澱粉ベースのプラスチック-業界知識-深センジョイフルプリンティング株式会社

デンプンベースのプラスチックは、化学反応を使用してデンプンを化学修飾し、デンプンのヒドロキシル基を減らし、その元の構造を変更して、対応するデンプンの特性を変更し、元のデンプンを熱可塑性デンプンに変えます。

中国の名前澱粉ベースのプラスチック産業工業製造分野化学製造アプリケーションプラスチック製造

1研究開発の背景

2プロセス原理

3開発状況

4製品の利点

5認定制度

6アプリケーションの見通し

R＆Dバックグラウンドエディター

デンプンは、世界でセルロースに次ぐ天然高分子です。ソースが豊富で、再生可能で安価です。変性可塑化によりデンプンベースのプラスチックを製造するために使用できます。デンプンベースのプラスチックは、バイオベースの材料の重要なカテゴリーとして、工業生産と応用に成功しています。でんぷん系プラスチックは、でんぷんを主原料とし、変性・可塑化した後、他のポリマーとブレンドしたプラスチック製品です。一種のバイオプラスチックです。デンプンベースのバイオプラスチックは、バイオベースのプラスチックと生分解性プラスチックに分けることができます。

デンプンベースの生分解性プラスチックは、通常、加工デンプンと生分解性ポリエステル（PLA / PBAT / PBS / PHA / PPCなど）のブレンドであり、完全に生分解性で、堆肥化可能で、環境にやさしく、廃棄物に適しています。堆肥化、埋め立て、その他の処理方法。デンプンベースのバイオベースのプラスチックは、一般的に、変性デンプンとポリオレフィン（PP / PE / PSなど）の混合物です。その環境上の重要性は、石油化学資源の使用を削減し、二酸化炭素の排出を削減することであり、廃棄物は焼却に適しています。両方の材料は、従来の石油ベースのプラスチックに取って代わることができ、プラスチック包装材料、耐衝撃材料、プラスチックフィルムとプラスチックバッグ、使い捨て食器、食品容器、おもちゃなどで広く使用されています。

プロセス原理編集

でんぷんは、分子内に大量の水酸基（分子構造IIおよびIII）を持つ天然高分子ポリマーであるため、でんぷん高分子間の相互作用が強く、元のでんぷんの溶融プロセスが困難になり、他のポリマーと共有されます。。混合工程における他のポリマーとの相溶性も悪い。しかし、これらのヒドロキシル基は

エステル化、エーテル化、グラフト化、架橋などの化学反応で十分です。これらの化学反応は、でんぷんの水酸基を減らして元の構造を変えるためにでんぷんを化学的に修飾するために使用され、それにより、でんぷんの対応する特性を変え、元のでんぷんを熱可塑性でんぷんに変えます。

1.エステル化、エステル交換またはエーテル化

デンプンの親水性を疎水性に変えるために、デンプン分子のヒドロキシル基を脂肪酸、脂肪酸エステルなどでエステル化およびエステル交換して、デンプンエステルを形成する。

2、架橋反応

デンプン材料の強度と耐熱性を高めるために、デンプンは2つ以上の官能基を有する化合物（多塩基酸など）で架橋され、デンプンの適度な架橋を引き起こします。

3、共重合に依存しない革新をブレンドおよび再形成

ほとんどのでんぷんプラスチックは、でんぷんを他のポリマー材料とブレンドおよびブレンドすることによって調製されます。結果の製品は、互換性が低く、使用が制限されているため、互換性が制限されています。デンプンベースのプラスチックはまた、デンプン修飾プロセス中にデンプンを共重合して、デンプンと他のポリマーのグラフトコポリマーを得て、それによりデンプンと他のポリマー材料との適合性を改善する。化学修飾により、デンプン修飾が実現しました。親水性が疎水性に変更されました。熱感受性は温度耐性に変更されました。硬くて脆いものが可塑性に変わりました。この改変は、デンプン改変の世界的な問題を解決し、その後の加工のための良い基盤を築きます。

