Plástico biodegradável
O plástico biodegradável refere-se a um tipo de plástico que é degradado pela ação de microrganismos da natureza, como bactérias, bolores (fungos) e algas. O plástico biodegradável ideal é um material polimérico que tem excelente desempenho, pode ser completamente decomposto por microrganismos ambientais após ser descartado e, finalmente, é inorgânico 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, os plásticos biodegradáveis são materiais poliméricos com ambos&papel &; e&plásticos sintéticos &. propriedades.
Nome científico chinês
Plástico biodegradável
Classificação
Criaturas completas e criaturas destrutivas
Composição principal
Polímero natural, poliéster alifático, etc.
Nome estrangeiro
Plástico biodegradável
inclui principalmente
PBAT, PLA, etc.
Características
Têm certa biodegradabilidade sob condições ambientais específicas
índice
1 definição
2 classificação
3 aplicações
4 História de desenvolvimento
5 Status de mercado
6 questões relacionadas
7 medidas específicas
1 definição
Plásticos biodegradáveis, também conhecidos como plásticos biodegradáveis, referem-se à ação de microrganismos existentes na natureza em condições naturais, como solo e / ou areia, e / ou condições específicas, como condições de compostagem, condições de digestão anaeróbia ou fluidos de cultura aquosos. Causa degradação e, finalmente, degrada-se completamente em dióxido de carbono (CO₂) ou / e metano (CH₄), água (H₂O) e sais inorgânicos mineralizados dos elementos neles contidos, bem como novos plásticos de biomassa.
2 classificação
De acordo com a fonte das matérias-primas, os plásticos biodegradáveis podem ser divididos em dois tipos: plásticos biodegradáveis de base biológica e plásticos biodegradáveis de base petroquímica.
Os plásticos biodegradáveis de base biológica podem ser divididos em quatro categorias: a primeira categoria são os plásticos diretamente processados de materiais naturais; a segunda categoria são os polímeros obtidos através da participação da fermentação microbiana e síntese química; a terceira categoria são os polímeros sintetizados diretamente por microrganismos. A quarta categoria são os plásticos biodegradáveis obtidos pela mistura desses materiais ou desses materiais e outros plásticos biodegradáveis sintetizados quimicamente.
Plásticos biodegradáveis de base petroquímica referem-se a plásticos obtidos pela polimerização de monômeros petroquímicos por síntese química, como PBAT, polibutileno succinato (PBS), copolímero de dióxido de carbono (PPC), etc. [1]
Plástico totalmente biodegradável à base de amido
De acordo com a classificação do processo de biodegradação, os plásticos biodegradáveis podem ser divididos em plásticos totalmente biodegradáveis e plásticos biodegradáveis destrutivos. Os plásticos biodegradáveis destrutivos atualmente incluem principalmente polietileno PE modificado com amido (ou preenchido), polipropileno PP, cloreto de polivinil PVC, poliestireno PS e assim por diante.
Plásticos totalmente biodegradáveis são feitos principalmente de macromoléculas naturais (como amido, celulose, quitina) ou produtos agrícolas e secundários por meio de fermentação microbiana ou síntese de macromoléculas biodegradáveis, como plásticos de amido termoplástico, poliésteres alifáticos e ácido polilático, amido / álcool polivinílico, etc são todos esses plásticos.
Os plásticos biodegradáveis à base de amido e outras substâncias naturais atualmente incluem principalmente os seguintes produtos: ácido polilático (PLA), polihidroxialcanoato (PHA), plásticos de amido, plásticos de bioengenharia, plásticos bio-gerais (poliolefina e policloreto) Etileno).
De acordo com as diferentes matérias-primas, existem pelo menos os seguintes tipos de plásticos biodegradáveis comuns:
Policaprolactona (PCL)
Este plástico possui boa biodegradabilidade e seu ponto de fusão é de 62 ° C. Os microrganismos que o decompõem são amplamente distribuídos em condições otimistas ou anaeróbicas. Como um material biodegradável, pode ser misturado com materiais de amido e celulose ou polimerizado com ácido lático.
