和引进先进技术和进口 产品加强应用研究，开拓市场相结合。这样一方面加快了研发进程，同时又能根据国内市场的需求，有针对性地开发产品。主要生产公 司和品种有三菱化学的P HB、P HBV,日本合成化学工业的淀粉/聚乙烯醇，昭和高分子和昭和电工的脂肪族聚酯；夕彳七d化学工 业的聚己内酯等。（详见表）。据日本生物降解塑料研究会报导，日 本绿色塑料市场规模2000年为3.5-4-，2003年将达到20 kt,2010 年占塑料总量的10%；又据日本经济计划厅2010年技术预测研究 报告，2000年日本绿色塑料的市场销售额为1000亿日元，2010年将 达到5000亿日元。3.德国近年来也加强了 EDP的研发。如德国几家大公司Bayer 公司、BASF公司均投入了大量人力物力，BASF公司充分利用原有设 备能力开发化学合成型生物高分子，如脂肪族芳香族共聚酯，已建 成10 kt/a的生产规模，Bayer最近研发成功聚酯酰胺和淀粉/聚氨 酯共混生物降解塑料。4.意大利Novanmont公司是世界最先开发淀粉基生物降解塑料 的国家，其中淀粉/聚乙烯醇、淀粉/聚己内酯生物降解塑料已有多 年历史。2001年年产能力已增至10 kt,据预测意大利生物降解塑 料的市场规模将从1999年的24 kt增长到期20 kt。开发“生物降解诱发剂”和促使通用塑料迅速分解的新工艺等等。而全淀粉生物降解塑料由于其优异特性逐渐成为研究热点。Lacourse 报道了以直链淀粉为原料的包装材料、包装制品的制造方法，用高直 链淀粉、包括10%的环氧丙烷、10%的聚乙烯醇等的挤出物，形成均匀、闭合的微气泡结构，其密度底，回弹性好，可用于包装材料。Tomka等报 道了一种能产生稳定泡沫结构的生物降解塑料，指出水作为发泡剂或 通过使用二氧化碳膨胀气体发泡得到的泡沫材料回弹性及强度差，产 生蜂窝状泡沫结构不均匀，没有形成闭孔。他将淀粉与至少一种不溶 与水的生物降解塑料混合,另外将这种材料与生物降解的纤维（大麻、亚麻等）或胶囊状材料（硅胶、沸石等）混合，该材料通过毛细管现象而 部分吸水或饱和吸水，然后在适当的压力和温度下，毛细管中的水释 放从而发泡，得到的产品解决了以上问题。Lacourse等发明了由醒化 改性（主要为羟丙基淀粉的高直链淀粉在湿度10%20%,温度150 250C）制备泡沫塑料的生产工艺。另外由95%羟乙基高直链玉米淀粉 和5%P VA制备的泡沫塑料已在商业上代替了聚苯乙烯泡沫塑料。Randal Lshogren用高直链淀粉，乙酸酊及NaOH水溶液反应制备乙酸 酯淀粉。结果表明:水是乙酸酯淀粉的高效塑化剂，大量水存在时玻璃 化温度从干淀粉的165185C下降到95135C这主要是由于乙酰基 取代淀粉羟基，减弱了分子间氢键，使得淀粉分子链在干态时易于运 动。DS25的乙酸酯淀粉在含水量15%,150C时挤出得到膨胀、耐水、表面光滑的泡沫塑料，其密度、压缩强度高于聚苯乙烯泡沫塑料，但弹 性低于聚苯乙烯泡沫塑料。Laverous等人对多种聚酯与热塑性淀粉（TP S）的共混物（其中TP S占主要比例）的拉伸模量和冲击强度进行测 试发现:对于TP S/P CL共混物，当TP S含量一定，随着P CL含量增加，共混 物拉伸模量缓慢上升，而冲击强度则由TP S（干淀粉质量分数74%,甘油 质量分数10%,水质量分数16%）的079kj/m2上升至157kj/m2（P CL质量 分数为25%）和2 99 k J/m2（P CL质量分数为40%）。各组数据表明，在 热塑性淀粉中加入聚酯可以避免材料力学性能差的缺点。