Biológiailag lebomló műanyag
A biológiailag lebomló műanyag olyan műanyagfajtát jelent, amely a természetben élő mikroorganizmusok, például baktériumok, penészgombák (gombák) és algák hatására lebomlik. Az ideális biológiailag lebomló műanyag olyan polimer anyag, amely kiváló teljesítménnyel rendelkezik, kidobás után a környezeti mikroorganizmusok teljesen lebonthatják, végül pedig szervetlenné válik, hogy a természetben a szénkörforgás összetevőjévé váljon."Papír" tipikus biológiailag lebomló anyag, míg"szintetikus műanyag" tipikus polimer anyag. Ezért a biológiailag lebomló műanyagok polimer anyagok, amelyek mind" papír" és"szintetikus műanyagok" tulajdonságait.
Kínai tudományos név
Biológiailag lebomló műanyag
Osztályozás
Komplett lények és pusztító lények
Fő összetétel
Természetes polimer, alifás poliészter stb.
főleg magában foglalja
PBAT, PLA stb.
Jellemzők
Bizonyos környezeti feltételek mellett bizonyos biológiai lebonthatósággal rendelkezik
tartalmat
1 meghatározás
2 besorolás
3 alkalmazás
4 Fejlődéstörténet
5 Piaci állapot
6 kapcsolódó kérdés
7 konkrét intézkedés
1 meghatározás
A biológiailag lebomló műanyagok, más néven biológiailag lebomló műanyagok a természetben természetes körülmények között, például talajban és/vagy homokban, és/vagy speciális körülmények között, például komposztálási körülmények, anaerob emésztési körülmények vagy vizes tenyészfolyadékok között előforduló mikroorganizmusok hatását jelentik. Lebomlást okoz, végül teljesen lebomlik szén-dioxiddá (CO₂) és/vagy metánná (CH4), vízzé (H₂O) és a benne lévő elemek ásványos szervetlen sóivá, valamint új biomassza műanyagokká.
2 besorolás
Az alapanyagok forrása szerint a biológiailag lebomló műanyagok két típusra oszthatók: bioalapú biológiailag lebomló műanyagokra és petrolkémiai alapú biológiailag lebomló műanyagokra.
A biológiai alapú biológiailag lebomló műanyagok négy kategóriába sorolhatók: az első kategória a természetes anyagokból közvetlenül feldolgozott műanyagok; a második kategória a mikrobiális fermentáció és kémiai szintézis részvételével nyert polimerek; a harmadik kategória a mikroorganizmusok által közvetlenül szintetizált polimerek. A negyedik kategória az ezen anyagok vagy ezen anyagok és más kémiailag szintetizált biológiailag lebomló műanyagok keverésével nyert biológiailag lebomló műanyagok.
A petrolkémiai alapú biológiailag lebomló műanyagok petrolkémiai monomerek kémiai szintézissel történő polimerizálásával nyert műanyagok, mint például a PBAT, polibutilén-szukcinát (PBS), szén-dioxid kopolimer (PPC) stb. [1]
Keményítő alapú teljesen biológiailag lebomló műanyag
Keményítő alapú teljesen biológiailag lebomló műanyag
A biológiai lebomlási folyamatok besorolása szerint a biológiailag lebomló műanyagok teljesen biológiailag lebomló műanyagokra és roncsolásos biológiailag lebomló műanyagokra oszthatók. A pusztító biológiailag lebomló műanyagok jelenleg főként a keményítővel módosított (vagy töltött) polietilén PE, polipropilén PP, polivinil-klorid PVC, polisztirol PS és így tovább.
A teljesen biológiailag lebomló műanyagok főként természetes makromolekulákból (például keményítő, cellulóz, kitin) vagy mezőgazdasági és melléktermékekből készülnek mikrobiális fermentációval vagy biológiailag lebomló makromolekulák szintézisével, mint például hőre lágyuló keményítőműanyagok, alifás poliészterek és tejsav, Keményítő/polivinil-alkohol, stb mind olyan műanyagok.
A keményítőn és más természetes anyagokon alapuló biológiailag lebomló műanyagok jelenleg elsősorban a következő termékeket tartalmazzák: tejsav (PLA), polihidroxi-alkanoát (PHA), keményítő műanyagok, biomérnöki műanyagok, bio-általános műanyagok (poliolefin és poliklorid) etilén.
