淀粉基可降解一次性餐具市场分析(2020年8月整理).pdf

玉米淀粉基降解制品项目可行性研究报告1.玉米淀粉基降解餐具产品概述：1.1诠释含义玉米淀粉基降解环保餐具，是采用天然玉米淀粉及植物纤维为基料，辅之以生物聚酯、多元醇等物质加工而成，其淀粉含量最高可达80%，在土壤和自然环境下可以自然降解，对环境无污染、无破害。

节约了石油等不可再生资源，是目前餐饮市场上普遍使用却饱受争议的“消毒餐具”的理想替代品。

1.2优点1、可降解：在自然界（光和土壤）中具有可自然降解的特性。

2、强度好：可满足消费者使用需求。

3、不渗漏：密封性能好，不渗漏。

4、无异味：以玉米淀粉为原料，产品带有淡淡的爆米花清香。

5、耐温性：可耐高温150℃、低温-40℃，在微波炉和冰箱中亦可放心使用。

6、抗油脂性：能够耐受食物中的大量油脂。

1.3优势（淀粉的、降解的、环保的、健康的、低碳的）1、淀粉的——原料天然：以天然玉米淀粉为原料，可持续供应，使天然资源重复使用，循环不息。

2、降解的——安全可降解：原料为天然高分子化合物，能在自然环境下实现降解。

3、环保的——绿色环保：产品使用后在自然环境中能快速被微生物降解，成为植物养料，真正做到源于自然，还于自然，有效解决白色污染带来的环境破坏。

4、健康的——无毒害性：原料天然，生产过程无菌生产，消毒检验严格，产品降解后不会对土壤及空气产生毒害，无二次污染的危害。

5、低碳的——替代性强：可替代以石油为原料的塑料制品和以木材为原料的纸制品。

1.4玉米淀粉基降解制品工艺流程及生产资料后见附件一、附件二、附件三1.5建设项目的目的及意义二十世纪初时，石油和化学工业的迅速发展，塑料以其良好的热性能和化学的稳定性，作为一类新型的材料，浩浩荡荡地进入了人类社会的生活中，给人类社会的工业生产和生活带来了许多方便，其使用价值也得到了广泛的认可，这是积极的方面，但也给人类社会带来了许多负面的影响，特别是人类生活中一次性使用塑料制品（如：农用地膜、餐盒、各种包装袋、饮料杯、防震材料等）。

在完成其使用功能后即被丢弃，而其回收利用率很低，大量废弃塑料只能够采取焚烧、填埋、倾倒的简单方式进行处理，从而对自然环境和生态环境造成了严重的污染和破坏，是形成全球变暖，破坏生态的一大公害。

国际上称这新的污染源为“白色污染”。

“白色污染”在生活环境中，多次水灾是由于塑料废弃物堵塞了涵洞造成严重的经济损失；废弃塑料通过焚烧之后释放出大量的二恶因及残留的氯化物、重金属离子等有害物质，台湾的大众称之为世纪毒气，严重地危害着人类和生物的生存和繁衍；通过填埋处理，塑料膜需百年后才能分解，隔断了土壤与植物毛细根系的相依相容性，不但阻断了植物根系对低水份、营养的吸收，同时使得植物的根系扎不下去，造成禾苗“吊死”现象。

基于上述多年以来给生态环境造成的危害，许多国家都纷纷把治理“白色污染”当作国策来抓：美国35个州、欧共体以及日本、韩国、新加坡等发达国家相继制定了法规；中国也于1996年4月1日正式颁布了具有划时代意义的《固体废弃物污染环境管理法》；中国七个部委联合发出《通告》，要求从2000年起至年底之前，彻底清除一次性发泡聚苯乙烯（EPS）餐具的生产、销售和使用，以降解塑料制品替代；台湾从2002年起实施禁用购物用塑料袋及塑料类免洗餐具，欧盟各国从2006年5月1日开始对含塑料类包装货物征收货物总值的7％环保税。

随着国际石油资源的日益紧缺，油价不断高涨，节约石油资源、保护能源是当今国际社会和各国政府的重点关注的热点也是摆在各国政府重要议程而本项目的主要原材料是玉米淀粉，是取之不尽的可循环资源，既节约石油资源，保护生态平衡又提高农副产品付加值增加农民的收入。

