Plastik terbiodegradasi

Plastik terbiodegradasi

Plastik biodegradasi merujuk kepada sejenis plastik yang terurai oleh tindakan mikroorganisma dalam alam semula jadi, seperti bakteria, kulat (kulat) dan alga. Plastik biodegradasi yang ideal ialah bahan polimer yang mempunyai prestasi cemerlang, boleh diuraikan sepenuhnya oleh mikroorganisma persekitaran selepas dibuang, dan akhirnya tidak organik untuk menjadi komponen kitaran karbon dalam alam semula jadi."Kertas" ialah bahan terbiodegradasi biasa, manakala"plastik sintetik" adalah bahan polimer biasa. Oleh itu, plastik biodegradasi ialah bahan polimer dengan kedua-dua"kertas" dan"plastik sintetik" harta benda.

nama saintifik cina
Plastik terbiodegradasi

Pengelasan
Makhluk yang lengkap dan makhluk yang merosakkan

Komposisi utama
Polimer semulajadi, poliester alifatik, dsb.

terutamanya termasuk
PBAT, PLA, dsb.

Ciri-ciri
Mempunyai biodegradasi tertentu di bawah keadaan persekitaran tertentu
kandungan
1 takrifan
2 klasifikasi
3 permohonan
4Sejarah pembangunan
5 Status pasaran
6 isu berkaitan
7 langkah khusus

1 takrifan
Plastik terbiodegradasi, juga dikenali sebagai plastik terbiodegradasi, merujuk kepada tindakan mikroorganisma yang wujud dalam alam semula jadi di bawah keadaan semula jadi seperti tanah dan/atau pasir, dan/atau keadaan khusus seperti keadaan pengkomposan, keadaan penghadaman anaerobik atau cecair kultur akueus. Ia menyebabkan degradasi, dan akhirnya terurai sepenuhnya kepada karbon dioksida (CO₂) atau/dan metana (CH₄), air (H₂O) dan garam tak organik bermineral bagi unsur-unsur yang terkandung di dalamnya, serta plastik biojisim baharu.

2 klasifikasi
Mengikut sumber bahan mentah, plastik biodegradasi boleh dibahagikan kepada dua jenis: plastik biodegradasi berasaskan bio dan plastik biodegradasi berasaskan petrokimia.

Plastik biodegradasi berasaskan bio boleh dibahagikan kepada empat kategori: kategori pertama ialah plastik yang diproses terus daripada bahan semula jadi; kategori kedua ialah polimer yang diperoleh melalui penyertaan penapaian mikrob dan sintesis kimia; kategori ketiga ialah polimer yang disintesis secara langsung oleh mikroorganisma Kategori keempat ialah plastik terbiodegradasi yang diperolehi dengan mengadun bahan-bahan ini atau bahan-bahan ini dan plastik terbiodegradasi yang disintesis secara kimia.

Plastik biodegradasi berasaskan petrokimia merujuk kepada plastik yang diperoleh dengan mempolimerkan monomer petrokimia melalui sintesis kimia, seperti PBAT, polybutylene succinate (PBS), kopolimer karbon dioksida (PPC), dll. [1]

Plastik terbiodegradasi sepenuhnya berasaskan kanji
Plastik terbiodegradasi sepenuhnya berasaskan kanji
Mengikut klasifikasi proses biodegradasi, plastik biodegradasi boleh dibahagikan kepada plastik biodegradasi sepenuhnya dan plastik biodegradasi yang merosakkan. Plastik biodegradasi yang merosakkan pada masa ini terutamanya termasuk kanji diubah suai (atau diisi) polietilena PE, polipropilena PP, polivinil klorida PVC, polistirena PS dan sebagainya.

Plastik terbiodegradasi sepenuhnya terutamanya diperbuat daripada makromolekul semula jadi (seperti kanji, selulosa, kitin) atau produk pertanian dan sampingan melalui penapaian mikrob atau sintesis makromolekul terbiodegradasi, seperti plastik kanji termoplastik, poliester alifatik, dan asid polilaktik, Kanji/polivinil alkohol, dan lain-lain adalah semua plastik.

Plastik terbiodegradasi berasaskan kanji dan bahan semula jadi lain pada masa ini terutamanya termasuk produk berikut: asid polylactic (PLA), polyhydroxyalkanoate (PHA), plastik kanji, plastik bio-kejuruteraan, plastik bio-general (poliolefin dan polychloride) Etilena).

