Plástico biodegradável
O plástico biodegradável se refere a uma classe de plásticos que são degradados pela ação de microrganismos como bactérias, fungos e algas existentes na natureza. O plástico biodegradável ideal é um tipo de material altamente molecular com excelente desempenho, que pode ser completamente decomposto por microorganismos ambientais após ser descartado e finalmente desorganizado para se tornar um componente do ciclo do carbono na natureza. "Papel" é um material biodegradável típico, enquanto "plástico sintético" é um material polimérico típico. Portanto, plásticos biodegradáveis são materiais poliméricos que possuem as propriedades de papel e plástico sintético.
Nome chinês Plástico biodegradável Nome estrangeiro Plástico biodegradável Classificação Organismos completamente biológicos e destrutivos Incluem principalmente polietileno PE, polipropileno PP, etc. Composição principal Polímero natural, poliéster alifático, etc. Características Boa degradabilidade
índice
1 Definição
2 Aplicação
3 categorias
4 História do Desenvolvimento
5 Status do Mercado
6 Questões relacionadas
7 Medidas específicas
definição
Os plásticos biodegradáveis podem ser divididos em dois tipos: plásticos totalmente biodegradáveis e plásticos biodegradáveis destrutivos. Atualmente, os plásticos biodegradáveis destrutivos incluem principalmente polietileno modificado (ou preenchido) com polietileno PE, polipropileno PP, cloreto de polivinila PVC, poliestireno PS, etc.
Os plásticos totalmente biodegradáveis são feitos principalmente de polímeros naturais (como amido, celulose, quitina) ou produtos agrícolas e secundários por fermentação microbiana ou síntese de polímeros biodegradáveis, como plásticos termoplásticos de amido, poliésteres alifáticos, ácido polilático, amido / álcool polivinílico, etc. pertencem a este tipo de plástico.
Atualmente, os plásticos biodegradáveis à base de materiais naturais, como o amido, incluem os seguintes produtos: ácido polilático (PLA), poli-hidroxialcanoato (PHA), plásticos de amido, plásticos de bioengenharia, plásticos bio-genéricos (poliolefinas e cloreto de polivinil) etileno) [1].
Plástico totalmente biodegradável à base de amido
Plástico totalmente biodegradável à base de amido
inscrição
Os plásticos biodegradáveis são usados principalmente como materiais de embalagem macios e duros devido à sua boa degradabilidade, que também é a maior área de aplicação nesta fase.
Os principais mercados-alvo para plásticos biodegradáveis são filmes de embalagens plásticas, filmes agrícolas, sacolas plásticas descartáveis e louças descartáveis em plástico. Comparado com os materiais de embalagem de plástico tradicionais, o custo de novos materiais de degradação é um pouco maior. No entanto, com a crescente conscientização da proteção ambiental, as pessoas estão dispostas a usar um preço um pouco mais alto de novos materiais de degradação para proteger o meio ambiente. A conscientização ambiental aprimorada trouxe grandes oportunidades de desenvolvimento para a indústria de novos materiais biodegradáveis. Com o desenvolvimento da economia da China, a realização bem-sucedida de muitos eventos em grande escala, como os Jogos Olímpicos e a Expo Mundial, e a necessidade de proteção de vários patrimônios culturais mundiais e pontos cênicos nacionais, a poluição ambiental causada pelos plásticos tornou-se cada vez mais importante. Trate a poluição branca como uma das principais tarefas.
Países e regiões desenvolvidos da Europa, Estados Unidos, Japão e outros países formularam e introduziram sucessivamente regulamentos relevantes, restringindo o uso de plásticos não degradáveis por meio de medidas como proibições parciais, restrições, coleta obrigatória e cobrança de impostos sobre poluição e vigorosamente desenvolver novos materiais biodegradáveis para proteger o meio ambiente. 2. Proteja o solo. Entre eles, a França introduziu uma política em 2005 que estipula que todos os sacos plásticos descartáveis devem ser biodegradáveis após 2010.
