Wikipedia en plastique à base de bio

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Quand Plastiques à base de bio (Anglais plastiques à base de bio ; Les “biopolymères techniques”) sont également référés à des plastiques générés sur la base de matières premières renouvelables. Une distinction doit être faite entre les plastiques biodégradables, car l’origine biogénique et la dégradation biologique ne vont pas nécessairement de pair.

Plastiques biologiquement dégradables [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Souvent, les plastiques à base de bio sont utilisés comme Bioplastretés ou Bioplastique désigné. [d’abord] [2] Cependant, ces termes sont trompeurs et – selon la définition – se réfèrent également aux plastiques qui sont également ou uniquement biodégradables. [3] [4]

En raison du malentendu, les conditions devraient Bioplastique et Bioplastique Non utilisé. [5]

La base de la bio est une propriété qui peut avoir des plastiques biodégradables (par exemple PLA), ainsi que des plastiques biodégradables (par exemple environ). En retour, il existe également des plastiques biodégradables qui ne sont pas basés en biographie (par exemple PCL).

Kunststoffe können biobasiert (gelb und grün), biologisch abbaubar (blau und grün) oder nichts davon sein.

Les plastiques à base de bioba étaient d’abord Des lieux de masse fabriqués industriellement. Dès 1869, les frères Hyatt ont ouvert la première usine pour la production de celluloïd, un plastique thermoplastique basé sur la cellulose. John Wesley Hyatt a inventé le celluloïd dans le cadre des prix dans lesquels une alternative peu coûteuse pour l’ivoire utilisé dans le billard devrait être trouvée. En conséquence, le celluloïd a été utilisé pour un certain nombre d’autres utilisations, en particulier pour les films, les lunettes, les jouets, les jouets, les peignes et les balles de tennis de table; Cependant, en raison de son inflammabilité rapide, il a été rapidement déplacé à nouveau. Le galalith matériel (de la caséine) a été inventé en 1897 et est très similaire à la corne ou à l’ivoire d’animaux. À partir de cela, par exemple, des boutons, des accessoires, des boîtiers pour les radios, des dinos de cigarettes, des jouets, des poignées, des poignées pour les parapluies et bien d’autres ont été fabriqués dans une grande variété de couleurs.

Sac de cellophant imprimé et emballage de cellophane transparent

En 1923, la production de masse d’hydrate de cellulose, le verre cellulaire sous la marque “Cellulophan”, qui a également été créée sur une base de cellulose et est toujours utilisée principalement pour l’emballage et comme utilisation dans les enveloppes. Il a été principalement utilisé pour la production de feuilles transparentes, par lesquelles les coûts de fabrication étaient très élevés par rapport aux concurrents ultérieurs et au verre cellulaire ont ainsi été remplacés dans de nombreuses régions. En raison de sa sensibilité à l’eau, le verre cellulaire est recouvert de chlorure polyvinylidal et n’est donc plus biodégradable.

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La découverte de plastiques basée sur les huiles minérales est rapidement apparue, dans laquelle la première biographie a été largement déplacée. En 1907, Leo Hendrik Baekeland a inventé les plastiques thuroplastiques de la bakélite basés sur la résine phénol. En 1930, le verre acrylique (méthacrylate de polyméthyle), mieux connu sous le nom de plexiglas, suivi, puis polyamide (nylon, perlon), polystyrène et polytétrafluorethylène (téflon) est arrivé sur le marché. À partir de 1956, des processus de fabrication à grande échelle ont été introduits pour les plastiques encore dominants en polyéthylène et en polypropylène et en plastiques ont été développés pour une grande variété de zones d’application avec différentes propriétés de matériaux.

