Plastique biodégradable

Le plastique biodégradable fait référence à une classe de plastiques dégradés par l'action de micro-organismes tels que les bactéries, les moisissures (champignons) et les algues qui existent dans la nature. Le plastique biodégradable idéal est une sorte de matériau de masse moléculaire élevée avec d'excellentes performances, qui peut être complètement décomposé par des micro-organismes environnementaux après avoir été jeté, et 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 qui ont les propriétés du papier et des plastiques synthétiques.

Nom chinois Plastique biodégradable Nom étranger Plastiques biodégradables Classification Les organismes complets et destructeurs comprennent principalement le PBAT, le PLA, etc. Composition principale Polymère naturel, polyester aliphatique, etc. Caractéristiques Bonne dégradabilité

table des matières

1 Définition

2 Application

3 catégories

4 Historique du développement

5 Statut du marché

6 Problèmes liés

7 Mesures spécifiques

définition

Les plastiques biodégradables peuvent être divisés en deux types: les plastiques entièrement biodégradables et les plastiques biodégradables destructeurs. Les plastiques biodégradables destructifs comprennent actuellement principalement le polyéthylène PE modifié (ou chargé) à l'amidon, le polypropylène PP, le polychlorure de vinyle PVC, le 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, l'acide polylactique, l'amidon / alcool polyvinylique, etc. appartiennent à ce type de plastique.

Les plastiques biodégradables à base de matériaux naturels tels que l'amidon comprennent actuellement les produits suivants: acide polylactique (PLA), polyhydroxyalcanoate (PHA), plastiques à base d'amidon, plastiques de bio-ingénierie, plastiques bio-génériques (polyoléfines et chlorure de polyvinyle) éthylène) [1].

Plastique entièrement biodégradable à base d'amidon

application

Les plastiques biodégradables sont principalement utilisés comme matériaux d'emballage souples et durs pour les aliments en raison de leur bonne dégradabilité, qui est également leur 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. Comparé aux matériaux d'emballage en plastique traditionnels, le coût des nouveaux matériaux de dégradation est légèrement plus élevé. Cependant, avec la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement, les gens sont prêts à utiliser un prix légèrement plus élevé de nouveaux matériaux de dégradation afin de protéger l'environnement. La sensibilisation accrue à l'environnement a apporté de grandes opportunités de développement à l'industrie des nouveaux matériaux biodégradables. Avec le développement de l # 39; économie de la Chine GG, l # 39; organisation réussie de nombreux événements à grande échelle tels que les Jeux Olympiques et l # 39; Expo universelle, et la nécessité de protéger divers sites du patrimoine culturel mondial et des sites touristiques nationaux, la pollution de l # 39; environnement causée par les plastiques est devenue de plus en plus importante. Traitez la pollution blanche comme l'une des tâches clés.

Les pays développés et les régions d'Europe, les États-Unis, le Japon et d'autres pays ont successivement formulé et introduit des réglementations pertinentes, limitant l'utilisation de plastiques non dégradables par des mesures telles que des interdictions partielles, des restrictions, la collecte et la collecte obligatoires des taxes sur la pollution, et développer de nouveaux matériaux biodégradables pour protéger l'environnement. 2. Protégez le sol. Parmi eux, la France a mis en place une politique en 2005 qui stipule que tous les sacs plastiques jetables doivent être biodégradables après 2010.

Dans le même temps, la Chine a également publié un certain nombre de politiques visant à 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) et la loi sur les déchets solides (révision) pour encourager l'utilisation de l'énergie de la biomasse renouvelable et la promotion et l'application de plastiques dégradables. En 2005, le document n ° 40 de la Commission nationale pour le développement et la réforme a explicitement 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 promouvoir le développement de matériaux biodégradables issus de la biomasse; le" Définition, classification, étiquetage et exigences de performance de dégradation des plastiques dégradables" mise en œuvre le 1er janvier 2007 a été obtenue La reconnaissance mutuelle de pays comme l'Europe, les États-Unis et le Japon a facilité l'exportation des produits chinois.

classification

Classé à partir des matières premières, il existe au moins les types de plastiques biodégradables suivants:

Polycaprolactone (PCL)

Ce plastique a une bonne biodégradabilité et a un point de fusion de 62 ° C. Les microorganismes qui le décomposent sont largement répartis en conditions aérobies ou anaérobies. En tant que matériau biodégradable, il peut être mélangé à de l'amidon et de la cellulose ou polymérisé avec de l'acide lactique.

