Plastique biodégradable

Le plastique biodégradable fait référence à un type de plastique qui est dégradé par l'action de micro-organismes dans la nature, tels que les bactéries, les moisissures (champignons) et les algues. Le plastique biodégradable idéal est un matériau polymère qui a d'excellentes performances, peut être complètement décomposé par des micro-organismes environnementaux après avoir été jeté, et est finalement inorganisé pour devenir un composant du cycle du carbone dans la nature." Papier" est un matériau biodégradable typique, tandis que&"plastique synthétique GG"; est un matériau polymère typique. Par conséquent, les plastiques biodégradables sont des matériaux polymères ayant les propriétés à la fois du papier&"GG". et&"plastique synthétique GG".

Le nom chinois du plastique biodégradable, le nom étranger du plastique biodégradable, est classé en organismes complets et en organismes destructeurs, notamment PBAT, PLA, etc., qui sont principalement composés de polymères naturels, de polyesters aliphatiques et d'autres caractéristiques. Ils ont certaines propriétés biodégradables dans des conditions environnementales spécifiques.

table des matières

1 définition

2 catégories

3 application

4 Historique du développement

5 Statut du marché

définition

Les plastiques biodégradables, également appelés plastiques biodégradables, désignent l'action des micro-organismes existant dans la nature dans des conditions naturelles telles que le sol et / ou le sable, et / ou des conditions spécifiques telles que les conditions de compostage ou les conditions de digestion anaérobie ou dans les fluides de culture aqueux. Provoque une dégradation, et finalement se dégrade complètement en dioxyde de carbone (CO₂) ou / et méthane (CH₄), eau (H₂O) et sels inorganiques minéralisés des éléments qui y sont contenus, ainsi que de nouveaux plastiques issus de la biomasse. [1]

classification

Selon la source des matières premières, les plastiques biodégradables peuvent être divisés en plastiques biodégradables biosourcés et plastiques biodégradables à base pétrochimique.

Les plastiques biodégradables d'origine biologique peuvent être divisés en quatre catégories: la première catégorie est le plastique directement transformé à partir de matériaux naturels; la deuxième catégorie est le polymère obtenu par la participation de la fermentation microbienne et de la synthèse chimique; la troisième catégorie est la polymérisation directement synthétisée par des micro-organismes. La quatrième catégorie est les plastiques biodégradables obtenus en mélangeant ces matériaux ou ces matériaux et d'autres plastiques biodégradables synthétisés chimiquement.

Les plastiques biodégradables à base pétrochimique désignent les plastiques obtenus par polymérisation de monomères pétrochimiques par synthèse chimique, tels que le PBAT, le polybutylène succinate (PBS), le copolymère de dioxyde de carbone (PPC), etc. [2]

Selon la classification du processus de biodégradation, les plastiques biodégradables peuvent être divisés en plastiques complètement biodégradables et en plastiques biodégradables destructeurs. Biodégradation destructive

Plastique entièrement biodégradable à base d'amidon

Les plastiques comprennent actuellement principalement du polyéthylène PE modifié (ou chargé) à l'amidon, du polypropylène PP, du polychlorure de vinyle PVC, du polystyrène PS, etc.

Les plastiques entièrement biodégradables sont principalement fabriqués à partir de polymères naturels (tels que l'amidon, la cellulose, la chitine) ou de produits agricoles et secondaires par fermentation microbienne ou synthèse de polymères biodégradables, tels que les plastiques d'amidon thermoplastique, les polyesters aliphatiques et l'acide polylactique, l'amidon / alcool polyvinylique, etc. sont tous de tels plastiques.

Les plastiques biodégradables à base de substances naturelles telles que l'amidon comprennent actuellement principalement les produits suivants: acide polylactique (PLA), polyhydroxyalcanoate (PHA), amidons, plastiques de bio-ingénierie et bioplastiques en général (polyoléfine et polychlorure) éthylène) [3].

Selon les différentes matières premières, il existe au moins les types suivants de plastiques biodégradables courants:

Polycaprolactone (PCL)

Ce plastique a une bonne biodégradabilité et son point de fusion est de 62 ° C. Les microorganismes qui le décomposent sont largement distribués dans des conditions optimistes ou anaérobies. En tant que matériau biodégradable, il peut être mélangé avec de l'amidon et des matériaux cellulosiques, ou polymérisé avec de l'acide lactique.

Polybutylène succinate (PBS) et ses copolymères

La technologie de fabrication de divers polyesters de haut poids moléculaire à base de PBS (point de fusion 114 ° C) a atteint le niveau de la production industrielle. Mitsubishi Chemical Corporation et Showa Polymer Corporation du Japon&ont commencé la production industrielle, avec une échelle d'environ 1 000 tonnes.