Ce n’est qu’après 1980 qu’il y a eu des innovations dans le domaine des plastiques bio-basés, qui sont principalement dus à une modification de la conscience écologique. Les matières premières renouvelables et les cycles de tissu fermé ont été répertoriés comme des arguments, plus tard, la substitution de l’huile est entrée en jeu en tant que principales matières premières en raison de l’augmentation des prix du pétrole et de la finité des ressources. Alors que la proportion de nouveaux brevets dans le domaine des plastiques pétrochimiques a ensuite diminué, les demandes de brevet pour les plastiques bio-basés ont augmenté principalement sur l’amidon et la base de la cellulose. Le développement des bioplastiques devient actuellement – mais pas nécessairement plus durable que les polymères conventionnels [6] [7] [8] – approché principalement sur la base de la durabilité et de la conservation des ressources. À l’avenir, les zones agricoles pour l’utilisation matérielle des matières premières renouvelables seront considérées comme un pilier essentiel de l’agriculture, les nouvelles technologies telles que la biotechnologie blanche industrielle jouent un rôle majeur dans le développement de nouvelles et l’optimisation des technologies existantes. Les nouveaux plastiques bio-à base comprennent la résistance thermoplastique (TPS), l’acétate de cellulose et le polylactide (PLA; uniquement dans les “mélanges” (mélange de polymère)) tandis que les méthodes de production de polyéthylène biobe (BIO-PE), de polypropylène (PP organique) et d’autres plastiques sont développées et établies.

Comme mentionné ci-dessus, les plastiques basés sur Bioba peuvent être divisés en termes de dégradation biologique.

De plus, ils sont également divisés en combien de temps ils sont connus. Les plastiques à base de bio qui étaient déjà disponibles devant les plastiques pétrochimiques sont Ancienne économie désigné. Les exemples sont le caoutchouc et le cellophane. Les plastiques plus récents deviennent Nouvelle économie compté, qui à son tour peut être subdivisé. D’une part Nouvelles bioplastiques Ce sont des plastiques basés sur des polymères chimiquement nouveaux, tels que PLA ou PHA. De l’autre côté Drop-in Des polymères si connus, dans la production des matières premières fossiles, ont été remplacées par des matières premières renouvelables en tout ou en partie, comme par des animaux biologiques ou des PE biologiques. [9]

Le principal et la cellulose des sucres sont actuellement utilisés comme matériaux de départ pour les plastiques bio-basés, les plantes de sortie possibles sont des plantes fortes telles que le maïs ou la betterave à sucre ainsi que le bois à partir duquel la cellulose peut être obtenue. D’autres matières premières potentielles telles que la chitine et le chitosane, la lignine, la caséine, la gélatine, les protéines de céréales et l’huile végétale conviennent également à la production de plastiques bio-basés. Selon leur composition, le processus de fabrication et la dépendance des additifs, la formabilité, la dureté, l’élasticité, la résistance aux fractures, la température, la forme de la chaleur et le changement de résistance chimique.

Mélanges de force et d’amidon [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Chips d’amidon de maïs comme jouets pour enfants

Avec une part de marché d’environ 80%, la résistance thermoplastique forme le représentant le plus important et le plus courant des plastiques bio. Les plantes les plus importantes utilisées pour obtenir de la force sont actuellement le maïs, le blé et les pommes de terre en Europe, en Afrique et en Amérique du Nord ainsi qu’en tapioca en Asie. La masse crue est nettoyée par les produits tels que les protéines, les huiles végétales et les fibres végétales et préparée en conséquence pour une utilisation.

La résistance pure doit absorber l’humidité et est donc utilisée principalement pour produire des cas de capsule de médicament dans le secteur pharmaceutique. Ici, cependant, il a été largement déplacé par la gélatine dure. Afin de rendre l’amidon légèrement disponible également thermoplastique, vos plastifiants naturels et plastifiants tels que le sorbit et la glycérine sont ajoutés. Ces additifs permettent un changement spécifique des propriétés du matériau de la résistance thermoplastique SO appelée à s’adapter à l’utilisation prévue en conséquence.

En raison de sa propriété négative pour absorber l’eau pour l’usage, la résistance thermoplastique n’est généralement que l’un des composants à partir desquels les produits modernes sont produits sur une base d’amidon. Le deuxième composant de ces mélanges en plastique est constitué de polymères biodégradables et biodégradables tels que le polyester, les polyestéramides, les polyuréthanes ou l’alcool polyvinylique. Un mélange en plastique est donc composé de la phase de polymère hydrophobe ainsi que de la phase de résistance à dispersion et hydrophile. Pendant le processus de fusion dans l’extrudeuse, la phase d’amidon à disperser et la phase plastique continue et insoluble en eau se combinent pour former un plastique d’amidon étanche. Ces résultats ont constitué la base du développement ultérieur et de la percée de clôture des icônes d’amidon (EP 0596437, EP 0799335).

