Introduction-Définition-Historique du développement-Cinq matières plastiques générales-Matériaux biodégradables-Classification des produits de dégradation
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Depuis le début du 21e siècle, les questions énergétiques et environnementales sont devenues le sujet le plus préoccupant au monde. L'énergie pétrochimique comme le charbon, le pétrole et les conditions météorologiques, en tant que source d'énergie non renouvelable la plus utilisée, a toujours joué un rôle important dans le développement de la société humaine dans l'économie mondiale, en particulier après la révolution industrielle. Cependant, au fur et à mesure que l'utilisation du temps se poursuit et que l'utilisation augmente d'année en année, la capacité de cette énergie pétrochimique non renouvelable à s'approvisionner de manière durable à l'avenir est source de préoccupation. De plus, l'utilisation du dioxyde de carbone produit par l'énergie pétrochimique a causé de graves problèmes environnementaux, tels que le réchauffement climatique, la fonte des glaciers, l'élévation du niveau de la mer, etc., qui sont étroitement liés à l'augmentation de la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Par conséquent, la façon de protéger l'environnement et de réduire la dépendance excessive du développement économique à l'énergie pétrochimique est devenue un sujet de recherche commun dans tous les pays du monde.
Le plastique, un matériau polymère qui est apparu il y a plus de cent ans, a apporté une commodité considérable à la production et à la vie des gens. Avec ce développement rapide de ce type de produits à base de pétrole, les êtres humains ont été confrontés à deux problèmes difficiles: la pollution de l'environnement et la pénurie de ressources. À l'heure actuelle, la production totale de plastiques dans le monde a dépassé 230 millions de tonnes / an, et les déchets plastiques ont 100 millions de tonnes / an, et elle continue d'augmenter. La plupart de ces déchets proviennent de matériaux d'emballage, de films agricoles, de matériaux médicaux, de plastiques pour la vie quotidienne des personnes, etc. Comme la plupart des matériaux polymères synthétiques ont une bonne résistance à la corrosion, ils sont difficiles à décomposer dans la nature et provoquent une grave pollution. Les principales méthodes de traitement des déchets plastiques sont l'enfouissement du sol et l'incinération. Le sol est un gaspillage de terre, ce qui est difficile pour certains pays à forte densité de population. L'incinération produit une grande quantité de dioxyde de carbone et d'autres composés nocifs tels que l'azote, le soufre et le phosphore, qui contribuent à l'effet de serre et aux pluies acides. Afin de résoudre les problèmes du département foncier, les pays utilisent des moyens légaux et des avancées technologiques pour recycler et réutiliser les déchets plastiques d'une part, et pour développer de nouveaux matériaux qui peuvent être naturellement dégradés d'autre part. En théorie, le recyclage et le recyclage des plastiques peuvent résoudre à la fois la pollution de l'environnement et les pénuries de ressources. Cependant, dans le processus de mise en œuvre, les matériaux plastiques eux-mêmes, les technologies et les coûts sont souvent limités, tandis que la recherche et le développement de matériaux naturellement dégradables sont devenus un sujet important après les années 1970 et ont été largement considérés par tous les pays du monde.
Les matériaux naturellement dégradables n'ont pas été largement promus en raison des limitations de la technologie et du coût. Jusqu'à récemment, les gens ont pris davantage conscience de la grave pollution et de la destruction de l'environnement et de la rareté des ressources. Les matériaux naturellement dégradables sont devenus un incontournable. Les pays européens ont introduit des restrictions sur les plastiques et adopté une législation pour restreindre la production et l'entrée de plastiques. Pendant la «limite de plastique» imposée par la Chine le 1er juin 2008 et pendant les «deux sessions» de 2011, la «Proposition de législation pour promouvoir les sacs à ordures en plastique biodégradables» soumise par le membre de la CCPPC Yang Lan a retenu l'attention nationale.
Définition de la dégradation:
Au sens large, une fois le matériau jeté, il se décompose et disparaît automatiquement sous certaines conditions.
À proprement parler, les plastiques dégradables sont des matériaux qui subissent des changements importants dans leur structure chimique dans certaines conditions environnementales et provoquent une certaine dégradation des performances qui peut être dégradée ou métabolisée par les organismes.
La définition des États-Unis:
Les matériaux biodégradables font référence à la dégradation par l'action de micro-organismes naturels (bactéries, champignons, etc.).
