Biologisch afbreekbaar plastic
Biologisch afbreekbaar plastic verwijst naar een soort plastic dat wordt afgebroken door de werking van micro-organismen in de natuur, zoals bacteriën, schimmels (schimmels) en algen. Het ideale biologisch afbreekbare plastic is een polymeermateriaal dat uitstekende prestaties levert, volledig kan worden afgebroken door micro-organismen in de omgeving nadat het is weggegooid en uiteindelijk anorganisch wordt om een onderdeel te worden van de koolstofcyclus in de natuur."Papier" is een typisch biologisch afbreekbaar materiaal, terwijl"synthetisch plastic" is een typisch polymeermateriaal. Daarom zijn biologisch afbreekbare kunststoffen polymere materialen met zowel"papier" en"synthetische kunststoffen" eigendommen.
Chinese wetenschappelijke naam
Biologisch afbreekbaar plastic
Classificatie
Complete wezens en destructieve wezens
Hoofdsamenstelling
Natuurlijk polymeer, alifatisch polyester, enz.
buitenlandse naam
Biologisch afbreekbaar plastic
omvat voornamelijk:
PBT, PLA, enz.
Kenmerken
Hebben bepaalde biologische afbreekbaarheid onder specifieke omgevingsomstandigheden
inhoudsopgave
1 definitie
2 classificatie
3 toepassingen
4Ontwikkelingsgeschiedenis
5 Marktstatus
6 gerelateerde problemen
7 specifieke maatregelen
1 definitie
Biologisch afbreekbare kunststoffen, ook bekend als biologisch afbreekbare kunststoffen, verwijzen naar de werking van micro-organismen die in de natuur voorkomen onder natuurlijke omstandigheden zoals bodem en/of zand, en/of specifieke omstandigheden zoals composteringsomstandigheden, anaërobe vergistingsomstandigheden of waterige kweekvloeistoffen. Het veroorzaakt afbraak en valt uiteindelijk volledig uiteen in koolstofdioxide (CO₂) en/en methaan (CH₄), water (H₂O) en gemineraliseerde anorganische zouten van de daarin aanwezige elementen, evenals nieuwe biomassakunststoffen.
2 classificatie
Volgens de bron van grondstoffen kunnen biologisch afbreekbare kunststoffen worden onderverdeeld in twee soorten: biogebaseerde biologisch afbreekbare kunststoffen en petrochemische gebaseerde biologisch afbreekbare kunststoffen.
Biobased biologisch afbreekbare kunststoffen kunnen worden onderverdeeld in vier categorieën: de eerste categorie is kunststoffen die direct zijn verwerkt uit natuurlijke materialen; de tweede categorie zijn polymeren verkregen door deelname van microbiële fermentatie en chemische synthese; de derde categorie zijn polymeren die rechtstreeks worden gesynthetiseerd door micro-organismen. De vierde categorie zijn de biologisch afbreekbare kunststoffen die worden verkregen door deze materialen of deze materialen en andere chemisch gesynthetiseerde biologisch afbreekbare kunststoffen te mengen.
Op petrochemie gebaseerde biologisch afbreekbare kunststoffen verwijzen naar kunststoffen die worden verkregen door petrochemische monomeren te polymeriseren door chemische synthese, zoals PBAT, polybutyleensuccinaat (PBS), kooldioxidecopolymeer (PPC), enz. [1]
Op zetmeel gebaseerde volledig biologisch afbreekbare kunststof
Volgens de classificatie van het biologische afbraakproces kunnen biologisch afbreekbare kunststoffen worden onderverdeeld in volledig biologisch afbreekbare kunststoffen en destructieve biologisch afbreekbare kunststoffen. Destructieve biologisch afbreekbare kunststoffen omvatten momenteel voornamelijk met zetmeel gemodificeerd (of gevuld) polyethyleen PE, polypropyleen PP, polyvinylchloride PVC, polystyreen PS enzovoort.
Volledig biologisch afbreekbare kunststoffen worden voornamelijk gemaakt van natuurlijke macromoleculen (zoals zetmeel, cellulose, chitine) of landbouw- en nevenproducten door microbiële fermentatie of synthese van biologisch afbreekbare macromoleculen, zoals thermoplastische zetmeelkunststoffen, alifatische polyesters en polymelkzuur, Zetmeel/polyvinylalcohol, enz. zijn allemaal dergelijke kunststoffen.
Biologisch afbreekbare kunststoffen op basis van zetmeel en andere natuurlijke stoffen omvatten momenteel voornamelijk de volgende producten: polymelkzuur (PLA), polyhydroxyalkanoaat (PHA), zetmeelkunststoffen, biotechnische kunststoffen, bio-algemene kunststoffen (polyolefine en polychloride) Ethyleen).