L'Institut de physique et de chimie de l'Académie chinoise des sciences mène également des recherches sur la synthèse du copolyester de polybutylène succinate. L'Institut de physique et de chimie de l'Académie chinoise des sciences a coopéré avec Shandong Huiying Company pour construire une ligne de production avec une production annuelle de 25000 tonnes de PBS et de ses polymères, et Guangdong Jinfa Company a construit une ligne de production avec une production annuelle de 1000 tonnes. L'Université Tsinghua a construit une ligne de production avec une production annuelle de 10000 tonnes de PBS et de ses copolymères à Anqing Hexing Chemical Co., Ltd.

Acide polylactique (PLA)

Natureworks of the United States a fait un travail actif et efficace pour améliorer le processus de production d'acide polylactique et a développé la fermentation du glucose dans le maïs pour produire de l'acide polylactique, avec une capacité de production annuelle de 14 000 tonnes. Japon La société UNITIKA de&a développé et produit de nombreux types de produits, parmi lesquels la toile, les plateaux, la vaisselle, etc. sont largement utilisés à l \ 'Aichi Expo au Japon.

En Chine, Zhejiang Haisheng Biodégradable Plastics Co., Ltd. (avec une ligne de production de 5.000.000 tonnes / an) est industrialisé, et Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd., Jiangsu Jiuding Group, etc. sont en cours d'expérimentation.

Polyhydroxyalcanoate (PHA)

Les pays qui réalisent une production industrialisée à l'étranger sont principalement les États-Unis et le Brésil. Les unités de production nationales comprennent Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (échelle de 10 000 tonnes / an) [4], Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (échelle de 2 000 tonnes / an) et Jiangsu Nantian Group Co., Ltd. piloté Attendez.

En utilisant des plastiques biodégradables obtenus à partir de ressources renouvelables, mélangeant du polyester aliphatique et de l'amidon ensemble, la technologie pour produire des plastiques dégradables a également été étudiée avec succès. Dans les pays européens et américains, des mélanges d'amidon et de polyester aliphatique sont largement utilisés pour fabriquer des sacs à ordures et d'autres produits. La société la plus grande et la plus vendue au monde est la société italienne Novamont, dont le nom de produit est Mater-bi, et les produits de la société&sont largement utilisés en Europe et aux États-Unis.

Le copolyester aléatoire aromatique aliphatique (Ecoflex) fabriqué par BASF en Allemagne contient des monomères: acide adipique, acide téréphtalique et 1,4-butanediol. La capacité de production est de 140 000 tonnes / an. Dans le même temps, des produits plastiques biodégradables à base de polyester et d'amidon ont été développés.

Plastique biodégradable à l'alcool polyvinylique (PVA)

Par exemple, dans les années 1990 du produit MaterBi italien NOVMANT GG, le PVA a été principalement ajouté à l'amidon, qui peut souffler le film et traiter d'autres produits. Les matériaux à base d'alcool polyvinylique doivent être modifiés pour avoir une bonne biodégradabilité. L'Institut de traitement et d'application des plastiques de l'industrie légère de l'Université de technologie et de commerce de Beijing a obtenu certains résultats à cet égard.

Copolymère de dioxyde de carbone

À l'étranger, les premiers pays à étudier les copolymères de dioxyde de carbone ont été principalement le Japon et les États-Unis, mais il n'y a pas eu de production industrielle. Mongolie intérieure Mengxi Group Corporation adopte la technologie de l'Institut de chimie appliquée de Changchun et a construit un appareil avec une production annuelle de 3000 tonnes de résine de copolymère composé de dioxyde de carbone / époxy. Les produits sont principalement utilisés dans les emballages et les matériaux médicaux. La technologie des copolymères de dioxyde de carbone de faible poids moléculaire développée par le Dr Chen Liban de l'Institut de chimie de Guangzhou, Académie chinoise des sciences, a été mise en production à Taixing, Jiangsu. Et d'autres emballages. Henan Tianguan Group adopte la technologie du professeur Meng Yuezhong de l'Université Sun Yat-sen et a construit une ligne de production de copolymères de dioxyde de carbone à l'échelle pilote.

D'autres comme la chitine, le polyamide, l'acide polyaspartique, le polysaccharide, la cellulose, etc. sont en cours de développement.

Poly-β-hydroxybutyrate (PHB)

D'un point de vue mondial, le PHB et le PHBV sont reconnus comme l'un des plastiques biodégradables les plus prometteurs et sont également de nouveaux produits en cours de développement. Le coût de production pilote du côté technique est d'environ 40 RMB / kg. Une fois l'industrialisation mise en production, le coût du produit sera encore réduit et l'avantage de prix est évident, en particulier le processus de production simple et l'équipement simple du côté technique sont pratiques pour la promotion et la production de masse.

