Plastique à base d'amidon
Les plastiques à base d'amidon utilisent des réactions chimiques pour modifier chimiquement l'amidon afin de réduire les groupes hydroxyle de l'amidon et de changer sa structure d'origine, modifiant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformant l'amidon brut en amidon thermoplastique.
Nom chinois Plastiques à base d'amidon Industrie Industrie Fabrication Industrie chimique Domaine d'application Fabrication de plastique
table des matières
1 arrière-plan de R & D
2 Principe du processus
3 Statut de développement
4 Avantages du produit
5 Système de certification
6 Perspectives d'application
Éditeur d'arrière-plan R & D
L'amidon est un polymère naturel dont la production est la deuxième après la cellulose sur terre. Il est riche en sources, renouvelables et peu coûteux. Il peut être utilisé pour produire des plastiques à base d'amidon par modification et plastification. En tant que catégorie importante de matériaux biosourcés, les plastiques à base d'amidon ont réussi la production et l'application industrielles. Le plastique à base d'amidon est une sorte de produit plastique fabriqué à partir d'amidon en tant que matière première principale, mélangé à d'autres polymères après modification et plastification, et appartient à un type de bioplastique. Les bioplastiques à base d'amidon peuvent être divisés en deux catégories: les plastiques biosourcés et les plastiques biodégradables.
Le plastique biodégradable à base d'amidon est généralement un mélange d'amidon modifié et de polyester biodégradable (comme le PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, etc.). Il peut être entièrement biodégradable, compostable, non polluant pour l'environnement et adapté aux déchets. Compost, décharge et autres méthodes de traitement. Les plastiques biosourcés à base d'amidon sont généralement un mélange d'amidon modifié et de polyoléfines (comme PP / PE / PS, etc.). Son importance environnementale est qu'il peut réduire l'utilisation des ressources pétrochimiques, réduire les émissions de dioxyde de carbone et les déchets peuvent être incinérés. Ces deux matériaux peuvent remplacer les plastiques traditionnels à base de pétrole et sont largement utilisés dans les matériaux d'emballage en plastique, les matériaux antichoc, les films et sacs en plastique, la vaisselle jetable, les récipients alimentaires, les jouets, etc.
Principe du processus
L'amidon est un polymère naturel de haut poids moléculaire avec un grand nombre de groupes hydroxyle dans sa molécule (la structure moléculaire est Ⅱ et Ⅲ), de sorte que la forte interaction entre les macromolécules d'amidon rend difficile la fusion de l'amidon d'origine, et il coexiste avec d'autres les polymères. La compatibilité avec d'autres polymères pendant le mélange est également médiocre. Mais ces hydroxyles peuvent
De quoi subir l'estérification, l'éthérification, le greffage, la réticulation et d'autres réactions chimiques. Ces réactions chimiques sont utilisées pour modifier chimiquement l'amidon pour réduire le groupe hydroxyle de l'amidon et changer sa structure d'origine, changeant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformant l'amidon d'origine en amidon thermoplastique.
1.Estérification, transestérification ou éthérification
Afin de changer l'hydrophilie de l'amidon en hydrophobe, les groupes hydroxyle sur les molécules d'amidon et les acides gras, les esters d'acide gras, etc. subissent des réactions d'estérification et de transestérification pour générer des esters d'amidon.
2. Réaction de réticulation
Afin d'améliorer la force et la résistance à la chaleur du matériau d'amidon, l'amidon est soumis à une réaction de réticulation avec un composé ayant deux groupes fonctionnels ou plus (tels que les polyacides, etc.), de sorte que l'amidon est correctement réticulé.
