Plàstic biodegradable
El plàstic biodegradable fa referència a un tipus de plàstic que es degrada per l'acció de microorganismes a la natura, com ara bacteris, floridures (fongs) i algues. El plàstic biodegradable ideal és un material polimèric que té un rendiment excel·lent, es pot descompondre completament pels microorganismes ambientals després de ser rebutjat i, finalment, s'inorganitza per convertir-se en un component del cicle del carboni a la natura."Paper" és un material biodegradable típic, mentre que"plàstic sintètic" és un material polímer típic. Per tant, els plàstics biodegradables són materials polímers amb"paper" i"plàstics sintètics" propietats.
Nom científic xinès
Plàstic biodegradable
Classificació
Criatures completes i criatures destructores
Composició principal
Polímer natural, polièster alifàtic, etc.
inclou principalment
PBAT, PLA, etc.
Característiques
Tenir certa biodegradabilitat en condicions ambientals específiques
continguts
1 definició
2 classificació
3 aplicacions
4 Història del desenvolupament
5 Estat del mercat
6 temes relacionats
7 mesures específiques
1 definició
Els plàstics biodegradables, també coneguts com a plàstics biodegradables, fan referència a l'acció dels microorganismes existents a la natura en condicions naturals com el sòl i/o la sorra, i/o condicions específiques com les condicions de compostatge, les condicions de digestió anaeròbia o els fluids de cultiu aquosos. Provoca degradació, i finalment es degrada completament en diòxid de carboni (CO₂) o/i metà (CH₄), aigua (H₂O) i sals inorgàniques mineralitzades dels elements que hi conté, així com nous plàstics de biomassa.
2 classificació
Segons la font de matèries primeres, els plàstics biodegradables es poden dividir en dos tipus: plàstics biodegradables de base biològica i plàstics biodegradables de base petroquímica.
Els plàstics biodegradables de base biològica es poden dividir en quatre categories: la primera categoria són els plàstics processats directament a partir de materials naturals; la segona categoria són els polímers obtinguts mitjançant la participació de la fermentació microbiana i la síntesi química; la tercera categoria són polímers sintetitzats directament per microorganismes. La quarta categoria són els plàstics biodegradables obtinguts barrejant aquests materials o aquests materials i altres plàstics biodegradables sintetitzats químicament.
Els plàstics biodegradables de base petroquímica es refereixen als plàstics obtinguts mitjançant la polimerització de monòmers petroquímics per síntesi química, com ara PBAT, succinat de polibutilè (PBS), copolímer de diòxid de carboni (PPC), etc. [1]
Plàstic totalment biodegradable a base de midó
Plàstic totalment biodegradable a base de midó
Segons la classificació del procés de biodegradació, els plàstics biodegradables es poden dividir en plàstics completament biodegradables i plàstics biodegradables destructius. Actualment, els plàstics biodegradables destructius inclouen principalment polietilè PE modificat (o farcit) amb midó, polipropilè PP, clorur de polivinil PVC, poliestirè PS, etc.
Els plàstics completament biodegradables es fan principalment a partir de macromolècules naturals (com ara midó, cel·lulosa, quitina) o productes agrícoles i secundaris mitjançant fermentació microbiana o síntesi de macromolècules biodegradables, com ara plàstics de midó termoplàstic, polièsters alifàtics i àcid polilàctic, midó/alcohol polivinílic, etc. són tots aquests plàstics.
Els plàstics biodegradables a base de midó i altres substàncies naturals inclouen actualment principalment els següents productes: àcid polilàctic (PLA), polihidroxialcanoat (PHA), plàstics de midó, plàstics de bioenginyeria, plàstics biogenerals (poliolefina i policlorur) Etilè).