A különböző nyersanyagok szerint legalább a következő típusú biológiailag lebomló műanyagok léteznek:
Polikaprolakton (PCL)
Ez a műanyag jó biológiai lebonthatósággal rendelkezik, olvadáspontja 62°C. Az azt lebontó mikroorganizmusok optimista vagy anaerob körülmények között széles körben elterjedtek. Biológiailag lebomló anyagként keverhető keményítővel és cellulóz anyagokkal, illetve tejsavval polimerizálható.
Polibutilén-szukcinát (PBS) és kopolimerei
A különféle nagy molekulatömegű, PBS alapú poliészterek gyártásának technológiája (olvadáspont 114°C) elérte az ipari termelés szintjét. A japán'. Mitsubishi Chemical Corporation és a Showa Polymer Corporation mintegy 1000 tonnás ipari termelésbe kezdett.
A Kínai Tudományos Akadémia Fizikai és Kémiai Intézete is kutat a polibutilén-szukcinát-kopoliészter szintézisével kapcsolatban. A Kínai Tudományos Akadémia Fizikai és Kémiai Intézete együttműködött a Shandong Huiying Company-val egy 25 000 tonna PBS-ből és polimerjeiből származó éves gyártósor felépítésében, a Guangdong Jinfa Company pedig egy gyártósort épített, amelynek éves termelése 25 000 tonna. 1000 tonna. A Tsinghua Egyetem 10 000 tonna PBS-ből és kopolimerjeiből származó éves gyártósort épített az Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.-ben.
Politejsav (PLA)
Az Egyesült Államok Natureworks aktív és hatékony munkát végzett a tejsav előállítási folyamatának javításában, és kifejlesztette a kukorica glükóz fermentációját tejsav előállítására, éves termelési kapacitása 14 000 tonna. Japán'A UNITIKA cég sokféle terméket fejlesztett és gyártott, amelyek között a vászon, tálcák, étkészletek stb. széles körben használatosak a japán Aichi Világkiállításon.
Kínában a Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (5000 ezer tonna/év gyártósorral) Kínában iparosodott, és a Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., a Jiangsu Jiuding Group stb.
Polihidroxi-alkanoát (PHA)
Az ipari termelést külföldön megvalósító országok elsősorban az Egyesült Államok és Brazília. A hazai termelési egységek közé tartozik a Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (10 000 tonna/év), a Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (2000 tonna/év) és a Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., amely kísérleti szakaszban van próbatételek.
A megújuló erőforrásokból nyert biológiailag lebomló műanyagok felhasználásával, alifás poliészter és keményítő keverésével a lebomló műanyagok előállításának technológiáját is sikeresen tanulmányozták. Az európai és amerikai országokban a keményítő és az alifás poliészter keverékeit széles körben használják szemeteszsákok és egyéb termékek előállítására. A világ legnagyobb és legkelendőbb cége az olasz Novamont cég, amelynek kereskedelmi neve Mater-bi. A' cég termékeit széles körben használják Európában és az Egyesült Államokban.
Számos hazai kutató- és termelőegység működik. Az iparosodott egységek közé tartozik a Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (40 000 tonna/év mérettel), a Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8 000 tonna/év) és a Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5000 tonna/év), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (2000 tonna/év), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (5000 tonna/év méret) stb.
Alifás aromás kopoliészter
A BASF által Németországban gyártott alifás aromás véletlenszerű kopoliészter (Ecoflex) monomereket tartalmaz: adipinsavat, tereftálsavat és 1,4-butándiolt. A termelési kapacitás 140.000 tonna/év. Ezzel párhuzamosan poliészter és keményítő alapú, biológiailag lebomló műanyag termékeket fejlesztettek ki.
Polivinil-alkohol (PVA) biológiailag lebomló műanyagok
Például az 1990-es években az olasz NOVMANT' MaterBi termékéhez főként PVA-t adtak a keményítőhöz, amely képes fóliát fújni és más termékeket is feldolgozni. A polivinil-alkohol anyagokat módosítani kell, hogy jó biológiai lebonthatóságuk legyen. A Pekingi Műszaki és Üzleti Egyetem Könnyűipari Műanyag Feldolgozó és Alkalmazási Intézete bizonyos eredményeket ért el e tekintetben.