3. Innovation indépendante du mélange, de la réforme et de l'agglomération
La plupart des plastiques d'amidon sont préparés en mélangeant de l'amidon avec d'autres matériaux de haut poids moléculaire. Les produits ainsi obtenus ont une faible résistance et une compatibilité limitée en raison d'une mauvaise compatibilité. Les plastiques à base d'amidon subissent également une copolymérisation de l'amidon pendant la modification de l'amidon pour obtenir des copolymères greffés d'amidon et d'autres polymères, améliorant ainsi la compatibilité de l'amidon avec d'autres matériaux polymères. Grâce à la modification chimique, trois modifications de l'amidon ont été réalisées: l'hydrophilie a été changée en hydrophobie; la sensibilité à la chaleur a été changée en résistance à la température; la dureté et la fragilité ont été transformées en plasticité. Cette modification résout le problème mondial de la modification de l'amidon et jette de bonnes bases pour un traitement ultérieur.
état du processus
Les bioplastiques à base d'amidon ont une histoire de recherche et développement de 30 ans, et sont le type de plastique biodégradable avec la plus longue histoire de recherche et développement, la technologie la plus mature, la plus grande échelle d'industrialisation et la part de marché la plus élevée. Au début des années 1980, la recherche et le développement de mélanges maîtres d'amidon modifié et d'alliages plastiques dégradables qui peuvent être des plastiques complètement biodégradables ou solubles, et le mélange d'amidon avec des résines biodégradables ont attiré l'attention. Parmi eux, le plus réussi est "MaterBi" de la société italienne Novamont, qui est un alliage plastique polymère à structure de réseau interpénétrant composé d'un mélange d'amidon modifié et d'alcool polyvinylique modifié, qui présente une bonne aptitude au traitement, un traitement secondaire et une bonne mécanique. Performance et excellente biodégradabilité. De plus, "Vinex" développé par American Air Product & Chemical Company est une résine à base d'alcool polyvinylique avec un faible degré de polymérisation. Il présente également une solubilité dans l'eau, une aptitude au traitement thermoplastique et une biodégradabilité.
Ces dernières années, les pays ont généralement déplacé leurs recherches vers les plastiques qui augmentent autant que possible la teneur en amidon, et ont développé des matériaux complètement dégradables avec d'excellentes propriétés, et ont même obtenu des produits d'amidon pur sans polymères synthétiques, c'est-à-dire l'amidon thermoplastique. Le matériau biodégradable "Novon" produit par la société américaine Warner-Lambert a une teneur en amidon de plus de 90%; la société japonaise de maïs et le Michigan Institute of Production Technology ont développé conjointement un matériau à haute teneur en amidon, qui présente l'avantage d'une forte résistance à l'eau. En outre, la société japonaise Sumitomo Corporation et l'italien Ferrizz ont également annoncé qu'elles avaient étudié avec succès les plastiques tout amidon avec un teneur en amidon de 90%. En ce qui concerne la transformation de l'amidon en amidon thermoplastique pour la production de plastiques biodégradables, des instituts de recherche tels que l'Institut allemand de recherche Batekke, la société américaine Warner-Lambert et l'Université suisse ont fait de grands progrès. L'Australian National Food Processing and Packaging Science Center a introduit un thermoplastique entièrement amidon qui a une bonne fluidité, ductilité et démoulage. Le produit est doux, transparent, à haute résistance et a un taux de dégradation contrôlé. Il peut être utilisé pour produire des films agricoles et de la nourriture. Film d'emballage et autres produits.
Le plastique d'amidon de Chine a été développé pour la première fois par l'Institut de chimie appliquée de l'Académie des sciences du Jiangxi à la fin des années 1980. Selon des statistiques incomplètes, plus de 60 universités, instituts de recherche et entreprises participent à la recherche. La Chine réduit progressivement l'écart avec les pays développés étrangers dans la recherche et le développement de plastiques à base d'amidon. À l'heure actuelle, les principales entreprises nationales de fabrication de matériaux et de produits à base d'amidon et leur situation actuelle sont les suivantes: Wuhan Huali 40 000 tonnes / an, se prépare à construire une ligne de production d'une production annuelle de 60 000 tonnes; Shenzhen Hongcai 15 000 tonnes / an; Suzhou Hanfeng 10 000 tonnes / an; 10 000 tonnes / an pour Tianhe dans le Zhejiang; 10 000 tonnes / an pour le Zhejiang Huafa; 10 000 tonnes / an pour Shandong Bake; d'autres sociétés de production incluent Nanjing Biaoge et Changzhou Longjun.