3000 tonnes de plastique entièrement biodégradable

application

En raison de sa bonne dégradabilité, les plastiques biodégradables sont principalement utilisés comme matériaux d'emballage souples et durs pour les aliments, ce qui est également son plus grand domaine d'application à ce stade.

Les principaux marchés cibles des plastiques biodégradables sont les films d'emballage en plastique, les films agricoles, les sacs en plastique jetables et la vaisselle en plastique jetable. Par rapport aux matériaux d'emballage en plastique traditionnels, le coût des nouveaux matériaux dégradables est légèrement plus élevé. Cependant, avec la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement, les gens sont prêts à utiliser de nouveaux matériaux dégradables à un prix plus élevé pour protéger l'environnement. La sensibilisation accrue à la protection de l'environnement a apporté d'énormes opportunités de développement à l'industrie des nouveaux matériaux biodégradables. Avec le développement de l'économie chinoise, l'organisation réussie des Jeux olympiques, de l'Exposition universelle et d'autres événements à grande échelle qui ont choqué le monde, la nécessité de protéger divers sites du patrimoine culturel mondial et des sites pittoresques nationaux, la pollution de l'environnement causée par les plastiques a deviennent de plus en plus importants, et les gouvernements à tous les niveaux ont inscrit le traitement de la pollution blanche comme l'une des tâches clés.

Les pays et régions développés comme l'Europe, les États-Unis et le Japon ont successivement formulé et promulgué des lois et réglementations pertinentes pour restreindre l'utilisation de plastiques non dégradables par des mesures telles que l'interdiction partielle, la restriction, la perception obligatoire et la perception des taxes sur la pollution, et développer vigoureusement de nouveaux matériaux biodégradables pour protéger l'environnement, Protéger le sol, parmi lesquels la France a mis en place en 2005 une politique selon laquelle tous les sacs plastiques jetables transportables doivent être biodégradables après 2010.

Dans le même temps, la Chine a successivement introduit un certain nombre de politiques pour encourager l'application et la promotion des plastiques biodégradables. En 2004, le Congrès national du peuple a adopté la&«Loi sur les énergies renouvelables (projet) GG»; et&«Loi sur les déchets solides (révision) GG»; encourager l'utilisation de l'énergie renouvelable de la biomasse et la promotion et l'application de plastiques dégradables; en 2005, le document n ° 40 de la Commission nationale de développement et de réforme a clairement encouragé l'utilisation et la promotion des plastiques biodégradables; En 2006, la Commission nationale du développement et de la réforme a lancé un projet de fonds spécial pour la promotion du développement de matériaux biodégradables issus de la biomasse; le" Définition, classification, étiquetage et exigences de dégradabilité pour les plastiques dégradables" mis en œuvre le 1er janvier 2007 ont été obtenus La reconnaissance mutuelle de l'Europe, des États-Unis, du Japon et d'autres pays a facilité l'exportation des entreprises chinoises.

chemin de développement

Selon les données de l'Association japonaise de recherche sur les plastiques biodégradables, la production de plastiques biodégradables au Japon en 2002 était d'environ 10000 tonnes, en 2003 elle était d'environ 20000 tonnes, en 2005 elle était d'environ 40000 tonnes et elle devrait atteindre environ 100000 à 200 000 tonnes en 2010.

Selon les données de l'Association européenne des bioplastiques, les chiffres de 2001 montraient que la consommation de produits biodégradables dans l'UE était de 25 000 à 30 000 tonnes, tandis que la consommation de polymères traditionnels atteignait 35 millions de tonnes. L'Association européenne des bioplastiques prévoit que la consommation de polymères traditionnels atteindra 55 millions de tonnes en 2010, tandis que la consommation de plastiques biodégradables atteindra entre 500 000 et 1 million de tonnes d'ici là. Les matériaux biodégradables peuvent éventuellement occuper 10% du marché. Dans les matériaux biodégradables, la proportion de matières premières utilisant des ressources renouvelables représentera plus de 90%.

Selon les statistiques du Comité professionnel des plastiques dégradables de l'Association chinoise des plastiques, la consommation de matériaux biodégradables en Chine en 2003 était d'environ 15 000 tonnes, dont environ 1 000 tonnes de polymères biodégradables sans amidon ajouté. En 2005, il y avait une trentaine d'entreprises engagées dans les plastiques biodégradables, avec une capacité de production de 60 000 tonnes par an. La production réelle était d'environ 30 000 tonnes. La demande du marché intérieur était d'environ 50 000 tonnes, les importations étrangères de 10 000 tonnes et les exportations de 20 000 tonnes. On estime que la capacité de production atteindra environ 250 000 tonnes en 2010. Pour plus de détails, veuillez vous référer au rapport de&sur les enquêtes approfondies de l’industrie des plastiques biodégradables de l’industrie des plastiques biodégradables de GG.

