Op zetmeel gebaseerde kunststoffen gebruiken een chemische reactie om zetmeel chemisch te modificeren, de hydroxylgroep van zetmeel te verminderen, de oorspronkelijke structuur te veranderen, waardoor de overeenkomstige eigenschappen van zetmeel veranderen en het oorspronkelijke zetmeel in thermoplastisch zetmeel verandert.
Chinese naam Kunststoffen op basis van zetmeel Industrie Industriële productie Velden Chemische productie Toepassingen Plastic productie
inhoudsopgave
1 Onderzoeks- en ontwikkelingsachtergrond
2 Procesprincipe
3 Ontwikkelingsstatus
4 Productvoordelen
5 Certificatiesysteem
6 Toepassingsvooruitzichten
R & D-achtergrondredacteur
Zetmeel is het natuurlijke polymeer dat op de tweede plaats komt na cellulose in de wereld. Het is rijk aan bronnen, hernieuwbaar en niet duur. Het kan worden gebruikt om kunststoffen op basis van zetmeel te produceren door middel van gemodificeerde plastificering. Als een belangrijke categorie in biobased materialen hebben kunststoffen op basis van zetmeel met succes industriële productie en toepassing bereikt. Op zetmeel gebaseerd plastic is een soort plastic product dat is gemaakt van zetmeel als belangrijkste grondstof, gemodificeerd en geplastificeerd en vervolgens gemengd met andere polymeren. Het is een soort bioplastic. Bioplastics op basis van zetmeel kunnen worden onderverdeeld in biobased kunststoffen en biologisch afbreekbare kunststoffen.
Biologisch afbreekbare kunststoffen op zetmeelbasis zijn over het algemeen mengsels van gemodificeerd zetmeel met biologisch afbreekbare polyesters (zoals PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, enz.), Die volledig biologisch afbreekbaar, composteerbaar, milieuvriendelijk en geschikt voor afval zijn. Composteren, storten en andere behandelmethoden. Op zetmeel gebaseerde biobased kunststoffen zijn over het algemeen een mengsel van gemodificeerd zetmeel en polyolefinen (zoals PP / PE / PS, enz.). Het belang voor het milieu is het verminderen van het gebruik van petrochemische bronnen, het verminderen van kooldioxide-emissies en afval is geschikt voor verbranding. Beide materialen kunnen traditionele kunststoffen op petroleumbasis vervangen en worden veel gebruikt in plastic verpakkingsmaterialen, schokbestendige materialen, plastic films en plastic zakken, wegwerpservies, voedselcontainers, speelgoed en dergelijke.
Procesprincipe bewerken
Zetmeel is een natuurlijk hoogmoleculair polymeer met een grote hoeveelheid hydroxylgroepen in zijn molecuul (moleculaire structuren II en III), dus de interactie tussen zetmeelmacromoleculen is sterk, waardoor het oorspronkelijke zetmeel moeilijk te smelten is en wordt gedeeld met andere polymeren . De compatibiliteit met andere polymeren in het mengproces is ook slecht. Maar deze hydroxylgroepen kunnen dat wel
Chemische reacties zoals verestering, verethering, enten en verknoping zijn voldoende. Deze chemische reacties worden gebruikt om het zetmeel chemisch te modificeren om de hydroxylgroep van het zetmeel te verminderen en de oorspronkelijke structuur te veranderen, waardoor de overeenkomstige eigenschappen van het zetmeel veranderen en het oorspronkelijke zetmeel in een thermoplastisch zetmeel verandert.
1. Verestering, omestering of verethering
Om de hydrofiliciteit van het zetmeel in hydrofobiciteit te veranderen, wordt de hydroxylgroep op het zetmeelmolecuul veresterd en opnieuw veresterd met een vetzuur, een vetzuurester of dergelijke om een zetmeelester te vormen.
2, verknopingsreactie
Om de sterkte en hittebestendigheid van het zetmeelmateriaal te vergroten, wordt het zetmeel verknoopt met een verbinding met twee of meer functionele groepen (zoals een polybasisch zuur, enz.) Om matige verknoping van het zetmeel te veroorzaken.
