Biologisch abbaubarer Kunststoff
Biologisch abbaubarer Kunststoff bezeichnet eine Art Kunststoff, der durch die Einwirkung von Mikroorganismen in der Natur wie Bakterien, Schimmelpilzen (Pilzen) und Algen abgebaut wird. Der ideale biologisch abbaubare Kunststoff ist ein Polymermaterial mit hervorragender Leistung, das nach dem Verwerfen vollständig von Umweltmikroorganismen zersetzt und schließlich anorganisiert werden kann, um 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".
umfasst hauptsächlich
Polyethylen PE, Polypropylen PP
Eigenschaften
Gute Abbaubarkeit
Ausländischer Name
Biologisch abbaubare Kunststoffe
Einstufung
Komplette Kreaturen, zerstörerische Kreaturen
Hauptzusammensetzung
Natürliches Polymer, aliphatischer Polyester usw.
Chinesischer Name
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Inhaltsverzeichnis
1 Definition
2 Anwendung
3 Kategorien
4Entwicklungsgeschichte
5 Marktstatus
6 verwandte Themen
7 spezifische Maßnahmen
1 Definition
Biologisch abbaubare Kunststoffe können in vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe und zerstörerische biologisch abbaubare Kunststoffe unterteilt werden. Zerstörerische biologisch abbaubare Kunststoffe umfassen derzeit hauptsächlich mit Stärke modifiziertes (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 Produkten 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 folgende Produkte: Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyalkanoat (PHA), Stärkekunststoffe, Bioengineering-Kunststoffe, bio-allgemeine Kunststoffe (Polyolefin und Polychlorid) Ethylen).
2 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 mit etwas höheren Preisen 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 sowie der durch Kunststoffe verursachten Umweltverschmutzung ist immer wichtiger geworden. Nennen Sie die Behandlung der Weißverschmutzung als eine der Hauptaufgaben.
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 von biologisch abbaubaren Kunststoffen zu fördern. Im Jahr 2004 verabschiedete der National People GG-Kongress 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 deutlich 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.
3 Kategorien
In Bezug auf Rohstoffe gibt es mindestens die folgenden Arten von 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), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (Maßstab 2.000 Tonnen / Jahr) und Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., die derzeit pilotiert werden Versuche.
Unter Verwendung von biologisch abbaubaren Kunststoffen, die aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden 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 Handelsname Mater-bi ist. Die Produkte des Unternehmens&sind in Europa und den USA weit verbreitet.
Es gibt viele inländische Forschungs- und Produktionseinheiten, zu denen die industrialisierten Einheiten Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (mit einer Skala von 40.000 Tonnen / Jahr), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 Tonnen / Jahr) und gehören Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5.000 Tonnen / Jahr), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (Maßstab 2.000 Tonnen / Jahr), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (Maßstab 5.000 Tonnen / Jahr) usw. .
Aliphatischer aromatischer Copolyester
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 abbaubare Kunststoffe aus Polyvinylalkohol (PVA)
Beispielsweise wurde in den 1990er Jahren des MaterBi-Produkts des italienischen NOVMANT&# 39 hauptsächlich der Stärke PVA zugesetzt, mit der Filme geblasen und andere Produkte verarbeitet werden können. Polyvinylalkoholmaterialien müssen modifiziert werden, um eine gute biologische Abbaubarkeit zu erzielen. Das Institut für die Verarbeitung und Anwendung von Kunststoffen in der Leichtindustrie der Beijing Technology and Business University hat diesbezüglich bestimmte Ergebnisse erzielt.
Andere wie Chitin, Polyamid, Polyasparaginsäure, Polysaccharid, Cellulose usw. sind alle 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.
4Entwicklungsgeschichte
Laut der Japan Biodegradable Plastics Research Association betrug das Produktionsvolumen 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 im Jahr 2010 etwa 100.000 bis 200.000 Tonnen.
Laut der European Bioplastics Association zeigten die Zahlen von 2001, dass der Verbrauch an biologisch abbaubaren Produkten in der EU 25.000 bis 30.000 Tonnen betrug, während der Verbrauch an traditionellen Polymeren 35 Millionen Tonnen betrug. Die European Bioplastics Association prognostiziert, dass der Verbrauch traditioneller Polymere im Jahr 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 etwa 30 Unternehmen mit biologisch abbaubaren Kunststoffen beschäftigt, mit einer Produktionskapazität von 60.000 Tonnen / Jahr, einer tatsächlichen Produktion von etwa 30.000 Tonnen, einer Inlandsmarktnachfrage von etwa 50.000 Tonnen, ausländischen Importen von 10.000 Tonnen und Exporten von 20.000 Tonnen. Es wird geschätzt, dass die Produktionskapazität im Jahr 2010 etwa 250.000 Tonnen erreichen wird. Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem GG-Bericht "Foresight China GG", dem Bericht über die eingehende Untersuchung und Analyse der strategischen Strategie für die biologisch abbaubare 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-Snackboxen aus Kartoffeln und Mais herzustellen, und Südkorea schreibt die Verwendung von Zahnstochern aus Klebreis vor. 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 Popularisierung und Anwendung von biologisch abbaubaren Kunststoffen wurde erwartet. Der GG-Kongress des chinesischen Volkes verabschiedete das&"Renewable Energy Law (Draft) GG"; 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. 2006 startete die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission ein spezielles Fondsprojekt zur Förderung der Entwicklung biologisch abbaubarer Biomasse-Materialien.
