Biorazgradiva plastika

Biorazgradiva plastika

Biorazgradiva plastika se odnosi na vrstu plastike koja se razgrađuje djelovanjem mikroorganizama u prirodi, kao što su bakterije, plijesni (gljivice) i alge. Idealna biorazgradiva plastika je polimerni materijal koji ima odlične performanse, može se u potpunosti razgraditi od mikroorganizama iz okoliša nakon što se odbaci, i konačno je neorganiziran kako bi postao komponenta ciklusa ugljika u prirodi."Papir" je tipičan biorazgradivi materijal, dok"sintetička plastika" je tipičan polimerni materijal. Prema tome, biorazgradiva plastika je polimerni materijal sa oba"papir" i"sintetička plastika" svojstva.

Kinesko naučno ime
Biorazgradiva plastika

Klasifikacija
Potpuna stvorenja i destruktivna stvorenja

Glavna kompozicija
Prirodni polimer, alifatski poliester itd.

uglavnom uključuje
PBAT, PLA, itd.

Karakteristike
Imaju određenu biorazgradljivost u specifičnim uslovima okoline
sadržaja
1 definicija
2 klasifikacija
3 aplikacije
4Historija razvoja
5 Tržišni status
6 povezanih pitanja
7 specifičnih mjera

1 definicija
Biorazgradiva plastika, poznata i kao biorazgradiva plastika, odnosi se na djelovanje mikroorganizama koji postoje u prirodi u prirodnim uvjetima kao što su tlo i/ili pijesak, i/ili specifični uslovi kao što su uslovi kompostiranja, uslovi anaerobne digestije ili vodene tečnosti za kulturu. Izaziva razgradnju i konačno se potpuno razgrađuje u ugljični dioksid (CO₂) i/i metan (CH4), vodu (H2O) i mineralizirane anorganske soli elemenata koji se u njemu nalaze, kao i na novu plastiku od biomase.

2 klasifikacija
Prema izvoru sirovina, biorazgradiva plastika se može podijeliti u dvije vrste: biorazgradiva plastika na bazi biorazgradnje i biorazgradiva plastika na bazi petrohemije.

Biorazgradiva plastika na biološkoj bazi može se podijeliti u četiri kategorije: prva kategorija je plastika direktno prerađena od prirodnih materijala; druga kategorija su polimeri dobijeni učešćem mikrobne fermentacije i hemijske sinteze; treća kategorija su polimeri direktno sintetizovani od strane mikroorganizama. Četvrta kategorija je biorazgradiva plastika dobijena mešanjem ovih materijala ili ovih materijala i druge hemijski sintetizovane biorazgradive plastike.

Biorazgradiva plastika na bazi petrohemije odnosi se na plastiku dobijenu polimerizacijom petrokemijskih monomera hemijskom sintezom, kao što su PBAT, polibutilen sukcinat (PBS), kopolimer ugljen-dioksida (PPC), itd. [1]

Potpuno biorazgradiva plastika na bazi škroba
Potpuno biorazgradiva plastika na bazi škroba
Prema klasifikaciji procesa biorazgradnje, biorazgradivu plastiku možemo podijeliti na potpuno biorazgradivu plastiku i destruktivnu biorazgradivu plastiku. Destruktivna biorazgradiva plastika trenutno uglavnom uključuje škrob modificiran (ili punjen) polietilen PE, polipropilen PP, polivinil hlorid PVC, polistiren PS i tako dalje.

Potpuno biorazgradiva plastika se uglavnom proizvodi od prirodnih makromolekula (kao što su škrob, celuloza, hitin) ili poljoprivrednih i sporednih proizvoda mikrobnom fermentacijom ili sintezom biorazgradivih makromolekula, kao što su termoplastična škrobna plastika, alifatski poliester, i škrobna/polimlečna kiselina, alkohol itd. su sve takve plastike.

Biorazgradiva plastika na bazi škroba i drugih prirodnih supstanci trenutno uglavnom uključuje sljedeće proizvode: polimliječnu kiselinu (PLA), polihidroksialkanoat (PHA), škrobnu plastiku, bioinženjersku plastiku, biogeneralnu plastiku (poliolefin i polihlorid) etilen).