Polybutylène succinate (PBS) et son copolymère

La technologie de fabrication de divers polyesters de haut poids moléculaire à base de PBS (point de fusion de 114 ° C) a atteint le niveau de la production industrielle. Mitsubishi Chemical et Showa Polymer Corporation du Japon&ont commencé la production industrielle à 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 établi 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 aux États-Unis a fait un travail actif et efficace pour améliorer le processus de production de l'acide polylactique. Elle a développé la fermentation du glucose à partir du 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.

L'industrialisation de China&comprend Zhejiang Haisheng Biodegradable Plastics Co., Ltd. (ligne de production à l'échelle 5000 kilotonnes / an), et les unités pilotes sont Shanghai Tongjieliang Biomaterials Co., Ltd. et Jiangsu Jiuding Group.

Polyhydroxyalcanoate (PHA)

La production industrialisée à l'étranger est principalement aux États-Unis et au Brésil. Les unités de production nationales comprennent Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. (échelle de 10 000 tonnes / an) [2], Ningbo Tianan Biomaterials Co., Ltd. (échelle de 2 000 tonnes / an) et les unités pilotes sont Jiangsu Nantian Group Co., Ltd . Attendre.

Des plastiques biodégradables obtenus à partir de ressources renouvelables, du polyester aliphatique et de l'amidon sont mélangés ensemble, et la technologie de production de plastiques dégradables a également été étudiée avec succès. En Europe et aux États-Unis, des mélanges d'amidon et de polyesters aliphatiques sont largement utilisés pour fabriquer des produits tels que des sacs à ordures. La société la plus grande et la plus vendue au monde de&est Novamont en Italie, dont le nom commercial est Mater-bi. Les produits de la société&ont un grand nombre d # 39; applications en Europe et aux États-Unis.

Il existe de nombreuses unités nationales de recherche et de production, dont les unités industrialisées sont Wuhan Huali Technology Co., Ltd. (échelle de 40000 tonnes / an), Zhejiang Huafa State Technology Co., Ltd. (8000 tonnes / an), Zhejiang Tianhe Ecological Technology Co., Ltd. (5000 tonnes / an), Fujian Beststar Biomaterials Co., Ltd. (échelle de 2000 tonnes / an), Zhaoqing Huafang Degradable Plastics Co., Ltd. (échelle de 5000 tonnes / an), etc.

Copolyester aromatique aliphatique

Copolyester aléatoire aromatique aliphatique (Ecoflex) fabriqué par la société allemande BASF, ses monomères sont: acide adipique, acide téréphtalique, 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.

Plastiques biodégradables à l'alcool polyvinylique (PVA)

Par exemple, MaterBi de l'Italie NOVMANT a principalement ajouté du PVA à l'amidon dans les années 1990. Il 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. La Mongolie intérieure Mengxi Group Co., Ltd. a adopté la technologie de l'Institut de chimie appliquée de Changchun et a construit un appareil avec une production annuelle de 3 000 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 de l'Académie chinoise des sciences a commencé sa production à Taixing, Jiangsu. L'espèce est un copolymère de dioxyde de carbone / composé époxy de faible poids moléculaire, qui est utilisé comme matière première pour les matériaux en mousse de polyuréthane et est utilisé dans les appareils ménagers. Et d'autres emballages. En utilisant la technologie du professeur Meng Yuezhong de l'Université Sun Yat-sen, le groupe Henan Tianguan a construit une ligne de production de copolymères de dioxyde de carbone à l'échelle pilote.

D'autres tels que la chitine, le polyamide, l'acide polyaspartique, les polysaccharides et la cellulose 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 ce sont également de nouveaux produits en cours de développement. Le coût de production pilote de l'équipe technique est d'environ 40 RMB / kg. Après l'industrialisation, le coût du produit sera encore réduit et l'avantage de prix est évident. En particulier, le processus de production simple et le matériel simple de la partie technique&sont pratiques pour la promotion et la production à grande échelle.