Certains pays développés sont également guidés par l'idée d'économie circulaire et utilisent des ustensiles jetables biodégradables. Par exemple, la Suède a essayé de produire des boîtes de restauration rapide jetables à base de pommes de terre et de maïs à la fin des années 1980, et la Corée du Sud a imposé des lois imposant l'utilisation de cure-dents à base de riz gluant. Attendre. L'Europe a formulé la norme EN13432 pour les plastiques de compostage biodégradables" Exigences pour les tests et l'évaluation finale des matériaux d'emballage qui sont propices au compostage et à la biodégradation pour le recyclage", et d'autres décrets sur la promotion du traitement du compostage des déchets organiques sont activement formulés et préparé. Le gouvernement américain a mis en place le Presidential Green Chemistry Challenge Award depuis 1996 pour encourager le développement de l'industrie du plastique biodégradable. L'État de New York a interdit l'utilisation de sacs de légumes non biodégradables en 1989, a accordé des subventions aux fabricants qui produisent des plastiques dégradables et a obligé les citoyens à séparer les déchets renouvelables et non renouvelables, sinon ils seraient condamnés à une amende de 500 dollars.

Certains autres pays ont également adopté des mesures similaires: l'Inde a légiféré pour interdire l'utilisation d'emballages en plastique dans l'industrie laitière; Les lois sud-africaines ont complètement interdit l'utilisation de sacs d'emballage en plastique. Avec le développement de la législation dans divers pays, les nouveaux matériaux d'emballage biodégradables devraient devenir de plus en plus populaires.

En Chine, avec l # 39; approfondissement de la compréhension des plastiques dégradables, le rôle stratégique de ce matériau et de son industrie sur le développement durable de la Chine&a été pleinement réalisé. L'application populaire des plastiques biodégradables est attendue. La République populaire chinoise du&de Chine a adopté la loi&sur les énergies renouvelables (projet)" et&«Loi sur les déchets solides (révisée) GG»; en 2004 pour encourager l'utilisation de l'énergie de la biomasse renouvelable et la promotion et l'application de plastiques dégradables. Dans le document n ° 40 de la Commission nationale de développement et de réforme de 2005, il est également clair d'encourager l'utilisation et la promotion des plastiques biodégradables. En 2006, la Commission nationale du développement et de la réforme a lancé un projet de fonds spécial pour promouvoir le développement de matériaux biodégradables issus de la biomasse.

situation du marché

D'ici 2019, la valeur marchande de l'industrie des plastiques biodégradables passera à 3,477 milliards de dollars américains avec un taux de croissance annuel moyen de 13,01%. Le marché européen des plastiques biodégradables devrait croître à un taux de croissance annuel moyen de 12% de 2014 à 2019.

Les plastiques biodégradables inaugurent une période de développement rapide. Bien que le concept de plastiques biodégradables ait été mis en avant, l'application n'a pas été en mesure d'augmenter le volume.

Les plastiques biodégradables sont principalement utilisés dans l'emballage, la fibre, l'agriculture, le moulage par injection et d'autres domaines. Parmi eux, c'est le plus utilisé dans l'industrie de l'emballage. En 2013, il représentait environ 60% du marché total. La demande d'emballages alimentaires représentait plus de 70% du marché des emballages plastiques biodégradables. ; Le marché des applications de moulage par injection est le principal moteur de la croissance de la demande de plastiques biodégradables.

À la fin de 2013, l'Europe et les États-Unis sont les principaux marchés des plastiques biodégradables. Selon les statistiques, en 2013, les marchés européen et nord-américain représentaient respectivement 54% et 28% des plastiques biodégradables mondiaux.

La commission de l'environnement du Parlement européen a adopté un projet de réduction de l'utilisation des sacs en plastique légers jetables. Le projet propose que les 28 États membres de l'UE suivent une approche en deux étapes pour réduire efficacement l'utilisation de sacs en plastique, afin d'atteindre l'objectif de réduire l'utilisation de sacs en plastique ultra-minces de 80% en 2019 par rapport à 2010. Cette résolution devrait fortement stimuler la demande du marché pour les plastiques biodégradables et devrait créer d'énormes opportunités de croissance pour les fabricants concernés au cours des cinq prochaines années. [5]

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Nous proposons également des films et des sacs entièrement biodégradables en matière organique avec une matière première et un processus de production brevetés.

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