Nhựa phân hủy sinh học

Nhựa phân hủy sinh học

Nhựa phân hủy sinh học là loại nhựa bị phân hủy do tác động của các vi sinh vật trong tự nhiên như vi khuẩn, nấm mốc (nấm) và tảo. Nhựa phân hủy sinh học lý tưởng là một loại vật liệu polyme có hiệu suất tuyệt vời, có thể bị phân hủy hoàn toàn bởi vi sinh vật trong môi trường sau khi thải bỏ, và cuối cùng vô tổ chức để trở thành một thành phần của chu trình cacbon trong tự nhiên." Giấy" là vật liệu phân hủy sinh học điển hình, trong khi" nhựa tổng hợp" là một vật liệu polyme điển hình. Do đó, chất dẻo phân hủy sinh học là vật liệu polyme có tính chất của cả" giấy" và" nhựa tổng hợp" ;.

chủ yếu bao gồm

Polyethylene PE, polypropylene PP

Nét đặc trưng

Khả năng phân hủy tốt

Đến

Phân loại

Sinh vật hoàn chỉnh, sinh vật phá hoại

Thành phần chính

Polyme tự nhiên, polyeste béo, v.v.

Tên trung quốc

Nhựa phân hủy sinh học

1 định nghĩa

Chất dẻo phân hủy sinh học có thể được chia thành chất dẻo phân hủy sinh học hoàn toàn và chất dẻo phân hủy sinh học phá hủy. Nhựa phân hủy sinh học có thể phá hủy hiện nay chủ yếu bao gồm polyethylene PE biến tính (hoặc làm đầy) tinh bột, polypropylene PP, polyvinyl clorua PVC, polystyrene PS, v.v.

Chất dẻo có thể phân hủy sinh học hoàn toàn chủ yếu được làm từ các polyme tự nhiên (như tinh bột, xenlulo, kitin) hoặc các sản phẩm nông nghiệp và phụ thông qua quá trình lên men vi sinh vật hoặc tổng hợp các polyme phân hủy sinh học, chẳng hạn như nhựa tinh bột dẻo nhiệt, polyeste béo và axit polylactic, Tinh bột / rượu polyvinyl, vv là tất cả các loại nhựa như vậy.

Nhựa phân hủy sinh học dựa trên các chất tự nhiên như tinh bột hiện nay chủ yếu bao gồm các sản phẩm sau: axit polylactic (PLA), polyhydroxyalkanoate (PHA), nhựa tinh bột, nhựa kỹ thuật sinh học, nhựa tổng hợp sinh học (polyolefin và polychloride Ethylene).

2 ứng dụng

Do khả năng phân hủy tốt, nhựa phân hủy sinh học chủ yếu được sử dụng làm vật liệu đóng gói mềm và cứng thực phẩm, đây cũng là lĩnh vực ứng dụng lớn nhất ở giai đoạn này.

Các thị trường mục tiêu chính của nhựa phân hủy sinh học là màng nhựa bao bì, màng nông sản, túi nhựa dùng một lần và bộ đồ ăn bằng nhựa dùng một lần. So với vật liệu bao bì nhựa truyền thống, giá thành của vật liệu dễ phân hủy mới cao hơn một chút. Tuy nhiên, với ý thức bảo vệ môi trường ngày càng cao, người dân sẵn sàng sử dụng những vật liệu khó phân hủy mới với giá thành cao hơn một chút để bảo vệ môi trường. Ý thức bảo vệ môi trường được nâng cao đã mang lại cơ hội phát triển to lớn cho ngành công nghiệp vật liệu mới có thể phân hủy sinh học. Với sự phát triển của nền kinh tế Trung Quốc, việc đăng cai thành công Thế vận hội Olympic, World Expo và các sự kiện quy mô lớn khác gây chấn động thế giới, nhu cầu bảo vệ các di sản văn hóa thế giới và danh lam thắng cảnh quốc gia, ô nhiễm môi trường do nhựa gây ra ngày càng trở nên quan trọng hơn. Liệt kê việc xử lý ô nhiễm trắng là một trong những nhiệm vụ trọng tâm.

