Plástico biodegradable
El plástico biodegradable se refiere a un tipo de plástico que se degrada por la acción de microorganismos en la naturaleza, como bacterias, mohos (hongos) y algas. El plástico biodegradable ideal es un material polimérico con excelente rendimiento, puede ser completamente descompuesto por microorganismos ambientales después de ser desechado, y finalmente inorgánico para convertirse en un componente del ciclo del carbono en la naturaleza. "Papel" es un material biodegradable típico, mientras que el "plástico sintético" es un material polimérico típico. Por lo tanto, los plásticos biodegradables son materiales poliméricos con las propiedades de "papel" y "plástico sintético".
principalmente incluye
Polietileno PE, polipropileno PP
Características
Buena degradabilidad
Nombre extranjero
Plásticos biodegradables
Clasificación
Criaturas completas, criaturas destructivas
Composición principal
Polímero natural, poliéster alifático, etc.
Nombre chino
Plástico biodegradable
tabla de contenidos
1 definición
2 aplicación
3 categorías
4 Historia del desarrollo
5 Situación del mercado
6 cuestiones relacionadas
7 medidas específicas
1 definición
Los plásticos biodegradables se pueden dividir en plásticos completamente biodegradables y plásticos biodegradables destructivos. Los plásticos biodegradables destructivos actualmente incluyen almidón modificado (o lleno) de polietileno PE, PP de polipropileno, PVC de cloruro de polivinilo, PS de poliestireno y así sucesivamente.
Los plásticos completamente biodegradables están hechos principalmente de polímeros naturales (como almidón, celulosa, quitina) o productos agrícolas y de línea lateral a través de la fermentación microbiana o síntesis de polímeros biodegradables, tales como plásticos termoplásticos de almidón, poliésteres alifáticos, y ácido poliláctico, almidón / alcohol policvinílico, etc. son todos esos plásticos.
Los plásticos biodegradables a base de sustancias naturales como el almidón actualmente incluyen principalmente los siguientes productos: ácido poliláctico (PLA), polihidroxialcanoato (PHA), plásticos de almidón, plásticos bioingenieros, plásticos bio-generales (poliolefina y policloruro) Etileno).
2 aplicación
Debido a su buena degradabilidad, los plásticos biodegradables se utilizan principalmente como materiales de embalaje blandos y duros para alimentos, que también es su mayor campo de aplicación en esta etapa.
Los principales mercados objetivo de los plásticos biodegradables son las películas de envases de plástico, las películas agrícolas, las bolsas de plástico desechables y la vajilla de plástico desechable. En comparación con los materiales de embalaje plástico tradicionales, el costo de los nuevos materiales degradables es ligeramente mayor. Sin embargo, con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente, las personas están dispuestas a utilizar nuevos materiales degradables con precios ligeramente más altos para proteger el medio ambiente. El aumento de la concienciación sobre la protección del medio ambiente ha traído enormes oportunidades de desarrollo a la nueva industria de materiales biodegradables. Con el desarrollo de la economía de China, la exitosa celebración de los Juegos Olímpicos, la Exposición Universal y otros eventos a gran escala que conmocionaron al mundo, la necesidad de proteger varios patrimonios culturales mundiales y lugares escénicos nacionales, la contaminación ambiental causada por los plásticos se ha vuelto cada vez más importante. Enumere el tratamiento de la contaminación blanca como una de las tareas clave.