3, het mengen en hervormen van onafhankelijke innovatie op het gebied van copolymerisatie
De meeste zetmeelkunststoffen worden bereid door zetmeel te mengen en te mengen met andere polymeermaterialen. Het resulterende product heeft beperkte compatibiliteit vanwege slechte compatibiliteit en beperkt gebruik. Op zetmeel gebaseerde kunststoffen copolymeriseren ook zetmeel tijdens het zetmeelmodificatieproces om een entcopolymeer van zetmeel en andere polymeren te verkrijgen, waardoor de compatibiliteit van zetmeel met andere polymeermaterialen wordt verbeterd. Door chemische modificatie werd de zetmeelmodificatie gerealiseerd: de hydrofiliciteit werd veranderd in hydrofobiciteit; de warmtegevoeligheid werd veranderd in temperatuurbestendigheid; de hardheid en broosheid werd veranderd in plasticiteit. Deze modificatie lost het wereldwijde probleem van zetmeelmodificatie op en legt een goede basis voor verdere verwerking.
Ontwikkelingsstatuseditor
Op zetmeel gebaseerde bioplastics hebben een geschiedenis van 30 jaar onderzoek en ontwikkeling. Het is een biologisch afbreekbaar plastic met de langste onderzoeksgeschiedenis, de meest volwassen technologie, de grootste industriële schaal en het hoogste marktaandeel. In het begin van de jaren tachtig werd onderzoek en ontwikkeling van gemodificeerd zetmeel en afbreekbare masterbatch van kunststoflegeringen van volledig biologisch afbreekbare of oplosbare kunststoffen gewaardeerd, het mengen van zetmeel en biologisch afbreekbare hars werd gewaardeerd. Onder hen is de meest succesvolle de "MaterBi" van Novamont, Italië, een interpenetrerende netwerkstructuur polymeer-plastic legering bestaande uit gemodificeerd zetmeel en gemodificeerde polyvinylalcohol. Het heeft goede verwerkingseigenschappen, secundaire verwerkingseigenschappen en mechanica. Prestaties en uitstekende biologische afbreekbaarheid. Bovendien is "Vinex", ontwikkeld door Air Product & Chemical Company uit de Verenigde Staten, een hars op basis van polyvinylalcohol met een lage polymerisatiegraad, oplosbaarheid in water, thermoplastische verwerkbaarheid en biologische afbreekbaarheid en heeft het de afgelopen jaren veel aandacht gekregen.
In de afgelopen jaren hebben landen hun onderzoeksfocus in het algemeen verlegd naar kunststoffen die het zetmeelgehalte zoveel mogelijk verhogen, en hebben ze een aantal volledig afbreekbare materialen met uitstekende eigenschappen ontwikkeld en zelfs pure zetmeelproducten zonder synthetische polymeren verkregen, namelijk thermoplastisch zetmeel. Het door Warner-Lambert in de Verenigde Staten geproduceerde "Novon" biologisch afbreekbare materiaal heeft een zetmeelgehalte van meer dan 90%. De Japanese Corn Company en het Michigan Institute of Production Technology hebben gezamenlijk een hoog zetmeelmateriaal ontwikkeld dat het voordeel heeft van een hoge waterbestendigheid. Daarnaast hebben Sumitomo Corporation uit Japan en Ferrizz uit Italië ook aangekondigd dat ze met succes zetmeelkunststoffen met een zetmeelgehalte van 90% hebben bestudeerd. Bij de productie van thermoplastisch zetmeel voor de productie van biologisch afbreekbare kunststoffen hebben onderzoeksinstituten zoals het Duitse Batekke Institute, de Amerikaanse Warner-Lambert Company en de Zwitserse universiteit grote vooruitgang geboekt. Het Australian National Centre for Food Processing and Packaging Science heeft een volledig zetmeel-thermoplast geïntroduceerd met een goede vloeibaarheid, ductiliteit en schimmelafgifte. Het product is zacht, transparant, zeer sterk en heeft een beheersbare afbraaksnelheid. Het kan worden gebruikt om landbouwfilm en voedsel te maken. Verpakkingsfolie en andere producten.
China's zetmeelkunststoffen werden eind jaren tachtig voor het eerst ontwikkeld door het Institute of Applied Chemistry van de Jiangxi Academy of Sciences. Volgens onvolledige statistieken nemen meer dan 60 instellingen voor hoger onderwijs, onderzoeksinstellingen en ondernemingen deel aan het onderzoek. China verkleint geleidelijk de kloof met ontwikkelde landen in het buitenland voor onderzoek en ontwikkeling van op zetmeel gebaseerde kunststoffen. Op dit moment zijn de belangrijkste binnenlandse op zetmeel gebaseerde materialen en producten verwerkende bedrijven en de status-quo als volgt: Wuhan, prachtig 40.000 ton / jaar, bereidt zich voor om een productielijn te bouwen met een jaarlijkse productie van 60.000 ton; Shenzhen Hongcai 15.000 ton / jaar; Suzhou Hanfeng 10.000 ton / jaar; Zhejiang Tianhe 10.000 ton / jaar; Zhejiang Huafa 10.000 ton / jaar; Shandong Bicai in 10.000 ton / jaar; andere productiebedrijven omvatten ook Nanjing dan Australië, Changzhou Longjun enzovoort.
