Plástico biodegradable
Los plásticos biodegradables son plásticos que se degradan por la acción de microorganismos como bacterias, mohos (hongos) y algas que se encuentran en la naturaleza. El plástico biodegradable ideal es un material polimérico que tiene un rendimiento excelente, puede descomponerse completamente por microorganismos ambientales después de ser desechado y finalmente se inorganiza para convertirse en una parte integral del ciclo del carbono en la naturaleza. El "papel" es un material biodegradable típico, mientras que el "plástico sintético" es un material polímero típico. Por lo tanto, el plástico biodegradable es un material polimérico que tiene ambas propiedades materiales de "papel" y "plástico sintético".
Nombre chino Plásticos biodegradables Nombre extranjero Plásticos biodegradables Clasificación Organismos completamente biológicos y destructivos Incluyendo principalmente polietileno PE, polipropileno PP, etc. Componentes principales Polímero natural, poliéster alifático, etc. Buena degradabilidad
Tabla de contenido
1 definición
2 aplicaciones
3 clasificación
4 Historia de desarrollo
5 Estado del mercado
6 cuestiones relacionadas
7 medidas específicas
Edición de definiciones
Los plásticos biodegradables se pueden dividir en dos tipos: plásticos totalmente biodegradables y plásticos biodegradables destructivos. Los plásticos biodegradables destructivos actualmente incluyen principalmente polietileno PE modificado con almidón, polipropileno PP, cloruro de polivinilo PVC, poliestireno PS y similares.
Los plásticos biodegradables completos están hechos principalmente de polímeros naturales (como almidón, celulosa, quitina) o subproductos agrícolas por fermentación microbiana o síntesis de polímeros biodegradables, como plásticos de almidón termoplástico, poliésteres alifáticos, ácido poliláctico. El almidón / alcohol polivinílico, etc. son todos estos plásticos.
Los plásticos biodegradables a base de sustancias naturales como el almidón actualmente incluyen los siguientes productos: ácido poliláctico (PLA), polihidroxialcanoato (PHA), plásticos de almidón, plásticos bioingeniería, plásticos biogenéricos (poliolefinas y cloro policlorado). Etileno) [1].
Plástico biodegradable a base de almidón
Plástico biodegradable a base de almidón
Edición de aplicaciones
Los plásticos biodegradables se utilizan principalmente como materiales de envasado blandos y duros para alimentos debido a su buena degradabilidad. Esta es también el área de aplicación más grande en esta etapa.
Los principales mercados objetivo para los plásticos biodegradables son las películas de embalaje de plástico, las películas agrícolas, las bolsas de plástico desechables y la vajilla de plástico desechable. En comparación con los materiales de embalaje de plástico tradicionales, los nuevos materiales degradables cuestan un poco más. Sin embargo, con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente, las personas están dispuestas a utilizar materiales degradables nuevos y más caros para la protección del medio ambiente. La mejora de la conciencia ambiental ha brindado enormes oportunidades de desarrollo a la industria de nuevos materiales biodegradables. Con el desarrollo de la economía de China, los Juegos Olímpicos, la Expo Mundial y muchos otros eventos a gran escala que han conmocionado al mundo se han llevado a cabo con éxito. Las necesidades de protección del patrimonio cultural del mundo y los lugares escénicos nacionales, la contaminación ambiental causada por los plásticos se ha vuelto cada vez más importante. La gestión de la contaminación blanca figura como una de las tareas clave.
Los países y regiones desarrollados como Europa, Estados Unidos y Japón han formulado y promulgado sucesivamente leyes y reglamentos relevantes, restringiendo el uso de plásticos no degradables a través de medidas como la prohibición parcial, la restricción, la recaudación obligatoria y la recaudación de impuestos sobre la contaminación, y vigorosamente Desarrollar nuevos materiales biodegradables para proteger el medio ambiente. Para proteger el suelo, Francia introdujo una política en 2005 de que todas las bolsas de plástico desechables deben ser biodegradables después de 2010.
