Plástico biodegradable

El plástico biodegradable se refiere a una clase de plásticos que se degradan por la acción de microorganismos como bacterias, mohos (hongos) y algas que existen en la naturaleza. El plástico biodegradable ideal es un tipo de material de alto peso molecular con excelente rendimiento, que puede descomponerse completamente por microorganismos ambientales después de ser desechado, y finalmente inorganizarse para convertirse en un componente 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, los plásticos biodegradables son materiales poliméricos que tienen las propiedades tanto del papel como de los plásticos sintéticos.

Nombre chino Plástico biodegradable Nombre extranjero Plásticos biodegradables Clasificación Organismos completamente biológicos y destructivos Incluyen principalmente polietileno PE, polipropileno PP, etc. Composición principal Polímero natural, poliéster alifático, etc. Características Buena degradabilidad

Tabla de contenido

1 definición

2 aplicación

3 categorías

4 Historia de desarrollo

5 Estado del mercado

6 cuestiones relacionadas

7 medidas específicas

definición

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, etc.

Los plásticos completamente biodegradables están hechos principalmente de polímeros naturales (como almidón, celulosa, quitina) o productos agrícolas y secundarios a través de fermentación microbiana o síntesis de polímeros biodegradables, como plásticos de almidón termoplásticos, poliésteres alifáticos, ácido poliláctico, almidón / alcohol polivinílico, etc. Pertenecen a este tipo de plástico.

Los plásticos biodegradables basados en materiales naturales como el almidón actualmente incluyen los siguientes productos: ácido poliláctico (PLA), polihidroxialcanoato (PHA), plásticos de almidón, plásticos de bioingeniería, plásticos biogenéricos (poliolefinas y cloruro de polivinilo) Etileno) [1].

Plástico totalmente biodegradable a base de almidón

solicitud

Los plásticos biodegradables se utilizan principalmente como materiales de envasado blandos y duros para alimentos debido a su buena degradabilidad, que también es su 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, el costo de los nuevos materiales de degradación es ligeramente mayor. Sin embargo, con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente, las personas están dispuestas a usar un precio ligeramente más alto de nuevos materiales de degradación para proteger el medio ambiente. La mayor conciencia ambiental ha brindado grandes oportunidades de desarrollo a la industria de nuevos materiales biodegradables. Con el desarrollo de la economía de China, la exitosa organización de muchos eventos a gran escala, como los Juegos Olímpicos y la Exposición Mundial, y la necesidad de proteger el patrimonio cultural mundial y los lugares escénicos nacionales, la contaminación ambiental causada por los plásticos se ha convertido crecientemente importante. Trate la contaminación blanca como una de las tareas clave.

Los países desarrollados y las regiones de Europa, Estados Unidos, Japón y otros países han formulado e introducido sucesivamente regulaciones relevantes, restringiendo el uso de plásticos no degradables a través de medidas como prohibiciones parciales, restricciones, recaudación obligatoria y recaudación de impuestos de contaminación, y vigorosamente. Desarrollar nuevos materiales biodegradables para proteger el medio ambiente. 2. Proteger el suelo. Entre ellos, Francia introdujo una política en 2005 que estipula que todas las bolsas de plástico desechables deben ser biodegradables después de 2010.

Al mismo tiempo, China también ha emitido 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 (Revisión) para alentar el uso de energía de biomasa renovable y la promoción y aplicación de plásticos degradables. En 2005, el Documento Nº 40 de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma alentó explícitamente 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; Se obtuvieron los "Requisitos de rendimiento de definición, clasificación, etiquetado y 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 chinos.

clasificación

Clasificados a partir de materias primas, existen al menos los siguientes tipos de plásticos biodegradables:

Policaprolactona (PCL)

Este plástico tiene una buena biodegradabilidad y tiene un punto de fusión de 62 ° C. Los microorganismos que lo descomponen están ampliamente distribuidos en condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Como material biodegradable, puede mezclarse con almidón y materiales de celulosa o polimerizarse con ácido láctico.

Succinato de polibutileno (PBS) y su copolímero

La tecnología de fabricación de varios poliésteres de alto peso molecular basados en PBS (punto de fusión de 114 ° C) ha alcanzado el nivel de producción industrial. La japonesa Mitsubishi Chemical y la Showa Polymer Corporation 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 realizando investigaciones sobre 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 sus polímeros, y Guangdong Jinfa Company ha construido una línea de producción con una producción anual de 1,000 toneladas La Universidad de Tsinghua ha establecido una línea de producción con una producción anual de 10,000 toneladas de PBS y sus copolímeros en Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.

Ácido poliláctico (PLA)

Natureworks en los Estados Unidos 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 compañía japonesa UNITIKA ha desarrollado y producido muchos tipos de productos, entre los que se utilizan ampliamente lienzos, bandejas, vajillas, etc. en la Aichi Expo en Japón.

La industrialización de China incluye Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (escala de 5000 kilotones / línea de producción anual), y las unidades piloto son Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd. y Jiangsu Jiuding Group.