Selon la zone d’application, les mélanges d’amidon et les composés sont développés et produits individuellement pour leur utilisation ultérieure dans l’industrie du traitement du plastique. En tant que granules en plastique, ils peuvent être traités sur les systèmes existants en feuilles, des films plats thermiques, des éléments de moulage par injection ou des revêtements. Des exemples de cela sont des sacs de robinet, du yaourt ou des tasses à boire, des pots de plantes, des couverts, des feuilles de couches, des papiers en revêtement et du carton. La thermoplastique peut également être modifiée par un changement chimique tel que la mise en œuvre en amortisseurs ou en gravement avec un degré élevé de substitution. Cependant, ces procédures n’ont pas encore prévalu en raison des coûts élevés qui y sont associés.

Produit de cellulose [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Cubes transparents en acétate de cellulose

Tout comme la force, la cellulose est un biopolymère naturel en molécules de sucre. La cellulose est disponible dans la plupart des plantes comme structure principale du matériau de construction à côté de la lignine et peut être obtenue à partir du matériel végétal en conséquence. Leur part est de près de 95% pour le coton, 75% pour le chanvre, de 40 à 75% pour le bois dur et de 30 à 50% pour le bois tendre. En conséquence, la cellulose est la matière première renouvelable la plus importante dans le monde et est utilisée chaque année en quantités d’environ 1,3 milliard de tonnes. La cellulose de la lignine et du pentose est nettoyée et transformée en cellulose, la base du papier, du carton et d’autres matériaux tels que la viscose.

En règle générale, une modification chimique supplémentaire est requise pour la production de base de cellulose à base de bio. La cellulose purifiée est principalement estérifiée pour gagner l’acétate de cellulose (CA) comme le plastique le plus important sur une base de cellulose. L’acétate de cellulose est l’un des plastiques thermoplastiques, est une substance naturelle modifiée en conséquence qui ne peut pas être biodégradable et non composable [dix] est. Dès 1919, un acétate de cellulose modifié avec des plastifiants a été breveté comme la première masse de moulage par injection et a donc permis des méthodes de production complètement nouvelles et très efficaces pour les poignées d’écran, les claviers, les volants, les jouets, le stylo à bille et de nombreux autres produits.

Le celluloïd et le cellulophane sont également des plastiques basés sur la cellulose. Les autres plastiques de base de cellulose sont les fibres volcaniques, le cellulositrate, le propionate de cellulose et le Conseil de cellulose acétate buty.

Acide polymilchique (PLA) [ Modifier | Modifier le texte source ]]

L’acide polylymique (polylactide, PLA) crée une polymérisation de l’acide lactique, qui à son tour est un produit de fermentation du sucre et de l’amidon par les bactéries lactiques. Les polymères sont mélangés ci-dessous à partir des différents isomères de l’acide lactique, la forme D et L, selon les propriétés souhaitées du plastique résultant. D’autres propriétés peuvent être obtenues par un copolymère tel que l’acide glycolique.

Emballage pour les bonbons en acide polylymique (PLA)

Le matériau transparent ressemble non seulement aux plastiques de masse thermoplastique conventionnels dans ses propriétés, mais peut également être facilement traité sur les systèmes existants. Les mélanges PLA et PLA sont proposés sous forme de granules à diverses qualités pour l’industrie du traitement du plastique pour la production de foils, de pièces moulées, de canettes, de tasses, de bouteilles et d’autres objets de tous les jours. La matière première a un grand potentiel, en particulier pour les films d’emballage de courte durée ou les produits en profondeur (pour les tasses de boissons et de yaourts, les coquilles de fruits, de légumes et de viande). Le marché mondial du segment de marché “Plastiques transparents” était déjà de 15 millions de tonnes en 2001. La transparence est non seulement positive pour l’emballage, mais aussi pour les applications dans l’industrie de la construction, la technologie, l’optique et dans la construction automobile, elle présente des avantages. Il existe également des marchés spéciaux lucratifs, par exemple dans la zone médicale et pharmaceutique, où l’APL a été utilisée avec succès depuis longtemps. Les vis, les ongles, les implants et les plaques en copolymères PLA ou PLA sont utilisés pour stabiliser les ruptures osseuses du corps. Un matériau de couture surbable et des ingrédients actifs de l’APL sont également utilisés depuis longtemps. L’APL est également l’un des matériaux les plus populaires pour le filament pour les imprimantes FDM-3D.

