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1、绿色塑料聚乳酸项目投资计划书 一、聚乳酸材料项目背景聚乳酸（PLA）是一种以可再生的植物资源为原料经过化学合成制备的生物降解高分子。它是一种热塑性脂肪族聚酯，玻璃化转变温度和熔点分别是60和175左右，在室温下是一种玻璃态的硬质高分子，其热性能与聚苯乙烯相似。它具有完全生物降解性和植物来源两个特性，机械性能良好，柔性和热稳定性高，不变色，对O 2和H2O有良好的透过性，又有良好的透明性和抗菌、防霉性，使用寿命可达2-3年，是一种真正的生物塑料，30天内在微生物的作用下可彻底降解生成C2O和H2O。缺点是脆性高，结晶慢可分别通过和己内酰胺等共聚和添加结晶促进剂（滑石粉）后退货处理加以改性，结晶度
2、可达40%及热变温度提高到116-121。目前塑料制品被广泛应用在各个领域，它在给人们生产、生活带来极大方便的同时，“白色污染”也对生态系统造成了严重的威胁。而且，其原料主要来源于石油类不可再生资源，这势必将引起严重的能源和人类生存危机。聚乳酸比石油产品为原料生产的聚合物低30%-50%能耗聚乳酸聚乳酸55或富氧及微生物的作用下会自动分解，最终生成CO2和H20，不污染环境。因此，聚乳酸聚乳酸聚乳酸聚乳酸 150 ，刚性是以往的聚乳酸2倍，大大缩短了成形时间。Natureworks公司的PL纤维2004年开始进入我国市场，非纤维用途的PLA树脂2005年2月进入我国市场。我国目前已建的聚乳酸生
3、产线规模普遍较小，通常为几十吨或几百吨中国科学院长春应用化学所的聚乳酸生产技术已取得了突破性进展该研究所与企业合作已经拥有30吨/年的生产能力成都迪康中科生物医学材料有限责任公司已经建成了年产“聚-DL-乳酸500公斤”的中试生产线完成了按GMP标准3000平方米生物医学制成品车间的建设工作，实现了聚乳酸可吸收骨内固定螺钉的商品化该公司在2002年完成销售收入1000余万元年产聚乳酸2000公斤可吸收医用防粘连膜100万张，成为我国生物医学材料产业化示范基地江苏九鼎集团自2000年开始涉足聚乳酸产品的研究开发工作，致力于开发低成本的通用型聚乳酸，2004年获得成功，同时开始和德国合作目前该公司
4、已能生产出薄膜级、纤维级等多个分子量级别的通用型聚乳酸，产品可用于加工从工业到民用的各种塑料制品如农用地膜、聚乳酸纤维、高档的可降解餐具、食品包装，超市方便袋、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、可降解旗帜布等等目前该公司正建1000吨/年生产线，拟建10,000吨/年薄膜、包装用聚乳酸生产线这一技术较为成熟的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸“绿色包装材料“是在1987年联合国与发展委员会的我们共同的未来的报告中首次提出的概念，1992年通过了里约环境与发展宣言在世界范围内开始掀起了一个以保护
5、生态环境为核心的绿色浪潮。对于我国加入WTO后，发展“绿色包装工程”是迎接世界经济全球化，冲破国际绿色贸易壁垒和促进可持续发展战略实施的必然选择。我国是一个出口大国，同时也是一个包装废弃物产生大国，所以我国包装行业从保护环境、节约能源、节约资源的角度出发，走可持续发展的道路已经成为必然的选择。2004年12月我国修订了中华人民共和国固体废物污染环境防治法，许多地方性法规如杭州，规定从2005年1月1日起禁止当地市场和商店使用不可降解塑料袋；2008北京奥运会，北京将借此机会重塑形象，其中三大主题是绿色奥运、科技奥运和人文奥运；2010上海世博会已经开始长期规划，政府将支持十五攻关L-乳酸和聚乳
6、酸（特别是“一步法”聚乳酸）项目、“863”计划农膜等的开发项目；国家中长期发展规划的初步确定在聚乳酸/生物降解塑料/生物质能领域投资11亿美元；同时国家发改委支持改性淀粉塑料企业，如天津丹海等。以上是近年来我国对生物可降解材料相关法律法规，可以看出政府对此高度重视，以各种方式支持和推进生物降解塑料，并出台了多项优惠政策如无息贷款、免征税收以及多项政府补贴等。四、聚乳酸材料项目技术方案和设备方案1.工艺流程及主要设备选型PLA的结构就是乳酸单体的重复结构，乳酸的获取主要有两种途径，即化学合成和微生物发酵法。国外发酵法占70%，化学合成法占30%,我国目前则全部采用发酵法。微生物发酵法制备乳酸可
