聚乳酸的生产和应用正在加快

　　聚乳酸是以速生资源玉米为主要原料，经发酵制得乳酸，再经化学聚合而制成的全新降解塑料，具有良好的生物相容性和生物降解性用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降能，该产品的研发备受美、德、法等国的重视。  

　　卡吉尔-陶氏聚合物公司2002年在美国内布拉斯加州巴拉尔建成14万吨/年聚乳酸生物降解塑料装置。该装置以玉米等谷物为原料，通过发酵得到乳酸，再以乳酸为原料，聚合生产可生物降解塑料聚乳酸。该公司到2009年，拟将美国聚乳酸生产能力达到45万吨/年，并转让该技术在亚洲、欧洲和南美建厂，预计10年后生产能力达到100万吨/年。并通过改进技术以降低生产成本，预计7年后，聚乳酸的生产成本、销售价格可达到与通用热塑性塑料相竞争的水平。聚乳酸主要用于包装和纤维两个领域（各占50%）。  

　　卡吉尔-陶氏公司与意大利Amprica公司和台湾威猛工业公司（WMI）合作，推进卡吉尔-陶氏公司由谷物生产的聚合物Nature  Work聚乳酸（PLA）用于包装材料。这种聚合物可与石油生产的塑料共混，和像石油生产的塑料一样使用。NatureWorks树脂的包装性能等同或优于传统的以石油为原料的聚合物包装材料，有高透明度、高光泽度等优点，并有持久宜人的香味，可耐绝大部分食品中的油脂，热封起始温度低（80℃），热封强度高。它可以加工成薄膜、刚性瓶和各种容器，亦可拉伸取向，采用现有设备热成型、涂覆和印刷。意大利IPER超市的22个连锁店所有新鲜食品已都采用独特的塑料包装材料———聚乳酸(PLA)树脂生产的包装产品。Amprica公司（欧洲面包和方便食品市场用热成型包装材料生产商）已成为卡吉尔-陶氏公司的策略合伙人，该公司正在用PLA聚合物代替现用塑料，包括PET、PVC和PS。卡吉尔-陶氏公司也与威猛工业公司（WMI）合作推动PLA聚合物包装材料在台湾地区的应用。WMI公司在台湾地区用PLA聚合物生产终端用途的包装材料，商品名为Nature  Gree（大自然绿色材料）。台湾地区最近已禁止石油生产的塑料用作购物袋和便携品。  

　　美国从事生物塑料生产的Cereplast公司为满足美国客户不断增长的需求，已进一步扩大了其在加州生产装置的生物塑料能力。该公司从聚乳酸（PLA）、淀粉和纳米组分添加剂生产100%的生物基塑料，扩建的装置将使其新生产线的生产能力提高到1.8万吨/年。新生产线的投运，使该公司成为美国第二大生物塑料树脂生产商。向Cereplast公司供应PLA的Natureworks公司（卡吉尔-陶氏）位居第一，其在Nebraska.拥有1.4万吨/年装置。  

　　EMS依汶达费瑟（Inventa  Fisher）公司也使其基于聚乳酸（PLA）的生物降解聚合物生产工艺推向工业化，该公司与德国AIB农业技术研究院和FIAP聚合物研究院合作，在德国农业部支助下，开发了基于淀粉的技术生产PLA。该公司投资3000万美元在德国东部建设3000吨/年PLA验证装置，并放大到2.5万吨/年。该工艺可使谷物、裸麦或小麦通过连续发酵转化成乳酸，乳酸再聚合成PLA，提纯过程采用膜法工艺。该公司在AIB农业技术研究院拥有中型发酵和提纯装置，在FIAP聚合物研究院拥有聚合和缩聚装置。PLA产品用于制造可生物降解的食品容器和包装物。该公司将在两年内使用该工艺生产纤维级PLA。该技术可应用于大达10万吨/年的装置，生产费用约为1.25  欧元/千克，而3000吨/年装置生产费用为2.2  欧元/千克，与其他工程塑料相比也具有较好的经济竞争力。  

　　日本NEC公司开发出电子应用规格的生物降解塑料，材料中含聚乳酸（PLA）和20%名为Kenaf（泽麻）的天然纤维。这种新材料用于电子产品包装，即包封硅芯片。据称，以前没有一种生物降解塑料能达到电子包装要求的耐热性和刚性，而这种新材料的热变形温度为120℃，几乎比不增强的PLA（67℃）高一倍，弯曲模量7.6GPa，也高于不增强PLA的4.5GPa。新材料将替代ABS和玻纤增强ABS。  

