Пластмассы на основе крахмала

Пластмассы на основе крахмала используют химические реакции для химической модификации крахмала с целью уменьшения гидроксильных групп крахмала и изменения его исходной структуры, тем самым изменяя соответствующие свойства крахмала и превращая нативный крахмал в термопластичный крахмал.

R& D фон

Крахмал - это природный полимер, по выходу которого уступает только целлюлоза в мире. Он богат источниками, возобновляемым и дешевым. Его можно использовать для производства пластмасс на основе крахмала путем модификации и пластификации. Пластмассы на основе крахмала, являясь важной категорией биоматериалов, успешно применяются в промышленном производстве и применении. Пластик на основе крахмала - это своего рода пластиковый продукт, сделанный из крахмала в качестве основного сырья, модифицированного и пластифицированного, а затем смешанного с другими полимерами. Это разновидность биопластика. Биопластики на основе крахмала можно разделить на две категории: пластмассы на биологической основе и биоразлагаемые пластмассы.

Биоразлагаемый пластик на основе крахмала обычно представляет собой смесь модифицированного крахмала и биоразлагаемого полиэфира (такого как PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC и т. Д.). Он может быть полностью биоразлагаемым, компостируемым, экологически чистым и подходящим для компоста отходов, свалки и других методов обработки. Пластмассы на биологической основе на основе крахмала обычно представляют собой смесь модифицированного крахмала и полиолефинов (таких как PP / PE / PS и т. Д.). Его значение для защиты окружающей среды заключается в сокращении использования нефтехимических ресурсов и сокращении выбросов углекислого газа, а отходы подходят для сжигания. Оба эти материала могут заменить традиционные пластмассы на нефтяной основе и широко используются в пластиковых упаковочных материалах, ударопрочных материалах, пластиковых пленках и полиэтиленовых пакетах, одноразовой посуде, контейнерах для пищевых продуктов, игрушках и т. Д.

Принцип процесса

Крахмал - это разновидность природного высокомолекулярного полимера. В его молекуле много гидроксильных групп (молекулярное строение II и III). Таким образом, взаимодействие между макромолекулами крахмала очень сильное, что затрудняет процесс плавления исходного крахмала, и он находится в процессе сополимеризации с другими полимерами. Совместимость с другими полимерами при смешивании также плохая. Однако эти гидроксильные группы могут подвергаться химическим реакциям, таким как этерификация, этерификация, прививка и сшивание. Эти химические реакции используются для химического изменения крахмала, уменьшения гидроксильных групп крахмала, изменения его исходной структуры, тем самым изменяя соответствующие свойства крахмала, и превращая исходный крахмал в термопластичный крахмал.

1. Реакция этерификации, переэтерификации или этерификации

Чтобы изменить гидрофильность крахмала на гидрофобность, гидроксильные группы в молекуле крахмала этерифицируются и переэтерифицируются жирными кислотами, сложными эфирами жирных кислот и т.д. с образованием сложных эфиров крахмала.

2. Реакция сшивания.

Чтобы улучшить прочность и термостойкость крахмальных материалов, крахмал сшивают соединениями с двумя или более функциональными группами (такими как многоосновные кислоты и т. Д.), Так что крахмал соответствующим образом сшивается.

3. Независимые инновации смешивания и совместного сбора

Большинство крахмальных пластиков получают путем наполнения и смешивания крахмала с другими полимерными материалами. Полученные таким образом продукты имеют плохую совместимость и низкую прочность, а диапазон их применения ограничен. В пластике на основе крахмала крахмал сополимеризуется в процессе модификации крахмала с получением привитых сополимеров крахмала и других полимеров, тем самым улучшая совместимость крахмала с другими полимерными материалами. Посредством химической модификации были реализованы три модификации крахмала: гидрофильность изменилась на гидрофобность; тепловая чувствительность сменилась на термостойкость; твердость и хрупкость сменились пластичностью. Эта модификация решает всемирную проблему модификации крахмала и закладывает хорошую основу для последующей обработки.