Ao mesmo tempo, a China também emitiu uma série de políticas para incentivar a aplicação e promoção de plásticos biodegradáveis. Em 2004, o Congresso Nacional do Povo aprovou a Lei de Energia Renovável (Rascunho) e a Lei de Resíduos Sólidos (Revisão) para incentivar o uso de energia renovável de biomassa e a promoção e aplicação de plásticos degradáveis. Em 2005, o Documento 40 da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma incentivou explicitamente o uso e a promoção de plásticos biodegradáveis; Em 2006, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma lançou um projeto de fundo especial para promover o desenvolvimento de materiais biodegradáveis de biomassa; foram obtidos os "Requisitos de desempenho de definição, classificação, rotulagem e degradação de plásticos degradáveis" implementados em 1º de janeiro de 2007 O reconhecimento mútuo de países como Europa, Estados Unidos e Japão facilitou a exportação de produtos chineses.
classificação
Classificados a partir de matérias-primas, existem pelo menos os seguintes tipos de plásticos biodegradáveis:
Policaprolactona (PCL)
Este plástico tem boa biodegradabilidade e tem um ponto de fusão de 62 ° C. Os microrganismos que o decompõem são amplamente distribuídos sob condições aeróbias ou anaeróbicas. Como material biodegradável, pode ser misturado com materiais de amido e celulose ou polimerizado com ácido lático.
Succinato de polibutileno (PBS) e seu copolímero
A tecnologia de fabricação de vários poliésteres de alto peso molecular à base de PBS (ponto de fusão de 114 ° C) atingiu o nível da produção industrial. A japonesa Mitsubishi Chemical e Showa Polymer Corporation começaram a produção industrial com uma escala de cerca de 1.000 toneladas.
O Instituto de Física e Química da Academia Chinesa de Ciências também está realizando pesquisas sobre a síntese do copoliéster de succinato de polibutileno. O Instituto de Física e Química da Academia Chinesa de Ciências cooperou com a Shandong Huiying Company para construir uma linha de produção com uma produção anual de 25.000 toneladas de PBS e seus polímeros, e a Guangdong Jinfa Company construiu uma linha de produção com uma produção anual de 1.000 toneladas. A Universidade de Tsinghua estabeleceu uma linha de produção com uma produção anual de 10.000 toneladas de PBS e seus copolímeros na Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Ácido polilático (PLA)
A Natureworks nos Estados Unidos fez um trabalho ativo e eficaz na melhoria do processo de produção de ácido polilático. Desenvolveu a fermentação da glicose a partir do milho para produzir ácido polilático, com uma capacidade de produção anual de 14.000 toneladas. A empresa UNITIKA do Japão desenvolveu e produziu muitos tipos de produtos, entre os quais telas, bandejas, talheres, etc. são amplamente utilizados na Aichi Expo no Japão.
A industrialização da China inclui Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (linha de produção de 5.000 quilotons / ano), e unidades piloto são Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd. e Jiangsu Jiuding Group.
Poli-hidroxialcanoato (PHA)
A produção industrializada no exterior é principalmente nos Estados Unidos e no Brasil. As unidades de produção doméstica incluem a Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (escala 10.000 toneladas / ano) [2], a Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 toneladas / ano) e as unidades piloto são o Jiangsu Nantian Group Co., Ltd . Esperar.
Os plásticos biodegradáveis obtidos a partir de recursos renováveis, poliéster alifático e amido são misturados, e a tecnologia para a produção de plásticos degradáveis também foi pesquisada com sucesso. Na Europa e nos Estados Unidos, misturas de amido e poliéster alifático são amplamente utilizadas para produzir produtos como sacos de lixo. A maior e mais vendida empresa do mundo é a italiana Novamont, cujo nome comercial é Mater-bi. Os produtos da empresa têm um grande número de aplicações na Europa e nos Estados Unidos.
Existem muitas unidades domésticas de pesquisa e produção, das quais as unidades industrializadas são Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (escala 40.000 toneladas / ano), Zhejiang Huafa State Technology Co., Ltd. (8.000 toneladas / ano), Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5.000 toneladas / ano), Fujian Beststar Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 toneladas / ano), Zhaoqing Huafang Degradable Plastics Co., Ltd. (escala 5.000 toneladas / ano), etc.
