Kunststoffe 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 werden und native Stärke in thermoplastische Stärke umgewandelt wird.
R& D Hintergrund
Stärke ist ein natürliches Polymer, dessen Produktion nach Cellulose auf der Erde an zweiter Stelle steht. Es ist reich an Quellen, erneuerbar und preisgünstig. Es kann verwendet werden, um Kunststoffe auf Stärkebasis durch Modifikation und Plastifizierung herzustellen. Kunststoffe auf Stärkebasis sind eine wichtige Kategorie biobasierter Materialien und haben die industrialisierte Produktion und Anwendung erfolgreich umgesetzt. Kunststoff auf Stärkebasis ist eine Art Kunststoffprodukt, das aus Stärke als Hauptrohstoff hergestellt, modifiziert und plastifiziert und dann mit anderen Polymeren gemischt wird. Es ist eine Art Biokunststoff. 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, kompostierbar, umweltfreundlich und für Abfallkompost, Deponien und andere Behandlungsmethoden geeignet sein. Biobasierte Kunststoffe auf Stärkebasis sind im Allgemeinen eine Mischung aus modifizierter Stärke und Polyolefinen (wie PP / PE / PS usw.). Seine Bedeutung für den Umweltschutz liegt in der Reduzierung des Einsatzes petrochemischer Ressourcen und der Kohlendioxidemissionen. Abfall ist für die Verbrennung geeignet. 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 eine Art natürliches hochmolekulares Polymer. Sein Molekül enthält viele Hydroxylgruppen (Molekülstruktur ist II und III). Daher ist die Wechselwirkung zwischen Stärkemakromolekülen sehr stark, was es für die ursprüngliche Stärke schwierig macht, die Verarbeitung zu schmelzen, und sie befindet sich in Copolymerisation mit anderen Polymeren. Die Verträglichkeit mit anderen Polymeren während des Mischens ist ebenfalls schlecht. Diese Hydroxylgruppen können jedoch chemische Reaktionen wie Veresterung, Veretherung, Pfropfung und Vernetzung eingehen. Diese chemischen Reaktionen werden verwendet, um Stärke chemisch zu modifizieren, die Hydroxylgruppen der Stärke zu reduzieren, ihre ursprüngliche Struktur zu ändern, wodurch die entsprechenden Eigenschaften der Stärke geändert werden und die ursprüngliche Stärke in eine thermoplastische Stärke umgewandelt wird.
1. Veresterungs-, Umesterungs- oder Veretherungsreaktion
Um die Hydrophilie von Stärke in Hydrophobizität umzuwandeln, werden die Hydroxylgruppen am Stärkemolekül verestert und mit Fettsäuren, Fettsäureestern usw. umgeestert, um Stärkeester zu bilden.
2. Vernetzungsreaktion
Um die Festigkeit und Wärmebeständigkeit von Stärkematerialien zu verbessern, wird die Stärke mit Verbindungen mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen (wie mehrbasigen Säuren usw.) vernetzt, so dass die Stärke angemessen vernetzt wird.
3. Unabhängige Innovation beim Mischen und Sammeln
Die meisten Stärkekunststoffe werden durch Füllen und Mischen von Stärke mit anderen Polymermaterialien hergestellt. Die auf diese Weise erhaltenen Produkte weisen eine schlechte Verträglichkeit und geringe Festigkeit auf, und ihr Anwendungsbereich ist begrenzt. In dem Kunststoff auf Stärkebasis wird die Stärke im Stärkemodifizierungsverfahren copolymerisiert, um Pfropfcopolymere aus Stärke und anderen Polymeren zu erhalten, wodurch die Verträglichkeit von Stärke mit anderen Polymermaterialien verbessert wird. Durch chemische Modifikation wurden drei Modifikationen von Stärke realisiert: Hydrophilie in Hydrophobizität geändert; Wärmeempfindlichkeit geändert auf Temperaturbeständigkeit; Härte und Sprödigkeit verwandelten sich in Plastizität. 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. Es ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff mit der längsten Forschungs- und Entwicklungsgeschichte, der ausgereiftesten Technologie, dem größten Industrialisierungsmaßstab und dem höchsten Marktanteil. In den frühen 1980er Jahren wurden die Forschung und Entwicklung von Master-Chargen aus modifizierter Stärke und abbaubarer Kunststofflegierung, die vollständig biologisch abbaubare oder lösliche Kunststoffe sein können, sowie das Mischen von Stärke und biologisch abbaubaren Harzen beachtet. Unter ihnen ist&"MaterBi GG" am erfolgreichsten. aus Novamont, Italien. Es ist eine interpenetrierende Polymerkunststofflegierung mit Netzwerkstruktur, die aus modifizierter Stärke und modifiziertem Polyvinylalkohol besteht. Es hat gute Verarbeitungseigenschaften, sekundäre Verarbeitungseigenschaften und mechanische Eigenschaften. Leistung und hervorragende biologische Abbaubarkeit. Zusätzlich ist das&"Vinex GG"; entwickelt von Air Product& Chemikalie in den Vereinigten Staaten ist ein Harz auf Basis von Polyvinylalkohol mit einem geringen Polymerisationsgrad. Es hat Wasserlöslichkeit, thermoplastische Verarbeitbarkeit und biologische Abbaubarkeit und hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erhalten.