7、以用各种精制的、未精制的甚至废弃的糖类用作生产乳酸。目前已开发的连续细胞循环系统是一种有效提高乳酸产率的生物反应器，该反应器配有一个超滤单元的连续搅拌罐式反应器，可以利用葡萄糖生产出乳酸，浓度为35g/L,生产效率为75g/L?h，采用这一方法，估算DL乳酸生产的成本是1.2美元/kg。下表列出了实验原料。名称分子式分子量密度 g/ml沸点（熔点）纯度（含量）生产厂家形状乳酸C3H6O3901.20601885%山东淄博乳酸厂浅黄色液体。无气味，具有吸湿性金属锌粉657.14419.5AR国药集团化学试剂有限公司乳酸锌C6H10ZnO6?3H2O81.5%上海君创生物科技有限公司白色颗粒或结晶
8、粉末、味甘甜、易溶于热水乙酸乙酯C3H6O274AR上海联试化工试剂有限公司无色透明液体，能刺激眼，皮肤二氯甲烷CH2Cl21.32639.8AR上海试剂厂无水乙醚740.7145-49AR上海光铧科技有限公司无水乙醇C2H6O460.789378.5无上海振兴化工厂色透明，具有特殊香味的液体用间歇式搅拌反应器和组合,进行连续的熔融聚合实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的达150000的聚乳酸。利用双螺杆挤出机将低的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为150、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸
9、的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均匀性变好。通过DSC的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。PLA最大的制造商是美国公司，其次是中国的海正，他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用2004年上涨了40%以上，达到约10,000元/t；PVC约10,000元/t；PE根据等级不同在10,000-13,000元/t之间；PP约11,500元/t（1450美元/t）；PS约12,000元/t 1500美元/t ；热塑级PLA长期大宗定单约 14,000元/t
10、 税前11,000元/t出厂价 ；纺粘级PLA长期大宗定单约 20,000元/t 税前14,000元/t出厂价 。纤维有棉花纤维约1800美元/t 14000元/t ；粘胶纤维约2000美元/t 16000元/t ；PLA 纤维约4500美元/t 35000元/t 。如果免税在中国制造聚乳酸，热塑级聚乳酸价格与传统塑料相当。而对于中国未来聚乳酸与降解塑料市场，一次性包装约150万吨/年，PP无纺布约30-60万吨/年，PE 地膜约100万吨/年，短保质期PET瓶子约1万吨/年，其它领域有一次性医用材料（输液管等）聚乳酸及降解塑料的未来市场大小取决于其价格和性能（如更好的气体阻隔性）。2010年
11、塑料使用总量已达8000万吨（中国科技部中国生物技术发展报告），如利乐纸盒生产120亿盒/年，0.38-0.28元/盒 来源：中国包装协会）。现阶段聚乳酸瓶是短保质期、无碳酸产品可用于储存鲜牛奶、鲜橙汁、矿泉水等，但由于其气体透过性强，不能用于碳酸饮料（如可口可乐、百事可乐）。下图是聚乳酸的价格趋曲线，可以看出聚乳酸的价格在过去的12个月里降低了60%。这将有利于降低PLA等生物降解树脂和袋制品的成本，随着石油价格上涨以及PLA大量推广使用带来的树脂成本下降，PLA和石油基塑料PET的价格差将会逐渐缩小，最终有望完全取代PET等其他石油基塑料。六、聚乳酸材料项目投资估算我国政府于2005年3月
12、批准了生物质能项目，启动聚乳酸计划预估2020年中国聚乳酸需求量达800-1000万吨/年。我国首家工业化规模计划须大于50,000 吨/年甚至100,000 吨/年的聚乳酸工厂规模效应，然而，一个70,000吨/年的聚乳酸厂需要90,000吨/年L-乳酸（大于全国目前乳酸产能），所以我国可能是未来聚乳酸的最大市场。在美国的布莱尔市内布拉斯加有一年产14万吨聚乳酸厂，其在1994年投资办厂共3亿美元建造了6000吨中试厂，破土动工到首次生产历时19个月，在2002年1月正式投产生产，直到同年的12月，其生产能力已达18万吨聚乳酸。由于聚乳酸良好的完全生物降解性能和环保，健康，以淀粉为原料可持续