Copoliéster aromático alifático
O copoliéster aleatório aromático alifático (Ecoflex) fabricado pela empresa alemã BASF, seus monômeros são: ácido adípico, ácido tereftálico, 1,4-butanodiol. A capacidade de produção é de 140.000 toneladas / ano. Ao mesmo tempo, foram desenvolvidos produtos plásticos biodegradáveis à base de poliéster e amido.
Plásticos biodegradáveis de álcool polivinílico (PVA)
Por exemplo, a MaterBi da Itália NOVMANT adicionou principalmente PVA ao amido na década de 1990. Pode explodir filmes e processar outros produtos. Os materiais de álcool polivinílico precisam ser modificados para ter uma boa biodegradabilidade. O Instituto de Processamento e Aplicação de Plásticos da Indústria Leve da Universidade de Tecnologia e Negócios de Pequim alcançou certos resultados nesse sentido.
Copolímero de dióxido de carbono
No exterior, os primeiros países a estudar copolímeros de dióxido de carbono foram principalmente o Japão e os Estados Unidos, mas não houve produção industrial. A Mengxi Group Co., Ltd. da Mongólia Interior doméstica adotou a tecnologia do Instituto de Química Aplicada de Changchun e construiu um dispositivo com uma produção anual de 3.000 toneladas de resina de copolímero composto de dióxido de carbono / epóxi. Os produtos são utilizados principalmente em embalagens e materiais médicos. A tecnologia de copolímero de dióxido de carbono de baixo peso molecular desenvolvida pelo Dr. Chen Liban, do Instituto de Química de Guangzhou da Academia Chinesa de Ciências, iniciou a produção em Taixing, Jiangsu. A espécie é um copolímero de baixo peso molecular, composto por dióxido de carbono / epóxi, usado como matéria-prima para materiais de espuma de poliuretano e usado em eletrodomésticos. E outras embalagens. Usando a tecnologia do professor Meng Yuezhong da Universidade Sun Yat-sen, o Henan Tianguan Group construiu uma linha de produção de copolímero de dióxido de carbono em escala piloto.
Outros, como quitina, poliamida, ácido poliaspártico, polissacarídeos e celulose estão em desenvolvimento.
Poli-β-hidroxibutirato (PHB)
De uma perspectiva mundial, o PHB e o PHBV são reconhecidos como um dos plásticos biodegradáveis mais promissores e também são novos produtos em desenvolvimento. O custo de produção piloto da parte técnica é de cerca de RMB 40 / kg. Após a industrialização, o custo do produto será reduzido ainda mais, e a vantagem de preço é óbvia. Especialmente o processo simples de produção e o equipamento simples da parte técnica são convenientes para promoção e produção em larga escala.
3000 toneladas de plástico totalmente biodegradável
3000 toneladas de plástico totalmente biodegradável
Histórico de desenvolvimento
De acordo com a Associação de Pesquisa em Plástico Biodegradável do Japão, a produção de plásticos biodegradáveis do Japão em 2002 foi de cerca de 10.000 toneladas, cerca de 20.000 toneladas em 2003, cerca de 40.000 toneladas em 2005, e espera-se que chegue a 100.000 a 200.000 toneladas em 2010.
Segundo dados da Associação Europeia de Bioplásticos, os números de 2001 mostram que o consumo de produtos biodegradáveis na UE é de 25.000 a 30.000 toneladas, enquanto o consumo de polímeros tradicionais chega a 35 milhões de toneladas. A Associação Européia de Bioplásticos prevê que a quantidade de polímeros tradicionais alcançará 55 milhões de toneladas em 2010, enquanto a quantidade de plásticos biodegradáveis alcançará 500.000 a 1 milhão de toneladas. Os materiais biodegradáveis podem eventualmente representar 10% do mercado. Nos materiais biodegradáveis, a proporção de matérias-primas que utilizam recursos renováveis representará mais de 90%.
