전분 기반 플라스틱
전분 기반 플라스틱은 화학 반응을 사용하여 전분을 화학적으로 변형하여 전분의 하이드 록실 그룹을 줄이고 원래 구조를 변경하여 전분의 해당 속성을 변경하고 원료 전분을 열가소성 전분으로 만듭니다.
중국 이름 전분 기반 플라스틱 산업 산업 제조 화학 산업 응용 분야 플라스틱 제조
목차
1 R & D 배경
2 프로세스 원리
3 개발 현황
4 제품 장점
5 인증 시스템
6 응용 전망
R & D 배경 편집기
전분은 지구상에서 셀룰로오스에 이어 두 번째로 생산되는 천연 폴리머입니다. 소스가 풍부하고 재생 가능하며 저렴합니다. 수정 및 가소 화를 통해 전분 기반 플라스틱을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 전분 기반 플라스틱은 바이오 기반 재료의 중요한 범주로서 산업 생산 및 적용을 성공적으로 달성했습니다. 전분 계 플라스틱은 전분을 주원료로 한 플라스틱 제품으로 변형 및 가소 화 후 다른 폴리머와 혼합되며 바이오 플라스틱에 속합니다. 전분 기반 바이오 플라스틱은 바이오 기반 플라스틱과 생분해 성 플라스틱의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
전분 계 생분해 성 플라스틱은 일반적으로 개질 된 전분과 생분해 성 폴리 에스테르 (PLA / PBAT / PBS / PHA / PPC 등)의 혼합물입니다. 완전히 생분해 될 수 있고 퇴비화 될 수 있으며 환경 오염이 없습니다. 퇴비, 매립 및 기타 처리 방법. 전분 계 바이오 계 플라스틱은 일반적으로 개질 전분과 폴리올레핀 (예 : PP / PE / PS 등)의 혼합물입니다. 환경 적 중요성은 석유 화학 자원의 사용을 줄이고 이산화탄소 배출을 줄이며 폐기물은 소각에 적합하다는 것입니다. 이 두 재료는 전통적인 석유 기반 플라스틱을 대체 할 수 있으며 플라스틱 포장 재료, 충격 방지 재료, 플라스틱 필름 및 비닐 봉투, 일회용 식기, 식품 용기, 장난감 등에 널리 사용됩니다.
공정 원리의 편집
전분은 분자 내에 하이드 록실 그룹이 많은 천연 고분자 폴리머 (분자 구조는 Ⅱ와 Ⅲ)이므로 전분 거대 분자 사이의 강한 상호 작용으로 원래 전분을 녹이는 것이 어렵고 다른 것과 공존합니다. 중합체. 블렌딩 동안 다른 중합체와의 상용 성 또한 열악하다. 그러나이 하이드 록 실은
에스테르 화, 에테르 화, 그 래프팅, 가교 및 기타 화학 반응을하기에 충분합니다. 이러한 화학 반응은 전분을 화학적으로 변형시켜 전분의 하이드 록실 그룹을 감소시키고 원래의 구조를 변화시켜 전분의 상응하는 특성을 변화시키고 원래의 전분을 열가소성 전분으로 바꾸는 데 사용된다.
1. 에스테르 화, 에스테르 교환 또는 에테르 화
전분의 친수성을 소수성으로 변화시키기 위해, 전분 분자 및 지방산, 지방산 에스테르 등의 하이드 록실 그룹은 에스테르 화 및 트랜스 에스테르 화 반응을 거쳐 전분 에스테르를 생성한다.
2. 가교 반응
전분 재료의 강도 및 내열성을 향상시키기 위해, 전분을 2 개 이상의 관능기를 갖는 화합물 (폴리 산 등)과 가교 반응시켜 전분을 적절히 가교시킨다.
