Nişasta bazlı plastikler
Nişasta bazlı plastikler, nişastanın hidroksil gruplarını azaltmak ve orijinal yapısını değiştirmek için nişastayı kimyasal olarak değiştirmek için kimyasal reaksiyonlar kullanır, böylece nişastanın karşılık gelen özelliklerini değiştirir ve orijinal nişastayı termoplastik bir nişastaya dönüştürür.
Çince adı
Nişasta bazlı plastikler
Alan
Kimyasal üretim
sanayi
Endüstriyel üretim
Uygulama alanı
Plastik imalat
içindekiler
1 R&amfi; D arka plan
2 Proses prensibi
3 Geliştirme durumu
4 ürün avantajı
5 sertifika sistemi
6 Uygulama beklentileri
1 R&amfi; D arka plan
Nişasta, verimi dünyadaki selülozdan sonra ikinci sırada olan doğal bir polimerdir. Kaynak açısından zengin, yenilenebilir ve fiyatı düşüktür. Modifikasyon ve plastikleştirme yoluyla nişasta bazlı plastikler üretmek için kullanılabilir. Biyo bazlı malzemelerin önemli bir kategorisi olarak nişasta bazlı plastikler, endüstriyel üretim ve uygulamayı başarıyla gerçekleştirmiştir. Nişasta bazlı plastik, ana hammadde olarak nişastadan yapılan, modifiye edilip plastikleştirilen ve daha sonra diğer polimerlerle harmanlanan bir tür plastik üründür. Bir tür biyoplastiktir. Nişasta bazlı biyoplastikler iki kategoriye ayrılabilir: biyolojik bazlı plastikler ve biyolojik olarak parçalanabilen plastikler.
Nişasta bazlı biyolojik olarak parçalanabilen plastik, genellikle modifiye nişasta ve biyolojik olarak parçalanabilen polyesterin (PLA/PBAT/PBS/PHA/PPC, vb.) bir karışımıdır. Tamamen biyolojik olarak parçalanabilir, kompostlanabilir, çevre dostu olabilir ve atık kompost, düzenli depolama ve diğer arıtma yöntemlerine uygun olabilir. Nişasta bazlı biyo bazlı plastikler genellikle modifiye nişasta ve poliolefinlerin (PP/PE/PS, vb.) bir karışımıdır. Çevre koruma önemi, petrokimya kaynaklarının kullanımının azaltılmasında ve karbondioksit emisyonlarının azaltılmasında yatmaktadır ve atıklar yakma için uygundur. Bu malzemelerin her ikisi de geleneksel petrol bazlı plastiklerin yerini alabilir ve plastik ambalaj malzemelerinde, darbeye dayanıklı malzemelerde, plastik filmlerde ve plastik torbalarda, tek kullanımlık sofra takımlarında, gıda kaplarında, oyuncaklarda vb. yaygın olarak kullanılır.
2 Proses prensibi
Nişasta, bir tür doğal yüksek moleküler polimerdir. Molekülünde çok sayıda hidroksil grubu bulunur (moleküler yapı II ve III'tür). Bu nedenle, nişasta makromolekülleri arasındaki etkileşim kuvveti çok güçlüdür, bu da doğal nişastanın işlenmesini eritmeyi zorlaştırır ve diğer polimerlerle kopolimerizasyon içindedir. Karıştırma sırasında diğer polimerlerle uyumluluk da zayıftır. Ancak bu hidroksil grupları, esterleşme, eterleşme, aşılama ve çapraz bağlama gibi kimyasal reaksiyonlara girebilir. Nişastayı kimyasal olarak değiştirmek, nişastanın hidroksil gruplarını azaltmak, orijinal yapısını değiştirmek, böylece nişastanın ilgili özelliklerini değiştirmek ve orijinal nişastayı termoplastik nişastaya dönüştürmek için bu kimyasal reaksiyonları kullanmak.
1. Esterifikasyon, transesterifikasyon veya eterifikasyon reaksiyonu
Nişastanın hidrofilikliğini hidrofobikliğe dönüştürmek için, nişasta molekülündeki hidroksil grupları esterleştirilir ve nişasta esterleri oluşturmak için yağ asitleri, yağ asidi esterleri vb. ile transesterifiye edilir.