他们也指 出，P CL对共混体系模量的影响取决于淀粉体系所处的状态。当淀粉基 体为玻璃态时，加入P CL使共混物的模量降低，当淀粉基体为高弹态时,加入P CL使体系模量提高。而且，当体系中P CL质量分数为10%时，就可 以明显改善共混物的力学性能，使材料的尺寸稳定性显著提高。从淀 粉经发酵制的其他生物降解材料也是进年热点，美国Eldib工程和研 究公司新发表的“从玉米制生物降解聚乳酸和薄膜”的研究报告中，报 道了几个大型日本公司正积极实验从玉米制备聚乳酸（P LA）和再进一 步生产塑料的工业化进程，产品应用有薄膜，纤维和各种注塑制品。预 计P LA将是淀粉工业的经济增长点。嘉吉道公司已报道P LA在成本和性 能方面可以与传统材料相竞争-，并建成P LA生产装置，起始能力15万t,已于2002年投产。1.1.2国内研究现状我国现在已成为生产可降解塑料的主要国家之一。政府对其显 示出强烈的兴趣和意愿，目前，我国也已制订了各种政策和法规，鼓励生物可降解塑料的应用。但是，从总体上看，这一行业仍处在 有待于对技术进行更加深入研究、提高性能、降低成本、拓宽用途 并逐渐推向市场的阶段。进入21世纪以来，保护地球环境、构筑资 源循环型社会，走可持续发展道路，已成为世界关注热点和紧迫任 务。生物降解塑料通过产品整个生命周期分析，已确认为环境低负 荷材料。另外，相当一部份生物降解塑料的主要原料是来自可年年 再生的农业资源，作为有限的、日渐减少、日趋枯竭的不可再生的 石油资源的补充替代，也已成为全球瞩目的发展趋势。因此，生物 降解塑料已成为全球研究开发热点。生物降解塑料又分为天然生物降解塑料、微生物降解塑料和化学 合成生物降解塑料几大类。天然生物降解塑料是指以天然聚合物为原 料，可通过各种成型工艺制成生物降解塑料制品的一类材料。这类材 料包括由淀粉、纤维素、甲壳素、大豆蛋白等天然聚合物及其各种衍 生物和混合物。其中，热塑性淀粉已经产业化,其他天然材料尚处于基 础研究阶段。热塑性淀粉是采用一定技术改性淀粉使其具有热塑性，再加入各 种可在自然环境中降解的添加剂或与其他可生物降解塑料配混，通过 挤塑、注塑、吹塑或发泡等工艺加工成型的材料。有几种淀粉塑料的 制备方法：（1）淀粉可塑化改性并与少量添加成分挤出；（2）淀粉与生 物降解聚酯共挤出；（3）改性淀粉与P V A共混,并使其具有热塑性。20世纪90年代中期以后，江西省科学院、中科院长春应用化学研究所、华南理工大学、天津大学、天津工业大学材料科学与化学工程学院、中科院兰州化物所、绿维新材料（深圳）有限公司、武汉华丽科技有限 公司等科研单位陆续推出了热塑性淀粉生物降解塑料的研究成果，制 品包括薄膜、网、片材和发泡材料，但尚未规范化进入市场。目前，武汉华丽科技有限公司已开始热塑性淀粉产品商品化生产，规模 10kt/a。蛋白质类的是通过采用甘油等增塑剂增塑植物蛋白，可以制 得可模塑的蛋白塑料。上海交通大学对大豆蛋白进行了研究，清华大 学高分子材料研究所对鸡蛋膜蛋白进行了研究，但是，其应用前景还 相当遥远。再生纤维素类，武汉大学化学与分子科学学院和湖北纤维 厂承担国家863计划，研发了一种新的廉价的纤维素溶剂体系一一尿 素和氢氧化钠体系，用于天然纤维素的湿法纺丝或流延法成膜，以制 造纤维和薄膜。另外，湖北工学院化工系采用生物发酵法合成了茁霉 多糖,并研究了它的成膜性及其膜性能，由于其极低的氧气透过率，适 合用作食品保鲜包装材料，有望成为一种有前途的生物降解塑料。微生物合成生物降解塑料聚乳酸（P LA是以糖蜜等发酵制得的乳 酸为原料，再通过直接缩合聚合法，或其二聚体丙交酯开环聚合法等 方法化学合成的。