3. 혼합, 개질 및 응집 독립적 혁신
대부분의 전분 플라스틱은 전분을 다른 고분자 물질과 혼합하여 제조됩니다. 이러한 방식으로 얻은 제품은 강도가 낮고 호환성이 좋지 않아 호환성이 제한적입니다. 전분 계 플라스틱은 또한 전분 개질 동안 전분 공중합을 수행하여 전분 및 다른 중합체의 그라프 트 공중 합체를 수득하고, 그에 따라 다른 중합체 물질과의 전분의 상용 성을 개선시킨다. 화학적 변형을 통해, 3 가지 전분 변형이 달성되었다 : 친수성이 소수성으로 변경되었다; 열 감도가 온도 저항으로 변경되었습니다. 단단하고 취성이 가소성으로 변경되었습니다. 이 수정은 전분 수정의 전 세계 문제를 해결하고 후속 처리를위한 좋은 토대를 마련합니다.
개발 상태 편집기
전분 기반 바이오 플라스틱은 30 년의 연구 개발 역사를 가지고 있으며, 가장 긴 연구 개발 역사, 가장 성숙한 기술, 가장 큰 산업화 규모, 시장 점유율이 가장 높은 생분해 성 플라스틱 유형입니다. 1980 년대 초, 완전히 생분해 성 또는 용해성 플라스틱이 될 수있는 변성 전분 및 분해성 플라스틱 합금 마스터 배치의 연구 개발과 전분과 생분해 성 수지의 혼합이 주목을 받고 있습니다. 그 중에서 가장 성공적인 것은 이탈리아 Novamont Company의 "MaterBi"인데, 이는 가공성, 2 차 가공성 및 역학 성이 우수한 개질 전분과 개질 폴리 비닐 알코올의 혼합물로 구성된 상호 침투 네트워크 구조 폴리머 플라스틱 합금이다. 성능 및 우수한 생분해 성. 또한 American Air Product & Chemical Company에서 개발 한 "Vinex"는 중합도가 낮은 폴리 비닐 알코올 계 수지입니다. 또한 수용성, 열가소성 가공성 및 생분해 성을 가지고 있습니다.
최근 몇 년간, 국가들은 일반적으로 가능한 한 전분 함량을 증가시키고 우수한 특성을 가진 완전히 분해 가능한 재료를 개발하고 심지어 합성 중합체, 즉 열가소성 전분이없는 순수한 전분 제품을 얻은 플라스틱으로 연구 초점을 전환했습니다. American Warner-Lambert 사가 생산 한 "Novon"생분해 성 물질은 전분 함량이 90 % 이상입니다. 일본 옥수수 회사와 미시간 생산 기술 연구소는 강력한 방수 기능을 갖춘 높은 전분 함량 재료를 공동으로 개발했습니다. 또한 일본의 Sumitomo Corporation과 이탈리아의 Ferrizz는 전분 플라스틱을 사용해 전분 플라스틱을 성공적으로 연구했다고 발표했습니다. 전분 함량 90 %. 생분해 성 플라스틱 생산을 위해 전분을 열가소성 전분으로 만드는 관점에서 독일 바텍 케 연구소, 미국 워너 램버트 컴퍼니 및 스위스 대학교와 같은 연구소는 큰 진전을 이루었습니다. 호주 국립 식품 가공 및 포장 과학 센터는 유동성, 연성 및 이형성이 우수한 전분 열가소성 수지를 출시했습니다. 제품은 부드럽고 투명하며 강도가 높으며 분해 속도가 제어됩니다. 농업용 필름과 식품을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 포장 필름 및 기타 제품.
중국의 전분 플라스틱은 1980 년대 후반 장시 과학 아카데미의 응용 화학 연구소에서 처음 개발했습니다. 불완전한 통계에 따르면 현재 60 개가 넘는 대학, 연구소 및 기업이 연구에 참여하고 있습니다. 중국은 전분 기반 플라스틱의 연구 개발에서 외국 선진국과의 격차를 점차 좁히고 있습니다. 현재 국내 주요 전분 기반의 재료 및 제품 제조 기업과 현재 상태는 다음과 같습니다. 심천 Hongcai 15,000 톤 / 년; 소주 Hanfeng 10,000 톤 / 년; 절강 성 톈허 (Tianhe) 연간 10,000 톤; Zhejiang Huafa를위한 10,000 톤 / 년; 산동 베이크의 경우 연간 10,000 톤; 다른 생산 회사로는 Nanjing Biaoge와 Changzhou Longjun이 있습니다.
