Plastique dégradable
Le plastique dégradable fait référence à une classe de plastiques dont les produits peuvent répondre aux exigences d'utilisation, les performances sont inchangées pendant la période de stockage, et après utilisation, peuvent être dégradés en substances respectueuses de l'environnement dans des conditions environnementales naturelles. Par conséquent, il est également appelé plastique dégradable pour l'environnement.
Il existe de nombreux nouveaux types de plastiques: les plastiques photodégradables, les plastiques biodégradables, les plastiques légers, oxydants et biodégradables, les plastiques biodégradables à base de dioxyde de carbone et les plastiques dégradables à base de résine d'amidon thermoplastique.
table des matières
1 Concept
2 Principe de dégradation
3 Tendance de développement
4 Classification plastique
5 utilisations principales
6 État de la recherche
▪ Largement utilisé
▪ Hygiène de l'environnement
▪ Réaction biochimique
▪ Dangers plastiques non dégradables
▪ Développement de plastiques dégradables
▪ La perspective des plastiques dégradables
▪ développement durable
7 Nouveaux plastiques
8 Analyse des avantages
9 Critères d'évaluation
Editeur de concept
La dégradation des polymères fait référence au processus de ruptures de chaînes macromoléculaires polymérisées causées par des facteurs chimiques et physiques. Le processus de dégradation des polymères exposés aux conditions environnementales de l'oxygène, de l'eau, des rayonnements, des produits chimiques, des polluants, des forces mécaniques, des insectes et d'autres micro-organismes, ainsi que des micro-organismes, est appelé dégradation de l'environnement. dégradation
Le poids moléculaire du polymère est réduit et les propriétés physiques du matériau polymère sont réduites jusqu'à ce que l'utilisabilité du matériau polymère soit perdue. Ce phénomène est également appelé dégradation par vieillissement du matériau polymère.
La dégradation par vieillissement d'un polymère est directement liée à la stabilité du polymère. La dégradation du vieillissement des polymères raccourcit la durée de vie des plastiques. Pour cette raison, depuis l'avènement des plastiques, les scientifiques se sont engagés dans la recherche de l'anti-vieillissement, c'est-à-dire la stabilisation de ces matériaux, afin d'obtenir des matériaux polymères très stables, et les scientifiques de divers pays utilisent également le vieillissement du polymère comportement de dégradation Course à développer des plastiques dégradables pour l'environnement.
Les principaux domaines d'application du plastique dégradable sont: le film de paillis agricole, divers sacs d'emballage en plastique, sacs à ordures, sacs à provisions dans les centres commerciaux et vaisselle jetable.
Principe de dégradationmodifier
Le processus de dégradation des plastiques dégradables pour l'environnement implique principalement la biodégradation, la photodégradation et la dégradation chimique. Ces trois processus de dégradation majeurs ont synergie, synergie et cohérence. Par exemple, la photodégradation et la dégradation des oxydes se produisent souvent simultanément et se favorisent mutuellement; la biodégradation est plus susceptible de se produire après le processus de photodégradation.
Éditeur de tendances de développement
En 1997, le marché mondial des plastiques dégradables est estimé à environ 20 millions de livres sterling avec des ventes de 23 millions de dollars; il devrait croître de 35% d'ici 2004. Les plastiques dégradables trouvés sur les marchés américain et japonais comprennent les polyesters biodégradables tels que l'acide polylactique, le PET biodégradable, le succinate / caproate de polybutène, le polyhydroxybutyrate / valérate, le succinate de polyvinyle, les polyester-amines et les polycaprolactones / mélanges; l'amidon et leurs mélanges; et d'autres plastiques avec des additifs qui améliorent la capacité de se dégrader. L'augmentation est due à une augmentation de l'utilisation de plastiques respectueux de l'environnement, et une autre raison est de réduire les coûts de production. En augmentant la production et l'échelle économique, les fabricants ont réduit leurs prix. Cependant, en raison du coût élevé des résines dégradables et des divers plastiques qui ont fermement occupé leurs marchés, c'est un obstacle pour les plastiques biodégradables d'entrer sur le marché. Ses tendances de développement sont les suivantes:
1. Selon différentes utilisations et conditions environnementales, l'approfondissement de la recherche et, grâce à la recherche sur la conception moléculaire, l'amélioration des formules et la mise au point de plastiques dégradables et contrôlables pour l'environnement sont devenus des thèmes de recherche clés dans de nombreux pays.