Prema različitim sirovinama, postoje najmanje sljedeće vrste uobičajene biorazgradive plastike:

polikaprolakton (PCL)

Ova plastika ima dobru biorazgradljivost i njena tačka topljenja je 62°C. Mikroorganizmi koji ga razgrađuju široko su rasprostranjeni u optimističnim ili anaerobnim uvjetima. Kao biorazgradiv materijal, može se miješati sa škrobom i celuloznim materijalima ili polimerizirati s mliječnom kiselinom.

Polibutilen sukcinat (PBS) i njegovi kopolimeri

Tehnologija proizvodnje različitih visokomolekularnih poliestera na bazi PBS (tačka topljenja 114°C) dostigla je nivo industrijske proizvodnje. Japanska' Mitsubishi Chemical Corporation i Showa Polymer Corporation započele su industrijsku proizvodnju, u obimu od oko 1.000 tona.

Institut za fiziku i hemiju Kineske akademije nauka takođe sprovodi istraživanja o sintezi polibutilen sukcinat kopoliestera. Institut za fiziku i hemiju Kineske akademije nauka sarađivao je sa kompanijom Shandong Huiying na izgradnji proizvodne linije sa godišnjom proizvodnjom od 25.000 tona PBS-a i njegovih polimera, a kompanija Guangdong Jinfa izgradila je proizvodnu liniju sa godišnjom proizvodnjom od 1.000 tona. Univerzitet Tsinghua izgradio je proizvodnu liniju sa godišnjom proizvodnjom od 10.000 tona PBS-a i njegovih kopolimera u Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.

Polimlečna kiselina (PLA)

Natureworks of the United States aktivno je i efikasno radio na poboljšanju procesa proizvodnje polimliječne kiseline, te je razvio fermentaciju glukoze u kukuruzu za proizvodnju polimliječne kiseline, sa godišnjim proizvodnim kapacitetom od 14.000 tona. Japanska kompanija UNITIKA' je razvila i proizvela mnoge vrste proizvoda, među kojima su platno, poslužavnici, pribor za jelo, itd. koji se široko koriste na Aichi World Expo u Japanu.

U Kini, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (sa proizvodnom linijom od 5.000 hiljada tona/godišnje) je industrijalizovana u Kini, a Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, itd. se pilotiraju.

polihidroksialkanoat (PHA)

Zemlje koje realizuju industrijalizovanu proizvodnju u inostranstvu su uglavnom Sjedinjene Američke Države i Brazil. Domaće proizvodne jedinice uključuju Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (razmjera 10.000 tona godišnje), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (razmjera 2.000 tona godišnje) i Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., koja je u fazi pilotiranja suđenja.

Korištenjem biorazgradive plastike dobivene iz obnovljivih izvora, miješanjem alifatskog poliestera i škroba zajedno, tehnologija za proizvodnju razgradive plastike također je uspješno proučavana. U evropskim i američkim zemljama, mješavine škroba i alifatskog poliestera se široko koriste za proizvodnju vreća za smeće i drugih proizvoda. Najveća i najprodavanija kompanija na svijetu je italijanska kompanija Novamont, čije je trgovačko ime Mater-bi. Proizvodi kompanije' se široko koriste u Evropi i Sjedinjenim Državama.

Postoje mnoge domaće istraživačke i proizvodne jedinice. Među njima, industrijalizovane jedinice uključuju Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (sa skalom od 40.000 tona godišnje), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 tona godišnje) i Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5.000 tona/godišnje), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (razmjera 2.000 tona/godišnje), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (skala 5.000 tona/godišnje) itd.

Alifatski aromatični kopoliester

Alifatski aromatični nasumični kopoliester (Ecoflex) koji proizvodi BASF u Njemačkoj ima monomere: adipinsku kiselinu, tereftalnu kiselinu i 1,4-butandiol. Kapacitet proizvodnje je 140.000 tona godišnje. Istovremeno su razvijeni biorazgradivi plastični proizvodi na bazi poliestera i škroba.

Biorazgradiva plastika od polivinil alkohola (PVA).