2. Çapraz bağlama reaksiyonu
Nişasta malzemelerinin mukavemetini ve ısı direncini geliştirmek için nişasta, iki veya daha fazla fonksiyonel grup (polibazik asitler, vb.) içeren bileşiklerle çapraz bağlanır, böylece nişasta uygun şekilde çapraz bağlanır.
3. Karıştırma ve birlikte toplamanın bağımsız yeniliği
Çoğu nişasta plastiği, nişastayı diğer polimer malzemelerle doldurup karıştırarak hazırlanır. Bu şekilde elde edilen ürünler zayıf uyumluluk ve düşük mukavemete sahiptir ve uygulama aralığı sınırlıdır. Nişasta bazlı plastiklerde, nişasta ve diğer polimerlerin aşı kopolimerlerini elde etmek için nişasta modifikasyon işleminde nişasta kopolimerize edilir, böylece nişastanın diğer polimer malzemelerle uyumluluğu iyileştirilir. Kimyasal modifikasyon yoluyla, nişastanın üç modifikasyonu gerçekleştirilmiştir: hidrofiliklik hidrofobikliğe dönüşmüştür; ısı duyarlılığı sıcaklık direncine dönüştü; sertlik ve kırılganlık plastisiteye dönüşmüştür. Bu modifikasyon, dünya çapındaki nişasta modifikasyonu sorununu çözer ve sonraki işlemler için iyi bir temel oluşturur.
3 Geliştirme durumu
Nişasta bazlı biyoplastiklerin 30 yıllık bir araştırma ve geliştirme geçmişi vardır. En uzun araştırma ve geliştirme geçmişine, en olgun teknolojiye, en büyük sanayileşme ölçeğine ve en yüksek pazar payına sahip biyolojik olarak parçalanabilen bir plastiktir. 1980'lerin başında, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen veya çözülebilen plastikler olabilen modifiye nişasta ve parçalanabilir plastik alaşım ana yığınlarının araştırılması ve geliştirilmesi ve nişasta ile biyolojik olarak parçalanabilen reçinelerin harmanlanması dikkat çekti. Bunlar arasında en başarılısı"MaterBi" Novamont, İtalya. Modifiye nişasta ve modifiye polivinil alkol karışımından oluşan iç içe geçen ağ yapılı bir polimer plastik alaşımdır. İyi işleme özelliklerine, ikincil işleme özelliklerine ve mekanik özelliklere sahiptir. Performans ve mükemmel biyolojik olarak parçalanabilirlik. Ayrıca,"Vinex" Air Product& tarafından geliştirilen; Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kimyasal, düşük derecede polimerizasyona sahip polivinil alkol bazlı bir reçinedir. Ayrıca suda çözünürlüğe, termoplastik işlenebilirliğe ve biyolojik olarak parçalanabilirliğe sahiptir ve son yıllarda büyük ilgi görmüştür.
Son yıllarda, çeşitli ülkeler genellikle araştırma odaklarını mümkün olduğunca fazla nişasta içeriğine sahip plastiklere kaydırdı ve mükemmel performansa sahip tamamen bozunabilir malzemeler geliştirdi ve hatta sentetik polimer içermeyen saf nişasta ürünleri, yani termoplastik nişasta elde etti." Novon" Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Warner-Lambert Company tarafından üretilen biyolojik olarak parçalanabilen malzeme %90'dan fazla nişasta içeriğine sahiptir; Japon Mısır Şirketi ve Michigan Üretim Teknolojisi Araştırma Enstitüsü ortaklaşa, güçlü su direnci avantajlarına sahip, yüksek nişasta içerikli bir malzeme geliştirdi. Ayrıca, Japonya's Sumitomo Corporation, İtalya's Ferrizz Corporation, vb. ayrıca %90 nişasta içeriğine sahip tüm nişasta plastiklerini başarıyla incelediğini iddia etti. Alman Batekke Araştırma Enstitüsü, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Warner-Lambert Şirketi ve İsviçre Üniversitesi gibi araştırma kurumları, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin üretimi için nişastayı termoplastik nişastaya dönüştürmede büyük ilerleme kaydetmiştir. Avustralya Ulusal Gıda İşleme ve Paketleme Bilim Merkezi, iyi akışkanlık, süneklik, kalıptan ayrılma, yumuşak, şeffaf, yüksek mukavemet ve kontrol edilebilir bozunma oranına sahip tam bir nişasta termoplastik piyasaya sürdü. Tarım filmleri ve gıda yapmak için kullanılabilir. Ambalaj filmi ve diğer ürünler.
