Nhựa dựa trên tinh bột sử dụng phản ứng hóa học để biến đổi hóa học tinh bột, giảm nhóm hydroxyl của tinh bột, thay đổi cấu trúc ban đầu, từ đó thay đổi tính chất tương ứng của tinh bột và biến tinh bột ban đầu thành tinh bột nhựa nhiệt dẻo.
Tên Trung Quốc Nhựa dựa trên tinh bột Ngành sản xuất công nghiệp Lĩnh vực sản xuất hóa chất Ứng dụng Sản xuất nhựa
mục lục
1 nền tảng nghiên cứu và phát triển
2 Nguyên tắc quá trình
3 Tình trạng phát triển
4 lợi thế sản phẩm
5 Hệ thống chứng nhận
6 triển vọng ứng dụng
Trình chỉnh sửa nền R & D
Tinh bột là polymer tự nhiên chỉ đứng sau cellulose trên thế giới. Nó rất giàu nguồn, tái tạo và không tốn kém. Nó có thể được sử dụng để sản xuất nhựa dựa trên tinh bột thông qua quá trình hóa dẻo. Là một hạng mục quan trọng trong vật liệu dựa trên sinh học, nhựa dựa trên tinh bột đã đạt được thành công trong sản xuất và ứng dụng công nghiệp. Nhựa dựa trên tinh bột là một loại sản phẩm nhựa được làm từ tinh bột làm nguyên liệu chính, được biến đổi và dẻo hóa và sau đó được pha trộn với các polyme khác. Nó là một loại nhựa sinh học. Nhựa sinh học dựa trên tinh bột có thể được chia thành nhựa dựa trên sinh học và nhựa phân hủy sinh học.
Nhựa phân hủy sinh học dựa trên tinh bột nói chung là hỗn hợp tinh bột biến tính với polyesters phân hủy sinh học (như PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, v.v.), có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn, có thể phân hủy, thân thiện với môi trường và phù hợp với chất thải. Phân trộn, chôn lấp và các phương pháp xử lý khác. Nhựa sinh học dựa trên tinh bột thường là hỗn hợp của tinh bột biến tính và polyolefin (như PP / PE / PS, v.v.). Ý nghĩa môi trường của nó là giảm việc sử dụng các nguồn tài nguyên hóa dầu, giảm lượng khí thải carbon dioxide và chất thải phù hợp cho việc đốt rác. Cả hai vật liệu này có thể thay thế nhựa dựa trên dầu mỏ truyền thống và được sử dụng rộng rãi trong vật liệu bao bì nhựa, vật liệu chống sốc, màng nhựa và túi nhựa, bộ đồ ăn dùng một lần, hộp đựng thức ăn, đồ chơi, và những thứ tương tự.
Quy trình chỉnh sửa nguyên tắc
Tinh bột là một polymer phân tử cao tự nhiên với một lượng lớn các nhóm hydroxyl trong phân tử của nó (cấu trúc phân tử II và III), do đó tương tác giữa các đại phân tử tinh bột rất mạnh, khiến cho tinh bột ban đầu khó tan chảy và được chia sẻ với các polyme khác . Khả năng tương thích với các polymer khác trong quá trình trộn cũng kém. Nhưng những nhóm hydroxyl này có thể
Phản ứng hóa học như ester hóa, ether hóa, ghép và liên kết chéo là đủ. Những phản ứng hóa học này được sử dụng để biến đổi hóa học tinh bột để làm giảm nhóm hydroxyl của tinh bột và thay đổi cấu trúc ban đầu của nó, từ đó thay đổi tính chất tương ứng của tinh bột và biến tinh bột ban đầu thành tinh bột nhiệt dẻo.
1. Quá trình este hóa, transester hóa hoặc ether hóa
Để thay đổi tính ưa nước của tinh bột thành tính kỵ nước, nhóm hydroxyl trên phân tử tinh bột được ester hóa và transester hóa bằng axit béo, este axit béo hoặc tương tự để tạo thành este tinh bột.
2, phản ứng liên kết ngang
Để tăng cường độ và khả năng chịu nhiệt của nguyên liệu tinh bột, tinh bột được liên kết chéo với một hợp chất có hai hoặc nhiều nhóm chức (như axit polybasic, v.v.) để tạo ra liên kết ngang vừa phải của tinh bột.