Succinato de polibutileno (PBS) e seus copolímeros
A tecnologia de fabricação de vários poliésteres de alto peso molecular à base de PBS (ponto de fusão 114 ° C) atingiu o nível de produção industrial. A Mitsubishi Chemical Corporation e a Showa Polymer Corporation do Japão' 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 conduzindo pesquisas sobre a síntese de copoliéster de polibutileno succinato. 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 construiu uma linha de produção com uma produção anual de 10.000 toneladas de PBS e seus copolímeros em Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Ácido polilático (PLA)
A Natureworks, dos Estados Unidos, tem feito um trabalho ativo e eficaz na melhoria do processo de produção do ácido polilático, e desenvolvido a fermentação da glicose no milho para a produção do ácido polilático, com capacidade anual de produção de 14.000 toneladas. A empresa UNITIKA do Japão' tem desenvolvido e produzido muitos tipos de produtos, entre os quais telas, bandejas, talheres, etc. são amplamente utilizados na Aichi World Expo no Japão.
Na China, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (com uma linha de produção de 5.000 mil toneladas / ano) é industrializada na China, e Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, etc. estão sendo testados.
Poli-hidroxialcanoato (PHA)
Os países que realizam a produção industrializada no exterior são principalmente os Estados Unidos e o Brasil. As unidades de produção nacional incluem Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (escala de 10.000 toneladas / ano), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (escala de 2.000 toneladas / ano) e Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., que está em fase piloto ensaios.
Usando plásticos biodegradáveis obtidos de recursos renováveis, misturando poliéster alifático e amido, a tecnologia para produzir plásticos degradáveis também foi estudada com sucesso. Em países europeus e americanos, misturas de amido e poliéster alifático são amplamente utilizadas para produzir sacos de lixo e outros produtos. A maior e mais vendida empresa do mundo é a italiana Novamont, cujo nome comercial é Mater-bi. Os produtos da empresa' s são amplamente utilizados na Europa e nos Estados Unidos.
Existem muitas unidades nacionais de pesquisa e produção. Entre elas, as unidades industrializadas incluem Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (com uma escala de 40.000 toneladas / ano), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 toneladas / ano) e Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd . (5.000 toneladas / ano), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (escala de 2.000 toneladas / ano), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (escala de 5.000 toneladas / ano), etc.
Copoliéster aromático alifático
O copoliéster alifático aromático aleatório (Ecoflex) fabricado pela BASF na Alemanha tem monômeros: ácido adípico, ácido tereftálico e 1,4-butanodiol. A capacidade de produção é de 140 mil toneladas / ano. Ao mesmo tempo, produtos plásticos biodegradáveis à base de poliéster e amido foram desenvolvidos.
Plásticos biodegradáveis de álcool polivinílico (PVA)
Por exemplo, na década de 1990 do produto italiano NOVMANT' s MaterBi, o PVA foi adicionado principalmente ao amido, que pode soprar filme e também processar outros produtos. Os materiais de álcool polivinílico precisam ser modificados para ter boa biodegradabilidade. O Instituto de Processamento e Aplicação de Plásticos da Indústria Leve da Universidade de Tecnologia e Negócios de Pequim obteve alguns resultados a esse respeito.
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. Mongólia Interior Mengxi Group Corporation adota a tecnologia do Instituto de Química Aplicada de Changchun e construiu um dispositivo com uma produção anual de 3.000 toneladas de dióxido de carbono / resina de copolímero composto de 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 foi colocada em produção em Taixing, Jiangsu. E outras embalagens. Henan Tianguan Group adota a tecnologia do Professor Meng Yuezhong da Sun Yat-sen University e construiu uma linha de produção de copolímero de dióxido de carbono em escala piloto.
Outros, como quitina, poliamida, ácido poliaspártico, polissacarídeos, celulose, etc. estão em desenvolvimento.
Poli-β-hidroxibutirato (PHB)
3.000 toneladas de plástico totalmente biodegradável
De uma perspectiva global, 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 do lado técnico é de cerca de RMB 40 / kg. Após a industrialização ser colocada em produção, o custo do produto será reduzido ainda mais, e a vantagem de preço é óbvia. Em particular, o processo de produção simples do lado técnico e o equipamento simples são fáceis de promover e realizar uma produção em grande escala.
3 aplicações
Devido à sua boa degradabilidade, os plásticos biodegradáveis são usados principalmente como materiais de embalagem de alimentos macios e duros, que também é o maior campo de aplicação nesta fase.