5 Marktstatus
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 bereits früher auf den Kopf gestellt 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 biologisch abbaubare Kunststoffe in Europa und Nordamerika 2013 54% und 28% des Weltmarktes 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, 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 Die Auflösung wird voraussichtlich die Marktnachfrage nach biologisch abbaubaren Kunststoffen stark ankurbeln und in den nächsten fünf Jahren enorme Wachstumschancen für verwandte Hersteller schaffen.
6 verwandte Themen
Trotz vieler Studien und Berichte über abbaubare Kunststoffe können viele spezifische Probleme nicht gelöst werden, die Förderung ist äußerst schwierig und die Aussichten sind nicht optimistisch. Die Gründe sind: Erstens hat die abbaubare Plastiktüte eine geringe Tragfähigkeit, die die Anforderungen der Kunden nach mehr Befüllung und wiederholtem Gebrauch nicht erfüllen kann; Zweitens ist die abbaubare Plastiktüte von dunkler und gelber Farbe und von geringer Transparenz, was den Menschen das Gefühl gibt, nicht sauber genug und unansehnlich zu sein. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie sie verwenden. Drittens ist der Preis zu hoch, weil der Händler ihn kostenlos verschenkt, sodass die Kosten schwer zu akzeptieren sind.
Ein weiteres Beispiel ist die Lösung des Umweltverschmutzungsproblems von EPS-Fast-Food-Lunchboxen. Versuchen Sie stattdessen, Lunchboxen aus Papier oder biologisch abbaubare Lunchboxen aus Kunststoff zu verwenden. Aus den folgenden Gründen ist es jedoch äußerst schwierig zu fördern: Erstens weist EPS eine hohe Festigkeit, ein geringes Gewicht und eine gute Wärmeerhaltung auf; Zweitens beträgt der Preis für Lunchboxen aus Papier das 1,5- bis 2,5-fache des Preises von EPS. Drittens ist ihre Leistung nicht vergleichbar, selbst wenn die abbaubaren PP-Brotdosen verwendet werden. Auf EPS. Relevante chinesische Behörden verlangen die Verwendung von Pflanzenfasern zur Herstellung von Einweggeschirr anstelle von EPS. Aufgrund der Verwendung von thermischem Polymersol beim Formen dieses Pflanzenfasergeschirrs gibt es jedoch immer noch Probleme bei der Handhabung und Kontrolle des Pestizidgehalts, der im Pflanzenfasergeschirr verbleibt.
Daher ist es noch ein langer Weg, abbaubare Kunststoffe zu entwickeln und zu erforschen. Die Entwicklung der biologisch abbaubaren Kunststoffindustrie steht vor fünf Hauptproblemen. Das erste ist, dass die Technologie nicht ausgereift genug ist und die Leistung abbaubarer Kunststoffprodukte die verschiedenen Verbraucherbedürfnisse nicht vollständig erfüllen kann. Obwohl es auf dem Markt viele Arten von biologisch abbaubaren Kunststoffen gibt, sind die mechanischen und Verarbeitungseigenschaften jedes Materials nur in einem Aspekt hervorragend, und es gibt immer noch einige Mängel bei der Gesamtleistung. Derzeit ist die heimische Forschung zur Verarbeitung abbaubarer Kunststoffprodukte noch schwach. Die meisten Unternehmen konzentrieren sich auf die Materialsynthese und ignorieren die Produktverarbeitung und -entwicklung. Einige Lebensmittel- und Getränkeutensilien aus biologisch abbaubarem Kunststoff sind hitze-, wasser- und maschinenbeständig. In Bezug auf die Festigkeit ist es weit entfernt von traditionellen Kunststoffprodukten.
Das zweite ist das Kostenproblem. Der Preis für biologisch abbaubare Kunststoffprodukte ist immer noch schwer mit Produkten auf Erdölbasis zu konkurrieren, was technologischen Fortschritt erfordert, um die Produktionskosten und Produktpreise kontinuierlich zu senken.
Der dritte Grund ist das Fehlen strenger Richtlinien oder Gesetze und Vorschriften zur Unterstützung. Im Ausland die Regierung
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.
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