Polihidroxialcanoato (PHA)

La producción industrializada en el extranjero es principalmente en los 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 las unidades piloto son Jiangsu Nantian Group Co., Ltd . Espere.

Los plásticos biodegradables obtenidos de recursos renovables, el poliéster alifático y el almidón se mezclan, y la tecnología para producir plásticos degradables también se ha investigado con éxito. En Europa y Estados Unidos, las mezclas de almidón y poliésteres alifáticos se utilizan ampliamente para producir productos como bolsas de basura. La compañía más grande y más vendida del mundo es Novamont de Italia, cuyo nombre comercial es Mater-bi. Los productos de la compañía tienen una gran cantidad de aplicaciones en Europa y Estados Unidos.

Hay muchas unidades nacionales de investigación y producción, de las cuales las unidades industrializadas son Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (escala 40,000 toneladas / año), Zhejiang Huafa State Technology Co., Ltd. (8,000 toneladas / año), Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5,000 toneladas / año), Fujian Beststar Biomaterials Co., Ltd. (escala 2,000 toneladas / año), Zhaoqing Huafang Degradable Plastics Co., Ltd. (escala 5,000 toneladas / año), etc.

Copoliéster aromático alifático

El copoliéster alifático aromático aleatorio (Ecoflex) fabricado por la compañía alemana BASF, sus monómeros son: ácido adípico, ácido tereftálico, 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.

Plásticos biodegradables de alcohol polivinílico (PVA)

Por ejemplo, MaterBi de Italia NOVMANT agregó principalmente 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 el extranjero, los primeros países en estudiar copolímeros de dióxido de carbono fueron principalmente Japón y Estados Unidos, pero no ha habido producción industrial. El grupo doméstico interno Mongolia Mengxi Group Co., Ltd. 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 ha comenzado la producción en Taixing, Jiangsu. La especie es un copolímero de dióxido de carbono / compuesto epoxi de bajo peso molecular, que se usa como materia prima para materiales de espuma de poliuretano y se usa en electrodomésticos. Y otros envases. Utilizando la tecnología del profesor Meng Yuezhong de la Universidad Sun Yat-sen, Henan Tianguan Group ha construido una línea de producción de copolímero de dióxido de carbono a escala piloto.

Otros como la quitina, la poliamida, el ácido poliaspártico, los polisacáridos y la celulosa están en desarrollo.

Poli-β-hidroxibutirato (PHB)

Desde una perspectiva mundial, PHB y PHBV son reconocidos como uno de los plásticos biodegradables más prometedores, y también son nuevos productos en desarrollo. El costo de producción piloto de la fiesta técnica es de aproximadamente 40 RMB / kg. Después de la industrialización, el costo del producto se reducirá aún más, y la ventaja de precio es obvia. Especialmente el proceso de producción simple de la parte técnica y el equipo simple son convenientes para la promoción y la producción a gran escala.

3000 toneladas de plástico totalmente biodegradable

Historia de desarrollo

Según la Asociación de Investigación de Plásticos Biodegradables de Japón, la producción de plásticos biodegradables de Japón en 2002 fue de aproximadamente 10,000 toneladas, aproximadamente 20,000 toneladas en 2003, aproximadamente 40,000 toneladas en 2005, y se espera que alcance aproximadamente 100,000 a 200,000 toneladas en 2010.

Según datos de la Asociación Europea de Bioplásticos, las cifras de 2001 muestran que el consumo de productos biodegradables en la UE es de 25,000 a 30,000 toneladas, mientras que el consumo de polímeros tradicionales es de hasta 35 millones de toneladas. La Asociación Europea de Bioplásticos predice que la cantidad de polímeros tradicionales alcanzará los 55 millones de toneladas en 2010, mientras que la cantidad de plásticos biodegradables alcanzará las 500,000 a 1 millón de toneladas. Los materiales biodegradables pueden llegar a representar el 10% del mercado. 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 en China en 2003 fue de aproximadamente 15,000 toneladas, de las cuales aproximadamente 1,000 toneladas fueron polímeros biodegradables sin almidón. En 2005, había unas 30 empresas dedicadas 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 espera que la capacidad de producción en 2010 alcance aproximadamente 250,000 toneladas. Para obtener más información, consulte el "Informe de análisis de planificación estratégica de inversión e investigación en profundidad de la industria de plásticos biodegradables de China".

Algunos países desarrollados también usan la idea de la economía circular para usar utensilios desechables degradables, como la producción de prueba de cajas de bocadillos desechables de papa y maíz a fines de la década de 1980, y Corea del Sur ha ordenado el uso de un palillo hecho de arroz pegajoso. Espere. En Europa, se desarrolló una norma EN13432 para plásticos de compost biodegradables, "Requisitos para las pruebas y la evaluación final de los materiales de embalaje facilitados por el compost y la biodegradación para el reciclaje", mientras que otras ordenanzas para promover el compostaje de los desechos orgánicos se están formulando y preparando activamente. El Gobierno de los Estados Unidos ha establecido el Premio del Presidente de Química Verde desde 1996 para alentar el desarrollo de la industria de plásticos biodegradables. El Estado de Nueva York prohibió el uso de bolsas de vegetales no biodegradables en 1989, subsidió a los fabricantes de plásticos degradables y exigió a los ciudadanos que separen los desechos renovables y no renovables, de lo contrario, multaron con $ 500.

