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Por que PLA e PBAT são mainstream?

Apr 05 , 2022

Desde a sua criação, os plásticos têm sido amplamente utilizados em vários campos da economia nacional, como a indústria de embalagens e a indústria de produtos descartáveis, o que trouxe grande conveniência à produção humana e à vida. No entanto, sua enorme quantidade de uso e resíduos levou a uma poluição ambiental cada vez mais séria, incluindo poluição do rio, poluição de filmes agrícolas e poluição do plástico marinho.

Os materiais biodegradáveis referem-se a um tipo de plástico cujas propriedades atendem aos requisitos de uso durante o período de armazenamento e podem ser degradadas em substâncias ambientalmente inofensivas em condições ambientais naturais após o uso. É considerado uma das maneiras eficazes de resolver o problema da poluição plástica. Um.



Número de sérieMateriais biodegradáveisNome Abreviação
1Ácido PoliláticoPLA
2Succinato de polibutilenoPBS
3Poli (succinato-co-adipato de butanodiol)PBSA
4Poli (tereftalato-co-adipato de butileno)PBAT
5Éster de ácido graxo polihidroxiPHA
6Carbonato de polipropilenoPPC
7Ácido poliglicólicoPGA
8PolicaprolactonaPCL


Materiais biodegradáveis comuns e nomes no mercado


Entre eles, PLA, PBS e PBAT têm um grau relativamente alto de industrialização. Diferentes materiais biodegradáveis têm características diferentes e têm suas próprias vantagens e desvantagens. A fim de promover a compreensão e compreensão dos materiais biodegradáveis, este artigo compara de forma abrangente os materiais biodegradáveis acima mencionados em termos de produtividade, desempenho abrangente e campos de aplicação.


Situação da capacidade


PLA e PBS/PBAT são os dois materiais degradáveis com a maior capacidade de produção atual, e a capacidade de produção global atingiu 300.000 t/a. Além disso, com a melhoria da política global de "limite de plástico", os mercados de materiais PLA e PBS/PBAT também se tornaram muito quentes, e a capacidade de produção deverá aumentar significativamente em 950.000 t/a e 500.000 t/a nos próximos 10 anos. Pode efetivamente aliviar a atual escassez de materiais biodegradáveis.


É claro que a maioria desses projetos planejados está em fase preparatória e não se sabe se eles podem ser colocados em produção dentro do prazo. No entanto, isso mostra, em certa medida, que os materiais PLA e PBS/PBAT são atualmente os materiais biodegradáveis mais reconhecidos no mercado.


É importante notar que os materiais biodegradáveis PGA, PCL, PHA e PPC geralmente têm propriedades únicas que PLA, PBS e PBAT não possuem. Por exemplo, o PGA tem excelentes propriedades de resistência mecânica e barreira de gás, e seu potencial de aplicação em campos como bolas de fraturamento de poços de petróleo e gás e materiais de embalagem de alta barreira de gás é muito grande. Atualmente, espera-se que o custo do PGA produzido pela rota química do carvão na China seja reduzido para 10.000 yuan/t, e seu escopo de aplicação deve se estender do campo de materiais biomédicos de alto volume de baixo volume para o campo de materiais de alto desempenho em grande escala.


Desempenho abrangente


O polietileno (PE) é um plástico tradicional amplamente utilizado e o principal substituto para materiais biodegradáveis. PE tem excelente cristalinidade, propriedades de barreira de vapor de água e resistência a intempéries, essas propriedades podem ser chamadas coletivamente de "características PE".


Na verdade, os materiais biodegradáveis comuns atuais são basicamente poliésteres alifáticos, como PLA e PBS, que podem ser considerados aproximadamente como ligações de éster contendo PE. As ligações éster na cadeia molecular conferem-lhe biodegradabilidade, e a cadeia gordurosa confere-lhe as suas "características PE". Os materiais biodegradáveis promissores precisam ter biodegradabilidade e "características PE". Portanto, é muito necessário comparar o desempenho abrangente de materiais biodegradáveis e polieteno.



ProdutoPonto de fusão/dcResistência à tração/MPaTaxa de extensão/%Taxa de degradaçãoBarreira de oxigênioBarreira de Vapor de Água
PLA180606ModeradoOrdinárioOrdinário
PBS12040400RápidoDesconhecidoDesconhecido
PBAT12018750ModeradoPobrePobre
PPC-13650ModeradoLigeiramente mais altoLigeiramente mais alto
PCL6020300LentoDesconhecidoOrdinário
PHA1453010RápidoLigeiramente mais altoLigeiramente mais alto
PGA2258010Super rápidoAltaAlta
LDPE11012148NÃOPobreAlta

Análise comparativa do desempenho abrangente de vários materiais biodegradáveis e polietileno de baixa densidade de plástico de uso geral (LDPE)



As características de diferentes materiais biodegradáveis também são diferentes, cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens, mas nenhum deles possui totalmente as "características PE". Os pontos de fusão e as propriedades mecânicas do PBAT e do PBS são equivalentes aos do PE, indicando que eles podem cobrir basicamente a aplicação do PE na indústria de produtos descartáveis, mas em comparação com o PBAT e o PBS, existem defeitos de taxa de hidrólise muito rápida e baixa estabilidade de armazenamento; O ponto de fusão do PLA é A resistência é maior que o PE, mas a tenacidade à tração e a cristalinidade são significativamente menores. Após a modificação, como a promoção de endurecimento e cristalização, pode cobrir basicamente a aplicação de PE na indústria de produtos descartáveis.


Campo de aplicação


De acordo com as estatísticas da China em 2018, o consumo de produtos plásticos descartáveis na China é tão alto quanto 20 milhões de toneladas, representando 33% da produção doméstica de produtos plásticos. Em teoria, o PLA e o PBAT podem substituir todos os produtos plásticos descartáveis, ou seja, um mercado com uma capacidade potencial de mercado de mais de 20 milhões de toneladas.



MaterialPlástico DiárioPlástico de alto desempenhoMateriais biomédicos high-end

Saco de lixoCaixa de RefeiçãoFibraFilme AgrícolaEmbalagem de alta barreiraSutura cirúrgicaPortador de drogas
PLAOtesOtesOtes



PBATOtesOtes
Otes


PCL




OtesOtes
PHA




OtesOtes
PGA



OtesOtes


As principais áreas de aplicação de alguns materiais biodegradáveis nesta fase


Eílogo


Atualmente, PLA e PBS/PBAT são os dois materiais degradáveis com a maior produção e são altamente reconhecidos no mercado. Eles são mais propensos a substituir os plásticos não degradáveis existentes PE e PP em uma grande variedade para uso no campo de produtos plásticos descartáveis. Outros materiais biodegradáveis têm atualmente capacidade de produção limitada e o mercado está concentrado no campo de materiais biomédicos de alta qualidade com alto valor agregado. Eles não podem competir com os materiais PLA e PBS/PBAT em termos de substituição de plásticos de uso geral. No entanto, o processo de industrialização em larga escala desses materiais biodegradáveis com propriedades únicas está se acelerando, e espera-se que tenha amplas perspectivas de desenvolvimento no futuro.

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