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生物降解塑料的分类

2024-01-24  来自: 兰州鑫银环橡塑制品有限公司 浏览次数:45

生物降解塑料的分类


按原料成分来源分类,生物降解塑料可分为生物基生物降解塑料及石化基生物降解塑料两类。

生物基生物降解塑料主要可分为四类:一类为材料直接加工得到的塑料;第二类为微生物发酵和化学合成共同参与得到的聚合物;第三类为由微生物直接合成的聚合物;第四类为以上这些材料共混加工得到的或这些材料和其他化学合成的生物降解塑料共混加工得到的生物降解塑料。

石化基生物降解塑料是指以化学合成的方法将石化产品单体聚合而得的塑料,如PBAT、聚丁 二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(PPC)等。

按生物降解过程分类,生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。

完全生物降解塑料主要是由高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得,如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。

以淀粉等物质为基础的生物降解塑料目前主要包括以下几种产品:聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、淀粉塑料、生物工程塑料、生物通用塑料(聚烯烃和聚氯乙烯) 。

根据原材料的不同,常见的生物降解塑料至少有以下几种:

聚己内酯(PCL)

这种塑料具有良好的生物降解性,熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起,或与乳酸聚合使用。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物

以PBS(熔点为114℃)为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产,规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。中科院理化研究所已经和山东汇盈公司合作建成了年产25000吨的PBS及其聚合物的生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。清华大学在安庆和兴化工有限公司建成了年产10000吨PBS及其共聚物的生产线。

聚乳酸(PLA)

美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作,开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸,年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司,研发和生产了许多种制品,其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。

中国产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司(规模5000千吨/年生产线),正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。

聚羟基烷酸酯(PHA)

国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。国内生产单位有天津国韵生物材料有限公司(规模1万吨/年) [4]、宁波天安生物材料有限公司(规模2千吨/年),正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司等。

利用可再生资源得到的生物降解塑料,把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起,生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美,淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。上规模、销售好的是意大利的Novamont公司,其商品名为Mater-bi,公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。

国内研究和生产的单位很多,其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司(规模4万吨/年)、浙江华发生态科技有限公司(8千吨/年)、浙江天禾生态科技有限公司(5千吨/年)、福建百事达生物材料有限公司(规模2千吨/年)、肇庆华芳降解塑料有限公司(规模5千吨/年)等。

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脂肪族芳香族共聚酯

德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex),其单体为:己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。

聚乙烯醇(PVA)类生物降解塑料

如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA,它能吹膜,也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料,需要经过改性后方具有良好的生物降解性能,北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了成果。

二氧化碳共聚物

国外,早研究二氧化碳共聚物的主要为日本和美国,但一直没有工业化生产。国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术,已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置,产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产,品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物,用来作为聚氨酯发泡材料的原材料,用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术,已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线。

其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。

聚-β-羟基丁酸酯(PHB)

从世界范围看,PHB及PHBV是公认的希望的生物降解塑料之一,也是正在开发的新产品。技术方的中试生产成本约40元人民币/公斤,工业化投产后产品的成本将会进一步降低,价格优势明显,尤其是技术方的生产工艺简单和设备简易,便 于推广并进行大规模生产。


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