Na primjer, 1990-ih godina u proizvod MaterBi italijanskog NOVMANT', PVA je uglavnom dodan skrobu, koji može da duva film, a može i da obrađuje druge proizvode. Materijale od polivinil alkohola potrebno je modificirati kako bi imali dobru biorazgradljivost. Institut za preradu i primenu plastike lake industrije Pekinškog tehnološkog i poslovnog univerziteta postigao je određene rezultate u tom pogledu.

Kopolimer ugljen-dioksida

U inostranstvu, najranije zemlje koje su proučavale kopolimere ugljen-dioksida su uglavnom Japan i Sjedinjene Američke Države, ali nije bilo industrijske proizvodnje. Inner Mongolia Mengxi Group Corporation usvaja tehnologiju Instituta za primenjenu hemiju u Čangčunu i napravila je uređaj sa godišnjom proizvodnjom od 3.000 tona ugljen-dioksida/epoksidne smole kopolimera. Proizvodi se uglavnom koriste u ambalaži i medicinskim materijalima. Tehnologija kopolimera ugljen-dioksida niske molekularne težine koju je razvio dr. Chen Liban sa Instituta za hemiju Guangdžou Kineske akademije nauka puštena je u proizvodnju u Taixingu, Jiangsu. I druga ambalaža. Henan Tianguan Group usvaja tehnologiju profesora Meng Yuezhonga sa Univerziteta Sun Yat-sen i izgradila je pilot liniju za proizvodnju kopolimera ugljen-dioksida.

Drugi kao što su hitin, poliamid, poliasparaginska kiselina, polisaharidi, celuloza, itd. su u razvoju.

Poli-β-hidroksibutirat (PHB)

3000 tona potpuno biorazgradive plastike
3000 tona potpuno biorazgradive plastike
Iz globalne perspektive, PHB i PHBV su prepoznati kao jedne od najperspektivnijih biorazgradivih plastika, a također su i novi proizvodi u razvoju. Troškovi pilot proizvodnje tehničke strane su oko 40 RMB/kg. Nakon što se industrijalizacija stavi u proizvodnju, cijena proizvoda će se dodatno smanjiti, a cjenovna prednost je očigledna. Konkretno, jednostavan proizvodni proces sa tehničke strane i jednostavna oprema lako se promoviraju i izvode proizvodnju velikih razmjera.

3 aplikacije
Zbog svoje dobre razgradljivosti, biorazgradiva plastika se uglavnom koristi kao meki i tvrdi materijali za pakovanje hrane, što je u ovoj fazi i najveće polje primjene.

Glavna ciljna tržišta za biorazgradivu plastiku su plastične folije za ambalažu, poljoprivredne folije, plastične kese za jednokratnu upotrebu i jednokratno plastično posuđe. U usporedbi s tradicionalnim plastičnim ambalažnim materijalima, cijena novih razgradivih materijala je nešto veća. Međutim, sa sve većom svijesti o zaštiti okoliša, ljudi su spremni koristiti nove razgradive materijale sa višim cijenama za zaštitu okoliša. Povećana svijest o zaštiti okoliša donijela je ogromne razvojne mogućnosti industriji novih biorazgradivih materijala. S razvojem kineske ekonomije, uspješnim održavanjem Olimpijskih igara, Svjetske izložbe i drugih velikih događaja koji su šokirali svijet, potrebe za zaštitom različite svjetske kulturne baštine i nacionalnih scenskih mjesta, zagađenje okoliša uzrokovano plastikom postaju sve važniji, a vlade na svim nivoima kao jedan od ključnih zadataka navode tretman bijelog zagađenja.

Razvijene zemlje i regioni kao što su Evropa, Sjedinjene Američke Države i Japan su sukcesivno formulisale i objavile relevantne zakone i propise za ograničavanje upotrebe nerazgradive plastike kroz mere kao što su delimična zabrana, ograničenje, obavezno prikupljanje i naplata poreza na zagađenje, i energično razvijati nove biorazgradive materijale za zaštitu okoliša, zaštititi tlo. Među njima, Francuska je 2005. izdala politiku da sve plastične vrećice za jednokratnu upotrebu koje se mogu nositi moraju biti biorazgradive nakon 2010. godine.