Segons les diferents matèries primeres, hi ha almenys els següents tipus de plàstics biodegradables comuns:
policaprolactona (PCL)
Aquest plàstic té una bona biodegradabilitat i el seu punt de fusió és de 62 °C. Els microorganismes que la descomponen estan àmpliament distribuïts en condicions optimistes o anaeròbies. Com a material biodegradable, es pot barrejar amb materials de midó i cel·lulosa, o polimeritzar amb àcid làctic.
Polibutilè succinat (PBS) i els seus copolímers
La tecnologia per a la fabricació de diversos polièsters d'alt pes molecular a base de PBS (punt de fusió 114 °C) ha assolit el nivell de producció industrial. Mitsubishi Chemical Corporation i Showa Polymer Corporation del Japó' han començat la producció industrial, amb una escala d'unes 1.000 tones.
L'Institut de Física i Química de l'Acadèmia Xinesa de Ciències també està duent a terme investigacions sobre la síntesi de copolièster de succinat de polibutilè. L'Institut de Física i Química de l'Acadèmia Xinesa de Ciències ha cooperat amb Shandong Huiying Company per construir una línia de producció amb una producció anual de 25.000 tones de PBS i els seus polímers, i Guangdong Jinfa Company ha construït una línia de producció amb una producció anual de 1.000 tones. La Universitat de Tsinghua ha construït una línia de producció amb una producció anual de 10.000 tones de PBS i els seus copolímers a Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Àcid polilàctic (PLA)
Natureworks of the United States ha fet un treball actiu i eficaç en la millora del procés de producció d'àcid polilàctic i ha desenvolupat la fermentació de la glucosa al blat de moro per produir àcid polilàctic, amb una capacitat de producció anual de 14.000 tones. L'empresa UNITIKA del Japó&n.° 39 ha desenvolupat i produït molts tipus de productes, entre els quals llençols, safates, vaixella, etc. s'utilitzen àmpliament a l'Exposició Mundial d'Aichi al Japó.
A la Xina, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (amb una línia de producció de 5.000 mil tones/any) s'ha industrialitzat a la Xina i s'estan posant a prova Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, etc.
Polihidroxialcanoat (PHA)
Els països que realitzen producció industrialitzada a l'estranger són principalment els Estats Units i el Brasil. Les unitats de producció nacionals inclouen Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (escala 10.000 tones/any), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 tones/any) i Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., que està en fase pilot assajos.
Utilitzant plàstics biodegradables obtinguts a partir de recursos renovables, barrejant polièster alifàtic i midó, també s'ha estudiat amb èxit la tecnologia per produir plàstics degradables. Als països europeus i americans, les barreges de midó i polièster alifàtic s'utilitzen àmpliament per produir bosses d'escombraries i altres productes. L'empresa més gran i més venuda del món és l'empresa italiana Novamont, el nom comercial de la qual és Mater-bi. Els productes de l'empresa&s'utilitzen àmpliament a Europa i als Estats Units.
Hi ha moltes unitats nacionals de recerca i producció. Entre elles, les unitats industrialitzades inclouen Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (amb una escala de 40.000 tones/any), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 tones/any) i Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. . (5.000 tones/any), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 tones/any), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (escala 5.000 tones/any), etc.
Copolièster aromàtic alifàtic
El copolièster aleatori aromàtic alifàtic (Ecoflex) fabricat per BASF a Alemanya té monòmers: àcid adípic, àcid tereftàlic i 1,4-butandiol. La capacitat de producció és de 140.000 tones/any. Al mateix temps, s'han desenvolupat productes plàstics biodegradables a base de polièster i midó.
Plàstics biodegradables amb alcohol polivinílic (PVA).
Per exemple, a la dècada de 1990 del producte MaterBi del producte italià NOVMANT's, el PVA es va afegir principalment al midó, que pot bufar pel·lícula i també pot processar altres productes. Els materials d'alcohol polivinílic s'han de modificar per tenir una bona biodegradabilitat. L'Institut de processament i aplicació de plàstics de la indústria lleugera de la Universitat Tecnològica i Empresarial de Beijing ha aconseguit certs resultats en aquest sentit.
