Kunststoff auf Stärkebasis
Kunststoffe auf Stärkebasis verwenden chemische Reaktionen, um Stärke chemisch zu modifizieren, um die Hydroxylgruppen der Stärke zu reduzieren und ihre ursprüngliche Struktur zu ändern, wodurch die entsprechenden Eigenschaften der Stärke geändert und Rohstärke in thermoplastische Stärke umgewandelt werden.
Chinesischer Name Kunststoffe auf Stärkebasis Industrie Industrie Herstellung Chemische Industrie Anwendungsbereich Kunststoffherstellung
Inhaltsverzeichnis
1 F & E-Hintergrund
2 Prozessprinzip
3 Entwicklungsstatus
4 Produktvorteile
5 Zertifizierungssystem
6 Anwendungsaussichten
F & E-Hintergrundeditor
Stärke ist ein natürliches Polymer, dessen Produktion nach Cellulose auf der Erde an zweiter Stelle steht. Es ist reich an Quellen, erneuerbar und kostengünstig. Es kann verwendet werden, um Kunststoffe auf Stärkebasis durch Modifikation und Plastifizierung herzustellen. Kunststoffe auf Stärkebasis sind eine wichtige Kategorie biobasierter Materialien und haben erfolgreich eine industrielle Produktion und Anwendung erreicht. Kunststoff auf Stärkebasis ist eine Art Kunststoffprodukt, das aus Stärke als Hauptrohstoff hergestellt wird, nach Modifizierung und Plastifizierung mit anderen Polymeren gemischt wird und zu einer Art Biokunststoff gehört. Biokunststoffe auf Stärkebasis können in zwei Kategorien unterteilt werden: biobasierte Kunststoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe.
Biologisch abbaubarer Kunststoff auf Stärkebasis ist im Allgemeinen eine Mischung aus modifizierter Stärke und biologisch abbaubarem Polyester (wie PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC usw.). Es kann vollständig biologisch abbaubar sein, kompostiert werden, ist nicht umweltschädlich und für Abfälle geeignet. Kompost, Deponie und andere Behandlungsmethoden. Biobasierte Kunststoffe auf Stärkebasis sind im Allgemeinen eine Mischung aus modifizierter Stärke und Polyolefinen (wie PP / PE / PS usw.). Seine ökologische Bedeutung besteht darin, dass es den Einsatz petrochemischer Ressourcen reduzieren, die Kohlendioxidemissionen reduzieren kann und Abfälle zur Verbrennung geeignet sind. Beide Materialien können herkömmliche Kunststoffe auf Erdölbasis ersetzen und werden häufig in Kunststoffverpackungsmaterialien, stoßfesten Materialien, Kunststofffolien und Plastiktüten, Einweggeschirr, Lebensmittelbehältern, Spielzeug usw. verwendet.
Prozessprinzip
Stärke ist ein natürliches hochmolekulares Polymer mit einer großen Anzahl von Hydroxylgruppen in seinem Molekül (Molekülstruktur ist Ⅱ und Ⅲ), so dass die starke Wechselwirkung zwischen Stärkemakromolekülen das Schmelzen der ursprünglichen Stärke erschwert und mit anderen koexistiert Polymere. Die Verträglichkeit mit anderen Polymeren während des Mischens ist ebenfalls schlecht. Aber diese Hydroxyle können
Genug, um Veresterung, Veretherung, Pfropfung, Vernetzung und andere chemische Reaktionen durchzuführen. Diese chemischen Reaktionen werden verwendet, um die Stärke chemisch zu modifizieren, um die Hydroxylgruppe der Stärke zu reduzieren und ihre ursprüngliche Struktur zu ändern, wodurch die entsprechenden Eigenschaften der Stärke geändert und die ursprüngliche Stärke in eine thermoplastische Stärke umgewandelt werden.
1. Veresterung, Umesterung oder Veretherung
Um die Hydrophilie der Stärke in hydrophob zu ändern, werden die Hydroxylgruppen an den Stärkemolekülen und Fettsäuren, Fettsäureestern usw. verestert und umgeestert, um Stärkeester zu erzeugen.