Des méthodes chimiques sont utilisées pour modifier et plastifier l'amidon. L'amidon modifié a trois caractéristiques: 1. Hydrophobicité. Après modification chimique, l'amidon est complètement hydrophobe, la teneur en humidité est <1% et="" il="" a="" une="" bonne="" compatibilité="" avec="" d'autres="" matériaux="" polymères=""> 2. Résistance à la température. L'amidon modifié peut résister à une température élevée de 230 ° C sans jaunissement et décomposition pendant le traitement thermoplastique. 3. Thermoplastique. L'amidon modifié peut être traité de façon thermoplastique sur un équipement de traitement du plastique. Les plastiques à base d'amidon produits par l'entreprise sont divisés en deux séries, biosourcées et biodégradables. Selon différentes technologies de traitement, ils sont divisés en film soufflé, moulage par injection, matériaux en feuille et matériaux moussants. Ils peuvent remplacer les plastiques pétrochimiques ordinaires et sont largement utilisés dans l'industrie, la médecine, l'alimentation, les appareils électriques et autres produits d'emballage et de vaisselle, ustensiles de cuisine, jouets et plantation de fleurs. En conséquence, une grande quantité de ressources pétrolières est économisée, les émissions de dioxyde de carbone sont réduites, les déchets sont traités sans danger, et il est bénéfique de promouvoir le développement agricole et d'augmenter les revenus des agriculteurs, et de promouvoir le développement vigoureux de l'économie circulaire.
Il a été rapporté le 12 juillet 2018 que Yu Long a développé et industrialisé avec succès le matériau biodégradable entier pour la première fois dans le monde. [1]
Avantages produit
Par rapport aux produits en plastique traditionnels, les avantages des matériaux et produits à base d'amidon se manifestent sous les aspects suivants:
PerformancePerformances similaires: Il a les mêmes performances et des performances similaires à celles des produits en plastique traditionnels similaires;
ProtectionProtection de l'environnement: les plastiques et produits biosourcés à base d'amidon ont les avantages d'économiser les ressources pétrolières et de réduire les émissions de dioxyde de carbone; Les plastiques et produits biodégradables à base d'amidon ont les avantages de la biodégradation complète, du compostage et de l'élimination sans danger des déchets;
⑶ Sécurité: les matériaux et produits à base d'amidon ne contiennent pas de substances toxiques et nocives telles que les plastifiants, le bisphénol A et les métaux lourds. Les matériaux de qualité alimentaire répondent aux exigences des normes plastiques nationales et étrangères de qualité alimentaire;
ProcessProcessus de production: Il n'y a pas trois émissions de déchets au cours du processus de production, ce qui ne provoquera pas de nouvelle pollution de l'environnement;
OstCoût: les matières plastiques et les produits biosourcés à base d'amidon sont les mêmes que les produits plastiques pétroliers ordinaires. Le coût des matériaux et produits entièrement biodégradables à base d'amidon est environ le double de celui des plastiques pétroliers ordinaires.
Éditeur du système de certification
Ces dernières années, la performance environnementale des produits biosourcés a été progressivement reconnue au pays et à l'étranger, ce qui a considérablement élargi le champ d'application des matériaux biosourcés. La teneur en bio-carbone des matériaux biosourcés est une caractéristique importante différente des plastiques ordinaires. La teneur en biocarbone est définie comme le pourcentage de biocarbone dans le carbone organique (y compris le biocarbone et le carbone fossile) dans un produit. Étant donné que le biocarbone est du nouveau carbone, il ne cause pas de pollution à l'environnement, il a donc un bon effet de protection de l'environnement. Les normes de test de la teneur en carbone biologique comprennent la norme US ASTM D6866-08: méthode de test pour la détermination du contenu biologique des échantillons solides, liquides et gazeux par analyse de radiocarbone et la méthode du compteur à scintillation liquide pour la détermination du contenu biologique des matériaux biosourcés en Chine GB / T29649-2013. Parce que la même quantité de carbone radioactif est contenue dans les organismes vivants de la même génération, le principe de l'ASTM D6866 est de mesurer le contenu biosourcé des échantillons dans n'importe quel état en utilisant cette caractéristique de l'organisme; cette méthode de mesure peut déterminer tous les produits et organismes biosourcés. Basé sur le pourcentage exact de matériaux biosourcés ou renouvelables contenus dans le mélange de base.
