Tärklisel põhinevad plastid
Tärklisel põhinevad plastid kasutavad tärklise keemiliseks modifitseerimiseks keemilisi reaktsioone, et vähendada tärklise hüdroksüülrühmi ja muuta selle algset struktuuri, muutes seeläbi tärklise vastavad omadused ja muutes töötlemata tärklise termoplastiliseks tärkliseks.
Hiina nimi tärklisepõhised plastid Tööstustööstus Keemiatööstus Rakendusväli Plasti tootmine
Sisukord
1 teadus- ja arendustegevuse taust
2 Protsessi põhimõte
3 Arengu staatus
4 Toote eelised
5 Sertifitseerimissüsteem
6 Rakenduse väljavaated
Teadus- ja arendustegevuse taustredaktor
Tärklis on looduslik polümeer, mille tootmine on teisel kohal vaid tselluloosil. See on rikas allikate poolest, taastuv ja odav. Seda saab kasutada tärklisepõhise plasti tootmiseks modifitseerimise ja plastifitseerimise teel. Tärklise baasil valmistatud plastmaterjalid on olulise bioloogiliste materjalide kategooriana saavutanud edukalt tööstusliku tootmise ja rakenduse. Tärklisel põhinev plast on omamoodi plasttooted, mis on valmistatud peamise toorainena tärklisest, segatud pärast modifitseerimist ja plastifitseerimist teiste polümeeridega ning kuuluvad teatud tüüpi bioplastide hulka. Tärklise baasil valmistatud bioplastid võib jagada kahte kategooriasse: biopõhised plastid ja biolagunevad plastid.
Tärklisepõhine biolagunev plast on üldiselt modifitseeritud tärklise ja biolaguneva polüestri (näiteks PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC jne) segu. See võib olla täielikult biolagunev, komposteeritav ja keskkonna saastamata. Kompost, prügilad ja muud töötlemismeetodid. Tärklisepõhised biopõhised plastid on tavaliselt modifitseeritud tärklise ja polüolefiinide segu (näiteks PP / PE / PS jne). Selle keskkondlik tähtsus on see, et see võib vähendada naftakeemiliste ressursside kasutamist, vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid ja jäätmed sobivad põletamiseks. Mõlemad materjalid võivad asendada traditsioonilisi naftapõhiseid plaste ja neid kasutatakse laialdaselt plastikpakendites, löögikindlates materjalides, kiledes ja kilekottides, ühekordselt kasutatavates lauanõudes, toidunõudes, mänguasjades jne.
Protsessiprintsiipide redigeerimine
Tärklis on looduslik kõrgmolekulaarne polümeer, mille molekulis on suur hulk hüdroksüülrühmi (molekulaarstruktuur on Ⅱ ja Ⅲ), mistõttu tärklise makromolekulide tugev koostoime raskendab algse tärklise sulatamist ja see eksisteerib koos teiste polümeerid. Samuti on halb ühilduvus segamise ajal teiste polümeeridega. Kuid need hüdroksüülrühmad saavad
Piisavalt esterdamise, eeterdamise, pookimise, ristsidumise ja muude keemiliste reaktsioonide läbimiseks. Neid keemilisi reaktsioone kasutatakse tärklise keemiliseks modifitseerimiseks, et redutseerida tärklise hüdroksüülrühma ja muuta selle algset struktuuri, muutes seeläbi tärklise vastavad omadused ja muutes algse tärklise termoplastiliseks tärkliseks.
1.Estrifitseerimine, ümberesterdamine või eeterdamine
Tärklise hüdrofiilsuse muutmiseks hüdrofoobseks läbivad tärklise estrite saamiseks tärklise molekulide hüdroksüülrühmad ja rasvhapped, rasvhapete estrid jms.
2. Ristsidumisreaktsioon
Tärklise materjali tugevuse ja kuumuskindluse parandamiseks viiakse tärklis läbi ristsildamisreaktsiooni ühendiga, millel on kaks või enam funktsionaalset rühma (näiteks polühapped jne), nii et tärklis on sobivalt ristsildatud.