Mengikut bahan mentah yang berbeza, terdapat sekurang-kurangnya jenis plastik biodegradasi biasa berikut:

Polikaprolakton (PCL)

Plastik ini mempunyai biodegradasi yang baik dan takat leburnya ialah 62°C. Mikroorganisma yang menguraikannya diedarkan secara meluas dalam keadaan optimistik atau anaerobik. Sebagai bahan terbiodegradasi, ia boleh dicampur dengan bahan kanji dan selulosa, atau dipolimerkan dengan asid laktik.

Polybutylene succinate (PBS) dan kopolimernya

Teknologi untuk mengeluarkan pelbagai poliester berat molekul tinggi berasaskan PBS (takat lebur 114°C) telah mencapai tahap pengeluaran perindustrian. Jepun's Mitsubishi Chemical Corporation dan Showa Polymer Corporation telah memulakan pengeluaran perindustrian, dengan skala kira-kira 1,000 tan.

Institut Fizik dan Kimia Akademi Sains China juga sedang menjalankan penyelidikan mengenai sintesis kopoliester polybutylene succinate. Institut Fizik dan Kimia Akademi Sains China telah bekerjasama dengan Syarikat Shandong Huiying untuk membina barisan pengeluaran dengan pengeluaran tahunan sebanyak 25,000 tan PBS dan polimernya, dan Syarikat Guangdong Jinfa telah membina barisan pengeluaran dengan keluaran tahunan sebanyak 1,000 tan. Universiti Tsinghua telah membina barisan pengeluaran dengan pengeluaran tahunan sebanyak 10,000 tan PBS dan kopolimernya di Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.

Asid polilaktik (PLA)

Natureworks Amerika Syarikat telah melakukan kerja yang aktif dan berkesan dalam meningkatkan proses pengeluaran asid polylactic, dan membangunkan penapaian glukosa dalam jagung untuk menghasilkan asid polylactic, dengan kapasiti pengeluaran tahunan sebanyak 14,000 tan. Syarikat UNITIKA #39; Jepun telah membangunkan dan mengeluarkan pelbagai jenis produk, antaranya kanvas, dulang, pinggan mangkuk, dsb. digunakan secara meluas dalam Ekspo Dunia Aichi di Jepun.

Di China, Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (dengan barisan pengeluaran 5,000 ribu tan/tahun) diindustrikan di China, dan Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, dsb. sedang dipandu.

Polihidroksialkanoat (PHA)

Negara-negara yang merealisasikan pengeluaran perindustrian di luar negara terutamanya Amerika Syarikat dan Brazil. Unit pengeluaran domestik termasuk Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (skala 10,000 tan/tahun), Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (skala 2,000 tan/tahun), dan Jiangsu Nantian Group Co., Ltd., yang sedang menjalani perintis percubaan.

Menggunakan plastik biodegradasi yang diperoleh daripada sumber boleh diperbaharui, mencampurkan poliester alifatik dan kanji bersama-sama, teknologi untuk menghasilkan plastik terurai juga telah berjaya dikaji. Di negara Eropah dan Amerika, campuran kanji dan poliester alifatik digunakan secara meluas untuk menghasilkan beg sampah dan produk lain. Syarikat terbesar dan paling laris di dunia ialah syarikat Itali Novamont, yang nama dagangannya ialah Mater-bi. Produk syarikat' digunakan secara meluas di Eropah dan Amerika Syarikat.

Terdapat banyak unit penyelidikan dan pengeluaran domestik. Antaranya, unit perindustrian termasuk Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (dengan skala 40,000 tan/tahun), Zhejiang Huashengtai Technology Co., Ltd. (8,000 tan/tahun), dan Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. ( 5,000 tan/tahun), Fujian Best Biomaterials Co., Ltd. (skala 2,000 tan/tahun), Zhaoqing Huafang Degradable Plastic Co., Ltd. (skala 5,000 tan/tahun), dsb.

Kopoliester aromatik alifatik

Kopoliester rawak aromatik alifatik (Ecoflex) yang dikeluarkan oleh BASF di Jerman mempunyai monomer: asid adipik, asid tereftalat, dan 1,4-butanediol. Kapasiti pengeluaran ialah 140,000 tan/tahun. Pada masa yang sama, produk plastik biodegradasi berasaskan poliester dan kanji telah dibangunkan.

Plastik biodegradasi polivinil alkohol (PVA).

Sebagai contoh, pada tahun 1990-an produk MaterBi NOVMANT's Itali, PVA telah ditambah terutamanya kepada kanji, yang boleh meniup filem dan juga boleh memproses produk lain. Bahan polivinil alkohol perlu diubah suai untuk mempunyai biodegradasi yang baik. Institut Pemprosesan Plastik Industri Ringan dan Aplikasi Universiti Teknologi dan Perniagaan Beijing telah mencapai keputusan tertentu dalam hal ini.

