TPS淀粉基降解材料吹膜工藝

  淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，親水性極強(qiáng)，直接加熱時(shí)沒有塑化熔融的過程。

  因此，常向熱塑性淀粉中添加小分子塑化劑，通過塑化劑使淀粉能夠在擠出、注塑等高溫剪切作用下表現(xiàn)出熱塑性。這個(gè)過程稱為淀粉改性或者淀粉熱塑性處理，改性后的原料一般成為熱塑性淀粉（TPS）。

  將粒度d50為4.95μm的玉米淀粉放入115℃的KFP-1000L干燥箱內(nèi)，烘干8小時(shí)，使水分含量在900ppm以內(nèi)，將甘油和淀粉按照100:30比例在高混機(jī)中混合均勻，之后投料入長徑比36:1、直徑40mm的同向雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過水槽冷切、拉條、造粒。擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為120~210℃，擠出機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為150rpm。具有較好的耐熱性，很多成分甚至與海鮮味精是一樣的，可以達(dá)到食品標(biāo)準(zhǔn)，并能在堆肥中進(jìn)行完全降解。切粒后制得熱塑性淀粉粒料(TPS)，在90℃干燥箱內(nèi)烘干至水分含量低于800ppm后密閉包裝后待用。

  了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與全降解PBAT改性樹脂類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基全降解PBAT改性樹脂的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  為了彌補(bǔ)單一淀粉材料性能的不足，通過將熱塑性淀粉TPS與生物降解類的脂肪族共聚酯PBSA進(jìn)行共混改性，以提高淀粉基降解塑料的拉伸強(qiáng)度和耐撕裂性等物理力學(xué)性能。

  將不同試驗(yàn)的材料分別投入MB-900吹膜機(jī)內(nèi)，在不同溫度、螺桿轉(zhuǎn)速條件下熔融擠出吹膜收卷。薄膜厚度調(diào)整為15μm，樣品在23℃和50%RH環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)4h。80歐元款以籌集40億至80億歐元的計(jì)劃，這項(xiàng)計(jì)劃可為歐盟財(cái)政預(yù)算提供4%的資金來源。分別投料進(jìn)行吹膜試驗(yàn)的材料有：PBAT-A/B/C 、PBSA-A/B/C 。試驗(yàn)中不同的吹脹比DDR按照吹制不同的產(chǎn)品寬度調(diào)節(jié)，不同的牽引比通過更換不同間隙的口模吹制相同厚度和寬度的薄膜來實(shí)現(xiàn)。

可降解塑料面臨的挑戰(zhàn)

  主要體現(xiàn)在性能和成本以及產(chǎn)量上。典型應(yīng)用：?汽車外觀部件、內(nèi)部零件?家電?消費(fèi)品?化妝品包裝?建筑裝修。對于可降解塑料的適用領(lǐng)域而言，性能不是瓶頸，成本是制約可降解塑料市場化替代傳統(tǒng)塑料的主要因素。除了淀粉基塑料外，其他可降解塑料的平均售價(jià)均為傳統(tǒng)塑料的1.5~4倍。這主要是因?yàn)榭山到馑芰系纳a(chǎn)工藝上更加復(fù)雜，需要使用昂貴的天然生物分子進(jìn)行聚合，無形地拉高生產(chǎn)成本。在對于成本和性能敏感的領(lǐng)域，傳統(tǒng)塑料在體量、價(jià)格和綜合性能上仍然保持著優(yōu)勢，短期之內(nèi)的地位依舊牢固。可降解塑料主要替代的是一類政策驅(qū)動(dòng)下的，對價(jià)格敏感度相對較低的傳統(tǒng)塑料領(lǐng)域。目前，常見的石油基塑料有PP和PE。2016年全球塑料產(chǎn)量達(dá)到3.35億噸，2017年達(dá)到3.48億噸，而且還在不斷增長?？缮锝到馑芰蟽H占塑料年產(chǎn)量約3.35億噸的0.5%，預(yù)計(jì)2023年將增加到約262萬噸。雖然可生物降解塑料的產(chǎn)量仍在增加，但對于解決全球塑料環(huán)境積累的問題來說，這不過是滄海一粟。全球可降解塑料企業(yè)數(shù)量較多，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類也具有很大的差異化，市場分散度較高。目前，全球可降解塑料總產(chǎn)能達(dá)到136.2萬噸，但單家公司的產(chǎn)能都較小，大部分公司的產(chǎn)能都不足5萬噸。截止2019年，全球PLA產(chǎn)能Natureworks公司的可降解塑料產(chǎn)能為15萬噸，全球市占率為11.0%；淀粉基塑料產(chǎn)能Novamont公司的全降解PBAT改性樹脂產(chǎn)能為15萬噸，全球市占率為11.0%；PBAT產(chǎn)能BASF公司的可降解塑料產(chǎn)能為7.4萬噸，全球市占率為5.4%；