13、供应的优点，完全符合循环经济原则，同时不受油价影响，其市场已逐渐扩大的各个领域。例如食品包装市场有熟食、面包、糕点包装、蔬果农产品包装、瓶子（只适用冷藏、短保质期产品）、一次性餐盒和托盘；收缩薄膜包装有家电及消费品市场、家电外壳和刚性包装、信封透明窗口膜；纤维市场有服装被褥、毯子和毛巾、无纺布等等。为最大程度的减少成本，在我国建设5万吨/年的生产装置至少需五到十亿人民币，并且要花费数年时间，其生产配合和工艺技术等方面比起国外已有经验的厂商来说还有许多不足，所以根据与市场部的综合调查，目前世界上最大的PLA生产公司Natureworks LLC正在有意向在我国建厂并寻找合作伙伴，这样就可以借用其
14、成熟的工艺生产技术，同时利用我国廉价的劳动力成本和享受政府推出的无息贷款、免征税收等一系列相关的优惠政策，最大程度的降低成本，估算需投资36亿人民币初步建设10000吨/年的生产设备，在适度增长市场后可讨论合作建立50000吨/年工厂。七、参考文献1陈教材出版中心.20052出版社出版.20084李群、代斌主编.绿色化学原理与绿色5吴景梅、邰燕芳.聚乳酸合成方法的.6 6蔺卫滨、郭利.PLA纤维及其制品的应用 7朱美芳、许文菊.绿色纤维和生态纺8王胜东、沈新元、9朱振宇.西安理工大学硕士毕业论文-可降解塑料聚乳酸 PLA 合成工艺研究.201010邱威杨、邱贤华主编.淀粉塑料-降解塑料研11出
15、版社出版.200812Singh,S;Ray,SS.Polylactice based nanostructured Biomaterials and their appliciations.JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTE CHNOLGY,2009 7 8 :2596265113Pillai,SK;Ray,SS;Moodley,M.Purification of single-walled carbon nanotubes.JOUNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTEDCHNOLOGY,2010,10 9 :3011304714Weiss
16、,PS;Lewis,PA.Approaches to uncertainty in nanomaterials. ACSNANO,2011,2 3 :393393 2010届 宋德娟 2011-11-30 ekViwdSeekCurrentPageHeaderSelection.WholeSSelection.DeletewdCharactSelection.HeaderFooteilection.HeaderFootei.SeekViwdSeekCurrentPageFovePaDeletewdCharactSelection.HeaderFootei.SeekViwdSeekCurrent
17、PageFovePaViwdSeekCurrentPageFoveVieweekCurrentPageHea Selction.WholeSSelection. View.SeeVieweekCurrentPageHeaIctivedOutlineViewTheActiveWi.TypwdPrintViewActivection.ParagraphFormat.LineSpacingLinesToPointsSelecSelec1iveWitSpecialwdPaneNoneThenActiveWindow.PanestiveWi.TypewdNormalView.SeekViwdSeekCurrentPageFooteVieweekCurrentPageHIfHeaderSelection.WholeSSelection.DeletewdCharactSelection.HeaderFooteindow.ActiveDeletewdCharactSwActiveWindowA.SeekVieweekCurrentPageHIfHeaderSeleeWi.SeIf
