生物可降解塑料②-PBAT与聚乳酸

生物可降解塑料②-PBAT与聚乳酸
2023年10月18日 10:32 鼎实基金

在上一篇中我们介绍了,可降解塑料是解决白色污染的重要方法。本篇我们接着这个话题,介绍具体有哪些可降解塑料。

可降解塑料按照最终的降解结果可以分为两类:光降解与氧化降解、生物降解。

1. 光降解与氧化降解塑料

首先我们来讨论一下光降解与氧化降解塑料。这种材料一般是在常见塑料中添加一些容易分解的物质,最典型的就是添加淀粉。当这样的塑料被遗弃至环境中后,添加的物质就很容易被破坏分解,使得原本完整的塑料崩解成为很多小碎片。

这样是不是能起到减少环境污染的作用呢?很遗憾,崩解后的小塑料碎片和普通塑料一样,仍然很难降解,会长期保留在环境中。反而会因为破碎之后的小颗粒不如原本完整的塑料袋或者塑料瓶那样容易被识别清理,加大了对环境的污染。

2. 生物降解塑料

那么生物降解塑料呢?是不是会更好。先说结论,生物降解塑料,或者更严谨地说,全生物降解塑料,是真正能够解决白色污染的方法。上一篇文章我们介绍过,生物降解塑料是指在堆肥设施或者自然界中微生物的作用下,能够被逐渐破坏分解并转化为对环境无害的转化为水和二氧化碳,所以它能够真正意义上减少甚至消除废弃塑料对环境的污染。

那么有哪些材料属于生物降解塑料?最主要的是PBAT和聚乳酸(PLA)。他们在材料性能、生产成本和应用领域上各有侧重。

1. PBAT

首先,我们来看一下PBAT。PBAT名字里面的P代表高分子聚合物,是所有塑料共同的特点;B代表丁二醇,BDO;A代表己二酸,AA;T代表对苯二甲酸,PTA。

熟悉高分子材料的朋友可能已经发现了,PBAT的原料与生活中极为常见的用于生产涤纶面料、塑料瓶的PET很形似,甚至名字里面都带有T。没错,PET、PBAT都会用到对苯二甲酸,从分类上讲,它们都属于聚酯类高分子材料。相似的原料和相似的结构特点告诉我们,PBAT的生产工艺和材料加工与常见的塑料是非常相似的。它们的原材料都是来自于石油的炼化产物,生产的技术壁垒相对较低。因此,PBAT是目前应用最为广泛的生物降解塑料。

过去几年在相关政策的推动下,很多原本生产传统塑料的化工企业纷纷进入PBAT领域。根据欧洲生物塑料协会的统计,全球PBAT的产能从2018年的15万吨增长至2020年的28万吨,其中最主要的增长来源就是中国的企业。根据中国合成树脂协会的统计,截止2022年底国内的PBAT产能已经达到了87万吨。

大量产能的集中投产在压低了产品价格的同时,还带动了上游原材料价格,使得PBAT的竞争格局非常差。如果企业没有配套对应的上游原料产能,是很难盈利的。因此,尽管大量企业建设了产线,但开工即亏损的压力使得很多产线建成后一天也没有开工。整个2022年实际只生产了16万吨。这还远远不是结束,根据过去的规划,到2023年还将有132万吨的新增产能陆续投产。PBAT的竞争格局还将进一步恶化。这对我们投资者来说简直是噩梦一般的局面。

当然,我们还是要看到积极的方面。产能投放带动的PBAT价格下降,推动了生物降解塑料在日常生活中的应用。我自己在生活中观察的一些例子就有:肯德基的外卖塑料袋(图1),我们公司楼下超市的环保塑料袋,还有一些厂商推出的生物降解垃圾袋,等等。这些生物降解塑料袋的主要成分就是PBAT。废弃的塑料袋和塑料薄膜一向是白色污染里面最主要,也是最难回收处理的部分。因此,大量PBAT产能的投放,尽管对于股东来说不是什么好事,但对于全社会来说非常有益。

图1

3. 聚乳酸

聚乳酸,顾名思义,是用乳酸作为原材料聚合而成的塑料。可能有朋友会问,聚乳酸的原料乳酸和食品饮料中的乳酸是不是一回事?本质上是一回事,都是用淀粉发酵得到的。不过这两种用途对于乳酸纯度的要求不一样,所以在发酵之后的提纯工艺上会存在差异。

聚乳酸与PBAT的差异一是它们的原料不同。PBAT的原料主要是化石能源的炼化产物,聚乳酸的原料则来源于植物。

其次,聚乳酸与PBAT在应用领域上也有所不同。刚刚我们提到,PBAT是可降解塑料袋的主要成分。这是因为PBAT质地比较柔软,适合用来吹膜,适合用于各种包装袋和薄膜,比如刚刚提到的塑料袋、垃圾袋,也还包括农业生产用的地膜。相比之下,聚乳酸就偏硬一些,适合用于硬质的包装材料和用品,比如我在广州白云机场的星巴克里面看到它们的吸管和塑料杯盖都是使用聚乳酸材料。根据我向一些奶茶店、咖啡店老板了解得到的信息,由于政策要求,市面上大部分饮品店使用的吸管都是聚乳酸的。当然这也使得他们在吸管上的成本高了不少。

图2

需要说明的是,通常情况下,可降解塑料袋、薄膜里面也会添加少量的聚乳酸来改善整体性能。无论是上面肯德基外卖袋那张图(图1),还是下面可降解垃圾袋这张图(图2),里面都标识了成分,PBAT+PLA。一般可降解塑料袋会有60~70%的PBAT和15~30%的聚乳酸,以及其他的一些添加剂。

除此之外,聚乳酸还可以用于发泡,生产可降解的塑料泡沫。聚乳酸甚至可以用于化纤纺织,生产纺丝和熔喷布。图3就是我自己买来穿过的用聚乳酸纺丝制成的T恤。以及完全由聚乳酸制成的具备KN95或N95防护等级的口罩,我也买来亲自体验过,甚至我还去那家公司实地参观过。

图3

当然,除了产品应用领域,我们投资者最为关心的还是两种材料谁更有投资价值。我们会在后续内容里为大家分析。

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