中国聚乳酸研发还处于研究阶段。聚乳酸的合成主 要采用丙交酯催化开环聚合的路线。通过催化剂的研究，提高聚乳酸 的相对分子质量,降低聚乳酸的成本。目前，中科院成都有机所已经能 合成相对分子质量达到百万的消旋聚乳酸，这种高相对分子质量的聚 乳酸有很好的力学性能。开展研究工作的有中科院长春应用化学研究 所、中科院成都有机化学研究所、中科院上海有机研究所、四川大学、武汉大学、浙江大学、复旦大学、天津大学、南开大学、东华大学、华南理工大学、华东理工大学、北京理工大学等。最近，中科院长春 应用化学研究所和浙江海生生物降解塑料股份有限公司正共同进行 中试研究，产品性能基本达到CargiUDoww公司产品水平，目前正在 设计组建5000 t生产能力的示范生产线。另外，上海同济大学开发成 功了乳酸一步法直接缩聚制备聚乳酸的工艺，并作为上海“科教兴市”重大科技产业化项目将建立年产千吨级的聚乳酸生产线。该项目是具 有自主知识产权的项目。另外的研究单位还有浙江轻工业学院等。北 京理工大学和原北京轻工业学院联合研究过采用化学合成的方法制 备聚乳酸。在聚乳酸的应用方面中科院成都有机所、中科院长春应用 化学研究所正进行聚乳酸在医疗方面的应用，制品包括医用片材、骨 螺钉、手术缝合线等医用材料。中国聚羟基烷酸酯的研究最早开始于 上世纪80年代中，武汉大学开展了生物合成聚羟基丁酸酯的研究，但 是，工作未能进行下去，至上世纪90年代初，一些单位在国内不同部门 的支持下，又开始了微生物发酵法合成聚羟基烷酸酯的研究工作。主 要研究单位有中科院微生物所、清华大学生物系和化工系、中科院长 春应用化学研究所、山东大学、无锡轻工大学、中科院成都生物研究 所、西北工业大学等，生产单位有广东江门生物技术开发中心、广东 汕头华逸生物工程公司、宁波天安生物材料有限公司等。其中宁波天 安生物材料有限公司已具备年产聚羟基戊酸酯(P HBV)千吨的规模。商 业化生产P HBV的关键是降低成本，已有人开始利用植物的叶子或根来 生产P HBV,如柳枝稷,如果这项技术成功,P HBV的价格有可能降低。化学合成生物降解塑料用微生物等方法合成的生物聚酯价格较 高，是目前难以普遍采用的主要障碍，化学合成便于批量生产，降低成 本。化学合成法开发的生物降解塑料的主要有各种脂肪族聚酯，前者 主要品种包括聚己内酯(P CL)、脂肪族聚碳酸酯(二氧化碳和环氧化合 物共聚物或称聚二氧化碳)等。另外,也在开始研究脂肪族聚酯和芳香 族聚酯的共聚酯。脂肪族聚酯当前，聚二氧化碳的合成研究是一个十分热门的环保 课题，这一领域竞争非常激烈。中国从1985年由前期的国家自然科学 基金开始立项研究，至今已近20年，主要的研究单位有中科院广州化 学研究所、长春应用化学研究所、浙江大学、中山大学理工学院等。其中，中科院广州化学研究所主要采用聚合物负载的双金属催化体系(P BM),产品略带黄色，相对分子质量较低。长春应用化学研究所以二 氧六环作溶剂，采用三元混合稀土催化体系(稀土/烷基锌/甘油)，得 到了交替结构的产物，二氧化碳固定量接近50%,而且外观呈白色，硬 度较高，催化效率高。浙江大学采用三元稀土催化剂(稀土/烷基铝/甘油)，以二氧六环与甲苯作溶剂，得到相对分子质量较高的无规共聚 物，但二氧化碳固定量低。另外，中国台湾清华大学(Chung.SungTan)也在研发P P C。