2. Vernetzungsreaktion
Um die Festigkeit und Wärmebeständigkeit des Stärkematerials zu verbessern, wird die Stärke einer Vernetzungsreaktion mit einer Verbindung mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen (wie Polysäuren usw.) unterzogen, so dass die Stärke in geeigneter Weise vernetzt wird.
3. Unabhängige Innovation in Bezug auf Mischung, Reformierung und Agglomeration
Die meisten Stärkekunststoffe werden durch Mischen von Stärke mit anderen hochmolekularen Materialien hergestellt. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte weisen eine geringe Festigkeit auf und sind aufgrund der schlechten Verträglichkeit nur begrenzt verträglich. Kunststoffe auf Stärkebasis werden während der Stärkemodifikation auch einer Stärkecopolymerisation unterzogen, um Pfropfcopolymere aus Stärke und anderen Polymeren zu erhalten, wodurch die Verträglichkeit von Stärke mit anderen Polymermaterialien verbessert wird. Durch chemische Modifikation wurden drei Stärkemodifikationen erreicht: Hydrophilie wurde in Hydrophobizität geändert; Die Wärmeempfindlichkeit wurde auf Temperaturbeständigkeit geändert. Hart und Sprödigkeit wurde in Plastizität umgewandelt. Diese Modifikation löst das weltweite Problem der Stärkemodifikation und bildet eine gute Grundlage für die anschließende Verarbeitung.
Prozessstatus
Biokunststoffe auf Stärkebasis haben eine 30-jährige Forschungs- und Entwicklungsgeschichte und sind die Art von biologisch abbaubarem Kunststoff mit der längsten Forschungs- und Entwicklungsgeschichte, der ausgereiftesten Technologie, dem größten Industrialisierungsmaßstab und dem höchsten Marktanteil. In den frühen 1980er Jahren hat die Forschung und Entwicklung von Masterbatches aus modifizierter Stärke und abbaubarer Kunststofflegierung, die vollständig biologisch abbaubare oder lösliche Kunststoffe sein können, und das Mischen von Stärke mit biologisch abbaubaren Harzen Aufmerksamkeit erregt. Unter diesen ist "MaterBi" der italienischen Novamont Company am erfolgreichsten, eine Polymer-Kunststofflegierung mit durchdringender Netzwerkstruktur, die aus einer Mischung aus modifizierter Stärke und modifiziertem Polyvinylalkohol besteht und eine gute Verarbeitbarkeit, Sekundärverarbeitbarkeit und Mechanik aufweist. Leistung und hervorragende biologische Abbaubarkeit. Darüber hinaus ist "Vinex", entwickelt von American Air Product & Chemical Company, ein Harz auf Polyvinylalkoholbasis mit einem geringen Polymerisationsgrad. Es hat auch Wasserlöslichkeit, thermoplastische Verarbeitbarkeit und biologische Abbaubarkeit.
In den letzten Jahren haben die Länder ihren Forschungsschwerpunkt im Allgemeinen auf Kunststoffe verlagert, die den Stärkegehalt so weit wie möglich erhöhen, einige vollständig abbaubare Materialien mit hervorragenden Eigenschaften entwickelt und sogar reine Stärkeprodukte ohne synthetische Polymere, dh thermoplastische Stärke, erhalten. Das biologisch abbaubare Material "Novon" der amerikanischen Firma Warner-Lambert hat einen Stärkegehalt von mehr als 90%. Das japanische Maisunternehmen und das Michigan Institute of Production Technology haben gemeinsam ein Material mit hohem Stärkegehalt entwickelt, das den Vorteil einer starken Wasserbeständigkeit aufweist. Darüber hinaus gaben die japanische Sumitomo Corporation und das italienische Unternehmen Ferrizz bekannt, dass sie Vollstärkekunststoffe mit einem erfolgreich untersucht haben Stärkegehalt von 90%. Bei der Herstellung von Stärke zu thermoplastischer Stärke für die Herstellung biologisch abbaubarer Kunststoffe haben Forschungsinstitute wie das Deutsche Batekke-Forschungsinstitut, die American Warner-Lambert Company und die Schweizer Universität große Fortschritte erzielt. Das australische National Science Center für Lebensmittelverarbeitung und -verpackung hat einen Vollstärke-Thermoplasten eingeführt, der eine gute Fließfähigkeit, Duktilität und Formtrennung aufweist. Das Produkt ist weich, transparent, hochfest und weist eine kontrollierte Abbaurate auf. Es kann verwendet werden, um landwirtschaftliche Filme und Lebensmittel herzustellen. Verpackungsfolie und andere Produkte.