In den letzten Jahren haben verschiedene Länder ihren Forschungsschwerpunkt allgemein auf Kunststoffe mit möglichst hohem Stärkegehalt verlagert und einige vollständig abbaubare Materialien mit ausgezeichneter Leistung entwickelt und sogar reine Stärkeprodukte ohne synthetische Polymere erhalten, nämlich thermoplastische Stärke. Das&"Novon GG"; biologisch abbaubares Material, hergestellt von der Warner-Lambert Company in den USA, hat einen Stärkegehalt von mehr als 90%; Die Japanese Corn Company und das Michigan Production Technology Research Institute haben gemeinsam ein Material mit hohem Stärkegehalt entwickelt, das die Vorteile einer starken Wasserbeständigkeit aufweist. Darüber hinaus haben die Sumitomo Corporation von Japan GG, die Ferrizz Corporation von&von Italien usw. gab außerdem bekannt, dass sie Vollstärkekunststoffe mit 90% Stärkegehalt erfolgreich untersucht haben. Forschungseinrichtungen wie das Deutsche Batekke-Forschungsinstitut, die Warner-Lambert-Gesellschaft der Vereinigten Staaten und die Schweizer Universitäten haben große Fortschritte bei der Umwandlung von Stärke in thermoplastische Stärke zur Herstellung biologisch abbaubarer Kunststoffe erzielt. Das australische National Food Processing and Packaging Science Center hat einen Vollstärke-Thermoplasten auf den Markt gebracht, der eine gute Fließfähigkeit, Duktilität, Formtrennung, Weichheit, Transparenz, hohe Festigkeit und kontrollierbare Abbaurate aufweist. Es kann verwendet werden, um landwirtschaftliche Filme und Lebensmittel herzustellen. Verpackungsfolie und andere Produkte.
Die Stärke wird durch chemische Verfahren modifiziert und plastifiziert, und die erhaltene modifizierte Stärke weist drei Eigenschaften auf: 1. Hydrophobizität. Die Stärke ist nach chemischer Modifikation vollständig hydrophob und der Feuchtigkeitsgehalt beträgt< 1%,="" was="" eine="" gute="" verträglichkeit="" mit="" anderen="" synthetischen="" polymermaterialien="" aufweist.="" 2.="" temperaturbeständigkeit.="" modifizierte="" stärke="" kann="" während="" der="" thermoplastischen="" verarbeitung="" einer="" hohen="" temperatur="" von="" 230="" °="" c="" standhalten,="" ohne="" gelb="" zu="" werden="" oder="" sich="" zu="" zersetzen.="" 3.="" thermoplastizität.="" 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="" verarbeitungstechniken="" werden="" sie="" in="" blasfolienmaterialien,="" spritzgussmaterialien,="" plattenmaterialien="" und="" schaummaterialien="" unterteilt.="" sie="" können="" gewöhnliche="" petrochemische="" kunststoffe="" ersetzen="" und="" sind="" in="" industrie,="" medizin,="" verpackung="" von="" lebensmitteln,="" elektrogeräten="" und="" anderen="" produkten,="" geschirr,="" küchengeschirr,="" spielzeug="" und="" blumenpflanzen="" weit="" verbreitet.="" auf="" diese="" weise="" werden="" große="" mengen="" an="" ölressourcen="" eingespart,="" kohlendioxidemissionen="" reduziert="" und="" die="" harmlose="" behandlung="" von="" müll="" realisiert.="" es="" ist="" auch="" förderlich="" für="" die="" förderung="" der="" landwirtschaftlichen="" entwicklung="" und="" der="" landwirte'="" einkommen="" und="" förderung="" der="" kräftigen="" entwicklung="" der="">
Am 12. Juli 2018 wurde berichtet, dass Yu Long das gesamte biologisch abbaubare Stärkematerial zum ersten Mal weltweit erfolgreich entwickelt und industrialisiert hat.