3, pha trộn và cải cách copolyme hóa đổi mới độc lập
Hầu hết các loại nhựa tinh bột được điều chế bằng cách trộn và trộn tinh bột với các vật liệu polymer khác. Sản phẩm tạo ra có khả năng tương thích hạn chế do khả năng tương thích kém và sử dụng hạn chế. Nhựa dựa trên tinh bột cũng đồng trùng hợp tinh bột trong quá trình biến đổi tinh bột để thu được chất đồng trùng hợp ghép của tinh bột và các polyme khác, do đó cải thiện khả năng tương thích của tinh bột với các vật liệu polymer khác. Thông qua sửa đổi hóa học, sự biến đổi tinh bột đã được nhận ra: tính kỵ nước đã được thay đổi thành tính kỵ nước; độ nhạy nhiệt đã được thay đổi thành kháng nhiệt độ; độ cứng và độ giòn đã được thay đổi thành độ dẻo. Sửa đổi này giải quyết vấn đề trên toàn thế giới về sửa đổi tinh bột và tạo nền tảng tốt cho quá trình xử lý tiếp theo.
Trình chỉnh sửa trạng thái phát triển
Nhựa sinh học dựa trên tinh bột có lịch sử 30 năm nghiên cứu và phát triển. Nó là một loại nhựa phân hủy sinh học với lịch sử nghiên cứu lâu nhất, công nghệ trưởng thành nhất, quy mô công nghiệp lớn nhất và thị phần cao nhất. Đầu những năm 1980, nghiên cứu và phát triển tinh bột biến tính và hợp kim nhựa có thể phân hủy bằng nhựa có thể phân hủy hoàn toàn hoặc hòa tan, sự pha trộn của tinh bột và nhựa phân hủy sinh học được coi trọng. Trong số đó, thành công nhất là MaterBi 'của Novamont, Ý, là một hợp kim nhựa cấu trúc mạng xen kẽ bao gồm tinh bột biến tính và rượu polyvinyl biến đổi. Nó có tính chất xử lý tốt, tính chất xử lý thứ cấp và cơ học. Hiệu suất và khả năng phân hủy sinh học tuyệt vời. Ngoài ra, "Vinex" được phát triển bởi Air Product & Chemical Company của Hoa Kỳ là một loại nhựa dựa trên rượu polyvinyl có mức độ trùng hợp thấp, và có khả năng hòa tan trong nước, khả năng xử lý nhựa nhiệt dẻo và khả năng phân hủy sinh học, và đã được chú ý trong những năm gần đây.
Trong những năm gần đây, các nước nói chung đã chuyển trọng tâm nghiên cứu sang chất dẻo làm tăng hàm lượng tinh bột càng nhiều càng tốt và đã phát triển một số vật liệu có thể phân hủy hoàn toàn với các đặc tính tuyệt vời, và thậm chí thu được các sản phẩm tinh bột nguyên chất không có polyme tổng hợp, cụ thể là tinh bột nhựa nhiệt dẻo. Vật liệu phân hủy sinh học "Novon" do Warner-Lambert sản xuất tại Hoa Kỳ có hàm lượng tinh bột hơn 90%. Công ty ngô Nhật Bản và Viện công nghệ sản xuất Michigan đã cùng phát triển một loại nguyên liệu tinh bột cao có lợi thế về khả năng chống nước cao. Ngoài ra, Tập đoàn Sumitomo của Nhật Bản và Ferrizz của Ý cũng tuyên bố rằng họ đã nghiên cứu thành công nhựa toàn tinh bột với hàm lượng tinh bột là 90%. Trong sản xuất tinh bột nhựa nhiệt dẻo để sản xuất nhựa phân hủy sinh học, các viện nghiên cứu như Viện Batekke của Đức, Công ty Warner-Lambert của Mỹ và Đại học Thụy Sĩ đã có những tiến bộ lớn. Trung tâm Khoa học Chế biến và Đóng gói Thực phẩm Quốc gia Úc đã giới thiệu một loại nhựa nhiệt dẻo toàn tinh bột có tính lưu động, độ dẻo và giải phóng nấm mốc tốt. Sản phẩm mềm, trong suốt, độ bền cao và có tốc độ xuống cấp có thể kiểm soát. Nó có thể được sử dụng để làm phim nông nghiệp và thực phẩm. Bao bì màng và các sản phẩm khác.
