Plastiche a base di amido
Le materie plastiche a base di amido utilizzano reazioni chimiche per modificare chimicamente l'amido per ridurre i gruppi ossidrilici dell'amido e modificarne la struttura originale, modificando così le proprietà corrispondenti dell'amido e trasformando l'amido originale in un amido termoplastico.
nome cinese
Plastiche a base di amido
Campo
Produzione chimica
Industria
Produzione industriale
Campo di applicazione
Produzione di plastica
sommario
1 R&lificatore; D sfondo
2 Principio di processo
3 Stato di sviluppo
4 vantaggi del prodotto
5 sistema di certificazione
6 Prospettive di applicazione
1 R&lificatore; D sfondo
L'amido è un polimero naturale la cui resa è seconda solo alla cellulosa sulla terra. È ricco di fonti, rinnovabile e a basso prezzo. Può essere utilizzato per produrre plastiche a base di amido mediante modifica e plastificazione. Essendo un'importante categoria di materiali a base biologica, le materie plastiche a base di amido hanno realizzato con successo la produzione e l'applicazione industrializzate. La plastica a base di amido è un tipo di prodotto plastico costituito dall'amido come materia prima principale, che viene modificato e plastificato e quindi miscelato con altri polimeri. È una specie di bioplastica. Le bioplastiche a base di amido possono essere suddivise in due categorie: plastiche a base biologica e 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, compostabile, ecologico e adatto per rifiuti Compost, discariche e altri metodi di trattamento. Le plastiche a base biologica a base di amido sono generalmente una miscela di amido modificato e poliolefine (come PP/PE/PS, ecc.). Il suo significato per la protezione dell'ambiente risiede nella riduzione dell'uso delle risorse petrolchimiche e nella riduzione delle emissioni di anidride carbonica, e i rifiuti sono adatti all'incenerimento. Entrambi questi materiali possono sostituire le tradizionali plastiche a base di petrolio e sono ampiamente utilizzati in materiali di imballaggio in plastica, materiali antiurto, film e sacchetti di plastica, stoviglie usa e getta, contenitori per alimenti, giocattoli, ecc.
2 Principio di processo
L'amido è un tipo di polimero naturale ad alto peso molecolare. La sua molecola contiene molti gruppi idrossilici (la struttura molecolare è II e III). Pertanto, la forza di interazione tra le macromolecole dell'amido è molto forte, il che rende difficile la fusione dell'amido nativo, ed è in copolimerizzazione con altri polimeri. Anche la compatibilità con altri polimeri durante la miscelazione è scarsa. Ma questi gruppi idrossilici possono subire reazioni chimiche come esterificazione, eterificazione, innesto e reticolazione. Usando queste reazioni chimiche per modificare chimicamente l'amido, ridurre i gruppi idrossilici dell'amido, cambiare la sua struttura originale, modificando così le proprietà corrispondenti dell'amido e trasformando l'amido originale in amido termoplastico.
1. Esterificazione, transesterificazione o reazione di eterificazione
Per cambiare l'idrofilia dell'amido in idrofobicità, i gruppi ossidrilici sulla molecola dell'amido vengono esterificati e transesterificati con acidi grassi, esteri di acidi grassi, ecc., per formare esteri di amido.
2. Reazione di reticolazione
Per migliorare la resistenza e la resistenza al calore dei materiali a base di amido, l'amido viene reticolato con composti con due o più gruppi funzionali (come acidi polibasici, ecc.), in modo che l'amido sia opportunamente reticolato.
3. Innovazione indipendente di blending e co-gathering
La maggior parte delle materie plastiche a base di amido viene preparata riempiendo e miscelando l'amido con altri materiali polimerici. I prodotti così ottenuti hanno scarsa compatibilità e bassa resistenza e il loro campo di applicazione è limitato. Nelle plastiche a base di amido, l'amido viene copolimerizzato nel processo di 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 modificazione chimica, sono state realizzate tre modificazioni dell'amido: l'idrofilia è cambiata in idrofobicità; sensibilità al calore modificata in resistenza alla temperatura; durezza e fragilità si sono trasformate in plasticità. Questa modifica risolve il problema mondiale della modifica dell'amido e pone una buona base per la successiva lavorazione.