Volgens verschillende grondstoffen zijn er in ieder geval de volgende soorten gangbare biologisch afbreekbare kunststoffen:
Polycaprolacton (PCL)
Deze kunststof is goed biologisch afbreekbaar en heeft een smeltpunt van 62 °C. De micro-organismen die het afbreken, zijn wijd verspreid onder optimistische of anaërobe omstandigheden. Als biologisch afbreekbaar materiaal kan het worden gemengd met zetmeel- en cellulosematerialen of worden gepolymeriseerd met melkzuur.
Polybutyleensuccinaat (PBS) en zijn copolymeren
De technologie voor het vervaardigen van verschillende polyesters met een hoog molecuulgewicht op basis van PBS (smeltpunt 114°C) heeft het niveau van industriële productie bereikt. Japan' Mitsubishi Chemical Corporation en Showa Polymer Corporation zijn begonnen met industriële productie, met een schaal van ongeveer 1.000 ton.
Het Instituut voor Natuurkunde en Scheikunde van de Chinese Academie van Wetenschappen doet ook onderzoek naar de synthese van polybutyleensuccinaatcopolyester. Het Instituut voor Natuurkunde en Scheikunde van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft samengewerkt met Shandong Huiying Company om een productielijn te bouwen met een jaarlijkse productie van 25.000 ton PBS en zijn polymeren, en Guangdong Jinfa Company heeft een productielijn gebouwd met een jaarlijkse productie van 1.000 ton. Tsinghua University heeft een productielijn gebouwd met een jaarlijkse productie van 10.000 ton PBS en zijn copolymeren in Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Polymelkzuur (PLA)
Natureworks van de Verenigde Staten heeft actief en effectief werk verricht bij het verbeteren van het productieproces van polymelkzuur en heeft de fermentatie van glucose in maïs ontwikkeld om polymelkzuur te produceren, met een jaarlijkse productiecapaciteit van 14.000 ton. Japan's UNITIKA-bedrijf heeft vele soorten producten ontwikkeld en geproduceerd, waaronder canvas, dienbladen, servies, enz. Worden veel gebruikt in de Aichi World Expo in Japan.
In China wordt Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (met een productielijn van 5.000 duizend ton/jaar) geïndustrialiseerd in China, en Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, enz. worden getest.
Polyhydroxyalkanoaat (PHA)
De landen die geïndustrialiseerde productie in het buitenland realiseren zijn vooral de Verenigde Staten en Brazilië. Binnenlandse productie-eenheden zijn onder meer Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (schaal 10.000 ton/jaar), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (schaal 2.000 ton/jaar) en Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., die een proefproject ondergaat proeven.
Door gebruik te maken van biologisch afbreekbare kunststoffen die zijn verkregen uit hernieuwbare bronnen, waarbij alifatische polyester en zetmeel worden gemengd, is de technologie om afbreekbare kunststoffen te produceren ook met succes bestudeerd. In Europese en Amerikaanse landen worden mengsels van zetmeel en alifatisch polyester veel gebruikt om vuilniszakken en andere producten te produceren. Het grootste en best verkopende bedrijf ter wereld is het Italiaanse Novamont, wiens handelsnaam Mater-bi is. De producten van het bedrijf' worden veel gebruikt in Europa en de Verenigde Staten.
Er zijn veel binnenlandse onderzoeks- en productie-eenheden. Onder hen zijn de geïndustrialiseerde eenheden Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (met een schaal van 40.000 ton/jaar), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 ton/jaar) en Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5.000 ton/jaar), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (schaal 2.000 ton/jaar), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (schaal 5.000 ton/jaar), enz.
Alifatische aromatische copolyester
De alifatische aromatische willekeurige copolyester (Ecoflex) vervaardigd door BASF in Duitsland heeft monomeren: adipinezuur, tereftaalzuur en 1,4-butaandiol. De productiecapaciteit is 140.000 ton/jaar. Tegelijkertijd zijn er biologisch afbreekbare kunststofproducten op basis van polyester en zetmeel ontwikkeld.
Biologisch afbreekbare kunststoffen van polyvinylalcohol (PVA)
Zo werd in de jaren negentig van het Italiaanse product NOVMANT's MaterBi vooral PVA toegevoegd aan het zetmeel, dat kan filmen en ook andere producten kan verwerken. Materialen van polyvinylalcohol moeten worden aangepast om een goede biologische afbreekbaarheid te hebben. Het Institute of Light Industry Plastics Processing and Application van de Beijing Technology and Business University heeft in dit opzicht bepaalde resultaten behaald.
