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 desempeño, que puede ser completamente descompuesto por microorganismos ambientales luego de ser descartado, y finalmente inorganizado para convertirse en un componente del ciclo del carbono en la naturaleza." Papel" es un material biodegradable típico, mientras que" plástico sintético" es un material polimérico típico. Por 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 completos y destructivos Incluye principalmente PBAT, PLA, 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 Problemas relacionados

7 Medidas específicas

definición

Los plásticos biodegradables se pueden dividir en dos tipos: plásticos totalmente biodegradables y plásticos biodegradables destructivos. Los plásticos biodegradables destructivos incluyen principalmente polietileno PE modificado (o relleno) con almidón, polipropileno PP, cloruro de polivinilo PVC, poliestireno PS, etc.

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

Los plásticos biodegradables basados en materiales naturales como el almidón incluyen actualmente 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 es también su mayor área de aplicación en esta etapa.

Los principales mercados objetivo de los plásticos biodegradables son las películas para envases 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, la gente está dispuesta a utilizar un precio ligeramente más alto de nuevos materiales de degradación para proteger el medio ambiente. La mayor conciencia ambiental ha traído grandes oportunidades de desarrollo a la industria de nuevos materiales biodegradables. Con el desarrollo de la economía de China GG, la organización exitosa de muchos eventos a gran escala como los Juegos Olímpicos y la Exposición Universal, y la necesidad de proteger varios lugares del patrimonio cultural mundial y los lugares escénicos nacionales, la contaminación ambiental causado por los plásticos se ha vuelto cada vez más 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 las reglamentaciones pertinentes, restringiendo el uso de plásticos no degradables mediante medidas como prohibiciones parciales, restricciones, recaudación obligatoria y recaudación de impuestos a la contaminación, y enérgicamente Desarrollar nuevos materiales biodegradables para proteger el medio ambiente. 2. Proteja 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 fomentar la aplicación y promoción de plásticos biodegradables. En 2004, el Congreso Nacional Popular&aprobó la Ley de Energías Renovables (Borrador) y la Ley de Residuos Sólidos (Revisión) para fomentar el uso de energía renovable de biomasa 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 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; los requisitos de rendimiento de definición, clasificación, etiquetado y degradación de plásticos degradables de GG; implementado el 1 de enero de 2007 se obtuvo El reconocimiento mutuo de países como Europa, Estados Unidos y Japón ha facilitado la exportación de productos chinos.

clasificación

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

Policaprolactona (PCL)

Este plástico tiene una buena biodegradabilidad y un punto de fusión de 62 ° C. Los microorganismos que lo degradan se distribuyen ampliamente en condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Como material biodegradable, se puede mezclar con almidón y materiales de celulosa o polimerizar con ácido láctico.

Succinato de polibutileno (PBS) y su copolímero

La tecnología de fabricación de varios poliésteres de alto peso molecular a base de PBS (punto de fusión de 114 ° C) ha alcanzado el nivel de producción industrial. Mitsubishi Chemical de Japón&y Showa Polymer Corporation han comenzado la producción industrial con una escala de alrededor de 1.000 toneladas.

El Instituto de Física y Química de la Academia de Ciencias de China también está realizando una investigación sobre la síntesis de copoliéster de poli (succinato de butileno). 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 eficaz 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 empresa UNITIKA de Japón&ha desarrollado y producido muchos tipos de productos, entre los que se encuentran lienzos, bandejas, vajillas, etc., que se utilizan ampliamente en la Exposición de Aichi en Japón.

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

Polihidroxialcanoato (PHA)

La producción industrializada en el exterior es principalmente de Estados Unidos y Brasil. Las unidades de producción nacional 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 a partir de recursos renovables, el poliéster alifático y el almidón se mezclan, y también se ha investigado con éxito la tecnología para producir plásticos degradables. En Europa y Estados Unidos, las mezclas de almidón y poliésteres alifáticos se utilizan ampliamente para producir productos como bolsas de basura. La empresa más grande y vendida del mundo&es Novamont de Italia GG, cuyo nombre comercial es Mater-bi. Los productos de la empresa&tienen una gran cantidad de aplicaciones en Europa y Estados Unidos.

Hay muchas unidades de investigación y producción nacionales, 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 aleatorio aromático alifático (Ecoflex) fabricado por la empresa 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 añadió principalmente PVA al almidón en la década de 1990. Puede soplar película 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 en este sentido.

Copolímero de dióxido de carbono

En el exterior, los primeros países en estudiar los copolímeros de dióxido de carbono fueron principalmente Japón y Estados Unidos, pero no ha habido producción industrial. La empresa nacional de Mongolia Interior Mengxi Group Co., Ltd. ha adoptado la tecnología del Instituto de Química Aplicada de Changchun 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 su producción en Taixing, Jiangsu. La especie es un copolímero compuesto de dióxido de carbono / epoxi de bajo peso molecular, que se utiliza como materia prima para materiales de espuma de poliuretano y se utiliza 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 copolímeros de dióxido de carbono a escala piloto.