内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术,已建成年产3kt二氧化碳/环氧化合物共聚物的装置，产品主要应用在 包装和医用材料上；中科院广州化学研究所的技术已在江苏泰兴开始 投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为 聚氨酯发泡材料的原材料，用于家用电器等包装。中科院上海有机化 学研究所在详细研究了聚丁二酸丁二醇酯(P BS)的耐水性、稳定性等 的基础上，开发了高效催化体系，合成了高稳定性高相对分子质量的 聚丁二酸丁二醇酯,重均相对分子质量可达到250000。另外，中科院理 化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究，售价5万/吨。脂肪族/芳香族共聚酯热塑性芳香族聚酯热性能稳定，力学性能 优良，便于加工，价格低廉，自从工业化以来，已经发展成为一类用途 广泛的树脂，但芳香族聚酯生物降解性很差，不能单独作为生物降解 塑料使用，因此，设计合成了脂肪族/芳香族共聚酯(CP Es),使其既有 脂肪族聚酯的可生物降解性又有芳香族聚酯的力学性能。自20世纪80 年代，尤其90年代以来,有许多研究者致力于此领域的研究，并取得了 丰硕的成果。至21世纪初，一些世界著名的化学公司相继推出各种可 生物降解的脂肪族/芳香族共聚酯商品。脂肪族/芳香族共聚酯原料来 源广泛，其中许多是大规模工业化原料，且整个生产过程不需要另外 添置设备，在现有的条件下即可进行生产，所以，不仅生产技术较成熟,而且可获得廉价的产品，有利于生物降解塑料的市场化应用。用于合 成脂肪族/芳香族共聚酯的芳香族组分通常有：聚对苯二甲酸乙二醇 酯(P ET、聚对苯二甲酸丁二醇酯(P BT、聚对苯二甲酸丙二醇酯(P P T)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(P EIP)和聚对苯二甲酸二甲酯(DMT)等；脂肪 族组分通常有乙二醇(EG)、丙二醇(P DO)、1,4-丁二醇(BDO)、环己烷 二甲醇(CHDM)等二元醇和 琥珀酸(Succinicacid)、己二酸(Adipicacid)、癸二酸(Sebacicacid)、富马酸(F umaricacid)草酸 等二元酸，乙醇酸(GA)、L-乳酸(LA)、二竣酸酰氯等双官能度单体及 聚乙二醇(P EG)、聚四氢吠喃(P TMG)、P GA、P LA、P CL等聚合物。合成 脂肪族/芳香族共聚酯有3种常用的方法：P ET等芳香族组分与P EG、P GA、P LA、P CL等聚合物直接在高温、高真空度下进行酯交换反应；将二元醇、二元酸等与DMT一起投入反应釜中，先在相对较低的温度 下进行酯交换反应,然后再升高温度、提高真空度,进行熔融缩聚反应;将对苯二甲酸乙(丁)二醇酯或其衍生物与二竣酸酰氯等溶解在有 机溶剂中，在适宜的温度下进行溶液缩聚。国内研究脂肪族/芳香族共 聚酯材料的单位有北京理工大学、成都有机研究所等，但目前还未见 有商业化产品推出。四川大学采用可完全生物降解的脂肪族聚酯聚对二氧环己酮和 价格低廉的天然可再生资源淀粉进行共混复合得到的一种可完全生 物降解材料。聚对二氧环己酮在众多的脂肪族聚酯中具有优异的综合 性能，因为在聚对二氧环己酮的结构单元中除了具有给它带来优良生 物降解性的酯键以外，还具有独特的醒键，这使得聚对二氧环己酮在 具有很高的强度的同时拥有非常好的韧性，这一点是其它脂肪族聚酯 无法相比的。高分子量的聚对二氧环己酮的拉伸强度也可达到40MP a 以上，而断裂伸长率可达到300%以上。性能如此优异的生物降解材 料为什么没有得到广泛的应用呢？