En 2009, Vincotte, l'organisme de certification belge faisant autorité, a délivré le premier certificat de certification de produit de certification OK Biobased star au monde, qui certifie de manière officielle la teneur en biocarbone des matériaux biosourcés, et fournit également une qualité de produit fiable pour le biosourcé. marché des matériaux. Examens tiers. OK-Biobased est un label environnemental pour les produits biosourcés bas carbone en Belgique. Après avoir obtenu la certification, les fabricants de plastique biosourcés peuvent apposer leurs étiquettes sur les emballages ou sur les produits pour distinguer les produits pétrochimiques ordinaires. Il définit les matériaux biosourcés en fonction de la teneur en bio-carbone et utilise le pourcentage de bio-carbone et la teneur totale en carbone pour l'évaluation. Sa norme est ASTM D6866, qui classe les matériaux en étoiles, et est la marque de certification des matériaux d'origine biologique de l'UE. Le logo OK Biobased utilise un astérisque pour distinguer la qualité environnementale du produit. Un produit certifié obtient une certification 1 étoile pour prouver que son produit contient de 20% à 40% de biocarbone, 2 étoiles de 40% à 60%, 3 étoiles de 60% à 80% et 4 étoiles représentent plus de 80% de produit. La certification OK Biobased de Vincotte vise à aider les entreprises ou les distributeurs à améliorer la compétitivité des produits renouvelables sur le marché et à inciter les consommateurs à mieux choisir des produits respectueux de l'environnement.
Pour encourager le développement de matériaux et de produits biosourcés, le Département de l'agriculture des États-Unis a mis en œuvre un programme de priorité biologique. Le programme comporte deux procédures, un programme prioritaire pour les marchés publics et un programme d'étiquetage volontaire pour les consommateurs. Le premier a encouragé le développement de produits biosourcés en 2002, tandis que le second a été publié en 2008. Le programme Bio Priority a pour objectif de stimuler la consommation de produits issus de la biomasse aux États-Unis. Les agences du gouvernement fédéral et leurs sous-traitants privilégient les produits à plus forte teneur en biomasse. Si le produit répond à la norme minimale de contenu biologique de la liste des produits biologiques de l'USDA, n'importe quelle usine et distributeur peut participer à ce programme et l'emballage du produit peut être apposé avec la marque de certification délivrée par l'agence.
La certification internationale du plastique biodégradable comprend la certification Belgium OK Compost, la certification Germany Compostable et la certification US BPI.
OK Compost est une certification compostable nommée "OK Compost" délivrée par l'organisme de certification belge AIB-Vincotte Group après avoir été testée selon la norme d'essai des matériaux biodégradables EN13432 ou ASTM D6400. La certification OK Compost a pour objectif d'aider les entreprises ou les distributeurs à améliorer la compétitivité sur le marché des produits entièrement dégradables et à guider les consommateurs vers un meilleur choix de produits respectueux de l'environnement.
La certification compostable est une certification des produits biodégradables lancée par DIN CERTCO, une agence de certification conjointe de TUV Rheinland et du Deutsches Institut fr Normun (DIN). La marque de certification est la marque "seeding". La certification compostable aide les acheteurs à sélectionner des produits de qualité, de sécurité et de protection de l'environnement strictes auprès de nombreux fournisseurs et fabricants. Dans le même temps, les produits portant le logo Compostable indiquent qu'ils ont passé avec succès les tests et les évaluations d'agences tierces faisant autorité, ce qui contribue à renforcer la confiance des clients dans les achats et à promouvoir efficacement les ventes de produits. De plus, les informations pertinentes du preneur de licence peuvent être vérifiées sur le site officiel de DIN CERTCO pour éviter tout abus ou falsification du logo.
