biyolojik olarak parçalanabilen plastik
Biyobozunur plastik, doğada bakteri, küf (mantar) ve alg gibi mikroorganizmaların etkisiyle bozunan bir plastik türünü ifade eder. İdeal biyobozunur plastik, mükemmel performansa sahip, atıldıktan sonra çevresel mikroorganizmalar tarafından tamamen parçalanabilen ve sonunda doğadaki karbon döngüsünün bir bileşeni olmak için inorganik hale gelen bir polimer malzemedir."Kağıt" tipik bir biyolojik olarak parçalanabilen malzeme iken,"sentetik plastik" tipik bir polimer malzemedir. Bu nedenle, biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, hem"kağıt" ve&"sentetik plastikler &"; özellikler.
Çin bilimsel adı
biyolojik olarak parçalanabilen plastik
sınıflandırma
Komple yaratıklar ve yıkıcı yaratıklar
Ana kompozisyon
Doğal polimer, alifatik polyester vb.
esas olarak içerir
PBAT, PLA vb.
özellikleri
Belirli çevresel koşullar altında belirli biyolojik olarak parçalanabilirliğe sahip olmak
içindekiler
1 tanım
2 sınıflandırma
3 uygulama
4Geliştirme geçmişi
5 Piyasa durumu
6 ilgili konu
7 özel önlem
1 tanım
Biyobozunur plastikler, aynı zamanda biyobozunur plastikler olarak da bilinirler, toprak ve/veya kum gibi doğal koşullar ve/veya kompostlama koşulları, anaerobik çürütme koşulları veya sulu kültür sıvıları gibi özel koşullar altında doğada bulunan mikroorganizmaların hareketini ifade eder. Bozunmaya neden olur ve sonunda tamamen karbondioksit (CO₂) ve/veya metan (CH₄), su (H₂O) ve içerdiği elementlerin mineralize inorganik tuzlarının yanı sıra yeni biyokütle plastiklerine dönüşür.
2 sınıflandırma
Biyobozunur plastikler hammadde kaynağına göre iki türe ayrılabilir: biyo bazlı biyobozunur plastikler ve petrokimya bazlı biyobozunur plastikler.
Biyo-bazlı biyolojik olarak parçalanabilen plastikler dört kategoriye ayrılabilir: birinci kategori, doğrudan doğal malzemelerden işlenen plastiklerdir; ikinci kategori, mikrobiyal fermantasyon ve kimyasal sentezin katılımıyla elde edilen polimerlerdir; üçüncü kategori, mikroorganizmalar tarafından doğrudan sentezlenen polimerlerdir Dördüncü kategori, bu malzemelerin veya bu malzemelerin ve diğer kimyasal olarak sentezlenmiş biyobozunur plastiklerin harmanlanmasıyla elde edilen biyobozunur plastiklerdir.
Petrokimya bazlı biyobozunur plastikler, PBAT, polibütilen süksinat (PBS), karbon dioksit kopolimer (PPC) vb. gibi petrokimyasal monomerlerin kimyasal sentezle polimerize edilmesiyle elde edilen plastikleri ifade eder. [1]
Nişasta bazlı tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastik
Nişasta bazlı tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastik
Biyolojik bozunma sürecinin sınıflandırmasına göre, biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastikler ve yıkıcı biyolojik olarak parçalanabilen plastiklere ayrılabilir. Tahrip edici biyolojik olarak parçalanabilen plastikler şu anda esas olarak nişasta modifiyeli (veya doldurulmuş) polietilen PE, polipropilen PP, polivinil klorür PVC, polistiren PS ve benzerlerini içermektedir.
Tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, esas olarak doğal makromoleküllerden (nişasta, selüloz, kitin gibi) veya mikrobiyal fermantasyon veya termoplastik nişasta plastikleri, alifatik polyesterler ve polilaktik asit, Nişasta/polivinil alkol gibi biyolojik olarak parçalanabilen makromoleküllerin sentezi yoluyla tarımsal ve yan ürünlerden yapılır. vs. hepsi bu tür plastiklerdir.