Het zetmeel wordt chemisch gemodificeerd en geplastificeerd en het gemodificeerde zetmeel heeft drie belangrijke kenmerken: 1. Hydrofobiciteit. Zetmeel is volledig hydrofoob na chemische modificatie en het vochtgehalte is <1%, wat="" goed="" compatibel="" is="" met="" andere="" synthetische=""> 2, temperatuurbestendigheid. Het gemodificeerde zetmeel is bestand tegen een hoge temperatuur van 230 ° C tijdens de thermoplastische verwerking zonder vergeling of ontbinding. 3. Thermoplastisch. Het gemodificeerde zetmeel kan thermoplastisch worden verwerkt op kunststofverwerkingsapparatuur. De door het bedrijf geproduceerde op zetmeel gebaseerde kunststoffen zijn onderverdeeld in twee series: biogebaseerd en biologisch afbreekbaar. Ze zijn onderverdeeld in blaasfoliematerialen, injectiekunststoffen, plaatmaterialen en schuimmaterialen volgens verschillende verwerkingstechnieken. Ze kunnen worden gebruikt in industriële en farmaceutische toepassingen in plaats van gewone petrochemische kunststoffen. Verpakken van voedsel, elektrische apparaten en andere producten, keukengerei, speelgoed en bloemen planten. Daardoor wordt een grote hoeveelheid oliebronnen bespaard, wordt de uitstoot van kooldioxide verminderd, wordt afval onschadelijk behandeld, worden de landbouwontwikkeling en het inkomen van boeren bevorderd en wordt de ontwikkeling van een circulaire economie bevorderd.
Op 12 juli 2018 heeft Yu Long voor de eerste keer ter wereld met succes volledig biologisch afbreekbare zetmeelrijke materialen ontwikkeld en gecommercialiseerd. [1]
Productvoordeel bewerken
Vergeleken met traditionele plastic producten zijn de voordelen van op zetmeel gebaseerde materialen en producten als volgt:
(1) Vergelijkbare prestaties: Het heeft dezelfde en vergelijkbare prestaties als traditionele plastic producten van hetzelfde type;
(2) Milieubescherming: zetmeelgebaseerde biobased kunststoffen en producten hebben het voordeel dat ze aardoliebronnen besparen en de uitstoot van kooldioxide verminderen; op zetmeel gebaseerde biologisch afbreekbare kunststoffen en producten hebben de voordelen van volledige biologische afbraak, composteerbaarheid en onschadelijke verwijdering van afval;
(3) Veiligheid: Op zetmeel gebaseerde materialen en producten bevatten geen giftige en schadelijke stoffen zoals weekmakers, bisfenol A en zware metalen. Materialen van voedingskwaliteit voldoen aan de relevante normen voor kunststoffen van voedingskwaliteit in binnen- en buitenland;
(4) Productieproces: Er is geen lozing van afval in het productieproces, wat geen nieuwe milieuvervuiling zal veroorzaken;
(5) Kosten: op zetmeel gebaseerde biobased plastic materialen en producten zijn hetzelfde als gewone petroleum plastic producten. De kosten van biologisch afbreekbare materialen en producten op basis van zetmeel zijn ongeveer het dubbele van die van gewone petroleumplastics.
Certificatiesysteem bewerken
In de afgelopen jaren zijn de milieuprestaties van biobased producten geleidelijk erkend in binnen- en buitenland en zijn de toepassingsgebieden van biobased materialen sterk uitgebreid. Het biokoolstofgehalte van biobased materialen is een belangrijk kenmerk dat ze onderscheidt van gewone kunststoffen. Bio-koolstofgehalte wordt gedefinieerd als het percentage biochar in organische koolstof (inclusief biochar en fossiele koolstof) in producten. Aangezien biokoolstof een nieuwe koolstof is, vervuilt het het milieu niet en heeft het dus een goed milieueffect. De normen voor de detectie van biokoolstofgehalten omvatten ASTM D6866-08: testmethode voor het bepalen van het biologische gehalte van vaste, vloeibare en gasmonsters door middel van analyse van radiokoolstof en de vloeistofflits-tellermethode voor bepaling van biobased inhoud in het Chinees GB / T29649-2013 biobased materialen. Aangezien de gelijktijdige organismen gelijke hoeveelheden radioactieve koolstof bevatten, is het principe van ASTM D6866 om het biobased gehalte van het monster in elke staat te meten door middel van deze eigenschap van het organisme; deze methode kan worden gebruikt om biobased producten en organismen te bepalen. Het exacte percentage biobased of hernieuwbaar materiaal in de basismix.