Os principais mercados-alvo para os plásticos biodegradáveis são os filmes plásticos para embalagens, filmes agrícolas, sacos plásticos descartáveis e talheres de plástico descartáveis. Em comparação com os materiais de embalagem de plástico tradicionais, o custo de novos materiais degradáveis é ligeiramente mais alto. No entanto, com a crescente conscientização sobre a proteção ambiental, as pessoas estão dispostas a usar novos materiais degradáveis com um preço mais alto para proteger o meio ambiente. O aumento da conscientização sobre a proteção ambiental trouxe enormes oportunidades de desenvolvimento para a indústria de novos materiais biodegradáveis. Com o desenvolvimento da economia chinesa, o sucesso na realização das Olimpíadas, a Expo Mundial e outros eventos de grande escala que chocaram o mundo, a necessidade de proteção de vários patrimônios culturais mundiais e pontos turísticos nacionais, a poluição ambiental causada pelos plásticos tornaram-se cada vez mais importantes, e os governos em todos os níveis listaram o tratamento da poluição branca como uma das tarefas principais.
Países e regiões desenvolvidos como Europa, Estados Unidos e Japão formularam e promulgaram sucessivamente leis e regulamentos relevantes para restringir o uso de plásticos não degradáveis por meio de medidas como proibição parcial, restrição, coleta obrigatória e cobrança de impostos sobre poluição, e desenvolver vigorosamente novos materiais biodegradáveis para proteger o meio ambiente, proteger o solo. Entre eles, a França emitiu uma política em 2005 que todas as sacolas plásticas descartáveis que podem ser carregadas devem ser biodegradáveis após 2010.
Ao mesmo tempo, a China introduziu sucessivamente uma série de políticas para encorajar a aplicação e promoção de plásticos biodegradáveis. Em 2004, o Congresso Nacional do Povo aprovou a" Lei de Energias Renováveis (Minuta)" e" Lei de Resíduos Sólidos (Revisão)" incentivar o uso de energia renovável de biomassa e a promoção e aplicação de plásticos degradáveis; em 2005, o documento nº 40 da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma incentivou claramente o uso e a promoção de plásticos biodegradáveis; em 2006, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma lançou um projeto de fundo especial para a promoção do desenvolvimento de materiais biodegradáveis de biomassa; o" Definir, Requisitos de Classificação, Rotulagem e Degradabilidade para Plásticos Degradáveis & quot; implementado em 1º de janeiro de 2007 foram obtidos O reconhecimento mútuo da Europa, Estados Unidos, Japão e outros países tem facilitado a exportação de produtos por empresas chinesas.
4 História de desenvolvimento
De acordo com os dados da Japan Biodegradable Plastics Research Association, a produção de plásticos biodegradáveis no Japão em 2002 foi de cerca de 10.000 toneladas, em 2003 foi de cerca de 20.000 toneladas, em 2005 foi de cerca de 40.000 toneladas e espera-se que chegue a cerca de 100.000 para 200.000 toneladas em 2010.
De acordo com dados da European Bioplastics Association, os números de 2001 mostraram que o consumo de produtos biodegradáveis na UE era de 25.000 a 30.000 toneladas, enquanto o consumo de polímeros tradicionais chegava a 35 milhões de toneladas. A European Bioplastics Association prevê que o consumo de polímeros tradicionais chegará a 55 milhões de toneladas em 2010, enquanto o consumo de plásticos biodegradáveis chegará a 500.000 a 1 milhão de toneladas até então. Os materiais biodegradáveis podem eventualmente ocupar 10% do mercado. Em materiais biodegradáveis, a proporção de matérias-primas que utilizam recursos renováveis será de mais de 90%.
De acordo com as estatísticas do Comitê Profissional de Plásticos Degradáveis da China Plastics Association, o consumo de materiais biodegradáveis na China em 2003 foi de cerca de 15.000 toneladas, das quais cerca de 1.000 toneladas de polímeros biodegradáveis sem amido adicionado. Em 2005, eram cerca de 30 empresas que atuavam em plásticos biodegradáveis, com capacidade de produção de 60.000 toneladas por ano. A produção real foi de cerca de 30.000 toneladas. A demanda do mercado interno foi de cerca de 50.000 toneladas, as importações estrangeiras foram de 10.000 toneladas e as exportações foram de 20.000 toneladas. Estima-se que a capacidade de produção em 2010 alcance cerca de 250 mil toneladas. Para obter detalhes, consulte o" Foresight China' s Relatório de investigação aprofundada da indústria de plásticos biodegradáveis e planejamento estratégico de investimento" ;.