статус процесса

Биопластики на основе крахмала имеют 30-летнюю историю исследований и разработок. Это биоразлагаемый пластик с самой длинной историей исследований и разработок, самой совершенной технологией, крупнейшими масштабами индустриализации и самой высокой долей рынка. В начале 1980-х годов внимание привлекли исследования и разработки модифицированного крахмала и маточных смесей из разлагаемых пластиковых сплавов, которые могут быть полностью биоразлагаемыми или растворимыми пластиками, а также смешивание крахмала и биоразлагаемых смол. Среди них наиболее удачными являются" MaterBi" из Новамонта, Италия. Это полимерный пластиковый сплав с взаимопроникающей сетчатой структурой, состоящий из модифицированного крахмала и модифицированного поливинилового спирта. Он имеет хорошие технологические свойства, свойства вторичной обработки и механические свойства. Производительность и отличная биоразлагаемость. Кроме того," Vinex" разработан Air Product& Химикат в США - это смола на основе поливинилового спирта с низкой степенью полимеризации. Он обладает растворимостью в воде, технологичностью термопластов и биоразлагаемостью, и в последние годы ему уделяется большое внимание.

В последние годы различные страны в целом сместили свои исследования в сторону пластмасс с максимально возможным содержанием крахмала и разработали некоторые полностью разлагаемые материалы с превосходными характеристиками и даже получили продукты из чистого крахмала без синтетических полимеров, а именно термопластичный крахмал." Novon" биоразлагаемый материал, производимый компанией Warner-Lambert в США, имеет содержание крахмала более 90%; Японская кукурузная компания и Мичиганский научно-исследовательский институт технологии производства совместно разработали материал с высоким содержанием крахмала, который обладает преимуществами высокой водостойкости. Кроме того, Sumitomo Corporation Японии GG, Ferrizz Corporation Италии&и т. д. также объявили, что они успешно изучили цельнокрахмальные пластики с содержанием крахмала 90%. Научно-исследовательские институты, такие как Немецкий научно-исследовательский институт Batekke, компания Warner-Lambert в США и швейцарские университеты, добились больших успехов в преобразовании крахмала в термопластичный крахмал для производства биоразлагаемых пластиков. Австралийский национальный научный центр пищевой промышленности и упаковки выпустил на рынок полностью крахмальный термопласт, который обладает хорошей текучестью, пластичностью, смазкой для форм, мягкостью, прозрачностью, высокой прочностью и контролируемой скоростью разложения. Его можно использовать для изготовления сельскохозяйственных пленок и продуктов питания. Упаковочная пленка и другие товары.

Крахмал модифицируют и пластифицируют химическими методами, и полученный модифицированный крахмал имеет три характеристики: 1. Гидрофобность. Крахмал после химической модификации полностью гидрофобен, а содержание влаги составляет< 1%,="" что="" обеспечивает="" хорошую="" совместимость="" с="" другими="" синтетическими="" полимерными="" материалами.="" 2.="" термостойкость.="" модифицированный="" крахмал="" может="" выдерживать="" высокую="" температуру="" 230="" ℃="" во="" время="" обработки="" термопласта,="" не="" желтея="" и="" не="" разлагаясь.="" 3.="" термопластичность.="" модифицированный="" крахмал="" можно="" подвергать="" термопластической="" переработке="" на="" оборудовании="" для="" обработки="" пластмасс.="" пластмассы="" на="" основе="" крахмала,="" производимые="" компанией,="" делятся="" на="" две="" серии:="" биологические="" и="" биоразлагаемые.="" по="" разным="" технологиям="" обработки="" они="" подразделяются="" на="" пленочные="" материалы,="" получаемые="" методом="" экструзии="" с="" раздувом,="" материалы="" для="" литья="" под="" давлением,="" листовые="" материалы="" и="" пеноматериалы.="" они="" могут="" заменить="" обычные="" нефтехимические="" пластмассы="" и="" широко="" используются="" в="" промышленности,="" медицине,="" упаковке="" продуктов="" питания,="" электроприборах="" и="" других="" продуктах,="" посуде,="" кухонной="" посуде,="" игрушках,="" а="" также="" в="" посадке="" цветов.="" таким="" образом,="" экономится="" большое="" количество="" нефтяных="" ресурсов,="" сокращаются="" выбросы="" углекислого="" газа="" и="" осуществляется="" безвредная="" обработка="" мусора.="" это="" также="" способствует="" развитию="" сельского="" хозяйства="" и="" фермеров'="" доходов="" и="" содействие="" энергичному="" развитию="" экономики="" замкнутого="">

12 июля 2018 года стало известно, что Yu Long впервые в мире успешно разработала и промышленно внедрила биоразлагаемый крахмальный материал.

Преимущества продукта

По сравнению с традиционными пластиковыми изделиями преимущества материалов и изделий на основе крахмала проявляются в следующих аспектах:

⑴Подобные характеристики: он имеет такие же характеристики, что и традиционные пластиковые изделия того же типа;

⑵ Защита окружающей среды: биопластики и продукты на основе крахмала обладают такими преимуществами, как экономия нефтяных ресурсов и сокращение выбросов углекислого газа; Биоразлагаемые пластмассы и изделия на основе крахмала обладают преимуществами, заключающимися в том, что они полностью биоразлагаемы, компостируются и позволяют безвредно обрабатывать мусор;

⑶ Безопасность: материалы и продукты на основе крахмала не содержат пластификаторов, бисфенола А, тяжелых металлов и других токсичных и вредных веществ. Пищевые материалы соответствуют требованиям соответствующих отечественных и зарубежных стандартов пищевого пластика;

⑷Производственный процесс: во время производственного процесса не сбрасываются три вида отходов, и не будет нового загрязнения окружающей среды;

⑸Стоимость: биоразлагаемые материалы и продукты на основе крахмала такие же, как и обычные нефтяные пластики, а стоимость биоразлагаемых материалов и продуктов на основе крахмала примерно вдвое выше, чем у обычных нефтяных пластиков.

Перспективы применения

С постепенным изменением потребительских предпочтений пластиковых изделий, возобновляемые экологически чистые материалы становятся все более популярными на рынке. Под влиянием этого вырос спрос на биопластики. Ожидается, что с учетом того, что правительства делают упор на биопластики, общая стоимость мирового спроса на биопластики увеличится до 5,9 млрд долларов США в 2020 году, что эквивалентно среднегодовым темпам роста в 20%.

Недавно парламент Франции принял законы о переходе на энергоносители и зеленом росте. В дополнение к сокращению доли ядерной энергии в энергетической структуре France&# 39 новый закон также содержит законодательные предложения, касающиеся возобновляемых источников энергии и пластиковой упаковки. Например, возобновляемые источники энергии увеличатся на 40% к 2030 году, а выбросы углекислого газа сократятся на 40% к 2030 году; легкие упаковочные пакеты, используемые для упаковки фруктов и овощей, с 1 января 2017 года должны будут изготавливаться из биоматериалов; Кроме того, пластиковая упаковка, используемая для коммерческой почты, также будет одновременно реализована в соответствии с теми же стандартами. Последнее законодательство французского правительства требует, чтобы одноразовая посуда, такая как посуда, чашки и вилки, была изготовлена из сырья на биологической основе, а не из сырья на основе нефти.

Аналитики рынка RnR Market Research недавно предсказали, что мировой спрос на биопластики будет расти с ежегодными темпами роста 19% в следующие четыре года, а его рыночный спрос достигнет 950 000 тонн в 2017 году. Европа - это мировая' крупнейший потребительский рынок биопластиков. В 2012 году использование пластмасс на биологической основе в этом регионе составило более половины от общемирового объема. Отчет об исследовании показывает, что по сравнению с традиционными пластиками потребители в европейских странах более склонны выбирать новые изделия из биопласта. Таким образом, ожидается, что регион продолжит лидировать в рейтингах потребления пластика на основе биопласта. Что касается типов, пластмассы на основе крахмала и полимолочная кислота по-прежнему будут самыми востребованными пластиками на биологической основе в ближайшие несколько лет, и их рыночное потребление будет составлять более 60% от общего объема. RnR Market Research сообщила, что в последние годы различные страны последовательно вводили ограничения на использование пластика и постоянно усиливали надзор за использованием традиционных пластиков, что способствует дальнейшему увеличению спроса на пластики на биологической основе, особенно пластики на основе крахмала.

В 2013 году Государственный совет издал&"План развития биоиндустрии GG"; (далее по тексту" План")." План" отметил, что индустриализация, продвижение и применение материалов на биологической основе, химикатов на основе биологических веществ и новых продуктов ферментации будут ускорены, а также будут созданы продукты на основе биологических веществ. Механизм сертификации, исследования и разработки потребления биопродуктов

Мы предлагаем запатентованную полностью биоразлагаемую пленку и пакеты из ПВА, все продукты производятся на литейном оборудовании, они отличаются от традиционных продуктов для выдувного формования, все продукты для выдувного формования не являются полностью биоразлагаемыми. Мы можем производить пленки и пакеты из ПВХ полностью прозрачных и различных цветов. и пленка ПВС более гладкая, чем традиционные изделия для формования раздувом.

Мы также предлагаем полностью биоразлагаемые пленки и пакеты из органических материалов с запатентованным сырьем и производственным процессом.

Для получения дополнительной информации о продуктах из пленки и пакетов ПВА посетите нас:

http://www.joyful-printing.net/pva-bag/

http://www.joyful-printing.com/pva-bag/