Istovremeno, Kina je sukcesivno uvela niz politika za podsticanje primjene i promocije biorazgradive plastike. 2004. godine Nacionalni narodni kongres je usvojio"Zakon o obnovljivoj energiji (nacrt)" i"Zakon o čvrstom otpadu (revizija)" podsticati korištenje obnovljive energije iz biomase i promoviranje i primjenu razgradive plastike; 2005. godine, dokument Nacionalne komisije za razvoj i reformu br. 40 jasno je podsticao upotrebu i promociju biorazgradive plastike; Godine 2006. Nacionalna komisija za razvoj i reformu pokrenula je projekat posebnog fonda za promociju razvoja biorazgradivih materijala iz biomase;"Definiranje, klasifikacija, označavanje i razgradivost zahtjeva za razgradivu plastiku" realizovano 1. januara 2007. godine dobijeno je obostrano priznanje Evrope, Sjedinjenih Država, Japana i drugih zemalja omogućilo je izvoz proizvoda kineskih kompanija.

4Historija razvoja
Prema podacima Japanskog udruženja za istraživanje biorazgradive plastike, proizvodnja biorazgradive plastike u Japanu je 2002. godine bila oko 10.000 tona, 2003. godine oko 20.000 tona, 2005. godine oko 40.000 tona, a očekuje se da će dostići oko 100,00 na 200.000 tona u 2010.

Prema podacima Evropskog udruženja za bioplastiku, brojke iz 2001. godine pokazale su da je potrošnja biorazgradivih proizvoda u EU bila 25.000 do 30.000 tona, dok je potrošnja tradicionalnih polimera iznosila čak 35 miliona tona. Evropska asocijacija za bioplastiku predviđa da će potrošnja tradicionalnih polimera u 2010. godini dostići 55 miliona tona, dok će potrošnja biorazgradive plastike do tada dostići 500.000 do milion tona. Biorazgradivi materijali mogu na kraju zauzeti 10% tržišnog udjela. U biorazgradivim materijalima, udio sirovina koje koriste obnovljive resurse iznosit će više od 90%.

Prema statistici Stručnog komiteta za razgradive plastike Kineskog udruženja za plastiku, potrošnja biorazgradivih materijala u Kini 2003. godine iznosila je oko 15.000 tona, od čega oko 1.000 tona biorazgradivih polimera bez dodatka škroba. U 2005. godini bilo je oko 30 kompanija koje se bave biorazgradivom plastikom, sa proizvodnim kapacitetom od 60.000 tona godišnje. Stvarna proizvodnja je bila oko 30.000 tona. Potražnja domaćeg tržišta bila je oko 50.000 tona, inostrani uvoz 10.000 tona, a izvoz 20.000 tona. Procjenjuje se da će proizvodni kapacitet u 2010. godini dostići oko 250.000 tona. Za detalje, pogledajte"Foresight China's Industry dubinske istrage i analize strateškog planiranja investicija".

Neke razvijene zemlje se takođe rukovode idejom cirkularne ekonomije i koriste biorazgradivo posuđe za jednokratnu upotrebu. Na primjer, Švedska je kasnih 1980-ih pokušala proizvesti kutije za brzu hranu za jednokratnu upotrebu napravljene od krompira i kukuruza, a Južna Koreja je po zakonima obavezna da koristi čačkalice napravljene od ljepljive riže. Čekaj. Evropa je formulisala standard EN13432 za biorazgradivu kompostnu plastiku"Zahtjeve za ispitivanje i konačnu ocjenu materijala za pakovanje koji pogoduju kompostiranju i biorazgradnji za reciklažu", i drugu uredbu o promociji tretmana kompostiranja organskog otpada aktivno se formuliše i priprema. Američka vlada je od 1996. ustanovila Presidential Green Chemistry Challenge Award kako bi potaknula razvoj biorazgradive plastične industrije. Država New York je 1989. godine zabranila korištenje nerazgradivih vrećica za povrće, subvencionirala proizvođače koji proizvode razgradivu plastiku i zahtijevala od građana da odvajaju obnovljivi i neobnovljivi otpad, inače bi bili kažnjeni sa 500 dolara.