3. Sõltumatu innovatsiooni ühendamine, reformimine ja aglomeerimine
Enamikku tärkliseplastidest valmistatakse tärklise segamisel teiste suure molekulaarsete materjalidega. Sel viisil saadud tooted on madala tugevusega ja halva ühilduvuse tõttu piiratud ühilduvusega. Tärklisepõhised plastid läbivad ka tärklise modifitseerimise ajal tärklise kopolümerisatsiooni, et saada tärklise ja muude polümeeride pookekopolümeere, parandades seeläbi tärklise ühilduvust teiste polümeermaterjalidega. Keemilise modifitseerimisega saavutati kolm tärklise modifikatsiooni: hüdrofiilsus muudeti hüdrofoobsuseks; soojustundlikkus muudeti temperatuurikindluseks; kõva ja rabedus muudeti plastilisuseks. See modifikatsioon lahendab tärklise muutmise ülemaailmse probleemi ja loob hea aluse edasiseks töötlemiseks.
Arengu oleku redigeerija
Tärklisepõhistel bioplastidel on 30-aastane teadus- ja arendustegevuse ajalugu ning need on biolaguneva plasti tüübid, millel on kõige pikem teadus- ja arendustegevuse ajalugu, kõige küpsem tehnoloogia, suurim industrialiseerimise ulatus ja suurim turuosa. 1980-ndate aastate alguses on tähelepanu äratanud modifitseeritud tärklise ja lagunevate plastisulamite põhidistantsid, mis võivad olla täielikult biolagunevad või lahustuvad plastid, ning tärklise segamine biolagunevate vaikudega. Neist edukaim on Itaalia Novamont Company "MaterBi", mis on läbitungiv võrgustruktuuriga polümeerse plasti sulamist, mis koosneb modifitseeritud tärklise ja modifitseeritud polüvinüülalkoholi segust, millel on hea töödeldavus, teisene töötletavus ja mehaanika. Toimivus ja suurepärane biolagunevus. Lisaks on American Air Product & Chemical Company välja töötatud "Vinex" polüvinüülalkoholil põhinev vaik, millel on madal polümerisatsioonitase. Samuti on sellel lahustuvus vees, termoplastiline töödeldavus ja biolagunevus.
Viimastel aastatel on riigid üldiselt oma uurimistöö keskendunud plastidele, mis suurendavad tärklise sisaldust nii palju kui võimalik, ning on välja töötanud mõned suurepäraste omadustega täiesti lagunevad materjalid ja isegi saanud puhast tärklisetooteid ilma sünteetiliste polümeerideta, see tähendab termoplastilise tärklise. Ameerika Warner-Lamberti ettevõtte toodetud biolaguneva materjali "Novon" tärklisesisaldus on üle 90%; Jaapani maisiettevõte ja Michigani Tootmistehnoloogia Instituut on ühiselt välja töötanud kõrge tärklisesisaldusega materjali, mille eeliseks on tugev veekindlus. Lisaks teatasid Jaapani Sumitomo Corporation ja Itaalia Ferrizz, et nad on edukalt uurinud tärklisest plasti tärklise sisaldus 90%. Tärklise muutmisel termoplastiliseks tärkliseks biolaguneva plasti tootmiseks on sellised uurimisinstituudid nagu Saksamaa Batekke teadusinstituut, Ameerika Warner-Lambert Company ja Šveitsi ülikool teinud suuri edusamme. Austraalia Riiklik Toiduainete Töötlemise ja Pakendi Teaduskeskus on kasutusele võtnud täieliku tärklise termoplasti, millel on hea voolavus, elastsus ja hallituse vabanemine. Toode on pehme, läbipaistev, tugeva tugevusega ja kontrollitud lagunemiskiirusega. Seda saab kasutada põllumajandusfilmide ja toidu tootmiseks. Pakkekile ja muud tooted.
Hiina tärkliseplastist töötas esmakordselt välja Jiangxi Teaduste Akadeemia Rakenduskeemia Instituut 1980ndate lõpus. Mittetäieliku statistika kohaselt osaleb nüüd enam kui 60 ülikooli, teadusinstituuti ja ettevõtet. Hiina vähendab tärklisepõhiste plastide uurimisel ja arendamisel järk-järgult lõhet välismaiste arenenud riikidega. Praegu on peamised kodumaised tärklisepõhiseid materjale ja tooteid tootvad ettevõtted ning nende praegune olukord järgmine: Wuhan Huali 40 000 tonni aastas, kavatseb ehitada tootmisliini, mille aastane toodang on 60 000 tonni; Shenzhen Hongcai 15 000 tonni aastas; Suzhou Hanfeng 10 000 tonni aastas; 10 000 tonni aastas Tianhe jaoks Zhejiangis; 10 000 tonni aastas Zhejiang Huafa jaoks; 10 000 tonni aastas Shandongi pagari jaoks; teiste tootmisettevõtete hulka kuuluvad Nanjing Biaoge ja Changzhou Longjun.