Un grand avantage de l’APL est la diversité particulière de ce plastique basé sur Bioba, qui peut rapidement être biodégradable ou peut également être fonctionnel pendant des années. D’autres avantages des plastiques de polylactide sont la forte résistance, la thermoplasticité et le bon traitement sur les systèmes existants de l’industrie du traitement du plastique. Néanmoins, PLA a également des inconvénients: comme le point d’adoucissement est d’environ 60 degrés Celsius, le matériau de la production de tasses à boire ne convient que pour les boissons chaudes. La copolymérisation pour plus de polymères résistants à la chaleur ou l’ajout de charges peut assurer une plus grande stabilité de la température. La société d’électronique japonaise NEC Corporation a pu réparer la sensibilité à la chaleur par le renforcement avec les kenaffasers et les hydroxydes métalliques et ainsi développer un matériau approprié et approfondi de flamme. [11] Pour la production de PLA à partir du glucose via les étapes intermédiaires de l’acide lactique et du dilactide, les deux procédures par lots et manifestement mises en œuvre sur des méthodes continues à l’échelle pilote. [douzième] Cela signifie que l’industrie est en mesure de produire le matériel à faible coût et à moyen terme compétitif. La première plus grande installation mondiale de production de PLA a été mise en service aux États-Unis en 2003, dont la capacité annuelle est théoriquement 70 000 t. [13] D’autres systèmes sont disponibles à l’international aujourd’hui. Une première installation pilote allemande pour la production de PLA a été mise en service à Guben à Brandenburg en 2011, une deuxième installation à Leuna devait commencer la production à Leuna à la mi-2012. [14]

Polyhydroxyalkanoate, en particulier l’acide de beurre polydroxy (PHB) [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Le biopolymère polyhydroxy acide au beurre (PHB) est un polyester fabricable fermentant avec des propriétés similaires à celles du polypropylène en plastique produit en pétrochimie. Il peut être produit sur la base du sucre et de la force, mais la synthèse est également possible à partir d’autres nutriments tels que la glycérine et l’huile de palme.

Dans le monde entier, de nombreuses sociétés ont annoncé qu’elles étaient dans la production de PHB ou élargissent leur production, l’industrie sud-américaine sucre a désormais l’intention de produire PHB à une échelle industrielle en plus de certains fabricants de taille moyenne. PHB est biodégradable, a un point de fusion de plus de 130 ° C, forme des films clairs et a des propriétés mécaniques optimales à de nombreuses fins d’application. L’extraction du plastique des bactéries représente l’une des principales difficultés. Les cellules doivent être lysées par du chloroforme ou des enzymes, et trois kilogrammes de sucre sont actuellement nécessaires pour un kilogramme de PHB, ce qui est limité principalement en raison de la forte demande de biocarburants et de l’industrie alimentaire. [11]

PHB est également utilisé comme mélange PHB, combiné avec d’autres composants. Les propriétés spéciales des matériaux peuvent être obtenues, par exemple, en ajoutant de l’acétate de cellulose. La palette des propriétés des mélanges PHB s’étend des adhésifs au caoutchouc dur. Au lieu de l’acétate de cellulose, la résistance, le liège et les matériaux inorganiques sont également concevables en tant qu’additifs. Le mélange avec des additifs bon marché (l’acétate de cellulose est un déchet bon marché de la production de filtre à cigarettes) affecte également les coûts de production des mélanges de PHB. À moyen terme, selon de nombreux chercheurs, les coûts de fabrication peuvent être abaissés dans la zone des matières plastiques à base d’huile. [15]

Plus de biopolymères [ Modifier | Modifier le texte source ]]

En plus des plastiques basés sur Bioba, il existe un certain nombre d’approches pour utiliser d’autres matières premières renouvelables telles que la lignine, la chitine, la caséine, la gélatine et d’autres protéines et huiles végétales (par exemple l’huile de ricin) pour la production de plastiques basés sur Bioba. ArboForm a été développé en plastique de lignine en 1998 et conduit à ce jour, le matériau des biens de consommation et l’industrie automobile est utilisé. Le chitosane en tant que produit des déchets de chitine dans le recyclage des crevettes est également établi comme matériau de départ pour les fibres, les mousses, les membranes et les feuilles. De plus, des plastiques sont produits qui sont basés sur une proportion relativement importante sur les matières premières renouvelables telles que les plastiques biodégradables ecovio de BASF avec une teneur en PLA à 45% et l’éphletthalate en polytriméthylène (PTT) de DuPont.