開発状況エディター

デンプンベースのバイオプラスチックには、30年の研究開発の歴史があります。これは、最も長い研究履歴、最も成熟した技術、最大の産業規模、および最高の市場シェアを持つ生分解性プラスチックです。 1980年代初頭、完全に生分解性または可溶性のプラスチックの加工デンプンおよび分解性プラスチックアロイマスターバッチの研究開発では、デンプンと生分解性樹脂のブレンドが評価されました。その中で最も成功したのは、修飾デンプンと修飾ポリビニルアルコールで構成された相互侵入網目構造ポリマープラスチックアロイであるイタリアのノバモントの「MaterBi」です。それは、良好な処理特性、二次処理特性、および力学を持っています。性能と優れた生分解性。また、米国Air Product＆Chemical Companyが開発した「Vinex」は、重合度の低いポリビニルアルコールをベースとした樹脂で、水溶性、熱可塑性加工性、生分解性を有し、近年注目されています。

近年、国々は一般的に研究の焦点を可能な限りデンプン含有量を増やすプラスチックに移し、優れた特性を持つ完全に分解可能な材料を開発し、合成ポリマーを含まない純粋なデンプン製品、すなわち熱可塑性デンプンさえ得ました。米国のワーナーランバートによって製造された「Novon」生分解性材料は、デンプン含有量が90％を超えます。日本のトウモロコシ会社とミシガン工科大学は共同で、高い耐水性の利点を持つ高澱粉材料を開発しました。さらに、日本の住友商事とイタリアのフェリーズも、澱粉含有率90％のオールスターチプラスチックの研究に成功したと発表しました。生分解性プラスチックを製造するための熱可塑性デンプンの製造では、ドイツのバテッケ研究所、アメリカンワーナーランバートカンパニー、スイス大学などの研究機関が大きな進歩を遂げています。オーストラリア国立食品加工包装科学センターは、流動性、延性、離型性に優れたフルスターチ熱可塑性プラスチックを導入しました。製品は柔らかく、透明で、高強度であり、制御可能な分解速度を持っています。農業用フィルムや食品の製造に使用できます。包装用フィルムおよびその他の製品。

中国のでんぷんプラスチックは、1980年代後半に江西科学アカデミーの応用化学研究所によって最初に開発されました。不完全な統計によると、60以上の高等教育機関、研究機関、企業が研究に参加しています。中国は澱粉ベースのプラスチックの研究開発において外国の先進国とのギャップを徐々に狭めています。現在、国内の主なデンプンベースの材料と製品の製造企業と現状は次のとおりです。武漢の豪華な40,000トン/年は、年間6万トンの生産ラインを構築する準備をしています。深センHongcai 15,000トン/年; 蘇州漢風万トン/年; 浙江天河万トン/年; 浙江華法万トン/年; 山東ビカイは10,000トン/年に; 他の生産企業には、オーストラリアより南京、常州龍軍などがあります。

でんぷんは化学的方法で変性および可塑化され、変性でんぷんには3つの主要な特性があります。1.疎水性。澱粉は化学修飾後完全に疎水性であり、その含水率は1％未満であり、他の合成高分子材料との相溶性が良好です。 2、温度耐性。化工デンプンは、熱可塑性プロセス中の黄変や分解なしに230°Cの高温に耐えることができます。 3.熱可塑性。化工デンプンは、プラスチック加工装置で熱可塑的に加工できます。同社が製造するデンプンベースのプラスチックは、バイオベースとバイオ分解性の2つのシリーズに分かれています。それらは、異なる加工技術に従って、インフレーションフィルム材料、射出プラスチック、シート材料、発泡材料に分けられます。それらは、通常の石油化学プラスチックの代わりに、産業および製薬用途で使用できます。食品、電化製品、その他の製品、台所用品、おもちゃ、植栽のパッケージ。これにより、大量の石油資源が節約され、二酸化炭素排出量が削減され、ごみが無害に処理され、農業開発と農民の収入が促進され、循環経済の発展が促進されます。

2018年7月12日、Yu Longは全澱粉生分解性材料の開発と商品化に世界で初めて成功しました。 [1]

製品アドバンテージ編集

従来のプラスチック製品と比較して、デンプンベースの材料と製品の利点は次のとおりです。

（1）同等の性能：同じタイプの従来のプラスチック製品と同等の性能を持っています。

（2）環境保護：デンプンベースのバイオベースのプラスチックと製品には、石油資源を節約し、二酸化炭素排出量を削減するという利点があります。デンプンベースの生分解性プラスチックおよび製品には、完全な生分解、堆肥化、およびゴミの無害な廃棄という利点があります。