Tärklise modifitseerimiseks ja plastifitseerimiseks kasutatakse keemilisi meetodeid. Modifitseeritud tärklisel on kolm omadust: 1. hüdrofoobsus. Pärast keemilist modifitseerimist on tärklis täielikult hüdrofoobne ja selle niiskusesisaldus on alla 1% ning see sobib hästi teiste sünteetiliste polümeermaterjalidega. 2. Temperatuuri vastupidavus. Modifitseeritud tärklis peab termoplastilise töötlemise ajal vastu kõrgele temperatuurile 230 ° C ilma kollasuse ja lagunemiseta. 3. Termoplastne. Modifitseeritud tärklist saab termoplastiliselt töödelda plasti töötlemise seadmetel. Ettevõtte toodetud tärklisepõhised plastid jagunevad kaheks seeriaks: biopõhised ja biolagunevad. Erinevate töötlemistehnoloogiate kohaselt jagatakse need puhutud kileks, survevalu, lehtmaterjalideks ja vahtmaterjalideks. Toidukaupade, elektriseadmete ja muude toodete pakendid ja lauanõud, kööginõud, mänguasjad ja lillede istutamine. Selle tulemusel säästetakse palju naftavarusid, vähendatakse süsinikdioksiidi heitkoguseid, töödeldakse prügi kahjutult. Kasulik on edendada põllumajanduse arengut ja suurendada põllumeeste sissetulekuid ning edendada ringmajanduse jõulist arengut.
12. juulil 2018 teatati, et Yu Long arendas ja tööstuslikult esimest korda kogu tärklise biolagunevat materjali. [1]
Toote eeliste redaktor
Traditsiooniliste plasttoodetega võrreldes on tärklisepõhiste materjalide ja toodete eelised esitatud järgmistes aspektides:
Samalaadne jõudlus: sellel on samad ja sarnased toimimisvõimalused kui sarnastel traditsioonilistel plasttoodetel;
⑵keskkonnakaitse: tärklise baasil toodetud biopõhiste plastide ja toodete eelised on naftavarude säästmine ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamine; Tärklisel põhinevatel biolagunevatel plastidel ja toodetel on eelised täielikul biolagunemisel, kompostimisel ja jäätmete kahjutul kõrvaldamisel;
⑶ Ohutus: tärklisepõhised materjalid ja tooted ei sisalda toksilisi ja kahjulikke aineid, nagu plastifikaatoreid, bisfenool A ja raskemetalle. Toidukvaliteediga materjalid vastavad kodumaiste ja välismaiste toiduklassi plastistandardite nõuetele;
Tootmisprotsess: tootmisprotsessis ei toimu kolme jäätmeheidet, mis ei põhjusta keskkonnale uut reostust;
Kulud: tärklisepõhised biopõhised plastmaterjalid ja -tooted on samad, mis tavalistel naftaplasttoodetel. Tärklisepõhiste täielikult biolagunevate materjalide ja toodete maksumus on umbes kaks korda tavalise naftaplasti oma.
Sertifitseerimissüsteemi toimetaja
Viimastel aastatel on järk-järgult tunnustatud bio-põhiste toodete keskkonnasäästlikkust nii kodu- kui välismaal, mis on bioloogiliste materjalide rakendusala tunduvalt laiendanud. Biopõhiste materjalide bioloogilise süsiniku sisaldus on tavalistest plastidest erinev oluline omadus. Biokarbonaadi sisaldus on määratletud kui biokütuse protsent tootes sisalduvas orgaanilises süsinikus (sealhulgas bio- ja fossiilsüsinik). Kuna süsivesinik on uus süsinik, ei põhjusta see keskkonnareostust, seega on sellel hea keskkonnakaitse mõju. Bioloogilise süsinikusisalduse kontrollistandardite hulka kuulub US ASTM D6866-08: Tahke-, vedeliku- ja gaasiproovide bioloogilise sisalduse määramise katsemeetod radiosüsiniku analüüsi abil ja vedelikstsintillatsiooniloenduri meetod bioloogiliste materjalide bioloogilise sisalduse määramiseks Hiinas GB / T29649-2013. Kuna sama põlvkonna elusorganismides sisaldub sama palju radioaktiivset süsinikku, on ASTM D6866 põhimõtteks proovide bioloogilise sisalduse mõõtmine mis tahes olekus, kasutades organismi seda omadust; selle mõõtmismeetodi abil on võimalik kindlaks teha mis tahes biopõhised tooted ja organismid. Põhineb põhisegus sisalduvate biopõhiste või taastuvate materjalide täpse protsendimäära alusel.
