Os plásticos à base de amido usam reação química para modificar quimicamente o amido, reduzir o grupo hidroxila do amido, alterar sua estrutura original, alterando as propriedades correspondentes do amido e transformando o amido original em amido termoplástico.
Nome chinês Plásticos à base de amido Indústria Fabricação industrial Campos Fabricação química Aplicações Fabricação de plástico
índice
1 Antecedentes de pesquisa e desenvolvimento
2 Princípio do processo
3 Status de desenvolvimento
4 vantagens do produto
5 Sistema de Certificação
6 Perspectivas de aplicação
Editor de P&D
O amido é o polímero natural que perde apenas para a celulose no mundo. É rico em fontes, renovável e barato. Pode ser usado para produzir plásticos à base de amido por meio de plastificação modificada. Como uma categoria importante em materiais de base biológica, os plásticos à base de amido alcançaram com sucesso a produção e aplicação industrial. O plástico à base de amido é um tipo de produto plástico que é feito de amido como principal matéria-prima, modificado e plastificado e depois misturado com outros polímeros. É um tipo de bioplástico. Os bioplásticos à base de amido podem ser divididos em plásticos de base biológica e plásticos biodegradáveis.
Os plásticos biodegradáveis à base de amido são geralmente misturas de amidos modificados com poliésteres biodegradáveis (como PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, etc.), que são totalmente biodegradáveis, compostáveis, ecologicamente corretos e adequados para resíduos. Compostagem, aterro e outros métodos de tratamento. Os plásticos de base biológica à base de amido são geralmente uma mistura de amido modificado e poliolefinas (como PP / PE / PS, etc.). Seu significado ambiental é reduzir o uso de recursos petroquímicos, reduzir as emissões de dióxido de carbono e resíduos são adequados para incineração. Ambos os materiais podem substituir os plásticos tradicionais à base de petróleo e são amplamente utilizados em materiais de embalagem de plástico, materiais à prova de choque, filmes e sacolas plásticas, utensílios de mesa descartáveis, recipientes para alimentos, brinquedos e similares.
Edição do princípio do processo
O amido é um polímero natural de alto molecular com uma grande quantidade de grupos hidroxila em sua molécula (estruturas moleculares II e III), portanto a interação entre as macromoléculas do amido é forte, o que dificulta o processo de fusão do amido original e é compartilhada com outros polímeros . A compatibilidade com outros polímeros no processo de mistura também é baixa. Mas esses grupos hidroxila podem
Reações químicas como esterificação, eterificação, enxerto e reticulação são suficientes. Essas reações químicas são usadas para modificar quimicamente o amido para reduzir o grupo hidroxila do amido e alterar sua estrutura original, alterando as propriedades correspondentes do amido e transformando o amido original em amido termoplástico.
1. Esterificação, transesterificação ou eterificação
A fim de alterar a hidrofilicidade do amido para hidrofobicidade, o grupo hidroxil na molécula de amido é esterificado e transesterificado com um ácido graxo, um éster de ácido graxo ou semelhante para formar um éster de amido.
2, reação de reticulação
A fim de aumentar a força e a resistência ao calor do material de amido, o amido é reticulado com um composto com dois ou mais grupos funcionais (como um ácido polibásico, etc.) para causar reticulação moderada do amido.
3, misturando e reformando a inovação independente da copolimerização
A maioria dos plásticos de amido é preparada misturando e amido com outros materiais poliméricos. O produto resultante tem compatibilidade limitada devido à baixa compatibilidade e uso limitado. Os plásticos à base de amido também copolimerizam o amido durante o processo de modificação do amido para obter um copolímero enxertado de amido e outros polímeros, melhorando assim a compatibilidade do amido com outros materiais poliméricos. Através da modificação química, a modificação do amido foi realizada: a hidrofilicidade foi alterada para hidrofobicidade; a sensibilidade ao calor foi alterada para resistência à temperatura; a rigidez e fragilidade foram alteradas para plasticidade. Essa modificação resolve o problema mundial da modificação do amido e estabelece uma boa base para o processamento subsequente.
Editor de status de desenvolvimento
Os bioplásticos à base de amido têm uma história de 30 anos de pesquisa e desenvolvimento. É um plástico biodegradável com a mais longa história de pesquisa, a tecnologia mais madura, a maior escala industrial e a maior participação de mercado. No início dos anos 80, foi pesquisada e desenvolvida a mistura de amido modificado e liga de plástico degradável de plásticos totalmente biodegradáveis ou solúveis, avaliando-se a mistura de amido e resina biodegradável. Entre eles, o mais bem sucedido é o “MaterBi” de Novamont, Itália, que é uma liga plástica de polímero de estrutura de rede interpenetrante composta de amido modificado e álcool polivinílico modificado. Possui boas propriedades de processamento, propriedades de processamento secundário e mecânica. Desempenho e excelente biodegradabilidade. Além disso, o "Vinex" desenvolvido pela Air Product & Chemical Company dos Estados Unidos é uma resina à base de álcool polivinílico com baixo grau de polimerização, solubilidade em água, processabilidade termoplástica e biodegradabilidade, e recebeu grande atenção nos últimos anos.