Chinas Stärkekunststoff wurde erstmals Ende der 1980er Jahre vom Institut für Angewandte Chemie der Jiangxi Academy of Sciences entwickelt. Nach unvollständigen Statistiken beteiligen sich mittlerweile mehr als 60 Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen an der Forschung. China verringert allmählich die Kluft zu ausländischen Industrieländern bei der Forschung und Entwicklung von Kunststoffen auf Stärkebasis. Gegenwärtig sind die wichtigsten inländischen Unternehmen für die Herstellung von Materialien und Produkten auf Stärkebasis und ihr aktueller Status wie folgt: Wuhan Huali 40.000 Tonnen / Jahr bereitet den Bau einer Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von 60.000 Tonnen vor; Shenzhen Hongcai 15.000 Tonnen / Jahr; Suzhou Hanfeng 10.000 Tonnen / Jahr; 10.000 Tonnen / Jahr für Tianhe in Zhejiang; 10.000 Tonnen / Jahr für Zhejiang Huafa; 10.000 Tonnen / Jahr für Shandong Bake; Weitere Produktionsfirmen sind Nanjing Biaoge und Changzhou Longjun.
Chemische Methoden werden verwendet, um Stärke zu modifizieren und zu plastifizieren. Die modifizierte Stärke hat drei Eigenschaften: 1. Hydrophobizität. Nach der chemischen Modifizierung ist die Stärke vollständig hydrophob, der Feuchtigkeitsgehalt beträgt <1% und="" sie="" ist="" gut="" mit="" anderen="" synthetischen="" polymermaterialien=""> 2. Temperaturbeständigkeit. Die modifizierte Stärke kann einer hohen Temperatur von 230 ° C ohne Vergilbung und Zersetzung während der thermoplastischen Verarbeitung standhalten. 3. Thermoplast. Modifizierte Stärke kann auf Kunststoffverarbeitungsgeräten thermoplastisch verarbeitet werden. Die vom Unternehmen hergestellten Kunststoffe auf Stärkebasis sind in zwei Serien unterteilt: biobasiert und biologisch abbaubar. Nach verschiedenen Verarbeitungstechnologien werden sie in Blasfolien, Spritzguss, Plattenmaterialien und Schaummaterialien unterteilt. Sie können gewöhnliche petrochemische Kunststoffe ersetzen und werden häufig in Industrie, Medizin, Lebensmitteln, Elektrogeräten und anderen Produkten wie Verpackungen und Geschirr, Küchengeschirr, Spielzeug und Blumenpflanzungen eingesetzt. Infolgedessen wird eine große Menge an Erdölressourcen eingespart, Kohlendioxidemissionen werden reduziert, Müll wird harmlos behandelt, und es ist vorteilhaft, die landwirtschaftliche Entwicklung und das Einkommen der Landwirte zu fördern und die kräftige Entwicklung der Kreislaufwirtschaft zu fördern.
Am 12. Juli 2018 wurde berichtet, dass Yu Long das gesamte biologisch abbaubare Stärkematerial zum ersten Mal weltweit erfolgreich entwickelt und industrialisiert hat. [1]
Produktvorteile
Im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffprodukten zeigen sich die Vorteile von Materialien und Produkten auf Stärkebasis in folgenden Aspekten:
⑴ Ähnliche Leistung: Es hat die gleiche und ähnliche Leistung wie ähnliche herkömmliche Kunststoffprodukte.