　　日本尤尼奇卡公司与丰田工业大学合作，结合尼龙纳米复合材料和聚乳酸树脂技术，推出注塑级聚乳酸纳米复合材料新产品。该新产品以聚乳酸和层状硅酸盐为原料，采用熔融配混法工艺。注塑级聚乳酸纳米复合塑料大幅缩短了制品成型时间，并显著改善了制品的刚性和耐热性，不仅是目前刚性和耐热性最好的生物降解塑料，甚至还超过了PS、ABS和PP等其他塑料，因此这种纳米生物降解塑料不仅可用于民用产品，也可用于电子设备外壳等工业产品。该新产品现有3个牌号：耐用和高刚性牌号TE－8210、高刚性牌号TE－7307和低密度牌号TE－7000。  

　　日本NEC（日电）公司已开发出阻燃级生物降解塑料，用于电子工业制品，该材料以聚乳酸（PLA）为基础树脂，不含有毒助剂，是一种环境友好材料。该产品已通过美国两种阻燃试验，添加的阻燃剂为一种安全无毒的无机材料，开拓了生物降解塑料在电子产品上的应用。这种新材料有一定耐热性，可采用注塑机加工成形，强度与玻纤增强聚碳酸酯相当。  

　　日本NEC公司以植物为原料，在世界上率先开发成功具有超过不锈钢热传导能力的生物塑料。据介绍，NEC开发的新材料具有以下特征：其一，在以玉米等为原料的聚乳酸树脂中，通过添加、混合特定长度的碳纤维和特定的粘合剂，使树脂中的碳纤维互相结合，形成网眼状，达到高度的热传导性。该材料添加10%的碳纤维，热传导率可以达到不锈钢的水平；添加约30%，可达到不锈钢的2倍。其二，除碳纤维以外，包括粘合剂的原材料，大部分都是由植物中得来。新材料的强度和易塑性可以满足电子产品外壳要求。  

　　日本电子产品大型生产商NEC公司在其产品中采用生物塑料替代常规塑料。该公司到2010年将使其电子产品塑料部件的10%以上用生物塑料替代由石油制造的塑料。现在一些电子生产商已开始使用生物塑料。其关键材料将是由Kenaf纤维增强的特种聚乳酸（PLA），NEC公司己于2004年9月开始用于一些标准化插件。使用这种材料的手机外壳模型和手机也己展示。NEC公司将于2006年将PLA/kenaf复合物用于手机外壳。Kenaf纤维用于增强PLA的耐热性和刚性。20%Kenaf纤维增强的PLA复合物的抗冲强度可高于20%玻纤增强的ABS。它可通过单螺杆挤压机在低剪切下混配，并掺混增柔剂。大批量生产将与Yunichika公司共同进行。使用金属氢氧化物阻燃剂体系的无卤、无磷阻燃PLA/Kenaf品种已经开发，将于2007年应用于电脑外壳。  

　　NEC公司开发了使用生物塑料聚乳酸（PLA）的新型复合材料，应用于电子设备，如手机。NEC公司称，PLA-碳纤维复合材料与不锈钢相比，有较高的导热性。在电子产品外壳中应用，该材料可通过整个外壳表面释放出由电子部件所产生的热量，并可降低邻近部件外壳温度的升高。NEC已进行了好几年改进PLA性能的工作，包括使用kenaf作为天然纤维增强剂。预计到2009年3月的财年，该公司可大量生产这些生物塑料复合材料，将应用于电子产品外壳和其他新的用途中。在高热的复合材料情况下，碳纤维可与独特的生物质基粘合剂交联在一起。这些材料和工艺过程已由NEC公司开发成功。碳纤维在PLA中的交联结构可达到高热的扩散。NEC称，采用10%的碳纤维含量，PLA复合材料的热扩散能力可与不锈钢相媲美；采用30%的碳纤维含量，PLA复合材料的热扩散能力是不锈钢的二倍。这一材料在PLA树脂板的水平方向有好的热传导性，而对金属板而言，要达到这一特性通常是困难的。  

　　日本富士通电子集团采用更具抗冲性的生物聚合物用于手机外壳。该公司与东丽工业公司合作，采用聚乳酸（PLA）材料与具有高玻璃过渡温度的聚碳酸酯混配成合金。据称，这种新的聚合物合金具有与PLA相同的抗热性和模塑性，但抗冲性提高50%。富士通公司计划在未来手机的款式中使用这种新的塑料，以减少使用石油基塑料。该公司于2002年使用谷物生产的PLA在世界上首次制造笔记本电脑外壳部件。此后与东丽一起，于2005年采用有高抗热性、低可燃性和良好模塑性的PLA生产笔记本电脑整个外壳。  