其最主要的原因是P P DO在国际和 国内市场的售价非常高，只能用于医用材料领域，难以迎合通用材料 的需求。而四川大学化学学院从源头着手控制其成本。首先以一缩乙 二醇为原料（国外已开始通过生物技术从天然生物质原料获得该原料 的研究）合成出了低成本的对二氧环己酮，为获得低成本聚对二氧环 己酮奠定了坚实的基础。采用新型催化剂，使一缩乙二醇经一步反应 即可得到产品，收率大于95%（国外最高达90%）;催化剂稳定性和重 现性好，寿命长，可连续使用60天以上，而且用后可回收他用（国内 外未见报道）；单体纯化工艺短，耗能低，收率高，高达90%以上（国 外低于90%）,可制得高纯度对二氧环己酮，成本远比国外同类产品低，其研究水平处于世界领先地位，已申请国家发明专利。目前已建立了 中试装置，为下一步聚合反应提供了强有力的保障。而在聚合过程中 又采用了高效催化体系，使得聚合时间大大缩短，转化率显著提高的 同时获得分子量的P P DO。使得在聚合过程中的成本也大幅下降。然后 再将聚对二氧环己酮与价格低廉同时具有生物降解性的淀粉进行共 混，进一步大大降低材料的成本，同时又不损坏材料的生物降解性，使得材料在市场具有强的竞争力。为了解决两者相容性的问题，首次 合成出了具有不同接枝率和接枝长度的淀粉/聚对二氧环己酮接枝共 聚物，并通过大量的试验，寻找出了具有最理想增容作用的接枝物结 构，有效地解决了相容性的问题。该全降解树脂可以根据不同的应用 需求，调整淀粉的含量，并制备出不同形式的产品，如片材、农地膜、包装膜、包装袋、一次性餐具、育秧钵等。该成果的另一个重要贡献 是解决了脂肪族聚酯复合体系难以实现吹塑成膜的难题，该全降解树 脂可以采用吹塑成型得到力学性能优良的膜制品，因此进一步体现了 该材料在加工方面的优势。总之，可完全生物降解聚对二氧环己酮/淀粉共混材料是一种力学性能、加工性能、生物降解性能优异，同时 又具有很强的市场竞争力和发展前景的新型材料。L 2对产业发展的作用与影响1.2.1本项目对我国可完全生物降解塑料产业链的形成具有重大意义我国可完全生物降解塑料产业发展较慢，目前的技术水平和产品 与国外差距很大。最近，国家科技部决定提前启动叶一五”规划可完 全生物降解塑料项目，这意味着本项目具有广阔的市场前景和社会效 益。本项目开发了具有自主知识产权的可完全降解塑料的新方法，该 方法技术先进、生产工艺简单，产品淀粉基可完全降解塑料不仅具有 传统塑料制品相似的性能，而且生产成本低，具有生物降解性，有利 于环境保护，因此有着广阔的应用领域和发展前景。本项目的实施，不仅解决了当地淀粉资源的优势转化，而且将进一步推动我国可完全 生物降解塑料产业链的形成，对发展地方经济，带动降解塑料行业的 发展具有重要意义。1.2.2实现优势资源的增值转化，促进西部经济跨越式发展淀粉作为我国西部地区产量较高的经济作物，主要分布在四川、云南、贵州、安徽等地区，是西部的优势资源。目前传统的淀粉加工 行业利润低，由于多年的竞争使淀粉加工业获利很少，淀粉加工缺乏 高技术转化增值，在一定程度上减少了农民的收入。本项目以淀粉为 原料合成可完全生物降解塑料，大大提高西部淀粉优势资源的增值转 化。对大规模发展现代淀粉类农作物种植业，形成淀粉产品的加工体 系和特色农产品产业链发展，都具有重大的现实意义。完全符合四川 省农业发展纲要中把淀粉类农作物种植业作为西部农业重点发展方 向的战略规划。