Szén-dioxid kopolimer
Külföldön a szén-dioxid-kopolimereket legkorábban Japánban és az Egyesült Államokban vizsgálták, de ipari termelés nem történt. Az Inner Mongolia Mengxi Group Corporation a Changchun Institute of Applied Chemistry technológiáját alkalmazza, és olyan eszközt épített, amelynek éves kibocsátása 3000 tonna szén-dioxid/epoxi keverék kopolimer gyanta. A termékeket elsősorban csomagolásban és gyógyászati anyagokban használják. Az alacsony molekulatömegű szén-dioxid kopolimer technológiát, amelyet Dr. Chen Liban fejlesztett ki a Kínai Tudományos Akadémia Guangzhou Kémiai Intézetéből, a Jiangsu állambeli Taixing városában állították gyártásba. És egyéb csomagolás. A Henan Tianguan Group a Szun Jat-szen Egyetem professzorának Meng Yuezhong technológiáját alkalmazza, és kísérleti méretű szén-dioxid-kopolimer gyártósort épített.
Mások, például kitin, poliamid, poliaszparaginsav, poliszacharidok, cellulóz stb. fejlesztés alatt állnak.
Poli-β-hidroxi-butirát (PHB)
3000 tonna teljesen biológiailag lebomló műanyag
3000 tonna teljesen biológiailag lebomló műanyag
Globális szempontból a PHB és a PHBV az egyik legígéretesebb biológiailag lebomló műanyag, és ezek egyben új fejlesztés alatt álló termékek is. A műszaki oldal próbagyártási költsége körülbelül 40 RMB/kg. Az iparosítás gyártásba helyezése után a termék költsége tovább csökken, és az árelőny nyilvánvaló. Különösen a műszaki oldal egyszerű gyártási folyamata és egyszerű berendezései könnyen előmozdíthatók és nagyüzemi termelést hajtanak végre.
3 alkalmazás
A biológiailag lebomló műanyagokat jó lebonthatósága miatt főként élelmiszer-puha és kemény csomagolóanyagként használják, amely jelenleg a legnagyobb alkalmazási terület is.
A biológiailag lebomló műanyagok fő célpiacai a műanyag csomagolófóliák, a mezőgazdasági fóliák, az eldobható műanyag zacskók és az eldobható műanyag étkészletek. A hagyományos műanyag csomagolóanyagokhoz képest az új, lebomló anyagok költsége valamivel magasabb. A környezetvédelem iránti tudatosság növekedésével azonban az emberek hajlandóak új, magasabb áron lebomló anyagokat használni a környezet védelme érdekében. A környezetvédelem iránti fokozott tudatosság hatalmas fejlődési lehetőségeket hozott a biológiailag lebomló új anyagok iparának. A kínai gazdaság fejlődésével, az olimpia, a világkiállítás és más, a világot megdöbbentő nagyszabású rendezvények sikeres megrendezésével, a különböző kulturális világörökség és a nemzeti festői helyszínek védelmének szükségességével a műanyagok okozta környezetszennyezés megnőtt. egyre fontosabbá válnak, és a kormányok minden szinten a fehér szennyezés kezelését sorolják fel az egyik legfontosabb feladatként.
A fejlett országok és régiók, mint Európa, az Egyesült Államok és Japán, egymás után alkottak meg és hirdettek ki megfelelő törvényeket és rendeleteket a nem lebomló műanyagok felhasználásának korlátozására olyan intézkedések révén, mint a részleges tilalom, korlátozás, kötelező beszedés és a szennyezési adók beszedése, és erőteljesen dolgozzon ki új biológiailag lebomló anyagokat a környezet védelme érdekében, védje a talajt. Közülük Franciaország 2005-ben irányelvet adott ki, amely szerint 2010 után minden eldobható műanyag zacskónak biológiailag lebomlónak kell lennie.
