Plastica a base di amido
Le materie plastiche a base di amido usano reazioni chimiche per modificare chimicamente l'amido per ridurre i gruppi ossidrilici dell'amido e cambiare la sua struttura originale, cambiando così le proprietà corrispondenti dell'amido e trasformando l'amido grezzo in amido termoplastico.
Nome cinese Industria delle materie plastiche a base di amido Industria Industria Industria chimica Campo di applicazione Produzione di plastica
sommario
1 sfondo di ricerca e sviluppo
2 Principio di processo
3 Stato dello sviluppo
4 vantaggi del prodotto
5 Sistema di certificazione
6 Prospettive di applicazione
Editor di sfondo per ricerca e sviluppo
L'amido è un polimero naturale la cui produzione è seconda solo alla cellulosa sulla terra. È ricco di fonti, rinnovabile e poco costoso. Può essere utilizzato per produrre materie plastiche a base di amido mediante modifica e plastificazione. Come importante categoria di materiali a base biologica, le materie plastiche a base di amido hanno raggiunto con successo la produzione e l'applicazione industriali. La plastica a base di amido è un tipo di prodotto plastico a base di amido come materia prima principale, miscelato con altri polimeri dopo la modifica e la plastificazione e appartiene a un tipo di bioplastica. Le bioplastiche a base di amido possono essere suddivise in due categorie: materie plastiche a base di amido e materie plastiche biodegradabili.
La plastica biodegradabile a base di amido è generalmente una miscela di amido modificato e poliestere biodegradabile (come PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, ecc.). Può essere completamente biodegradabile, compostare, non inquinare l'ambiente ed è adatto ai rifiuti. Compost, discarica e altri metodi di trattamento. Le materie plastiche a base di amido sono generalmente una miscela di amido modificato e poliolefine (come PP / PE / PS, ecc.). Il suo significato ambientale è che può ridurre l'uso di risorse petrolchimiche, ridurre le emissioni di anidride carbonica e i rifiuti sono adatti per l'incenerimento. Entrambi questi materiali possono sostituire le tradizionali materie plastiche a base di petrolio e sono ampiamente utilizzati nei materiali di imballaggio in plastica, materiali antiurto, film plastici e sacchetti di plastica, stoviglie usa e getta, contenitori per alimenti, giocattoli, ecc.
Principio di processo
L'amido è un polimero naturale ad alto peso molecolare con un gran numero di gruppi ossidrilici nella sua molecola (la struttura molecolare è Ⅱ e Ⅲ), quindi la forte interazione tra le macromolecole di amido rende difficile la fusione del processo dell'amido originale e coesiste con altri polimeri. Anche la compatibilità con altri polimeri durante la miscelazione è scarsa. Ma questi idrossili possono
Abbastanza per subire esterificazione, eterificazione, innesto, reticolazione e altre reazioni chimiche. Queste reazioni chimiche sono usate per modificare chimicamente l'amido per ridurre il gruppo ossidrilico dell'amido e cambiare la sua struttura originale, cambiando così le proprietà corrispondenti dell'amido e trasformando l'amido originale in un amido termoplastico.
1.Esterificazione, transesterificazione o eterificazione
Al fine di cambiare l'idrofilia dell'amido in idrofobo, i gruppi idrossilici sulle molecole di amido e gli acidi grassi, gli esteri di acidi grassi, ecc. Subiscono reazioni di esterificazione e transesterificazione per generare esteri di amido.
2. Reazione di reticolazione
Al fine di migliorare la resistenza e la resistenza al calore del materiale di amido, l'amido viene sottoposto a una reazione di reticolazione con un composto avente due o più gruppi funzionali (come poliacidi, ecc.), In modo che l'amido sia opportunamente reticolato.