1.2.3实施本项目有利于解决关系国家长治久安的“三农”问题，符合 国家建设社会主义新农村的整体战略本项目的建设有利于解决我国西部地区优势农业资源的出路问 题，通过淀粉的利用带动当地种植业的发展，调整农业产业结构，带 动贫困地区农民脱贫致富，实现国家长治久安，复合国家建设社会主 义新农村的整体战略。本项目的建设对提高我国淀粉加工业的整体技 术水平形成新的利润增长点具有重大的现实意义；加之本项目的技术 水平已经具备建设产业化装置的技术条件，实现该项目的产业化，抢 先占领国内外市场，是十分必要的。1.3产业关联度分析1.3.1促进农业发展，增加农民收入该项目的实施，需要大量的淀粉资源，必将带动淀粉类农作物种 植业的发展，解决农村剩余劳动力，提高农民的收入，发展高效农业。“三农”问题是我国全面小康建设需要首先解决的问题，本项目的建设 对解决西部三农问题具有广泛的借鉴意义。1.3.2促进我国降解塑料行业的发展，形成淀粉深加工新型产业近20年来，国外淀粉深加工工业发展十分迅速，品种已达数千种，年产量达600万吨，已占淀粉总量的50%。而我国虽然是淀粉产量大，淀粉深加工业却极为落后，品种只有几十种，年产量仅数万吨，仅占 淀粉总产量的2%左右，而需求量则在50万吨以上。淀粉深加工业在 我国将很快形成一大产业，市场潜力极大，并可出口创汇。本项目的 实施，将大大提高淀粉的附加值，目前淀粉的售价为1450-1500元/吨左右，而淀粉基生物全降解塑料的市场售价为10000元/吨左右。因 此进一步提高了原材料的附加值，从而形成淀粉深加工的产品体系。1.4市场分析1.4.1国内市场前景降解淀粉塑料项目是采用现代化工科学技术，对淀粉进行特殊处 理，配以适量化学材料并运用通用加手段工制成的一种新型塑料，可 代替部分聚乙烯等聚合物，制成各种塑料制品，不仅具有传统塑料制 品相似的性能，而且生产成本低，具有生物降解性，有利于环境保护，因此有着广阔的应用领域和发展前景。1.各类包装制品：食品包装膜一次性生活用膜，一次性医用薄 膜，工业产品包装膜等种类繁多，2005年需求量220万吨，并呈每年 15%递增，用量大户为超市及百货大商场。由于这些膜制品的广泛使 用尤其是在大中型城市用量极大，而且不易回收处理，已对环境造成 严重的污染，国家和许多省市已发布规定尽量减少使用此类不可降解 的塑料薄膜制品。因此生物降解塑料薄膜的推广和应用，必将受到社 会的重视，其市场广阔，意义深远。2.一次性餐饮具：我国是一个人口众多的大国，每年消费的快 餐盒量相当惊人，且每年最少以20%以上的增长率增长，据调查，我 国1993年快餐盒用量为10亿多只,1995年达到30多亿只,2000年达到 120亿只。以一个中型城市为例，每一天的流动人口在100万人左右，每天消耗的快餐盒在50-80万只之间，据国家有关部门统计，2004年 快餐盒销售总额达75亿元人民币，相当于150亿只快餐盒。2005年中 国塑料包装材料需求量将达到550万吨，按其中1/3为难以收集的一次 性塑料包装材料和制品计算，其废弃物将达到180万吨；据农业部预 测，2005年地膜覆盖面积将达1.7亿亩，所需地膜加上堆肥袋、育苗 钵，农副产品保鲜膜、片、盒等需求量将达到120万吨；垃圾袋等一 次性日用杂品、建筑用网、不织布、医用卫生材料中一部分也是难以 收集或不宜收集的，预计其需求废弃物将达到440万吨，若其中50%采用EDP替代的话，则EDP市场需求量将达到220万吨，再加上作为资 源补充替代的产品，则2005年国内EDP总需求量将达到260万吨。