Các nước và khu vực phát triển như Châu Âu, Hoa Kỳ và Nhật Bản đã liên tiếp xây dựng và ban hành các luật và quy định liên quan để hạn chế việc sử dụng nhựa khó phân hủy thông qua các biện pháp như cấm một phần, hạn chế, thu bắt buộc và thu thuế ô nhiễm, và phát triển mạnh mẽ các vật liệu phân hủy sinh học mới để bảo vệ môi trường, Bảo vệ đất, trong đó Pháp đã đưa ra chính sách vào năm 2005 rằng tất cả các túi nhựa dùng một lần có thể mang theo phải được phân hủy sinh học sau năm 2010.

Đồng thời, Trung Quốc đã liên tiếp đưa ra một số chính sách khuyến khích ứng dụng và quảng bá chất dẻo phân hủy sinh học. Năm 2004, Đại hội đại biểu nhân dân toàn quốc đã thông qua" Luật Năng lượng tái tạo (Dự thảo)" và" Luật Chất thải rắn (Sửa đổi)" khuyến khích sử dụng năng lượng sinh khối tái tạo và khuyến khích và ứng dụng chất dẻo khó phân hủy; vào năm 2005, tài liệu số 40 của Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia đã nêu rõ khuyến khích việc sử dụng và quảng bá chất dẻo phân hủy sinh học; năm 2006, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia đã khởi động một dự án quỹ đặc biệt nhằm thúc đẩy sự phát triển của các vật liệu phân hủy sinh học sinh khối;" Xác định, Phân loại, Ghi nhãn và Yêu cầu về khả năng phân hủy đối với nhựa có thể phân hủy" thực hiện vào ngày 1 tháng 1 năm 2007 đã đạt được Sự công nhận lẫn nhau của Châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật Bản và các nước khác đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc xuất khẩu của các doanh nghiệp Trung Quốc.

3 loại

Về nguyên liệu, có ít nhất các loại nhựa có thể phân hủy sinh học sau:

Polycaprolactone (PCL)

Loại nhựa này có khả năng phân hủy sinh học tốt và điểm nóng chảy của nó là 62 ° C. Các vi sinh vật phân hủy nó phân bố rộng rãi trong điều kiện lạc quan hoặc kỵ khí. Là một vật liệu phân hủy sinh học, nó có thể được trộn với tinh bột và vật liệu xenlulo, hoặc polyme hóa với axit lactic.

Polybutylene succinate (PBS) và các chất đồng trùng hợp của nó

Công nghệ sản xuất polyeste trọng lượng phân tử cao khác nhau dựa trên PBS (điểm nóng chảy 114 ° C) đã đạt đến trình độ sản xuất công nghiệp. Tập đoàn Hóa chất Mitsubishi&# 39 của Nhật Bản và Tập đoàn Polymer Showa đã bắt đầu sản xuất công nghiệp, với quy mô khoảng 1.000 tấn.

Viện Vật lý và Hóa học thuộc Viện Khoa học Trung Quốc cũng đang tiến hành nghiên cứu tổng hợp polybutylen succinat copolyester. Viện Vật lý và Hóa học thuộc Viện Khoa học Trung Quốc đã hợp tác với Công ty Shandong Huiying để xây dựng một dây chuyền sản xuất với sản lượng hàng năm là 25.000 tấn PBS và các polyme của nó, và Công ty Quảng Đông Jinfa đã xây dựng một dây chuyền sản xuất với sản lượng hàng năm 1.000 tấn. Đại học Thanh Hoa đã xây dựng một dây chuyền sản xuất với sản lượng hàng năm là 10.000 tấn PBS và các chất đồng trùng hợp của nó tại Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.