전분을 수정하고 가소 화하기 위해 화학적 방법이 사용됩니다. 변형 된 전분은 3 가지 특성을 갖는다 : 1. 소수성. 화학적 변형 후, 전분은 완전히 소수성이고 수분 함량은 <1 %이며,="" 다른="" 합성="" 중합체="" 재료와의="" 우수한="" 상용="" 성을=""> 2. 온도 저항. 개질 된 전분은 열가소성 가공 동안 황변 및 분해없이 230 ° C의 고온을 견딜 수 있습니다. 3. 열가소성 수지. 변형 전분은 플라스틱 가공 장비에서 열가소성으로 가공 할 수 있습니다. 이 회사에서 생산 한 전분 기반 플라스틱은 생분해 성 및 생분해 성의 두 가지 시리즈로 나뉩니다. 다른 처리 기술에 따르면, 이들은 블로운 필름, 사출 성형, 시트 재료 및 발포 재료로 나뉩니다. 식품, 전기 제품 및 기타 제품 포장 및 식기, 주방 용품, 완구 및 꽃 심기. 그 결과, 많은 양의 석유 자원이 절약되고, 이산화탄소 배출이 감소하며, 쓰레기는 무해하게 처리되며, 농업 개발을 촉진하고 농민의 소득을 높이고 순환 경제의 활발한 발전을 촉진하는 것이 유리합니다.
2018 년 7 월 12 일, Yu Long은 전분 생분해 성 물질을 세계 최초로 개발 및 산업화 한 것으로보고되었습니다. [1]
제품 장점 편집기
기존 플라스틱 제품과 비교할 때 전분 기반 재료 및 제품의 장점은 다음과 같은 측면에 표시됩니다.
performance 유사한 성능 : 유사한 전통적인 플라스틱 제품과 동일하고 유사한 성능을 가지고 있습니다.
protection 환경 보호 : 전분 기반 바이오 기반 플라스틱 및 제품은 석유 자원을 절약하고 이산화탄소 배출을 줄이는 이점이 있습니다. 전분 기반 생분해 성 플라스틱 및 제품은 완전한 생분해, 퇴비화 및 무해한 폐기물 처리의 이점을 갖는다.
⑶ 안전 : 전분 기반 재료 및 제품에는 가소제, 비스페놀 A 및 중금속과 같은 독성 및 유해 물질이 포함되어 있지 않습니다. 식품 등급 재료는 국내 및 외국 식품 등급 플라스틱 표준의 요구 사항을 충족합니다.
process 생산 공정 : 생산 공정 중에 3 가지 폐기물 배출물이 없으므로 환경에 새로운 오염이 발생하지 않습니다.
⑸ 비용 : 전분 기반 바이오 기반 플라스틱 재료 및 제품은 일반 석유 플라스틱 제품과 동일합니다. 전분 기반 완전 생분해 성 재료 및 제품의 비용은 일반 석유 플라스틱의 약 2 배입니다.
인증 시스템 에디터
최근에는 바이오 기반 제품의 환경 성능이 국내외에서 점차 인정을 받아 바이오 기반 재료의 응용 분야가 크게 확대되었습니다. 바이오 기반 재료의 바이오 카본 함량은 일반 플라스틱과 다른 중요한 기능입니다. 바이오 카본 함량은 제품에서 유기 탄소 (바이오 카본 및 화석 탄소 포함)의 바이오 카본 비율로 정의됩니다. 바이오 카본은 새로운 탄소이므로 환경 오염을 일으키지 않으므로 환경 보호 효과가 좋습니다. 생물학적 탄소 함량 시험 표준에는 US ASTM D6866-08이 포함됩니다 : 방사성 탄소 분석에 의해 고체, 액체 및 기체 샘플의 생물학적 함량을 측정하기위한 시험 방법 및 중국의 바이오 기반 물질의 생물학적 함량을 측정하기위한 액체 섬광 계수법 GB / T29649-2013. 동일한 양의 방사성 탄소가 같은 세대의 살아있는 유기체에 포함되어 있기 때문에 ASTM D6866의 원칙은 유기체의이 특성을 사용하여 어떤 상태에서든 시료의 생체 기반 함량을 측정하는 것입니다. 이 측정 방법은 모든 바이오 기반 제품 및 유기체를 결정할 수 있습니다. 베이스 믹스에 포함 된 바이오 기반 또는 재생 가능한 재료의 정확한 비율을 기준으로합니다.
