Plástico a base de almidón

Plástico a base de almidón

Los plásticos a base de almidón usan reacciones químicas para modificar químicamente el almidón para reducir los grupos hidroxilo del almidón y cambiar su estructura original, cambiando así las propiedades correspondientes del almidón y convirtiendo el almidón crudo en almidón termoplástico.

Nombre chino Plásticos a base de almidón Industria Industria Fabricación Industria química Aplicación Campo Fabricación de plástico

Tabla de contenido

1 fondo de I + D

2 Principio de proceso

3 Estado de desarrollo

4 ventajas del producto

5 sistema de certificación

6 Perspectivas de aplicación

Editor de fondo de I + D

El almidón es un polímero natural cuya producción solo es superada por la celulosa en la tierra. Es rico en fuentes, renovables y de bajo costo. Se puede utilizar para producir plásticos a base de almidón mediante modificación y plastificación. Como una categoría importante de materiales de base biológica, los plásticos a base de almidón han logrado con éxito la producción y aplicación industrial. El plástico a base de almidón es un tipo de producto plástico hecho de almidón como materia prima principal, mezclado con otros polímeros después de la modificación y plastificación, y pertenece a un tipo de bioplástico. Los bioplásticos a base de almidón se pueden dividir en dos categorías: plásticos a base de bio y plásticos biodegradables.

El plástico biodegradable a base de almidón es generalmente una mezcla de almidón modificado y poliéster biodegradable (como PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, etc.). Puede ser completamente biodegradable, puede ser compostado, no tiene contaminación para el medio ambiente y es adecuado para desechos. Compost, vertedero y otros métodos de tratamiento. Los plásticos a base de almidón generalmente son una mezcla de almidón modificado y poliolefinas (como PP / PE / PS, etc.). Su importancia ambiental es que puede reducir el uso de recursos petroquímicos, reducir las emisiones de dióxido de carbono y los desechos son adecuados para la incineración. Ambos materiales pueden reemplazar a los plásticos tradicionales a base de petróleo y son ampliamente utilizados en materiales de embalaje de plástico, materiales a prueba de golpes, películas de plástico y bolsas de plástico, vajilla desechable, contenedores de alimentos, juguetes, etc.

Principio del proceso

El almidón es un polímero natural de alto peso molecular con una gran cantidad de grupos hidroxilo en su molécula (la estructura molecular es Ⅱ y Ⅲ), por lo que la fuerte interacción entre las macromoléculas de almidón dificulta el proceso de fusión del almidón original y coexiste con otros polímeros La compatibilidad con otros polímeros durante la mezcla también es pobre. Pero estos hidroxilos pueden

Suficiente para someterse a esterificación, eterificación, injerto, reticulación y otras reacciones químicas. Estas reacciones químicas se usan para modificar químicamente el almidón para reducir el grupo hidroxilo del almidón y cambiar su estructura original, cambiando así las propiedades correspondientes del almidón y convirtiendo el almidón original en un almidón termoplástico.

1.Esterificación, transesterificación o eterificación

Para cambiar la hidrofilia del almidón a hidrófobo, los grupos hidroxilo en las moléculas de almidón y los ácidos grasos, los ésteres de ácidos grasos, etc. sufren reacciones de esterificación y transesterificación para generar ésteres de almidón.

2. reacción de reticulación

Para mejorar la resistencia y la resistencia al calor del material de almidón, el almidón se somete a una reacción de reticulación con un compuesto que tiene dos o más grupos funcionales (tales como poliácidos, etc.), de modo que el almidón se reticula adecuadamente.

3. Innovación independiente de mezcla, reforma y aglomeración

La mayoría de los plásticos de almidón se preparan mezclando almidón con otros materiales de alto peso molecular. Los productos obtenidos de esta manera tienen baja resistencia y tienen una compatibilidad limitada debido a la poca compatibilidad. Los plásticos a base de almidón también experimentan copolimerización de almidón durante la modificación del almidón para obtener copolímeros de injerto de almidón y otros polímeros, mejorando así la compatibilidad del almidón con otros materiales poliméricos. A través de la modificación química, se lograron tres modificaciones de almidón: la hidrofilia se cambió a hidrofobicidad; la sensibilidad al calor se cambió a resistencia a la temperatura; duro y quebradizo se cambió a plasticidad. Esta modificación resuelve el problema mundial de la modificación del almidón y sienta una buena base para el procesamiento posterior.

estado del proceso

Los bioplásticos a base de almidón tienen una historia de investigación y desarrollo de 30 años, y son el tipo de plástico biodegradable con la historia más larga de investigación y desarrollo, la tecnología más madura, la mayor escala de industrialización y la mayor cuota de mercado. A principios de la década de 1980, la investigación y el desarrollo de mezclas maestras de almidón modificado y aleación de plástico degradable que pueden ser plásticos completamente biodegradables o solubles, y la mezcla de almidón con resinas biodegradables ha llamado la atención. Entre ellos, el más exitoso es "MaterBi" de la Compañía Novamont de Italia, que es una aleación de plástico de polímero de estructura de red interpenetrante compuesta de una mezcla de almidón modificado y alcohol polivinílico modificado, que tiene buena procesabilidad, procesabilidad secundaria y mecánica. Rendimiento y excelente biodegradabilidad. Además, "Vinex" desarrollado por American Air Product & Chemical Company es una resina a base de alcohol polivinílico con un bajo grado de polimerización. También tiene solubilidad en agua, procesabilidad termoplástica y biodegradabilidad.

