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【论道】闻名券商深度研报!生物基资料职业格式怎么?

发布日期:2022-05-30 11:58:20 来源:od体育app官网下载

  生物基资料(Bio-based Materials)是指运用可再生生 物质或(和)经由生物制作得到的质料,通过生物、化 学、物理等手法制作的一类新式资料,如生物塑料、生 物质功用高分子资料等。生物基资料差异于用煤、石油 等不行再生石化资源为质料出产的传统化工资料产品, 其具有质料可再生、削减碳排放、节约动力等特性,部 分品类还具有杰出的生物可降解性,是国际新资料工业 开展的重要方向。展望未来,生物基资料有望在部分应 用范畴逐步替代传统石油基资料,成为引领科技立异和 经济开展的新式工业,并作为绿色低碳开展的首要途径 及低碳经济增加的亮点。

  现在,常见的生物基资料是以谷物、豆科、秸秆、竹木 粉等可再生生物质通过生物转化取得生物高分子资料或 单体,然后进一步聚合构成的环境友爱的化工产品和绿 色动力等高分子资料,如包含沼气、燃料乙醇、生物柴 油和生物塑料等。此外,生物基资料还可以经由生物制 造、生物组成办法等规划或改造的生物系统发生和取得。

  按产品特色分类,生物基资料可分为生物基聚 合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基 橡胶、生物基涂料、生物基资料助剂、生物基 复合资料及各类生物基资料制得的制品等。其 中 , 生物基可降解资料具有传统石油基塑料等 高分子资料不具备的绿色、环境友爱、质料可 再生以及可生物降解的特性 ;生物基纤维已广 泛运用于时装、家居、野外及工业范畴,正逐 步走向工业规划化实践运用和工业化阶 段 ;生 物基塑料产品在包装资料、一次性餐具及购物 袋、婴儿纸尿裤、农地膜、纺织资料等范畴获 得较好的运用,并被商场广泛认可与接受。

  按常见产品方法,生物基资料首要可分为五大 类:生物基渠道化合物、生物基塑料、多糖类 生物基资料、氨基酸类生物基资料、木塑复合 资料。其间,生物基渠道化合物即聚组成原材 料高分子的化学单体,如乳酸,1,3-丙二醇等;生物基塑料是现在运用最广泛、研讨较深化的 生物基资料,代表产品有聚乳酸、聚羟基脂肪 酸酯等。

  生物基资料来历规划广、取得手法灵敏、功用丰厚、运用场景多样化,现在正处于从实验室研制迈向工业化出产及规划运用阶段,未来有望逐步替代部分化石基资料。

  聚合物是由一种或几种结构单元通过共价键连接起来的分子量很高的化合物,塑料是聚合物的一种。依据来历不同,聚合物可分为生物基聚合物、化 石基聚合物等。生物基聚合物品种繁复,大都化石基聚合物都有其对应或类似的生物基产品。因为以生物质作为来历的生物基塑料比较石油基塑料更 具减碳和可再生优势,生物基塑料的需求正在不断扩张。现在,生物基高分子资料现已得到必定程度的开展;可是,比较于传统的高分子资料,生物 基来历的产品产值还较小、品种还较单一,且在部分运用功用上还暂时不能彻底替代石油基产品。

  生物基塑料的运用广泛工业与日子的各范畴,现在包装和消费品、纺织品是其最首要的运用范畴。依照是否可被生物降解,可将生物基塑料划分为可 降解生物基塑料和不行降解生物基塑料。依据European Bioplastics(欧洲生物塑料协会)数据,全球生物基塑料约占每年出产的塑猜中的1%。2020 年,全球生物基塑料产能达211.1万吨,其间可生物降解塑料的产能为122.7万吨,不行生物降解产能为88.4万吨。截止2021年底,亚洲合计具有全 球49.9%的生物基塑料产能。

  依照可生物降解与否,可将生物基塑料划分为可降解生物基 塑料和不行降解生物基塑料。2020年,全球生物基塑料产 能达211.1万吨,其间可生物降解塑料的产能为122.7万吨, 首要是PLA和淀粉基塑料,各占比32%;不行生物降解产能 为88.4万吨,其间PA(聚酰胺)和PE(聚乙烯)占比最大, 分别为28%和25%。跟着各国环保要求趋严和环保工业的发 展,生物基塑料产能中可降解塑料的份额将进一步进步。