（3）安全性：デンプンベースの材料および製品には、可塑剤、ビスフェノールA、重金属などの有毒で有害な物質が含まれていません。食品グレードの材料は、国内外の食品グレードのプラスチックに関連する基準を満たしています。

（4）製造工程：製造工程での廃棄物排出がなく、環境に新たな汚染を引き起こしません。

（5）コスト：デンプンベースのバイオベースのプラスチック材料および製品は、通常の石油プラスチック製品と同じです。デンプンベースの生分解性材料および製品のコストは、通常の石油プラスチックの約2倍です。

認証システム編集

近年、バイオベース製品の環境性能は国内外で徐々に認められ、バイオベース材料の応用分野は大きく拡大しています。バイオベース材料のバイオカーボン含有量は、それらを通常のプラスチックと区別する重要な特徴です。バイオカーボン含有量は、製品中の有機炭素（バイオチャーと化石炭素を含む）中のバイオチャーの割合として定義されます。バイオカーボンは新しいカーボンなので、環境を汚染することはなく、環境への影響が少ないのが特徴です。バイオカーボン含有量検出基準には、ASTM D6866-08：放射性炭素分析による固体、液体、気体サンプルの生物学的含有量を決定するための試験方法、および中国のGB / T29649-2013でバイオベースの含有量を決定するための液体フラッシュカウンター法バイオベースの材料。同時期の生物には等量の放射性炭素が含まれているため、ASTM D6866の原則は、生物のこの特性を使用して、任意の状態のサンプルのバイオベースの含有量を測定することです。この方法は、バイオベースの製品や生物を特定するために使用できます。ベースブレンドに含まれるバイオベースまたは再生可能な材料の正確なパーセンテージ。

2009年、ベルギーの権威ある認証機関であるビンコットは、OKバイオベーススター認証製品認証の世界初のバッチ、バイオベース材料のバイオ炭素含有量の信頼できるレベルの認証を発行し、バイオベースの信頼できる製品品質を提供します。材料市場。第三者による評価。 OK-バイオベースは、バイオベースの低炭素製品に関するベルギーの環境ラベルです。バイオベースのプラスチック製造業者は、製品パッケージまたは製品のラベルを認証して、通常の石油化学製品と区別することができます。バイオ炭素含有量に基づいてバイオベースの材料を定義し、バイオ炭素含有量と総炭素含有量の割合としてそれらを評価します。標準はASTM D6866です。これは、材料間のスターベースの区別であり、EUの信頼できるバイオベースの材料認証マークです。 OKバイオベースのロゴは、製品の環境評価を区別するためにアスタリスクを使用しています。認定製品には、製品にバイオチャーが20％〜40％含まれていること、2つ星が40％〜60％、3つ星が60％〜80％、4つ星が80％以上のバイオチャーであることを証明する1つ星マークが付いています。炭素含有量。製品。ビンコットのOKバイオベース認証は、企業または販売業者が再生可能製品の市場競争力を改善し、消費者が環境に優しい製品をより適切に選択できるように支援することを目的としています。

バイオベースの材料と製品の開発を促進するために、米国農務省は生物学的優先プログラムを実施しています。このプログラムには、政府調達優先計画と消費者向けの自発的識別プログラムの2つのプログラムがあります。前者は2002年にバイオベース製品の開発を奨励するためのものでしたが、後者は2008年にリリースされました。バイオ優先プログラムの目的は、米国におけるバイオマス製品の消費を刺激することです。連邦政府機関とその請負業者は、バイオマス含有量が最も高い製品の購入を優先します。製品が米国農務省のバイオベース製品リストのバイオベースコンテンツの最低基準を満たしている場合、工場または販売業者はプログラムに参加でき、代理店が発行した証明書ラベルを製品パッケージに貼付できます。

生分解性プラスチックの国際認証には、ベルギーのOKコンポスト認証、ドイツのコンポスト認証、および米国のBPI認証が含まれます。

OK Compostは、生分解性材料EN13432またはASTM D6400のテスト基準に従ってテストした後、ベルギーの認証機関AIB-Vincotte Groupによって発行された「OK Compost」という名前の堆肥化可能な証明書です。 OKコンポスト認定は、企業または販売業者が完全に分解可能な製品の市場競争力を向上させ、環境に優しい製品をより適切に選択できるように消費者を導くことを目的としています。