Nos últimos anos, os países geralmente mudaram seu foco de pesquisa para plásticos que aumentam o teor de amido, tanto quanto possível, e desenvolveram alguns materiais totalmente degradáveis com excelentes propriedades e até obtiveram produtos de amido puro sem polímeros sintéticos, como amido termoplástico. O material biodegradável "Novon" produzido pela Warner-Lambert nos Estados Unidos tem um teor de amido acima de 90%. A Companhia Japonesa de Milho e o Instituto de Tecnologia de Produção de Michigan desenvolveram em conjunto um material de alto teor de amido que tem a vantagem de alta resistência à água. Além disso, a Sumitomo Corporation do Japão e a Ferrizz da Itália também anunciaram que estudaram com sucesso plásticos totalmente amiláceos com um teor de amido de 90%. Na produção de amido termoplástico para a produção de plásticos biodegradáveis, institutos de pesquisa como o Instituto Alemão Batekke, a American Warner-Lambert Company e a Universidade Suíça fizeram grandes progressos. O Centro Nacional Australiano de Ciência de Processamento e Embalagem de Alimentos introduziu um termoplástico de amido completo com boa fluidez, ductilidade e liberação de mofo. O produto é macio, transparente, de alta resistência e possui uma taxa de degradação controlável. Pode ser usado para fazer filmes e alimentos agrícolas. Filme de embalagem e outros produtos.
O plástico de amido da China foi desenvolvido pela primeira vez pelo Instituto de Química Aplicada da Academia de Ciências Jiangxi no final dos anos 80. Segundo estatísticas incompletas, existem mais de 60 instituições de ensino superior, institutos de pesquisa e empresas que participam da pesquisa. A China está gradualmente diminuindo a diferença com os países desenvolvidos estrangeiros na pesquisa e desenvolvimento de plásticos à base de amido. Atualmente, as principais empresas domésticas de fabricação de materiais e produtos à base de amido e o status quo são as seguintes: Wuhan deslumbrante 40.000 toneladas / ano, está se preparando para construir uma linha de produção com uma produção anual de 60.000 toneladas; Shenzhen Hongcai 15.000 toneladas / ano; Suzhou Hanfeng 10.000 toneladas / ano; Zhejiang Tianhe 10.000 toneladas / ano; Zhejiang Huafa 10.000 toneladas / ano; Shandong Bicai em 10.000 toneladas / ano; outras empresas de produção também incluem Nanjing que a Austrália, Changzhou Longjun e assim por diante.
O amido é modificado e plastificado por métodos químicos, e o amido modificado possui três características principais: 1. Hidrofobicidade. O amido é completamente hidrofóbico após modificação química e seu conteúdo de umidade é <1%, o="" que="" tem="" boa="" compatibilidade="" com="" outros="" materiais="" poliméricos=""> 2, resistência à temperatura. O amido modificado pode suportar uma alta temperatura de 230 ° C durante o processamento termoplástico sem amarelar ou decompor. 3. Termoplástico. O amido modificado pode ser processado termoplasticamente em equipamentos de processamento de plástico. Os plásticos à base de amido produzidos pela empresa são divididos em duas séries: de base biológica e biodegradável. Eles são divididos em materiais de filme soprado, plásticos de injeção, chapas e materiais de espuma de acordo com diferentes técnicas de processamento. Eles podem ser usados em aplicações industriais e farmacêuticas, em vez de plásticos petroquímicos comuns. Embalagens de alimentos, eletrodomésticos e outros produtos, utensílios de cozinha, brinquedos e plantio de flores. Assim, uma grande quantidade de recursos petrolíferos é economizada, as emissões de dióxido de carbono são reduzidas, o lixo é tratado inofensivamente, o desenvolvimento agrícola e a renda dos agricultores são promovidos e o desenvolvimento da economia circular é promovido.