BPI est l'abréviation de BiodegradableProductsInsitute. BPI éduque les fabricants, les législateurs et les consommateurs sur les normes scientifiques pour les matériaux dégradables grâce à un système d'étiquetage compostable innovant. Parallèlement, une série de procédures garantissent que les produits concernés satisfont aux exigences des normes relatives aux matériaux dégradables.
Wuhan Huali Environmental Protection Co., Ltd., la première entreprise chinoise à obtenir la certification OK Biobased, a obtenu la certification de produit biosourcé quatre étoiles. Dans le même temps, les matériaux biodégradables de l'entreprise ont obtenu la certification OK Compost et la certification Compostable.
Éditeur de premier plan d'application
Avec le changement progressif des préférences des consommateurs pour les produits en plastique, la popularité des matériaux renouvelables et respectueux de l'environnement a augmenté sur le marché. Affecté par cela, la demande du marché des plastiques biosourcés a augmenté. Alors que les gouvernements attachent de l'importance aux bioplastiques, la valeur totale de la demande mondiale de bioplastiques devrait atteindre 5,9 milliards de dollars en 2020, ce qui équivaut à un taux de croissance annuel moyen de 20%.
Récemment, le Parlement français a adopté des lois sur la transition énergétique et la croissance verte. En plus de réduire la part de l'énergie nucléaire dans le mix énergétique français, la nouvelle loi contient également des recommandations législatives relatives aux énergies renouvelables et aux emballages plastiques. Par exemple, les sources d'énergie renouvelables augmenteront de 40% d'ici 2030 et les émissions de dioxyde de carbone seront réduites de 40% d'ici 2030; les sacs légers pour l'emballage des fruits et légumes devront être fabriqués à partir de matériaux biosourcés à partir du 1er janvier 2017; De plus, les emballages en plastique pour le courrier commercial seront mis en œuvre en même temps avec les mêmes normes. La dernière législation du gouvernement français exige que les articles de table jetables tels que la vaisselle, les tasses, les fourchettes et les fourchettes soient fabriqués à partir de matériaux biosourcés et non à base de pétrole.
Les analystes de marché de RnR Market Research ont prévu que la demande mondiale de plastiques d'origine biologique augmentera à un taux de croissance annuel de 19% au cours des quatre prochaines années, et sa demande de marché en 2017 atteindra 950 000 tonnes. L'Europe est le plus grand marché de consommation au monde pour les plastiques biosourcés. L'utilisation de plastiques biosourcés dans la région représentait plus de la moitié du total mondial en 2012. Le rapport d'enquête montre que par rapport aux plastiques traditionnels, les consommateurs des pays européens sont plus enclins à choisir de nouveaux produits plastiques biosourcés. Par conséquent, la région devrait continuer de dominer le classement de la consommation de plastique d'origine biologique. En termes d'espèces, les plastiques à base d'amidon et d'acide polylactique sont toujours les plastiques biosourcés les plus demandés au cours des prochaines années, et leur consommation sur le marché représentera plus de 60% du total. Selon RnR Market Research, ces dernières années, divers pays ont émis des ordonnances de restriction en matière de plastique et ont continuellement accru la surveillance de l'utilisation des plastiques traditionnels, ce qui est propice à stimuler davantage la tendance de la demande de plastiques biosourcés, en particulier à base d'amidon.
En 2013, le Conseil d'État a publié le «Plan de développement de la bio-industrie» (ci-après dénommé le «Plan»).
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 entièrement transparents et de différentes couleurs. 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.
Pour plus de films et de sacs en PVA, visitez-nous:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
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