  生物基资料(Bio-based Materials)和生物降解资料(Biodegradable Materials)是彻底不同的概念。一般来讲,生物降解高分子资料是指在微生物作 用下或在堆肥条件下可降解的高分子聚合物。生物基资料着重的是其生物来历的可再生来历性,它既可以是生物可降解的高分子如聚乳酸(PLA),也可 所以生物不行降解的高分子如生物基聚乙烯;而生物降解资料着重的是生物可降解性,它既可以是生物可降解的高分子如聚乳酸(PLA),也可以是石油 基高分子资料(Petroleum-based Polymers)PBS和PBAT。生物可降解塑料假如运用生物质料,且在受控堆肥条件下生物降解,则可以通过封闭生物循 环(Biological Cycle)的理念融入循环经济。(陈述来历:未来智库)

  生物基资料(Bio-based Materials)和生物资料(Biomaterials)是彻底不同的概念。生物资料是指用于人体或动物内组合和器官的确诊、修正或功用 增进的一类资料,可以包含有机资料、无机资料、金属资料等。

  生物燃料(Biofuel)首要包含燃料乙醇、生物柴油、航空生物 燃料等,年均复合增速4.1%。生 物 柴 油 根 据 结 构 分 为 脂 肪 酸 甲 酯 ( F A M E ) 、 氢化油 (HVO/HEFA),狭义上生物柴油指脂肪酸甲酯/乙酯,其依据原 料来历分为豆油甲酯(SME)、棕榈油甲酯(PME)、菜籽油甲酯 (RME)、抛弃食用油甲酯(UCOME)、微生物制脂肪酸甲酯等。生物柴油主产地有美国、欧盟、巴西、阿根廷、印度尼西亚等。

  按制备工艺分类,可分为以脂肪酸甲酯为首要成分的第一代生物柴油(FAME)和氢化、异构化处理后得到的第二代生物柴油(HVO)。第一代生物柴油技能老练、本钱低,现在占比在85%以上,依据反响特色可分为酸或碱催化法、生物酶法和超临界法等,其间酸或碱催化法现在 运用较为广泛。海外运用菜籽油、大豆油等植物油制备生物柴油,游离脂肪酸含量很低,首要选用一步碱催化酯化反响,国内废油脂的首要成分 为脂肪酸和甘油脂的混合物,脂肪酸含量在5%—80%之间,必须先脱除脂肪酸或用酸性催化剂进行预酯化,再用碱性催化剂进行酯交换出发生 物柴油。第二代生物柴油首要成分结构与一般柴油根本相同,具有与柴油类似的黏度和发热值、密度较低、十六烷值较高、含硫量较低、安稳性好、契合 清洁燃料的开展方向。但本钱与价格比第一代生物柴油高。

  2020年全球生物柴油产值4290万吨,同比增加2.8%。从产地上看,欧盟是全球最大生物柴油产区,产值占比约 30%,印度尼西亚是全球最大出产国,产值占比约19%。从质料结构来看,棕榈油是生物柴油最大质料来历,占比约 39%,豆油、菜籽油占比分别为25%、15%,抛弃油脂制生 物柴油只占10%。

  生物基化学纤维是运用农、林、海洋抛弃物、副产物加工而成,是来历于可再生生物质的一类纤维。生物基化学纤维具有绿色、环 境友爱、质料可再生以及生物降解等优秀特性,有助于处理当时全球经济社会开展所面对的资源和动力缺少、环境污染等问题。生物基化学纤维的开展重点是打破生物基化学纤维工业化要害配备的制作,霸占生物基化学纤维及质料工业化技能瓶颈,完成生物 基化学纤维的规划化出产,一起进一步拓宽在服装、家纺和工业用纺织品范畴的运用。2015年至2020年,我国化学纤维工业总产值由4872万吨增加至6025万吨,全体呈上升趋势。从我国化学纤维产值首要品种构成来看, 涤纶是占比最高的化学纤维。2019年涤纶产值占全国化纤工业总产值的份额为81.53%;其次是粘 胶纤维,产值占比为7.08%。2015年,我国生物基化学纤维的产能约为19.55万吨,2019年其产能增至57.98万吨。