Al mismo tiempo, China también ha introducido una serie de políticas para alentar la aplicación y promoción de plásticos biodegradables. En 2004, el Congreso Nacional del Pueblo aprobó la Ley de Energía Renovable (Borrador) y la Ley de Residuos Sólidos (Revisada) para alentar el uso de energía de biomasa reciclada y la promoción y aplicación de plásticos degradables. En 2005, el documento Nº 40 de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma alentó claramente el uso y la promoción de plásticos biodegradables; en 2006, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma lanzó un proyecto de fondo especial para promover el desarrollo de materiales biodegradables; Se obtuvieron los requisitos de definición, clasificación, etiquetado y rendimiento de degradación de los plásticos degradables implementados el 1 de enero de 2007. El reconocimiento mutuo de países como Europa, Estados Unidos y Japón ha facilitado la exportación de productos por parte de empresas chinas.
Edición de categoría
Clasificación de las materias primas, los plásticos biodegradables tienen al menos lo siguiente:
Policaprolactona (PCL)
Este plástico tiene buena biodegradabilidad y tiene un punto de fusión de 62 ° C. Los microorganismos que lo descomponen están ampliamente distribuidos bajo las condiciones de euforia o condiciones anaeróbicas. Como material biodegradable, puede mezclarse con un material de almidón o celulosa o usarse en polimerización con ácido láctico.
Succinato de polibutileno (PBS) y su copolímero
La tecnología para producir diversos poliésteres de alto peso molecular basados en PBS (punto de fusión de 114 ° C) ha alcanzado niveles de producción industrial. Mitsubishi Chemical y Showa Polymer Co., Ltd. de Japón han comenzado la producción industrial, con una escala de aproximadamente 1,000 toneladas.
El Instituto de Física y Química de la Academia de Ciencias de China también está llevando a cabo la síntesis de copoliéster de succinato de polibutileno. El Instituto de Física y Química de la Academia de Ciencias de China ha cooperado con Shandong Huiying Company para construir una línea de producción con una producción anual de 25,000 toneladas de PBS y su polímero, y Guangdong Blonde Company ha construido una línea de producción con una producción anual de 1,000 toneladas La Universidad de Tsinghua ha construido una línea de producción con una producción anual de 10,000 toneladas de PBS y su copolímero en Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Ácido poliláctico (PLA)
American Natureworks ha realizado un trabajo activo y efectivo para mejorar el proceso de producción de ácido poliláctico. Ha desarrollado la fermentación de glucosa del maíz para producir ácido poliláctico, con una capacidad de producción anual de 14,000 toneladas. La Corporación UNITIKA de Japón ha desarrollado y producido muchos tipos de productos, incluidos lienzos, bandejas y vajillas, que se utilizan ampliamente en la Exposición de Aichi en Japón.
La industrialización de China incluye Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (una escala de línea de producción de 5,000 toneladas / año). Las unidades bajo prueba son Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd. y Jiangsu Jiuding Group.
Polihidroxialcanoato (PHA)
Los países que han logrado producción industrial en el extranjero son principalmente Estados Unidos y Brasil. Las unidades de producción doméstica incluyen Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (escala 10,000 toneladas / año) [2], Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (escala 2,000 toneladas / año), y la unidad piloto es Jiangsu Nantian Group Co. , Ltd. Espera.
Los plásticos biodegradables obtenidos de recursos renovables, la combinación de poliéster alifático y almidón, y la producción de plásticos degradables también se han investigado con éxito. En Europa y los Estados Unidos, las mezclas de almidón y poliésteres alifáticos se usan ampliamente para producir productos como bolsas de basura. La compañía más grande y más vendida del mundo es la Novamont de Italia, que se comercializa con el nombre comercial Mater-bi. Los productos de la compañía se utilizan en Europa y Estados Unidos.
Hay muchas unidades nacionales de investigación y producción, entre las cuales las unidades industrializadas incluyen Wuhan Gorgeous Technology Co., Ltd. (40,000 toneladas / año), Zhejiang Huasheng Technology Co., Ltd. (8 mil toneladas / año), Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5,000 toneladas / año), Fujian Baishida Biomaterials Co., Ltd. (escala 2,000 toneladas / año), Zhaoqing Huafang Degradable Plastics Co., Ltd. (escala 5,000 toneladas / año).