Ugyanakkor Kína egymás után számos politikát vezetett be a biológiailag lebomló műanyagok alkalmazásának és népszerűsítésének ösztönzése érdekében. 2004-ben az Országos Népi Kongresszus elfogadta a" Megújuló energia törvény (tervezet)" és"Szilárd hulladék törvény (Revision)" a megújuló biomassza-energia használatának, valamint a lebomló műanyagok támogatásának és alkalmazásának ösztönzése; 2005-ben a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság 40. számú dokumentuma egyértelműen ösztönözte a biológiailag lebomló műanyagok használatát és népszerűsítését; A Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság 2006-ban külön alapprojektet indított a biomassza biológiailag lebomló anyagok fejlesztésének elősegítésére; a"A lebomló műanyagokra vonatkozó, osztályozási, címkézési és lebonthatósági követelmények meghatározása" 2007. január 1-jén hajtották végre. Európa, az Egyesült Államok, Japán és más országok kölcsönös elismerése megkönnyítette a kínai vállalatok termékexportját.
4 Fejlődéstörténet
A Japan Biodegradable Plastics Research Association adatai szerint Japánban 2002-ben mintegy 10 000 tonna, 2003-ban mintegy 20 000 tonna, 2005-ben mintegy 40 000 tonna volt a biológiailag lebomló műanyagok termelése, és várhatóan eléri a kb. 200 000 tonnára 2010-ben.
Az Európai Bioműanyag Szövetség adatai szerint a 2001-es adatok azt mutatták, hogy az EU-ban a biológiailag lebomló termékek fogyasztása 25-30 ezer tonna volt, míg a hagyományos polimerek fogyasztása elérte a 35 millió tonnát. Az Európai Bioműanyag Szövetség előrejelzése szerint 2010-ben a hagyományos polimerek felhasználása eléri az 55 millió tonnát, míg a biológiailag lebomló műanyagoké addigra az 500-1 millió tonnát. A biológiailag lebomló anyagok végül a piaci részesedés 10%-át foglalhatják el. A biológiailag lebomló anyagokban a megújuló erőforrásokat használó nyersanyagok aránya több mint 90%.
A Kínai Műanyag Szövetség Lebomló Műanyagok Szakmai Bizottságának statisztikái szerint a biológiailag lebomló anyagok fogyasztása Kínában 2003-ban mintegy 15 000 tonna volt, ebből körülbelül 1 000 tonna biológiailag lebomló polimer, hozzáadott keményítő nélkül. 2005-ben mintegy 30 vállalkozás foglalkozott biológiailag lebomló műanyagokkal, évi 60 000 tonna termelési kapacitással. A tényleges termelés körülbelül 30 000 tonna volt. A hazai piaci kereslet mintegy 50 ezer tonna, a külföldi import 10 ezer tonna, a kivitel 20 ezer tonna volt. A becslések szerint 2010-ben a termelési kapacitás eléri a 250 000 tonnát. A részletekért tekintse meg a"Foresight China's Biológiailag lebomló műanyagipar mélyreható vizsgálati és befektetési stratégiai tervezési elemzési jelentését".
Egyes fejlett országokat is a körkörös gazdaság gondolata vezérli, és biológiailag lebomló, eldobható edényeket használnak. Például Svédország az 1980-as évek végén megpróbált burgonyából és kukoricából készült eldobható gyorséttermi dobozokat gyártani, Dél-Koreában pedig kötelező törvények írták elő a nyálkás rizsből készült fogpiszkáló használatát. Várjon. Európa kidolgozta az EN13432 szabványt a biológiailag lebomló komposztműanyagokra" A komposztálást és biológiai lebomlást elősegítő csomagolóanyagok vizsgálatára és végső értékelésére vonatkozó követelmények az újrahasznosításhoz" és más rendeletet a szerves hulladék komposztálásának előmozdításáról aktívan formálódik és készül. Az Egyesült Államok kormánya 1996 óta alapította az Presidential Green Chemistry Challenge Award-ot, hogy ösztönözze a biológiailag lebomló műanyagipar fejlődését. 1989-ben New York állam betiltotta a biológiailag nem lebomló zöldséges zacskók használatát, támogatott a lebomló műanyagokat gyártó gyártókat, és kötelezte a polgárokat a megújuló és a nem megújuló hulladék szétválasztására, ellenkező esetben 500 dolláros bírságot kapnak.
Néhány más ország is hasonló intézkedéseket hozott: India törvényt hozott a műanyag csomagolások tejiparban való használatának betiltására; A dél-afrikai törvények teljesen betiltották a műanyag csomagolózacskók használatát. A különböző országok jogszabályainak fejlődésével az új biológiailag lebomló csomagolóanyagok várhatóan egyre népszerűbbek lesznek.