  生物基化学纤维的品种很多:从生物学的特色,可分为动物质纤维、 植物质纤维和微生物质纤维;从工业分类,可分为农副发生物质纤 维和海副发生物质纤维。依据出产过程,生物基纤维可分为三大类:1)生物基原生纤维,经 物理办法加工处理成后直接运用的动植物纤维;2)生物基再生纤维, 即以天然动植物为质料,通过物理或化学办法制成纺丝溶液,然后 通过恰当的纺丝工艺制备而成的纤维;3)生物基组成纤维,以生物 质为质料,通过化学办法制成高纯度单体,然后通过聚合反响取得 高分子量的聚合物,再经恰当的纺丝工艺加工成的纤维。

  生物基橡胶,指的是运用生物基原资料组成制备的橡胶,以及运用三叶橡胶树之外的其他植物发生的胶乳所出产的橡胶。生物橡胶包含两大类资料,一类是生物基传统橡胶,运用生物资料制得传统单体如异丁醇,再经化学组成得到传统橡胶,依据质料 来历可分为生物基异戊橡胶、生物基乙丙橡胶、生物基顺丁橡胶等;第二类是除三叶橡胶外的第二天然橡胶,例如银菊橡胶、蒲公 英橡胶、杜仲橡胶。生物基橡胶主产地有美国、欧盟、巴西、日本等。

  EPDM(三元乙丙橡胶)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。一般的EPDM来自于化石质料,石油裂解出产的乙烯丙烯二 烯烃聚合得到。阿朗新科出产的生物基EPDM原资料来历于甘蔗,用甘蔗出产蔗糖,用糖制作乙醇,再用乙醇做成乙烯,再聚组成 EPDM。生物基EPDM的功用和一般的EPDM是彻底相同的。它源自甘蔗,降低了碳脚印和对石油的依靠性,可循环再生,绿色环保。EPDM主链饱满,它的大分子非常安稳和婉,所以它具有优异的耐老化,耐热、氧、臭氧、紫外线、野外老化等功用,而且弹性极佳。可运用于鞋材,轮胎、轿车零部件,电线电缆,塑胶跑道等各个范畴。2018年国际杯官方竞赛用球阿迪达斯Telstar便是运用的阿朗 新科的生物基EPDM资料。

  生物基涂料与传统的石油基资料比较,首要来历于植物,削减了二氧化碳的排放以及对石油的依靠,一起它的出产过程愈加绿色,契合人们 关于环保和可持续开展的寻求。到2024年生物聚合物涂料的商场规划将超越13亿美元。《我国涂料职业“十三五”规划》指出,到2023年,我国涂料职业总产值估计增加到6900亿元左右。而可以预想到的是,得益于嘉宝莉生物 基涂料的研制,将会引领更多的涂料企业致力于环保涂料的研制,供给更多有关环境保护的处理方案,推进经济社会绿色开展。

  科学家及学者认识到植物油脂是可再生资源,研制植物油涂料是往后的开展方向。扩展涂料用非食用油的来历,在国内有很大的潜 力,再加上方针支撑,生物基涂料开展潜力巨大。此外,依据油脂和醇酸树脂分子结构的特色,可以用酚醛、氨基、环氧、丙烯酸、 聚氨酯、有机硅,氟树脂、烃类树脂、天然树脂等多种途径,对其改性,以进步涂料的物化特性,使其广泛用于不同职业和不同的 范畴。生物基重防腐涂料(腰果壳油环氧树脂系统)水性生物纳米防水涂料、水性生物带锈防锈涂料、生物基防污涂料(用天然防污剂即 选用由多种海洋及陆地的动植物中提取避免海生物污损的物质,来制作防污涂料)等相继问世。

  增塑剂是一种增加到高分子聚合物中增加其塑性,优化其加工功用,赋予制品柔软性的有机物。以邻苯二甲酸酯为代表的传统增塑剂 广泛具有易挥发性,当其浸透或迁移出聚合物后,将使产品损失柔性,影响产品质量。且邻苯二甲酸酯类增塑剂广泛具有毒性,损害 生殖系统并有致癌危险。

  阻燃剂的效果机理:在资料燃烧时按捺一种或多种要素的发生, 到达阻挠或减缓燃烧的意图。卤系阻燃剂在高温下会发生卤化氢、二噁英等有毒物质,对人 体有害。2006 年开端,欧美国家开端严厉约束卤素阻燃剂的 运用。生物基资料可以替代卤系阻燃剂的原因:生物基资料含碳量高、 具有多羟基结构,具有优异的成炭功用。一般生物质独自作为阻燃剂,对PLA的阻燃效果欠安,需要对 其改性或与其他阻燃剂进行复配。可是增加量超越10%,在提 高PLA阻燃功用时,会导致力学功用的下降,影响其运用功用。