⑵Umweltschutz: Biobasierte Kunststoffe und Produkte auf Stärkebasis haben den Vorteil, Erdölressourcen zu sparen und die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren. Biologisch abbaubare Kunststoffe und Produkte auf Stärkebasis bieten die Vorteile eines vollständigen biologischen Abbaus, einer Kompostierung und einer harmlosen Entsorgung von Abfällen.
⑶ Sicherheit: Materialien und Produkte auf Stärkebasis enthalten keine giftigen und schädlichen Substanzen wie Weichmacher, Bisphenol A und Schwermetalle. Materialien in Lebensmittelqualität erfüllen die Anforderungen einheimischer und ausländischer Kunststoffstandards in Lebensmittelqualität.
⑷Produktionsprozess: Während des Produktionsprozesses fallen keine drei Abfallemissionen an, die keine neue Umweltverschmutzung verursachen.
⑸Kosten: Biobasierte Kunststoffe und Produkte auf Stärkebasis sind dieselben wie gewöhnliche Kunststoffprodukte aus Erdöl. Die Kosten für vollständig biologisch abbaubare Materialien und Produkte auf Stärkebasis sind etwa doppelt so hoch wie für gewöhnliche Erdölkunststoffe.
Zertifizierungssystem-Editor
In den letzten Jahren wurde die Umweltverträglichkeit biobasierter Produkte im In- und Ausland schrittweise anerkannt, was das Anwendungsfeld biobasierter Materialien erheblich erweitert hat. Der Biokohlenstoffgehalt von biobasierten Materialien ist ein wichtiges Merkmal, das sich von gewöhnlichen Kunststoffen unterscheidet. Der Biokohlenstoffgehalt ist definiert als der Prozentsatz an Biokohlenstoff in organischem Kohlenstoff (einschließlich Biokohlenstoff und fossilem Kohlenstoff) in einem Produkt. Da Biokohlenstoff neuer Kohlenstoff ist, verursacht er keine Umweltverschmutzung und hat daher eine gute Umweltschutzwirkung. Zu den Prüfstandards für den biologischen Kohlenstoffgehalt gehören US ASTM D6866-08: Prüfverfahren zur Bestimmung des biologischen Gehalts von Feststoff-, Flüssigkeits- und Gasproben durch Radiokohlenstoffanalyse und das Flüssigszintillationszählverfahren zur Bestimmung des biologischen Gehalts in biobasierten Materialien in China GB / T29649-2013. Da in den lebenden Organismen derselben Generation dieselbe Menge an radioaktivem Kohlenstoff enthalten ist, besteht das Prinzip von ASTM D6866 darin, den biobasierten Gehalt von Proben in jedem Zustand unter Verwendung dieser Eigenschaft des Organismus zu messen. Diese Messmethode kann alle biobasierten Produkte und Organismen bestimmen. Basierend auf dem genauen Prozentsatz der im Basismix enthaltenen biobasierten oder nachwachsenden Rohstoffe.
Im Jahr 2009 erteilte Vincotte, die belgische maßgebliche Zertifizierungsstelle, das weltweit erste Zertifizierungszertifikat für OK Biobased Star-Zertifizierungsprodukte, mit dem der Biokohlenstoffgehalt biobasierter Materialien autorisiert und eine zuverlässige Produktqualität für biobasierte Materialien bereitgestellt wurde Materialmarkt. Bewertungen von Drittanbietern. OK-Biobased ist ein Umweltzeichen für kohlenstoffarme biobasierte Produkte in Belgien. Nach Erhalt der Zertifizierung können Hersteller von biobasierten Kunststoffen ihre Etiketten auf Produktverpackungen oder Produkten anbringen, um gewöhnliche petrochemische Produkte zu unterscheiden. Es definiert biobasierte Materialien basierend auf dem Gehalt an Biokohlenstoff und verwendet den Prozentsatz des Biokohlenstoffgehalts und des Gesamtkohlenstoffgehalts zur Bewertung. Sein Standard ist ASTM D6866, der Materialien in Sterne einordnet, und das maßgebliche EU-Zertifizierungszeichen für biobasiertes Material. Das OK Biobased-Logo verwendet ein Sternchen, um die Umweltqualität des Produkts zu kennzeichnen. Ein zertifiziertes Produkt erhält eine 1-Stern-Zertifizierung, um nachzuweisen, dass sein Produkt 20% bis 40% Biokohlenstoff enthält, 2 Sterne 40% bis 60%, 3 Sterne 60% bis 80% und 4 Sterne mehr als 80% des Produkts. Die OK Biobased-Zertifizierung von Vincotte soll Unternehmen oder Händlern helfen, die Wettbewerbsfähigkeit erneuerbarer Produkte auf dem Markt zu verbessern, und den Verbrauchern helfen, umweltfreundlichere Produkte besser auszuwählen.