En los últimos años, los países generalmente han cambiado su enfoque de investigación a los plásticos que aumentan el contenido de almidón tanto como sea posible, y han desarrollado algunos materiales completamente degradables con excelentes propiedades, e incluso han obtenido productos de almidón puro sin polímeros sintéticos, es decir, almidón termoplástico. El material biodegradable "Novon" producido por la compañía estadounidense Warner-Lambert tiene un contenido de almidón de más del 90%; la compañía japonesa de maíz y el Instituto de Tecnología de Producción de Michigan han desarrollado conjuntamente un material de alto contenido de almidón, que tiene la ventaja de una fuerte resistencia al agua. Además, la Corporación Sumitomo de Japón y Ferrizz de Italia también anunciaron que han estudiado con éxito los plásticos de almidón con un contenido de almidón del 90%. En términos de convertir el almidón en almidón termoplástico para la producción de plásticos biodegradables, los institutos de investigación como el Instituto Alemán de Investigación Batekke, la American Warner-Lambert Company y la Universidad Suiza han hecho grandes progresos. El Centro Nacional de Ciencia de Procesamiento y Envasado de Alimentos de Australia ha introducido un termoplástico de almidón completo que tiene buena fluidez, ductilidad y liberación de moho. El producto es suave, transparente, de alta resistencia y tiene una tasa de degradación controlada. Se puede utilizar para producir películas agrícolas y alimentos. Película de embalaje y otros productos.

El plástico de almidón de China fue desarrollado por primera vez por el Instituto de Química Aplicada de la Academia de Ciencias de Jiangxi a fines de la década de 1980. Según estadísticas incompletas, ahora hay más de 60 universidades, institutos de investigación y empresas que participan en la investigación. China está reduciendo gradualmente la brecha con los países desarrollados extranjeros en la investigación y el desarrollo de plásticos a base de almidón. En la actualidad, las principales empresas nacionales de fabricación de materiales y productos a base de almidón y su estado actual son las siguientes: Wuhan Huali 40,000 toneladas / año, se está preparando para construir una línea de producción con una producción anual de 60,000 toneladas; Shenzhen Hongcai 15,000 toneladas / año; Suzhou Hanfeng 10,000 toneladas / año; 10.000 toneladas / año para Tianhe en Zhejiang; 10.000 toneladas / año para Zhejiang Huafa; 10,000 toneladas / año para Shandong Bake; Otras compañías de producción incluyen Nanjing Biaoge y Changzhou Longjun.

Los métodos químicos se utilizan para modificar y plastificar el almidón. El almidón modificado tiene tres características: 1. Hidrofobicidad. Después de la modificación química, el almidón es completamente hidrófobo, y el contenido de humedad es <1%, y="" tiene="" una="" buena="" compatibilidad="" con="" otros="" materiales="" poliméricos=""> 2. Resistencia a la temperatura. El almidón modificado puede soportar altas temperaturas de 230 ° C sin amarillear y descomponerse durante el procesamiento termoplástico. 3. Termoplástico. El almidón modificado puede procesarse termoplásticamente en equipos de procesamiento de plástico. Los plásticos a base de almidón producidos por la compañía se dividen en dos series, de base biológica y biodegradables. De acuerdo con diferentes tecnologías de procesamiento, se dividen en película soplada, moldeo por inyección, materiales laminados y materiales espumantes. Pueden reemplazar a los plásticos petroquímicos ordinarios y son ampliamente utilizados en la industria, la medicina, la alimentación, los electrodomésticos y otros productos de embalaje y vajilla, utensilios de cocina, juguetes y plantas de flores. Como resultado, se ahorra una gran cantidad de recursos petroleros, se reducen las emisiones de dióxido de carbono, la basura se trata de manera inofensiva y es beneficioso promover el desarrollo agrícola y aumentar los ingresos de los agricultores, y promover el desarrollo vigoroso de la economía circular.