Copoliéster aromático alifático
Un copoliéster aleatorio aromático alifático (Ecoflex) fabricado por BASF, Alemania, cuyos monómeros son: ácido adípico, ácido tereftálico y 1,4-butanodiol. La capacidad de producción es de 140,000 toneladas / año. Al mismo tiempo, se desarrollaron productos plásticos biodegradables a base de poliéster y almidón.
Plástico biodegradable de alcohol polivinílico (PVA)
Por ejemplo, el producto MaterBi de NOVMANT en Italia se usó principalmente para agregar PVA al almidón en la década de 1990. Puede soplar películas y procesar otros productos. Los materiales de alcohol polivinílico deben modificarse para tener una buena biodegradabilidad. El Instituto de Procesamiento y Aplicación de Plásticos de la Industria Ligera de la Universidad de Tecnología y Negocios de Beijing ha logrado ciertos resultados a este respecto.
Copolímero de dióxido de carbono
En países extranjeros, los primeros países en estudiar copolímeros de dióxido de carbono fueron principalmente Japón y Estados Unidos, pero no ha habido producción industrial. La corporación doméstica del grupo Mengxi de Mongolia Interior ha adoptado la tecnología del Instituto Changchun de Química Aplicada, y ha construido un dispositivo con una producción anual de 3.000 toneladas de resina de copolímero compuesto de dióxido de carbono / epoxi. Los productos se utilizan principalmente en envases y materiales médicos. La tecnología de copolímero de dióxido de carbono de bajo peso molecular desarrollada por el Dr. Chen Liban del Instituto de Química de Guangzhou de la Academia de Ciencias de China se puso en producción en Taixing, provincia de Jiangsu. La variedad es un copolímero de dióxido de carbono / compuesto epoxi de bajo peso molecular, que se utiliza como materia prima para materiales de espuma de poliuretano para electrodomésticos. Espera el embalaje. Henan Tianguan Group ha adoptado la tecnología del profesor Meng Yuezhong de la Universidad Sun Yat-sen, y ha construido una línea de producción de copolímero de dióxido de carbono a escala piloto. Se espera que se produzca de forma piloto este año.
Otros como quitina, poliamida, ácido poliaspártico, polisacáridos, celulosa, etc. están en desarrollo.
Poli-β-hidroxibutirato (PHB)
Desde una perspectiva global, PHB y PHBV son reconocidos como uno de los plásticos biodegradables más prometedores y también se están desarrollando. El costo de producción piloto de la parte técnica es de aproximadamente 40 RMB / kg. El costo de los productos después de la industrialización se reduce aún más, y la ventaja de precio es obvia. Especialmente el proceso de producción técnica es simple y el equipo es simple, por lo que es fácil promover y llevar a cabo la producción a gran escala.
3000 toneladas de plástico biodegradable
3000 toneladas de plástico biodegradable
Editor de historia de desarrollo
Según la Asociación de Investigación de Plásticos Biodegradables de Japón, la producción de plásticos biodegradables en Japón fue de aproximadamente 10,000 toneladas en 2002, aproximadamente 20,000 toneladas en 2003 y aproximadamente 40,000 toneladas en 2005. Se espera que alcance aproximadamente 100,000 a 200,000 toneladas en 2010.
Según la Asociación Europea de Bioplásticos, las cifras de 2001 muestran que el consumo de productos biodegradables en la UE es de entre 5.000 y 30.000 toneladas, mientras que la cantidad de polímeros tradicionales es de hasta 35 millones de toneladas. La Asociación Europea de Bioplásticos espera que la cantidad de polímeros tradicionales alcance los 55 millones de toneladas en 2010, mientras que la cantidad de plásticos biodegradables alcanzará entre 50 y 1 millón de toneladas para entonces. Los materiales biodegradables pueden llegar a ocupar una cuota de mercado del 10%. En materiales biodegradables, la proporción de materias primas que utilizan recursos renovables representará más del 90%.