Nhựa tinh bột của Trung Quốc được phát triển đầu tiên bởi Viện Hóa học ứng dụng của Viện Khoa học Giang Tây vào cuối những năm 1980. Theo thống kê chưa đầy đủ, có hơn 60 tổ chức học tập cao hơn, các viện nghiên cứu và doanh nghiệp tham gia nghiên cứu. Trung Quốc đang dần thu hẹp khoảng cách với các nước phát triển nước ngoài trong nghiên cứu và phát triển nhựa dựa trên tinh bột. Hiện tại, các doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu và sản phẩm tinh bột chính trong nước và hiện trạng như sau: Vũ Hán tuyệt đẹp 40.000 tấn / năm, đang chuẩn bị xây dựng dây chuyền sản xuất với sản lượng hàng năm là 60.000 tấn; Thâm Quyến Hongcai 15.000 tấn / năm; Tô Châu Hanfeng 10.000 tấn / năm; Chiết Giang Tianhe 10.000 tấn / năm; Chiết Giang Huafa 10.000 tấn / năm; Shandong bicai thành 10.000 tấn / năm; các doanh nghiệp sản xuất khác cũng bao gồm Nam Kinh hơn Úc, Thường Châu Long Quân, v.v.
Tinh bột được biến tính và làm dẻo bằng phương pháp hóa học, và tinh bột biến tính có ba đặc điểm chính: 1. Tính kỵ nước. Tinh bột hoàn toàn kỵ nước sau khi biến đổi hóa học, và độ ẩm của nó <1%, có="" khả="" năng="" tương="" thích="" tốt="" với="" các="" vật="" liệu="" polymer="" tổng="" hợp=""> 2, chịu nhiệt độ. Tinh bột biến tính có thể chịu được nhiệt độ cao 230 ° C trong quá trình xử lý nhựa nhiệt dẻo mà không bị ố vàng hoặc phân hủy. 3. Nhựa nhiệt dẻo. Tinh bột biến tính có thể được xử lý nhiệt dẻo trên thiết bị chế biến nhựa. Các loại nhựa dựa trên tinh bột được sản xuất bởi công ty được chia thành hai loạt: dựa trên sinh học và phân hủy sinh học. Chúng được chia thành các vật liệu màng thổi, nhựa phun, vật liệu tấm và vật liệu tạo bọt theo các kỹ thuật xử lý khác nhau. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và dược phẩm thay vì nhựa hóa dầu thông thường. Bao bì thực phẩm, thiết bị điện và các sản phẩm khác, dụng cụ nhà bếp, đồ chơi và trồng hoa. Do đó, một lượng lớn tài nguyên dầu được tiết kiệm, lượng khí thải carbon dioxide giảm, rác thải được xử lý vô hại, phát triển nông nghiệp và thu nhập của nông dân được thúc đẩy, và sự phát triển của nền kinh tế tuần hoàn được thúc đẩy.
Vào ngày 12 tháng 7 năm 2018, Yu Long đã phát triển và thương mại hóa thành công các vật liệu phân hủy sinh học toàn tinh bột lần đầu tiên trên thế giới. [1]
Chỉnh sửa lợi thế sản phẩm
So với các sản phẩm nhựa truyền thống, các ưu điểm của vật liệu và sản phẩm dựa trên tinh bột như sau:
(1) Hiệu suất tương tự: Nó có hiệu suất tương tự và tương tự như các sản phẩm nhựa truyền thống cùng loại;
(2) Bảo vệ môi trường: các sản phẩm và nhựa sinh học dựa trên tinh bột có ưu điểm là tiết kiệm tài nguyên dầu mỏ và giảm lượng khí thải carbon dioxide; nhựa và các sản phẩm phân hủy sinh học dựa trên tinh bột có lợi thế của phân hủy sinh học hoàn toàn, khả năng phân hủy và xử lý rác thải vô hại;
(3) An toàn: Các vật liệu và sản phẩm làm từ tinh bột không chứa các chất độc hại và có hại như chất hóa dẻo, bisphenol A và kim loại nặng. Vật liệu cấp thực phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn liên quan cho nhựa cấp thực phẩm trong và ngoài nước;
(4) Quy trình sản xuất: Không có chất thải trong quá trình sản xuất, điều này sẽ không gây ô nhiễm mới cho môi trường;
(5) Chi phí: Các sản phẩm và vật liệu nhựa sinh học dựa trên tinh bột giống như các sản phẩm nhựa thông thường. Chi phí của các vật liệu và sản phẩm phân hủy sinh học dựa trên tinh bột là khoảng hai lần so với nhựa dầu thông thường.