Se informó el 12 de julio de 2018 que Yu Long desarrolló e industrializó con éxito todo el material biodegradable de almidón por primera vez en el mundo. [1]

Ventajas del producto

En comparación con los productos plásticos tradicionales, las ventajas de los materiales y productos a base de almidón se muestran en los siguientes aspectos:

Performance Rendimiento similar: tiene el mismo rendimiento y un rendimiento similar al de los productos de plástico tradicionales similares;

Protection Protección del medio ambiente: los plásticos y productos a base de almidón tienen las ventajas de ahorrar recursos de petróleo y reducir las emisiones de dióxido de carbono; Los plásticos y productos biodegradables a base de almidón tienen las ventajas de una biodegradación completa, compostaje y eliminación inofensiva de desechos;

⑶ Seguridad: los materiales y productos a base de almidón no contienen sustancias tóxicas y nocivas como plastificantes, bisfenol A y metales pesados. Los materiales de calidad alimentaria cumplen con los requisitos de las normas de plástico de calidad alimentaria nacionales y extranjeras;

ProcessProceso de producción: no hay tres emisiones de desechos durante el proceso de producción, que no causen nueva contaminación al medio ambiente;

Ost Costo: los materiales y productos plásticos a base de almidón son los mismos que los productos plásticos de petróleo ordinarios. El costo de los materiales y productos totalmente biodegradables a base de almidón es aproximadamente el doble que el de los plásticos de petróleo ordinarios.

Editor del sistema de certificación

En los últimos años, el desempeño ambiental de los productos de origen biológico se ha reconocido gradualmente en el hogar y en el extranjero, lo que ha ampliado considerablemente el campo de aplicación de materiales de origen biológico. El contenido de biocarbono de los materiales de base biológica es una característica importante diferente de los plásticos comunes. El contenido de biocarbono se define como el porcentaje de biocarbono en el carbono orgánico (incluido el biocarbono y el carbono fósil) en un producto. Dado que el biocarbono es carbono nuevo, no causa contaminación al medio ambiente, por lo que tiene un buen efecto de protección ambiental. Los estándares de pruebas de contenido de carbono biológico incluyen US ASTM D6866-08: Método de prueba para la determinación del contenido biológico de muestras sólidas, líquidas y gaseosas mediante análisis de radiocarbono y el método de contador de centelleo líquido para la determinación del contenido biológico en materiales de base biológica en China GB / T29649-2013. Debido a que la misma cantidad de carbono radiactivo está contenida en los organismos vivos de la misma generación, el principio de ASTM D6866 es medir el contenido de base biológica de las muestras en cualquier estado utilizando esta característica del organismo; Este método de medición puede determinar cualquier producto y organismo de base biológica. Basado en el porcentaje exacto de materiales biológicos o renovables contenidos en la mezcla base.

En 2009, Vincotte, el organismo de certificación autorizado belga, emitió el primer certificado de certificación de producto OK Biobased star del mundo, que certificó con autoridad el contenido de biocarbono de materiales de base biológica y también proporcionó una calidad de producto confiable para la base biológica mercado de materiales. Comentarios de terceros. OK-Biobased es una etiqueta ambiental para productos de bajo carbono con base biológica en Bélgica. Después de obtener la certificación, los fabricantes de plásticos con base biológica pueden pegar sus etiquetas en el empaque del producto o productos para distinguir los productos petroquímicos comunes. Define materiales de base biológica basados ​​en el contenido de biocarbono, y utiliza el porcentaje de contenido de biocarbono y el contenido de carbono total para la evaluación. Su estándar es ASTM D6866, que clasifica los materiales en estrellas, y es la marca de certificación de materiales biológicos autorizada de la UE. El logotipo OK Biobased utiliza un asterisco para distinguir el grado ambiental del producto. Un producto certificado obtiene una certificación de 1 estrella para demostrar que su producto contiene 20% a 40% de biocarbono, 2 estrellas es de 40% a 60%, 3 estrellas es de 60% a 80% y 4 estrellas es más del 80% de producto. La certificación OK Biobased de Vincotte tiene como objetivo ayudar a las empresas o distribuidores a mejorar la competitividad de los productos renovables en el mercado y guiar a los consumidores a elegir mejor los productos ecológicos.

Para alentar el desarrollo de materiales y productos de origen biológico, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ha implementado un programa de prioridad biológica. El programa tiene dos procedimientos, un programa prioritario de contratación pública y un programa de etiquetado voluntario para los consumidores. El primero alentó el desarrollo de productos biológicos en 2002, mientras que el segundo se lanzó en 2008. El objetivo del Programa Bio Priority es estimular el consumo de productos de biomasa en los Estados Unidos. Las agencias del gobierno federal y sus contratistas dan preferencia a los productos con el mayor contenido de biomasa. Si el producto cumple con el estándar mínimo de contenido de base biológica de la lista de productos de base biológica del USDA, cualquier fábrica y distribuidor puede participar en este programa, y ​​el empaque del producto se puede colocar con la marca de certificación emitida por la agencia.