Um die Entwicklung biobasierter Materialien und Produkte zu fördern, hat das US-Landwirtschaftsministerium ein Programm mit biologischer Priorität durchgeführt. Das Programm umfasst zwei Verfahren, ein vorrangiges Programm für das öffentliche Beschaffungswesen und ein freiwilliges Kennzeichnungsprogramm für Verbraucher. Ersteres förderte die Entwicklung biobasierter Produkte im Jahr 2002, während letzteres im Jahr 2008 veröffentlicht wurde. Ziel des Bio-Prioritätsprogramms ist es, den Verbrauch von Biomasseprodukten in den USA zu fördern. Bundesbehörden und deren Auftragnehmer bevorzugen Produkte mit dem höchsten Biomassegehalt. Wenn das Produkt den Mindeststandard für biobasierte Inhalte der biobasierten Produktliste des USDA erfüllt, kann jedes Werk und jeder Händler an diesem Programm teilnehmen, und die Produktverpackung kann mit dem von der Agentur ausgestellten Zertifizierungszeichen versehen werden.
Die internationale Zertifizierung für biologisch abbaubaren Kunststoff umfasst die Belgien OK Compost-Zertifizierung, die Deutschland Compostable-Zertifizierung und die US BPI-Zertifizierung.
OK Compost ist eine kompostierbare Zertifizierung mit dem Namen "OK Compost", die von der belgischen Zertifizierungsstelle AIB-Vincotte Group nach Prüfung gemäß der Prüfnorm für biologisch abbaubare Materialien EN13432 oder ASTM D6400 ausgestellt wurde. Der Zweck der OK Compost-Zertifizierung besteht darin, Unternehmen oder Händlern dabei zu helfen, die Wettbewerbsfähigkeit vollständig abbaubarer Produkte auf dem Markt zu verbessern und die Verbraucher bei der besseren Auswahl umweltfreundlicher Produkte zu unterstützen.
Die kompostierbare Zertifizierung ist eine Zertifizierung von biologisch abbaubaren Produkten, die von DIN CERTCO, einer gemeinsamen Zertifizierungsstelle des TÜV Rheinland und des Deutschen Instituts für Normun (DIN), eingeführt wurde. Das Zertifizierungszeichen ist das "Seeding" -Zeichen. Die kompostierbare Zertifizierung hilft Käufern bei der Auswahl von Produkten aus strengen Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen vieler Lieferanten und Hersteller. Gleichzeitig weisen Produkte mit dem Compostable-Logo darauf hin, dass sie die Tests und Bewertungen von maßgeblichen Drittagenturen erfolgreich bestanden haben. Dies stärkt das Kaufvertrauen der Kunden und fördert effektiv den Produktverkauf. Darüber hinaus können die relevanten Informationen des Lizenznehmers auf der offiziellen Website von DIN CERTCO eingesehen werden, um Missbrauch oder Fälschung des Logos zu verhindern.