Según las estadísticas del Comité Profesional de Plásticos Degradables de la Asociación de Plásticos de China, la cantidad de materiales biodegradables utilizados en China en 2003 fue de aproximadamente 15,000 toneladas, de las cuales aproximadamente 1,000 toneladas fueron polímeros biodegradables sin almidón. En 2005, unas 30 empresas se dedicaron a plásticos biodegradables, con una capacidad de producción de 60,000 toneladas / año, una producción real de aproximadamente 30,000 toneladas, una demanda del mercado interno de aproximadamente 50,000 toneladas, importaciones extranjeras de 10,000 toneladas y exportaciones de 20,000 toneladas. Se estima que la capacidad de producción alcanzará las 250,000 toneladas en 2010. Para más detalles, consulte el "Informe de análisis de planificación de la estrategia de inversión e investigación en profundidad de la industria de plásticos biodegradables de China".
Algunos países desarrollados también se guían por la idea de la economía circular, utilizando utensilios desechables degradables. Por ejemplo, Suecia realizó pruebas de cajas desechables para refrigerios hechas de papa y maíz a fines de la década de 1980. Corea del Sur utilizó la ley para imponer mondadientes hechos de arroz glutinoso. Espere. Europa ha establecido EN13432 "Requisitos para la prueba y evaluación final de materiales de embalaje para compostaje y biodegradación para plásticos de compostaje biodegradables", mientras que otros decretos sobre la promoción del compostaje de residuos orgánicos se están desarrollando y preparando activamente. El gobierno de EE. UU. Ha establecido el Premio del Desafío de Química Verde del Presidente desde 1996 para alentar el desarrollo de la industria de plásticos biodegradables. En 1989, el estado de Nueva York prohibió el uso de bolsas de vegetales no biodegradables, subsidió a los fabricantes de plásticos degradables y solicitó a los ciudadanos que separen los desechos renovables y no renovables, o una multa de $ 500.
Otros países han tomado medidas similares: India ha promulgado legislación que prohíbe el uso de envases de plástico en la industria láctea; La ley sudafricana ha prohibido completamente el uso de bolsas de plástico. Con el desarrollo de la legislación nacional, se espera que los nuevos materiales de embalaje biodegradables sean cada vez más populares.
En China, con la comprensión cada vez más profunda de los plásticos degradables, se ha reconocido plenamente el papel estratégico de este material y su industria en el desarrollo sostenible de China. El uso generalizado de plásticos biodegradables ha sido ampliamente aceptado. Los chinos aprobaron la Ley de Energía Renovable (borrador) y la Ley de Residuos Sólidos (Revisada) en 2004, alentando el uso de energía de biomasa reciclada y la promoción y aplicación de plásticos degradables. En el documento No. 40 de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma en 2005, también se alentó explícitamente a fomentar el uso y la promoción de plásticos biodegradables. En 2006, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma lanzó un proyecto de fondo especial para promover el desarrollo de materiales biodegradables de biomasa.
Editor de estado del mercado
Para 2019, el valor de mercado de la industria de plásticos biodegradables crecerá a una tasa de crecimiento anual promedio de 13.01% a $ 3.477 mil millones. Se espera que el mercado europeo de plásticos biodegradables crezca a una tasa de crecimiento anual promedio del 12% de 2014 a 2019.
Los plásticos biodegradables se introducen en un período de rápido desarrollo. Aunque el concepto de plásticos biodegradables se ha calentado, la aplicación no ha podido aumentar el volumen.
Los plásticos biodegradables se utilizan principalmente en envases, fibras, agricultura, moldeo por inyección y otros campos. Entre ellos, la industria del embalaje es la más utilizada. En 2013, representó el 60% del mercado total, y la demanda de envases de alimentos representó más del 70% del mercado de envases de plástico biodegradable. El mercado de aplicaciones de moldeo por inyección es el principal impulsor de la demanda de plásticos biodegradables.