3. Miscelazione, riforma e agglomerazione di innovazione indipendente
La maggior parte delle plastiche di amido viene preparata mescolando l'amido con altri materiali ad alto contenuto molecolare. I prodotti ottenuti in questo modo hanno una bassa resistenza e una compatibilità limitata a causa della scarsa compatibilità. Le materie plastiche a base di amido subiscono anche copolimerizzazione dell'amido durante la modifica dell'amido per ottenere copolimeri ad innesto di amido e altri polimeri, migliorando così la compatibilità dell'amido con altri materiali polimerici. Attraverso la modifica chimica, sono state ottenute tre modifiche all'amido: l'idrofilia è stata cambiata in idrofobicità; la sensibilità al calore è stata modificata in resistenza alla temperatura; duro e fragilità è stato cambiato in plasticità. Questa modifica risolve il problema mondiale della modifica dell'amido e costituisce una buona base per la successiva elaborazione.
stato del processo
Le bioplastiche a base di amido hanno una storia di 30 anni di ricerca e sviluppo e sono il tipo di plastica biodegradabile con la più lunga storia di ricerca e sviluppo, la tecnologia più matura, la più grande scala di industrializzazione e la più alta quota di mercato. All'inizio degli anni '80, la ricerca e lo sviluppo di amidi modificati e masterbatch degradabili in lega di plastica che possono essere completamente biodegradabili o plastiche solubili e la miscelazione dell'amido con resine biodegradabili ha attirato l'attenzione. Tra questi, il più riuscito è "MaterBi" della Novamont Company italiana, una lega di plastica polimerica a struttura di rete compenetrante composta da una miscela di amido modificato e alcool polivinilico modificato, che ha una buona lavorabilità, lavorabilità secondaria e meccanica. Prestazioni ed eccellente biodegradabilità. Inoltre, "Vinex" sviluppato da American Air Product & Chemical Company è una resina a base di alcool polivinilico con un basso grado di polimerizzazione. Ha anche solubilità in acqua, lavorabilità termoplastica e biodegradabilità.
Negli ultimi anni, i paesi hanno generalmente spostato la loro attenzione nella ricerca sulle materie plastiche che aumentano il più possibile il contenuto di amido e hanno sviluppato alcuni materiali completamente degradabili con proprietà eccellenti e persino ottenuto prodotti di amido puro senza polimeri sintetici, cioè amido termoplastico. Il materiale biodegradabile "Novon" prodotto dalla società americana Warner-Lambert ha un contenuto di amido superiore al 90%; la società giapponese di mais e il Michigan Institute of Production Technology hanno sviluppato congiuntamente un materiale ad alto contenuto di amido, che presenta il vantaggio di una forte resistenza all'acqua. Inoltre, la giapponese Sumitomo Corporation e l'Italia Ferrizz hanno anche annunciato di aver studiato con successo materie plastiche a base di amido con un contenuto di amido del 90%. In termini di trasformazione dell'amido in amido termoplastico per la produzione di materie plastiche biodegradabili, istituti di ricerca come il German Batekke Research Institute, la American Warner-Lambert Company e la Swiss University hanno fatto grandi progressi. L'Australian National Food Processing and Packaging Science Centre ha introdotto un materiale termoplastico a base di amido che ha una buona scorrevolezza, duttilità e rilascio di muffa. Il prodotto è morbido, trasparente, ad alta resistenza e ha un tasso di degrado controllato. Può essere utilizzato per produrre film e alimenti agricoli. Film per imballaggio e altri prodotti.
La plastica cinese dell'amido fu sviluppata per la prima volta dall'Istituto di Chimica Applicata dell'Accademia delle Scienze del Jiangxi alla fine degli anni '80. Secondo statistiche incomplete, ora ci sono più di 60 università, istituti di ricerca e imprese che partecipano alla ricerca. La Cina sta progressivamente riducendo il divario con i paesi sviluppati stranieri nella ricerca e nello sviluppo di materie plastiche a base di amido. Allo stato attuale, le principali imprese manifatturiere di materiali e prodotti a base di amido e il loro stato attuale sono le seguenti: Wuhan Huali 40.000 tonnellate / anno, si sta preparando a costruire una linea di produzione con una produzione annua di 60.000 tonnellate; Shenzhen Hongcai 15.000 tonnellate / anno; Suzhou Hanfeng 10.000 tonnellate / anno; 10.000 tonnellate / anno per Tianhe nello Zhejiang; 10.000 tonnellate / anno per Zhejiang Huafa; 10.000 tonnellate / anno per Shandong Bake; altre società di produzione includono Nanjing Biaoge e Changzhou Longjun.