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 herkömmliche Kunststoffprodukte derselben Art.
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 haben den Vorteil, dass sie vollständig biologisch abbaubar und kompostierbar sind und die harmlose Behandlung von Müll ermöglichen.
⑶ Sicherheit: Materialien und Produkte auf Stärkebasis enthalten keine Weichmacher, Bisphenol A, Schwermetalle und andere giftige und schädliche Substanzen. Materialien in Lebensmittelqualität erfüllen die Anforderungen der einschlägigen in- und ausländischen Kunststoffnormen in Lebensmittelqualität.
⑷Produktionsprozess: Während des Produktionsprozesses werden keine drei Abfälle entsorgt, und es werden keine neuen Umweltverschmutzungen verursacht.
⑸Kosten: Biobasierte Kunststoffe und Produkte auf Stärkebasis sind dieselben wie gewöhnliche Erdölkunststoffprodukte, und die Kosten für biologisch abbaubare Materialien und Produkte auf Stärkebasis sind etwa doppelt so hoch wie für gewöhnliche Erdölkunststoffe.
Anwendungsaussichten
Mit der allmählichen Verschiebung der Verbraucherpräferenz für Kunststoffprodukte sind nachwachsende umweltfreundliche Materialien auf dem Markt immer beliebter geworden. Betroffen davon hat die Nachfrage nach biobasierten Kunststoffen zugenommen. Mit dem Schwerpunkt der Regierungen auf Biokunststoffen 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 in der Energiestruktur Frankreichs, sondern enthält auch Gesetzesvorschläge zu erneuerbaren Energien und Kunststoffverpackungen. Beispielsweise werden erneuerbare Energien bis 2030 um 40% und die Kohlendioxidemissionen bis 2030 um 40% gesenkt. Leichte Verpackungsbeutel für die Verpackung von Obst und Gemüse müssen ab dem 1. Januar 2017 aus biobasierten Materialien bestehen. Darüber hinaus werden Kunststoffverpackungen für kommerzielle Post zur gleichen Zeit mit denselben Standards implementiert. Die neueste Gesetzgebung der französischen Regierung schreibt vor, dass Einweggeschirr wie Geschirr, Tassen und Gabeln aus biobasierten Rohstoffen anstelle von Erdölrohstoffen hergestellt werden müssen.
Marktanalysten von RnR Market Research haben kürzlich vorausgesagt, 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 die Welt' s größter Verbrauchermarkt für biobasierte Kunststoffe. Im Jahr 2012 machte der Einsatz von biobasierten Kunststoffen in dieser Region 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 Typen werden Kunststoffe auf Stärkebasis und Polymilchsäure auch in den nächsten Jahren die am meisten nachgefragten Kunststoffe auf Biobasis sein, und ihr Marktverbrauch wird mehr als 60% der Gesamtmenge ausmachen. Laut RnR Market Research haben in den letzten Jahren verschiedene Länder nacheinander Kunststoffbeschränkungen erlassen und die Überwachung der Verwendung traditioneller Kunststoffe kontinuierlich verstärkt, was dazu beiträgt, die Nachfrage nach biobasierten Kunststoffen, insbesondere Kunststoffen auf Stärkebasis, weiter zu steigern.
Im Jahr 2013 gab der Staatsrat den&"Bio-Industrie-Entwicklungsplan GG" heraus. (im Folgenden als&"Plan GG" bezeichnet;). Das&"Plan GG"; wies darauf hin, dass die Industrialisierung, Förderung und Anwendung von biobasierten Materialien, biobasierten Chemikalien und neuen Fermentationsprodukten beschleunigt und auch biobasierte Produkte etabliert werden. Zertifizierungsmechanismus, Forschung und Entwicklung des Verbrauchs biobasierter Produkte
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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