Em 12 de julho de 2018, a Yu Long desenvolveu e comercializou com sucesso materiais biodegradáveis totalmente amiláceos pela primeira vez no mundo. [1]
Edição de vantagens do produto
Comparadas aos produtos plásticos tradicionais, as vantagens de materiais e produtos à base de amido são as seguintes:
(1) Desempenho semelhante: tem o mesmo desempenho e o mesmo desempenho que os produtos plásticos tradicionais do mesmo tipo;
(2) Proteção ambiental: plásticos e produtos de base biológica à base de amido têm as vantagens de economizar recursos de petróleo e reduzir as emissões de dióxido de carbono; plásticos e produtos biodegradáveis à base de amido têm as vantagens de biodegradação completa, compostabilidade e disposição inofensiva de lixo;
(3) Segurança: Os materiais e produtos à base de amido não contêm substâncias tóxicas e nocivas, como plastificantes, bisfenol A e metais pesados. Os materiais de qualidade alimentar atendem aos padrões relevantes para plásticos de qualidade alimentar em casa e no exterior;
(4) Processo de produção: Não há descarte de resíduos no processo de produção, o que não causará nova poluição ao meio ambiente;
(5) Custo: os materiais e produtos plásticos de base biológica à base de amido são iguais aos produtos plásticos de petróleo comuns. O custo de materiais e produtos biodegradáveis à base de amido é aproximadamente o dobro do de plásticos de petróleo comuns.
Edição do sistema de certificação
Nos últimos anos, o desempenho ambiental de produtos de base biológica tem sido gradualmente reconhecido em casa e no exterior, e os campos de aplicação de materiais de base biológica foram amplamente expandidos. O conteúdo de bio-carbono dos materiais de base biológica é uma característica importante que os distingue dos plásticos comuns. O conteúdo de biocarbono é definido como a porcentagem de biocarvão em carbono orgânico (incluindo biocarvão e carbono fóssil) nos produtos. Como o bio-carbono é um carbono novo, ele não polui o meio ambiente e, portanto, tem um bom efeito ambiental. Os padrões de detecção de conteúdo de bio-carbono incluem ASTM D6866-08: método de teste para determinar o conteúdo biológico de amostras sólidas, líquidas e gasosas por análise de radiocarbono e o método de contador de flash líquido para determinação de conteúdo de base biológica em chinês GB / T29649-2013 materiais de base biológica. Como os organismos contemporâneos contêm quantidades iguais de carbono radioativo, o princípio da ASTM D6866 é medir o conteúdo de base biológica da amostra em qualquer estado por meio dessa propriedade do organismo; esse método pode ser usado para determinar quaisquer produtos e organismos de base biológica. A porcentagem exata de material de base biológica ou renovável contida na mistura de base.
Em 2009, o organismo de certificação autoritativo belga Vincotte emitiu o primeiro lote do mundo de produtos de certificação em estrela OK Biobased, a certificação de nível autoritativo do conteúdo de bio-carbono de materiais de base biológica e também fornece uma qualidade de produto confiável para a base de biomassa mercado de materiais. Avaliação de terceiros. A OK-Biobased é o rótulo ambiental da Bélgica para produtos de baixo carbono com base biológica. Os fabricantes de plásticos de base biológica podem certificar seus rótulos nas embalagens ou nos produtos para diferenciá-los dos produtos petroquímicos comuns. Ele define os materiais de base biológica com base no conteúdo de bio-carbono e os avalia como uma porcentagem do conteúdo de bio-carbono e do conteúdo total de carbono. O padrão é ASTM D6866, que é uma distinção baseada em estrela entre materiais e é a marca de certificação de material de base biológica autorizada da UE. O logotipo da OK Biobased usa um asterisco para distinguir a classificação ambiental do produto. Um produto certificado tem uma marca de 1 estrela para provar que contém 20% a 40% de biochar, 2 estrelas são de 40% a 60%, 3 estrelas são de 60% a 80% e 4 estrelas são mais de 80% teor de carbono. produtos. A certificação OK Biobased da Vincotte visa ajudar empresas ou distribuidores a melhorar a competitividade no mercado de produtos renováveis e orientar os consumidores a escolher melhor produtos ecológicos.
Para incentivar o desenvolvimento de materiais e produtos de base biológica, o Departamento de Agricultura dos EUA implementou um programa de prioridade biológica. O programa possui dois programas, um plano prioritário de compras governamentais e um programa de identificação voluntária para consumidores. O primeiro foi em 2002 para incentivar o desenvolvimento de produtos de base biológica, enquanto o último foi lançado em 2008. O objetivo do Programa de Prioridade Biológica é estimular o consumo de produtos de biomassa nos Estados Unidos. As agências do governo federal e seus contratados priorizam a compra de produtos com o maior conteúdo de biomassa. Se o produto atender aos padrões mínimos de conteúdo de base biológica na lista de produtos de base biológica do Departamento de Agricultura dos EUA, qualquer fábrica ou distribuidor poderá participar do programa e a etiqueta de certificado emitida pela agência poderá ser afixada na embalagem do produto.