Chứng nhận chỉnh sửa hệ thống
Trong những năm gần đây, hiệu suất môi trường của các sản phẩm dựa trên sinh học đã dần được công nhận trong và ngoài nước, và các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu dựa trên sinh học đã được mở rộng rất nhiều. Hàm lượng carbon sinh học của vật liệu dựa trên sinh học là một tính năng quan trọng giúp phân biệt chúng với nhựa thông thường. Hàm lượng carbon sinh học được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm của than sinh học trong carbon hữu cơ (bao gồm than sinh học và carbon hóa thạch) trong các sản phẩm. Vì carbon sinh học là một loại carbon mới, nó không gây ô nhiễm môi trường, do đó nó có tác dụng môi trường tốt. Các tiêu chuẩn phát hiện hàm lượng carbon sinh học bao gồm ASTM D6866-08: Phương pháp thử nghiệm để xác định hàm lượng sinh học của các mẫu rắn, lỏng và khí bằng phân tích carbon phóng xạ và phương pháp truy cập flash-lỏng để xác định hàm lượng sinh học trong GB / T29649-2013 của Trung Quốc vật liệu dựa trên sinh học. Do các sinh vật đương thời có chứa lượng carbon phóng xạ bằng nhau, nên nguyên tắc của ASTM D6866 là đo hàm lượng sinh học của mẫu ở bất kỳ trạng thái nào bằng tính chất này của sinh vật; phương pháp này có thể được sử dụng để xác định bất kỳ sản phẩm và sinh vật nào. Tỷ lệ chính xác của vật liệu sinh học hoặc tái tạo có trong hỗn hợp cơ sở.
Năm 2009, cơ quan chứng nhận có thẩm quyền của Bỉ, Vincotte đã cấp chứng nhận sản phẩm chứng nhận sao OK Biobase đầu tiên trên thế giới, chứng nhận mức độ có thẩm quyền về hàm lượng carbon sinh học của vật liệu dựa trên sinh học và cũng cung cấp chất lượng sản phẩm đáng tin cậy cho sản phẩm sinh học. thị trường vật liệu. Đánh giá của bên thứ ba. OK-Biobasing là nhãn môi trường của Bỉ cho các sản phẩm carbon thấp dựa trên sinh học. Các nhà sản xuất nhựa sinh học có thể chứng nhận nhãn của họ trên bao bì sản phẩm hoặc sản phẩm để phân biệt chúng với các sản phẩm hóa dầu thông thường. Nó định nghĩa các vật liệu dựa trên sinh học dựa trên hàm lượng carbon sinh học và đánh giá chúng là tỷ lệ phần trăm của hàm lượng carbon sinh học và tổng hàm lượng carbon. Tiêu chuẩn là ASTM D6866, là sự phân biệt dựa trên sao giữa các vật liệu và là nhãn hiệu chứng nhận vật liệu dựa trên sinh học có thẩm quyền của EU. Logo OK Biobasing sử dụng dấu hoa thị để phân biệt xếp hạng môi trường của sản phẩm. Một sản phẩm được chứng nhận có dấu 1 sao để chứng minh rằng sản phẩm của nó chứa 20% đến 40% than sinh học, 2 sao là 40% đến 60%, 3 sao là 60% đến 80% và 4 sao là hơn 80% sinh học hàm lượng carbon. sản phẩm. Chứng nhận OK Biobase của Vincotte nhằm giúp các công ty hoặc nhà phân phối cải thiện khả năng cạnh tranh thị trường của các sản phẩm tái tạo và hướng dẫn người tiêu dùng lựa chọn tốt hơn các sản phẩm thân thiện với môi trường.