2. Rechercher activement et développer des photosensibilisateurs, des oxydants, des inducteurs biologiques, des promoteurs de dégradation, des stabilisateurs, etc., à haute efficacité et peu coûteux, pour améliorer encore la contrôlabilité à temps, la dégradation rapide et la dégradation complète après utilisation.
3. Accélérer le développement des plastiques biodégradables ou des plastiques ordinaires avec la technologie de mélange ou d'alliage de remplissage d'amidon, de cellulose ou de matériaux inorganiques, et les technologies de revêtement et de laminage entièrement biodégradables des plastiques et des matériaux naturels sont des points chauds.
4. Les plastiques hydrolysables et les plastiques comestibles ont attiré l'attention du monde entier en raison de leurs fonctions et utilisations spéciales et sont devenus un autre point chaud pour les matériaux respectueux de l'environnement.
5. Afin d'accélérer le développement des plastiques dégradables, divers pays s'emploient à accélérer la recherche et à établir une définition, un mécanisme de dégradation, une méthode d'évaluation et une norme unifiés des plastiques dégradables.
6. Explorer et cultiver des souches qui peuvent dégrader les plastiques ordinaires, de sorte que les plastiques ordinaires largement utilisés sont facilement dégradables pour répondre aux exigences de protection de l'environnement. Dans le même temps, une grande attention est accordée à la culture de plantes biologiques capables de produire du polyester pour réduire le coût des plastiques biodégradables, ce qui favorise la vulgarisation et l'application. dégradation
Classification plastiquemodifier
Les plastiques dégradables pour l'environnement sont un nouveau type de plastique. Le développement de plastiques dégradables pour l'environnement a commencé dans les années 1970. À cette époque, les plastiques photodégradables étaient principalement développés pour résoudre le problème de la pollution environnementale causée par les déchets plastiques, en particulier les produits d'emballage en plastique jetables. Dans les années 80, le développement et la recherche se sont tournés vers les plastiques biodégradables. De plus, des plastiques biodégradables produits à partir de ressources renouvelables, comme l'amidon végétal et la cellulose, et la chitine animale, ont été utilisés à la place du pétrole. De plus, des plastiques biodégradables produits par fermentation microbienne ont également été développés. Une classe de plastiques médicaux biodégradables, comme l'acide polylactique, qui a déjà été utilisé en clinique, a également attiré l'attention des gens. On espère qu'il pourra être utilisé pour résoudre les problèmes de pollution environnementale des plastiques. Cependant, que ces plastiques soient ou non classés comme plastiques dégradables pour l'environnement Avec des opinions différentes, l'avis de la Japan Society for Degradable Plastics ne les considère pas comme des plastiques dégradables pour l'environnement. Cependant, du point de vue des plastiques dégradables étant un nouveau type de plastique, les plastiques biodégradables peuvent également être inclus. Il peut être utile de classer les plastiques dégradables en plastiques dégradables environnementaux (naturels) et plastiques biodégradables à partir de leurs utilisations. Ce dernier a été utilisé médicalement pour des sutures chirurgicales, des os artificiels, etc. Le développement et la recherche des plastiques dégradables de la Chine sont fondamentalement synchronisés avec le monde. Cependant, la recherche et le développement de plastiques dégradables en Chine ont commencé avec le paillis agricole. La Chine est un grand pays agricole et la consommation de paillis se classe au premier rang mondial. Afin de résoudre les dommages causés par le film de paillis résiduel accumulé sur les terres agricoles au développement des racines des plantes et à affecter le rendement des cultures, ainsi que le problème du film résiduel entravant la mécanisation agricole, a commencé le développement d'un film de paillis plastique photodégradable. Vers 1990, des plastiques biodégradables remplis d'amidon dans les plastiques généraux sont apparus. Dans le même temps, sur la base de plastiques photodégradables, le développement d'un film de paillage avec des fonctions de photodégradation et de biodégradation remplies d'amidon. Divers types de films de paillis dégradables sont en cours de développement et sont encore au stade de la démonstration et de la vulgarisation des applications. Avec l'amélioration du niveau de vie du peuple chinois, la pollution de l'environnement causée par les produits d'emballage en plastique jetables est devenue de plus en plus grave. Pour cette raison, les produits en plastique dégradables tels que les sacs à ordures et les sacs à provisions sont également activement développés pour l'emballage, principalement les emballages jetables. , Boîte à lunch, etc.