PLA可以回收！堆肥只是其中一種方法

  人們認(rèn)為全降解PBAT改性樹脂不可回收，這是一種普遍存在的誤解。PLA生物塑料可以使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的近紅外分選技術(shù)，從而有效地從塑料廢物中分選。使用近紅外分選后的PLA可以獲得97%的純度，高于大多數(shù)傳統(tǒng)塑料。

另一個(gè)誤解是PLA生物塑料污染了傳統(tǒng)塑料的塑料回收流。適用的塑料主要為熱固性塑料，如不飽和聚酯、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂等，也可用于聚烯烴、聚、聚碳酸酯等熱塑性塑料中，但效果較差，用量范圍約為填料質(zhì)量的5%一1。各種研究表明，PLA相比其它傳統(tǒng)塑料，并不會(huì)污染傳統(tǒng)塑料的回收流。例如，2017年進(jìn)行的研究表明，在聚烯烴回收流中添加10%的PLA對性能的影響，并不比添加10%的PET或PS對這些流的影響大。此外，PET回收流中沒有發(fā)現(xiàn)具體的PLA污染威脅。而其他物質(zhì)如PVC和EVOH對PET回收質(zhì)量有更大的影響。

已經(jīng)有幾家公司開始對PLA廢料進(jìn)行機(jī)械回收，只是PLA是比較新的塑料，市場用量還不多。其實(shí)，例如PS、ABS、PC、也經(jīng)常沒有回收和分類。

另外，機(jī)械回收的PLA不被批準(zhǔn)用于食品接觸應(yīng)用。為了解決這個(gè)問題，Total Corbion開發(fā)了一種化學(xué)回收工藝，能夠?qū)C(jī)械回收的PLA轉(zhuǎn)換為可食品接觸批準(zhǔn)的PLA，具有原始PLA的特性。

降解材料供需兩旺，小廠進(jìn)場

  大型資本提前上10年布局并且早已量產(chǎn)，現(xiàn)在政策落地就是收割的黃金時(shí)期，例如浙江海正、安徽豐原、金發(fā)科技、藍(lán)山屯河、金暉兆隆、金丹科技。對于完成這項(xiàng)技術(shù)的國家來說，使生物降解物成為重中之重，可能會(huì)成為一種賺錢的工具。后知后覺的大鱷，在政策明朗的前提下也加速上馬，例如寧波長鴻高科、重慶鴻慶達(dá)、凱賽生物、山東瑞豐高材、山東睿安生物、湖南宇新股份、四川能投化學(xué)、山東聯(lián)創(chuàng)股份、萬華化學(xué)等一眾公司，可以預(yù)見明年后年的聚合裝置將會(huì)井噴。資本的嗅覺異常靈敏，加上整天的會(huì)議信息，刺激此前觀望的中下游小廠家加速進(jìn)場，別人能吃肉，我也要喝啖湯。深圳一家吹膜廠1個(gè)多月前就開始試料，現(xiàn)在試料成功后生意做不完。佛山一家改性廠1個(gè)月前就購置2臺雙螺桿機(jī)，專做降解改性料?；ǘ家淮罂罾习逭谒奶幷彝顿Y標(biāo)的，據(jù)說與全降解PBAT改性樹脂相關(guān)的就行。……不要小看民間小廠，可能在石化石油面前是九牛一毛，耐不住小廠數(shù)量多。今年三四月份熔噴布的瘋狂仍然歷歷在目。據(jù)說，小廠也有小廠的技術(shù)門道（查看熔噴布的門道），碳酸鈣一加，螺桿機(jī)一過，做得甚至比上游的還便宜，就是顏色偏黃。反正你向下游廠家保證是可降解的就行，下游小廠一切按成本優(yōu)先，改性廠自然也有市場。年后降解塑料可能一貨難求因?yàn)榻埽男詮S都在嘗試做PBAT的改性料，咨詢試料的日益增多，市場需求持續(xù)升溫。PBAT方面，據(jù)了解藍(lán)山屯河（年產(chǎn)能13萬噸）、金暉兆隆（年產(chǎn)能3萬噸）貨物緊張，目前市場報(bào)價(jià)在2.3~2.4萬之間，高位去到2.5萬。知情人士透露，廠家可能醞釀新一輪漲價(jià)，此前的10月10日藍(lán)山屯河才漲過1000元。PLA方面，歐美圣誕臨近，需求減少，大量貨物進(jìn)入中國，目前市場均價(jià)在3.2~3.4萬，但貿(mào)易商多有持貨待漲的心態(tài)，看好后市。有貿(mào)易商預(yù)判明年2、3月份PLA價(jià)格可以漲到3.6~3.8萬。隨著全國禁塑方案實(shí)施，年后需求，全降解PBAT改性樹脂可能一貨難求。

全降解PBAT改性樹脂