Để khuyến khích phát triển các vật liệu và sản phẩm biobase, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã thực hiện một chương trình ưu tiên sinh học. Chương trình có hai chương trình, kế hoạch ưu tiên mua sắm của chính phủ và chương trình nhận dạng tự nguyện cho người tiêu dùng. Trước đây là vào năm 2002 để khuyến khích phát triển các sản phẩm dựa trên sinh học, trong khi đó sau đó được phát hành vào năm 2008. Mục đích của Chương trình Ưu tiên sinh học là để kích thích tiêu thụ các sản phẩm sinh khối ở Hoa Kỳ. Các cơ quan chính phủ liên bang và các nhà thầu của họ ưu tiên mua các sản phẩm có hàm lượng sinh khối cao nhất. Nếu sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn tối thiểu về hàm lượng sinh học trong danh sách sản phẩm dựa trên sinh học của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, bất kỳ nhà máy hoặc nhà phân phối nào cũng có thể tham gia chương trình và nhãn chứng nhận do cơ quan cấp có thể được dán vào bao bì sản phẩm.
Chứng nhận quốc tế về nhựa phân hủy sinh học bao gồm chứng nhận Compost của Bỉ, chứng nhận Compostable của Đức và chứng nhận BPI của Hoa Kỳ.
OK Compost là chứng nhận có thể phân hủy có tên là "OK Compost" do tổ chức chứng nhận Bỉ AIB-Vincotte Group cấp sau khi thử nghiệm theo tiêu chuẩn thử nghiệm đối với các vật liệu phân hủy sinh học EN13432 hoặc ASTM D6400. Chứng nhận OK Compost nhằm giúp các công ty hoặc nhà phân phối cải thiện khả năng cạnh tranh thị trường của các sản phẩm hoàn toàn phân hủy và hướng dẫn người tiêu dùng lựa chọn tốt hơn các sản phẩm thân thiện với môi trường.
Chứng nhận có thể phân hủy là chứng nhận các sản phẩm có thể phân hủy sinh học của DIN CERTCO, một tổ chức chứng nhận chung của TUV Rheinland Group và Deutsches Institut fr Normun (DIN). ID xác thực là logo của seeding. Chứng nhận compostable giúp người mua lựa chọn các sản phẩm từ một loạt các nhà cung cấp và nhà sản xuất để đảm bảo chất lượng, an toàn và bảo vệ môi trường. Đồng thời, các sản phẩm có logo Compostable cho biết họ đã vượt qua thử nghiệm và đánh giá thành công của một tổ chức bên thứ ba có thẩm quyền, giúp nâng cao niềm tin mua hàng của khách hàng và thúc đẩy hiệu quả doanh số bán sản phẩm. Và thông tin liên quan của chủ sở hữu có thể được tìm hiểu trên trang web chính thức của DIN CERTCO để ngăn chặn lạm dụng hoặc giả mạo logo.
BPI là tên viết tắt của Sản phẩm phân hủy sinh học. BPI giáo dục các nhà sản xuất, nhà lập pháp và người tiêu dùng về các tiêu chuẩn khoa học cho các vật liệu có thể phân hủy thông qua một chương trình ghi nhãn sáng tạo có thể phân hủy. Đồng thời, một loạt các quy trình được đưa ra để đảm bảo rằng các sản phẩm có liên quan đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn cho vật liệu phân hủy.
Lô hàng đầu tiên của các công ty Trung Quốc đã nhận được chứng nhận OK Biobase tại Vũ Hán, Trung Quốc, đã đạt được chứng nhận sản phẩm dựa trên cơ sở sinh học bốn sao. Đồng thời, các vật liệu phân hủy sinh học của công ty đã nhận được chứng nhận Compost OK và chứng nhận Compostable.