I metodi chimici sono usati per modificare e plastificare l'amido. L'amido modificato ha tre caratteristiche: 1. Idrofobicità. Dopo la modifica chimica, l'amido è completamente idrofobo e il contenuto di umidità è <1% e="" ha="" una="" buona="" compatibilità="" con="" altri="" materiali="" polimerici=""> 2. Resistenza alla temperatura. L'amido modificato può resistere a temperature elevate di 230 ° C senza ingiallimento e decomposizione durante la lavorazione termoplastica. 3. Termoplastico. L'amido modificato può essere trattato termoplasticamente su apparecchiature per la lavorazione della plastica. Le materie plastiche a base di amido prodotte dall'azienda sono divise in due serie, a base biologica e biodegradabili. In base alle diverse tecnologie di lavorazione, si dividono in film soffiato, stampaggio ad iniezione, materiali in fogli e materiali schiumogeni. Sono in grado di sostituire le normali materie plastiche petrolchimiche e sono ampiamente utilizzate nell'industria, in medicina, nel settore alimentare, negli elettrodomestici e in altri imballaggi e stoviglie, stoviglie, giocattoli e piantagioni di fiori. Di conseguenza, viene risparmiata una grande quantità di risorse petrolifere, le emissioni di anidride carbonica sono ridotte, i rifiuti sono trattati in modo innocuo ed è utile promuovere lo sviluppo agricolo e aumentare il reddito degli agricoltori e promuovere il vigoroso sviluppo dell'economia circolare.
È stato riferito il 12 luglio 2018 che Yu Long ha sviluppato e industrializzato con successo l'intero materiale biodegradabile dell'amido per la prima volta al mondo. [1]
Vantaggi del prodotto
Rispetto ai tradizionali prodotti in plastica, i vantaggi dei materiali e dei prodotti a base di amido sono mostrati nei seguenti aspetti:
Performance Prestazioni simili: ha le stesse e simili prestazioni dei prodotti di plastica tradizionali simili;
⑵ Protezione dell'ambiente: le materie plastiche e i prodotti a base di amido a base biologica hanno i vantaggi di risparmiare risorse di petrolio e ridurre le emissioni di anidride carbonica; Le materie plastiche e i prodotti biodegradabili a base di amido presentano i vantaggi di una completa biodegradazione, compostaggio e smaltimento innocuo dei rifiuti;
⑶ Sicurezza: materiali e prodotti a base di amido non contengono sostanze tossiche e nocive come plastificanti, bisfenolo A e metalli pesanti. I materiali per uso alimentare soddisfano i requisiti degli standard di plastica per uso alimentare nazionali ed esteri;
⑷ Processo di produzione: non ci sono tre emissioni di rifiuti durante il processo di produzione, che non causeranno un nuovo inquinamento per l'ambiente;
OstCosto: i materiali e i prodotti in plastica a base di amido sono gli stessi dei normali prodotti in plastica di petrolio. Il costo di materiali e prodotti completamente biodegradabili a base di amido è circa il doppio di quello delle normali materie plastiche di petrolio.
Editor del sistema di certificazione
Negli ultimi anni, le prestazioni ambientali dei prodotti a base biologica sono state gradualmente riconosciute in patria e all'estero, il che ha notevolmente ampliato il campo di applicazione dei materiali a base biologica. Il contenuto di carbonio biologico dei materiali a base biologica è una caratteristica importante diversa dalla plastica ordinaria. Il contenuto di biocarbonio è definito come la percentuale di biocarbonio in carbonio organico (incluso biocarbonio e carbonio fossile) in un prodotto. Poiché il biocarbon è un nuovo carbonio, non provoca inquinamento ambientale, quindi ha un buon effetto di protezione ambientale. Gli standard per i test sul contenuto di carbonio biologico comprendono gli US ASTM D6866-08: Metodo di prova per la determinazione del contenuto biologico di campioni solidi, liquidi e gassosi mediante analisi al radiocarbonio e metodo del contatore di scintillazione dei liquidi per la determinazione del contenuto biologico in materiali a base biologica in Cina GB / T29649-2013. Poiché la stessa quantità di carbonio radioattivo è contenuta negli organismi viventi della stessa generazione, il principio di ASTM D6866 è misurare il contenuto bio-basato di campioni in qualsiasi stato usando questa caratteristica dell'organismo; questo metodo di misurazione può determinare eventuali prodotti e organismi a base biologica. Basato sulla percentuale esatta di materiali a base biologica o rinnovabili contenuti nel mix di base.