La certificación internacional de plástico biodegradable incluye la certificación OK Compost de Bélgica, la certificación compostable de Alemania y la certificación BPI de EE. UU.

OK Compost es una certificación compostable llamada "OK Compost" emitida por el organismo de certificación belga AIB-Vincotte Group después de la prueba de acuerdo con el estándar de prueba de materiales biodegradables EN13432 o ASTM D6400. El propósito de la certificación OK Compost es ayudar a las empresas o distribuidores a mejorar la competitividad del mercado de productos totalmente degradables y guiar a los consumidores a elegir mejor los productos ecológicos.

La certificación compostable es una certificación de productos biodegradables lanzada por DIN CERTCO, una agencia de certificación conjunta de TUV Rheinland y Deutsches Institut fr Normun (DIN). La marca de certificación es la marca de "siembra". La certificación compostable ayuda a los compradores a seleccionar productos de estricta calidad, seguridad y protección ambiental de muchos proveedores y fabricantes. Al mismo tiempo, los productos con el logotipo Compostable indican que han superado con éxito las pruebas y evaluaciones de agencias autorizadas de terceros, lo que ayuda a fortalecer la confianza de compra de los clientes y promover efectivamente las ventas de productos. Además, la información relevante del titular de la licencia se puede consultar en el sitio web oficial de DIN CERTCO para evitar el abuso o la falsificación del logotipo.

BPI es una abreviatura de BiodegradableProductsInsitute. BPI educa a fabricantes, legisladores y consumidores sobre estándares científicos para materiales degradables a través de un innovador esquema de etiquetado compostable. Al mismo tiempo, a través de una serie de procedimientos para garantizar que los productos relevantes cumplan con los requisitos de los estándares de materiales degradables.

Wuhan Huali Environmental Protection Co., Ltd., la primera compañía china en obtener la certificación OK Biobased, ha obtenido la certificación de cuatro estrellas de productos biológicos. Al mismo tiempo, los materiales biodegradables de la compañía han obtenido la certificación OK Compost y la certificación Compostable.

Editor de primer plano de la aplicación

Con el cambio gradual de las preferencias de los consumidores por los productos plásticos, la popularidad de los materiales renovables y ecológicos ha ido en aumento en el mercado. Afectados por esto, la demanda del mercado de plásticos de origen biológico ha aumentado. A medida que los gobiernos otorgan importancia a los bioplásticos, se espera que el valor total de la demanda mundial de bioplásticos aumente a $ 5.9 mil millones en 2020, lo que equivale a una tasa de crecimiento anual promedio del 20%.

Recientemente, el parlamento francés aprobó leyes sobre la transición energética y el crecimiento verde. Además de reducir la participación de la energía nuclear en la combinación energética francesa, la nueva ley también contiene recomendaciones legislativas relacionadas con las energías renovables y los envases de plástico. Por ejemplo, las fuentes de energía renovables aumentarán en un 40% para 2030 y las emisiones de dióxido de carbono se reducirán en un 40% para 2030; Las bolsas livianas para el envasado de frutas y verduras deberán estar hechas de materiales biológicos a partir del 1 de enero de 2017; Además, los envases de plástico para correo comercial se implementarán al mismo tiempo con los mismos estándares. La última legislación del gobierno francés exige que la vajilla desechable, como platos, tazas, tenedores y tenedores, esté hecha de materiales de origen biológico, no de petróleo.

Los analistas de mercado de RnR Market Research han pronosticado que la demanda global de plásticos de origen biológico aumentará a una tasa de crecimiento anual del 19% en los próximos cuatro años, y su demanda de mercado en 2017 alcanzará las 950,000 toneladas. Europa es el mercado de consumo más grande del mundo para plásticos de origen biológico. El uso de plásticos de origen biológico en la región representó más de la mitad del total mundial en 2012. El informe de la encuesta muestra que, en comparación con los plásticos tradicionales, los consumidores en los países europeos están más inclinados a elegir nuevos productos de plástico de origen biológico. Por lo tanto, se espera que la región continúe liderando las clasificaciones de consumo de plástico con base biológica. En términos de especies, los plásticos a base de almidón y el ácido poliláctico siguen siendo los plásticos de origen biológico más demandados en los próximos años, y su consumo en el mercado representará más del 60% del total. Según RnR Market Research, en los últimos años, varios países han emitido órdenes de restricción de plástico y han aumentado continuamente la supervisión del uso de plásticos tradicionales, lo que conduce a impulsar aún más la tendencia de la demanda de plásticos a base de bio, especialmente a base de almidón.

En 2013, el Consejo de Estado emitió el "Plan de Desarrollo de la Bioindustria" (en adelante, el "Plan").

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.

También ofrecemos material orgánico con película biodegradable y bolsas con materia prima patentada y proceso de producción.

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