Biologisch abbaubarer Kunststoff - Branchenkenntnisse - Shenzhen Joyful Printing Co., Ltd.

Biologisch abbaubarer Kunststoff

Biologisch abbaubarer Kunststoff bezeichnet eine Art Kunststoff, der durch die Einwirkung von Mikroorganismen in der Natur wie Bakterien, Schimmelpilzen und Algen abgebaut wird. Der ideale biologisch abbaubare Kunststoff ist ein Polymermaterial, das eine hervorragende Leistung aufweist, von Umweltmikroorganismen nach dem Verwerfen vollständig zersetzt werden kann und schließlich anorganisiert wird, um ein Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs in der Natur zu werden.&"Paper GG"; ist ein typisches biologisch abbaubares Material, während&"synthetischer Kunststoff GG"; ist ein typisches Polymermaterial. Daher sind biologisch abbaubare Kunststoffe Polymermaterialien mit den Eigenschaften von beiden&"Papier GG"; und&"synthetischer Kunststoff GG".

Der chinesische Name für biologisch abbaubaren Kunststoff, der Fremdname für biologisch abbaubaren Kunststoff, wird in vollständige Organismen und zerstörerische Organismen eingeteilt, einschließlich PBAT, PLA usw., die hauptsächlich aus natürlichen Polymeren, aliphatischen Polyestern und anderen Merkmalen bestehen. Sie haben unter bestimmten Umgebungsbedingungen bestimmte biologisch abbaubare Eigenschaften.

Inhaltsverzeichnis

1 Definition

2 Kategorien

3 Anwendung

4 Entwicklungsgeschichte

5 Marktstatus

Definition

Biologisch abbaubare Kunststoffe, auch als biologisch abbaubare Kunststoffe bekannt, beziehen sich auf die Wirkung von in der Natur vorhandenen Mikroorganismen unter natürlichen Bedingungen wie Boden und / oder Sand und / oder spezifischen Bedingungen wie Kompostierungsbedingungen oder anaeroben Aufschlussbedingungen oder in wässrigen Kulturflüssigkeiten. Verursacht Abbau und wird schließlich vollständig zu Kohlendioxid (CO₂) oder / und Methan (CH₄), Wasser (H₂O) und mineralisierten anorganischen Salzen der darin enthaltenen Elemente sowie neuen Biomassekunststoffen abgebaut. [1]

Einstufung

Je nach Rohstoffquelle können biologisch abbaubare Kunststoffe in biologisch abbaubare Kunststoffe auf biologischer Basis und biologisch abbaubare Kunststoffe auf petrochemischer Basis unterteilt werden.

Biobasierte biologisch abbaubare Kunststoffe können in vier Kategorien unterteilt werden: Die erste Kategorie ist der Kunststoff, der direkt aus natürlichen Materialien verarbeitet wird. Die zweite Kategorie ist das Polymer, das durch Beteiligung der mikrobiellen Fermentation und der chemischen Synthese erhalten wird. Die dritte Kategorie ist die Polymerisation, die direkt von Mikroorganismen synthetisiert wird. Die vierte Kategorie sind die biologisch abbaubaren Kunststoffe, die durch Mischen dieser Materialien oder dieser Materialien und anderer chemisch synthetisierter biologisch abbaubarer Kunststoffe erhalten werden.

Biologisch abbaubare Kunststoffe auf petrochemischer Basis beziehen sich auf Kunststoffe, die durch Polymerisation petrochemischer Monomere durch chemische Synthese erhalten werden, wie PBAT, Polybutylensuccinat (PBS), Kohlendioxidcopolymer (PPC) usw. [2]

Gemäß der Klassifizierung des biologischen Abbauprozesses können biologisch abbaubare Kunststoffe in vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe und zerstörerische biologisch abbaubare Kunststoffe unterteilt werden. Zerstörerischer biologischer Abbau

Vollständig biologisch abbaubarer Kunststoff auf Stärkebasis

Kunststoffe umfassen derzeit hauptsächlich stärkemodifiziertes (oder gefülltes) Polyethylen-PE, Polypropylen-PP, Polyvinylchlorid-PVC, Polystyrol-PS und so weiter.

Vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe werden hauptsächlich aus natürlichen Polymeren (wie Stärke, Cellulose, Chitin) oder landwirtschaftlichen und Nebenprodukten durch mikrobielle Fermentation oder Synthese von biologisch abbaubaren Polymeren wie thermoplastischen Stärkekunststoffen, aliphatischen Polyestern und Polymilchsäure, Stärke / Polyvinylalkohol hergestellt. usw. sind alle solche Kunststoffe.