Otros países han adoptado medidas similares: India ha legislado contra el uso de envases de plástico en la industria láctea; La ley sudafricana ha prohibido por completo el uso de bolsas de embalaje 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, nos hemos dado cuenta plenamente del papel estratégico de este material y su industria en el desarrollo sostenible de China. La aplicación generalizada de plásticos biodegradables ha sido ampliamente esperada. Los chinos aprobaron la Ley de Energía Renovable (Borrador) y la Ley de Residuos Sólidos (Revisión) en 2004, alentando el uso de energía de biomasa renovable y la promoción y aplicación de plásticos degradables. En el documento No. 40 de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de 2005, el uso y la promoción de plásticos biodegradables también fueron explícitamente alentados. 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. De 2014 a 2019, se espera que el mercado europeo de plásticos biodegradables crezca a una tasa de crecimiento anual promedio del 12%.

Los plásticos biodegradables han dado paso a un período de rápido desarrollo. El concepto anterior de plásticos biodegradables se ha calentado, pero la aplicación no ha podido pesar.

Los plásticos biodegradables se utilizan principalmente en envases, fibras, agricultura, moldeo por inyección y otros campos, entre los que se encuentran los más utilizados en la industria del embalaje, que representan aproximadamente el 60% del mercado total en 2013, y la demanda de envases de alimentos representó más de 70 % del mercado de envases de plástico biodegradable; El mercado de aplicaciones de moldeo por inyección es la principal fuerza impulsora del crecimiento de la demanda de plásticos biodegradables.

A finales de 2013, Europa y los Estados Unidos son los principales mercados para los plásticos biodegradables. Según las estadísticas, en 2013, los plásticos biodegradables en los mercados europeo y norteamericano representaron el 54% y el 28% del total mundial, respectivamente.

La Comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo ha aprobado un proyecto para reducir el uso de bolsas de plástico ligeras desechables. El borrador recomienda que los 28 estados miembros de la UE sigan un enfoque de dos pasos para reducir efectivamente el uso de bolsas de plástico para lograr el objetivo de reducir el uso de bolsas de plástico ultradelgadas en un 80% en 2019 en comparación con 2010. Esta resolución Se espera que estimule 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 5 años. [3]

pregunta relacionada

Sin embargo, aunque hay muchas investigaciones e informes sobre la degradación de los plásticos, muchos problemas específicos no pueden resolverse, la promoción es extremadamente difícil y las perspectivas no son optimistas. Las razones son: una es que la bolsa de plástico degradable tiene una baja capacidad de carga y no puede cumplir con los requisitos de los clientes para cargar más y usarse repetidamente; la otra es que la bolsa de plástico degradable tiene un color amarillo opaco y poca transparencia, lo que le da a la gente una sensación de falta de limpieza y fea, no se preocupe; tercero, el precio está en el lado alto, porque el comerciante está regalando gratis, por lo que el costo es difícil de aceptar. Otro ejemplo es resolver el problema de 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, la alta resistencia, el peso ligero y el buen aislamiento térmico del EPS; segundo, el precio de las loncheras de papel es de 1.5 a 2.5 veces el de EPS; tercero, incluso si se usan loncheras de PP degradadas, su rendimiento no es tan bueno como en EPS. Las autoridades chinas exigen el uso de fibras vegetales para fabricar vajillas desechables en lugar de EPS. Sin embargo, debido al uso de termosoles de alto peso molecular en el proceso de moldeo de dicha vajilla de fibra vegetal, todavía hay problemas en el manejo y control del contenido de pesticidas que quedan 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 del plástico biodegradable 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 muchos tipos de plásticos biodegradables en el mercado, las propiedades mecánicas y de procesamiento de cada material solo son sobresalientes en un aspecto, y todavía hay algunas deficiencias en el rendimiento integral. En la actualidad, la investigación nacional sobre el procesamiento de productos plásticos degradables sigue siendo débil. La mayoría de las empresas se centran en la síntesis de materiales e ignoran el procesamiento y desarrollo de productos. Algunos aparatos de alimentos y bebidas hechos de plásticos biodegradables son resistentes al calor, el agua y la maquinaria. En términos de resistencia, está lejos de los productos plásticos tradicionales.

El segundo problema es el costo. El precio de los productos plásticos biodegradables sigue siendo difícil de competir con los productos derivados del petróleo, lo que requiere una reducción continua de los costos de producción y los precios de los productos a través del progreso tecnológico.

El tercero es la falta de políticas fuertes.

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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