谷物生产聚合物的制造商 Cereplast 公司在2006 年3 月初召开的美国谷物培育者协会年会上称,生物聚合物的价格水平现巳可与石油为原料的塑料相竞争。美国纳米技术的进步使这一工艺技术可在较低的温度下与聚合物加工优势结合在一起。Cereplast 公司称, 以常规石油原料制造的基础树脂目前价格水平为0. 62～1. 60 美元/ 磅, 而生物塑料价格范围为0. 60～1. 62 美元/磅。这表明, 世界上由生物制造的塑料取得很大进展, 其价格巳与传统的石油制造的塑料相似。

    现在, 己有基于不同原材料的许多类型生物聚合物, 并且新产品和工艺不断涌现。表1 列出典型的高功能生物聚合物的发展现状。

    1 聚乳酸

    聚乳酸是由可再生资源如谷物生产的可生物降解的聚合物。在聚乳酸生产路线中, 乳酸单体首先通过谷物淀物水解为葡萄糖, 葡萄糖由发酵过程转化为乳酸钠, 由此来制备。乳酸进一步浓缩, 然后按照缩聚( 形成预聚合物) 、热解聚( 形成二丙交酯) 、开环聚合和解聚顺序进行聚合。得到聚乳酸的分子量高达75000g/ mol。聚乳酸是迄今认为最有市场潜力的可生物降解聚合物, 现全球生产能力为2. 5 万吨/ 年。

    卡吉尔( Cargill) - 陶氏聚合物公司在美国内布拉斯加州布莱尔( Blair) 兴建的14 万吨/ 年生物法聚乳酸装置于2001 年11 月投产。这套装置以玉米等谷物为原料, 通过发酵得到乳酸, 再以乳酸为原料聚合, 生产可生物降解塑料—聚乳酸。据称, 这是目前世界上生产规模最大的一套可生物降解塑料装置。卡吉尔- 陶氏聚合物公司计划投资17. 5 亿美元扩大该产品的生产能力, 到2009 年在美国的生产能力达到45 万吨/ 年。加上技术转让在亚洲、欧洲和南美建设三套世界规模级装置, 预计在10 年后生产能力将达到100 万吨。

    欧洲可生物降解塑料生产商在耐温聚乳酸( PLA) 开发和生产方面取得了突破。这种新的材料称为Hycail XM 1020, 可耐温200℃而不变形。盛有脂肪和液体食品的材料经微波加热也不变形或应力破坏。用这种材料制作的杯子盛有橄榄油, 可经受205℃下微波加热达30 分钟。这种Hycail 材料增强抗热性而不影响其他性质, 如透明度、可加工性和强度。据称这种材料是PLA 技术真正的戏剧性变化, 它使PLA 推向了高性能热塑性塑料领域。HycailPLA 材料在荷兰Noordhorn 的生产装置每年已生产数百吨, 并准备建设产能至少为2. 5 万吨/ 年的大型装置。

    较低的生产费用和高涨的油价, 使聚乳酸生产的经济性将会更好。NatureWorks公司以谷物为原料生产的这种聚合物, 可使现在使用PET 聚酯的某些应用领域费用得到节约。位于布鲁塞尔的该公司聚乳酸( PLA) 的生产费用巳下降68%, 聚乳酸现在己可与PET 相竞争, 在今后几年内将可与聚苯乙烯( PS)相竞争。据该公司称, 聚苯乙烯价格波动性很大, 当今在许多地区聚乳酸己可与PS 相竞争。比利时零售商Delhaize 己开始使用Nature-Works 公司PLA, 用于新鲜生莱箱,并正在评价将这种材料用于粮食、水果和蔬菜包装。