Nel 2009, Vincotte, l'ente di certificazione autorevole belga, ha rilasciato il primo certificato di certificazione del prodotto OK Biobased star certificato al mondo, che ha certificato autorevolmente il contenuto di biossido di carbonio dei materiali a base biologica e ha anche fornito una qualità del prodotto affidabile per i prodotti a base biologica mercato dei materiali. Recensioni di terze parti. OK-Biobased è un'etichetta ambientale per prodotti a basso contenuto di carbonio a base biologica in Belgio. Dopo aver ottenuto la certificazione, i produttori di plastica a base biologica possono apporre le loro etichette sull'imballaggio o sui prodotti per distinguere i normali prodotti petrolchimici. Definisce materiali a base biologica basati sul contenuto di carbonio biologico e utilizza la percentuale di contenuto di carbonio biologico e contenuto totale di carbonio per la valutazione. Il suo standard è ASTM D6866, che classifica i materiali in stelle, ed è il marchio di certificazione materiale bio-UE autorevole. Il logo OK Biobased utilizza un asterisco per distinguere il grado ambientale del prodotto. Un prodotto certificato ottiene una certificazione a 1 stella per dimostrare che il suo prodotto contiene dal 20% al 40% di biocarbonio, 2 stelle dal 40% al 60%, 3 stelle dal 60% all'80% e 4 stelle oltre l'80% del prodotto. La certificazione OK Biobased di Vincotte mira ad aiutare le aziende o i distributori a migliorare la competitività dei prodotti rinnovabili sul mercato e guidare i consumatori a scegliere meglio i prodotti ecologici.
Per incoraggiare lo sviluppo di materiali e prodotti a base biologica, il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti ha implementato un programma di priorità biologica. Il programma prevede due procedure, un programma prioritario per gli appalti pubblici e un programma volontario di etichettatura per i consumatori. Il primo ha incoraggiato lo sviluppo di prodotti a base biologica nel 2002, mentre il secondo è stato rilasciato nel 2008. Lo scopo del programma Bio Priority è di stimolare il consumo di prodotti a base di biomassa negli Stati Uniti. Le agenzie del governo federale e i loro appaltatori danno la preferenza ai prodotti con il più alto contenuto di biomassa. Se il prodotto soddisfa lo standard minimo di contenuto biologico dell'elenco dei prodotti biologici dell'USDA, qualsiasi fabbrica e distributore può partecipare a questo programma e l'imballaggio del prodotto può essere apposto con il marchio di certificazione rilasciato dall'agenzia.
La certificazione internazionale di plastica biodegradabile comprende la certificazione Belgio OK Compost, la certificazione compostabile Germania e la certificazione US BPI.
OK Compost è una certificazione compostabile denominata "OK Compost" rilasciata dall'ente di certificazione belga AIB-Vincotte Group dopo i test secondo lo standard di prova sui materiali biodegradabili EN13432 o ASTM D6400. Lo scopo della certificazione OK Compost è aiutare le aziende o i distributori a migliorare la competitività del mercato dei prodotti completamente degradabili e guidare i consumatori a scegliere meglio i prodotti ecologici.
La certificazione compostabile è una certificazione di prodotti biodegradabili lanciata da DIN CERTCO, un'agenzia di certificazione congiunta di TUV Rheinland e Deutsches Institut fr Normun (DIN). Il marchio di certificazione è il marchio "seeding". La certificazione compostabile aiuta gli acquirenti a selezionare prodotti di qualità rigorosa, sicurezza e protezione ambientale da molti fornitori e produttori. Allo stesso tempo, i prodotti con il logo Compostable indicano che hanno superato con successo i test e le valutazioni di autorevoli agenzie di terze parti, il che aiuta a rafforzare la fiducia negli acquisti dei clienti e a promuovere efficacemente le vendite dei prodotti. Inoltre, le informazioni pertinenti del licenziatario possono essere controllate sul sito Web ufficiale di DIN CERTCO per prevenire abusi o contraffazioni del logo.
