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研判2025!中国聚丁二酸丁二醇酯行业合成方法、行业现状及重点企业分析:行业市场空间持续扩展,2023年中国市场规模达9.05亿[图]

内容概况:随着国家环保政策的逐步落地,PBS作为生物可降解塑料,市场空间不断扩展。2023年,中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场规模达到9.05亿元人民币,同比增长16.32%。这一增长主要得益于PBS在包装、农业薄膜、一次性餐具、医疗耗材等领域的广泛应用。然而,PBS行业仍面临原材料供应不足、生产成本较高等问题,这些问题在一定程度上限制了其产业化程度。近年来,通过改进催化剂和聚合工艺,PBS的性能不断提升。其熔体流动速率、负荷变形温度等核心指标逐步接近国际先进水平。此外,随着国内1,4-丁二醇等上游装置的陆续投产,PBS的原材料成本正在逐步下降。这一趋势将进一步推动PBS的市场竞争力,使其在传统塑料替代市场中的份额不断扩大。


相关上市企业:金发科技(600143)、美瑞新材(300848)、瑞丰高材(300243)、亿帆医药(002019)、蓝山屯河(830978)


相关企业:恒力石化股份有限公司、山东兰典生物科技股份有限公司、浙江杭州鑫富药业股份有限公司、康辉新材料科技有限公司、宁波长鸿高分子科技股份有限公司、彤程新材料集团股份有限公司


关键词:聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯市场规模、聚丁二酸丁二醇酯行业现状、聚丁二酸丁二醇酯发展趋势


一、行业概述


聚丁二酸丁二醇酯又称PBS、聚琥珀酸丁二酯,结构简式是H-[O(CH2)4OOC(CH2)2CO]n-OH,是一种白色半结晶型聚合物。PBS具有生物相容性好、可再生、熔点高、抗氧化性好等优势,而聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能介于聚乙烯和聚丙烯之间,可直接做为塑料加工使用。

聚丁二酸丁二醇酯性能


PBS的合成方法有化学聚合法和酶聚合法两类。酶聚合法生产成本高、分子量低,只具有学术研究价值。化学聚合法是目前较为常用的PBS合成方法,主要包括直接酯化法,酯交换法和扩链法。直接酯化法是工业上应用最广的生产方法。酯交换法使用丁二酸二甲酯与等量的丁二醇,在高温、高真空以及催化剂的作用下,进行酯交换反应并脱除甲醇。扩链反应则是为了进一步提高产物分子量,利用扩链剂的活性基团与聚酯的端羟基反应。


1、直接酯化法


直接酯化法是由二元羧酸和二元烷基醇直接聚合而不经过链扩张的过程,其方法可以描述为:在温度较低的反应条件下将二元醇与二元酸进行酯化,其中二元醇过量添加以保证合成端羰基预聚物,然后在高温、高真空条件下经催化剂的作用脱去二元醇,得到PBS聚酯产物。该方法合成工艺步骤简单并且合成的PBS产物分子量较高,是工业生产中使用的较为广泛的一种合成方法。

直接酯化法反应方程式


2、酯交换法


酯交换法通常应用于聚乙烯(PE)的合成中,酯交换法也可以说是最早应用于合成PBS的方法之一。在酯交换法合成PBS的过程中,由1,4-丁二醇与丁二酸二甲酯在催化剂的条件下通过熔融聚合来合成PBS,其摩尔比例通常为1,4-丁二醇:丁二酸二甲酯=1.0-1.1:1.0。其反应过程分为酯交换过程和聚合过程两步:第一步酯交换过程是在惰性气体环境中(通常为氮气),在150-190°C条件下进行酯交换反应,待反应完全后,除去体系中的水和甲醇,然后进行第二步缩聚反应,在200°C高温、高真空的环境下进行聚合反应。酯交换法合成的PBS其相对分子质量可达到5.95×10^5。