3000 tonnes de plastique entièrement biodégradable

Historique du développement

Selon l'Association japonaise de recherche sur les plastiques biodégradables, la production de plastiques biodégradables du Japon&en 2002 était d'environ 10000 tonnes, environ 20000 tonnes en 2003, environ 40000 tonnes en 2005, et elle devrait atteindre environ 100000 à 200000 tonnes en 2010 .

Selon les données de l'Association européenne des bioplastiques, les chiffres de 2001 montrent que la consommation de produits biodégradables dans l'UE est de 25 000 à 30 000 tonnes, tandis que la consommation de polymères traditionnels atteint 35 millions de tonnes. L'Association européenne des bioplastiques prévoit que la quantité de polymères traditionnels atteindra 55 millions de tonnes en 2010, tandis que la quantité de plastiques biodégradables atteindra 500 000 à 1 million de tonnes. Les matériaux biodégradables peuvent à terme représenter 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 la China Plastics Association GG, la quantité de matériaux biodégradables en Chine en 2003 était d'environ 15000 tonnes, dont environ 1000 tonnes étaient des polymères biodégradables sans amidon. En 2005, il y avait environ 30 entreprises engagées dans les plastiques biodégradables, avec une capacité de production de 60 000 tonnes / an, une production réelle d'environ 30 000 tonnes, une demande du marché intérieur d'environ 50 000 tonnes, des importations étrangères de 10 000 tonnes et des exportations de 20 000 tonnes. On s'attend à ce que la capacité de production atteigne en 2010 environ 250 000 tonnes. Pour plus de détails, veuillez vous reporter au rapport GG; Prévoir le rapport&sur l’analyse approfondie de l’enquête et de la planification stratégique de l’industrie des plastiques biodégradables de la Chine.

Certains pays développés utilisent également l'idée de l'économie circulaire pour utiliser des ustensiles jetables dégradables, comme la production d'essai de la Suède&de boîtes à collations jetables de pommes de terre et de maïs à la fin des années 1980, et la Corée du Sud a rendu obligatoire l'utilisation de cure-dents en collant. riz. Attendre. En Europe, une norme EN13432 pour les plastiques de compost biodégradables a été élaborée, «Exigences pour les essais et l'évaluation finale des matériaux d'emballage facilités par le compost et la biodégradation pour le recyclage», tandis que d'autres ordonnances visant à promouvoir le compostage des déchets organiques sont activement formulées et préparées. Le gouvernement américain a mis en place le Green Chemistry Challenge Award du président&depuis 1996 pour encourager le développement de l'industrie des plastiques biodégradables. L'État de New York a interdit l'utilisation de sacs de légumes non biodégradables en 1989, a subventionné les fabricants de plastiques dégradables et obligé les citoyens à séparer les déchets renouvelables et non renouvelables, autrement condamnés à une amende de 500 $.

D'autres pays ont adopté des mesures similaires: l'Inde a légiféré contre l'utilisation d'emballages en plastique dans l'industrie laitière; La loi sud-africaine a complètement interdit l'utilisation de sacs d'emballage en plastique. Avec le développement de la législation nationale, 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, nous avons pleinement réalisé le rôle stratégique de ce matériau et de son industrie sur le développement durable de la Chine GG. L'application généralisée des plastiques biodégradables est largement attendue. Les Chinois ont adopté la loi sur les énergies renouvelables (projet) et la loi sur les déchets solides (révision) en 2004, encourageant l'utilisation de l'énergie de la biomasse renouvelable et la promotion et l'application de plastiques dégradables. Dans le document n ° 40 de 2005 de la Commission nationale de développement et de réforme GG, l'utilisation et la promotion des plastiques biodégradables ont également été explicitement encouragées. En 2006, la Commission nationale du développement et de la réforme a lancé un projet de fonds spécial visant à 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 atteindra un taux de croissance annuel moyen de 13,01% à 3,477 milliards de dollars. De 2014 à 2019, le marché européen des plastiques biodégradables devrait croître à un taux de croissance annuel moyen de 12%.

Les plastiques biodégradables ont inauguré une période de développement rapide. Le concept précédent de plastiques biodégradables a été chauffé, mais l'application n'a pas été en mesure de peser.