La définition de la Chine:
Les propriétés des plastiques et de leurs produits peuvent répondre aux exigences d'utilisation et les propriétés en utilisation normale sont inchangées. Après utilisation, ils peuvent être dégradés en substances respectueuses de l'environnement dans l'environnement naturel.
Définition du Japon: plastiques biodégradables qui peuvent se dégrader au cours de processus biologiques et biochimiques ou dans des environnements biologiques
Plastiques entièrement biodégradables: principalement fabriqués à partir de polymères naturels (tels que l'amidon, la cellulose, la chitine) ou de sous-produits agricoles par fermentation microbienne ou synthèse de polymères biodégradables, tels que les plastiques d'amidon thermoplastique, les polyesters aliphatiques, l'acide poly lactique, l'amidon / l'alcool polyvinylique, etc. sont tous de tels plastiques.
Plastiques destructifs biodégradables: comprennent actuellement principalement le polyéthylène PE modifié par l'amidon (ou rempli), le polypropylène PP, le polystyrène PS, le polychlorure de vinyle PVC et similaires.
Le développement des plastiques biodégradables
étranger:
L'étude des plastiques dégradables a commencé dans les années 1970, lorsque le scientifique britannique GJLGriffin a proposé l'idée d'ajouter de l'amidon naturel biodégradable bon marché comme charge au polymère et a publié le premier vinyle rempli d'amidon. Brevet, a développé un polyéthylène "biodégradable" obtenu en mélangeant de l'amidon avec du polyéthylène puis en le roulant en un film. Il a été enfoui dans le sol et après un certain temps, le matériau est devenu poudreux. À cette époque, les chercheurs pensaient que le polyéthylène avait été biodégradé. L'émergence de ce nouveau matériau a suscité l'attention des gens sur les plastiques biodégradables et est entrée dans la vague de la recherche et du développement à base de plastiques à base d'amidon. De nombreux brevets et littératures ont été publiés et une série de produits ont été lancés. Certains l'ont été à la fin des années 80. Commercialisation. Cependant, des études au début des années 1990 ont montré que les liaisons CC ne peuvent pas être hydrolysées et hydrolysées par voie enzymatique. Afin de rompre les liaisons, à moins de photolyse et d'oxydation, le polyéthylène n'est en fait qu'un fragment qui reste dans le sol et n'est pas vraiment un matériau entièrement dégradable. Très bonne biodégradabilité et similaire au plastique traditionnel en polyéthylène, polypropylène, polystyrène et autres propriétés physiques, uniquement la polycaprolactone (PCL), l'acide polylactique (PLA), le polyhydroxybutylester et sa copolymérisation d'ester amylique (PHB / PHV) et le plastique d'amidon partiellement modifié
étranger:
• Les principaux fabricants étrangers de plastiques biodégradables sont: le copolyester gras-aromatique produit par BASF en Allemagne sous le nom commercial Ecoflex;
v Acide polylactique produit par NatureWorks, USA;
• L'alliage PVA (PCL) / amidon produit par la société italienne Novamont est appelé Mater-Bi, plastique à base d'amidon, le nom commercial est Novon, le nom commercial polycaprolactone PCL est BionolleTone Polymer; plastique à base d'amidon, le nom commercial est Novon;
• Polymère japonais Showa succinate de polybutylène PBS, nom commercial Bionolle.
• Polyhydroxyalcanoate (PHB) produit par Mitsubishi Chemical, nom commercial Biopol;
national:
• Années 70 - Les matériaux biodégradables de la Chine sont nés en 1978
• Années 80 - Addition d'amidon (concept)
• Années 90 - Concept de dégradation du CO2
• Après 2000 - a commencé la granulation et un groupe de sociétés a émergé
Entreprises basées sur l'amidon - Shangjiu, Su Shi, Biage, etc.
Entreprises à base de carbonate de calcium - magnifiques, chinoises, Hua Dan, blondes, etc.
Matériau biodégradable
v PLA
L'acide polylatique, abrégé en PLA, est également connu sous le nom de polylactide. Il s'agit d'un polymère thermoplastique obtenu par synthèse chimique artificielle d'acide lactique produit par fermentation biologique, qui présente une bonne biocompatibilité et biodégradabilité.