另一 方面，我国EDP产品由于品质有保障，而成本相对较低，近年来澳大 利亚、日本、韩国等一些国家从减量化措施出发，对我国高淀粉含量 的聚烯煌部分生物降解塑料的市场看好，而纷纷来华洽谈贸易和协 作，目前进入国际市场的出口量达2万吨，预计2005年出口量将达到 20万吨。据此，2005年EDP国内外市场总需求量将达280万吨，在塑料 制品总计划产量（2500万吨）中占11.2%。这与国外发展趋势是基本 相符。随着我国人民生活水平的不断提高，快餐盒的使用量越来越大，特别是经济发达地区，旅游为主的地区，这些不可降解的废弃快餐盒 造成的“白色污染”更加突出，治理“白色污染”的任务更加紧迫。广州、浙江一些沿海城市，已经下令，要求逐步禁止使用不可降解的泡沫塑 料快餐盒，甚至不惜重金从国外引进降解快餐盒生产线，准备替代传 统的不可降解的泡沫塑料快餐盒，以减少的城市的“白色污染二国家经贸委已经于1999年发布了淘汰落后生产能力、工艺和产 品的目录（第一批），其中就包括“一次性发泡塑料餐具”。2001年初,国家经贸委又发布了国经贸厅贸易2001 30号关于餐饮企业停止使 用一次性发泡塑料餐具的通知其中更加明确地要求停止使用不可降 解的一次性发泡餐具。据统计，截止2000年12月底，已有三十多个省 市及有关部门发布或重新发布了禁止或限制使用一次性发泡塑料餐 具（含超薄塑料袋）的法规、规定或通知。铁道部已在全路各站、车 全面禁止使用发泡塑料餐具和发泡方便面碗、盒，一律使用新型可 降解的环保餐具；一些跨国餐饮企业也早已使用一次性环保餐具。显 而易见，这是一个前景非常广阔的市场，市场容量非常巨大。尽快采 用生物降解技术生产一次性快餐具能够在市场中占得先机，获取更大 的利润。3.各类生活用容器和用品：如花钵、食品托盘、筷子、盘、塑 料刀、叉、衣架、桌布、一次性手套等。这类用品具有价廉，使用方 便等特点，近几年来用量急剧上升，至2005年底其用量达到200万吨。由于其废弃后混杂在生活垃圾中占有相当大的体积，处理极为不便。这类材料的广泛使用也是造成“白色污染”一个重要的因素，所以在此 领域推广降解塑料也同样具有十分广阔的市场前景。4.农用薄膜：我国作为一个农业大国，1979年以来开始推广的 农膜覆盖栽培技术使市场对农膜的需求相当巨大。1980年农膜的覆盖 面积仅为2.5万亩，到1992年就达到了 5000万亩，而2004年农膜的覆 盖面积已经达到1.5亿亩。农膜的应用领域从最初的棉花、蔬菜，发 展到各类经济作物花生、瓜果、烟草和粮食作物水稻、小麦、玉米等 的栽培。农膜的推广和普及取得了明显的经济效益。据统计，1982 年-1987年农膜带来的增产效益71亿元；1978年-1989年地膜覆盖栽培 技术累计增产280亿公斤粮食和经济作物，至2004年更是达到了增产 1000亿公斤粮食和经济作物。从上面数字可以看到推广和应用可降解 农膜将会带来非常显著的经济效益。5.水土保护用品：我国荒山荒地的总面积达10800万公顷，可用 生物降解淀粉塑料制成生态垫、植被条、网等，用于荒山、荒地栽种 植被的水土保持工作。总的说来，降解塑料最突出的优点一是节约和替代石油，二是可 降解，不污染环境，它代替普通塑料已是发展的必然趋势，普通塑料 制品的升级换代也是势在必行。以全国年产量200万吨包装制品、150 亿个快餐盒、用量巨大的生活日用品、农用膜等计算，市场非常巨大，而国际市场前景就更加广阔。欧美、日本等国家生物降解塑料目前前 年产量已突破500万吨，其对降解塑料需求非常旺盛，每年以3-5%的 速度在增长，我国加入世界贸易组织后大量的出口产品包装，将逐渐 要用生物降解塑料制品，据预测，目前这一市场规模达300亿元。