Ces derniers temps, certaines entreprises ont poursuivi la stratégie de remplacement de la base de matières premières fossiles des thermoplastiques standard établis par une base renouvelable de matières premières; Des exemples de cela sont bio-pe [16] et PP biologique basé sur la canne à sucre au Brésil. Dans la recherche, les Biora-Refineries sont également basées sur des biopolymères tels que le sucre, la force ou la lignocellulose à l’aide de produits chimiques de la plate-forme de biotechnologie blanc pour l’industrie chimique. [17]

La recherche et les développements scientifiques actuels visent également à produire des plastiques à partir de tissus agricoles et de produits.

Le terme “plastique bio-basé” n’est pas protégé, il n’y a donc pas de part minimale légale nécessaire à l’utilisation du terme. Cependant, il existe deux systèmes de certification volontaire différents dans lesquels différents logos sont attribués, selon la proportion d’atomes de carbone dans le produit d’origine biologique. [18]

Din cartco [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Dans le cas de la certification DIN CERTCO, une distinction est faite entre trois niveaux de qualité (20–50%, 50–85% et> 85%), dont chacun a son propre logo, auquel le niveau est également spécifié. D’après une proportion biologique d’au moins 20%, les produits, avec l’exception des produits médicaux, toxiques et carburant-car être certifiés avec le logo Din-Test. [19]

Vinotte [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Il existe quatre logos différents dans la certification Vinotte, dans lesquels le nombre d’étoiles tire des conclusions sur la proportion d’atomes de carbone bio-basés. Les gradations sont de 20 à 40% (une étoile), 40–60% (deux étoiles), 60–80% (trois étoiles) et 80–100% (quatre étoiles).

Les plastiques basés sur Bioba obtenus à partir de plantes ne définissent que de CO lors du démantèlement ou de l’utilisation énergétique 2 GRATUIT comme vous l’avez enregistré pendant la phase de croissance. Avec ça, vous avez ce que le CO 2 -Mission basée sur les matières premières concerne un avantage sur les plastiques de la base pétrochimique. Néanmoins, les plastiques à base de bio ne sont pas CO 2 Neutre, car le transport et la production provoquent des émissions. [20] Dans l’ensemble, il y a trop de données sur les influences environnementales et les influences socio-économiques pour comparer de manière globale les plastiques conventionnels et bio à cet égard. Les données existantes ne sont également que partiellement comparables en raison de diverses méthodes de mesure. [21] [22] Ce n’est qu’en relation avec le potentiel de serre qu’il y a suffisamment de données qui sont quelque peu comparables et montrent un avantage des plastiques bio-basés par rapport aux plastiques conventionnels. [21] Des études individuelles montrent que les plastiques pétrochimiques présentent des avantages dans les facteurs du potentiel d’eutrophisation et de l’acidification du sol. [5]

Les plastiques standard sont principalement fabriqués à partir de pétrole, moins souvent à partir de gaz naturel ou d’autres matières premières. Le prix du pétrole brut a donc un impact direct sur le prix des plastiques. Les facteurs qui augmentent ce prix sont l’énergie croissante et les exigences de matières premières au monde et les conflits politiques dans les pays parrain. La fracturation hydraulique, qui est particulièrement répandue aux États-Unis, augmente l’offre de matières premières fossiles et réduit donc leur prix. Jusqu’à présent, les bioplastiques peuvent difficilement rivaliser avec les plastiques conventionnels. Néanmoins, votre part de marché augmente fortement. L’une des raisons en est la sensibilisation à l’environnement croissante parmi les consommateurs de l’industrie et final qui, par exemple, aimeraient également avoir des emballages correspondants pour les aliments biologiques. [8] Dans la gastronomie, les sacs porteurs, les plats jetables ou les films d’emballage en plastique bio-basé sont de plus en plus utilisés. [23]

En 2018, la capacité de production des plastiques bio-basés sur des bio et des bio était d’environ 19 millions de tonnes et donc près de 6% de la capacité de production de tous les plastiques. D’ici 2023, la croissance devra s’attendre à une part de 10%. Le marché organisé se développe particulièrement fortement Nouvelle économie -Kunststoffe, qui comprenait 2,27 millions de tonnes en 2018. Près de 40% des bio Nouvelle économie -Kunststoffe également biodégradable. [9]

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