3 Stato di sviluppo
Le bioplastiche a base di amido hanno una storia trentennale di ricerca e sviluppo. È una 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 amido modificato e master batch di leghe plastiche degradabili che possono essere plastiche completamente biodegradabili o solubili e la miscelazione di amido e resine biodegradabili hanno ricevuto attenzione. Tra questi, il più riuscito è il"MaterBi" di Novamont, Italia. È una lega di plastica polimerica a struttura reticolare compenetrante composta da una miscela di amido modificato e alcol polivinilico modificato. Ha buone proprietà di lavorazione, proprietà di lavorazione secondaria e proprietà meccaniche. Prestazioni ed eccellente biodegradabilità. Inoltre, il"Vinex" sviluppato da Air Product& Chemical negli Stati Uniti è una resina a base di alcol polivinilico con un basso grado di polimerizzazione. Ha anche solubilità in acqua, lavorabilità termoplastica e biodegradabilità e ha ricevuto grande attenzione negli ultimi anni.
Negli ultimi anni, vari paesi hanno generalmente spostato la loro ricerca su materie plastiche con il maggior contenuto di amido possibile e hanno sviluppato alcuni materiali completamente degradabili con prestazioni eccellenti e persino ottenuto prodotti di amido puro senza polimeri sintetici, cioè amido termoplastico. Il"Novon" il materiale biodegradabile prodotto dalla Warner-Lambert Company degli Stati Uniti ha un contenuto di amido superiore al 90%; la Japanese Corn Company e il Michigan Production Technology Research Institute hanno sviluppato congiuntamente un materiale ad alto contenuto di amido, che presenta i vantaggi di una forte resistenza all'acqua Inoltre, la giapponese's Sumitomo Corporation, Italia's Ferrizz Corporation, ecc. ha anche affermato di aver studiato con successo tutte le plastiche di amido con contenuto di amido del 90%. Istituti di ricerca come il tedesco Batekke Research Institute, la Warner-Lambert Company degli Stati Uniti e l'Università svizzera hanno fatto grandi progressi nella conversione dell'amido in amido termoplastico per la produzione di plastica biodegradabile. L'Australian National Food Processing and Packaging Science Center ha lanciato un intero termoplastico di amido, che ha una buona fluidità, duttilità, rilascio dello stampo, velocità di degradazione morbida, trasparente, ad alta resistenza e controllabile. Può essere utilizzato per realizzare film agricoli e alimentari. Film per imballaggio e altri prodotti.
La plastica dell'amido cinese è stata sviluppata per la prima volta dall'Istituto di chimica applicata dell'Accademia delle scienze di Jiangxi alla fine degli anni '80. Secondo statistiche incomplete, ci sono più di 60 università, istituti di ricerca e imprese che partecipano alla ricerca. il mio paese sta gradualmente riducendo il divario con i paesi sviluppati stranieri nella ricerca e nello sviluppo di materie plastiche a base di amido. Attualmente, i principali produttori nazionali di materiali e prodotti a base di amido e il loro stato attuale sono i seguenti: Wuhan Huali è di 40.000 ton/anno, e si appresta a costruire una linea di produzione con una produzione annua di 60.000 ton; Shenzhen Hongcai 15.000 ton/anno; Suzhou Hanfeng 10.000 ton/anno; Zhejiang Tianhe 10.000 ton/anno; Zhejiang Huafa 10.000 ton/anno; Shandong Bicacheng 10.000 ton/anno; altre società di produzione includono Nanjing Biaoge e Changzhou Longjun.