Neke druge zemlje su također poduzele slične mjere: Indija je donijela zakon o zabrani upotrebe plastične ambalaže u industriji mlijeka; Južnoafrički zakoni potpuno su zabranili upotrebu plastičnih vrećica za pakovanje. Sa razvojem zakonodavstva u raznim zemljama, očekuje se da će novi biorazgradivi materijali za pakovanje postati sve popularniji.

U Kini, sa produbljivanjem razumijevanja razgradive plastike, strateška uloga ovog materijala i njegove industrije u održivom razvoju Kine' je u potpunosti ostvarena. Očekivana je široka primjena biorazgradive plastike. Kineska Narodna&Republika Kina #39; usvojila je"Zakon o obnovljivoj energiji (nacrt)" i"Zakon o čvrstom otpadu (revidiran)" 2004. godine za podsticanje korištenja energije iz obnovljive biomase i promicanje i primjenu razgradive plastike. U dokumentu Nacionalne komisije za razvoj i reformu br. 40 iz 2005. godine takođe je jasno da se podstiče upotreba i promocija biorazgradive plastike. Godine 2006. Nacionalna komisija za razvoj i reformu pokrenula je projekat posebnog fonda za promoviranje razvoja biorazgradivih materijala iz biomase.

5 Tržišni status
Do 2019. godine, tržišna vrijednost industrije biorazgradive plastike će porasti na 3,477 milijardi američkih dolara sa prosječnom godišnjom stopom rasta od 13,01%. Očekuje se da će evropsko tržište biorazgradive plastike rasti prosječnom godišnjom stopom rasta od 12% od 2014. do 2019. godine.

Biorazgradiva plastika otvara period brzog razvoja. Iako je koncept biorazgradive plastike naglašen, aplikacija nije uspjela povećati volumen.

Biorazgradiva plastika se uglavnom koristi u ambalaži, vlaknima, poljoprivredi, brizganju i drugim poljima. Među njima se najviše koristi u industriji ambalaže. U 2013. godini činio je oko 60% ukupnog tržišta. Potražnja za ambalažom za hranu činila je više od 70% tržišta biorazgradive plastične ambalaže. ; Tržište primjene brizganja je glavna pokretačka snaga za rast potražnje za biorazgradivom plastikom.

Od kraja 2013. godine, Evropa i Sjedinjene Države su glavna tržišta za biorazgradivu plastiku. Prema statističkim podacima, u 2013. na evropsko i sjevernoameričko tržište otpada 54% odnosno 28% globalne biorazgradive plastike.

Odbor za životnu sredinu Evropskog parlamenta usvojio je nacrt o smanjenju upotrebe laganih plastičnih kesa za jednokratnu upotrebu. Nacrt predlaže da 28 država članica EU treba da slijede pristup u dva koraka kako bi se efikasno smanjila upotreba plastičnih vrećica kako bi se postigao cilj smanjenja upotrebe ultratankih plastičnih vrećica za 80% u 2019. u odnosu na 2010. godinu. Očekuje se da će rezolucija u velikoj mjeri stimulirati potražnju tržišta za biorazgradivom plastikom, a očekuje se da će stvoriti velike mogućnosti rasta za povezane proizvođače u sljedećih pet godina.

6 povezanih pitanja
Međutim, iako postoji mnogo studija i izvještaja o razgradivoj plastici, mnogi specifični problemi se ne mogu riješiti, promocija je izuzetno teška, a izgledi nisu optimistični. Razlozi su: prvo, budući da razgradiva plastična vreća ima malu nosivost, ne može zadovoljiti zahtjeve kupaca za više stvari i višekratnu upotrebu; drugo, razgradiva plastična vrećica je tamne i žute boje i niske prozirnosti, što ljudima daje osjećaj da nisu dovoljno čiste i ružne. Ne brinite o upotrebi; treće, cijena je previsoka, jer ga trgovac poklanja besplatno, pa je trošak neprihvatljiv.

Drugi primer je rešavanje problema zagađenja životne sredine EPS kutija za brzu hranu. Pokušajte umjesto njih koristiti papirnate kutije za ručak ili biorazgradive plastične kutije za ručak. Međutim, izuzetno je teško promovisati iz sledećih razloga: Prvo, EPS