堆肥化可能認証は、TUV Rheinland GroupとDeutsches Institut fr Normun（DIN）の共同認証機関であるDIN CERTCOによる生分解性製品の認証です。認証IDは「シード」ロゴです。堆肥化可能な認証は、バイヤーが幅広いサプライヤーやメーカーから製品を選択し、品質、安全性、環境保護のために役立つようにします。同時に、Compostableのロゴが付いた製品は、信頼できるサードパーティ組織のテストと評価に合格したことを示しています。これは、顧客の購入の信頼を高め、製品の販売を効果的に促進するのに役立ちます。また、所有者の関連情報は、DIN CERTCOの公式ウェブサイトで問い合わせて、ロゴの悪用や偽造を防ぐことができます。

BPIは、Biodegradable ProductsInsituteの略です。 BPIは、生産者、立法者、および消費者に、革新的な堆肥化可能なラベルプログラムを通じて、分解性材料の科学的基準について教育します。同時に、関連製品が分解性材料の規格の要件を確実に満たすための一連の手順が用意されています。

中国武漢でOKバイオベース認証を取得した中国企業の最初のバッチは、4つ星のバイオベース製品認証を取得しています。同時に、同社の生分解性材料は、OK Compost認証とCompostable認証を取得しました。

アプリケーションのフォアグラウンド編集

プラスチック製品に対する消費者の好みが徐々に変化するのに伴い、再生可能な環境にやさしい材料が市場で熱くなっています。この影響を受けて、バイオベースのプラスチック市場の需要が高まっています。政府によるバイオプラスチックに重点を置くと、世界のバイオプラスチック需要の合計値は、2020年までに59億ドルに増加すると予想されます。これは、平均年間成長率20％に相当します。

最近、フランス議会はエネルギー転換とグリーン成長に関する法律を可決しました。フランスのエネルギーミックスにおける原子力エネルギーの割合を減らすことに加えて、新法は再生可能エネルギーとプラスチックパッケージングに関する法的助言も含みます。たとえば、再生可能エネルギーは2030年までに40％増加し、二酸化炭素排出量は2030年までに40％増加します。果物と野菜を包装するための軽量の包装袋は、2017年1月1日からバイオベースの材料から作られます。また、商用郵便用のプラスチック包装も同時に、同じ基準で実施されます。フランス政府の最新の法律では、皿やフォークなどの使い捨て食器は、石油ベースの材料ではなく、バイオベースの材料で作る必要があります。

RnR市場調査コンサルタント市場アナリストは、バイオベースのプラスチックの世界的な需要は今後4年間で19％増加し、2017年には市場の需要が950,000トンに達すると予測しています。ヨーロッパはバイオベースの世界最大の消費者市場ですプラスチック。 2012年、この地域でのバイオベースのプラスチックの使用は、世界全体の半分以上を占めました。調査レポートによると、ヨーロッパの消費者は従来のプラスチックよりもバイオベースの新しいプラスチック製品を選ぶ傾向があります。したがって、地域はバイオベースのプラスチック消費ランキングをリードし続けると予想されます。タイプの点では、デンプンベースのプラスチックとポリ乳酸は今後数年間で最も要求の厳しいバイオベースのプラスチックであり、それらの市場消費は全体の60％以上を占めるでしょう。 RnRマーケットリサーチによると、近年、各国がプラスチックに制限を導入し、従来のプラスチックの使用に対する監視を強化し続けており、これにより、バイオベース、特にデンプンベースのプラスチックの需要をさらに押し上げることができます。

2013年、国務院は「バイオ産業開発計画」（以下「計画」といいます）を公布しました。

私たちは特許を取得した完全な生分解性フィルムとPVAバッグを提供します。すべての製品は鋳造装置で作られます。これは従来のブロー成形製品とは異なり、すべてのブロー成形製品は完全な生分解性ではありません。私たちは完全に透明で様々な色のPVAフィルムとバッグを製造することができます。 PVAフィルムは、従来のブロー成形製品よりも滑らかです。

また、特許取得済みの原材料と製造プロセスを備えた有機材料の完全生分解性フィルムとバッグも提供しています。

その他のPVAフィルムおよびバッグ製品については、次のWebサイトをご覧ください。

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

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