Axit polylactic (PLA)

Natureworks của Hoa Kỳ đã có những hoạt động tích cực và hiệu quả trong việc cải tiến quy trình sản xuất axit polylactic. Nó đã phát triển quá trình lên men glucose từ ngô để sản xuất axit polylactic, với công suất sản xuất hàng năm là 14.000 tấn. Công ty UNITIKA của Nhật Bản&# 39 đã phát triển và sản xuất nhiều loại sản phẩm, trong đó bạt, khay, bộ đồ ăn, v.v. được sử dụng rộng rãi trong Hội chợ triển lãm Aichi ở Nhật Bản.

Polyhydroxyalkanoate (PHA)

Các nước thực hiện sản xuất công nghiệp hóa ở nước ngoài chủ yếu là Hoa Kỳ và Brazil. Các đơn vị sản xuất trong nước bao gồm Công ty TNHH Vật liệu sinh học Thiên Tân Guoyun (quy mô 10.000 tấn / năm), Công ty TNHH vật liệu sinh học Thiên Tân Ninh Ba (quy mô 2.000 tấn / năm) và Công ty TNHH Tập đoàn Jiangsu Nantian, đang được thử nghiệm. thử nghiệm.

Sử dụng nhựa phân hủy sinh học thu được từ các nguồn tài nguyên tái tạo, trộn polyester béo và tinh bột, công nghệ sản xuất nhựa phân hủy cũng đã được nghiên cứu thành công. Ở các nước châu Âu và châu Mỹ, hỗn hợp tinh bột và polyester béo được sử dụng rộng rãi để sản xuất túi đựng rác và các sản phẩm khác. Công ty lớn nhất và bán chạy nhất trên thế giới là công ty Ý Novamont, có tên thương mại là Mater-bi. Các sản phẩm của công ty' được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và Hoa Kỳ.

Có nhiều đơn vị nghiên cứu và sản xuất trong nước, trong đó các đơn vị công nghiệp hóa bao gồm Công ty TNHH Công nghệ Huali Vũ Hán (quy mô 40.000 tấn / năm), Công ty TNHH Công nghệ Huashengtai Chiết Giang (8.000 tấn / năm), và Công ty TNHH Công nghệ sinh thái Thiên Hà Chiết Giang (5.000 tấn / năm), Công ty TNHH Vật liệu sinh học tốt nhất Phúc Kiến (quy mô 2.000 tấn / năm), Công ty TNHH nhựa phân hủy Zhaoqing Huafang (quy mô 5.000 tấn / năm), v.v. .

Chất copolyester thơm béo

Chất đồng trùng hợp ngẫu nhiên thơm béo (Ecoflex) do BASF ở Đức sản xuất có các monome: axit adipic, axit terephthalic và 1,4-butanediol. Năng lực sản xuất là 140.000 tấn / năm. Đồng thời, các sản phẩm nhựa phân hủy sinh học dựa trên polyester và tinh bột đã được phát triển.

Nhựa phân hủy sinh học polyvinyl alcohol (PVA)

Ví dụ, trong những năm 1990 của sản phẩm MaterBi của Ý NOVMANT' PVA chủ yếu được thêm vào tinh bột, có thể thổi màng và chế biến các sản phẩm khác. Vật liệu polyvinyl alcohol cần được biến đổi để có khả năng phân hủy sinh học tốt. Viện Chế biến và Ứng dụng Nhựa Công nghiệp nhẹ thuộc Đại học Kinh doanh và Công nghệ Bắc Kinh đã đạt được những kết quả nhất định trong vấn đề này.

Poly-β-hydroxybutyrate (PHB)

Từ quan điểm toàn cầu, PHB và PHBV được công nhận là một trong những loại nhựa phân hủy sinh học có triển vọng nhất và cũng là những sản phẩm mới đang được phát triển. Chi phí sản xuất thử nghiệm của phía kỹ thuật là khoảng 40 NDT / kg. Sau khi công nghiệp hóa được đưa vào sản xuất, giá thành sản phẩm sẽ giảm hơn nữa, lợi thế về giá là điều hiển nhiên. Đặc biệt, quy trình sản xuất đơn giản, trang thiết bị đơn giản về mặt kỹ thuật nên thuận lợi cho việc xúc tiến và sản xuất hàng loạt.