Utilisation principale modifier
L'utilisation de plastiques dégradables a principalement deux domaines: l'un est le domaine qui utilisait auparavant des plastiques ordinaires. Dans ces zones, il est difficile de collecter les produits en plastique après utilisation ou consommation pour nuire à l'environnement, tels que le film de paillis agricole et les emballages en plastique jetables, et le second est le domaine du remplacement d'autres matériaux par du plastique. L'utilisation de plastiques dégradables dans ces zones peut apporter de la commodité, comme des pointes de terrain de golf et des matériaux de fixation de semis de plantation de forêt tropicale. Applications spécifiques dans:
1. Agriculture, foresterie et pêche, film de paillage, matériel de rétention d'eau, bol de semis, lit de semence, filet à corde, pesticide et engrais agricole à libération lente.
2. Industrie de l'emballage, sacs à provisions, sacs à ordures, sacs à compost, boîtes à lunch jetables, nouilles instantanées, matériaux d'emballage rembourrés.
3. Articles de sport, pointes de golf et tees
4. Produits d'hygiène, produits d'hygiène féminine, couches pour bébés, matelas médicaux, rasoirs jetables.
5. Matériel médical, bandages, pinces, cotons-tiges, gants, matériel de libération de médicaments, sutures chirurgicales et matériel de fixation des fractures.
Éditeur de statut de recherche
Large gamme d'applications
Les matériaux polymères synthétiques ont été largement utilisés dans divers domaines. Cependant, les déchets plastiques utilisés sont devenus un danger public et environnemental. Certains pays développés ont formulé des réglementations qui restreignent ou interdisent l'utilisation de plastiques non dégradables à certains endroits et exigent l'utilisation de plastiques dégradables. Pour cette raison, les gouvernements de divers pays et l'industrie des plastiques, tout en établissant des mesures efficaces pour l'élimination et le recyclage des déchets plastiques, attachent une grande importance à la recherche et au développement de plastiques dégradables. Avec la coordination et le soutien du gouvernement, les plastiques dégradables sont devenus une recherche dans l'industrie internationale des plastiques. point chaud.
Hygiène de l'environnement
Le plastique dégradable est généralement considéré comme un plastique qui peut être décomposé en substances de faible poids moléculaire par la lumière du soleil ou des micro-organismes dans le sol. En plus d'être dégradable, il doit également avoir des propriétés faciles à traiter et répondre aux exigences d'utilisation. L'effet nocif de la lumière du soleil sur les matériaux polymères est l'effet combiné de la lumière ultraviolette et de l'oxygène, c'est ce qu'on appelle la dégradation photo-oxydative. Prenant l'exemple des polyoléfines, la photo-oxydation provoque souvent la scission ou la réticulation de la chaîne polymère et s'accompagne de la formation de certains groupes fonctionnels contenant de l'oxygène, tels que les cétones, les acides carboxyliques, les peroxydes et les alcools. Sa dégradation provient principalement des résidus de catalyseur dans le polymère et de l'initiation des peroxydes et des groupes carbonyle introduits lors du traitement.
Réaction biochimique
L'effet de fissuration du polymère à faible luminosité provient principalement des effets de la biophysique, de la biochimie et de la moisissure. Sa sensibilité au polymère dépend de la structure du polymère lui-même et du milieu environnant comme l'eau, la température, le pH et l'oxygène. Selon le mécanisme de dégradation, les plastiques dégradables peuvent être divisés en plastiques photodégradables, plastiques biodégradables et plastiques photo / biodégradables.