Los países desarrollados y regiones como Europa, Estados Unidos y Japón han formulado y promulgado sucesivamente leyes y reglamentos pertinentes para restringir el uso de plásticos no degradables mediante medidas como la prohibición parcial, la restricción, la recogida obligatoria y la recaudación de impuestos sobre la contaminación, y han desarrollado vigorosamente nuevos materiales biodegradables para proteger el medio ambiente, entre los cuales Francia introdujo una política en 2005 de que todas las bolsas de plástico desechables que se pueden transportar deben ser
Al mismo tiempo, China ha introducido sucesivamente una serie de políticas para fomentar la aplicación y promoción de plásticos biodegradables. En 2004, el Congreso Popular Nacional aprobó la "Ley de Energías Renovables (Proyecto)" y la "Ley de Residuos Sólidos (Revisión)" para fomentar 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 claramente el uso y la promoción de plásticos biodegradables; en 2006, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma puso en marcha un proyecto de fondo especial para la promoción del desarrollo de materiales biodegradables de biomasa; se obtuvieron los "Requisitos de definición, clasificación, etiquetado y degradabilidad para los plásticos degradables" aplicados el 1 de enero de 2007 El reconocimiento mutuo de Europa, los Estados Unidos, el Japón y otros países ha facilitado la exportación de empresas chinas.
3 categorías
En cuanto a las materias primas, existen al menos los siguientes tipos de plásticos biodegradables:
Policaprolactona (PCL)
Este plástico tiene buena biodegradabilidad y su punto de fusión es de 62oC. Los microorganismos que lo descomponen se distribuyen ampliamente en condiciones optimistas o anaeróbicas. Como material biodegradable, se puede mezclar con almidón y materiales de celulosa, o polimerizarse con ácido láctico.
Polibutileno succinato (PBS) y sus copolímeros
La tecnología para la fabricación de diversos poliésteres de alto peso molecular basados en PBS (punto de fusión a 114oC) ha alcanzado el nivel de producción industrial. Mitsubishi Chemical Corporation y 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 China de Ciencias también está llevando a cabo investigaciones sobre la síntesis de polibutileno succinato copolyester. El Instituto de Física y Química de la Academia China de Ciencias 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 construido una línea de producción con una producción anual de 10.000 toneladas de PBS y sus copolímeros en Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.
Acido poliláctico (PLA)
Natureworks of the United States has done active and effective work in improving the production process of polylactic acid, and developed the fermentation of glucose in corn to produce polylactic acid, with an annual production production of 14,000 tons. La empresa japonesa UNITIKA ha desarrollado y producido muchos tipos de productos, entre los que se encuentran lienzos, bandejas, vajillas, etc. son ampliamente utilizados en la Aichi Expo en Japón.
En China, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (con una línea de producción de 5.000 mil toneladas/año) está industrializada, y Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, etc. están siendo pilotados.
Polihidroxialcanoato (PHA)
Los países que realizan la producción industrializada en el extranjero son principalmente Estados Unidos y Brasil. Las unidades de producción nacional incluyen Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (escala 10.000 toneladas/año), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 toneladas/año), y Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., que está siendo sometido a pruebas piloto.
Utilizando plásticos biodegradables obtenidos a partir de recursos renovables, mezclando poliéster alifático y almidón juntos, la tecnología para producir plásticos degradables también se ha estudiado con éxito. En los países europeos y americanos, las mezclas de almidón y poliéster alifático se utilizan ampliamente para producir bolsas de basura y otros productos. La empresa más grande y más vendida del mundo es la empresa italiana Novamont, cuyo nombre comercial es Mater-bi. Los productos de la compañía son ampliamente utilizados en Europa y los Estados Unidos.
Hay muchas unidades nacionales de investigación y producción, entre las que las unidades industrializadas incluyen Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (con una escala de 40.000 toneladas/año), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 toneladas/año), y Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. ( 5.000 toneladas/año), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (escala 2.000 toneladas/año), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (escala 5.000 toneladas/año), etc.
Copolyester aromático alifático
El copolímero aleatorio aromático alifático (Ecoflex) fabricado por BASF en Alemania tiene monómeros: ácido adipic, ácido tereftálico y 1,4-butanediol. La capacidad de producción es de 140.000 toneladas/año. Al mismo tiempo, se han desarrollado productos plásticos biodegradables a base de poliéster y almidón.
Plásticos biodegradables de alcohol polivinílico (PVA)
Por ejemplo, en la década de 1990 del producto MaterBi de noviembre italiano, PVA se añadió principalmente al almidón, que 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 Tecnológica y de Negocios de Beijing ha logrado ciertos resultados en este sentido.