2009. aastal andis Belgia autoriteetne sertifitseerimisasutus Vincotte välja maailma esimese OK Biobased star'i sertifikaaditoodete sertifikaadi, mis autoriteetselt sertifitseeris biopõhiste materjalide bio-süsiniku sisaldust ja andis ka biopõhistele toodetele usaldusväärse toote kvaliteedi materjaliturg. Kolmandate osapoolte arvustused. OK-Biobased on Belgias asuvate biopõhiste vähese süsinikusisaldusega toodete keskkonnamärk. Pärast sertifitseerimise saamist saavad biopõhised plastitootjad kinnitada sildid tootepakenditele või toodetele, et eristada tavalisi naftakeemiatooteid. See määratleb biopõhised materjalid, lähtudes bio-süsiniku sisaldusest, ning kasutab hindamiseks bio-süsiniku sisalduse protsenti ja kogu süsiniku sisaldust. Selle standardiks on ASTM D6866, mis liigitab materjalid tähtedeks ja on EL autoriteetne biopõhiste materjalide sertifitseerimismärk. OK Biobased logo kasutab toote keskkonnaklassi eristamiseks tärniga. Sertifitseeritud toode saab ühe tärnitähise, mis tõendab, et see sisaldab 20–40% biokarbonaati, 2 tärni on 40–60%, 3 tärni on 60–80% ja 4 tähte on rohkem kui 80%. . toode. Vincotte OK biopõhise sertifikaadi eesmärk on aidata ettevõtetel või turustajatel parandada taastuvate toodete konkurentsivõimet turul ja suunata tarbijaid keskkonnasõbralikke tooteid paremini valima.
Bioloogiliste materjalide ja toodete arendamise ergutamiseks on Ameerika Ühendriikide põllumajandusministeerium rakendanud bioloogilise prioriteedi programmi. Programmil on kaks menetlust, riigihangete prioriteetsusprogramm ja vabatahtlik tarbijatele märgistamise programm. Esimene julgustas biopõhiste toodete väljatöötamist 2002. aastal, teine aga 2008. aastal. Bio Priority Programmi eesmärk on ergutada biomassitoodete tarbimist Ameerika Ühendriikides. Föderaalsed valitsusasutused ja nende töövõtjad eelistavad kõrgeima biomassiga tooteid. Kui toode vastab USDA bioloogiliste toodete loendis sisalduvale minimaalsele biopõhise sisalduse standardile, saavad selles programmis osaleda kõik tehased ja levitajad ning toote pakendid võib kinnitada asutuse väljaantud sertifikaadimärgisega.
Rahvusvaheline biolaguneva plasti sertifitseerimine hõlmab Belgia OK Compost sertifikaati, Saksamaa Compostable sertifikaati ja USA BPI sertifikaati.
OK Compost on kompostitav sertifikaat nimega "OK Compost", mille on välja andnud Belgia sertifitseerimisasutus AIB-Vincotte Group pärast katsetamist vastavalt biolagunevate materjalide testimisstandardile EN13432 või ASTM D6400. OK Komposti sertifitseerimise eesmärk on aidata ettevõtetel või turustajatel parandada täielikult lagunevate toodete turukonkurentsi ja suunata tarbijaid keskkonnasõbralikke tooteid paremini valima.
Komposteeritav sertimine on biolagunevate toodete sertifitseerimine, mille on käivitanud TUV Rheinlandi ja Deutsches Institut fr Normuni (DIN) ühine sertifitseerimisagentuur DIN CERTCO. Sertifitseerimismärk on märk "külv". Komposteeritav sertifikaat aitab ostjatel valida paljude tarnijate ja tootjate toodete hulgast rangeid kvaliteedi-, ohutus- ja keskkonnakaitselisi tooteid. Samal ajal näitavad Compostable logoga tooted, et nad on edukalt sooritanud autoriteetsete kolmandate osapoolte agentuuride testid ja hinnangud, mis aitab tugevdada klientide ostusaldust ja edendada tõhusalt toodete müüki. Lisaks saab logo kuritarvitamise või võltsimise vältimiseks kontrollida litsentsisaaja asjakohast teavet DIN CERTCO ametlikul veebisaidil.