酯交换法反应方程式


相对于直接酯化法,酯交换法合成PBS的过程中也包含酯化反应和缩聚反应两步反应。而二者的不同之处在于酯交换法是在第一步酯化反应中,使用1,4-丁二醇通过酯交换与丁二酸二甲酯反应脱去甲醇,而直接酯化法是醇酸反应脱去水来完成酯化。酯交换法的优势在于反应所需要的能量较低,使得反应过程中所需的温度较低,并且在合成PBS的过程中可以避免原料配比不合理造成的封端,从而可以比较良好的控制最终合成产物PBS的结构。但酯交换法合成PBS时由于要先制得丁二酸二甲酯,相对于直接酯化法增加了生产的成本,并且合成过程中脱去的甲醇如处理不当会对环境造成一定的污染,而直接酯化法产生的水对环境无污染并且成本相对也得到了降低。


3、扩链法


合成PBS的扩链法是利用扩链剂中的活性基团,与预聚物中的端羟基反应,从而提高聚酯的相对分子质量。适用于端羧基结构的扩链剂一般都具有两个官能团,能与预聚物的端羧基发生反应,达到扩链的效果,常用的扩链剂有异氰酸酯、恶唑啉、 酸酐和甲苯二异氰酸酯等。利用扩链剂制备出了高分子量的聚丁二酸丁二醇酯,其研究表明通过扩链反应制得的PBS结晶度和熔点下降,但分子量得到了较大的提升,拉伸强度得到了提高。


然而,使用扩链剂所制得的PBS相对于直接酯化法制备的产物,其不足之处在于生物安全性和生物可降解性会下降,所合成的PBS不适合对生物安全性要求较高的医药领域和食品包装等领域,比较适合于工农业中的薄膜、可回收的包装瓶等。


二、行业发展历程


中国聚丁二酸丁二醇酯行业发展主要经历了四个阶段。2000年以前的起步阶段,PBS作为一种可生物降解材料,早期主要依赖进口,国内尚未形成规模化生产。部分高校和科研机构开始研究PBS的合成与应用,但技术尚未成熟。


2000年至2010年的技术突破与初步产业化阶段,2000年后,国内科研机构在PBS合成技术上取得突破,中科院等机构开发出具有自主知识产权的生产工艺。2006年,中科院理化所与浙江鑫富药业合作,建成国内首条千吨级PBS生产线,标志着PBS产业化起步。


2010年至2020年的快速发展阶段,国家出台多项政策鼓励可降解材料发展,尤其是“限塑令”的推行,推动了PBS行业的增长。多家企业进入PBS领域,产能迅速提升,2015年后,国内PBS年产能达到数万吨。同时,生产工艺和产品性能持续优化,应用领域从包装材料扩展到农业、医疗等领域。


2020年至今的成熟与升级阶段,随着环保意识增强和政策推动,PBS市场需求持续增长,2020年后,国内PBS年产能超过10万吨。企业加大研发投入,提升产品质量,降低生产成本,增强国际竞争力。同时,国内企业开始与国际公司合作,拓展海外市场,推动PBS全球化发展。

中国聚丁二酸丁二醇酯行业发展历程


三、行业产业链


聚丁二酸丁二醇酯行业产业链上游主要包括原材料和设备等,其中原材料包括丁二酸、丁二醇、催化剂、扩链剂、助剂等,设备包括浆料调制罐、酯化釜(第一酯化釜、第二酯化釜)、预缩聚釜、终缩聚釜、增粘反应器、分离塔、输送泵和低聚物加热器、改性剂添加器和静态混合器、真空系统、冷凝装置、熔体过滤器等。产业链中游为聚丁二酸丁二醇酯的生产环节。产业链下游应用领域主要包括包装、电子和电气、农业、纺织业、医药、汽车等。

聚丁二酸丁二醇酯行业产业链


相关报告:智研咨询发布的《中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场运营格局及前景战略分析报告


四、市场规模


随着国家环保政策的逐步落地,PBS作为生物可降解塑料,市场空间不断扩展。2023年,中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场规模达到9.05亿元人民币,同比增长16.32%。这一增长主要得益于PBS在包装、农业薄膜、一次性餐具、医疗耗材等领域的广泛应用。然而,PBS行业仍面临原材料供应不足、生产成本较高等问题,这些问题在一定程度上限制了其产业化程度。近年来,通过改进催化剂和聚合工艺,PBS的性能不断提升。其熔体流动速率、负荷变形温度等核心指标逐步接近国际先进水平。此外,随着国内1,4-丁二醇等上游装置的陆续投产,PBS的原材料成本正在逐步下降。这一趋势将进一步推动PBS的市场竞争力,使其在传统塑料替代市场中的份额不断扩大。