Biologisch abbaubare Kunststoffe auf Basis natürlicher Substanzen wie Stärke umfassen derzeit hauptsächlich die folgenden Produkte: Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyalkanoat (PHA), Stärkekunststoffe, Bioengineering-Kunststoffe und allgemeine Biokunststoffe (Polyolefin und Polychlorid) Ethylen) [3].

Je nach Rohstoff gibt es mindestens die folgenden Arten von üblichen biologisch abbaubaren Kunststoffen:

Polycaprolacton (PCL)

Dieser Kunststoff hat eine gute biologische Abbaubarkeit und einen Schmelzpunkt von 62 ° C. Die Mikroorganismen, die es zersetzen, sind unter optimistischen oder anaeroben Bedingungen weit verbreitet. Als biologisch abbaubares Material kann es mit Stärke- und Cellulosematerialien gemischt oder mit Milchsäure polymerisiert werden.

Polybutylensuccinat (PBS) und seine Copolymere

Die Technologie zur Herstellung verschiedener Polyester mit hohem Molekulargewicht auf der Basis von PBS (Schmelzpunkt 114 ° C) hat das Niveau der industriellen Produktion erreicht. Die Mitsubishi Chemical Corporation und die Showa Polymer Corporation von Japan&haben mit der industriellen Produktion in einem Maßstab von etwa 1.000 Tonnen begonnen.

Das Institut für Physik und Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften forscht ebenfalls an der Synthese von Polybutylensuccinat-Copolyester. Das Institut für Physik und Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat mit der Shandong Huiying Company zusammengearbeitet, um eine Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von 25.000 Tonnen PBS und seinen Polymeren zu bauen, und die Guangdong Jinfa Company hat eine Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von gebaut 1.000 Tonnen. Die Tsinghua University hat in Anqing Hexing Chemical Co., Ltd. eine Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von 10.000 Tonnen PBS und ihren Copolymeren gebaut.

Polymilchsäure (PLA)

Natureworks of the United States hat aktive und effektive Arbeit zur Verbesserung des Produktionsprozesses von Polymilchsäure geleistet und die Fermentation von Glukose in Mais zur Herstellung von Polymilchsäure mit einer jährlichen Produktionskapazität von 14.000 Tonnen entwickelt. Das UNITIKA-Unternehmen von Japan&hat viele Arten von Produkten entwickelt und hergestellt, darunter Leinwand, Tabletts, Geschirr usw., die auf der Aichi Expo in Japan weit verbreitet sind.

In China wird Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (mit einer Produktionslinie von 5.000.000 Tonnen / Jahr) industrialisiert, und Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group usw. werden pilotiert.

Polyhydroxyalkanoat (PHA)

Die Länder, die eine industrialisierte Produktion im Ausland realisieren, sind hauptsächlich die Vereinigten Staaten und Brasilien. Zu den inländischen Produktionseinheiten gehören Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (Maßstab 10.000 Tonnen / Jahr) [4], Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (Maßstab 2.000 Tonnen / Jahr) und Jiangsu Nantian Group Co., Ltd. pilotiert Warten.

Unter Verwendung von biologisch abbaubaren Kunststoffen, die aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wurden und aliphatischen Polyester und Stärke miteinander mischen, wurde auch die Technologie zur Herstellung abbaubarer Kunststoffe erfolgreich untersucht. In europäischen und amerikanischen Ländern werden häufig Mischungen aus Stärke und aliphatischem Polyester zur Herstellung von Müllsäcken und anderen Produkten verwendet. Das größte und meistverkaufte Unternehmen der Welt ist das italienische Unternehmen Novamont, dessen Produktname Mater-bi ist, und die Produkte des Unternehmens&sind in Europa und den USA weit verbreitet.

Der von der BASF in Deutschland hergestellte aliphatische aromatische statistische Copolyester (Ecoflex) weist Monomere auf: Adipinsäure, Terephthalsäure und 1,4-Butandiol. Die Produktionskapazität beträgt 140.000 Tonnen / Jahr. Gleichzeitig wurden biologisch abbaubare Kunststoffprodukte auf Basis von Polyester und Stärke entwickelt.

Biologisch abbaubarer Kunststoff aus Polyvinylalkohol (PVA)

Beispielsweise wurde in den 1990er Jahren des MaterBi-Produkts des italienischen NOVMANT&# 39 hauptsächlich Stärke PVA zugesetzt, die Filme blasen und andere Produkte verarbeiten kann. Polyvinylalkoholmaterialien müssen modifiziert werden, um eine gute biologische Abbaubarkeit zu erzielen. Das Institut für Kunststoffverarbeitung und -anwendung der Leichtindustrie für Technologie und Wirtschaft in Peking hat diesbezüglich bestimmte Ergebnisse erzielt.