Çin'in nişasta plastikleri ilk olarak 1980'lerin sonlarında Jiangxi Bilimler Akademisi Uygulamalı Kimya Enstitüsü tarafından geliştirildi. Eksik istatistiklere göre araştırmaya katılan 60'tan fazla üniversite, araştırma enstitüsü ve işletme bulunmaktadır. ülkem, nişasta bazlı plastiklerin araştırma ve geliştirmesinde yabancı gelişmiş ülkelerle arasındaki farkı giderek daraltıyor. Şu anda, nişasta bazlı malzeme ve ürünlerin ana yerli üreticileri ve mevcut durumları aşağıdaki gibidir: Wuhan Huali 40.000 ton/yıl olup, yıllık 60.000 ton üretim kapasiteli bir üretim hattı kurmaya hazırlanıyor; Shenzhen Hongcai 15.000 ton/yıl; Suzhou Hanfeng 10.000 ton/yıl; Zhejiang Tianhe 10.000 ton/yıl; Zhejiang Huafa 10.000 ton/yıl; Shandong Bicacheng 10.000 ton/yıl; diğer üretim şirketleri arasında Nanjing Biaoge ve Changzhou Longjun bulunmaktadır.
Nişasta, kimyasal yöntemlerle modifiye edilir ve plastikleştirilir ve elde edilen modifiye nişastanın üç özelliği vardır: 1. Hidrofobiklik. Nişasta, kimyasal modifikasyondan sonra tamamen hidrofobiktir ve nem içeriği<%1'dir, bu da diğer sentetik polimer malzemelerle iyi uyumluluğa sahiptir. 2. Sıcaklık direnci. Modifiye nişasta, termoplastik işleme sırasında sararmadan veya bozulmadan 230°C'lik yüksek bir sıcaklığa dayanabilir. 3. Termoplastiklik. Modifiye nişasta, plastik işleme ekipmanlarında termoplastik olarak işlenebilir. Şirketin ürettiği nişasta bazlı plastikler iki seriye ayrılıyor: biyolojik bazlı ve biyolojik olarak parçalanabilen. Farklı işleme tekniklerine göre şişirilmiş film malzemeleri, enjeksiyon kalıplama malzemeleri, levha malzemeleri ve köpük malzemelerine ayrılırlar. Sıradan petrokimya plastiklerinin yerini alabilirler ve endüstri, tıp, Gıda, elektrikli ev aletleri ve diğer ürünler ambalaj ve sofra takımları, mutfak eşyaları, oyuncaklar ve çiçek ekimi ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu sayede büyük miktarda petrol kaynağı tasarrufu sağlanmakta, karbondioksit salınımı azaltılmakta ve çöpün zararsız arıtımı gerçekleştirilmektedir. Aynı zamanda tarımsal kalkınmayı ve çiftçileri' gelir ve döngüsel ekonominin güçlü gelişimini teşvik etmek.
12 Temmuz 2018'de Yu Long'un dünyada ilk kez tam nişasta biyolojik olarak parçalanabilen bir malzemeyi başarıyla geliştirdiği ve endüstrileştirdiği bildirildi.