BPI è un'abbreviazione di BiodegradableProductsInsitute. BPI educa produttori, legislatori e consumatori sugli standard scientifici per i materiali degradabili attraverso un innovativo schema di etichettatura compostabile. Allo stesso tempo, attraverso una serie di procedure per garantire che i prodotti pertinenti soddisfino i requisiti delle norme sui materiali degradabili.
Wuhan Huali Environmental Protection Co., Ltd., la prima azienda cinese ad ottenere la certificazione OK Biobased, ha ottenuto la certificazione a quattro stelle di prodotti biologici. Allo stesso tempo, i materiali biodegradabili dell'azienda hanno ottenuto la certificazione OK Compost e la certificazione compostabile.
Editor di primo piano dell'applicazione
Con il graduale spostamento delle preferenze dei consumatori per i prodotti in plastica, la popolarità dei materiali rinnovabili e rispettosi dell'ambiente è in aumento nel mercato. Interessato da ciò, la domanda di mercato delle materie plastiche a base biologica è aumentata. Poiché i governi attribuiscono importanza alle bioplastiche, il valore totale della domanda globale di bioplastiche dovrebbe aumentare a $ 5,9 miliardi nel 2020, il che equivale a un tasso di crescita medio annuo del 20%.
Di recente, il parlamento francese ha approvato leggi sulla transizione energetica e la crescita verde. Oltre a ridurre la quota di energia nucleare nel mix energetico francese, la nuova legge contiene anche raccomandazioni legislative relative alle energie rinnovabili e agli imballaggi in plastica. Ad esempio, le fonti di energia rinnovabile aumenteranno del 40% entro il 2030 e le emissioni di anidride carbonica saranno ridotte del 40% entro il 2030; le borse leggere per l'imballaggio di frutta e verdura dovranno essere realizzate con materiali a base biologica a partire dal 1 ° gennaio 2017; Inoltre, gli imballaggi in plastica per la posta commerciale saranno implementati contemporaneamente con gli stessi standard. L'ultima legislazione del governo francese impone che stoviglie usa e getta come piatti, tazze, forchette e forchette debbano essere realizzate con materiali a base biologica, non a base di petrolio.
Gli analisti di mercato di RnR Market Research hanno previsto che la domanda globale di materie plastiche a base biologica aumenterà con un tasso di crescita annuale del 19% nei prossimi quattro anni e che la sua domanda di mercato nel 2017 raggiungerà le 950.000 tonnellate. L'Europa è il più grande mercato al consumo mondiale di materie plastiche a base biologica. L'uso di materie plastiche a base biologica nella regione ha rappresentato oltre la metà del totale globale nel 2012. Il rapporto dell'indagine mostra che rispetto alle materie plastiche tradizionali, i consumatori nei paesi europei sono più propensi a scegliere nuovi prodotti di plastica a base biologica. Pertanto, la regione dovrebbe continuare a guidare le classifiche di consumo di plastica a base biologica. In termini di specie, la plastica a base di amido e l'acido polilattico sono ancora le materie plastiche a base biologica più richieste nei prossimi anni e il loro consumo sul mercato rappresenterà oltre il 60% del totale. Secondo la RnR Market Research, negli ultimi anni vari paesi hanno emesso ordini di restrizione della plastica e hanno costantemente aumentato la supervisione dell'uso di materie plastiche tradizionali, il che contribuisce a rafforzare ulteriormente la tendenza della domanda di materie plastiche a base biologica, in particolare a base di amido.
Nel 2013 il Consiglio di Stato ha pubblicato il "Piano di sviluppo della bioindustria" (di seguito denominato "Piano").
Offriamo film biodegradabile e sacchetto in PVA brevettati, tutti i prodotti sono realizzati con apparecchiature di colata, è diverso dai tradizionali prodotti di soffiaggio, tutti i prodotti di soffiaggio non sono completamente biodegradabili. Siamo in grado di produrre pellicole e sacchetti pva in pieno trasparente e in vari colori. e il film PVA è più liscio rispetto ai tradizionali prodotti per soffiaggio.
offriamo anche pellicole e sacchetti completamente biodegradabili di materiale organico con materia prima e processo di produzione brevettati.
Per ulteriori prodotti in film e borse in PVA, visitare il sito:
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