In 2009 heeft de Belgische gezaghebbende certificeringsinstantie Vincotte 's werelds eerste batch OK Biobased stercertificering productencertificering afgegeven, de gezaghebbende certificering van het biokoolstofgehalte van biobased materialen en biedt ook een betrouwbare productkwaliteit voor de biobased materialen markt. Evaluatie door derden. OK-Biobased is het Belgische milieulabel voor biogebaseerde koolstofarme producten. Producenten van biobased kunststoffen kunnen hun etiketten op productverpakkingen of producten certificeren om ze te onderscheiden van gewone petrochemische producten. Het definieert biobased materialen op basis van biokoolstofgehalte en evalueert ze als percentage van biokoolstofgehalte en totaal koolstofgehalte. De norm is ASTM D6866, een op sterren gebaseerd onderscheid tussen materialen en is het gezaghebbende bio-gebaseerde materiaalcertificaat van de EU. Het OK Biobased-logo gebruikt een asterisk om de milieuclassificatie van het product te onderscheiden. Een gecertificeerd product heeft een stercijfer van 1 ster om te bewijzen dat het product 20% tot 40% biochar bevat, 2 sterren zijn 40% tot 60%, 3 sterren zijn 60% tot 80% en 4 sterren zijn meer dan 80% bio- koolstofgehalte. Product. De OK Biobased-certificering van Vincotte is bedoeld om bedrijven of distributeurs te helpen het marktconcurrentievermogen van hernieuwbare producten te verbeteren en consumenten te begeleiden bij het beter kiezen van milieuvriendelijke producten.
Om de ontwikkeling van biobased materialen en producten aan te moedigen, heeft het Amerikaanse ministerie van landbouw een biologisch prioriteitsprogramma geïmplementeerd. Het programma heeft twee programma's, een prioriteitsplan voor overheidsopdrachten en een vrijwillig identificatieprogramma voor consumenten. De eerste was in 2002 om de ontwikkeling van biobased producten te stimuleren, terwijl de laatste in 2008 werd uitgebracht. Het doel van het Bio-Priority-programma is het stimuleren van de consumptie van biomassaproducten in de Verenigde Staten. Federale overheidsinstanties en hun aannemers geven prioriteit aan de aankoop van producten met het hoogste biomassagehalte. Als het product voldoet aan de minimumnormen voor biobased inhoud in de lijst van biobased producten van het Amerikaanse ministerie van landbouw, kan elke fabriek of distributeur deelnemen aan het programma en kan het door het bureau uitgegeven certificaatlabel op de productverpakking worden aangebracht.
De internationale certificering van biologisch afbreekbare kunststoffen omvat Belgische OK Compost-certificering, Duitse composteerbare certificering en Amerikaanse BPI-certificering.
OK Compost is een composteerbaar certificaat met de naam "OK Compost", uitgegeven door de Belgische certificatie-instelling AIB-Vincotte Group na testen volgens de testnorm voor biologisch afbreekbare materialen EN13432 of ASTM D6400. OK Compost-certificering is bedoeld om bedrijven of distributeurs te helpen het marktconcurrentievermogen van volledig afbreekbare producten te verbeteren en consumenten te begeleiden bij het beter kiezen van milieuvriendelijke producten.
Composteerbare certificering is de certificering van biologisch afbreekbare producten door DIN CERTCO, een gezamenlijke certificeringsinstantie van TUV Rheinland Group en Deutsches Institut fr Normun (DIN). De authenticatie-ID is het "seeding" -logo. Composteerbare certificering helpt kopers bij het selecteren van producten van een breed scala aan leveranciers en fabrikanten voor kwaliteit, veiligheid en milieubescherming. Tegelijkertijd geven producten met het Compostable-logo aan dat ze de tests en evaluatie van een gezaghebbende derde partij met succes hebben doorstaan, wat het koopvertrouwen van de klant helpt vergroten en de verkoop van producten effectief bevordert. En de relevante informatie van de houder kan worden opgevraagd op de officiële website van DIN CERTCO om misbruik of vervalsing van het logo te voorkomen.