BPI on lühend sõnadest BiodegradableProductsInsitute. BPI koolitab tootjaid, seadusandjaid ja tarbijaid uuendusliku kompostitava märgistamissüsteemi abil lagunevate materjalide teaduslike standardite osas. Samal ajal läbi terve rea protseduure, millega tagatakse, et asjaomased tooted vastavad lagunevate materjalide standardite nõuetele.
Wuhan Huali Environmental Protection Co., Ltd., esimene Hiina ettevõte, mis sai OK Biobased sertifikaadi, on saanud neljatärnise biopõhise toote sertifikaadi. Samal ajal on ettevõtte biolagunevad materjalid saanud OK Komposti sertifikaadi ja Komposteeritava sertifikaadi.
Rakenduse esiplaaniredaktor
Seoses tarbijate plasttoodete eelistamise järkjärgulise muutumisega on taastuvate ja keskkonnasõbralike materjalide populaarsus turul tõusnud. Selle mõjul on nõudlus biopõhiste plastide järele kasvanud. Kuna valitsused peavad bioplasti oluliseks, suureneb ülemaailmse bioplasti nõudluse koguväärtus 2020. aastal eeldatavasti 5,9 miljardi dollarini, mis võrdub keskmise aastase kasvumääraga 20%.
Hiljuti võttis Prantsuse parlament vastu seadused energia ülemineku ja rohelise majanduskasvu kohta. Lisaks tuumaenergia osakaalu vähendamisele Prantsuse energiasegus sisaldab uus seadus ka taastuvenergia ja plastpakenditega seotud seadusandlikke soovitusi. Näiteks suurenevad taastuvad energiaallikad 2030. aastaks 40% ja süsinikdioksiidi heitkogused vähenevad 2030. aastaks 40%; puu- ja köögiviljade pakendamiseks mõeldud kerged kotid peavad alates 1. jaanuarist 2017 olema valmistatud biopõhistest materjalidest; Lisaks rakendatakse samal ajal samade standarditega ka kommertspostide plastpakendid. Prantsuse valitsuse uusimad õigusaktid nõuavad, et ühekordselt kasutatavad nõud, näiteks nõud, tassid, kahvlid ja kahvlid, peaksid olema valmistatud biopõhistest materjalidest, mitte naftapõhistest materjalidest.
RnR Market Researchi turuanalüütikud on prognoosinud, et ülemaailmne nõudlus biopõhiste plastide järele kasvab järgmise nelja aasta jooksul 19% -lise kasvutempoga ja 2017. aastal ulatub selle turunõudlus 950 000 tonnini. Euroopa on maailma suurim biopõhiste plastide tarbijaturg. Biopõhiste plastide kasutamine moodustas selles piirkonnas 2012. aastal üle poole kogu maailma kogumahust. Uuringuaruandest selgub, et võrreldes traditsioonilise plastiga on Euroopa riikide tarbijad pigem valinud uusi biopõhiseid plasttooteid. Seetõttu eeldatakse, et piirkond jätkab bio-põhise plasti tarbimise edetabeli juhtimist. Liikide osas on tärklisepõhised plastid ja polüpiimhape lähiaastatel endiselt kõige nõutumad biopõhised plastid ja nende turutarbimine moodustab enam kui 60% kogutoodangust. RnR Market Researchi andmetel on mitmed riigid viimastel aastatel väljastanud plastikpiiranguid ja suurendanud pidevalt traditsiooniliste plastide kasutamise järelevalvet, mis soodustab bio-, eriti tärklisepõhiste plastide nõudluse suundumuse edasist turgutamist.
Pakume patenteeritud täielikult biolagunevat kilet ja PVA-kott, kõik tooted on valmistatud valamisseadmete abil. See erineb traditsioonilistest puhumisvormimistoodetest, kõik puhumisvormimistooted pole täielikult biolagunevad. Saame toota pva-filme ja -kotte, mis on täiesti läbipaistvad ja erinevates värvides. ja PVA-kile on siledam kui traditsioonilised puhumisvormimistooted.
Pakume ka orgaanilise materjaliga täielikult biolagunevat kilet ja patenteeritud tooraine ning tootmisprotsessiga kotte.
Lisateavet PVA-kilede ja -kottide kohta leiate meie kodulehelt:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/