Lịch sử phát triển 4

Theo số liệu của Hiệp hội nghiên cứu chất dẻo phân hủy sinh học Nhật Bản, sản lượng sản xuất nhựa phân hủy sinh học ở Nhật Bản vào khoảng 10.000 tấn năm 2002, khoảng 20.000 tấn năm 2003, khoảng 40.000 tấn năm 2005 và khoảng 100.000 đến 200.000 tấn năm 2010.

Theo Hiệp hội Nhựa sinh học châu Âu, số liệu năm 2001 cho thấy mức tiêu thụ các sản phẩm phân hủy sinh học ở EU là 25.000 đến 30.000 tấn, trong khi mức tiêu thụ polyme truyền thống lên tới 35 triệu tấn. Hiệp hội Nhựa sinh học Châu Âu dự đoán rằng lượng tiêu thụ polyme truyền thống sẽ đạt 55 triệu tấn vào năm 2010, trong khi lượng tiêu thụ nhựa phân hủy sinh học sẽ đạt 500.000 đến 1 triệu tấn vào thời điểm đó. Các vật liệu phân hủy sinh học cuối cùng có thể chiếm 10% thị trường. Trong các nguyên liệu phân hủy sinh học, tỷ lệ nguyên liệu sử dụng tài nguyên tái tạo sẽ chiếm hơn 90%.

Theo thống kê của Ủy ban chuyên môn về nhựa có thể phân hủy của Hiệp hội Nhựa Trung Quốc, mức tiêu thụ vật liệu phân hủy sinh học ở Trung Quốc năm 2003 là khoảng 15.000 tấn, trong đó có khoảng 1.000 tấn polyme phân hủy sinh học không thêm tinh bột. Năm 2005, cả nước có khoảng 30 công ty sản xuất nhựa phân hủy sinh học, công suất sản xuất 60.000 tấn / năm, sản lượng thực tế khoảng 30.000 tấn, nhu cầu thị trường trong nước khoảng 50.000 tấn, nhập khẩu nước ngoài 10.000 tấn, xuất khẩu 20.000 tấn. tấn. Ước tính năng lực sản xuất năm 2010 đạt khoảng 250.000 tấn. Để biết chi tiết, vui lòng tham khảo Báo cáo phân tích chiến lược đầu tư và điều tra sâu về ngành nhựa có thể phân hủy sinh học của" Foresight China'.

Một số nước phát triển cũng được hướng dẫn bởi ý tưởng kinh tế vòng tròn và sử dụng đồ dùng một lần có thể phân hủy sinh học. Ví dụ, Thụy Điển đã cố gắng sản xuất hộp đồ ăn nhanh dùng một lần làm bằng khoai tây và ngô vào cuối những năm 1980, và Hàn Quốc bắt buộc quy định việc sử dụng tăm làm từ gạo nếp. Chờ đợi. Châu Âu đã xây dựng tiêu chuẩn EN13432 cho nhựa ủ phân hủy sinh học," Yêu cầu kiểm tra và đánh giá cuối cùng đối với vật liệu đóng gói có khả năng làm phân hủy và phân hủy sinh học để tái chế" ;, và các quy định khác về thúc đẩy quá trình ủ rác hữu cơ đang được tích cực xây dựng và chuẩn bị . Chính phủ Hoa Kỳ đã thiết lập Giải thưởng Thử thách Hóa học Xanh của Tổng thống từ năm 1996 để khuyến khích sự phát triển của ngành công nghiệp nhựa phân hủy sinh học. Bang New York đã cấm sử dụng túi rau khó phân hủy vào năm 1989, cung cấp trợ cấp cho các nhà sản xuất sản xuất nhựa có thể phân hủy và yêu cầu công dân phân loại rác tái sinh và không thể tái tạo, nếu không họ sẽ bị phạt 500 USD.