Otros como la quitina, la poliamida, el ácido poliaspártico, el polisacárido, la 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 son nuevos productos en desarrollo. El coste piloto de producción de la parte técnica es de aproximadamente RMB 40/kg. Después de la industrialización se pone en producción, el costo del producto se reducirá aún más, y la ventaja de precio es obvia, especialmente el proceso de producción simple y el equipo simple de la parte técnica son convenientes para la promoción y la producción en masa.
4 Historia del desarrollo
Según la Asociación Japonesa de Investigación de Plásticos Biodegradables, el volumen de producción de plásticos biodegradables en Japón fue de unas 10.000 toneladas en 2002, unas 20.000 toneladas en 2003, unas 40.000 toneladas en 2005 y unas 100.000 a 200.000 toneladas en 2010.
Según la Asociación Europea de Bioplásticos, las cifras de 2001 mostraron que el consumo de productos biodegradables en la UE era de 25.000 a 30.000 toneladas, mientras que el consumo de polímeros tradicionales era de hasta 35 millones de toneladas. La Asociación Europea de Bioplásticos predice que el consumo de polímeros tradicionales alcanzará los 55 millones de toneladas en 2010, mientras que el consumo de plásticos biodegradables alcanzará entre 500.000 y 1 millón de toneladas para entonces. Los materiales biodegradables pueden eventualmente ocupar el 10% del mercado. En los 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 China de Plásticos, el consumo de materiales biodegradables en China en 2003 fue de unas 15.000 toneladas, de las cuales unas 1.000 toneladas de polímeros biodegradables sin almidón añadido. En 2005, había alrededor de 30 empresas dedicadas a plásticos biodegradables, con una capacidad de producción de 60.000 toneladas/año, una producción real de unas 30.000 toneladas, una demanda en el mercado interno de unas 50.000 toneladas, importaciones extranjeras de 10.000 toneladas y exportaciones de 20.000 toneladas. Se estima que la capacidad de producción alcanzará unas 250.000 toneladas en 2010. Para obtener más información, consulte el "Foresight China's Biodegradables Plastics Industry In-depth Investigation and Investment Strategic Planning Analysis Report".
Algunos países desarrollados también se guían por la idea de la economía circular y utilizan utensilios desechables biodegradables. Por ejemplo, Suecia trató de producir cajas de aperitivos desechables hechas de patatas y maíz a finales de la década de 1980, y Corea del Sur estipula obligatoriamente el uso de palillos de dientes hechos de arroz glutinoso. Esperar. Europa ha formulado la norma EN13432 para los plásticos de compostaje biodegradables "Requisitos para el ensayo y la evaluación final de los materiales de embalaje que son propicios para el compostaje y la biodegradación para el reciclaje", y se está formulando y preparando activamente otro decreto sobre la promoción del tratamiento del compostaje de residuos orgánicos. El gobierno de los Estados Unidos ha establecido el Premio Presidential Green Chemistry Challenge desde 1996 para fomentar el desarrollo de la industria del plástico biodegradable. El estado de Nueva York prohibió el uso de bolsas de verduras no biodegradables en 1989, proporcionó subsidios a los fabricantes que producen plásticos degradables y exigió a los ciudadanos que separaran los desechos renovables y no renovables, de lo contrario se les multaría con 500 dólares.
Algunos otros países también han adoptado medidas similares: la India ha legislado para prohibir el uso de envases de plástico en la industria láctea; Las leyes sudafricanas han prohibido por completo el uso de bolsas de plástico. Con el desarrollo de legislación en varios países, se espera que los nuevos materiales de embalaje biodegradables se vuelvan cada vez más populares.
En China, con la profundización de la comprensión de los plásticos degradables, el papel estratégico de este material y su industria en el desarrollo sostenible de China se ha realizado plenamente. Se ha esperado la popularización y aplicación de plásticos biodegradables. El Congreso Popular Chino aprobó la "Ley de Energías Renovables (Borrador)" y la "Ley de Residuos Sólidos (Revisado)" en 2004 para fomentar 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, también está claro fomentar el uso y la promoción de plásticos biodegradables. En 2006, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma puso en marcha un proyecto de fondo especial para promover el desarrollo de materiales biodegradables de biomasa.