Alguns países desenvolvidos também se pautam pela ideia da economia circular e utilizam utensílios descartáveis biodegradáveis. Por exemplo, a Suécia tentou produzir caixas descartáveis de fast food feitas de batata e milho no final dos anos 1980, e a Coréia do Sul tem leis obrigatórias para usar palitos de dente feitos de arroz glutinoso. Esperar. A Europa formulou a norma EN13432 para plásticos de compostagem biodegradáveis & quot; Requisitos para teste e avaliação final de materiais de embalagem propícios à compostagem e biodegradação para reciclagem" ;, e outros regulamentos sobre a promoção da compostagem de resíduos orgânicos estão sendo ativamente formulado e preparado. O governo dos EUA estabeleceu o Prêmio Presidencial Desafio de Química Verde desde 1996 para incentivar o desenvolvimento da indústria de plástico biodegradável. Em 1989, o estado de Nova York proibiu o uso de sacolas de vegetais não biodegradáveis, subsidiou fabricantes que produzem plásticos degradáveis e exigiu que os cidadãos separassem os resíduos renováveis dos não renováveis, caso contrário, seriam multados em $ 500.
Alguns outros países também tomaram medidas semelhantes: a Índia legislou para proibir o uso de embalagens plásticas na indústria de laticínios; As leis sul-africanas baniram completamente o uso de sacolas plásticas. Com o desenvolvimento da legislação em vários países, espera-se que novos materiais de embalagem biodegradáveis se tornem cada vez mais populares.
Na China, com o aprofundamento da compreensão dos plásticos degradáveis, o papel estratégico desse material e de sua indústria no desenvolvimento sustentável da China' foi plenamente realizado. É esperada a popularização e aplicação de plásticos biodegradáveis. A República Popular da China' da China aprovou a" Lei de Energia Renovável (Rascunho)" e" Lei de Resíduos Sólidos (Revisada)" em 2004, para incentivar 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, também é claro o incentivo ao uso e à 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.
5 Status de mercado
Em 2019, o valor de mercado da indústria de plásticos biodegradáveis crescerá para US $ 3,477 bilhões, com uma taxa média de crescimento anual de 13,01%. O mercado europeu de plásticos biodegradáveis deve crescer a uma taxa média de crescimento anual de 12% de 2014 a 2019.
Os plásticos biodegradáveis inauguram um período de rápido desenvolvimento. Embora o conceito de plásticos biodegradáveis já tenha sido exaltado antes, a aplicação não conseguiu aumentar o volume.
Os plásticos biodegradáveis são usados principalmente em embalagens, fibras, agricultura, moldagem por injeção e outros campos. Dentre eles, é o mais utilizado na indústria de embalagens. Em 2013, representava cerca de 60% do mercado total. A demanda por embalagens de alimentos representou mais de 70% do mercado de embalagens plásticas biodegradáveis. ; O mercado de aplicações em moldagem por injeção é o principal impulsionador do crescimento da demanda por plásticos biodegradáveis.
No final de 2013, Europa e Estados Unidos são os principais mercados para plásticos biodegradáveis. De acordo com as estatísticas, em 2013 os mercados europeu e norte-americano foram responsáveis por 54% e 28% dos plásticos biodegradáveis globais, respectivamente.
O Comitê Ambiental do Parlamento Europeu aprovou um projeto sobre a redução do uso de sacolas plásticas leves de uso único. O projeto propõe que os 28 Estados-Membros da UE sigam uma abordagem em duas etapas para reduzir efetivamente o uso de sacolas plásticas, a fim de atingir a meta de reduzir o uso de sacolas plásticas ultrafinas em 80% em 2019 em comparação com 2010. Isso espera-se que a resolução estimule bastante a demanda do mercado por plásticos biodegradáveis e crie enormes oportunidades de crescimento para os fabricantes relacionados nos próximos cinco anos.
6 questões relacionadas
No entanto, embora existam muitos estudos e relatórios sobre plásticos degradáveis, muitos problemas específicos não podem ser resolvidos, a promoção é extremamente difícil e as perspectivas não são otimistas. As razões são: primeiro, como a sacola de plástico degradável tem baixa capacidade de carga, ela não pode atender aos requisitos dos clientes para mais coisas e uso repetido; em segundo lugar, o saco plástico degradável é esmaecido e amarelado e com pouca transparência, dando às pessoas a sensação de não estar limpo o suficiente e feio. terceiro, o preço é muito alto, porque o comerciante está dando de graça, então o custo é inaceitável.
Outro exemplo é resolver o problema de poluição ambiental das lancheiras de EPS. Tente usar lancheiras de papel ou lancheiras de plástico biodegradável. No entanto, é extremamente difícil de promover devido aos seguintes motivos: Primeiro, EPS
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