综上所述足以证明全世界各国各地区政府对日常生活中一次性塑料制品所造成的危害充分重视。

纷纷列入政府的重要议事日程中，彻底清除的决心扰然可知。

因此，建设本项目正顺应当前消除环境污染，替代满足人类生活必需用品的形势。

项目开发对人类社会的贡献有着深远的历史意义和现实意义，有着广泛的市场价值。

1.6项目技术原理、技术路线和方案1. 技术原理、路线：追求一类“用时能像塑料那样牢靠，弃后在自然环境中降解、消失”的新型环保材料，来替代普通石化树脂将是我们的理想和目标。

目前国内许多科研机构、企业都在追寻替代普通石化树脂的环保降解新材料，十几年耒先后有以植物纤维、淀粉、纸板、碳酸钙、滑石料为原料或填充料的新材料、新产品面市，偿试着替代普通石化树脂原料和产品，但终因生产工艺不成熟、产品存在许多不适应于民众的日常应用；价格太高不适应市场经济规律等缺陷而妖折或停滞不前，但这些都阻挡不了研发、生产环保新材料、新产品决心和步伐。

美国、德国、英国、日本、意大利等发达国家一直在努力创造100%可分解新树脂。

目前美国、意大利研发生产的聚乳酸（PLA）材料，可以认为是一种较理想的生物降解产品，但价格昂贵（成本相当与普通塑料的７～１０倍）。

事实上100%可分解的降解树脂产品，也不能做到一旦成为垃圾，立刻就变成了二氧化碳和水。

物质降解是需要有一定条件、时间的过程。

把强度降低到一触即溃之前的这一段时间称作降解诱导期。

因此，寻找最佳诱导期和最佳物化性能的共混合添加型方案，以达到迅速投产、物美价廉、治理“白色污染”的目的是本项目采用的技术路线，它就是一种“生物降解淀粉共聚物”新材料、新产品，它可以通过模压成型，其生物降解成份102天可达到91.07%以上，达到国际180天内绝对生物降解率达到90%以上的标准。

所谓“生物降解淀粉共聚物”材料体系中的淀粉共聚物是指在可降解物质中加入少量的可降解树脂，使新材料既保留传统塑料的热塑加工性能和时间坐标下的耐用性能，又具备降解物质在诱导期过后，通过自然界的作用，引发产品内部自由基的连锁反应，从而引发树脂部分的分子链断裂，被逐渐降解成为细小粉末直到可以被环境所消纳的低分子物质。

目前，国际认可的指标是：当一种物质的分子量在９０天内降低到２万以内，即称可降解物质。

基于淀粉等一类无机高分子天然物质及某些无机盐作为新树脂的添加物，即具有在紫外光激化下所产生的自由基的氧化作用，又具有可生物降解（即：被微生物分解的霉菌所分解）的作用。

共混合成型降解共聚物作为当前世界高科技界攻克的主向已成为定论。

技术领域里竞争的焦点，集中在添加尽可能多可降解物质；保持塑料原有的物理机械性能和合理的价格等三个互为因果、互制互促的方面。

本项目的降解共聚物，在任何细微局部里，其空间最佳结构如下：当降解物质被降解之后，整体物质就被分割成一个个独立碎末几何体，而这些几何体分子量大幅度降低，很容易被自然界所消纳。

在实际运作过程中重点解决：第一，降解物质和整体物质之间的作用力。

既然不是化学变化中的共价键力或离子键力，而牛顿万有引力又远远达不到产品强度的要求。

因此，解决使其尽可能具有微观空间下的分子间作用力的问题。

这是可降解共聚物生成难度的第一个症结。

第二，解决降解物质和整体物质之间的不亲合性。

以淀粉和ＰＥ为例，前者为强极性分子，后者为非极性分子，两者不是相亲、兼容，而是相憎相离，分子间作用力的形式单一，作用力极小。

解决的办法，是在两者之间加入交联剂、偶联剂、表面活性剂等物质。

这是可降解共聚物生成难度的第二个症结。

当然，在进入到实际批量生产时，还要辅之以特殊的引发剂、自氧化剂等等，使合成树脂体系结构在光、热、氧以及微生物的化学作用下，发生自由基的连锁反应而使其分子量大幅度降低从而达到深度降解。

