集二十年荣誉于一身,致命缺陷却令生物塑料PHA难摆脱尴尬境地!

近日,随着全球海洋环境保护、中国环保税法2018年1月实施等报道越发频繁,曾经红极一时集万千荣誉于一身的生物可降解塑料PHA重新被人提起,并被诸多媒体、科研机构推崇并提出已达批量生产技术条件!

近日,记者走访了多家国内研发生产PHA企业及科研机构,并多国外文献进行整理,发现PHA的诞生,对医疗、美妆等领域优异表现令人眼前一亮,然而现实中,PHA却不得不面临难以量产和市场空间狭窄的窘境!

集二十年荣誉于一身,致命缺陷却令生物塑料PHA难摆脱尴尬境地!

生物塑料难掩尴尬

PHA发展过程

PHA(聚羟基脂肪酸酯)是一类生物可降解塑料,由于其优异的诸多性能,在众多可降解材料中脱颖而出。1926年被法国科学家Lemoign在巨大芽孢杆菌中发现了聚3-羟基丁酸(PHB)天然高分子。

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PHA分子式

PHA是由微生物合成的一种生物基材料(bio-based materials),是细菌在生长条件不平衡时的产物,其生理功能首先是作为细菌体内的碳源和能量的储存物质。

20 世纪80 年代初,在细菌合成的PHA 中发现了3-羟基戊酸、3-羟基己酸和3-羟基辛酸单体。之后,在众多的PHA 合成菌中发现了许多新的单体,到1998 年,已经有超过125 种PHA 被发现。可以期望将有更多的PHA 组成单体通过用不同的菌种、不同的发酵底物以及代谢调控等方法被合成和发现。

PHA结构多元化,通过改变菌种、给料、发酵过程可以很方便地改变PHA的组成,而组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。与传统化工塑料产品的生产过程相比较,PHA的生产是一种低能耗和低二氧化碳排放的生产,因此从生产过程到产品对于环境保护都是很有利的。

PHA应用领域

PHA 具有良好的生物相容性。在医学上,可用作外科手术缝合线及药物控制释放体系的载体。PHA 可用作动物和人体组织的移植物, 将其做成某些组织的支架植入体内。可制成骨科手术中的骨钉、骨棒等固定骨架材料,它具有增强作用,粗糙的表面可促进人体组织生长,其孔隙可供渗透和交换之用。当新的组织长出后, PHA 逐渐降解,分解出的产物可被人体吸收,不会引起不良反应。

集二十年荣誉于一身,致命缺陷却令生物塑料PHA难摆脱尴尬境地!

PHA骨骼

日常生活中可制造化妆品用微珠,据统计,海洋塑料污染80%来自化妆品使用产生的微塑料(微珠),而单次淋浴可产生10000个微塑料。2017年12月,英国已经全面禁止还有微塑料的水洗化妆品销售和生产!

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化妆品含有微塑料颗粒

PHA致命缺陷处境尴尬

据业内人士介绍,PHA生产成本过高,在普通应用领域中,物理性质接近传统塑料,性能还无法达到甚至超过现有塑料颗粒,而且生物塑料的成本是石油(煤)塑料的10倍以上。在生产环节,生物塑料生产初始投资很高,要买很多发酵仪器及设备,而且大多设备需要国外进口;生产过程中人力成本也很高,需要高分子及生物专业人产进行生产监控,从经济角度来讲,目前没有市场竞争力!

记者走访了诸多医用制品及化妆品生产企业,均表示PHA等生物降解材料是发展趋势,然而在现有条件下,企业难以更换设备进行转型,目前国家也没有相关政策予以扶持及激励。

未来,我们依然坚信PHA及更加优质的生物可降解塑料走向市场,为此,全球知名企业及科研机构已身先士卒,为蓝色星球共同努力!

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