L'amido viene modificato e plastificato con metodi chimici e l'amido modificato ottenuto ha tre caratteristiche: 1. Idrofobicità. L'amido è completamente idrofobo dopo la modifica chimica e il contenuto di umidità è<1%, che="" ha="" una="" buona="" compatibilità="" con="" altri="" materiali="" polimerici="" sintetici.="" 2.="" resistenza="" alla="" temperatura.="" l'amido="" modificato="" può="" resistere="" ad="" una="" temperatura="" elevata="" di="" 230°c="" durante="" la="" lavorazione="" termoplastica="" senza="" ingiallire="" o="" decomporsi.="" 3.="" termoplasticità.="" l'amido="" modificato="" può="" essere="" trasformato="" in="" materiale="" termoplastico="" su="" apparecchiature="" per="" la="" lavorazione="" della="" plastica.="" le="" plastiche="" a="" base="" di="" amido="" prodotte="" dall'azienda="" si="" dividono="" in="" due="" serie:="" bio-based="" e="" biodegradabili.="" secondo="" diverse="" tecniche="" di="" lavorazione,="" si="" dividono="" in="" materiali="" in="" film="" soffiato,="" materiali="" per="" stampaggio="" a="" iniezione,="" materiali="" in="" fogli="" e="" materiali="" espansi.="" possono="" sostituire="" la="" normale="" plastica="" petrolchimica="" e="" sono="" ampiamente="" utilizzati="" nell'industria,="" nella="" medicina,="" negli="" alimenti,="" negli="" elettrodomestici="" e="" in="" altri="" prodotti,="" imballaggi="" e="" stoviglie,="" utensili="" da="" cucina,="" giocattoli,="" piantagioni="" di="" fiori="" e="" altri="" campi.="" in="" questo="" modo="" si="" risparmia="" una="" grande="" quantità="" di="" risorse="" petrolifere,="" si="" riducono="" le="" emissioni="" di="" anidride="" carbonica="" e="" si="" realizza="" il="" trattamento="" innocuo="" dei="" rifiuti.="" è="" anche="" favorevole="" alla="" promozione="" dello="" sviluppo="" agricolo="" e="" degli="" agricoltori'="" reddito="" e="" promuovere="" il="" vigoroso="" sviluppo="" dell'economia="">
Il 12 luglio 2018 è stato riferito che Yu Long ha sviluppato e industrializzato con successo per la prima volta al mondo un materiale biodegradabile con amido completo.
4 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:
⑴Prestazioni simili: ha prestazioni uguali o simili a prodotti in plastica tradizionali dello stesso tipo;
⑵Tutela dell'ambiente: le plastiche e i prodotti a base biologica a base di amido hanno i vantaggi di risparmiare risorse petrolifere e ridurre le emissioni di anidride carbonica; plastiche e prodotti biodegradabili a base di amido hanno i vantaggi di essere completamente biodegradabili, compostabili e di realizzare il trattamento innocuo dei rifiuti;
⑶Sicurezza: i materiali e i prodotti a base di amido non contengono sostanze tossiche e nocive come plastificanti, bisfenolo A e metalli pesanti. I materiali per alimenti soddisfano i requisiti degli standard di plastica per alimenti nazionali ed esteri pertinenti;
⑷Processo di produzione: non vengono scaricati tre rifiuti durante il processo di produzione e nessun nuovo inquinamento sarà causato all'ambiente;
⑸Costo: i materiali e i prodotti in plastica a base biologica a base di amido sono gli stessi dei normali prodotti in plastica a base di petrolio e il costo dei materiali e prodotti completamente biodegradabili a base di amido è circa il doppio di quello delle normali materie plastiche.
5 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 i campi di applicazione dei materiali a base biologica. Il contenuto di biocarbonio dei materiali a base biologica è una caratteristica importante che li distingue dalle plastiche ordinarie. La definizione di contenuto di biocarbonio è la percentuale di biocarbonio nel prodotto rispetto al carbonio organico (compresi biocarbonio e carbonio fossile). Poiché il biochar è nuovo carbonio, non causa inquinamento ambientale, quindi ha un ottimo effetto di protezione ambientale. Gli standard di test del contenuto di biocarbonio includono l'ASTM D6866-08 degli Stati Uniti: il metodo di prova per la determinazione del contenuto biologico di campioni solidi, liquidi e gas mediante analisi al radiocarbonio e il liquido cinese GB/T29649-2013 per la determinazione del contenuto di materiale a base biologica metodo del contatore a scintillazione. Poiché gli organismi contemporanei contengono tutti la stessa quantità di elementi al radiocarbonio, il principio dell'ASTM D6866 è quello di utilizzare questa caratteristica degli organismi per misurare il contenuto a base biologica dei campioni in qualsiasi stato; questo metodo di misurazione può determinare qualsiasi prodotto e organismo a base biologica. La percentuale precisa di sostanze a base biologica o rinnovabile contenuta nel prodotto a base mista.