4 ürün avantajı
Geleneksel plastik ürünlerle karşılaştırıldığında, nişasta bazlı malzeme ve ürünlerin avantajları aşağıdaki yönlerden gösterilmektedir:
⑴Benzer performans: Aynı türden geleneksel plastik ürünlerle aynı veya benzer performansa sahiptir;
⑵Çevre koruma: Nişasta bazlı biyo bazlı plastikler ve ürünler, petrol kaynaklarını koruma ve karbondioksit emisyonlarını azaltma avantajlarına sahiptir; nişasta bazlı biyolojik olarak parçalanabilen plastikler ve ürünler, tamamen biyolojik olarak parçalanabilir, gübrelenebilir ve çöpün zararsız işlenmesini gerçekleştirme avantajlarına sahiptir;
⑶Güvenlik: Nişasta bazlı malzeme ve ürünler, plastikleştiriciler, bisfenol A ve ağır metaller gibi toksik ve zararlı maddeler içermez. Gıda sınıfı malzemeler, ilgili yerli ve yabancı gıda sınıfı plastik standartlarının gereksinimlerini karşılar;
⑷Üretim süreci: Üretim sürecinde üç atık atılmaz ve çevreye yeni kirlilikler neden olmaz;
⑸Maliyet: Nişasta bazlı biyolojik bazlı plastik malzemeler ve ürünler, sıradan petrol plastik ürünleri ile aynıdır ve nişasta bazlı tamamen biyolojik olarak parçalanabilen malzeme ve ürünlerin maliyeti, sıradan petrol plastiklerinin yaklaşık iki katıdır.
5 sertifika sistemi
Son yıllarda, biyo-bazlı ürünlerin çevresel performansı, biyo-bazlı malzemelerin uygulama alanlarını büyük ölçüde genişleten yurtiçinde ve yurtdışında yavaş yavaş tanınmaya başlamıştır. Biyo bazlı malzemelerin biyo-karbon içeriği, onları sıradan plastiklerden ayıran önemli bir özelliktir. Biyo-karbon içeriğinin tanımı, üründeki biyo-karbonun organik karbona oranıdır (biyo-karbon ve fosil karbon dahil). Biochar yeni karbon olduğu için çevreyi kirletmez, bu nedenle çok iyi bir çevre koruma etkisine sahiptir. Biyo-karbon içeriği test standartları Amerika Birleşik Devletleri ASTM D6866-08'i içerir: Katı, sıvı ve gaz numunelerinin biyolojik içeriğinin radyokarbon analizi ile belirlenmesi için test yöntemi ve Çin GB/T29649-2013 biyo-tabanlı malzeme içeriği belirleme sıvısı sintilasyon sayacı yöntemi. Çağdaş organizmaların tümü aynı miktarda radyokarbon elementi içerdiğinden, ASTM D6866'nın ilkesi, organizmaların bu özelliğini herhangi bir durumda numunelerin biyo-tabanlı içeriğini ölçmek için kullanmaktır; bu ölçüm yöntemi, herhangi bir biyo-bazlı ürünü ve organizmayı belirleyebilir. Karışık bazlı üründe bulunan biyolojik bazlı veya yenilenebilir maddelerin kesin yüzdesi.
2009 yılında, Belçika'da yetkili bir sertifikasyon kuruluşu olan Vincotte, biyo-bazlı malzemelerin biyo-karbon içeriğini onaylayan ve aynı zamanda biyo-bazlı malzemeler için güvenilir ürün kalitesi sağlayan dünyanın ilk OK Biyo-bazlı yıldız-sertifikalı ürün sertifikalarını yayınladı. malzeme pazarı. Üçüncü taraf incelemeleri. OK-Biobased, Belçika'nın' biyo-bazlı düşük karbonlu ürünler için çevre etiketidir. Sertifika aldıktan sonra, biyo bazlı plastik üreticileri, sıradan petrokimya ürünlerini ayırt etmek için etiketlerini dış ambalajlara veya ürünlere yerleştirebilir. Biyo-karbon içeriğine dayalı olarak biyo-bazlı malzemeleri tanımlar ve değerlendirmek için biyo-karbon içeriği yüzdesini ve toplam karbon içeriğini kullanır. Standardı, malzemeleri yıldızlara göre ayıran ASTM D6866'dır ve biyo-bazlı malzemeler için EU''nun yetkili sertifikasyon işaretidir. OK Biobased logosu, ürünün çevresel derecesini ayırt etmek için yıldız işaretleri kullanır. Sertifikalı bir ürün, ürününün %20-40 biyokarbon, 2 yıldızlı %40-60, 3 yıldızlı %60-80 ve 4 yıldızlı biyokarbon içeriğinin daha fazlasını içerdiğini kanıtlamak için 1 yıldız işareti alır. %80'den fazla ürün. Vincotte's OK Biobased sertifikası, şirketlerin veya distribütörlerin yenilenebilir ürünlerin pazar rekabet gücünü artırmalarına yardımcı olmayı ve tüketicilere çevre dostu ürünleri daha iyi seçmeleri için rehberlik etmeyi amaçlar.