Nişasta ve diğer doğal maddelere dayalı biyobozunur plastikler şu anda esas olarak aşağıdaki ürünleri içerir: polilaktik asit (PLA), polihidroksialkanoat (PHA), nişasta plastikleri, biyo-mühendislik plastikleri, biyo-genel plastikler (poliolefin ve poliklorür) Etilen.
Farklı hammaddelere göre, en azından aşağıdaki yaygın biyolojik olarak parçalanabilen plastik türleri vardır:
Polikaprolakton (PCL)
Bu plastik iyi bir biyolojik parçalanabilirliğe sahiptir ve erime noktası 62°C'dir. Onu parçalayan mikroorganizmalar, iyimser veya anaerobik koşullar altında geniş çapta dağılır. Biyolojik olarak parçalanabilen bir malzeme olarak nişasta ve selüloz malzemeleri ile karıştırılabilir veya laktik asit ile polimerize edilebilir.
Polibütilen süksinat (PBS) ve kopolimerleri
PBS'ye (erime noktası 114°C) dayalı çeşitli yüksek moleküler ağırlıklı polyesterlerin üretim teknolojisi, endüstriyel üretim düzeyine ulaşmıştır. Japonya's Mitsubishi Chemical Corporation ve Showa Polymer Corporation, yaklaşık 1.000 tonluk bir ölçekte endüstriyel üretime başladı.
Çin Bilimler Akademisi Fizik ve Kimya Enstitüsü de polibütilen süksinat kopolyester sentezi üzerine araştırmalar yürütüyor. Çin Bilimler Akademisi Fizik ve Kimya Enstitüsü, yıllık 25.000 ton PBS ve polimer üretimine sahip bir üretim hattı inşa etmek için Shandong Huiying Şirketi ile işbirliği yaptı ve Guangdong Jinfa Şirketi, yıllık üretimi olan bir üretim hattı inşa etti. 1.000 ton. Tsinghua Üniversitesi, Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.'de yıllık 10.000 ton PBS ve kopolimer üretimi olan bir üretim hattı kurdu.
Polilaktik asit (PLA)
Amerika Birleşik Devletleri Natureworks, polilaktik asit üretim sürecini iyileştirmede aktif ve etkili çalışmalar yaptı ve yıllık 14.000 ton üretim kapasitesi ile polilaktik asit üretmek için mısırda glikoz fermantasyonunu geliştirdi. Japonya' un UNITIKA şirketi, Japonya'daki Aichi World Expo'da kanvas, tepsiler, sofra takımları vb. gibi birçok ürün geliştirdi ve üretti.
Çin'de, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (5.000 bin ton/yıl üretim hattı ile) Çin'de sanayileşmiştir ve Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, vb. için pilot uygulama yapılmaktadır.
Polihidroksialkanoat (PHA)
Yurtdışında sanayileşmiş üretim gerçekleştiren ülkeler ağırlıklı olarak Amerika Birleşik Devletleri ve Brezilya'dır. Yerli üretim birimleri arasında Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (10.000 ton/yıl ölçekli), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (2.000 ton/yıl ölçekli) ve pilot uygulama aşamasındaki Jiangsu Nantian Group Co., Ltd. bulunmaktadır. denemeler
Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, alifatik polyester ve nişastayı birlikte kullanarak, parçalanabilir plastik üretme teknolojisi de başarıyla incelenmiştir. Avrupa ve Amerika ülkelerinde, çöp poşetleri ve diğer ürünlerin üretiminde nişasta ve alifatik polyester karışımları yaygın olarak kullanılmaktadır. Dünyanın en büyük ve en çok satan şirketi, ticari adı Mater-bi olan İtalyan şirketi Novamont'tur.' şirketinin ürünleri Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çok sayıda yerli araştırma ve üretim birimi bulunmaktadır. Bunların arasında, sanayileşmiş birimler arasında Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (40.000 ton/yıl ölçekli), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8.000 ton/yıl) ve Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. bulunmaktadır. ( 5.000 ton/yıl), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (ölçek 2.000 ton/yıl), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (ölçek 5.000 ton/yıl), vb.