Nel 2009, Vincotte, un autorevole organismo di certificazione in Belgio, ha emesso il primo lotto al mondo di certificazioni di prodotto con certificazione stellare OK Biobased, che ha certificato il contenuto di biocarbonio dei materiali a base biologica e ha anche fornito una qualità affidabile del prodotto per i prodotti a base biologica mercato dei materiali. Recensioni di terze parti. OK-Biobased è l'etichetta ambientale belga'per i prodotti a basso tenore di carbonio a base biologica. Dopo aver ottenuto la certificazione, i produttori di plastica a base biologica possono apporre le proprie etichette sull'imballaggio esterno o sui prodotti per distinguere i normali prodotti petrolchimici. Definisce i materiali a base biologica in base al contenuto di biocarbonio e utilizza la percentuale di contenuto di biocarbonio e il contenuto di carbonio totale per valutare. Il suo standard è ASTM D6866, che distingue i materiali per stelle, ed è il marchio di certificazione autorevole dell'UE's per i materiali a base biologica. Il logo OK Biobased utilizza asterischi per distinguere il grado ambientale del prodotto. Un prodotto certificato ottiene un marchio 1 stella per dimostrare che il suo prodotto contiene il 20% -40% di biocarbonio, 2 stelle 40% -60%, 3 stelle 60% -80% e 4 stelle contenuto di biocarbonio di più prodotto superiore all'80%. La certificazione OK Biobased di Vincotte's mira ad aiutare le aziende oi distributori a migliorare la competitività sul mercato dei prodotti rinnovabili e guidare i consumatori a scegliere meglio prodotti rispettosi dell'ambiente.
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 piano prevede due procedure, una è un piano prioritario per gli appalti pubblici e un piano di etichettatura volontaria per i consumatori. Il primo è stato istituito nel 2002 per incoraggiare lo sviluppo di prodotti a base biologica, mentre il secondo è stato rilasciato nel 2008. Lo scopo del Programma Biofirst è stimolare il consumo di prodotti da biomassa negli Stati Uniti. Le agenzie del governo federale e i loro appaltatori danno la priorità all'acquisto di prodotti con il più alto contenuto di biomassa. Se il prodotto soddisfa gli standard minimi di contenuto a base biologica nell'elenco dei prodotti a base biologica del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti', qualsiasi fabbrica e distributore può partecipare a questo programma e il marchio di certificazione rilasciato dall'agenzia può essere apposto sulla confezione del prodotto.
Le certificazioni internazionali per le plastiche biodegradabili includono la certificazione belga OK Compost, la certificazione compostabile tedesca e la certificazione BPI statunitense.
OK Compost è una certificazione compostabile denominata"OK Compost" rilasciato dall'ente di certificazione belga AIB-Vincotte Group dopo aver testato secondo gli standard di prova EN13432 o ASTM D6400 per i materiali biodegradabili. Lo scopo della certificazione OK Compost è aiutare le aziende o i distributori a migliorare la competitività sul mercato dei prodotti completamente degradabili e guidare i consumatori a scegliere meglio prodotti rispettosi dell'ambiente.
La certificazione compostabile è una certificazione per i prodotti biodegradabili lanciata da DIN CERTCO, un organismo di certificazione congiunto di TUV Rheinland e l'Associazione tedesca di standardizzazione (Deutsches Institut fr Normun, DIN). Il marchio di certificazione è il"semina" marchio. La certificazione compostabile può aiutare gli acquirenti a selezionare prodotti con una rigorosa qualità, sicurezza e protezione ambientale da molti fornitori e produttori. Allo stesso tempo, i prodotti con il logo Compostable indicano di aver superato con successo il test e la valutazione di un'organizzazione terza autorevole, che aiuta a migliorare i clienti' fiducia nell'acquisto e promuovere efficacemente le vendite dei prodotti. Inoltre, le informazioni rilevanti del titolare possono essere richieste sul sito web ufficiale DIN CERTCO per prevenire abusi o falsificazioni del marchio.