Kooldioxide copolymeer
In het buitenland zijn de eerste landen die kooldioxidecopolymeren bestuderen voornamelijk Japan en de Verenigde Staten, maar er is geen industriële productie geweest. Binnen-Mongolië Mengxi Group Corporation gebruikt de technologie van het Changchun Institute of Applied Chemistry en heeft een apparaat gebouwd met een jaarlijkse productie van 3.000 ton copolymeerhars met kooldioxide/epoxyverbinding. De producten worden voornamelijk gebruikt in verpakkingen en medische materialen. De koolstofdioxidecopolymeertechnologie met een laag molecuulgewicht, ontwikkeld door Dr. Chen Liban van het Guangzhou Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, is in productie genomen in Taixing, Jiangsu. En andere verpakkingen. Henan Tianguan Group gebruikt de technologie van professor Meng Yuezhong van de Sun Yat-sen University en heeft een productielijn voor kooldioxidecopolymeer op proefschaal gebouwd.
Andere zoals chitine, polyamide, polyasparaginezuur, polysachariden, cellulose, enz. zijn in ontwikkeling.
Poly-β-hydroxybutyraat (PHB)
3000 ton volledig biologisch afbreekbaar plastic
Vanuit een mondiaal perspectief worden PHB en PHBV erkend als een van de meest veelbelovende biologisch afbreekbare kunststoffen, en het zijn ook nieuwe producten in ontwikkeling. De proefproductiekosten van de technische kant bedragen ongeveer RMB 40/kg. Nadat de industrialisatie in productie is genomen, zullen de kosten van het product verder worden verlaagd en is het prijsvoordeel duidelijk. Met name het eenvoudige productieproces en de eenvoudige uitrusting van de technische kant zijn gemakkelijk te promoten en uit te voeren op grote schaal.
3 toepassingen
Vanwege de goede afbreekbaarheid worden biologisch afbreekbare kunststoffen voornamelijk gebruikt als zachte en harde verpakkingsmaterialen voor levensmiddelen, wat in dit stadium ook het grootste toepassingsgebied is.
De belangrijkste doelmarkten voor biologisch afbreekbare kunststoffen zijn plastic verpakkingsfilms, landbouwfilms, plastic wegwerpzakken en plastic wegwerpservies. Vergeleken met traditionele plastic verpakkingsmaterialen zijn de kosten van nieuwe afbreekbare materialen iets hoger. Met het toenemende bewustzijn van milieubescherming zijn mensen echter bereid nieuwe afbreekbare materialen te gebruiken met een hogere prijs om het milieu te beschermen. Het toegenomen bewustzijn van milieubescherming heeft enorme ontwikkelingsmogelijkheden opgeleverd voor de biologisch afbreekbare nieuwe materialenindustrie. Met de ontwikkeling van de Chinese economie, de succesvolle hosting van de Olympische Spelen, de Wereldtentoonstelling en andere grootschalige evenementen die de wereld schokten, de noodzaak van de bescherming van verschillende culturele werelderfgoed en nationale schilderachtige plekjes, heeft de milieuvervuiling veroorzaakt door kunststoffen worden steeds belangrijker, en regeringen op alle niveaus hebben de behandeling van witte vervuiling als een van de belangrijkste taken genoemd.
Ontwikkelde landen en regio's zoals Europa, de Verenigde Staten en Japan hebben achtereenvolgens relevante wet- en regelgeving opgesteld en uitgevaardigd om het gebruik van niet-afbreekbare kunststoffen te beperken door middel van maatregelen zoals een gedeeltelijk verbod, beperking, verplichte inning en inning van vervuilingsbelastingen, en krachtig nieuwe biologisch afbreekbare materialen ontwikkelen om het milieu te beschermen, de bodem te beschermen. Onder hen heeft Frankrijk in 2005 een beleid uitgevaardigd dat alle plastic wegwerptassen die kunnen worden vervoerd na 2010 biologisch afbreekbaar moeten zijn.
Tegelijkertijd heeft China achtereenvolgens een aantal beleidsmaatregelen ingevoerd om de toepassing en promotie van biologisch afbreekbare kunststoffen aan te moedigen. In 2004 keurde het Nationale Volkscongres het"Renewable Energy Law (Draft)" en"Wet vast afval (revisie)" het gebruik van hernieuwbare energie uit biomassa en de bevordering en toepassing van afbreekbare kunststoffen aanmoedigen; in 2005 moedigde document nr. 40 van de National Development and Reform Commission duidelijk het gebruik en de promotie van biologisch afbreekbare kunststoffen aan; in 2006 lanceerde de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming een speciaal fondsproject ter bevordering van de ontwikkeling van biologisch afbreekbare materialen uit biomassa; het"Definieer, classificatie, etikettering en afbreekbaarheidseisen voor afbreekbare kunststoffen" geïmplementeerd op 1 januari 2007 werden verkregen. De wederzijdse erkenning van Europa, de Verenigde Staten, Japan en andere landen heeft de export van producten door Chinese bedrijven vergemakkelijkt.