Risque plastique non dégradable
Le plastique est largement développé dans de nombreux domaines en raison de ses avantages tels que sa légèreté, sa haute résistance, ses propriétés chimiques stables et son faible coût. L'industrie des plastiques s'est développée rapidement et les plastiques usagés n'ont pas été correctement éliminés, et les plastiques provoquent une grave pollution de l'environnement naturel. Les plastiques non dégradables sont principalement constitués de polyéthylène basse densité (LDPE) et de polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE), suivis du polyéthylène haute densité (HDPE), du polypropylène (PP), du polystyrène (PS) et du chlorure de polyvinyle (PVC). Ces plastiques sont généralement éliminés sous forme de déchets solides, ce qui provoque la formation de polluants tels que les pluies acides dans l'air, ce qui met notre vie en danger.
Il est inévitable d'étudier les plastiques dégradables! L'élimination des déchets solides tels que le plastique polluera l'environnement, l'enfouira profondément et envahira la terre, et le brûler polluera l'air. Ce ne sont pas les solutions fondamentales au problème. La solution fondamentale au problème est de développer des plastiques dégradables pour remplacer les plastiques non dégradables.
Développement de plastiques dégradables
Le plastique dégradable est un terme collectif pour le plastique photodégradable et le plastique biodégradable. Les pays développés ont commencé des recherches sur les plastiques photodégradables dans les années 1970 et leurs concepts sont relativement matures. Biodégradable a commencé au milieu des années 80, s'est développé rapidement et a déjà ses produits industriels.
En Chine, la recherche sur les plastiques photodégradables a commencé dans les années 80 et la recherche sur les plastiques biodégradables n'a commencé que ces dernières années. Il y a eu des dizaines d'unités engagées dans ce projet en Chine, mais la demande n'est pas importante et la promotion devrait être lancée. Les plastiques dégradables de la Chine sont principalement concentrés dans des produits remplis d'amidon dont les produits ont atteint le même niveau que les produits étrangers, mais il y a encore une certaine distance par rapport à la production industrielle.
La perspective des plastiques dégradables
Les premiers plastiques dégradables ont été développés pour protéger l'environnement. A une grande signification. Les excellentes propriétés des plastiques dégradables sont évidentes et ont de larges perspectives de développement. La recherche, le développement et la production de mélanges maîtres plastiques dégradables ont un grand effet de promotion sur le développement et la promotion des plastiques dégradables. Parce que le mélange maître en plastique dégradable est mélangé avec le polymère correspondant pour produire du plastique dégradable, il n'est pas nécessaire de modifier le processus de moulage du plastique d'origine. Possède un large éventail de possibilités.
le développement durable
La recherche sur les plastiques dégradables est exactement adaptée à la stratégie de développement durable de la Chine et peut s'adapter au développement de la société. L'utilisation de matériaux polymères pour des méthodes chimiques et biologiques pour synthétiser des plastiques légers / biodégradables est notre principale direction de recherche et développement. Nous pouvons utiliser ces méthodes de synthèse des polymères pour synthétiser le matériau dont nous avons besoin, le plastique dégradable.
Nouvel éditeur plastique
Plastique photodégradable
Il s'agit d'un matériau que les chaînes polymères se décomposent dans l'ordre sous l'influence des rayons ultraviolets. La plupart des polymères n'absorbent pas la lumière avec une longueur d'onde supérieure à 285NM. Cependant, si des groupes photosensibles sont ajoutés au polymère ou si des additifs chimiques avec des effets photosensibles sont ajoutés, le processus de photooxydation peut être accéléré, provoquant une dégradation rapide. Selon le principe de conception et le procédé de fabrication des molécules de polymère photodégradables, il peut être divisé en plastiques photodégradables synthétiques et plastiques photodégradables additifs.
Le plastique photodégradable copolymère a été inventé par DuPont des États-Unis, copolymérisé par le polyéthylène (PE) et le monoxyde de carbone, c'est-à-dire le copolymère E-CO, ou copolymérisé par le polyéthylène et le vinyle vinyle, c'est-à-dire le copolymère GUILLET. Pour améliorer la dégradation du plastique PE. En modifiant la teneur en groupes carbonyle du PE, la période de dégradation de ce plastique peut être contrôlée autour de 60 à 600 jours. Plus tard, des copolymères contenant du carbonyle tels que le polystyrène (PS), le polypropylène (PP), le chlorure de polyvinyle et le polyamide (PA) ont été développés. Dans certains pays développés des pays occidentaux, le film photodégradable PE a été utilisé comme film de paillis, sacs alimentaires et sacs poubelles, et le film dégradable PP est également utilisé dans les emballages alimentaires et la production de cigarettes.