2009 년 벨기에의 권위있는 인증 기관인 Vincotte는 세계 최초의 OK Biobased star 인증 제품 인증 인증서를 발행했습니다. 재료 시장. 타사 리뷰. OK-Biobased는 벨기에의 바이오 기반 저탄소 제품에 대한 환경 레이블입니다. 인증을 획득 한 후 바이오 기반 플라스틱 제조업체는 일반 석유 화학 제품을 구별하기 위해 라벨을 제품 포장 또는 제품에 부착 할 수 있습니다. 바이오 카본 함량을 기준으로 바이오 기반 재료를 정의하고 평가에 바이오 카본 함량과 총 탄소 함량의 백분율을 사용합니다. 표준은 물질을별로 분류하는 ASTM D6866이며 EU의 권위있는 바이오 기반 물질 인증 마크입니다. OK Biobased 로고는 별표를 사용하여 제품의 환경 등급을 구별합니다. 인증 된 제품은 1 스타 마크를 획득하여 제품에 20 % ~ 40 %의 바이오 카본, 2 개의 별이 40 % ~ 60 %, 3 개의 별이 60 % ~ 80 %, 4 개의 별이 80 % 이상의 바이오 카본 함량을 포함 함을 증명합니다 . 생성물. Vincotte의 OK Biobased 인증은 기업 또는 유통 업체가 시장에서 재생 가능한 제품의 경쟁력을 향상시키고 소비자가 환경 친화적 인 제품을 더 잘 선택하도록 안내하는 것을 목표로합니다.
바이오 기반 재료 및 제품의 개발을 장려하기 위해 미국 농무부는 생물학적 우선 순위 프로그램을 시행했습니다. 이 프로그램에는 정부 조달 우선 순위 프로그램과 소비자를위한 자발적 라벨링 프로그램의 두 가지 절차가 있습니다. 전자는 2002 년에 바이오 기반 제품의 개발을 장려했으며, 후자는 2008 년에 출시되었다. 바이오 우선 순위 프로그램의 목적은 미국에서 바이오 매스 제품의 소비를 자극하는 것이다. 연방 정부 기관 및 계약 업체는 바이오 매스 함량이 가장 높은 제품을 선호합니다. 제품이 USDA의 바이오 기반 제품 목록의 최소 바이오 기반 콘텐츠 표준을 충족하는 경우 모든 공장 및 유통 업체가이 프로그램에 참여할 수 있으며 제품 포장에는 해당 기관이 발행 한 인증 마크가 부착 될 수 있습니다.
국제 생분해 성 플라스틱 인증에는 벨기에 OK Compost 인증, 독일 Compostable 인증 및 미국 BPI 인증이 포함됩니다.
OK Compost는 생분해 성 재료 테스트 표준 EN13432 또는 ASTM D6400에 따라 테스트 한 후 벨기에 인증 기관 AIB-Vincotte Group에서 발행 한 "OK Compost"라는 퇴비화 인증입니다. OK Compost 인증의 목적은 회사 또는 유통 업체가 완전 분해 가능한 제품의 시장 경쟁력을 개선하고 소비자가 환경 친화적 인 제품을 더 잘 선택하도록 안내하는 것입니다.
퇴비 인증은 TUV Rheinland와 Deutsches Institut fr Normun (DIN)의 공동 인증 기관인 DIN CERTCO가 시작한 생분해 성 제품의 인증입니다. 인증 마크는 "파종"마크입니다. 퇴비화 인증을 통해 구매자는 많은 공급 업체 및 제조업체의 엄격한 품질, 안전 및 환경 보호 제품을 선택할 수 있습니다. 동시에, Compostable 로고가있는 제품은 신뢰할 수있는 타사 기관의 테스트 및 평가를 성공적으로 통과했음을 나타내며, 이는 고객 구매 신뢰를 높이고 제품 판매를 효과적으로 홍보하는 데 도움이됩니다. 또한 라이센스 사용자의 관련 정보는 DIN CERTCO의 공식 웹 사이트에서 확인하여 로고의 남용 또는 위조를 방지 할 수 있습니다.