Biyolojik temelli malzeme ve ürünlerin geliştirilmesini teşvik etmek için Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı bir Biyolojik Öncelik Programı uygulamıştır. Planın iki prosedürü vardır, biri devlet alımları için bir öncelik planı ve tüketiciler için gönüllü bir etiketleme planıdır. İlki 2002 yılında biyo-bazlı ürünlerin geliştirilmesini teşvik etmek için kurulmuş, ikincisi ise 2008 yılında piyasaya sürülmüştür. Biofirst Programının amacı, Amerika Birleşik Devletleri'nde biyokütle ürünlerinin tüketimini teşvik etmektir. Federal devlet kurumları ve müteahhitleri, en yüksek biyokütle içeriğine sahip ürünleri satın almaya öncelik verir. Ürün, ABD Tarım Bakanlığı'nın' biyo-bazlı ürün listesindeki minimum biyo-bazlı içerik standartlarını karşılıyorsa, herhangi bir fabrika ve distribütör bu programa katılabilir ve ajans tarafından verilen sertifika işareti, ürün ambalajına yapıştırılmalıdır.
Biyolojik olarak parçalanabilen plastikler için uluslararası sertifikalar arasında Belçika OK Compost sertifikası, Alman Compostable sertifikası ve ABD BPI sertifikası bulunmaktadır.
OK Compost,"OK Compost" Biyobozunur malzemeler için EN13432 veya ASTM D6400 test standartlarına uygun olarak test edildikten sonra Belçika sertifikasyon kuruluşu AIB-Vincotte Group tarafından verilir. OK Compost sertifikasının amacı, şirketlere veya distribütörlere, tamamen bozunabilir ürünlerin pazar rekabet gücünü artırmalarına yardımcı olmak ve tüketicilere çevre dostu ürünleri daha iyi seçme konusunda rehberlik etmektir.
Kompostlanabilir sertifikalandırma, TUV Rheinland ve Alman Standardizasyon Birliği'nin (Deutsches Institut fr Normun, DIN) ortak bir sertifikasyon kuruluşu olan DIN CERTCO tarafından başlatılan biyolojik olarak parçalanabilen ürünler için bir sertifikadır. Sertifikasyon işareti"seeding" işaret. Kompostlanabilir sertifika, alıcıların birçok tedarikçi ve üreticiden katı kalite, güvenlik ve çevre korumasına sahip ürünleri seçmesine yardımcı olabilir. Aynı zamanda, Compostable logosuna sahip ürünler, müşterilerin' satın alma konusunda güven ve ürün satışlarını etkili bir şekilde teşvik edin. Ayrıca, markanın kötüye kullanılmasını veya sahteciliğini önlemek için hak sahibinin ilgili bilgileri resmi DIN CERTCO web sitesinde sorgulanabilir.
BPI, Biodegradable Products Insitute'nin (Degradable Products Association) kısaltmasıdır. BPI, yenilikçi gübrelenebilir etiketleme programı aracılığıyla, üreticileri, yasa koyucuları ve tüketicileri bozunabilir malzemeler için bilimsel standartlar konusunda eğitir. Aynı zamanda, ilgili ürünlerin bozunabilir malzeme standartlarının gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için bir dizi prosedür aracılığıyla.
Wuhan Huali Çevre Koruma'da OK Biyo-bazlı sertifikası alan ilk Çinli şirketler grubu, dört yıldızlı biyo-bazlı ürün sertifikası aldı. Aynı zamanda,' şirketinin biyolojik olarak parçalanabilen malzemeleri OK Compost sertifikası ve Compostable sertifikası aldı.
