(来源:中国化工信息周刊)
关键词 | PPC 独家工业化
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近日,联泓新科旗下联泓格润新能源材料和生物可降解材料一体化项目取得关键进展:全球首套5万吨级二氧化碳基聚碳酸亚丙酯(PPC)产业化装置顺利打通全流程,一次开车成功,产出合格产品,一举填补了全球5万吨级PPC工业化装置空白,标志我国二氧化碳基生物可降解材料正式迈入规模化量产新阶段。
四年攻坚,从实验室到工业化
PPC自1969年由日本科学家Inoue首次合成以来,便迅速引起关注,开辟了将二氧化碳作为原料合成可生物降解聚合物的新领域。但其工程化长期受制于催化剂效率低、高黏度物料输送难、超临界反应体系控制复杂等难题,美、日等早期研发国家历经数十年持续研究仍未实现大规模工业化。
我国PPC研究相对欧美国家起步较晚,但发展至今已有20多年历史,目前我国是全球主要的PPC生产国和需求大国。联泓新科自2022年启动PPC技术工业化放大,四年间在无成熟案例、无现成经验的条件下,完成工艺重构、设备选型、控制方案设计等全链条攻关,先后突破小试、中试瓶颈,重点解决工艺放大稳定性、产品质量一致性、高黏物料输送、超临界反应控制等核心难点,最终实现万吨级装置稳定运行。
此次投产装置采用联泓新科与中国科学院长春应用化学研究所联合开发的第四代多核锌系催化剂与超临界聚合技术,同时依托公司甲醇制烯烃-丙烯-环氧丙烷-PPC全产业链布局,核心原料环氧丙烷与二氧化碳均实现自产,彻底摆脱外部采购依赖。对于一个成本敏感的基础化工材料来说,这意味着在定价上拥有极大的主动权。
固碳、降解、低成本三重优势兼具
在“双碳”背景下,PPC作为一种以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的生物降解塑料备受关注。它是目前为数不多实现二氧化碳资源化利用和全生物降解双重价值的新材料品种。其核心优势突出:一方面固碳效应显著,产品中二氧化碳重量占比超40%,每生产1吨PPC可固定约0.42吨二氧化碳,兼具环保与经济效益;另一方面性能适配性强,刚韧平衡性好、透明度高、阻隔性能优异,氧气阻隔性是PLA的6倍、PBAT的24倍,保水保墒性突出,是一次性薄膜、农用地膜的理想选材,使用后6~12个月可完全降解为二氧化碳和水,从源头缓解“白色污染”。
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同时,PPC也存在明确短板:玻璃化转变温度约25~37℃,加工窗口窄、耐热性有限,难以适配高温使用场景,需通过改性优化拓宽应用边界,这也是当前行业技术攻关的重要方向。
长期以来,成本过高是可降解材料替代传统石油基塑料的最大瓶颈。当前市场中,PLA树脂价格约1.7万~2.2万元/吨,PBAT约1.1万~1.2万元/吨,普通石油基PE价格仅8000~10000元/吨,可降解材料性价比劣势明显。
而据浙江大学张兴宏团队基于万吨级规模的测算,PPC的生产成本约为7824元/吨,与石油基PE的差距仅在400元左右,成为成本最低的人工合成生物降解材料。
中国独领全球,产业将进入高速渗透期
当前,全球PPC产业形成中国独家工业化的核心格局。美、日两国虽率先开展早期技术研发,但始终未实现工业化落地生产,中国由此成为全球唯一实现PPC产业化落地的核心主场。
从国内PPC产业现状来看,此前行业整体产能接近4万吨/年,2024年行业产量达4.81万吨,市场规模8.48亿元。国内PPC产业化参与企业数量较少,早期参与者包含浙江台州邦丰塑料、江苏中科金龙、内蒙古蒙西集团、华峰集团、河南天冠等企业。其中,浙江台州邦丰塑料是国内最早实现PPC工业化生产的企业之一,曾拥有万吨级产能,目前已注销;其余存量企业多布局千吨至万吨级产能。现阶段国内有效生产装置主要为江苏中科金龙和浙江华峰,总产能约3.2万吨/年,部分装置仅阶段性开工生产。
联泓新科5万吨级装置投产后,一跃成为全球单套规模最大的PPC生产商,凭借技术自主、全产业链、规模领先三重壁垒,重塑行业竞争格局。行业正从分散布局向头部集中转型,具备催化技术、工程化能力与成本优势的企业将主导产业整合,中小厂商逐步出清。
未来3~5年,PPC产业将进入高速渗透期:政策端,“双碳”战略、全国限塑禁塑政策、生物降解材料补贴持续发力,为产业发展提供稳定支撑;技术端,催化剂迭代、共混改性优化耐热性、工艺降本持续推进,进一步提升产品竞争力与应用场景。
预计行业产能增速将保持20%左右,产量增速超50%,农膜领域有望形成10万吨级产业集群,PPC将从特色可降解材料升级为主流大宗绿色塑料品种,推动可降解材料行业从“政策驱动”转向“市场驱动”。
来源:中国化工信息周刊、Levima联泓、生物基能源与材料、TK生物基材料与能源、全生物降解材料、华经产业研究院、超级石化、DT洞见可持续、金联创订阅号等网络公开渠道,由中国化工信息周刊编辑整理,转载请注明出处。
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