聚乳酸性能、工艺路线及市场空间如何？

安全、减碳和降低原油依赖的可降解材料。

聚乳酸来源于纯生物质原料，容易降解、安全性高、绿色低碳，被行业公认为最具市场前景和竞争力 的可降解材料。聚乳酸（PLA），是以乳酸或乳酸的二聚体丙交酯为单体，通过聚合的方式得到的高分子聚 酯型材料，属于一种人工合成高分子材料，具有生物基和可降解的特点。与传统塑料和其他可降解塑料相 比，聚乳酸性能优异：第一是生物降解性，聚乳酸因其主链上有大量酯键-COOR，是有机物中最容易断裂 的化学键，故易于降解。PLA 在堆肥条件下 8-25 周即可降解，即使在自然条件下 3-5 年也会完全降解，而 传统塑料降解的时间在百年以上。第二是安全性，PLA 来源于植物，主要是玉米、蔗糖等制成乳酸，而乳 酸本就是人体内的单体，故食物安全性很高。第三是原油替代性，降低对石油资源的依赖，是资源优化的 方向。第四是减碳特性，21 年工信部《“十四五”工业绿色发展规划》中明确提出将聚乳酸作为绿色低碳材 料推广。同时，与其他可降解材料相比，PLA 本身材料性能优异，具有硬度高、力学性能好、透明度高、 成本低等特点。

两步法是 PLA 生产的主流工艺路线。目前，由乳酸单体聚合生产聚乳酸的制备方法总体上可以分为两 种，即由“乳酸—丙交酯”与“丙交酯—聚乳酸”两阶段构成的“两步法”工艺（或称“间接法”），和乳 酸直接缩聚成聚乳酸的“一步法”工艺（或称“直接法”）。目前，采用“一步法”工艺生产制成的聚乳酸 分子量较低，不能满足下游产品对聚乳酸材料机械性能、耐久性等方面的需求，并且无法有效抑制生产过 程中的可逆反应，产品的收率较低。采用“两步法”工艺生产聚乳酸，第一步是将乳酸进行脱水酯化，制 得乳酸低聚物，再将乳酸低聚物环化制得丙交酯，并对丙交酯进行提纯得到高纯度丙交酯；第二步是将丙 交酯进行开环聚合，即可得到纯聚乳酸。世界上生产高品质大分子量聚乳酸的企业均采用“两步法”工艺 进行工业化生产。

丙交酯是 PLA 生产的核心中间体，技术和工艺壁垒高。采用“两步法”工艺进行生产时，中间体丙交 酯的合成和纯化反应条件苛刻、工艺复杂、技术要求较高。丙交酯的生产步骤主要包括利用乳酸先缩聚生成乳酸寡聚体，再将乳酸寡聚体解聚环化生成丙交酯。整个生产过程需要在高温、负压以及催化条件下进 行，目前来看生产过程中的技术难点主要包括反应器材质要求苛刻、反应体系黏度过大、反应条件难以控 制、催化剂难以选择以及综合收率难以提高等。由于必须用高纯度丙交酯才能合成分子量高、物理性能好 的聚乳酸，因此，高纯度丙交酯的制造成为“两步法”工艺流程中的核心和难点，也是国内聚乳酸企业遇 到的主要技术壁垒。

2023 年 1 月 13 日，工信部、发改委等六部联合发布《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》， 奠定了生物基材料未来三年的发展基调。方案提出促进生物基材料优性能、降成本、增品种、扩应用，提 升生物基材料产业协同创新、规模生产、市场渗透能力，推动非粮生物基材料产业加快创新发展。方案明 确了聚乳酸的重点发展方向，支持生物基材料企业与塑料制品、纺织纤维、 医疗器械等下游重点企业搭建 上下游合作平台，鼓励可生物降解 产品在餐饮、物流、零售、酒店等领域应用，引导日常消费绿色升级。 国内禁塑限塑政策分三阶段进行，2023 年起限塑令范围扩大。近几年国内陆续出台关于限塑、禁塑的 政策，但从执行效果来看收效甚微，行业拐点发生在 2020 年，各部委密集出台限塑禁塑政策。为有序禁止、 限制部分塑料制品的生产、销售和使用，积极推广替代产品，规范塑料废弃物回收利用，建立健全塑料制 品生产、流通、使用、回收处置等环节的管理制度，2020 年国家发改委和生态环境部出台了《关于进一步 加强塑料污染治理的意见》，以 2020 年底、2022 年底和 2025 年为三大关键时间节点，2023 年起“限塑令” 实施范围进一步扩大，对不可降解塑料袋、不可降解一次性塑料餐具、宾馆、酒店一次性塑料用品及快递 塑料包装的生产、销售和使用进行有序禁止、限制，对替代产品进行积极推广。此项规定的出台，明确了 “限塑禁塑”的具体时间表，对聚乳酸制品在国内的应用起到了极大的促进作用。

2020 年仅快递、外卖、地膜和塑料这四个受政策影响的应用领域塑料用量就达到 1120.4 万吨，而可降 解塑料的渗透率不到 1%，限塑令给 PLA 带来巨大的市场空间。根据中国化工信息中心数据，截至 2019 年，我国生物基可降解塑料市场中，聚乳酸材料占比已达 25%，可见该材料在应用领域已经被广泛接受。 目前，聚乳酸的主要消费领域是包装材料，占总消费量 65%以上；其次为餐饮用具、纤维/无纺布、3D 打 印材料等应用。欧洲和北美是聚乳酸最大的市场，而由于中国、日本、韩国、印度和泰国等国对聚乳酸的 需求处于持续增长之中，亚太地区将成为全球增长最快的市场之一。在行业内规模方面，根据中国淀粉工 业协会数据，我国聚乳酸市场已成为一个百亿级别的细分市场。从实际需求端看，在各个国家和地区政府 限塑、禁塑法规加持下，全球可降解塑料实际需求保持持续增长的态势。根据海正生材招股说明书预测， 到“十四五”末期仅快递、外卖、地膜和塑料这四个领域的国内降解塑料用量将达到 470.4 万吨，其中聚乳 酸用量将达到 112.7 万吨，而 21 年国内 PLA 总需求量仅为 4.81 万吨，市场替代空间大。在政策的持续加 码下，可以预见的是可降解塑料的市场需将持续放大，渗透率将加速提高。