Kohlendioxidcopolymer

Im Ausland waren die frühesten Länder, in denen Kohlendioxidcopolymere untersucht wurden, hauptsächlich Japan und die Vereinigten Staaten, aber es gab keine industrielle Produktion. Die Mengxi Group Corporation in der Inneren Mongolei übernimmt die Technologie des Changchun Institute of Applied Chemistry und hat ein Gerät mit einer Jahresproduktion von 3.000 Tonnen Copolymerharz aus Kohlendioxid / Epoxid-Verbindungen gebaut. Die Produkte werden hauptsächlich in Verpackungen und medizinischen Materialien verwendet. Die von Dr. Chen Liban vom Guangzhou Institute of Chemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte niedermolekulare Kohlendioxid-Copolymer-Technologie wurde in Taixing, Jiangsu, in Betrieb genommen. Und andere Verpackungen. Die Henan Tianguan Group übernimmt die Technologie von Professor Meng Yuezhong von der Sun Yat-sen-Universität und hat eine Kohlendioxid-Copolymer-Produktionslinie im Pilotmaßstab gebaut.

Andere wie Chitin, Polyamid, Polyasparaginsäure, Polysaccharid, Cellulose usw. sind in der Entwicklung.

Poly-β-hydroxybutyrat (PHB)

Aus globaler Sicht gelten PHB und PHBV als einer der vielversprechendsten biologisch abbaubaren Kunststoffe und sind auch neue Produkte in der Entwicklung. Die Pilotproduktionskosten der technischen Seite betragen ca. 40 RMB / kg. Nachdem die Industrialisierung in Produktion gegangen ist, werden die Kosten des Produkts weiter gesenkt, und der Preisvorteil ist offensichtlich, insbesondere der einfache Produktionsprozess und die einfache Ausrüstung der technischen Seite sind für die Förderung und Massenproduktion günstig.

3000 Tonnen vollständig biologisch abbaubarer Kunststoff

Anwendung

Aufgrund seiner guten Abbaubarkeit werden biologisch abbaubare Kunststoffe hauptsächlich als weiche und harte Verpackungsmaterialien für Lebensmittel verwendet, was in dieser Phase auch das größte Anwendungsgebiet darstellt.

Die Hauptzielmärkte für biologisch abbaubare Kunststoffe sind Kunststoffverpackungsfolien, landwirtschaftliche Folien, Einweg-Plastiktüten und Einweg-Plastikgeschirr. Im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffverpackungsmaterialien sind die Kosten für neue abbaubare Materialien etwas höher. Mit dem zunehmenden Bewusstsein für Umweltschutz sind die Menschen jedoch bereit, neue abbaubare Materialien zu einem höheren Preis zum Schutz der Umwelt zu verwenden. Das verstärkte Bewusstsein für Umweltschutz hat der biologisch abbaubaren neuen Materialindustrie enorme Entwicklungsmöglichkeiten eröffnet. Mit der Entwicklung der chinesischen Wirtschaft, der erfolgreichen Ausrichtung der Olympischen Spiele, der Weltausstellung und anderer Großveranstaltungen, die die Welt schockierten, der Notwendigkeit des Schutzes verschiedener Welterbestätten und nationaler landschaftlicher Orte hat die Umweltverschmutzung durch Kunststoffe zugenommen werden immer wichtiger, und Regierungen auf allen Ebenen haben die Behandlung der weißen Umweltverschmutzung als eine der Hauptaufgaben aufgeführt.

Industrieländer und Regionen wie Europa, die Vereinigten Staaten und Japan haben nacheinander relevante Gesetze und Vorschriften formuliert und erlassen, um die Verwendung nicht abbaubarer Kunststoffe durch Maßnahmen wie teilweises Verbot, Beschränkung, obligatorische Erhebung und Erhebung von Verschmutzungssteuern einzuschränken. und energisch neue biologisch abbaubare Materialien zum Schutz der Umwelt zu entwickeln, Schutz des Bodens, unter denen Frankreich 2005 eine Richtlinie einführte, wonach alle Einweg-Plastiktüten, die transportiert werden können, nach 2010 biologisch abbaubar sein müssen.