4Ontwikkelingsgeschiedenis
Volgens de gegevens van de Japan Biodegradable Plastics Research Association bedroeg de productie van biologisch afbreekbare kunststoffen in Japan in 2002 ongeveer 10.000 ton, in 2003 ongeveer 20.000 ton, in 2005 ongeveer 40.000 ton en naar verwachting zal dit ongeveer 100.000 ton bedragen. tot 200.000 ton in 2010.
Volgens gegevens van de European Bioplastics Association toonden cijfers in 2001 aan dat het verbruik van biologisch afbreekbare producten in de EU 25.000 tot 30.000 ton bedroeg, terwijl het verbruik van traditionele polymeren zelfs 35 miljoen ton bedroeg. De European Bioplastics Association voorspelt dat het verbruik van traditionele polymeren in 2010 55 miljoen ton zal bereiken, terwijl het verbruik van biologisch afbreekbare plastics tegen die tijd 500.000 tot 1 miljoen ton zal bedragen. Biologisch afbreekbare materialen kunnen uiteindelijk 10% van de markt innemen. In biologisch afbreekbare materialen zal het aandeel grondstoffen dat gebruik maakt van hernieuwbare bronnen meer dan 90% uitmaken.
Volgens de statistieken van het Professional Committee of Degradable Plastics van de China Plastics Association bedroeg het verbruik van biologisch afbreekbare materialen in China in 2003 ongeveer 15.000 ton, waarvan ongeveer 1.000 ton biologisch afbreekbare polymeren zonder toegevoegd zetmeel. In 2005 waren er zo'n 30 bedrijven bezig met biologisch afbreekbare kunststoffen, met een productiecapaciteit van 60.000 ton per jaar. De werkelijke productie bedroeg ongeveer 30.000 ton. De vraag op de binnenlandse markt was ongeveer 50.000 ton, de buitenlandse invoer was 10.000 ton en de uitvoer was 20.000 ton. Geschat wordt dat de productiecapaciteit in 2010 ongeveer 250.000 ton zal bedragen. Voor details verwijzen wij u naar het"Foresight China's Biologisch afbreekbare kunststofindustrie In-depth Investigation and Investment Strategic Planning Analysis Report".
Sommige ontwikkelde landen laten zich ook leiden door het idee van een circulaire economie en gebruiken biologisch afbreekbaar wegwerpgerei. Zo probeerde Zweden eind jaren tachtig wegwerpverpakkingen voor fastfood van aardappelen en maïs te produceren, en legde Zuid-Korea wetten op om tandenstokers van kleefrijst te gebruiken. Wacht. Europa heeft de norm EN13432 voor biologisch afbreekbare composteringskunststoffen geformuleerd"Vereisten voor testen en eindevaluatie van verpakkingsmaterialen die bevorderlijk zijn voor compostering en biologische afbraak voor recycling", en andere voorschriften ter bevordering van compostering van organisch afval worden actief geformuleerd en voorbereid. De Amerikaanse regering heeft sinds 1996 de Presidential Green Chemistry Challenge Award in het leven geroepen om de ontwikkeling van de biologisch afbreekbare plasticindustrie te stimuleren. In 1989 verbood de staat New York het gebruik van niet-biologisch afbreekbare groentezakken, subsidieerde fabrikanten die afbreekbare kunststoffen produceren en verplichtte burgers hernieuwbaar en niet-hernieuwbaar afval te scheiden, anders zouden ze een boete van $ 500 krijgen.
Enkele andere landen hebben ook soortgelijke maatregelen genomen: India heeft wetgeving ingevoerd om het gebruik van plastic verpakkingen in de zuivelindustrie te verbieden; Zuid-Afrikaanse wetten hebben het gebruik van plastic verpakkingszakken volledig verboden. Met de ontwikkeling van wetgeving in verschillende landen wordt verwacht dat nieuwe biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen steeds populairder zullen worden.