A certificação internacional de plásticos biodegradáveis inclui certificação belga OK Compost, certificação alemã Compostable e certificação BPI dos EUA.
O OK Compost é um certificado compostável chamado "OK Compost" emitido pelo organismo de certificação belga AIB-Vincotte Group após o teste de acordo com o padrão de teste para materiais biodegradáveis EN13432 ou ASTM D6400. A certificação OK Compost visa ajudar empresas ou distribuidores a melhorar a competitividade no mercado de produtos totalmente degradáveis e orientar os consumidores a escolher melhor produtos ecológicos.
A certificação compostável é a certificação de produtos biodegradáveis pela DIN CERTCO, um organismo de certificação conjunto do TUV Rheinland Group e do Deutsches Institut fr Normun (DIN). O ID de autenticação é o logotipo de "propagação". A certificação compostável ajuda os compradores a selecionar produtos de uma ampla variedade de fornecedores e fabricantes para qualidade, segurança e proteção ambiental. Ao mesmo tempo, os produtos com o logotipo Compostable indicam que foram aprovados nos testes e avaliações de uma organização autorizada de terceiros, o que ajuda a aumentar a confiança de compra do cliente e promover efetivamente as vendas do produto. E as informações relevantes do titular podem ser consultadas no site oficial da DIN CERTCO para evitar abuso ou falsificação do logotipo.
BPI é uma abreviação de Biodegradable ProductsInsitute. O BPI educa produtores, legisladores e consumidores sobre os padrões científicos para materiais degradáveis através de um inovador programa de rotulagem compostável. Ao mesmo tempo, há uma série de procedimentos para garantir que os produtos relevantes atendam aos requisitos das normas para materiais degradáveis.
O primeiro lote de empresas chinesas que receberam a certificação OK Biobased em Wuhan, na China, obtiveram certificação de produto de base biológica de quatro estrelas. Ao mesmo tempo, os materiais biodegradáveis da empresa receberam a certificação OK Compost e a certificação Compostable.
Edição em primeiro plano do aplicativo
Com a mudança gradual da preferência do consumidor por produtos plásticos, materiais renováveis e ecológicos estão esquentando no mercado. Afetada por isso, a demanda pelo mercado de plásticos de base biológica aumentou. Com a ênfase dada pelos bioplásticos pelos governos, o valor total da demanda global por bioplásticos deve aumentar para US $ 5,9 bilhões até 2020, o que equivale a uma taxa média de crescimento anual de 20%.
Recentemente, o Parlamento francês aprovou leis sobre transição energética e crescimento verde. Além de reduzir a participação da energia nuclear no mix energético francês, a nova lei também inclui consultoria legislativa relacionada a energias renováveis e embalagens plásticas. Por exemplo, as energias renováveis aumentarão em 40% até 2030 e as emissões de dióxido de carbono em 40% até 2030; sacos de embalagem leve para embalagem de frutas e legumes serão feitos a partir de materiais de base biológica a partir de 1º de janeiro de 2017; Além disso, as embalagens plásticas para correspondência comercial também serão executadas ao mesmo tempo e com os mesmos padrões. A legislação mais recente do governo francês exige que louças descartáveis, como pratos e garfos, sejam fabricadas com materiais de base biológica em vez de materiais à base de petróleo.
Os analistas de mercado da consultoria RnR Market Research previram que a demanda global por plásticos de base biológica aumentará 19% nos próximos quatro anos e sua demanda de mercado chegará a 950.000 toneladas em 2017. A Europa é o maior mercado consumidor mundial de produtos de base biológica plásticos. Em 2012, o uso de plásticos de base biológica na região representou mais da metade do total global. Segundo o relatório da pesquisa, os consumidores na Europa estão mais inclinados a escolher novos produtos plásticos de base biológica do que os plásticos tradicionais. Portanto, espera-se que a região continue liderando os rankings de consumo de plásticos de base biológica. Em termos de tipos, os plásticos à base de amido e o ácido polilático ainda são os plásticos de base biológica mais exigentes nos próximos anos, e seu consumo no mercado será responsável por mais de 60% do total. De acordo com a RnR Market Research, nos últimos anos, os países introduziram restrições aos plásticos e continuam a aumentar a supervisão do uso de plásticos tradicionais, o que ajudará a impulsionar ainda mais a demanda por plásticos de base biológica, especialmente à base de amido.
Em 2013, o Conselho de Estado promulgou o "Plano de Desenvolvimento da Bioindústria" (doravante denominado "Planejamento"), que afirma que acelerará os materiais de base biológica e os de base biológica.
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 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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