Propriétés physiques: grandes propriétés mécaniques, bonne biodégradabilité et compatibilité, bonne résistance à la traction et ductilité, bonne perméabilité aux gaz, perméabilité à l'oxygène et perméabilité au dioxane. Isolement des caractéristiques d'odeur. C'est le seul plastique biodégradable avec d'excellentes propriétés antibactériennes et antifongiques.
Absence de limitation: le point de fusion bas, la résistance, la transparence et la résistance au changement climatique ne sont pas aussi bons que les plastiques ordinaires.
Les membranes sont comparables aux membranes en PS.
v PCL
Le polyvsptolsvton est un polymère semi-cristallin (polyester linéaire aliphatique).
Propriétés physiques: bas point de fusion et température de transition vitreuse, respectivement, seulement 60 ° C -60 ° C, la température de cristallisation est de 22 ° C; sa résistance à la fibre et la fibre de polyamide 6 sont presque équivalentes, la résistance à la traction peut atteindre 70,56 cN / tex ou plus, la résistance aux nodules Également supérieure à 44,1 cN / tex. Il a une bonne biodégradabilité, une bonne fonction de mémoire de forme, une bonne solubilité dans divers solvants, une bonne compatibilité avec divers plastiques / caoutchoucs et est un profil plastique à basse température.
Défaut: forte cristallinité, biodégradation lente et polymère hydrophobe.
v PBS
Le polybutylène succinate (poly butylène surcinate) est un polymère cristallin synthétisé par réaction de polycondensation utilisant l'aliphatique et le diol comme matières premières.
Caractéristiques physiques: 1. Densité 1,26 g / cm3, point de fusion 114 ° C, 2. La cristallinité est de 30% à 45% selon le poids moléculaire et la distribution du poids moléculaire
3. Bonne résistance à la chaleur, température de distorsion thermique proche de 100 ° C et température après modification proche de 100 ° C.
Excellentes performances globales, bonne résistance à la chaleur, bonnes propriétés de traitement et mécaniques. La transformabilité est actuellement le meilleur des plastiques dégradables à usage général, et la résistance à la chaleur est la meilleure en matière de résistance à la chaleur des matériaux entièrement biodégradables.
Ses dérivés sont: PBSA, PBST, PBAT.
v PHB
Le poly-β-hydroxybutyrate (PHB) est un stockage de source de carbone qui est une propriété lipidique trouvée dans de nombreux cytoplasmes bactériens.
Propriétés physiques: insoluble dans l'eau, mais soluble dans le chloroforme, peut être coloré au bleu du Nil ou au noir du Soudan, avec de l'énergie de stockage, une source de carbone et réduit la pression osmotique intracellulaire.
v PVA
Alcool polyvinylique
Propriétés physiques: le PVA est soluble dans l'eau. Plus la température de l'eau est élevée, plus la solubilité est élevée, mais elle est presque insoluble dans les solvants organiques. La solubilité du PVA varie avec le degré d'alcoolyse et le degré de polymérisation. L'alcoolyse partielle et le faible degré de polymérisation du PVA se dissolvent très rapidement, tandis que l'alcoolisation complète et le degré élevé de polymérisation du PVA se dissolvent lentement. La performance est entre le plastique et le caoutchouc, son utilisation peut être divisée en deux fibres et non-fibres. Le PVA a une forte adhérence unique, une flexibilité de film, un lissé, une résistance à l'huile, une résistance aux solvants, un colloïde protecteur, une barrière aux gaz, une résistance à l'abrasion et une résistance à l'eau après un traitement spécial.
v Copolymère de dioxyde de carbone
v copolymère aliphatique / aromatique
Classification des plastiques dégradables
v Plastiques photodégradables: un photosensibilisateur est ajouté au plastique pour décomposer progressivement le plastique sous la lumière du soleil. Il appartient à la génération précédente de plastiques dégradables. L'inconvénient est que le temps de dégradation est difficile à prévoir en raison de l'ensoleillement et du changement climatique, et donc le temps de dégradation ne peut pas être contrôlé.
v Plastique biodégradable: plastique qui peut être complètement décomposé en composés de faible poids moléculaire sous l'action de micro-organismes.
v Lumière / biodégradation
nous offrons un film biodégradable complet breveté et un sac PVA, tous les produits sont fabriqués par équipement de moulage, il est différent des produits de moulage par soufflage traditionnels, tous les produits de moulage par soufflage ne sont pas entièrement biodégradables. Nous pouvons produire des films et des sacs en PVA dans toutes les couleurs transparentes et variées.
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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