Les plastiques biodégradables sont principalement utilisés dans l'emballage, la fibre, l'agriculture, le moulage par injection et d'autres domaines, parmi lesquels les plus largement utilisés dans l'industrie de l'emballage, représentant environ 60% du marché total en 2013, et la demande d'emballages alimentaires a représenté 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 plastiques biodégradables sur les marchés européen et nord-américain représentaient respectivement 54% et 28% du total mondial des GG.

La commission de l # 39; environnement du Parlement européen&a adopté un projet de réduction de l # 39; utilisation des sacs en plastique légers jetables. Le projet recommande 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 stimuler considérablement la demande du marché pour les plastiques biodégradables, et devrait créer d'énormes opportunités de croissance pour les fabricants connexes au cours des 5 prochaines années. [3]

Questions connexes

Cependant, bien qu'il existe de nombreuses recherches et rapports sur la dégradation des plastiques, de nombreux problèmes spécifiques ne peuvent être résolus, la promotion est extrêmement difficile et les perspectives ne sont pas optimistes. Les raisons sont les suivantes: l'une est que le sac en plastique dégradable a une faible capacité de charge et ne peut pas répondre aux exigences des clients de charger plus et d'être utilisé à plusieurs reprises; l'autre est que le sac en plastique dégradable a une couleur jaune terne et une faible transparence, ce qui donne aux gens un sentiment de manque de propreté et de laideur. , Ne vous en faites pas; troisièmement, le prix est élevé, car le commerçant donne gratuitement, de sorte que le coût est difficile à accepter.

Un autre exemple est de résoudre le problème de pollution de l'environnement des boîtes à lunch de restauration rapide EPS. Essayez de la remplacer par une boîte à lunch en papier ou une boîte à lunch en plastique dégradable. Cependant, pour les raisons suivantes, il est extrêmement difficile de promouvoir: premièrement, la résistance élevée, le poids léger et la bonne isolation thermique du PSE; deuxièmement, le prix des boîtes à lunch en papier est de 1,5 à 2,5 fois celui des BPA; troisièmement, même si des boîtes à lunch en PP dégradé sont utilisées, leurs performances ne sont pas aussi bonnes que sur EPS. Les autorités chinoises exigent l'utilisation de fibres végétales pour fabriquer de la vaisselle jetable au lieu du PSE. Cependant, en raison de l'utilisation de thermosols de poids moléculaire élevé dans le processus de moulage d'une telle vaisselle en fibres végétales, il existe encore des problèmes de manipulation et de contrôle de la teneur en pesticides restant dans la vaisselle en fibres végétales.

Par conséquent, il reste encore un long chemin à parcourir pour développer et rechercher des plastiques dégradables. Le développement de l'industrie du plastique biodégradable est confronté à cinq problèmes majeurs. La première est que la technologie n'est pas suffisamment mature et que les performances des produits en plastique dégradables ne peuvent pas répondre pleinement aux divers besoins des consommateurs. Bien qu'il existe de nombreux types de plastiques biodégradables sur le marché, les propriétés mécaniques et de traitement de chaque matériau ne sont exceptionnelles que sous un aspect, et il existe encore des lacunes dans la performance globale. À l'heure actuelle, la recherche nationale sur le traitement des produits en plastique dégradables est encore faible. La plupart des entreprises se concentrent sur la synthèse des matériaux et ignorent le traitement et le développement des produits. Certains ustensiles pour aliments et boissons en plastique biodégradable résistent à la chaleur, à l'eau et aux machines. En termes de solidité, on est loin des produits plastiques traditionnels.

Le deuxième problème est le coût. Le prix des produits en plastique biodégradables est encore difficile à concurrencer les produits à base de pétrole, ce qui nécessite une réduction continue des coûts de production et des prix des produits grâce au progrès technologique.

Troisièmement, le manque de politiques ou de lois solides

Nous proposons un film entièrement biodégradable breveté et un sac en PVA, tous les produits sont fabriqués à l'aide d'un équipement de moulage.Il est différent des produits de moulage par soufflage traditionnels, tous les produits de moulage par soufflage sont non entièrement biodégradables. Nous pouvons produire des films et des sacs PVA en couleurs entièrement transparentes et variées. et le film PVA est plus lisse que les produits de moulage par soufflage traditionnels.

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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