De acordo com estatísticas do Comitê Profissional de Plásticos Degradáveis da China Plastics Association, a quantidade de materiais biodegradáveis na China em 2003 era de cerca de 15.000 toneladas, das quais cerca de 1.000 toneladas eram polímeros biodegradáveis sem amido. Em 2005, havia cerca de 30 empresas envolvidas em plásticos biodegradáveis, com capacidade de produção de 60.000 toneladas / ano, produção real de cerca de 30.000 toneladas, demanda no mercado interno de cerca de 50.000 toneladas, importações estrangeiras de 10.000 toneladas e exportação de 20.000 toneladas. Espera-se que a capacidade de produção em 2010 atinja cerca de 250.000 toneladas. Para obter detalhes, consulte o "Relatório de análise aprofundada de análise de planejamento estratégico de investimentos e investimentos na indústria de plásticos biodegradáveis da China".
Alguns países desenvolvidos também usam a ideia de economia circular para usar utensílios descartáveis degradáveis, como a produção experimental da Suécia de salgadinhos descartáveis de batata e milho no final dos anos 80, e a Coréia do Sul determinou o uso de palitos de dente de arroz pegajoso. Esperar. Na Europa, foi desenvolvida uma norma EN13432 para plásticos biodegradáveis para compostagem, “Requisitos para testes e avaliação final de materiais de embalagem facilitados pelo adubo e biodegradação para reciclagem”, enquanto outras regulamentações para promover a compostagem de resíduos orgânicos estão sendo formuladas e preparadas ativamente. O governo dos EUA estabeleceu o Prêmio do Desafio da Química Verde do Presidente desde 1996 para incentivar o desenvolvimento da indústria de plásticos biodegradáveis. O Estado de Nova York proibiu o uso de sacolas vegetais não biodegradáveis em 1989, subsidiou fabricantes de plásticos degradáveis e exigiu que os cidadãos separassem resíduos renováveis e não renováveis, caso contrário, seriam multados em US $ 500.
Outros países adotaram medidas semelhantes: a Índia legislou contra o uso de embalagens plásticas na indústria de laticínios; A lei sul-africana proibiu completamente o uso de sacolas plásticas. Com o desenvolvimento da legislação nacional, espera-se que novos materiais de embalagem biodegradáveis se tornem cada vez mais populares.
Na China, com o aprofundamento da compreensão dos plásticos degradáveis, realizamos plenamente o papel estratégico desse material e de sua indústria no desenvolvimento sustentável da China. A ampla aplicação de plásticos biodegradáveis é amplamente esperada. Os chineses aprovaram a Lei de Energia Renovável (Rascunho) e a Lei de Resíduos Sólidos (Revisão) em 2004, incentivando o uso de energia renovável de biomassa e a promoção e aplicação de plásticos degradáveis. No documento nº 40 da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma, de 2005, o uso e a promoção de plásticos biodegradáveis também foram explicitamente incentivados. Em 2006, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma lançou um projeto de fundo especial para promover o desenvolvimento de materiais biodegradáveis de biomassa.
Editor de Status do Mercado
Até 2019, o valor de mercado da indústria de plásticos biodegradáveis aumentará para uma taxa média de crescimento anual de 13,01%, para US $ 3,477 bilhões. De 2014 a 2019, o mercado europeu de plástico biodegradável deverá crescer a uma taxa média anual de crescimento de 12%.
Os plásticos biodegradáveis deram início a um período de rápido desenvolvimento. O conceito anterior de plástico biodegradável foi aquecido, mas a aplicação não foi capaz de pesar.
Os plásticos biodegradáveis são usados principalmente em embalagens, fibras, agricultura, moldagem por injeção e outros campos, dentre os quais os mais utilizados na indústria de embalagens, representando cerca de 60% do mercado total em 2013, e a demanda por embalagens de alimentos foi responsável por mais de 70 % do mercado de embalagens plásticas biodegradáveis; O mercado de aplicações para moldagem por injeção é a principal força motriz do crescimento da demanda por plásticos biodegradáveis.