2016-2023年中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场规模情况


五、重点企业经营情况


中国聚丁二酸丁二醇酯(PBS)行业近年来快速发展,市场规模不断扩大,企业竞争格局也逐渐清晰。目前,PBS市场主要参与者包括和兴化工、美瑞新材、瑞丰高材等。目前,美瑞新材已获得《一种可发性聚丁二酸丁二醇酯的制备方法》、《高流动性高韧性PLA/PBS共混合金材料及其制备方法》等多项PBS相关专利授权。

中国聚丁二酸丁二醇酯行业代表性企业简介


美瑞新材料股份有限公司成立于2009年,位于中国(山东)自由贸易试验区烟台片区,是一家专注于聚氨酯材料及全生物降解类材料(如PBS)的国家高新技术企业。公司在PBS领域取得了显著成就,已具备PBS产品的合成技术,并完成了从试验开发到中试的阶段。2021年,美瑞新材与鹤壁煤化工合作,启动了年产10万吨PBS可降解材料项目,该项目利用丁二酸酐和1,4-丁二醇为主要原料,进一步推动PBS的工业化生产。此外,公司还通过技术创新和市场推广,逐步实现PBS的批量化生产,为公司带来新的利润增长点。2024年前三季度,美瑞新材营业收入为12.33亿元,同比增长10.37%;归母净利润为0.51亿元,同比下降27.12%。

2018-2024年前三季度美瑞新材经营情况


山东瑞丰高分子材料股份有限公司是一家专注于高分子材料研发与生产的企业。公司在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)领域也有一定的布局和贡献。截至2023年,公司投资的年产6万吨PBAT项目处于在建状态,该生产装置不仅可用于PBAT的生产,还可切换生产PBS以及聚酯PBT。这种生产装置的灵活性使公司能够根据市场需求调整产品结构,优化资源配置。2024年前三季度,瑞丰高材营业收入为14.70亿元,同比增长11.66%;归母净利润为0.37亿元,同比下降44.62%。

2018-2024年前三季度瑞丰高材经营情况


六、行业发展趋势


1、市场需求将持续增长


随着全球对环保和可持续发展的日益重视,生物降解材料的需求正在激增。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为一种性能优良、可完全生物降解的聚酯材料,其市场需求将持续增长。特别是在包装、农业、医疗等领域,PBS的应用前景广阔。随着消费者对环保产品的偏好增强,以及政府对传统塑料使用的限制,PBS将成为替代传统塑料的重要选择。预计未来几年,中国PBS市场的需求量将以稳定的增速上升,为行业带来持续的发展动力。


2、技术创新将推动产业升级


技术创新是推动聚丁二酸丁二醇酯行业发展的关键。未来,随着生产技术的不断革新,PBS的生产成本将进一步降低,生产效率将得到提升。同时,新技术的引入也将为PBS产品带来更好的性能和更广泛的应用领域。例如,通过改性技术,可以开发出具有特定性能的PBS材料,以满足不同领域的需求。此外,生物发酵法等绿色生产工艺的逐渐成熟,也将为PBS行业的可持续发展提供有力支撑。


3、产业链上下游将协同发展


聚丁二酸丁二醇酯行业的健康发展离不开产业链上下游的协同合作。未来,随着行业规模的扩大和市场的拓展,产业链上下游企业之间的合作将更加紧密。上游原料供应商将不断提升原料质量和供应稳定性,为PBS生产企业提供有力保障。同时,下游应用领域也将不断拓展,为PBS提供更多的市场需求。产业链上下游的协同发展将推动整个行业的持续进步和繁荣。


以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场运营格局及前景战略分析报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。

本文采编:CY407
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2025-2031年中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场运营格局及前景战略分析报告
2025-2031年中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场运营格局及前景战略分析报告

《2025-2031年中国聚丁二酸丁二醇酯行业市场运营格局及前景战略分析报告》共十九章,包含2025-2031年中国聚丁二酸丁二醇酯行业发展趋势研究分析,聚丁二酸丁二醇酯行业投资机会分析研究,聚丁二酸丁二醇酯企业制定“十四五”发展战略研究分析等内容。

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