A finales de 2013, Europa y los Estados Unidos eran los principales mercados para los plásticos biodegradables. Según las estadísticas, en 2013, los plásticos biodegradables en Europa y América del Norte representaron el 54% y el 28% del mundo, respectivamente.
La Comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo aprobó un borrador sobre la reducción del uso de bolsas de plástico ligeras desechables en el primer semestre de este año. El borrador propone que los 28 estados miembros de la Unión Europea reduzcan efectivamente el uso de bolsas de plástico de dos pasos para lograr el objetivo de reducir el uso de bolsas de plástico ultradelgadas en un 80% en 2010 en comparación con 2010. Esto Se espera que la resolución aumente en gran medida la demanda del mercado de plásticos biodegradables, y se espera que cree enormes oportunidades de crecimiento para los fabricantes relacionados en los próximos cinco años. [3]
Edición de problemas relacionados
Sin embargo, aunque hay muchas investigaciones e informes sobre plásticos degradables, muchos problemas específicos no se pueden resolver, y la promoción es extremadamente difícil y las perspectivas no son optimistas. Las razones son las siguientes: Primero, debido a que la bolsa de plástico degradable tiene una baja capacidad de carga, no puede cumplir con los requisitos de los clientes para una mayor carga y uso repetido; segundo, el color de la bolsa de plástico degradable es tenue y amarillo, y la transparencia es baja, dando la sensación de estar limpio y antiestético. El uso no está asegurado; el tercero es el alto precio, porque el negocio es gratuito, por lo que el costo es inaceptable.
Otro ejemplo es resolver el problema de la contaminación ambiental de las loncheras de comida rápida de EPS. Intente reemplazarlo con una lonchera de papel o una lonchera de plástico degradable. Sin embargo, debido a las siguientes razones, es extremadamente difícil de promover: Primero, el EPS es de alta intensidad, peso ligero y buena conservación del calor; segundo, el precio de la lonchera de papel es de 1.5 a 2.5 veces el de EPS; En tercer lugar, incluso si se utiliza una lonchera PP, su rendimiento es mejor que en el EPS. Las autoridades chinas han solicitado el uso de fibras vegetales para fabricar vajillas desechables en lugar de EPS. Sin embargo, dado que se usa una fusión en caliente de polímero en el proceso de moldeo de dicha vajilla de fibra vegetal, todavía existe un problema de manipulación y un problema de control del contenido del pesticida que queda en la vajilla de fibra vegetal.
Por lo tanto, todavía queda un largo camino por recorrer para desarrollar e investigar plásticos degradables. El desarrollo de la industria de plásticos biodegradables se enfrenta a cinco problemas principales. La primera es que la tecnología no es lo suficientemente madura y el rendimiento de los productos plásticos degradables no puede satisfacer completamente las diversas necesidades de los consumidores. Aunque hay muchas variedades de plásticos biodegradables en el mercado, las propiedades mecánicas y de procesamiento de cada material solo son prominentes en un aspecto, y todavía hay algunas deficiencias en el rendimiento general. En la actualidad, la fuerza de la investigación sobre el procesamiento de productos plásticos degradables en China sigue siendo débil. La mayoría de las empresas se centrarán en la síntesis de materiales, ignorando el desarrollo del procesamiento de productos, y algunos utensilios de alimentos y bebidas hechos de plásticos biodegradables son resistentes al calor, el agua y la maquinaria. La fuerza está lejos de los productos plásticos tradicionales.
El segundo es el tema del costo. El precio de los productos plásticos biodegradables sigue siendo difícil de competir con los productos derivados del petróleo, lo que requiere un avance tecnológico continuo.
Ofrecemos una película patentada biodegradable completa y una bolsa de PVA, todos los productos están hechos por equipos de fundición, es diferente de los productos tradicionales de moldeo por soplado, todos los productos de moldeo por soplado no son completamente biodegradables. Podemos producir películas y bolsas de pva en colores totalmente transparentes y varios. y la película de PVA es más suave que los productos tradicionales de moldeo por soplado.
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