Le plastique photodégradable de type additif consiste à ajouter une petite quantité de photo-initiateur et d'autres additifs au polymère. Les photo-initiateurs ou photosensibilisateurs typiques sont les cétones aromatiques, les amines aromatiques, l'acétylacétonate de fer et le 2-hydroxy-4 méthylphénéthylcétoxime, le stéarate de fer, etc. L'ajout de ces photosensibilisateurs à des polymères tels que le PE, PP, PVC et PS est possible.
Ces dernières années, la recherche sur le polyéthylène photodégradable fabriqué à partir de maisons dérivées d'alkyl ferrocène à longue chaîne et la recherche réussie de films plastiques PE photodégradables utilisant des composés de fer comme photosensibilisateurs par l'Institut de chimie appliquée de Changchun de l'Académie chinoise des sciences ont été achevées. Film PE photodégradable avec du métal comme photosensibilisateur développé par Dalian Plastics Research Institute.
Plastique biodégradable
Du point de vue du processus de biodégradation, il est divisé en deux catégories: les plastiques entièrement biodégradables et biodégradables; du point de vue des méthodes de préparation, il peut être divisé en quatre types: synthèse de biofermentation, synthèse chimique et utilisation de macromolécules naturelles ou de minéraux d'animaux et de plantes.
Les plastiques entièrement biodégradables sont facilement dégradés lors de la synthèse chimique à l'aide de polyesters aliphatiques, d'alcool polyvinylique (PVA) et de polyéthylène glycols. Les plastiques biodégradables sont recherchés et développés en utilisant les propriétés facilement biodégradables de ces polymères. Parmi eux, la recherche sur les polyesters aliphatiques est remarquable. Parmi les nombreux polyesters aliphatiques, la polycaprolactone (PCL) est largement utilisée. Il s'agit d'un polyester cristallin thermoplastique qui peut être hydrolysé par la lipase en petites molécules, puis assimilé par des micro-organismes. Aux États-Unis, la société UCC a été fabriquée en série et utilisée dans des produits chirurgicaux, des muqueuses, des agents de démoulage et d'autres produits. Une fois PCL et PHB mélangés, des plastiques biodégradables peuvent également être préparés. Le polyester et le nylon aliphatiques subissent une réaction d'échange d'amine pour synthétiser un copolymère de polyacrylamide (CPAE). Le CPAE est un nouveau type de plastique biodégradable.
Dans la synthèse de polymères naturels à partir de plantes et d'animaux, la cellulose, l'amidon, etc. à partir de plantes, le chitosane, la glucosamine, la colle animale et les algues de la vie marine peuvent être utilisés pour fabriquer de précieux plastiques biodégradables.
Les méthodes chimiques et la technologie de mélange de polymères naturels peuvent également être utilisées pour synthétiser des plastiques dégradables. Les principales variétés sont le PHB / PCL, l'amidon gélatinisé / PCL et d'autres produits. Leur principale caractéristique est qu'ils peuvent être complètement dégradés, et en même temps, leur résistance à la chaleur, leur résistance à l'eau et leur coût sont réduits grâce au mélange, ce qui en fait un plastique dégradable universel.
Les plastiques biodégradables sont des plastiques biodégradables incomplets. Ils sont mélangés à des substances biodégradables dans des plastiques à usage général d'oléfine, ce qui fait perdre aux matériaux leurs propriétés et formes mécaniques. Le compostage produit les mêmes effets que les plastiques biodégradables. À faible coût, cette méthode a été adoptée au pays et à l'étranger.
Les plastiques biodégradables en polyester aliphatique sont des plastiques à usage général qui sont très minces et fibreux et sont uniformément dispersés dans des polyesters biodégradables pour rendre les copolymères biodégradables. Plastiques universels aliphatiques tels que PE, PP, PS, P
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