Otros como quitina, poliamida, ácido poliaspártico, polisacáridos y 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 productos nuevos en desarrollo. El costo de producción piloto del grupo técnico 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 alrededor de 10,000 toneladas, alrededor de 20,000 toneladas en 2003, alrededor de 40,000 toneladas en 2005, y se espera que alcance alrededor de 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 llega a los 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 entre 500.000 y 1 millón de toneladas. Los materiales biodegradables pueden llegar a representar el 10% del mercado. En los materiales biodegradables, la proporción de materias primas que utilizan recursos renovables supondrá más del 90%.

Según las estadísticas del Comité Profesional de Plásticos Degradables de la Asociación de Plásticos de China GG, la cantidad de materiales biodegradables en China en 2003 fue de unas 15.000 toneladas, de las cuales unas 1.000 toneladas fueron polímeros biodegradables sin almidón. En 2005, existían alrededor de 30 empresas dedicadas a plásticos biodegradables, con una capacidad de producción de 60.000 toneladas / año, producción real de unas 30.000 toneladas, demanda del mercado interno de unas 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 unas 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&de GG.

Algunos países desarrollados también utilizan la idea de economía circular para usar utensilios desechables degradables, como la producción de prueba de cajas de bocadillos desechables de papa y maíz de Suecia&a fines de la década de 1980, y Corea del Sur ordenó el uso de palillos de dientes hechos de pegajosa arroz. Espere. En Europa, se desarrolló una norma EN13432 para plásticos de compostaje biodegradables, "Requisitos para las pruebas y la evaluación final de materiales de embalaje facilitados por el compostaje y la biodegradación para el reciclaje", mientras que otras ordenanzas para promover el compostaje de residuos orgánicos se están formulando y preparando activamente. El gobierno de EE. UU. Ha establecido el premio Green Chemistry Challenge Award del presidente&desde 1996 para fomentar el desarrollo de la industria de los plásticos biodegradables. El estado de Nueva York prohibió el uso de bolsas de verduras no biodegradables en 1989, subsidió a los fabricantes de plásticos degradables y exigió a los ciudadanos que separaran los desechos renovables de los no renovables; de lo contrario, se les impuso una multa de $ 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 se vuelvan cada vez más populares.

En China, con la comprensión cada vez más profunda de los plásticos degradables, nos hemos dado cuenta del papel estratégico de este material y su industria en el desarrollo sostenible de China GG. Se esperaba ampliamente la aplicación generalizada de plásticos biodegradables. Los chinos aprobaron la Ley de Energías Renovables (Borrador) y la Ley de Residuos Sólidos (Revisión) en 2004, fomentando el uso de energía de biomasa renovable y la promoción y aplicación de plásticos degradables. En el documento No. 40 de 2005 de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma GG, también se 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.

situacion del mercado

Para 2019, el valor de mercado de la industria de los plásticos biodegradables crecerá a una tasa de crecimiento anual promedio del 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 marcado el comienzo de un período de rápido desarrollo. El concepto anterior de plásticos biodegradables se ha calentado, pero la aplicación no ha podido ponderar.

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 envasado, que representan alrededor del 60% del mercado total en 2013, y la demanda de envases de alimentos representó más de 70 % del mercado de envases plásticos biodegradables; 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 Estados Unidos son los principales mercados de 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 de GG, respectivamente.

El Comité de Medio Ambiente del&del Parlamento Europeo ha adoptado 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 de manera efectiva 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 grandes oportunidades de crecimiento para los fabricantes relacionados en los próximos 5 años. [3]

Preguntas relacionadas

Sin embargo, aunque hay muchas investigaciones e informes sobre la degradación de los plásticos, muchos problemas específicos no se pueden resolver, 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 de 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 las personas una sensación de falta de limpieza y fealdad. , No se preocupe por eso; tercero, el precio es alto, porque el comerciante lo regala 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 promover: primero, la alta resistencia, el peso ligero y el buen aislamiento térmico del EPS; en segundo lugar, el precio de las loncheras de papel es de 1,5 a 2,5 veces mayor que el de EPS; En tercer lugar, incluso si se utilizan loncheras de PP degradado, 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 tal vajilla de fibra vegetal, todavía existen problemas en la manipulación y control del contenido de pesticida que queda en la vajilla de fibra vegetal.

Por tanto, todavía queda un largo camino por recorrer para desarrollar e investigar los plásticos degradables. El desarrollo de la industria del plástico biodegradable se enfrenta a cinco problemas importantes. La primera es que la tecnología no está lo suficientemente madura y el rendimiento de los productos plásticos degradables no puede satisfacer completamente las diversas necesidades de los consumidores. Aunque existen 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 existen algunas deficiencias en el desempeño integral. En la actualidad, la investigación nacional sobre el procesamiento de productos plásticos degradables aún es débil. La mayoría de las empresas se centran en la síntesis de materiales e ignoran el procesamiento y desarrollo de productos. Algunos utensilios para alimentos y bebidas fabricados con plásticos biodegradables son resistentes al calor, al agua y a 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.

En tercer lugar está la falta de políticas o leyes sólidas.

Ofrecemos película completamente biodegradable patentada y bolsa de PVA, todos los productos están fabricados con equipos de fundición, es diferente de los productos de moldeo por soplado tradicionales, todos los productos de moldeo por soplado no son completamente biodegradables. Podemos producir películas y bolsas de PVA en colores completamente transparentes y varios. y la película de PVA es más suave que los productos tradicionales de moldeo por soplado.

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