In China, met de verdieping van het begrip van afbreekbare kunststoffen, is de strategische rol van dit materiaal en zijn industrie op de duurzame ontwikkeling van China' volledig gerealiseerd. De popularisering en toepassing van biologisch afbreekbare kunststoffen is verwacht. Het Chinese Volk's Republiek China heeft het"Renewable Energy Law (Draft)" en"Wet vast afval (herzien)" in 2004 om het gebruik van hernieuwbare energie uit biomassa en de promotie en toepassing van afbreekbare kunststoffen aan te moedigen. In het nr. 40-document van de National Development and Reform Commission uit 2005 is het ook duidelijk om het gebruik en de promotie van biologisch afbreekbare kunststoffen aan te moedigen. In 2006 lanceerde de National Development and Reform Commission een speciaal fondsproject om de ontwikkeling van biologisch afbreekbare materialen uit biomassa te bevorderen.
5 Marktstatus
Tegen 2019 zal de marktwaarde van de biologisch afbreekbare kunststofindustrie groeien tot 3,477 miljard dollar met een gemiddelde jaarlijkse groei van 13,01%. De Europese markt voor biologisch afbreekbare kunststoffen zal naar verwachting groeien met een gemiddelde jaarlijkse groei van 12% van 2014 tot 2019.
Biologisch afbreekbare kunststoffen luiden een periode van snelle ontwikkeling in. Hoewel het concept van biologisch afbreekbare kunststoffen al eerder is gehyped, heeft de toepassing het volume niet kunnen vergroten.
Biologisch afbreekbare kunststoffen worden voornamelijk gebruikt in verpakkingen, vezels, landbouw, spuitgieten en andere gebieden. Onder hen wordt het het meest gebruikt in de verpakkingsindustrie. In 2013 was het goed voor ongeveer 60% van de totale markt. De vraag naar voedselverpakkingen was goed voor meer dan 70% van de markt voor biologisch afbreekbare plastic verpakkingen. ; De markt voor spuitgiettoepassingen is de belangrijkste drijvende kracht achter de groei van de vraag naar biologisch afbreekbare kunststoffen.
Vanaf eind 2013 zijn Europa en de Verenigde Staten de belangrijkste markten voor biologisch afbreekbare kunststoffen. Volgens statistieken waren de Europese en Noord-Amerikaanse markten in 2013 respectievelijk goed voor 54% en 28% van de wereldwijde biologisch afbreekbare kunststoffen.
De Milieucommissie van het Europees Parlement heeft een ontwerp aangenomen om het gebruik van lichtgewicht plastic tassen voor eenmalig gebruik te verminderen. Het ontwerp stelt voor dat de 28 EU-lidstaten een aanpak in twee stappen volgen om het gebruik van plastic tassen effectief te verminderen om het doel te bereiken om het gebruik van ultradunne plastic tassen in 2019 met 80% te verminderen ten opzichte van 2010. Dit resolutie zal naar verwachting de marktvraag naar biologisch afbreekbare kunststoffen sterk stimuleren en zal naar verwachting in de komende vijf jaar enorme groeimogelijkheden creëren voor verwante fabrikanten.
6 gerelateerde problemen
Hoewel er veel studies en rapporten zijn over afbreekbare kunststoffen, kunnen veel specifieke problemen niet worden opgelost, is de promotie uiterst moeilijk en zijn de vooruitzichten niet optimistisch. De redenen zijn: ten eerste, omdat de afbreekbare plastic zak een laag draagvermogen heeft, kan deze niet voldoen aan de eisen van klanten voor meer spullen en herhaald gebruik; ten tweede is de afbreekbare plastic zak zwak en geel van kleur en weinig transparant, waardoor mensen het gevoel krijgen niet schoon genoeg en lelijk te zijn. Maak je geen zorgen over het gebruik ervan; ten derde is de prijs te hoog, omdat de handelaar het gratis weggeeft, dus de kosten zijn onaanvaardbaar.
Een ander voorbeeld is het oplossen van het milieuvervuilingsprobleem van EPS fastfood lunchboxen. Probeer in plaats daarvan papieren lunchboxen of biologisch afbreekbare plastic lunchboxen te gebruiken. Het is echter buitengewoon moeilijk om te promoten vanwege de volgende redenen: Ten eerste, EPS
We bieden gepatenteerde volledig biologisch afbreekbare film en PVA-zak, alle producten zijn gemaakt door gietapparatuur. Het is anders dan traditionele blaasvormproducten, alle blaasvormproducten zijn niet volledig biologisch afbreekbaar. Wij kunnen pva folies en tassen in volledig transparant en diverse kleuren produceren. en de PVA-film is gladder dan de traditionele blaasvormproducten.
We bieden ook biologisch afbreekbare folie en zakken van organisch materiaal met gepatenteerde grondstof en productieproces.
Bezoek ons voor meer PVA-film en tassenproducten: