Plastique à base d'amidon
Les plastiques à base d'amidon utilisent des réactions chimiques pour modifier chimiquement l'amidon, réduire les groupes hydroxyle de l'amidon et changer sa structure d'origine, modifiant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformant l'amidon d'origine en amidon thermoplastique.
Plastique à base d'amidon de nom chinois
table des matières
1 ampli R GG; Fond D
2 Principe du processus
3 État du développement
4 Avantages produit
5 Système de certification
6 Perspectives d'application
R& Fond D
L'amidon est un polymère naturel avec le deuxième plus grand rendement au monde après la cellulose. Il est riche en source, renouvelable et à bas prix. Il peut être utilisé pour produire des plastiques à base d'amidon par plastification modifiée. En tant que catégorie importante dans les matériaux biosourcés, les plastiques à base d'amidon ont réussi à atteindre une production et une application industrielles. Le plastique à base d'amidon est une sorte de produit plastique fabriqué à partir de l'amidon comme matière première principale, modifié et plastifié puis mélangé avec d'autres polymères, qui appartient à la catégorie des bioplastiques. 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 (tel que PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC, etc.), il peut être complètement biodégradable, compostable, sans pollution de l'environnement, adapté aux déchets de compost , décharge et autres méthodes de traitement. Les plastiques biosourcés à base d'amidon sont généralement un mélange d'amidon modifié et de polyoléfines (telles que PP / PE / PS, etc.). Son importance en matière de protection de l'environnement est de réduire l'utilisation des ressources pétrochimiques et de réduire les émissions de dioxyde de carbone. 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 plastiques et les sacs en plastique, la vaisselle jetable, les contenants alimentaires, les jouets, etc.
Principe du processus
L'amidon est un polymère naturel avec un grand nombre de groupes hydroxyle dans sa molécule (la structure moléculaire est Ⅱ et Ⅲ), de sorte que l'interaction entre les macromolécules d'amidon est très forte, ce qui rend le processus de fusion de l'amidon d'origine difficile, et il est compatible avec d'autres polymères pendant le mélange est également médiocre. Mais ces groupes hydroxyle peuvent
Assez pour les réactions chimiques telles que l'estérification, l'éthérification, le greffage, la réticulation. Ces réactions chimiques sont utilisées pour modifier chimiquement l'amidon, réduire les groupes hydroxyle de l'amidon et changer sa structure d'origine, modifiant ainsi les propriétés correspondantes de l'amidon et transformant l'amidon d'origine en un amidon thermoplastique.
1. Estérification, transestérification ou éthérification
Afin de changer l'hydrophilie de l'amidon en hydrophobicité, les groupes hydroxyle sur la molécule d'amidon sont estérifiés et transestérifiés avec des acides gras, des esters d'acides gras, etc. pour produire des esters d'amidon.
2. Réaction de réticulation
Afin d'améliorer la résistance et la résistance à la chaleur des matériaux à base d'amidon, l'amidon est soumis à une réaction de réticulation avec des composés ayant deux ou plusieurs groupes fonctionnels (tels que les polyacides, etc.), de sorte que l'amidon est modérément réticulé.
3. Mélange, reformage et copolymérisation de l'innovation indépendante
La plupart des plastiques à base d'amidon sont préparés en mélangeant de l'amidon avec d'autres matériaux polymères. Le produit résultant a une résistance médiocre en raison d'une mauvaise compatibilité et d'une utilisation limitée. Les plastiques à base d'amidon subissent également une copolymérisation de l'amidon dans le procédé de 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 une modification chimique, trois modifications de l'amidon ont été obtenues: l'hydrophilie a été changée en hydrophobicité; la sensibilité à la chaleur a été changée en résistance à la température; la dureté et la fragilité ont été changées en plasticité. Cette modification résout le problème mondial de la modification de l'amidon et jette une bonne base pour un traitement ultérieur.
état du processus
Les bioplastiques à base d'amidon ont une histoire de 30 ans de recherche et développement. C'est un plastique biodégradable avec le plus long ampli R GG; D histoire, la technologie la plus mature, la plus grande échelle industrielle et la part de marché la plus élevée. Au début des années 80, la recherche et le développement de mélanges maîtres d'amidon modifié et d'alliages plastiques dégradables qui étaient des plastiques complètement biodégradables ou solubles, le mélange d'amidon et de résines biodégradables ont retenu l'attention. Parmi eux, le plus réussi est le&"MaterBi GG". de Novamont, Italie. Il s'agit d'un alliage de plastique polymère avec une structure de réseau interpénétrant composé d'un mélange d'amidon modifié et d'alcool polyvinylique modifié. Il a une bonne aptitude au traitement, une aptitude au traitement secondaire et une bonne mécanique. Performance et excellente biodégradabilité. En outre,&"Vinex GG" développé par American Air Product& Chemical Company est une résine à base d'alcool polyvinylique avec un faible degré de polymérisation. Il a également une solubilité dans l'eau, une aptitude au traitement thermoplastique et une biodégradabilité, et a reçu une grande attention ces dernières années.
Ces dernières années, les pays ont généralement réorienté leur recherche vers les plastiques contenant le plus d'amidon possible, et ont développé des matériaux complètement dégradables avec d'excellentes propriétés, et ont même obtenu des produits d'amidon pur sans polymères synthétiques, à savoir l'amidon thermoplastique. Le&"Novon GG" le matériau biodégradable produit par Warner-Lambert des États-Unis a une teneur en amidon de plus de 90%; la Japanese Corn Company et le Michigan Institute of Production Technology ont développé conjointement un matériau à haute teneur en amidon, qui présente les avantages d'une forte résistance à l'eau.En outre, Sumitomo Corporation of Japan et Ferrizz Corporation of Italy ont également annoncé avoir étudié avec succès le plastique entièrement en amidon avec une 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 Batekke, la société américaine Warner-Lambert et l'Université suisse ont fait de grands progrès. Le National Food Processing and Packaging Science Center d'Australie a lancé un thermoplastique entièrement en amidon avec une bonne fluidité, ductilité et démoulage. Le produit est doux, transparent, de haute résistance et a un taux de dégradation contrôlable. Film d'emballage et autres produits.
Les plastiques à base d # 39; amidon de China&ont été développés pour la première fois par l # 39; Institut de chimie appliquée de l # 39; 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 actuellement 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 principaux fabricants nationaux de matériaux et de produits à base d'amidon et leur statut sont les suivants: Wuhan Huali 40 000 tonnes / an, prévoit de construire une ligne de production avec une production annuelle de 60 000 tonnes; Shenzhen Hongcai 15 000 tonnes / an; Suzhou Hanfeng 10 000 tonnes / an; Zhejiang Tianhe est de 10 000 tonnes / an; Zhejiang Huafa est de 10 000 tonnes / an; Shandong Boke est de 10 000 tonnes / an; les autres entreprises de production comprennent Nanjing Biaoge et Changzhou Longjun.
L'amidon est modifié et plastifié par des méthodes chimiques. L'amidon modifié résultant a trois caractéristiques principales: 1. Hydrophobicité. L'amidon est complètement hydrophobe après modification chimique, et la teneur en humidité est de< 1%,="" et="" il="" a="" une="" bonne="" compatibilité="" avec="" d'autres="" matériaux="" polymères="" synthétiques.="" 2.="" résistance="" à="" la="" température.="" l'amidon="" modifié="" peut="" résister="" à="" une="" température="" élevée="" de="" 230="" °="" c="" sans="" jaunissement="" ni="" décomposition="" pendant="" le="" traitement="" thermoplastique.="" 3.="" thermoplastique.="" l'amidon="" modifié="" peut="" être="" traité="" thermoplastique="" sur="" un="" équipement="" de="" traitement="" du="" plastique.="" les="" plastiques="" à="" base="" d'amidon="" de="" la="" société&sont="" divisés="" en="" deux="" séries:="" biosourcées="" et="" biodégradables.="" selon="" différentes="" techniques="" de="" traitement,="" ils="" sont="" divisés="" en="" matériaux="" de="" film="" soufflé,="" matériaux="" de="" moulage="" par="" injection,="" matériaux="" en="" feuille="" et="" matériaux="" en="" mousse.="" ils="" peuvent="" être="" largement="" utilisés="" dans="" l'industrie,="" la="" pharmacie,="" l'emballage="" des="" aliments,="" les="" appareils="" électriques="" et="" d'autres="" produits="" et="" domaines="" tels="" que="" la="" vaisselle,="" les="" ustensiles="" de="" cuisine,="" les="" jouets="" et="" la="" culture="" des="" fleurs.="" en="" économisant="" ainsi="" beaucoup="" de="" ressources="" pétrolières,="" en="" réduisant="" les="" émissions="" de="" dioxyde="" de="" carbone="" et="" en="" réalisant="" le="" traitement="" inoffensif="" des="" déchets,="" il="" est="" également="" propice="" à="" la="" promotion="" du="" développement="" agricole="" et="" à="" l'augmentation="" des="" agriculteurs'="" revenus="" et="" promouvoir="" le="" développement="" vigoureux="" de="" l’économie="">
Il a été rapporté le 12 juillet 2018 que Yu Long a développé et industrialisé avec succès des matériaux biodégradables tout amidon pour la première fois au monde. [1]
Avantages produit
Par rapport aux produits en plastique traditionnels, les avantages des matériaux et produits à base d'amidon sont les suivants:
⑴ Performances similaires: il a des performances identiques et similaires à celles des produits en plastique traditionnels du même type;
⑵ Protection de l'environnement: les plastiques et produits biosourcés à base d'amidon présentent 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 présentent les avantages d'une biodégradation et d'une compostabilité complètes, ainsi que les avantages d'un traitement inoffensif 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 pertinentes pour les plastiques de qualité alimentaire au pays et à l'étranger;
⑷ Processus de production: Il n'y a pas de rejet de trois déchets dans le processus de production, ce qui n'entraînera pas de nouvelle pollution de l'environnement;
⑸ Coût: les matières plastiques et les produits à base d'amidon sont les mêmes que les produits en plastique à base de pétrole ordinaires. Le coût des matériaux et produits biodégradables à base d'amidon est environ le double de celui des plastiques pétroliers ordinaires.
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 matières biosourcées. La teneur en bio-carbone des matériaux biosourcés est une caractéristique importante différente des plastiques ordinaires. La définition de la teneur en bio-carbone est le pourcentage de bio-carbone dans le produit par rapport au carbone organique (y compris le bio-carbone et le carbone fossile). Le bio-carbone étant un nouveau carbone et ne polluant pas l'environnement, il a un bon effet de protection de l'environnement. Les normes pour la détection de la teneur en bio-carbone comprennent l'American ASTM D6866-08: Méthode d'essai pour mesurer la bio-teneur d'échantillons solides, liquides et gazeux par la méthode d'analyse au radiocarbone et la méthode du compteur à scintillation liquide pour la détermination des biosourcés. contenu dans les matériaux biosourcés en Chine GB / T29649-2013 Puisque les organismes contemporains contiennent des quantités égales d'éléments de carbone radioactifs, le principe de la norme ASTM D6866 est d'utiliser cette caractéristique des organismes pour mesurer le contenu biosourcé des échantillons dans n'importe quel état; cette méthode de mesure peut déterminer tous les produits et organismes biosourcés. Le pourcentage exact de substances biosourcées ou renouvelables contenues dans un produit mélangé.
En 2009, l # 39; agence de certification belge faisant autorité Vincotte a émis le premier lot mondial de certificats de certification de produits OK Biobased star de la&mondiale, qui a effectué une certification de qualité faisant autorité sur la teneur en bio-carbone des matériaux biosourcés, et a également fourni une qualité de produit fiable pour le marché des matériaux biosourcés Revues par des tiers. OK-Biobased est le label de protection de l'environnement de la Belgique&pour les produits biosourcés à faible teneur en carbone. Les fabricants de plastique biosourcé peuvent apposer leurs étiquettes sur l'emballage ou les produits du produit après avoir été certifiés pour distinguer les produits pétrochimiques courants. Il définit les matériaux biosourcés en fonction de la teneur en bio-carbone et évalue le pourcentage de la teneur en bio-carbone et la teneur totale en carbone. Sa norme est ASTM D6866, qui classe le nombre d'étoiles des matériaux et est la marque de certification des matériaux biosourcés faisant autorité de l'UE. Le logo OK Biobased utilise un astérisque pour distinguer le niveau de protection environnementale du produit. Un produit certifié obtient une note de 1 étoile pour prouver que son produit contient 20% à 40% de biochar, 2 étoiles à 40% à 60%, 3 étoiles à 60% à 80% et 4 étoiles à plus de 80% de biocarbone. . La certification OK Biobased de Vincotte&vise à aider les entreprises ou les distributeurs à améliorer la compétitivité du marché des produits renouvelables et à guider les consommateurs pour mieux choisir des produits respectueux de l'environnement.
Pour encourager le développement de matériaux et de produits biosourcés, l'USDA a mis en œuvre un programme de bio-priorité. Le plan comporte deux procédures, un plan prioritaire pour les marchés publics et un plan d'étiquetage volontaire pour les consommateurs. Le premier a encouragé le développement et la mise en place de produits biosourcés en 2002, tandis que le second a été lancé en 2008. Le but du programme BioPriority est d'encourager la consommation de produits issus de la biomasse aux États-Unis. Les agences gouvernementales fédérales et leurs sous-traitants accordent la priorité à l'achat de produits ayant la plus forte teneur en biomasse. Si le produit répond aux normes minimales pour le contenu biosourcé de la liste des produits biosourcés de l'USDA, toute usine ou distributeur peut participer à ce programme et la marque de certification émise par l'agence peut être apposée sur l'emballage du produit.
La certification internationale des plastiques biodégradables comprend la certification OK Compost en Belgique, la certification Compostable en Allemagne et la certification BPI aux États-Unis.
OK Compost est une certification compostable nommée" OK Compost" délivré par l'organisme de certification belge AIB-Vincotte Group après avoir été testé selon la norme de détection EN13432 ou ASTM D6400 pour les matériaux biodégradables. Le but de la certification OK Compost est d'aider les entreprises ou les distributeurs à améliorer la compétitivité du marché des produits entièrement dégradables et à guider les consommateurs pour mieux choisir des produits respectueux de l'environnement.
La certification compostable est une certification de produits biodégradables lancée par DIN CERTCO, un organisme de certification conjoint du TUV Rheinland Group et du Deutsches Institut fr Normun (DIN). La marque de certification est le&«ensemencement GG». marque. La certification compostable peut aider les acheteurs à sélectionner des produits de nombreux fournisseurs et fabricants qui contrôlent strictement la qualité, la sécurité et la protection de l'environnement. Dans le même temps, les produits portant le logo Compostable indiquent qu'ils ont réussi le test et l'évaluation par une organisation tierce faisant autorité, ce qui contribue à améliorer les clients' acheter la confiance et promouvoir efficacement les ventes de produits. En outre, les informations pertinentes du titulaire du certificat peuvent être consultées sur le site officiel de DIN CERTCO pour éviter toute utilisation abusive ou falsification du logo.
BPI est une abréviation de Biodegradable ProductsInsitute. BPI éduque les producteurs, les législateurs et les consommateurs sur les normes scientifiques des matériaux dégradables grâce à des systèmes innovants d'étiquetage compostable. Dans le même temps, grâce à une série de procédures visant à garantir que les produits connexes satisfont aux exigences des normes sur les matériaux dégradables.
Le premier groupe d'entreprises chinoises de Wuhan Huali Environmental Protection qui ont obtenu la certification OK Biobased ont déjà obtenu la certification de produits biosourcés quatre étoiles. Dans le même temps, les matériaux biodégradables de la société&ont obtenu la certification OK Compost et la certification Compostable.
Prospect de candidature
Avec le changement progressif des consommateurs' préférence pour les produits en plastique, les matériaux renouvelables et respectueux de l'environnement gagnent en popularité sur le marché. Affectée par cela, la demande du marché pour les plastiques biosourcés a augmenté. Alors que les gouvernements de tous les pays attachent de l'importance aux bioplastiques, la valeur totale de la demande mondiale de bioplastiques devrait augmenter pour atteindre 5,9 milliards de dollars américains en 2020, soit un taux de croissance annuel moyen de 20%.
Récemment, le Parlement français a adopté des lois sur la transition énergétique et la croissance verte. Outre la réduction de la part de l'énergie nucléaire dans la structure énergétique française, la nouvelle loi contient également des propositions législatives relatives aux énergies renouvelables et aux emballages plastiques. Par exemple, les énergies renouvelables augmenteront de 40% d'ici 2030 et les émissions de dioxyde de carbone seront réduites de 40% d'ici 2030; les sacs d'emballage légers utilisés pour emballer les fruits et légumes devront être fabriqués à partir de matériaux biosourcés à compter du 1er janvier 2017; En outre, les emballages en plastique utilisés pour le courrier commercial seront également mis en œuvre selon les mêmes normes en même temps. La dernière législation du gouvernement français exige que la vaisselle jetable telle que la vaisselle, les tasses et les fourchettes soit fabriquée à partir de matériaux biosourcés au lieu de matériaux à base de pétrole.
Les analystes du marché de la société de conseil RnR Market Research ont récemment prédit que la demande mondiale de plastiques biosourcés augmentera à un taux de croissance annuel de 19% au cours des quatre prochaines années et que sa demande sur le marché atteindra 950000 tonnes en 2017. L'Europe est le monde Le plus grand marché de consommation de&pour les plastiques biosourcés. En 2012, l'utilisation de plastiques biosourcés dans la région représentait plus de la moitié du total mondial. Le rapport d'enquête montre que les consommateurs des pays européens sont plus enclins à choisir de nouveaux produits en plastique biosourcés que les plastiques traditionnels. Par conséquent, la région devrait continuer à être en tête de la liste de la consommation de plastique biosourcé. En termes de types, les plastiques à base d'amidon et l'acide polylactique resteront les plastiques biosourcés les plus demandés dans les prochaines années, et leur consommation sur le marché représentera plus de 60% du total. RnR Market Research a déclaré que ces dernières années, les pays ont émis des restrictions sur les plastiques afin d'augmenter continuellement la surveillance de l'utilisation des plastiques traditionnels, ce qui est propice à une augmentation supplémentaire de la tendance de la demande de plastiques biosourcés, en particulier à base d'amidon.
En 2013, le Conseil d'État a publié le" Bio-Industry Development Plan" (ci-après dénommé&"Plan GG"). Le&"Plan GG" a souligné que les matériaux biosourcés seront accélérés
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