No final de 2013, a Europa e os Estados Unidos são os principais mercados de plásticos biodegradáveis. Segundo as estatísticas, em 2013, os plásticos biodegradáveis nos mercados europeu e norte-americano representavam 54% e 28% do total mundial, respectivamente.
A Comissão do Meio Ambiente do Parlamento Europeu adotou um projeto para reduzir o uso de sacos plásticos descartáveis leves. O projeto recomenda que os 28 estados membros da UE sigam uma abordagem em duas etapas para reduzir efetivamente o uso de sacolas plásticas para atingir a meta de reduzir o uso de sacolas plásticas ultrafinas em 80% em 2019 em comparação a 2010. Esta resolução Espera-se que estimule bastante a demanda do mercado por plásticos biodegradáveis, e espera-se criar enormes oportunidades de crescimento para fabricantes relacionados nos próximos 5 anos. [3]
pergunta relacionada
No entanto, embora existam muitas pesquisas e relatórios sobre a degradação de plásticos, muitos problemas específicos não podem ser resolvidos, a promoção é extremamente difícil e as perspectivas não são otimistas. Os motivos são: um é que o saco de plástico degradável tem uma capacidade de carga baixa e não pode atender aos requisitos dos clientes para carregar mais e ser usado repetidamente; a outra é que a sacola plástica degradável tem uma cor amarela opaca e baixa transparência, o que dá às pessoas uma sensação de falta de limpeza e é feio, não se preocupe; terceiro, o preço está alto, porque o comerciante está dando de graça, de modo que o custo é difícil de aceitar. Outro exemplo é resolver o problema de poluição ambiental das lancheiras de fast-food EPS. Tente substituí-lo por uma lancheira de papel ou uma lancheira de plástico degradável. No entanto, devido aos seguintes motivos, é extremamente difícil promover: primeiro, a alta resistência, o peso leve e o bom isolamento térmico do EPS; segundo, o preço das lancheiras de papel é de 1,5 a 2,5 vezes o preço do EPS; terceiro, mesmo que caixas de almoço PP degradadas sejam usadas, seu desempenho não é tão bom quanto no EPS. As autoridades chinesas exigem o uso de fibras vegetais para fazer louças descartáveis em vez de EPS. No entanto, devido ao uso de termossóis de alto peso molecular no processo de moldagem desses utensílios de mesa de fibra vegetal, ainda existem problemas no manuseio e controle do conteúdo de pesticidas restantes nos utensílios de mesa de fibra vegetal.
Portanto, ainda há um longo caminho a percorrer para desenvolver e pesquisar plásticos degradáveis. O desenvolvimento da indústria plástica biodegradável está enfrentando cinco grandes problemas. A primeira é que a tecnologia não é madura o suficiente e o desempenho de produtos plásticos degradáveis não pode atender completamente a várias necessidades dos consumidores. Embora existam muitos tipos de plásticos biodegradáveis no mercado, as propriedades mecânicas e de processamento de cada material são excelentes apenas em um aspecto, e ainda existem algumas deficiências no desempenho abrangente. Atualmente, a pesquisa doméstica sobre o processamento de produtos plásticos degradáveis ainda é fraca. A maioria das empresas se concentra na síntese de materiais e ignora o processamento e desenvolvimento de produtos. Alguns aparelhos de alimentos e bebidas feitos de plástico biodegradável são resistentes ao calor, à água e a máquinas. Em termos de resistência, está longe de ser um produto plástico tradicional.
A segunda questão é custo. Ainda é difícil competir com o preço de produtos plásticos biodegradáveis com produtos à base de petróleo, o que exige redução contínua dos custos de produção e dos preços do produto através do progresso tecnológico.
O terceiro é a falta de políticas fortes
oferecemos filme biodegradável patenteado completo e saco de PVA, todos os produtos são fabricados por equipamentos de fundição. É diferente dos produtos tradicionais de moldagem por sopro, todos os produtos de moldagem por sopro não são totalmente biodegradáveis. Podemos produzir filmes e sacos de pva em cores transparentes e de várias cores. e o filme PVA é mais suave que os produtos tradicionais de moldagem por sopro.
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