　　巴斯夫公司开发了新的生物降解塑料材料，其组合了该公司可生物降解的、但基于石化生产的Ecoflex聚酯与基于谷物生产的生物塑料聚乳酸（PLA）。首次推出的Ecovio  LBX  8145等级产品含有45%（m）PLA，PLA在化学上与Ecoflex聚酯相链接。将首次应用于购物袋柔性薄膜。在欧洲，Ecovio己在欧洲推向应用。商业化应用于2006年3月开始，并于2006年下半年推向亚洲和北美。巴斯夫将提供这些组分，由加工商将Ecoflex和PLA组合成软性或硬性配方，用于注模或深度冲压。Ecovio由谷物生产的聚乳酸45%与巴斯夫公司Ecoflex生物降解塑料（一种基于石化原料的聚酯）55%组成。该公司于2006年初在德国路德维希港现有的混配物装置上生产Ecovio。据称，需求已超过供应量。  

        欧洲可生物降解塑料生产商在耐温聚乳酸（PLA）开发和生产方面取得了突破。这种新的材料称为Hycail  XM  1020，可耐温200℃而不变形。盛有脂肪和液体食品的材料经微波加热也不变形或应力破坏。用这种材料制作的杯子盛有橄榄油，可经受205℃下微波加热达30分钟。这种Hycail材料增强抗热性而不影响其他性质，如透明度、可加工性和强度。据称这种材料是PLA技术真正的戏剧性变化，它使PLA推向了高性能热塑性塑料领域。Hycail  PLA材料在荷兰Noordhorn的生产装置每年已生产数百吨，并准备建设产能至少为2.5万吨/年的大型装置。  

　　一项由英国政府部分资助的项目开发了一种生物降解增塑剂用于薄膜和其他软包装所用的聚乳酸（PLA）中。DIBOP（内在可生物降解包装材料开发）项目由Aston大学与特种化学品生产商Robinsons  Brothers公司合作完成，并有包装袋和薄膜供应商欧洲包装公司（Europackaging）、从事技术的ThermoPrism公司和GSK公司参与。该DIBOP项目得到英国政府可持续发展技术启动计划的支持，它使常规硬PLA的柔性得以改进，将它撕裂以前的延伸度可从5%提高到320%。这种改性剂基于PLA与聚乙烯乙二醇（PEG）之间生成的嵌段共聚物。这种改性的PLA可在混合料中在20~25天内消失。这类增塑剂重要的一点是可被生物降解，它们在产品中的用量为助剂的10%~20%。在必须将它们与产品混合的催化剂体系的属性方面也取得重要进展，己做到可控制这类助剂的分子结构。该项目开发对PLA-PEG嵌段共聚物合成所用的锡基催化剂实现了无毒替代，新的钾基催化剂达到了共聚物的高效合成，对食品工业包装应用具有安全性优点。在DIBOP项目完成实验室试验之后，用于生产塑料袋的全范围系统已经建立，同时该类助剂己实现工业规模生产。据称，进一步研究的新的包装产品可望在4~5年内在市场上出现，也可能是在开发新的药品分送系统中生物医药的重要应用。  

　　杜邦包装公司于2007年5月中旬宣布，正式向市场推出食品级聚乳酸（PLA）生物塑料如卡吉尔公司NatureWorks树脂用的助剂，该种助剂已经FDA认证，是可大大改进性能的Biomax品牌助剂。Biomax  Strong  120等级产品可克服聚乳酸食品包装的天然脆性，可改进韧性，并能使对透明度的影响达到最小限度。据称，该改性剂的FDA认证与欧美食品法规相一致。杜邦公司已于2006年9月推出其第一款Biomax助剂。该石油化学基助剂可提高聚乳酸产品的抗冲强度、柔软性和熔融稳定性。  

        巴斯夫公司原有的Ecovio生物可降解塑料于2006年初推出，由45%的聚乳酸（PLA）和55%Ecoflex组成，但现已试验成功Ecovio  L  Foam，它含有75%的PLA。应用目标是包装工业，尤其是快速传递食品箱和食品盘，计划于2008年商业化应用。巴斯夫在德国路德维希港的混配工厂生产Ecovio生物可降解塑料。  

　　聚乳酸衍生物生产商CSM麾下的Purac公司己在寻求生产聚乳酸基生物塑料的替代原料来源。该公司将采用丙交酯以发展其现有的PLA业务，这将为受限制的聚乳酸（PLA）市场提供新的技术和经济解决方案。现在，领先的塑料生产商都在研究如果满足2009/2010年未来的PLA需求问题。除了其专利的丙交酯以外，Purac公司还采用D(-)技术拓展其PLA业务，据称，采用混配(D-)  和L+  PLA聚合物就可使生物塑料经受至少175ºC的温度，如应用于热灌装瓶、微波炉和电子和汽车零部件。据Purac公司称，采用丙交酯作为生产PLA的单体，就跨越了现有塑料工业中加快PLA市场发展受到限制的技术障碍。丙交酯技术将使塑料工业的生产成本和投资降低，将为PLA市场的发展作出大的贡献。