Ứng dụng chỉnh sửa nền trước
Với sự thay đổi dần dần sự ưa thích của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nhựa, các vật liệu thân thiện với môi trường có thể tái tạo đang nóng lên trên thị trường. Bị ảnh hưởng bởi điều này, nhu cầu về thị trường nhựa sinh học đã tăng lên. Với sự nhấn mạnh vào nhựa sinh học của các chính phủ, tổng giá trị nhu cầu nhựa sinh học toàn cầu dự kiến sẽ tăng lên 5,9 tỷ USD vào năm 2020, tương đương với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 20%.
Gần đây, Quốc hội Pháp đã thông qua luật về chuyển đổi năng lượng và tăng trưởng xanh. Ngoài việc giảm tỷ lệ năng lượng hạt nhân trong hỗn hợp năng lượng của Pháp, luật mới cũng bao gồm tư vấn lập pháp liên quan đến năng lượng tái tạo và bao bì nhựa. Ví dụ, năng lượng tái tạo sẽ tăng 40% vào năm 2030 và lượng khí thải carbon dioxide tăng 40% vào năm 2030; túi đóng gói nhẹ để đóng gói trái cây và rau quả sẽ được làm từ vật liệu sinh học bắt đầu từ ngày 1 tháng 1 năm 2017; Ngoài ra, bao bì nhựa cho thư thương mại cũng sẽ được thực hiện cùng một lúc và với cùng tiêu chuẩn. Luật pháp mới nhất của chính phủ Pháp yêu cầu các bộ đồ ăn dùng một lần như bát đĩa và dĩa phải được làm từ vật liệu sinh học thay vì vật liệu từ dầu mỏ.
Các nhà phân tích thị trường tư vấn nghiên cứu thị trường RnR đã dự đoán rằng nhu cầu toàn cầu về nhựa sinh học sẽ tăng 19% trong bốn năm tới và nhu cầu thị trường của nó sẽ đạt 950.000 tấn trong năm 2017. Châu Âu là thị trường tiêu dùng lớn nhất thế giới về sinh học. nhựa. Năm 2012, việc sử dụng nhựa sinh học trong khu vực chiếm hơn một nửa tổng số toàn cầu. Theo báo cáo khảo sát, người tiêu dùng ở châu Âu có xu hướng chọn các sản phẩm nhựa sinh học mới hơn nhựa truyền thống. Do đó, khu vực này dự kiến sẽ tiếp tục dẫn đầu bảng xếp hạng tiêu thụ nhựa sinh học. Về các loại, nhựa dựa trên tinh bột và axit polylactic vẫn là những loại nhựa sinh học đòi hỏi khắt khe nhất trong vài năm tới, và mức tiêu thụ trên thị trường của chúng sẽ chiếm hơn 60% tổng số. Theo RnR Market Research, trong những năm gần đây, các quốc gia đã đưa ra các hạn chế đối với nhựa và tiếp tục tăng cường giám sát việc sử dụng nhựa truyền thống, điều này sẽ giúp thúc đẩy hơn nữa nhu cầu về nhựa dựa trên sinh học, đặc biệt là nhựa dựa trên tinh bột.
Vào năm 2013, Hội đồng Nhà nước đã ban hành Kế hoạch phát triển công nghiệp sinh học của Gia đình (sau đây gọi tắt là Kế hoạch hóa), trong đó tuyên bố rằng họ sẽ đẩy nhanh các vật liệu dựa trên sinh học và dựa trên sinh học
chúng tôi cung cấp màng và túi PVA phân hủy sinh học đầy đủ được cấp bằng sáng chế, tất cả các sản phẩm được sản xuất bằng thiết bị đúc, Nó khác với các sản phẩm đúc thổi truyền thống, tất cả các sản phẩm đúc thổi đều không thể phân hủy sinh học. Chúng tôi có thể sản xuất phim và túi pva với đầy đủ màu sắc trong suốt và đa dạng. và màng PVA mượt mà hơn các sản phẩm đúc thổi truyền thống.
chúng tôi cũng cung cấp màng và túi có thể phân hủy sinh học đầy đủ với nguyên liệu thô được cấp bằng sáng chế và quy trình sản xuất.
Để biết thêm các sản phẩm màng và túi PVA vui lòng ghé thăm chúng tôi:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/