BPI는 BiodegradableProductsInsitute의 약자입니다. BPI는 혁신적인 퇴비화 라벨링 체계를 통해 분해 가능한 재료에 대한 과학적 표준을 제조업체, 입법자 및 소비자에게 교육합니다. 동시에 일련의 절차를 통해 관련 제품이 분해 가능한 재료 표준의 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.
OK Biobased 인증을 획득 한 최초의 중국 회사 인 Wuhu Huali Environmental Protection Co., Ltd.는 4 성급 바이오 기반 제품 인증을 획득했습니다. 동시에, 회사의 생분해 성 재료는 OK Compost 인증과 Compostable 인증을 획득했습니다.
응용 프로그램 포 그라운드 편집기
플라스틱 제품에 대한 소비자 선호도의 점진적인 변화에 따라 재생 가능하고 환경 친화적 인 재료의 인기가 시장에서 높아지고 있습니다. 이로 인해 바이오 기반 플라스틱 시장에 대한 수요가 증가했습니다. 정부가 바이오 플라스틱에 중요성을 부여함에 따라, 바이오 플라스틱에 대한 전세계 수요의 총 가치는 2020 년 59 억 달러로 증가 할 것으로 예상되는데 이는 평균 연간 성장률 20 %에 해당합니다.
최근 프랑스 의회는 에너지 전환과 녹색 성장에 관한 법률을 통과 시켰습니다. 프랑스 에너지 믹스에서 원자력의 비율을 줄이는 것 외에도, 새로운 법에는 재생 에너지 및 플라스틱 포장과 관련된 입법 권고가 포함되어 있습니다. 예를 들어, 재생 에너지 원은 2030 년까지 40 % 증가하고 이산화탄소 배출량은 2030 년까지 40 % 감소 할 것입니다. 과일 및 채소 포장용 경량 백은 2017 년 1 월 1 일부터 바이오 기반 재료로 만들어야합니다. 또한 상용 메일 용 플라스틱 포장은 동일한 표준으로 동시에 구현됩니다. 프랑스 정부의 최신 법률에 따르면 식기, 컵, 포크 및 포크와 같은 일회용 식기는 석유가 아닌 바이오 재료로 만들어 져야합니다.
RnR Market Research의 시장 분석가들은 바이오 기반 플라스틱에 대한 전 세계 수요가 향후 4 년간 연 19 %의 성장률로 증가 할 것으로 예측했으며 2017 년 시장 수요는 950,000 톤에이를 것으로 예상하고 있습니다. 유럽은 바이오 기반 플라스틱의 세계 최대 소비자 시장입니다. 2012 년에는이 지역에서 바이오 기반 플라스틱을 사용하는 것이 전 세계 전체의 절반 이상을 차지했습니다. 설문 조사 보고서에 따르면 유럽 국가의 소비자는 전통적인 플라스틱과 비교하여 새로운 바이오 기반 플라스틱 제품을 선택하려는 경향이 있습니다. 따라서이 지역은 바이오 기반 플라스틱 소비 순위를 지속적으로 이끌 것으로 예상됩니다. 종의 관점에서 볼 때 전분 기반 플라스틱과 폴리 락트산은 앞으로 몇 년 동안 가장 많이 요구되는 바이오 기반 플라스틱이며, 시장 소비는 전체의 60 % 이상을 차지할 것입니다. RnR Market Research에 따르면 최근 여러 국가에서 플라스틱 제한 주문을 발행하고 기존 플라스틱 사용 감독을 지속적으로 늘려 바이오 기반, 특히 전분 기반 플라스틱의 수요 추세를 더욱 높이는 데 도움이되었습니다.
우리는 특허 전체 생분해 성 필름과 PVA 가방을 제공합니다, 모든 제품은 주조 장비로 만들어집니다. 전통적인 블로우 성형 제품과 다르며 모든 블로우 성형 제품은 완전 생분해되지 않습니다. 우리는 완전 투명하고 다양한 색상으로 pva 필름과 백을 생산할 수 있습니다. PVA 필름은 기존의 블로우 성형 제품보다 더 부드럽습니다.
우리는 또한 특허를받은 원료 및 생산 과정을 가진 유기물 가득 차있는 생물 분해성 필름 그리고 부대를 제안합니다.
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