  淀粉基生物降解塑料:一般是改性淀粉与生物降解聚酯(如PLA/PBAT/PBS/PHA/PPC等)的共混物,它可以彻底生物降解,可堆肥,对环 境无污染,抛弃物合适堆肥、填埋等处理方法。

  以淀粉为根底的生物基塑料:一般是改性淀粉与聚烯烃(如PP/PE/PS等)的混合物。它的环保含义在于可以削减石化资源的运用,削减二 氧化碳排放,抛弃物合适燃烧处理。

  改性淀粉具有三大特色:1.疏水性。淀粉经化学改性后彻底疏水,而且水分含量<1%,与其它组成高分子资料具有杰出的相容性。2.耐温性。改性淀粉在热塑加工过程中可接受230℃的高温而不变黄、不分化。3.热塑性。改性淀粉可以在塑料加工设备上热塑加工。

  跟着顾客对塑料产品偏好的逐步搬运,可再生环保资料受商场追捧热度不断升温。受其影响,生物基塑料商场需求力度加大。跟着各国政府对生物塑料的注重。RnR Market Research公司称,近年来各国相继出台限塑令,不断加大对传统塑料运用的监管 力度,这有利于进一步推高生物基尤其是淀粉基塑料的需求走势。现在,国内淀粉基资料及制品首要出产企业及现状如下:武汉富丽6万吨/年;深圳虹彩2.5万吨/年;姑苏汉丰1万吨/年;浙江天禾 3.5万吨/年;浙江白发1万吨/年;山东必可成1万吨/年;其它出产企业还包含南京比澳格、常州龙骏等。

  木塑复合资料( Wood-Plastic Composites ,WPC)是以木纤维和植物纤维为主 要质料(锯木、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、棉秸秆等),再 和各种塑料(PE、PP、PVC、ABS和PE等),增加其他化学助剂,按必定比 例混合,经高温挤塑模具挤出成型。木材的供给缺乏现已成为国际许多国家广泛存在的问题。木塑复合资料作为理 想的代木代塑新资料,具有防腐防蛀、防水防潮、耐磨阻燃、节能环保、可循 环再运用、力学功用强等许多长处,其远景在国内外均被看好。

  现在我国木塑复合资料及制品的制作水平、产值及出口量已跃居国际前列,但 从木塑复合资料职业竞赛格式看,美国在木塑复合资料的出产开发和运用上依 然居于国际领先地位。相较美国木塑复合资料格式而言,距离具体表现在现在 国内木塑复合资料出产企业广泛规划较小、职业集中度低,真实有品牌影响力 的企业很少,产品运用范畴和立异才能均有待进步。

  竹塑复合资料(Bamboo Plastic Composite,简称BPC)是以通过预处理改性的竹锯末、竹屑或竹渣等纤维为首要质料,运用高分子化学界 面交融原理,与熔融热塑性树脂(首要有PE,PP,PVC等)按必定份额混合,在助剂的效果下,通过高温混炼和成型加工而制得的一种具 有多种用处的新式复合资料。在竹塑复合资料成分构成中,基体资料是树脂,竹纤维作为增强资料可以进步塑料的物理学功用,使废旧塑料 得到循环运用,改进生态环境。

  产品的首要用处: 竹塑复合板材的适用规划比较广泛,多品种的产品具有比较大 的选择性。现在首要运用在树箱、野外铺板、室内地板、户 外 装修扶手等范畴。

  产品功用: 竹塑复合板材可锯、可刨、可钉,加工功用好,克服了天然木 材耐用性差、易燃、易潮、易腐等缺陷;又避免了单纯塑料材 质的缺乏之外,是一种适应性较强的竹塑复合板材。与木材相 比,它各向同性好、耐候性和尺度安稳性也好,产品不怕虫 蛀、不生真菌、抗强酸强碱、不吸收水分、不易变形、机械性 能好,制品耐用性比单纯的木质资料高数倍,且有坚固、强 韧、耐久、耐磨等长处。与塑料比较,它适用于各种木材加工 方法,外表易于装修,可印刷、油漆、喷除、覆膜,且产品可 收回运用,环保功用好,可出产各种色彩的全体木纹产品及单 色产品。

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