Kopolimer karbon dioksida

Di luar negara, negara terawal yang mengkaji kopolimer karbon dioksida adalah terutamanya Jepun dan Amerika Syarikat, tetapi tiada pengeluaran perindustrian. Inner Mongolia Mengxi Group Corporation mengguna pakai teknologi Institut Kimia Gunaan Changchun dan telah membina peranti dengan pengeluaran tahunan sebanyak 3,000 tan resin kopolimer sebatian karbon dioksida/epoksi. Produk ini digunakan terutamanya dalam pembungkusan dan bahan perubatan. Teknologi kopolimer karbon dioksida berat molekul rendah yang dibangunkan oleh Dr. Chen Liban dari Institut Kimia Guangzhou, Akademi Sains China telah dikeluarkan di Taixing, Jiangsu. Dan pembungkusan lain. Kumpulan Henan Tianguan mengguna pakai teknologi Profesor Meng Yuezhong dari Universiti Sun Yat-sen dan telah membina barisan pengeluaran kopolimer karbon dioksida skala perintis.

Lain-lain seperti kitin, poliamida, asid polyaspartic, polisakarida, selulosa, dan lain-lain sedang dalam pembangunan.

Poli-β-hidroksibutirat (PHB)

3000 tan plastik terbiodegradasi sepenuhnya
3000 tan plastik terbiodegradasi sepenuhnya
Dari perspektif global, PHB dan PHBV diiktiraf sebagai salah satu plastik terbiodegradasi yang paling menjanjikan, dan ia juga merupakan produk baharu yang sedang dibangunkan. Kos pengeluaran perintis bahagian teknikal adalah kira-kira RMB 40/kg. Selepas perindustrian dimasukkan ke dalam pengeluaran, kos produk akan dikurangkan lagi, dan kelebihan harga adalah jelas. Khususnya, proses pengeluaran mudah pihak teknikal dan peralatan ringkas mudah dipromosikan dan menjalankan pengeluaran berskala besar.

3 permohonan
Oleh kerana kebolehdegradasiannya yang baik, plastik biodegradasi digunakan terutamanya sebagai bahan pembungkusan lembut dan keras makanan, yang juga merupakan bidang aplikasi terbesar pada peringkat ini.

Sasaran pasaran utama bagi plastik terbiodegradasi ialah filem pembungkusan plastik, filem pertanian, beg plastik pakai buang dan pinggan mangkuk plastik pakai buang. Berbanding dengan bahan pembungkusan plastik tradisional, kos bahan terdegradasi baharu adalah lebih tinggi sedikit. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan kesedaran tentang perlindungan alam sekitar, orang ramai sanggup menggunakan bahan terurai baharu dengan harga yang lebih tinggi untuk melindungi alam sekitar. Peningkatan kesedaran tentang perlindungan alam sekitar telah membawa peluang pembangunan yang besar kepada industri bahan baharu yang boleh terbiodegradasi. Dengan perkembangan ekonomi China, kejayaan menganjurkan Sukan Olimpik, Ekspo Dunia dan acara berskala besar lain yang menggemparkan dunia, keperluan untuk perlindungan pelbagai warisan budaya dunia dan tempat-tempat pemandangan negara, pencemaran alam sekitar yang disebabkan oleh plastik telah menjadi semakin penting, dan kerajaan di semua peringkat telah Senaraikan rawatan pencemaran putih sebagai salah satu tugas utama.

Negara dan wilayah maju seperti Eropah, Amerika Syarikat, dan Jepun telah berturut-turut merumuskan dan mengisytiharkan undang-undang dan peraturan yang berkaitan untuk menyekat penggunaan plastik tidak boleh terurai melalui langkah-langkah seperti larangan separa, sekatan, kutipan mandatori, dan kutipan cukai pencemaran, dan bersungguh-sungguh membangunkan bahan terbiodegradasi baharu untuk melindungi alam sekitar, Melindungi tanah. Antaranya, Perancis mengeluarkan polisi pada 2005 bahawa semua beg plastik pakai buang yang boleh dibawa mestilah boleh terbiodegradasi selepas 2010.