Gleichzeitig hat China nacheinander eine Reihe von Maßnahmen eingeführt, um die Anwendung und Förderung biologisch abbaubarer Kunststoffe zu fördern. Im Jahr 2004 verabschiedete der Nationale Volkskongress das&"Renewable Energy Law (Draft) GG"; und&"Solid Waste Law (Revision) GG"; Förderung der Nutzung erneuerbarer Biomasseenergie sowie der Förderung und Anwendung abbaubarer Kunststoffe; Im Jahr 2005 hat das Dokument Nr. 40 der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission die Verwendung und Förderung biologisch abbaubarer Kunststoffe eindeutig gefördert. 2006 startete die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission ein spezielles Fondsprojekt zur Förderung der Entwicklung biologisch abbaubarer Biomasse-Materialien. das&"Definieren, Klassifizieren, Kennzeichnen und Abbaubarkeitsanforderungen für abbaubare Kunststoffe GG"; umgesetzt am 1. Januar 2007 wurden erhalten Die gegenseitige Anerkennung von Europa, den Vereinigten Staaten, Japan und anderen Ländern hat den Export von chinesischen Unternehmen erleichtert.

Entwicklungspfad

Nach Angaben der Japan Biodegradable Plastics Research Association betrug die Produktion von biologisch abbaubaren Kunststoffen in Japan im Jahr 2002 etwa 10.000 Tonnen, im Jahr 2003 etwa 20.000 Tonnen, im Jahr 2005 etwa 40.000 Tonnen und voraussichtlich etwa 100.000 Tonnen auf 200.000 Tonnen im Jahr 2010.

Nach Angaben der European Bioplastics Association aus dem Jahr 2001 betrug der Verbrauch biologisch abbaubarer Produkte in der EU 25.000 bis 30.000 Tonnen, während der Verbrauch traditioneller Polymere 35 Millionen Tonnen betrug. Die European Bioplastics Association prognostiziert, dass der Verbrauch traditioneller Polymere 2010 55 Millionen Tonnen erreichen wird, während der Verbrauch biologisch abbaubarer Kunststoffe bis dahin 500.000 bis 1 Million Tonnen erreichen wird. Biologisch abbaubare Materialien können möglicherweise 10% des Marktes einnehmen. Bei biologisch abbaubaren Materialien wird der Anteil der Rohstoffe, die nachwachsende Rohstoffe verwenden, mehr als 90% ausmachen.

Nach den Statistiken des Fachausschusses für abbaubare Kunststoffe der China Plastics Association betrug der Verbrauch an biologisch abbaubaren Materialien in China im Jahr 2003 etwa 15.000 Tonnen, davon etwa 1.000 Tonnen biologisch abbaubare Polymere ohne Stärkezusatz. Im Jahr 2005 waren rund 30 Unternehmen mit biologisch abbaubaren Kunststoffen mit einer Produktionskapazität von 60.000 Tonnen pro Jahr beschäftigt. Die tatsächliche Produktion betrug rund 30.000 Tonnen. Die Inlandsmarktnachfrage betrug rund 50.000 Tonnen, die Auslandsimporte 10.000 Tonnen und die Exporte 20.000 Tonnen. Es wird geschätzt, dass die Produktionskapazität im Jahr 2010 etwa 250.000 Tonnen erreichen wird. Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem&"Foresight China GG", dem Bericht über die eingehende Untersuchung und Analyse der strategischen strategischen Planung der biologisch abbaubaren Kunststoffindustrie GG.

Einige Industrieländer orientieren sich auch an der Idee der Kreislaufwirtschaft und verwenden biologisch abbaubare Einwegutensilien. Zum Beispiel versuchte Schweden Ende der 1980er Jahre, Einweg-Fast-Food-Kisten aus Kartoffeln und Mais herzustellen, und Südkorea verbot die Verwendung von Zahnstochern aus Klebreis. Warten. Europa hat die Norm EN13432 für biologisch abbaubare Kompostierungskunststoffe&"formuliert; Anforderungen für die Prüfung und endgültige Bewertung von Verpackungsmaterialien, die der Kompostierung und biologischen Abbaubarkeit für das Recycling von&förderlich sind", und ein anderes Dekret zur Förderung der Kompostierung organischer Abfälle wird derzeit formuliert und vorbereitet. Die US-Regierung hat seit 1996 den Presidential Green Chemistry Challenge Award ins Leben gerufen, um die Entwicklung der biologisch abbaubaren Kunststoffindustrie zu fördern. Der Staat New York verbot 1989 die Verwendung nicht biologisch abbaubarer Gemüsesäcke, gewährte Herstellern, die abbaubare Kunststoffe herstellen, Subventionen und forderte die Bürger auf, erneuerbare und nicht erneuerbare Abfälle zu trennen, da sonst eine Geldstrafe von 500 US-Dollar verhängt würde.

