生物降解材料：前景、多元化應(yīng)用和案例實踐

1、生物降解材料：前景、多元化應(yīng)用和案例實踐導(dǎo)讀：從生物降解材料的生態(tài)效益來看，生物降解材料不僅可以大幅減少廢棄塑料對環(huán)境造成的影響，同時也是實現(xiàn)資源循環(huán)和利用的有效載體；從生物降解材料的經(jīng)濟(jì)效益來看，生物降解材料包含PLA、PBS、PBAT、PPC、PCL、PGA、PHA等多個細(xì)分材料，每一種材料都擁有不同的特性，并且通過改性處理后，又能夠有效應(yīng)用在生物醫(yī)療、衛(wèi)生健康、紡織纖維、汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、3D打印、建筑涂料等多個領(lǐng)域，彰顯了其巨大的市場前景和潛力。前瞻產(chǎn)業(yè)分析院長期跟蹤著生物降解材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和動態(tài)，并且在全國重點區(qū)域接受了多個咨詢項目，并且根據(jù)實際項目，給予政府和企業(yè)提供了行之有效的

2、解決建議。圖片來源：攝圖網(wǎng)一、未來的材料之星生物降解材料1. 生物降解塑料應(yīng)用市場巨大，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展生物降解材料領(lǐng)域方興未艾，有廣闊的市場空間。生物降解塑料是生物降解材料現(xiàn)階段最明顯，也是體量最大的一個應(yīng)用場景，其主要用于對傳統(tǒng)非可降解塑料的替代，以此來解決傳統(tǒng)塑料所產(chǎn)生的“白色污染”問題?？梢哉f，生物降解材料不僅可以大幅減少廢棄塑料對環(huán)境造成的影響，同時也是實現(xiàn)資源循環(huán)和利用的有效載體。圖1：生物降解塑料的降解過程2. 生物降解材料應(yīng)用廣泛，潛在市場巨大生物降解材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，還能夠在生物醫(yī)療、衛(wèi)生健康、紡織纖維、汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、3D打印、建筑涂料等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更好的應(yīng)用，彰

3、顯出巨大的市場潛力和發(fā)展前景，可以說生物降解材料是新時代下的“工業(yè)味精”。從Nova Institute數(shù)據(jù)中得知，目前從全球產(chǎn)能來看，生物降解材料的產(chǎn)能是要大于非生物降解材料的產(chǎn)能的，并且隨著時間的推移，今后新增的產(chǎn)能將會集中在生物降解材料上，而并非傳統(tǒng)的非降解材料上，前景十分廣闊。圖2：2020年全球生物降解材料及應(yīng)用分布情況從應(yīng)用領(lǐng)域來看，目前生物降解材料應(yīng)用在多個領(lǐng)域，其中包括軟包裝、硬包裝、消費品、紡織業(yè)、農(nóng)業(yè)、園藝、建筑業(yè)、涂料、電子等領(lǐng)域，其中應(yīng)用體量最大的領(lǐng)域仍然是包裝行業(yè)，其中生物降解材料占據(jù)了47%的市場份額。圖3：2020年全球生物降解材料及應(yīng)用分布情況二、生物降解材料的

4、多元化發(fā)展目前生物降解材料根據(jù)原料來源可將其分為生物基和石油基兩類。生物基塑料的基本原料是可再生的天然生物質(zhì)資源如淀粉（如玉米、土豆等）、植物秸稈、甲殼素等，生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯類聚合物(PHAs)、全淀粉基、纖維素等。石油基塑料則是以石油石化產(chǎn)品為單體形成的，石油基可降解塑料包括二元酸二元醇共聚酯系列(聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇(PBAT)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等。由于不同材料具有不同的特性，因此不同材料也能夠?qū)?yīng)著不同的應(yīng)用領(lǐng)域。目前在我國市場上形成工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，并占據(jù)較大市場份額的主

5、要為PBAT、PBS、PLA等。PPC、PCL、PGA、PHA等用作功能型材料。表1：不同材料的特點以及應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品PLAPBSPBATPPCPCLPGALDPE玻璃化溫度高低低較低低適中低熔點高適中適中高低高適中斷裂強度適中適中適中適中低高適中斷裂伸長率差適中高高高一般適中水汽阻隔性一般未知差高一般高高氧氣阻隔性一般未知差高未知高差降解速率適中快適中適中慢超快不應(yīng)用領(lǐng)域一般塑料如薄膜、飯盒等一次性用品、紡織、3D打印、生物醫(yī)療等領(lǐng)域包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料等食品包裝、醫(yī)用材料、膠黏劑以及工程塑料等油氣開采(橋塞、壓裂球等)、手術(shù)縫合線、骨釘?shù)?/p>

6、醫(yī)療領(lǐng)域及膜、包裝材料、一次性用品等領(lǐng)域塑形材料、玩具、外科縫合線、骨釘、長效藥物的控制釋放載體等農(nóng)膜、包裝膜、電線電纜、管材、涂層制品等其中，PLA和PBAT/PBS產(chǎn)業(yè)化程度最高，所覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域相對較廣，下游的應(yīng)用能夠?qū)τ谠牧线M(jìn)行有效支撐，國內(nèi)外重點企業(yè)紛紛在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了布局。而PPC、PCL、PGA、PHA等為代表的新興生物降解材料，由于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模難以支撐、產(chǎn)業(yè)化重點問題難以解決、產(chǎn)業(yè)化成本過高等多方面原因，暫未在全球范圍內(nèi)形成較大的產(chǎn)能。圖4：2019年國內(nèi)外生物降解塑料產(chǎn)能情況從全國來看，PGA、PCL、PHA和PPC的產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PLA和PBS/PBAT材料，從重點企業(yè)以及

7、發(fā)展現(xiàn)狀來看，目前這四類新型材料具有發(fā)展前景，但目前各類產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化仍然存在一定的問題。圖5：目前四大新型生物降解材料發(fā)展情況三、生物降解材料產(chǎn)業(yè)的案例實踐對于生物降解材料產(chǎn)業(yè)而言，我們一直在跟蹤這個新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展問題以及發(fā)展趨勢，并且也在全國多個區(qū)域接觸到了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)咨詢項目，在實踐中我們結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)分析能力和成熟經(jīng)驗，為部分區(qū)域的政府和企業(yè)提供了行之有效的解決建議。案例連接：云南臨滄工業(yè)園區(qū)（高新區(qū)）產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 HYPERLINK /neeq/zhengquan_831339.OC.html 臨滄工業(yè)園位于云南省臨滄市臨翔區(qū)，臨滄工業(yè)園區(qū)始建于2004年，經(jīng)過10余年的發(fā)展，于2017年獲批省級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。目前，臨滄高新區(qū)是云南省新型工業(yè)化重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要重點建設(shè)的30個園區(qū)之一，也是省重點培育的50個百億園區(qū)之一。2019年，國務(wù)院批復(fù)同意臨滄市建設(shè)國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)，臨滄以“邊疆多民族欠發(fā)達(dá)地區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”為主題，重點針對特色資源轉(zhuǎn)化能力弱等瓶頸問題，探索跨越式發(fā)展新思路。圖6：臨滄工業(yè)園區(qū)特色生物資源轉(zhuǎn)化組團(tuán)示意圖前瞻產(chǎn)業(yè)分析院結(jié)合市場趨勢、當(dāng)?shù)厣锒鄻踊馁Y源優(yōu)勢、臨滄并不具有優(yōu)勢的交通現(xiàn)狀、其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)性以及國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)所帶來的創(chuàng)新資源優(yōu)勢等內(nèi)容，重點討論了生物集