Alifatik aromatik kopolyester
Almanya'da BASF tarafından üretilen alifatik aromatik rastgele kopolyester (Ecoflex) monomerlere sahiptir: adipik asit, tereftalik asit ve 1,4-bütandiol. Üretim kapasitesi 140.000 ton/yıl'dır. Aynı zamanda, polyester ve nişasta bazlı biyolojik olarak parçalanabilen plastik ürünler geliştirilmiştir.
Polivinil alkol (PVA) biyolojik olarak parçalanabilen plastikler
Örneğin, İtalyan NOVMANT's MaterBi ürününün 1990'larında, film üfleyebilen ve diğer ürünleri de işleyebilen nişastaya esas olarak PVA eklenmiştir. Polivinil alkol malzemelerinin iyi biyobozunurluğa sahip olması için modifiye edilmesi gerekir. Pekin Teknoloji ve İşletme Üniversitesi Hafif Sanayi Plastik İşleme ve Uygulama Enstitüsü bu konuda belirli sonuçlar elde etti.
karbondioksit kopolimeri
Yurtdışında, karbondioksit kopolimerlerini inceleyen en eski ülkeler ağırlıklı olarak Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'dir, ancak endüstriyel üretim olmamıştır. İç Moğolistan Mengxi Group Corporation, Changchun Uygulamalı Kimya Enstitüsü'nün teknolojisini benimser ve yıllık 3.000 ton karbondioksit/epoksi bileşik kopolimer reçinesi üreten bir cihaz inşa etti. Ürünler ağırlıklı olarak ambalaj ve medikal malzemelerde kullanılmaktadır. Çin Bilimler Akademisi Guangzhou Kimya Enstitüsü'nden Dr. Chen Liban tarafından geliştirilen düşük moleküler ağırlıklı karbondioksit kopolimer teknolojisi, Jiangsu, Taixing'de üretime alındı. Ve diğer ambalaj. Henan Tianguan Group, Sun Yat-sen Üniversitesi'nden Profesör Meng Yuezhong'un teknolojisini benimsedi ve pilot ölçekli bir karbondioksit kopolimer üretim hattı kurdu.
Kitin, poliamid, poliaspartik asit, polisakkaritler, selüloz vb. gibi diğerleri geliştirme aşamasındadır.
Poli-β-hidroksibutirat (PHB)
3000 ton tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastik
3000 ton tamamen biyolojik olarak parçalanabilen plastik
Küresel bir perspektiften bakıldığında, PHB ve PHBV en umut verici biyobozunur plastiklerden biri olarak kabul edilmektedir ve bunlar aynı zamanda geliştirilmekte olan yeni ürünlerdir. Teknik tarafın pilot üretim maliyeti yaklaşık 40 RMB/kg'dır. Sanayileşme üretime girdikten sonra ürünün maliyeti daha da düşecek ve fiyat avantajı ortadadır. Özellikle, teknik tarafın basit üretim süreci ve basit ekipmanı, büyük ölçekli üretimi teşvik etmek ve yürütmek kolaydır.
3 uygulama
Biyobozunur plastikler, iyi parçalanabilirliği nedeniyle, bu aşamada en büyük uygulama alanı olan gıda yumuşak ve sert ambalaj malzemeleri olarak ağırlıklı olarak kullanılmaktadır.