5 Situación del mercado
Para 2019, el valor de mercado de la industria de plásticos biodegradables crecerá a 3.477 millones de dólares EE.UU. con una tasa de crecimiento anual promedio del 13,01%. Se espera que el mercado europeo de plásticos biodegradables crezca a una tasa de crecimiento anual promedio del 12 % entre 2014 y 2019.
Los plásticos biodegradables inician un período de rápido desarrollo. Aunque el concepto de plásticos biodegradables se ha promocionado antes, la aplicación no ha sido capaz de aumentar el volumen.
Los plásticos biodegradables se utilizan principalmente en envases, fibra, agricultura, moldeo por inyección y otros campos. Entre ellos, es el más utilizado en la industria del embalaje. En 2013, representó alrededor del 60% del mercado total. La demanda de envases de alimentos representó más del 70% del mercado de envases de plástico biodegradables. ; El mercado de aplicación de moldeo por inyección es la principal fuerza motriz para el 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, los plásticos biodegradables en Europa y América del Norte representaron el 54% y el 28% del mercado mundial en 2013.
El Comité de Medio Ambiente del Parlamento Europeo ha aprobado un proyecto sobre la reducción del uso de bolsas de plástico ligeras desechables. El proyecto propone que los 28 Estados miembros de la UE sigan un enfoque de dos pasos para reducir eficazmente el uso de bolsas de plástico con el fin de lograr el objetivo de reducir el uso de bolsas de plástico ultradelgadas en un 80 % en 2019 en comparación con 2010. Se espera que esta resolución 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 cinco años.
6 cuestiones relacionadas
Sin embargo, a pesar de muchos estudios e informes sobre plásticos degradables, muchos problemas específicos no se pueden resolver, la promoción es extremadamente difícil y las perspectivas no son optimistas. Las razones son: En primer lugar, la bolsa de plástico degradable tiene una capacidad de carga baja, que no puede satisfacer los requisitos de los clientes para un mayor llenado y uso repetido; en segundo lugar, la bolsa de plástico degradable es de color tenue y amarillo y baja en transparencia, dando a la gente la sensación de no estar lo suficientemente limpio y antiestético, No te preocupes por usarlo; en tercer lugar, el precio es demasiado alto, porque el comerciante lo está regalando de forma gratuita, por lo que el costo es difícil de aceptar.
Otro ejemplo es resolver el problema de la contaminación ambiental de las loncheras de comida rápida EPS. Trate de usar loncheras de papel o loncheras de plástico biodegradables en su lugar. Sin embargo, debido a las siguientes razones, es extremadamente difícil de promover: En primer lugar, EPS es de alta resistencia, peso ligero, y bueno en la preservación del calor; En segundo lugar, el precio de las loncheras de papel es de 1,5 a 2,5 veces el de EPS; En tercer lugar, incluso si se utilizan las loncheras degradables del PP, su rendimiento no es comparable. En EPS. Las autoridades chinas pertinentes exigen el uso de fibras vegetales para fabricar vajillas desechables en lugar de EPS. Sin embargo, debido al uso de polímeros térmicos sol en el proceso de moldeo de esta 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 importantes. La primera es que la tecnología no es lo suficientemente madura, y el rendimiento de los productos plásticos degradables no puede satisfacer plenamente 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 sólo son excepcionales 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, ignorando el procesamiento y desarrollo de productos. Algunos utensilios de alimentos y bebidas hechos de 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 es el problema de costos. El precio de los productos plásticos biodegradables sigue siendo difícil de competir con los productos derivados del petróleo, lo que requiere progresos tecnológicos para reducir continuamente los costos de producción y los precios de los productos.
La tercera es la falta de políticas o leyes y reglamentos sólidos que apoyar. En los países extranjeros, el gobierno
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