Einige andere Länder haben ähnliche Maßnahmen ergriffen: Indien hat Gesetze erlassen, um die Verwendung von Kunststoffverpackungen in der Milchindustrie zu verbieten; Die südafrikanischen Gesetze haben die Verwendung von Plastikverpackungsbeuteln vollständig verboten. Mit der Entwicklung der Gesetzgebung in verschiedenen Ländern wird erwartet, dass neue biologisch abbaubare Verpackungsmaterialien immer beliebter werden.

In China wurde mit der Vertiefung des Verständnisses für abbaubare Kunststoffe die strategische Rolle dieses Materials und seiner Industrie für die nachhaltige Entwicklung von China&voll verwirklicht. Die beliebte Anwendung von biologisch abbaubaren Kunststoffen wurde erwartet. Die chinesische Volksrepublik China hat die&"Renewable Energy Law (Draft) GG" verabschiedet. und&"Festmüllgesetz (überarbeitet) GG"; im Jahr 2004 zur Förderung der Nutzung erneuerbarer Biomasseenergie sowie der Förderung und Anwendung abbaubarer Kunststoffe. In dem Dokument Nr. 40 der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission aus dem Jahr 2005 wird auch klargestellt, dass die Verwendung und Förderung von biologisch abbaubaren Kunststoffen gefördert werden soll. Im Jahr 2006 startete die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission ein spezielles Fondsprojekt zur Förderung der Entwicklung biologisch abbaubarer Biomasse-Materialien.

Marktsituation

Bis 2019 wird der Marktwert der biologisch abbaubaren Kunststoffindustrie auf 3,477 Milliarden US-Dollar steigen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13,01%. Der europäische Markt für biologisch abbaubare Kunststoffe wird von 2014 bis 2019 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 12% wachsen.

Biologisch abbaubare Kunststoffe leiten eine Phase rasanter Entwicklung ein. Obwohl das Konzept der biologisch abbaubaren Kunststoffe hochgespielt wurde, konnte die Anwendung das Volumen nicht erhöhen.

Biologisch abbaubare Kunststoffe werden hauptsächlich in den Bereichen Verpackung, Faser, Landwirtschaft, Spritzguss und anderen Bereichen eingesetzt. Unter diesen ist es das in der Verpackungsindustrie am weitesten verbreitete. Im Jahr 2013 machte es rund 60% des Gesamtmarktes aus. Die Nachfrage nach Lebensmittelverpackungen machte mehr als 70% des Marktes für biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen aus. ;; Der Markt für Spritzgussanwendungen ist die Hauptantriebskraft für das Wachstum der Nachfrage nach biologisch abbaubaren Kunststoffen.

Ende 2013 waren Europa und die USA die Hauptmärkte für biologisch abbaubare Kunststoffe. Laut Statistik machten 2013 der europäische und der nordamerikanische Markt 54% bzw. 28% der weltweit biologisch abbaubaren Kunststoffe aus.

Der Umweltausschuss des Europäischen Parlaments hat einen Entwurf zur Reduzierung des Einsatzes von leichten Einweg-Plastiktüten verabschiedet. In dem Entwurf wird vorgeschlagen, dass die 28 EU-Mitgliedstaaten einen zweistufigen Ansatz verfolgen sollten, um den Einsatz von Plastiktüten wirksam zu reduzieren, um das Ziel zu erreichen, den Einsatz ultradünner Plastiktüten im Jahr 2019 gegenüber 2010 um 80% zu reduzieren. Diese Resolution wird voraussichtlich die Marktnachfrage nach biologisch abbaubaren Kunststoffen stark ankurbeln und in den nächsten fünf Jahren enorme Wachstumschancen für verwandte Hersteller schaffen. [5]

Wir bieten patentierte biologisch vollständig abbaubare Folien und PVA-Beutel an. Alle Produkte werden mit Gießgeräten hergestellt. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Blasformprodukten. Alle Blasformprodukte sind nicht vollständig biologisch abbaubar. Wir können pva-Filme und -Beutel in vollständig transparenten und verschiedenen Farben herstellen. und die PVA-Folie ist glatter als die herkömmlichen Blasformprodukte.

Wir bieten auch biologisch abbaubare Folien und Beutel aus organischem Material mit patentiertem Rohmaterial und Produktionsverfahren an.

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