勿容置疑，在新的降解树脂共混合体中，塑料等传统树脂不再是单独连续的相结构。

全新共混整体应该是处处近似均匀，处处近似连续的相异多粒子体。

另外，为了接近范德华空间，每种组份的颗粒还应该充分地小，这就是“纳米技术”。

事实上，上述技术之所以成功，是利用了共混组份范德华空间理论。

使共混组份的微粒直径仅为１５纳米，微粒之间的中心距仅为0.4纳米。

萨尔吕肯研究中心耗钜资制成的液化组份装置和高温高压下液态共混装置，用意不外乎是为了降低微粒的直径使其均匀有序的联合。

降解树脂的共混在理念上与此异曲同工，但在成本方面更合算。

例如：使各组份不必处于完全熔融态，在对众多共混设备的科学筛选基础上，采用改造双螺杆挤出机为反应式组合，以使其动能和热能转换为共混结构的总势能。

为此，从传统塑料制品的物化标准出发，针对选定的组份、参数、逆推出了一个广义薛定谔方程和广义普朗克公式。

所谓“广义”，是指把微观扩展为亚微观；然后，推导出一个大分子团或微粒之间“亚微空间作用力”和微分方程；又经过数百次实践的验证，简化为动态参数（或残差递降）的非线性关系式。

因此，近似地计算出了各种直径微粒及各种微粒中心距下的结构总势能。

应用机械动力学和热力学的指导方法、设计出了新式双螺杆挤出机的长径比、捏合块形态及其组合方式、电机动力、区间温度、螺杆转速、物料停留时间函数、工作扭矩、配料及喂料精度、真空排气方式等等。

用这套设备，在熔融的状态下，通过剪切、挤压、共混、反应和塑化等工艺过程，其动能与势能的总和大于设定的微粒结构的势能。

此时各组份微粒间的中心距在０.3u以下，微粒直径最大不超过１u，从电子显微镜观察主要成份混合均匀。

目前，这项技术，从科学的配方至生产工艺流程控制、产品质量检测到成品的生产。

这一全过程中所涉及的“嵌段共聚物非全同多离子体系微区网络结构”、“纳米级共混的能量转换”的研究及其专用设备，系统动态控制，在降解机理、微生物学、材料科学、工艺学、检测方法研究、配方设计等七个方面的学术基础理论和实践经验。

是一个集新材料技术、生物工程技术为一体的国家高科技环保项目，是一项国际上关注提倡的朝阳产业，具有节约木材、保护森林资源、保护生态环境的重要意义，又能引导原塑料制品行业在其坚实的生产基础上转产新的产品，从而不会导致大面积行业性工人失业而引起社会的不安定因素。

2、技术方案：a.把原材料高速混合、再在特制双螺杆挤出机里进行混炼、改性、b.用片材机挤压出各种规格的片材、c.根据市场的需求在正、负机上模压成型。

这样的生产工艺使产品的塑化过程比较好、工艺也要求比较严格。

＂生物降解淀粉树脂（Biodegradable polymer）＂是以玉米淀粉、合成树脂、偶联剂、其它助剂为原料，由高效双螺杆挤出机混炼、挤出可以直接用于下游产品加工，而无需添加任何塑料的一种新型材料。

它的机械性能可以达到普通塑料制品的80~90%，完全可以满足使用性能的要求。

由于它含可降解组份高，并采用优于变性淀粉和光敏材料的食品级淀粉及助剂，所以在阳光、空气、水、风、霜、雨、雪、高低温变化、昆虫、微生物等因素的作用下，其制品易于被自然界所消纳。

1.7产品的需求预测项目产品的市场应用目标在于取代塑料制品在人类日常生活部分易于造成环境污染源的产品，因此，他们的应用范围从日用容器、食品容器、工业包装容器等有着宽阔的市场前景，特别是一次性使用抛弃品更是不计其数，仅快餐盒、方便面碗每年需求量在20亿只以上，这些产品回收利用率极低，大部分是通过填埋、焚烧的方式加以处理，塑料一般属光降解物质，埋于地下是不可能自行降解和消失的，对土壤的破坏很大；焚烧所造成的二氧化碳有害气体给自然环境和人类生活环境带来不可估量的污染。