BPI ist eine Abkürzung für BiodegradableProductsInsitute. BPI schult Hersteller, Gesetzgeber und Verbraucher durch ein innovatives kompostierbares Kennzeichnungsschema zu wissenschaftlichen Standards für abbaubare Materialien. Gleichzeitig durch eine Reihe von Verfahren, um sicherzustellen, dass die relevanten Produkte den Anforderungen der Standards für abbaubare Materialien entsprechen.
Wuhan Huali Environmental Protection Co., Ltd., das erste chinesische Unternehmen, das die OK Biobased-Zertifizierung erhalten hat, hat die Vier-Sterne-Zertifizierung für biobasierte Produkte erhalten. Gleichzeitig haben die biologisch abbaubaren Materialien des Unternehmens die OK Compost-Zertifizierung und die Compostable-Zertifizierung erhalten.
Vordergrund-Editor für Anwendungen
Mit der allmählichen Verschiebung der Präferenzen der Verbraucher für Kunststoffprodukte hat die Beliebtheit erneuerbarer und umweltfreundlicher Materialien auf dem Markt zugenommen. Davon betroffen ist die Nachfrage nach biobasierten Kunststoffen. Da die Regierungen Biokunststoffen große Bedeutung beimessen, wird erwartet, dass der Gesamtwert der weltweiten Nachfrage nach Biokunststoffen im Jahr 2020 auf 5,9 Mrd. USD steigen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 20% entspricht.
Vor kurzem hat das französische Parlament Gesetze zur Energiewende und zum grünen Wachstum verabschiedet. Das neue Gesetz reduziert nicht nur den Anteil der Kernenergie am französischen Energiemix, sondern enthält auch gesetzliche Empfehlungen zu erneuerbaren Energien und Kunststoffverpackungen. Beispielsweise werden erneuerbare Energiequellen bis 2030 um 40% zunehmen und die Kohlendioxidemissionen bis 2030 um 40% gesenkt. Leichte Beutel zum Verpacken von Obst und Gemüse müssen ab dem 1. Januar 2017 aus biobasierten Materialien hergestellt werden. Darüber hinaus werden gleichzeitig Kunststoffverpackungen für kommerzielle Post mit denselben Standards implementiert. Nach den neuesten Gesetzen der französischen Regierung müssen Einweggeschirr wie Geschirr, Tassen, Gabeln und Gabeln aus biobasierten Materialien und nicht aus erdölbasierten Materialien bestehen.
Marktanalysten von RnR Market Research haben prognostiziert, dass die weltweite Nachfrage nach biobasierten Kunststoffen in den nächsten vier Jahren mit einer jährlichen Wachstumsrate von 19% steigen und die Marktnachfrage 2017 950.000 Tonnen erreichen wird. Europa ist der weltweit größte Verbrauchermarkt für biobasierte Kunststoffe. Die Verwendung von biobasierten Kunststoffen in der Region machte 2012 mehr als die Hälfte der weltweiten Gesamtmenge aus. Der Umfragebericht zeigt, dass Verbraucher in europäischen Ländern im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen eher dazu neigen, neue biobasierte Kunststoffprodukte zu wählen. Daher wird erwartet, dass die Region weiterhin die Rangliste der biobasierten Kunststoffverbräuche anführt. In Bezug auf die Arten sind Kunststoffe auf Stärkebasis und Polymilchsäure in den nächsten Jahren immer noch die am meisten nachgefragten Kunststoffe auf Biobasis, und ihr Marktverbrauch wird mehr als 60% der Gesamtmenge ausmachen. Laut RnR Market Research haben in den letzten Jahren verschiedene Länder Kunststoffbeschränkungsverordnungen erlassen und die Überwachung der Verwendung traditioneller Kunststoffe kontinuierlich verstärkt, was dazu beiträgt, den Nachfragetrend von biobasierten, insbesondere stärkebasierten Kunststoffen weiter anzukurbeln.
2013 gab der Staatsrat den "Entwicklungsplan für die Bioindustrie" heraus (im Folgenden als "Plan" bezeichnet).
Wir bieten patentierte vollständig biologisch 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.
Für weitere PVA-Folien- und Beutelprodukte besuchen Sie uns bitte:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
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