6 Uygulama beklentileri
Plastik ürünler için tüketici tercihindeki kademeli değişimle birlikte, yenilenebilir çevre dostu malzemeler piyasada giderek daha popüler hale geldi. Bundan etkilenen biyo-bazlı plastiklere olan talep arttı. Hükümetlerin biyoplastiklere verdiği önemle birlikte, küresel biyoplastik talebinin toplam değerinin 2020'de 5,9 milyar ABD dolarına çıkması bekleniyor ki bu da yıllık ortalama %20'lik bir büyüme oranına denk geliyor.
Son zamanlarda, Fransız Parlamentosu enerji geçişi ve yeşil büyüme ile ilgili yasaları kabul etti. Yeni yasa, Fransa'nın' enerji yapısındaki nükleer enerji oranını düşürmenin yanı sıra, yenilenebilir enerji ve plastik ambalaj ile ilgili yasa tekliflerini de içeriyor. Örneğin, yenilenebilir enerji 2030 yılına kadar %40 oranında artacak ve 2030 yılına kadar karbondioksit emisyonları %40 oranında azaltılacak; 1 Ocak 2017'den itibaren meyve ve sebzelerin paketlenmesinde kullanılan hafif ambalaj poşetlerinin biyo-bazlı malzemelerden yapılması gerekecek; Ayrıca ticari posta için kullanılan plastik ambalajlar da aynı standartlarda hayata geçirilecek. Fransız hükümetinin son mevzuatı, tabak, bardak ve çatal gibi tek kullanımlık sofra takımlarının petrol bazlı hammaddeler yerine biyolojik bazlı hammaddelerden yapılmasını şart koşuyor.
RnR Market Research'teki bir pazar analisti, yakın zamanda, biyo-bazlı plastiklere yönelik küresel talebin, önümüzdeki dört yıl içinde yıllık %19'luk bir büyüme oranında artacağını ve pazar talebinin 2017'de 950.000 tona ulaşacağını öngördü. Avrupa dünyadır' biyo-bazlı plastikler için en büyük tüketici pazarı. 2012 yılında, bu bölgede biyo-bazlı plastiklerin kullanımı, küresel toplamın yarısından fazlasını oluşturuyordu. Anket raporu, geleneksel plastiklerle karşılaştırıldığında, Avrupa ülkelerindeki tüketicilerin yeni biyo bazlı plastik ürünleri seçmeye daha meyilli olduğunu gösteriyor. Bu nedenle, bölgenin biyo bazlı plastik tüketimi sıralamasında liderliğini sürdürmesi bekleniyor. Türler açısından, nişasta bazlı plastikler ve polilaktik asit, önümüzdeki birkaç yıl içinde en çok talep edilen biyo bazlı plastikler olmaya devam edecek ve bunların pazar tüketimi toplamın %60'ından fazlasını oluşturacaktır. RnR Pazar Araştırması, son yıllarda çeşitli ülkelerin art arda plastik kısıtlamaları getirdiğini ve geleneksel plastik kullanımının denetimini sürekli olarak artırdığını ve bunun da biyo-bazlı plastiklerin, özellikle nişasta bazlı plastiklerin talep eğilimini daha da artırmaya elverişli olduğunu söyledi.
Patentli tam biyobozunur film ve PVA torbası sunuyoruz, tüm ürünler döküm ekipmanı ile yapılır, Geleneksel şişirme ürünlerinden farklıdır, tüm şişirme ürünleri tamamen biyolojik olarak bozunmaz. Tam şeffaf ve çeşitli renklerde pva film ve poşet üretimi yapabilmekteyiz. ve PVA filmi, geleneksel üflemeli kalıplama ürünlerinden daha pürüzsüzdür.
Ayrıca patentli hammadde ve üretim süreci ile organik malzeme tamamen biyolojik olarak parçalanabilir film ve torbalar sunuyoruz.
Daha fazla PVA film ve çanta ürünleri için lütfen bizi ziyaret edin:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/