因 此，这一巨大的市场机会，谁先抢占，谁就会赢得较大的超额利润。从上个世纪末到本世纪，世界各国对环境保护日益重视，国际可生物 降解聚合物协会(IBAW)的最新研究报告指出,在2001年至2003年 间，全球可生物降解塑料的使用量增加了一倍，使用总量已升至14 万吨/年。IBAW称，虽然这个数字中还包括了以石油为原料的可生物 降解材料，但现在只要在技术许可的条件下生产者都会尽可能地使用 天然可降解材料。面对巨大市场，国内已有多家企业投入生物降解塑料领域。目前 我国企业生产的生物降解塑料产品主要集中在以下几类：聚乳酸、二 氧化碳共聚物、淀粉基塑料、微生物发酵法生产的P HB等。其中内蒙 古蒙西高新技术集团公司、中科院广州化学研究所、浙江大学等在二 氧化碳共聚物塑料开发方面走在了前面。武汉华丽科技有限公司生产 的淀粉基生物降解塑料在国内市场也有一些影响。但是目前国内生物 降解塑料市场还是存在产品种类比较单一、价格较高的问题。本项目所开发生产的生物降解塑料产品具有非常高的性能价格 比，具有很强的竞争力。1.4.2国际市场国外生物降解塑料的生产和应用已有10多年的历史，尤其近年来 发展极为迅速。据F reedoia公司报告，美国生物降解塑料制品的销售 量2004年已达到300万吨；加拿大生物降解塑料制品的销售量2004年 已达到30万吨。另据美国Structure Analysis&Survey调查，在欧 洲和日本，降解塑料和发展将更快，预计郅005年，美国将失去此领 域的支配地位，美国在世界降解塑料中的市场占有率从1990年的60%降至41%,而欧洲将从38%升到53%,日本从2%上升至6%。从降解塑料应用领域分析，在北美1990年降解塑料总销售量88万吨中，用量最大的是包装领域，达76万吨，包括包装袋类56万吨（其 中垃圾袋47.5万吨，购物零售袋等8.5万吨），饮料罐提环10.5万吨，其他包装9.5万吨。其他有无纺布（卫生用）5.5万吨，农业用2.5 万吨，其他领域4万吨。预计至1994年降解塑料在包装方面用量将达 到161万吨，无纺布为14.5万吨，农业用膜为7万吨，其他10万吨。预 测至2005年，包装材料用量将达到248万吨，无纺布达到30万吨，农 业用膜达到16万吨，其他达到26万吨。1990年-1995年,包装用膜年 平均增长率为16.2%,无纺布为21.4%,农业用膜为22.9%,其他领 域为20.1%。1995-2000年的年平均增长率，在包装方面为7.5%,无 纺布为12.9%,农业用膜为14.8%,其他领域为17.3%。预测降解塑 料主要的市场领域有：通过分析塑料制品的应用领域和生物降解淀粉 塑料的实用性，淀粉塑料制品可以有以下六大类进入社会生产和生活 领域。一是包装制品领域，它包括日常包装，如购物袋、垃圾袋等，食 品和餐饮包装如快餐盒、杯、盘、航空餐具、软饮料瓶、糕点糖果、化妆品、洗发香波、洗涤液等包装，工农业产品包装如设备、仪器防 锈防电磁包装、农副产品运输包装等，以及其它的生活用品包装。二是工农业用塑料制品领域，制品形式有工业用塑料管材、各种 构件和包装工具；各种地膜、遮阳网、防虫网、无纺布、反光幕、保 温复合卷材、保温幕、保温被、育秧盆、育苗钵、育苗棚以及农药和 肥料用的缓释性包覆材料、保鲜膜、养殖器材、播种包衣等。三是各种日用品，涉及生活用品、办公用品和文具等等，制品主要有如尿布、洗衣袋、一次性内衣、拖鞋、生理卫生用品、电脑外壳、键盘、磁带盘和磁带以及IC底板、便携式电话、文具盒、笔座、文件 夹、一次性圆珠笔等等。四是土建工程用品，涉及市政建设、绿化、道路建设、