Copolímer de diòxid de carboni
A l'estranger, els primers països a estudiar copolímers de diòxid de carboni són principalment el Japó i els Estats Units, però no hi ha hagut producció industrial. Inner Mongolia Mengxi Group Corporation adopta la tecnologia de l'Institut de Química Aplicada de Changchun i ha construït un dispositiu amb una producció anual de 3.000 tones de resina de copolímer compost de diòxid de carboni/epoxi. Els productes s'utilitzen principalment en envasos i materials mèdics. La tecnologia de copolímer de diòxid de carboni de baix pes molecular desenvolupada pel Dr. Chen Liban de l'Institut de Química de Guangzhou, Acadèmia Xinesa de Ciències s'ha posat en producció a Taixing, Jiangsu. I altres embalatges. Henan Tianguan Group adopta la tecnologia del professor Meng Yuezhong de la Universitat Sun Yat-sen i ha construït una línia de producció de copolímers de diòxid de carboni a escala pilot.
Altres com la quitina, la poliamida, l'àcid poliaspàrtic, els polisacàrids, la cel·lulosa, etc. estan en desenvolupament.
Poli-β-hidroxibutirat (PHB)
3000 tones de plàstic totalment biodegradable
3000 tones de plàstic totalment biodegradable
Des d'una perspectiva global, el PHB i el PHBV són reconeguts com un dels plàstics biodegradables més prometedors, i també són nous productes en desenvolupament. El cost de producció pilot de la part tècnica és d'uns 40 RMB/kg. Després de posar en producció la industrialització, el cost del producte es reduirà encara més i l'avantatge de preu és evident. En particular, el procés de producció senzill de la part tècnica i l'equip senzill són fàcils de promoure i dur a terme una producció a gran escala.
3 aplicacions
A causa de la seva bona degradabilitat, els plàstics biodegradables s'utilitzen principalment com a materials d'embalatge dur i suau per a aliments, que també és el camp d'aplicació més gran en aquesta etapa.
Els principals mercats objectiu dels plàstics biodegradables són les pel·lícules d'envasos de plàstic, les pel·lícules agrícoles, les bosses de plàstic d'un sol ús i la vaixella de plàstic d'un sol ús. En comparació amb els materials d'embalatge de plàstic tradicionals, el cost dels nous materials degradables és lleugerament superior. Tanmateix, amb la creixent consciència de la protecció del medi ambient, la gent està disposada a utilitzar nous materials degradables amb preus més elevats per protegir el medi ambient. La major consciència de la protecció del medi ambient ha aportat grans oportunitats de desenvolupament a la indústria de nous materials biodegradables. Amb el desenvolupament de l'economia de la Xina, l'acollida reeixida dels Jocs Olímpics, l'Exposició Mundial i altres esdeveniments a gran escala que van impactar el món, la necessitat de protegir el patrimoni cultural mundial i els llocs escènics nacionals, la contaminació ambiental causada pels plàstics ha provocat esdevenen cada cop més importants, i els governs a tots els nivells tenen el tractament de la contaminació blanca com una de les tasques clau.
Països i regions desenvolupades com Europa, Estats Units i Japó han formulat i promulgat successivament lleis i regulacions rellevants per restringir l'ús de plàstics no degradables mitjançant mesures com la prohibició parcial, la restricció, la recollida obligatòria i la recaptació d'impostos sobre la contaminació, i desenvolupar enèrgicament nous materials biodegradables per protegir el medi ambient, protegir el sòl. Entre ells, França va emetre una política l'any 2005 segons la qual totes les bosses de plàstic d'un sol ús que es puguin portar han de ser biodegradables després del 2010.
