生物發(fā)酵法PDO迎頭趕上
PTT纖維的優(yōu)越性能及市場潛力早在50年前就被人們所認識，但其原料1,3—丙二醇（PDO）生產(chǎn)技術(shù)難度大、成本高，阻礙了PTT的發(fā)展。過去幾十年間，人們著重研究PDO生產(chǎn)的化學合成工藝路線，目前只有英荷殼牌公司、德國Degussa公司和美國杜邦公司分別采用兩條化學合成路線實現(xiàn)了PTT纖維的商業(yè)化生產(chǎn)。
與化學合成法相比，生物發(fā)酵法選擇性高，操作條件溫和，原料是可再生的農(nóng)產(chǎn)品——淀粉或植物油料，因此近年來受到特別重視。德國國家生物技術(shù)研究中心、美國杜邦等公司投入大量心血研究PDO的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)。
國外對發(fā)酵法生產(chǎn)PDO的研究主要集中在兩個方向：其一是從工業(yè)甘油出發(fā)研究發(fā)酵生產(chǎn)PDO；其二是運用現(xiàn)代基因工程手段改造菌種，試圖將葡萄糖轉(zhuǎn)化為甘油和將甘油轉(zhuǎn)化為PDO的兩組基因重組到同一個細胞內(nèi)，但這一途徑十分困難。
以甘油（或來源于淀粉原料的葡萄糖）為原料分別采用一步或兩步生物發(fā)酵法來生產(chǎn)1，3－丙二醇，該工藝得到國家“十五”攻關(guān)計劃和國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程計劃的支持，項目組與黑龍江辰能生物工程有限公司合作進行生產(chǎn)性試驗獲得成功。我國中石化、中石油兩大集團及上海焦化廠、黑龍江石化院等一直高度重視PDO生產(chǎn)項目，著重研究化學合成路線，但目前的技術(shù)水平離產(chǎn)業(yè)化要求還很遠。與此同時，清華大學、撫順石化研究院、大連理工大學等單位開展了生物發(fā)酵法生產(chǎn)PDO的研究，雖然比德、美等國起步晚，但研究水平特別是中試水平已趕上甚至超過國際先進水平。
聚乳酸尚屬起步階段
作為一種可生物降解的高分子聚合物，以玉米等為原料制備的聚乳酸可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、藥學、農(nóng)業(yè)、包裝業(yè)、服裝業(yè)等領(lǐng)域，以替代傳統(tǒng)材料。聚乳酸還是一種低能耗產(chǎn)品，比以石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的聚合物低30%～50%的能耗。
目前，美國NatureWorks公司擁有14萬噸/年的聚乳酸生產(chǎn)能力。國內(nèi)對聚乳酸生產(chǎn)及在紡織等領(lǐng)域應(yīng)用性能的開發(fā)也開始出現(xiàn)熱潮。
總體來看，聚乳酸的生產(chǎn)在我國仍屬起步階段，已建的生產(chǎn)線很少，且規(guī)模較小。但可喜的是，擬建項目或擴張項目規(guī)模大多達到萬噸級。某些單位在聚乳酸技術(shù)工藝研發(fā)方面取得了不錯成績。
中科院長春應(yīng)化所的聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)已取得突破性進展。該研究所與企業(yè)合作，已經(jīng)擁有30噸/年的聚乳酸生產(chǎn)能力，計劃擴產(chǎn)達到5000噸/年。目前，該企業(yè)已經(jīng)開展以聚乳酸為原料的制品開發(fā)，部分產(chǎn)品出口。由浙江海正集團有限公司研制的聚乳酸現(xiàn)已進入產(chǎn)業(yè)化中試階段，計劃兩年內(nèi)建成1萬噸/年規(guī)模。中國科學院成都有機化學有限公司則在聚乳酸及相關(guān)醫(yī)學材料方面進展迅速。此外，上海同杰良生物材料有限公司通過“一步法”制取聚乳酸，得到了理想的生產(chǎn)成本。該公司計劃在兩年內(nèi)將產(chǎn)能提升到萬噸級。江蘇九鼎集團公司正在建設(shè)1000噸/年的聚乳酸生產(chǎn)線，并擬建1萬噸/年的薄膜、包裝用聚乳酸生產(chǎn)線。其他很多企業(yè)的相關(guān)項目也正在論證或已經(jīng)開工建設(shè)。相信在不久的將來，聚乳酸在我國的眾多領(lǐng)域?qū)⒋鎮(zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品，充分發(fā)揮其生物可降解功能。