Pada masa yang sama, China telah berturut-turut memperkenalkan beberapa dasar untuk menggalakkan penggunaan dan promosi plastik terbiodegradasi. Pada tahun 2004, Kongres Rakyat Kebangsaan meluluskan"Undang-undang Tenaga Boleh Diperbaharui (Draf)" dan"Undang-undang Sisa Pepejal (Semakan)" untuk menggalakkan penggunaan tenaga biojisim boleh diperbaharui dan promosi serta penggunaan plastik boleh terurai; pada tahun 2005, dokumen Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara No. 40 dengan jelas menggalakkan penggunaan dan promosi plastik terbiodegradasi; Pada tahun 2006, Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara melancarkan projek dana khas untuk menggalakkan pembangunan bahan biodegradasi biojisim;"Takrifkan, Pengelasan, Pelabelan dan Keperluan Kebolehdegradasian untuk Plastik Boleh Terurai" dilaksanakan pada 1 Januari 2007 telah diperolehi Pengiktirafan bersama Eropah, Amerika Syarikat, Jepun dan negara lain telah memudahkan eksport produk oleh syarikat China.

4Sejarah pembangunan
Menurut data dari Persatuan Penyelidikan Plastik Biodegradasi Jepun, pengeluaran plastik biodegradasi di Jepun pada tahun 2002 adalah kira-kira 10,000 tan, pada tahun 2003 ia adalah kira-kira 20,000 tan, pada tahun 2005 ia adalah kira-kira 40,000 tan, dan ia dijangka mencapai kira-kira 100,000 tan. kepada 200,000 tan pada tahun 2010.

Menurut data Persatuan Bioplastik Eropah, angka pada tahun 2001 menunjukkan bahawa penggunaan produk biodegradasi di EU adalah 25,000 hingga 30,000 tan, manakala penggunaan polimer tradisional adalah setinggi 35 juta tan. Persatuan Bioplastik Eropah meramalkan bahawa penggunaan polimer tradisional akan mencapai 55 juta tan pada tahun 2010, manakala penggunaan plastik biodegradasi akan mencapai 500,000 hingga 1 juta tan pada masa itu. Bahan terbiodegradasi akhirnya boleh menduduki 10% bahagian pasaran. Dalam bahan terbiodegradasi, bahagian bahan mentah menggunakan sumber boleh diperbaharui akan menyumbang lebih daripada 90%.

Menurut statistik Jawatankuasa Profesional Plastik Terdegradasi Persatuan Plastik China, penggunaan bahan terbiodegradasi di China pada tahun 2003 adalah kira-kira 15,000 tan, di mana kira-kira 1,000 tan polimer terbiodegradasi tanpa kanji tambahan. Pada tahun 2005, terdapat kira-kira 30 syarikat yang terlibat dalam plastik biodegradasi, dengan kapasiti pengeluaran 60,000 tan setahun. Pengeluaran sebenar adalah kira-kira 30,000 tan. Permintaan pasaran domestik adalah kira-kira 50,000 tan, import asing adalah 10,000 tan, dan eksport ialah 20,000 tan. Dianggarkan kapasiti pengeluaran pada tahun 2010 akan mencecah kira-kira 250,000 tan. Untuk butiran, sila rujuk kepada"Foresight China's Industri Plastik Biodegradasi Mendalam Laporan Analisis Perancangan Strategik Pelaburan dan".

Sesetengah negara maju juga berpandukan idea ekonomi bulat dan menggunakan peralatan pakai buang biodegradasi. Sebagai contoh, Sweden cuba menghasilkan kotak makanan segera pakai buang yang diperbuat daripada kentang dan jagung pada akhir 1980-an, dan undang-undang wajib Korea Selatan menggunakan pencungkil gigi yang diperbuat daripada pulut. Tunggu. Eropah telah merumuskan standard EN13432 untuk plastik kompos terbiodegradasi"Keperluan untuk ujian dan penilaian akhir bahan pembungkusan yang kondusif untuk pengkomposan dan biodegradasi untuk kitar semula", dan dekri lain mengenai promosi rawatan pengkomposan sisa organik sedang giat dirumus dan disediakan. Kerajaan AS telah menubuhkan Anugerah Cabaran Kimia Hijau Presiden sejak 1996 untuk menggalakkan pembangunan industri plastik biodegradasi. Pada tahun 1989, Negeri New York mengharamkan penggunaan beg sayur tidak terbiodegradasi, pengeluar bersubsidi yang menghasilkan plastik terurai, dan mewajibkan rakyat mengasingkan sisa boleh diperbaharui dan tidak boleh diperbaharui, jika tidak, mereka akan didenda $500.