Một số quốc gia khác cũng đã áp dụng các biện pháp tương tự: Ấn Độ đã ra luật cấm sử dụng bao bì nhựa trong ngành sữa; Luật pháp Nam Phi đã cấm hoàn toàn việc sử dụng túi bao bì nhựa. Với sự phát triển của luật pháp ở các quốc gia khác nhau, các vật liệu đóng gói mới có thể phân hủy sinh học được dự kiến ​​sẽ ngày càng trở nên phổ biến.

Ở Trung Quốc, với sự hiểu biết ngày càng sâu sắc về chất dẻo phân hủy, vai trò chiến lược của vật liệu này và ngành của nó đối với sự phát triển bền vững của' Trung Quốc đã được nhận thức đầy đủ. Ứng dụng phổ biến của nhựa phân hủy sinh học đã được mong đợi. Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa&# 39 đã thông qua" Luật Năng lượng tái tạo (Dự thảo)" và" Luật Chất thải rắn (Sửa đổi)" vào năm 2004 để khuyến khích việc sử dụng năng lượng sinh khối tái tạo và khuyến khích và ứng dụng nhựa có thể phân hủy. Trong tài liệu số 40 của Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia năm 2005 cũng nêu rõ việc khuyến khích sử dụng và quảng bá chất dẻo phân hủy sinh học. Năm 2006, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia đã khởi động một dự án quỹ đặc biệt để thúc đẩy sự phát triển của các vật liệu phân hủy sinh học sinh khối.

5 Tình trạng thị trường

Đến năm 2019, giá trị thị trường của ngành nhựa phân hủy sinh học sẽ tăng lên 3,477 tỷ USD với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 13,01%. Thị trường nhựa phân hủy sinh học châu Âu dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 12% từ năm 2014 đến năm 2019.

Nhựa phân hủy sinh học mở ra một thời kỳ phát triển nhanh chóng. Mặc dù khái niệm về chất dẻo phân hủy sinh học đã được thổi phồng, ứng dụng này không thể làm tăng khối lượng.

Nhựa phân hủy sinh học chủ yếu được sử dụng trong bao bì, sợi, nông nghiệp, ép phun và các lĩnh vực khác. Trong số đó, chúng được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành bao bì. Năm 2013, họ chiếm khoảng 60% tổng thị trường. Nhu cầu bao bì thực phẩm chiếm hơn 70% thị trường bao bì nhựa phân hủy sinh học. ; Thị trường ứng dụng đúc phun là động lực chính thúc đẩy nhu cầu về nhựa phân hủy sinh học tăng trưởng.

Tính đến cuối năm 2013, Châu Âu và Hoa Kỳ là thị trường chính của nhựa phân hủy sinh học. Theo thống kê, nhựa tự hủy sinh học ở châu Âu và Bắc Mỹ chiếm lần lượt 54% và 28% thị trường toàn cầu vào năm 2013.

Ủy ban Môi trường của Nghị viện Châu Âu đã thông qua dự thảo về việc giảm sử dụng túi nhựa nhẹ dùng một lần. Dự thảo đề xuất 28 quốc gia thành viên của Liên minh châu Âu thực hiện theo cách tiếp cận hai bước để giảm hiệu quả việc sử dụng túi nhựa, để đạt được mục tiêu giảm 80% việc sử dụng túi nhựa siêu mỏng vào năm 2019 so với 2010. Nghị quyết này được kỳ vọng sẽ kích thích đáng kể nhu cầu thị trường đối với chất dẻo phân hủy sinh học, và dự kiến ​​sẽ tạo ra cơ hội tăng trưởng rất lớn cho các nhà sản xuất liên quan trong 5 năm tới.