BPI è l'abbreviazione di Biodegradable Products Insitute (Associazione dei prodotti degradabili). Attraverso un innovativo programma di etichettatura compostabile, BPI educa produttori, legislatori e consumatori sugli standard scientifici per i materiali degradabili. Allo stesso tempo, attraverso una serie di procedure per garantire che i prodotti correlati soddisfino i requisiti degli standard dei materiali degradabili.
Il primo lotto di aziende cinesi a Wuhan Huali Environmental Protection ad ottenere la certificazione OK Biobased ha ottenuto la certificazione di prodotto a base biologica a quattro stelle. Allo stesso tempo, i materiali biodegradabili dell'azienda'hanno ottenuto la certificazione OK Compost e la certificazione Compostable.
6 Prospettive di applicazione
Con il graduale cambiamento della preferenza dei consumatori per i prodotti in plastica, i materiali rinnovabili e rispettosi dell'ambiente sono diventati sempre più popolari nel mercato. Colpita da questo, la domanda di materie plastiche a base biologica è aumentata. Con l'enfasi sulle bioplastiche da parte dei governi, si prevede che il valore totale della domanda globale di bioplastiche aumenterà fino a 5,9 miliardi di dollari USA nel 2020, 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 percentuale di energia nucleare nella struttura energetica della Francia', la nuova legge contiene anche proposte legislative relative alle energie rinnovabili e agli imballaggi in plastica. Ad esempio, le energie rinnovabili aumenteranno del 40% entro il 2030 e le emissioni di anidride carbonica saranno ridotte del 40% entro il 2030; i sacchetti di imballaggio leggeri utilizzati per il confezionamento di frutta e verdura dovranno essere realizzati con materiali a base biologica dal 1 gennaio 2017; Inoltre, verranno implementati con gli stessi standard anche gli imballaggi in plastica utilizzati per la posta commerciale. L'ultima legislazione del governo francese richiede che le stoviglie usa e getta come piatti, tazze e forchette debbano essere realizzate con materie prime a base biologica anziché con materie prime a base di petrolio.
Un analista di mercato di RnR Market Research ha recentemente previsto che la domanda globale di materie plastiche a base biologica aumenterà a un tasso di crescita annuale del 19% nei prossimi quattro anni e la sua domanda di mercato raggiungerà le 950.000 tonnellate nel 2017. L'Europa è il mondo'il più grande mercato di consumo di materie plastiche a base biologica. Nel 2012, l'uso di materie plastiche a base biologica in questa regione ha rappresentato più della metà del totale globale. Il rapporto dell'indagine mostra che, rispetto alla plastica tradizionale, i consumatori dei paesi europei sono più inclini a scegliere nuovi prodotti in plastica a base biologica. Pertanto, si prevede che la regione continuerà a guidare la classifica del consumo di plastica a base biologica. In termini di tipologia, le plastiche a base di amido e l'acido polilattico continueranno ad essere le plastiche a base biologica più richieste nei prossimi anni e il loro consumo sul mercato rappresenterà oltre il 60% del totale. RnR Market Research ha affermato che negli ultimi anni vari paesi hanno successivamente introdotto restrizioni sulla plastica e aumentato continuamente la supervisione dell'uso della plastica tradizionale, il che contribuisce a far aumentare ulteriormente la tendenza della domanda di materie plastiche a base biologica, in particolare le materie plastiche a base di amido.
Offriamo film completamente biodegradabili brevettati e sacchetti in PVA, 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. Possiamo produrre film e buste in pva completamente trasparenti e in vari colori. e il film in PVA è più liscio rispetto ai tradizionali prodotti di soffiaggio.
Offriamo anche film e sacchetti completamente biodegradabili in materiale organico con materia prima e processo di produzione brevettati.
Per ulteriori prodotti in film e sacchetti in PVA, visitateci:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/