Biyolojik olarak parçalanabilen plastikler için ana hedef pazarlar, plastik ambalaj filmleri, tarım filmleri, tek kullanımlık plastik torbalar ve tek kullanımlık plastik sofra takımlarıdır. Geleneksel plastik ambalaj malzemeleriyle karşılaştırıldığında, yeni bozunabilir malzemelerin maliyeti biraz daha yüksektir. Bununla birlikte, çevre koruma bilincinin artmasıyla birlikte, insanlar çevreyi korumak için daha yüksek fiyatlı yeni bozunabilir malzemeleri kullanmaya isteklidir. Artan çevre koruma bilinci, biyolojik olarak parçalanabilen yeni malzeme endüstrisine büyük gelişme fırsatları getirdi. Çin ekonomisinin gelişmesi, Olimpiyatların başarılı bir şekilde ev sahipliği yapması, Dünya Fuarı ve dünyayı şok eden diğer büyük ölçekli etkinlikler, çeşitli dünya kültürel mirasının ve ulusal doğal noktaların korunması ihtiyacı, plastiklerin neden olduğu çevre kirliliği, giderek daha önemli hale geliyor ve her düzeydeki hükümetler beyaz kirliliğin tedavisini kilit görevlerden biri olarak listeliyor.
Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya gibi gelişmiş ülkeler ve bölgeler, kısmi yasaklama, kısıtlama, zorunlu toplama ve kirlilik vergilerinin tahsilatı gibi tedbirlerle, bozunmayan plastiklerin kullanımını kısıtlamak için art arda ilgili yasa ve yönetmelikleri formüle etmiş ve yayınlamıştır, ve çevreyi korumak için şiddetle yeni biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler geliştirmek, Toprağı korumak. Bunların arasında, Fransa 2005 yılında, taşınabilecek tüm tek kullanımlık plastik poşetlerin 2010'dan sonra biyolojik olarak parçalanabilir olması gerektiğine dair bir politika yayınladı.
Aynı zamanda Çin, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin uygulanmasını ve teşvik edilmesini teşvik etmek için art arda bir dizi politika başlattı. 2004 yılında, Ulusal Halk Kongresi&"Yenilenebilir Enerji Yasası (Taslağı) &" yasasını kabul etti; ve"Katı Atık Yasası (Revizyon)" yenilenebilir biyokütle enerjisinin kullanımını ve bozunabilir plastiklerin yaygınlaştırılmasını ve uygulanmasını teşvik etmek; 2005 yılında, Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu 40 No'lu belge, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin kullanımını ve teşvik edilmesini açıkça teşvik etmiştir; 2006 yılında, Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu, biyokütle biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerin geliştirilmesinin teşviki için özel bir fon projesi başlattı;"Çözünür Plastikler için Tanımlama, Sınıflandırma, Etiketleme ve Parçalanabilirlik Gereklilikleri" 1 Ocak 2007'de uygulamaya konuldu Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve diğer ülkelerin karşılıklı olarak tanınması, Çinli şirketlerin ürün ihracatını kolaylaştırdı.
4Geliştirme geçmişi
Japonya Biyobozunur Plastik Araştırma Derneği'nin verilerine göre, Japonya'da 2002 yılında biyobozunur plastik üretimi yaklaşık 10.000 ton, 2003 yılında yaklaşık 20.000 ton, 2005 yılında yaklaşık 40.000 ton idi ve yaklaşık 100.000 tona ulaşması bekleniyor. 2010 yılında 200.000 tona
Avrupa Biyoplastik Birliği'nin verilerine göre, 2001'deki rakamlar, AB'de biyolojik olarak parçalanabilen ürünlerin tüketiminin 25.000 ila 30.000 ton olduğunu, geleneksel polimerlerin tüketiminin ise 35 milyon ton kadar yüksek olduğunu gösterdi. Avrupa Biyoplastik Birliği, 2010 yılında geleneksel polimer tüketiminin 55 milyon tona ulaşacağını, biyobozunur plastik tüketiminin ise o zamana kadar 500.000 ila 1 milyon tona ulaşacağını tahmin ediyor. Biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler sonunda pazar payının %10'unu işgal edebilir. Biyobozunur malzemelerde, yenilenebilir kaynaklar kullanan hammaddelerin oranı %90'dan fazla olacaktır.