Kínában a lebomló műanyagokkal kapcsolatos ismeretek elmélyülésével ennek az anyagnak és iparának stratégiai szerepe Kína' fenntartható fejlődésében teljes mértékben megvalósult. A biológiailag lebomló műanyagok széles körű elterjedése várható. A Kínai Népi&Kínai Köztársaság elfogadta a&kvótát; a megújuló energiáról szóló törvényt (tervezet) &; és"Szilárd hulladékokról szóló törvény (felülvizsgált)" 2004-ben a megújuló biomassza-energia használatának, valamint a lebomló műanyagok népszerűsítésének és alkalmazásának ösztönzése érdekében. A Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság 2005. évi 40. számú dokumentumában az is egyértelmű, hogy ösztönözni kell a biológiailag lebomló műanyagok használatát és népszerűsítését. 2006-ban a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság külön alapprojektet indított a biomassza biológiailag lebomló anyagok fejlesztésének elősegítésére.
5 Piaci állapot
2019-re a biológiailag lebomló műanyagipar piaci értéke 3,477 milliárd USD-ra nő, átlagosan 13,01%-os éves növekedési ütem mellett. A biológiailag lebomló műanyagok európai piaca 2014 és 2019 között várhatóan átlagosan 12%-os éves növekedési ütemben fog növekedni.
A biológiailag lebomló műanyagok a gyors fejlődés időszakát nyitják meg. Bár a biológiailag lebomló műanyagok koncepcióját felpörgették, az alkalmazás nem tudta növelni a mennyiséget.
A biológiailag lebomló műanyagokat főleg a csomagolásban, rostgyártásban, mezőgazdaságban, fröccsöntésben és más területeken használják. Közülük a csomagolóiparban a legszélesebb körben használják. 2013-ban a teljes piac mintegy 60%-át tette ki. Az élelmiszer-csomagolások iránti kereslet a biológiailag lebomló műanyag csomagolások piacának több mint 70%-át tette ki. ; A fröccsöntő alkalmazások piaca a biológiailag lebomló műanyagok iránti kereslet növekedésének fő hajtóereje.
2013 végén Európa és az Egyesült Államok a biológiailag lebomló műanyagok fő piaca. A statisztikák szerint 2013-ban az európai és az észak-amerikai piacok adták a globális biológiailag lebomló műanyagok 54%-át, illetve 28%-át.
Elfogadta az Európai Parlament környezetvédelmi bizottsága az egyszer használatos, könnyű műanyag zacskók használatának csökkentéséről szóló tervezetet. A tervezet azt javasolja, hogy a 28 EU-tagállam kétlépéses megközelítést kövessen a nejlonzacskók használatának hatékony csökkentésére annak érdekében, hogy elérje azt a célt, hogy 2019-ben 2010-hez képest 80%-kal csökkentsék az ultravékony műanyag zacskók használatát. A felbontás várhatóan nagymértékben serkenti a biológiailag lebomló műanyagok iránti piaci keresletet, és várhatóan hatalmas növekedési lehetőségeket teremt a kapcsolódó gyártók számára a következő öt évben.
6 kapcsolódó kérdés
Bár számos tanulmány és jelentés készült a lebomló műanyagokról, sok konkrét probléma nem megoldható, a promóció rendkívül nehéz, és a kilátások sem optimisták. Az okok a következők: először is, mivel a lebomló műanyag zacskó alacsony teherbíró képességgel rendelkezik, nem tudja kielégíteni a vásárlók több cuccra és ismételt felhasználásra vonatkozó igényeit; Másodszor, a lebomló műanyag zacskó halvány és sárga színű, átlátszósága pedig alacsony, így az emberekben azt az érzést keltik, hogy nem elég tiszta és csúnya. Ne aggódjon a használat miatt; harmadszor, az ár túl magas, mert a kereskedő ingyen adja, így a költség elfogadhatatlan.
Egy másik példa az EPS gyorséttermi ebéddobozok környezetszennyezési problémájának megoldása. Próbáljon inkább papír ebédlődobozokat vagy biológiailag lebomló műanyag ebéddobozokat használni. A promóció azonban rendkívül nehéz a következő okok miatt: Először is, EPS