Al mateix temps, la Xina ha introduït successivament una sèrie de polítiques per fomentar l'aplicació i la promoció de plàstics biodegradables. L'any 2004, l'Assemblea Popular Nacional va aprovar la"Llei d'Energies Renovables (Esborrany)" i"Llei de residus sòlids (revisió)" fomentar l'ús d'energia de biomassa renovable i la promoció i aplicació de plàstics degradables; l'any 2005, el document núm. 40 de la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma va fomentar clarament l'ús i la promoció de plàstics biodegradables; El 2006, la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma va llançar un projecte de fons especial per a la promoció del desenvolupament de materials biodegradables de biomassa; el"Definició, classificació, etiquetatge i requisits de degradabilitat per a plàstics degradables" implementat l'1 de gener de 2007 es van obtenir El reconeixement mutu d'Europa, els Estats Units, el Japó i altres països ha facilitat l'exportació de productes per part de les empreses xineses.
4 Història del desenvolupament
Segons les dades de la Japan Biodegradable Plastics Research Association, la producció de plàstics biodegradables al Japó el 2002 va ser d'unes 10.000 tones, el 2003 va ser d'unes 20.000 tones, el 2005 va ser d'unes 40.000 tones i s'espera que arribi a unes 100.000 fins a 200.000 tones el 2010.
Segons dades de l'Associació Europea de Bioplàstics, les xifres de l'any 2001 mostraven que el consum de productes biodegradables a la UE era de 25.000 a 30.000 tones, mentre que el consum de polímers tradicionals arribava a 35 milions de tones. L'Associació Europea de Bioplàstics preveu que el consum de polímers tradicionals arribarà als 55 milions de tones el 2010, mentre que el consum de plàstics biodegradables arribarà entre 500.000 i 1 milió de tones per llavors. Els materials biodegradables poden ocupar el 10% de la quota de mercat. En els materials biodegradables, la proporció de matèries primeres que utilitzen recursos renovables representarà més del 90%.
Segons les estadístiques del Comitè Professional de Plàstics Degradables de l'Associació de Plàstics de la Xina, el consum de materials biodegradables a la Xina l'any 2003 va ser d'unes 15.000 tones, de les quals unes 1.000 tones de polímers biodegradables sense midó afegit. L'any 2005, hi havia unes 30 empreses dedicades a plàstics biodegradables, amb una capacitat de producció de 60.000 tones anuals. La producció real va ser d'unes 30.000 tones. La demanda del mercat interior era d'unes 50.000 tones, les importacions estrangeres de 10.000 tones i les exportacions de 20.000 tones. Es calcula que la capacitat de producció el 2010 arribarà a unes 250.000 tones. Per obtenir més informació, consulteu l'Informe d'anàlisi de la planificació estratègica d'inversions i d'investigació en profunditat de la indústria dels plàstics biodegradables de Foresight China&n.º 39".
Alguns països desenvolupats també es guien per la idea de l'economia circular i utilitzen estris d'un sol ús biodegradables. Per exemple, Suècia va intentar produir caixes de menjar ràpid d'un sol ús fetes de patates i blat de moro a finals dels anys vuitanta, i les lleis obligatòries de Corea del Sud per utilitzar escuradents fets d'arròs glutinós. Espera. Europa ha formulat la norma EN13432 per a plàstics composts biodegradables"Requisits per a la prova i avaluació final dels materials d'envasament que afavoreixin el compostatge i la biodegradació per al reciclatge ", i un altre decret sobre la promoció del tractament de compostatge de residus orgànics s'està formulant i preparant activament. El govern dels EUA ha creat el Premi Presidential Green Chemistry Challenge des de 1996 per fomentar el desenvolupament de la indústria del plàstic biodegradable. El 1989, l'estat de Nova York va prohibir l'ús de bosses vegetals no biodegradables, va subvencionar els fabricants que produeixen plàstics degradables i va exigir als ciutadans que separessin els residus renovables i no renovables, en cas contrari serien multats amb 500 dòlars.