Çin Plastik Derneği'nin Parçalanabilir Plastikler Profesyonel Komitesi istatistiklerine göre, 2003 yılında Çin'de biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerin tüketimi yaklaşık 15.000 tondu ve bunun yaklaşık 1.000 tonu nişasta ilavesiz biyolojik olarak parçalanabilir polimerler içeriyordu. 2005 yılında, yılda 60.000 ton üretim kapasitesine sahip, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerle uğraşan yaklaşık 30 şirket vardı. Gerçek üretim yaklaşık 30.000 tondu. İç pazar talebi yaklaşık 50.000 ton, dış ithalat 10.000 ton ve ihracat 20.000 ton idi. 2010 yılında üretim kapasitesinin yaklaşık 250.000 tona ulaşacağı tahmin edilmektedir. Ayrıntılar için lütfen&"Öngörü Çin's Biyobozunur Plastik Endüstrisi Derinlemesine Araştırma ve Yatırım Stratejik Planlama Analizi Raporuna&bakın.
Bazı gelişmiş ülkeler de döngüsel ekonomi fikri tarafından yönlendirilir ve biyolojik olarak parçalanabilen tek kullanımlık mutfak eşyaları kullanır. Örneğin, İsveç 1980'lerin sonlarında patates ve mısırdan tek kullanımlık fast food kutuları üretmeye çalıştı ve Güney Kore yapışkan pirinçten yapılmış kürdanları kullanmak için zorunlu yasalar çıkardı. Beklemek. Avrupa, biyolojik olarak parçalanabilen kompost plastikler&için EN13432 standardını formüle etti; Geri dönüşüm için kompostlaştırma ve biyolojik bozunmaya elverişli ambalaj malzemelerinin test edilmesi ve nihai değerlendirmesi için gereklilikler&ve organik atık kompostlama işleminin teşvik edilmesine ilişkin diğer kararname aktif olarak formüle edilmekte ve hazırlanmaktadır. ABD hükümeti, biyolojik olarak parçalanabilen plastik endüstrisinin gelişimini teşvik etmek için 1996'dan beri Başkanlık Yeşil Kimya Mücadelesi Ödülü'nü kurdu. 1989'da New York Eyaleti, biyolojik olarak parçalanamayan sebze torbalarının kullanımını yasakladı, parçalanabilir plastik üreten üreticilere sübvansiyon sağladı ve vatandaşların yenilenebilir ve yenilenemez atıkları ayırmasını istedi, aksi takdirde 500 dolar para cezasına çarptırılacaklardı.
Diğer bazı ülkeler de benzer önlemler aldı: Hindistan, süt endüstrisinde plastik ambalaj kullanımını yasaklayan yasalar çıkardı; Güney Afrika yasaları plastik ambalaj poşetlerinin kullanımını tamamen yasakladı. Çeşitli ülkelerde mevzuatın gelişmesiyle birlikte, yeni biyolojik olarak parçalanabilen ambalaj malzemelerinin giderek daha popüler hale gelmesi bekleniyor.
Çin'de, bozunabilir plastik anlayışının derinleşmesiyle birlikte, bu malzemenin ve endüstrisinin Çin's sürdürülebilir kalkınması üzerindeki stratejik rolü tam olarak gerçekleşti. Biyobozunur plastiklerin yaygın bir şekilde uygulanması bekleniyordu. Çin Halkı' Çin Cumhuriyeti,&"Yenilenebilir Enerji Yasası (Taslağı) &" nü onayladı; ve"Katı Atık Yasası (Revize)" 2004 yılında yenilenebilir biyokütle enerjisinin kullanımını ve bozunabilir plastiklerin teşvik edilmesini ve uygulanmasını teşvik etmek. Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu'nun 2005'teki 40 numaralı belgesinde de biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin kullanımını ve teşvik edilmesini teşvik ettiği açık. 2006 yılında, Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu, biyokütle biyolojik olarak parçalanabilen malzemelerin geliştirilmesini teşvik etmek için özel bir fon projesi başlattı.