BPI is een afkorting van Biodegradable ProductsInsitute. BPI leidt producenten, wetgevers en consumenten op over de wetenschappelijke normen voor afbreekbare materialen door middel van een innovatief composteerbaar etiketteringsprogramma. Tegelijkertijd is er een reeks procedures om ervoor te zorgen dat de relevante producten voldoen aan de eisen van de normen voor afbreekbare materialen.
De eerste batch Chinese bedrijven die de OK Biobased-certificering hebben ontvangen in Wuhan, China, hebben een viersterrenbiocertificering voor biobased producten behaald. Tegelijkertijd ontvingen de biologisch afbreekbare materialen van het bedrijf de OK Compost-certificering en de Compostable-certificering.
Toepassing voorgrondbewerking
Met de geleidelijke verschuiving van de consumentenvoorkeur voor plastic producten, worden hernieuwbare milieuvriendelijke materialen door de markt warm. Hierdoor is de vraag naar de markt voor biobased kunststoffen toegenomen. Met de nadruk op bioplastics door overheden, zal de totale waarde van de wereldwijde vraag naar bioplastics tegen 2020 toenemen tot 5,9 miljard dollar, wat overeenkomt met een gemiddeld jaarlijks groeipercentage van 20%.
Onlangs heeft het Franse parlement wetten aangenomen over energietransitie en groene groei. Naast het verminderen van het aandeel van kernenergie in de Franse energiemix, bevat de nieuwe wet ook wetgevend advies met betrekking tot hernieuwbare energie en plastic verpakkingen. Zo zal hernieuwbare energie tegen 2030 met 40% toenemen en de CO2-uitstoot tegen 2030 met 40%; lichtgewicht verpakkingstassen voor het verpakken van groenten en fruit worden vanaf 1 januari 2017 gemaakt van biobased materialen; Daarnaast zullen tegelijkertijd ook plastic verpakkingen voor commerciële post worden uitgevoerd met dezelfde normen. De nieuwste wetgeving van de Franse regering vereist dat wegwerpservies zoals borden en vorken gemaakt moeten zijn van biobased materialen in plaats van op petroleum gebaseerde materialen.
Marktanalisten van RnR Market Research Consultancy hebben voorspeld dat de wereldwijde vraag naar biobased kunststoffen de komende vier jaar met 19% zal toenemen en dat de marktvraag in 2017 950.000 ton zal bereiken. Europa is 's werelds grootste consumentenmarkt voor biobased kunststoffen. In 2012 was het gebruik van biobased kunststoffen in de regio goed voor meer dan de helft van het wereldwijde totaal. Volgens het onderzoeksrapport zijn consumenten in Europa meer geneigd om te kiezen voor nieuwe biobased kunststofproducten dan traditionele kunststoffen. Daarom zal de regio naar verwachting de ranglijst van verbruik van biobased kunststoffen blijven leiden. Qua soorten zijn zetmeelgebaseerde kunststoffen en polymelkzuur de komende jaren nog steeds de meest veeleisende biobased kunststoffen, en hun marktverbruik zal meer dan 60% van het totaal uitmaken. Volgens RnR Market Research hebben landen de afgelopen jaren beperkingen opgelegd aan kunststoffen, en blijven ze het toezicht op het gebruik van traditionele kunststoffen verhogen, wat de vraag naar biobased, met name zetmeelgebaseerde kunststoffen, verder zal stimuleren.
In 2013 heeft de Raad van State het "Bio-Industry Development Plan" (hierna "Planning" genoemd) afgekondigd, waarin staat dat het de biobased materialen en biobased zal versnellen
we bieden gepatenteerde volledig biologisch afbreekbare film en PVA-zak, alle producten worden gemaakt door gietapparatuur, het is anders dan traditionele blaasvormproducten, alle blaasvormproducten zijn niet volledig biologisch afbreekbaar. We kunnen PVA-films en -zakken produceren in volledig transparant en verschillende kleuren. en de PVA-film is gladder dan de traditionele blaasvormproducten.
we bieden ook biologisch materiaal volledig biologisch afbreekbare film en zakken met gepatenteerde grondstof en productieproces.
Bezoek ons voor meer PVA film- en tassenproducten:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/