Alguns altres països també han pres mesures similars: l'Índia ha legislat per prohibir l'ús d'envasos de plàstic a la indústria làctia; Les lleis sud-africanes han prohibit completament l'ús de bosses de plàstic. Amb el desenvolupament de la legislació a diversos països, s'espera que els nous materials d'embalatge biodegradables siguin cada cop més populars.
A la Xina, amb l'aprofundiment de la comprensió dels plàstics degradables, s'ha assolit plenament el paper estratègic d'aquest material i la seva indústria en el desenvolupament sostenible de la Xina'. S'esperava l'aplicació generalitzada de plàstics biodegradables. La República de la Xina del poble xinès&n.º 39 va aprovar la"Llei d'energia renovable (esborrany)" i"Llei de residus sòlids (revisada)" l'any 2004 per fomentar l'ús d'energia de biomassa renovable i la promoció i aplicació de plàstics degradables. En el document núm. 40 de la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma de l'any 2005, també queda clar fomentar l'ús i la promoció de plàstics biodegradables. El 2006, la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma va llançar un projecte de fons especial per promoure el desenvolupament de materials biodegradables de biomassa.
5 Estat del mercat
El 2019, el valor de mercat de la indústria dels plàstics biodegradables augmentarà fins als 3.477 milions de dòlars EUA amb una taxa de creixement anual mitjana del 13,01%. S'espera que el mercat europeu de plàstics biodegradables creixi a una taxa de creixement anual mitjana del 12% del 2014 al 2019.
Els plàstics biodegradables inicien un període de ràpid desenvolupament. Tot i que el concepte de plàstics biodegradables s'ha potenciat, l'aplicació no ha pogut augmentar el volum.
Els plàstics biodegradables s'utilitzen principalment en envasos, fibra, agricultura, modelat per injecció i altres camps. Entre ells, és el més utilitzat en la indústria de l'embalatge. El 2013, va representar al voltant del 60% del mercat total. La demanda d'envasos d'aliments representava més del 70% del mercat d'envasos de plàstic biodegradable. ; El mercat d'aplicacions d'emmotllament per injecció és el principal motor del creixement de la demanda de plàstics biodegradables.
A finals de 2013, Europa i els Estats Units són els principals mercats de plàstics biodegradables. Segons les estadístiques, el 2013 els mercats europeu i nord-americà van representar el 54% i el 28% dels plàstics biodegradables mundials, respectivament.
La Comissió de Medi Ambient del Parlament Europeu ha aprovat un esborrany per reduir l'ús de bosses de plàstic lleugeres d'un sol ús. L'esborrany proposa que els 28 estats membres de la UE segueixin un enfocament en dos passos per reduir eficaçment l'ús de bosses de plàstic per assolir l'objectiu de reduir l'ús de bosses de plàstic ultrafines en un 80% el 2019 en comparació amb el 2010. S'espera que la resolució estimuli molt la demanda del mercat de plàstics biodegradables i s'espera que creï grans oportunitats de creixement per als fabricants relacionats en els propers cinc anys.
6 temes relacionats
Tanmateix, tot i que hi ha molts estudis i informes sobre plàstics degradables, molts problemes concrets no es poden resoldre, la promoció és extremadament difícil i les perspectives no són optimistes. Els motius són: en primer lloc, perquè la bossa de plàstic degradable té una baixa capacitat de càrrega, no pot satisfer els requisits dels clients per a més coses i ús repetit; en segon lloc, la bossa de plàstic degradable és tènue i de color groc i amb poca transparència, donant a la gent la sensació de no estar prou neta i antiestètica, no us preocupeu per utilitzar-la; en tercer lloc, el preu és massa alt, perquè el comerciant el regala gratuïtament, de manera que el cost és inacceptable.
Un altre exemple és resoldre el problema de la contaminació ambiental de les carmanyoles de menjar ràpid EPS. Intenteu utilitzar carmanyoles de paper o carmanyoles de plàstic biodegradable. No obstant això, és extremadament difícil de promocionar per les següents raons: Primer, EPS