5 Piyasa durumu
2019 yılına kadar, biyolojik olarak parçalanabilen plastik endüstrisinin piyasa değeri, yıllık ortalama %13,01 büyüme oranıyla 3.477 milyar ABD Dolarına yükselecek. Avrupa biyolojik olarak parçalanabilen plastik pazarının 2014'ten 2019'a kadar yıllık ortalama %12 büyüme oranıyla büyümesi bekleniyor.
Biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, hızlı bir gelişme döneminin habercisidir. Biyolojik olarak parçalanabilen plastik kavramı abartılmış olsa da, uygulama hacmi artıramadı.
Biyobozunur plastikler ağırlıklı olarak paketleme, elyaf, tarım, enjeksiyon kalıplama ve diğer alanlarda kullanılmaktadır. Bunlar arasında ambalaj sektöründe en çok kullanılanıdır. 2013 yılında toplam pazarın yaklaşık %60'ını oluşturuyordu. Gıda ambalajı talebi, biyolojik olarak parçalanabilen plastik ambalaj pazarının %70'inden fazlasını oluşturuyor. ; Enjeksiyon kalıplama uygulama pazarı, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklere olan talebin artmasının ana itici gücüdür.
2013 sonu itibariyle, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin ana pazarlarıdır. İstatistiklere göre, 2013 yılında Avrupa ve Kuzey Amerika pazarları, küresel biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin sırasıyla %54'ünü ve %28'ini oluşturuyordu.
Avrupa Parlamentosu Çevre Komitesi, tek kullanımlık hafif plastik poşetlerin kullanımının azaltılmasına ilişkin bir taslağı onayladı. Taslak, 28 AB üye ülkesinin, ultra ince plastik poşet kullanımını 2010'a kıyasla 2019'da %80 azaltma hedefine ulaşmak için plastik poşet kullanımını etkin bir şekilde azaltmak için iki aşamalı bir yaklaşım izlemesi gerektiğini önermektedir. çözünürlüğün biyolojik olarak parçalanabilen plastiklere yönelik pazar talebini büyük ölçüde canlandırması ve önümüzdeki beş yıl içinde ilgili üreticiler için büyük büyüme fırsatları yaratması bekleniyor.
6 ilgili konu
Bununla birlikte, bozunabilir plastikler hakkında birçok çalışma ve rapor olmasına rağmen, birçok spesifik sorun çözülemiyor, tanıtım son derece zor ve beklentiler iyimser değil. Sebepler şunlardır: ilk olarak, bozunabilir plastik torbanın taşıma kapasitesi düşük olduğundan, müşterilerin daha fazla malzeme ve tekrarlı kullanım gereksinimlerini karşılayamaz; ikincisi, bozunabilir plastik torbanın rengi soluk ve sarıdır ve şeffaflığı düşüktür, bu da insanlara yeterince temiz olmadığı ve göze hoş görünmediği hissi verir, Kullanma konusunda endişelenmeyin; üçüncüsü, fiyat çok yüksek, çünkü tüccar onu bedavaya veriyor, bu yüzden maliyet kabul edilemez.
Başka bir örnek, EPS fast food beslenme çantalarının çevre kirliliği sorununu çözmektir. Bunun yerine kağıt yemek kutuları veya biyolojik olarak parçalanabilen plastik yemek kutuları kullanmayı deneyin. Ancak, aşağıdaki nedenlerden dolayı tanıtım yapmak son derece zordur: Birincisi, EPS