Beberapa negara lain juga telah mengambil langkah yang sama: India telah membuat undang-undang untuk mengharamkan penggunaan pembungkusan plastik dalam industri tenusu; Undang-undang Afrika Selatan telah mengharamkan sepenuhnya penggunaan beg pembungkusan plastik. Dengan pembangunan perundangan di pelbagai negara, bahan pembungkusan biodegradasi baharu dijangka menjadi semakin popular.

Di China, dengan pemahaman yang mendalam tentang plastik terurai, peranan strategik bahan ini dan industrinya terhadap pembangunan mampan China' telah direalisasikan sepenuhnya. Penggunaan meluas plastik terbiodegradasi telah dijangkakan. Republik Rakyat China's Republik China meluluskan"Undang-undang Tenaga Boleh Diperbaharui (Draf)" dan"Undang-undang Sisa Pepejal (Disemak)" pada tahun 2004 untuk menggalakkan penggunaan tenaga biojisim boleh diperbaharui dan promosi serta penggunaan plastik boleh terurai. Dalam dokumen No. 40 Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara pada tahun 2005, adalah jelas juga untuk menggalakkan penggunaan dan promosi plastik terbiodegradasi. Pada tahun 2006, Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara telah melancarkan projek dana khas untuk menggalakkan pembangunan bahan biodegradasi biojisim.

5 Status pasaran
Menjelang 2019, nilai pasaran industri plastik biodegradasi akan meningkat kepada AS$3.477 bilion dengan purata kadar pertumbuhan tahunan sebanyak 13.01%. Pasaran plastik biodegradasi Eropah dijangka berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan purata sebanyak 12% dari 2014 hingga 2019.

Plastik terbiodegradasi mengantar tempoh pembangunan pesat. Walaupun konsep plastik terbiodegradasi telah digembar-gemburkan, aplikasi itu tidak dapat meningkatkan jumlahnya.

Plastik biodegradasi digunakan terutamanya dalam pembungkusan, gentian, pertanian, pengacuan suntikan dan bidang lain. Antaranya, ia adalah yang paling banyak digunakan dalam industri pembungkusan. Pada tahun 2013, ia menyumbang kira-kira 60% daripada jumlah pasaran. Permintaan untuk pembungkusan makanan menyumbang lebih daripada 70% daripada pasaran pembungkusan plastik biodegradasi. ; Pasaran aplikasi pengacuan suntikan adalah penggerak utama untuk pertumbuhan permintaan untuk plastik biodegradasi.

Sehingga penghujung 2013, Eropah dan Amerika Syarikat merupakan pasaran utama bagi plastik terbiodegradasi. Menurut statistik, pada tahun 2013, pasaran Eropah dan Amerika Utara masing-masing menyumbang 54% dan 28% daripada plastik terbiodegradasi global.

Jawatankuasa Alam Sekitar Parlimen Eropah telah meluluskan draf untuk mengurangkan penggunaan beg plastik ringan sekali guna. Draf itu mencadangkan agar 28 negara anggota EU harus mengikuti pendekatan dua langkah untuk mengurangkan penggunaan beg plastik secara berkesan bagi mencapai matlamat mengurangkan penggunaan beg plastik ultra nipis sebanyak 80% pada 2019 berbanding 2010. Ini resolusi dijangka akan sangat merangsang permintaan pasaran untuk plastik terbiodegradasi, dan dijangka mewujudkan peluang pertumbuhan yang besar untuk pengeluar berkaitan dalam tempoh lima tahun akan datang.

6 isu berkaitan
Walau bagaimanapun, walaupun terdapat banyak kajian dan laporan mengenai plastik terurai, banyak masalah khusus tidak dapat diselesaikan, promosinya amat sukar, dan prospeknya tidak optimistik. Sebabnya ialah: pertama, kerana beg plastik yang boleh terurai mempunyai kapasiti galas beban yang rendah, ia tidak dapat memenuhi keperluan pelanggan untuk lebih banyak barangan dan penggunaan berulang; kedua, beg plastik yang boleh terurai berwarna malap dan kuning serta rendah ketelusan, memberikan orang ramai rasa tidak cukup bersih dan tidak sedap dipandang , Jangan risau tentang menggunakannya; ketiga, harga terlalu tinggi, kerana peniaga memberikannya secara percuma, jadi kosnya tidak boleh diterima.

Contoh lain adalah untuk menyelesaikan masalah pencemaran alam sekitar kotak makan tengah hari makanan segera EPS. Cuba gunakan kotak makan tengah hari kertas atau kotak makan tengah hari plastik biodegradasi sebaliknya. Walau bagaimanapun, adalah amat sukar untuk dipromosikan kerana sebab berikut: Pertama, EPS