6 vấn đề liên quan

Tuy nhiên, dù có nhiều nghiên cứu và báo cáo về chất dẻo phân hủy nhưng nhiều vấn đề cụ thể vẫn chưa thể giải quyết được, việc quảng bá vô cùng khó khăn và triển vọng không mấy lạc quan. Nguyên nhân là do: Thứ nhất, túi ni lông khó phân hủy có khả năng chịu tải thấp, không đáp ứng được yêu cầu của khách hàng để lấp đầy và sử dụng nhiều lần; thứ hai, túi ni lông khó phân hủy có màu vàng mờ và độ trong suốt thấp, tạo cảm giác không sạch sẽ và khó coi, đừng lo lắng khi sử dụng; thứ ba, giá quá cao, do thương lái tặng miễn phí nên chi phí cao khó chấp nhận.

Một ví dụ khác là giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của hộp cơm thức ăn nhanh EPS. Thay vào đó, hãy cố gắng sử dụng hộp cơm giấy hoặc hộp cơm nhựa phân hủy sinh học. Tuy nhiên, do những nguyên nhân sau đây nên việc phát huy tác dụng vô cùng khó khăn: Thứ nhất, EPS có độ bền cao, nhẹ, giữ nhiệt tốt; Thứ hai, giá hộp cơm giấy gấp 1,5 - 2,5 lần EPS; Thứ ba, ngay cả khi hộp cơm PP phân hủy được sử dụng, hiệu quả của chúng không thể so sánh được. Trên EPS. Các nhà chức trách liên quan của Trung Quốc yêu cầu sử dụng sợi thực vật để làm bộ đồ ăn dùng một lần thay vì EPS. Tuy nhiên, do việc sử dụng phích polyme trong quá trình đúc bộ đồ ăn bằng sợi thực vật như vậy nên vẫn còn những vấn đề trong việc xử lý và kiểm soát hàm lượng thuốc trừ sâu còn lại trong bộ đồ ăn bằng sợi thực vật.

Do đó, vẫn còn một chặng đường dài để phát triển và nghiên cứu các loại nhựa có thể phân hủy. Việc phát triển ngành nhựa phân hủy sinh học đang gặp phải 5 vấn đề lớn. Thứ nhất là công nghệ chưa đủ trưởng thành và hiệu suất của các sản phẩm nhựa phân hủy không thể đáp ứng đầy đủ các nhu cầu khác nhau của người tiêu dùng. Mặc dù có rất nhiều loại nhựa phân hủy sinh học trên thị trường, các tính chất cơ học và xử lý của mỗi loại vật liệu chỉ nổi bật ở một khía cạnh, và vẫn còn một số thiếu sót trong tính năng toàn diện. Hiện tại, việc nghiên cứu chế biến các sản phẩm nhựa khó phân hủy trong nước còn yếu. Hầu hết các công ty tập trung vào tổng hợp nguyên liệu, bỏ qua quá trình chế biến và phát triển sản phẩm. Một số đồ dùng thực phẩm và đồ uống làm bằng nhựa phân hủy sinh học có khả năng chịu nhiệt, nước và máy móc. Xét về độ bền thì kém xa các sản phẩm nhựa truyền thống.

Chúng tôi cung cấp màng phân hủy sinh học hoàn toàn và túi PVA đã được cấp bằng sáng chế, tất cả các sản phẩm được làm bằng thiết bị đúc, Khác với các sản phẩm đúc thổi truyền thống, tất cả các sản phẩm đúc thổi đều không phân hủy sinh học hoàn toàn. Chúng tôi có thể sản xuất màng và túi pva trong suốt và nhiều màu sắc khác nhau. và màng PVA mịn hơn các sản phẩm đúc thổi truyền thống.

Chúng tôi cũng cung cấp màng và túi có thể phân hủy sinh học hoàn toàn bằng vật liệu hữu cơ với nguyên liệu và quy trình sản xuất được cấp bằng sáng chế.

Để biết thêm các sản phẩm phim và túi PVA, vui lòng truy cập chúng tôi:

http://www.joyful-printing.net/pva-bag/

http://www.joyful-printing.com/pva-bag/