Le produit est la base matérielle de la survie et le développement de l'humanité, mais aussi la base du progrès technologique. Aujourd'hui, l'application des matériaux polymères a pénétré dans tous les aspects de la vie humaine. Les données montrent qu'en 2013 la production mondiale de plastique à plus de 280 millions de tonnes, dont la production chinoise plus de 60 millions de tonnes, la consommation de plus de 70 millions de tonnes. à l'heure actuelle, le marché émergent de la production et de la consommation des matières plastiques continue de monter en flèche en raison du matériau polymère à base de bio-naturel avec des matériaux polymères conventionnels n'ont pas de matières premières écologiques, respectueuses de l'environnement peut propriétés renouvelables et biodégradables, il a de bonnes perspectives de marché. par conséquent, cette situation de papier présente de l'industrie des matériaux polymères à base de bio-naturels, et l'émergence correspondante des derniers produits liés à la technologie, les propriétés et les utilisations comme décrit en détail pour les lecteurs à comprendre.
Tout d'abord, profil de matériau polymère biosourcé
◆ 1 matériaux polymères biosourcés
À l'heure actuelle, les polymères d'origine biologique ayant la plate-forme à base de composé biologique, des bioplastiques, des produits fonctionnels de sucre, la matière bois composite qui comprend à la fois des articles de la vie quotidienne peuvent souvent voir les nécessités quotidiennes, telles que l'emballage, les nécessités quotidiennes jetables, comprenant également la haute technologie, la matière à libération contrôlée pharmaceutiques à haute valeur ajoutée et des matériaux fixation d'os, ainsi que la réparation des tissus humains et d'autres matériaux biomédicaux et d'autres matériaux peuvent être divisés en trois catégories suivantes:
(1) des matériaux polymères thermoplastiques biosourcés: tels que le PLA, l'amidon thermoplastique, les fibres et les matériaux composites;
(2) des matériaux polymères thermodurcissables biosourcés: tels qu'une résine époxy, une résine insaturée, des adhésifs, etc .;
(3) des additifs polymères d'origine biologique tels que: des agents ignifuges, des plastifiants, des agents de nucléation, des modificateurs et analogues.
◆ 2. L'objectif et l'importance du développement de matériaux polymères biosourcés
Selon les statistiques, près de 99% du matériau polymère à partir de ressources fossiles, mais maintenant sont confrontés à l'épuisement de plus en plus de la crise des ressources fossiles et les problèmes environnementaux sont devenus plus sérieux. Si vous utilisez des matériaux polymères à base biologique au lieu de produits en plastique ordinaires, peut être réduite de 30% à 50% de la consommation des ressources pétrolières, tout en réduisant les émissions de dioxyde de 50% à 80% de carbone. dans ce contexte, la recherche et le développement de matériaux polymères biodégradables à la place de matériaux polymères à base de pétrole ayant une importance pratique d'urgence. Ces dernières années, Grâce aux efforts soutenus des gouvernements et des entreprises apparentées dans divers pays, les matériaux polymères à base de biomasse ont fait de grands progrès.
Deuxièmement, la classification naturelle des matériaux polymères bio-basés et l'introduction
Comme l'un des importants matériaux polymères à base biologique, des matériaux biologiques naturels se réfère à un organisme naturel à base de polymère (y compris les animaux, les plantes et les micro-organismes), ou mélangés avec d'autres ressources, le matériau polymère modifié, ayant une grande variété de sources, Riche en réserves, matières renouvelables, recyclage ou dégradation, mais le moulage général étant difficile, les principales catégories sont les suivantes:
◆ 1 matériau composite en plastique bois
WPC principalement en matière plastique (polypropylène (PP), polyéthylène (PE), le polychlorure de vinyle (PVC), etc., et leur recyclage de déchets plastiques) est synthétisé en ajoutant de la farine de bois, balles de riz, la paille et autres déchets de fibres végétales mélangé à un nouveau matériau de bois, puis par extrusion, moulage, moulage par injection de matière plastique pour produire une feuille ou un profil de caractéristiques principales: les ressources de matières premières, des produits plastifiés, l'utilisation du recyclage, le coût économiseur respectueux de l'environnement Le
En outre, à la fois parce que la texture des deux caractéristiques de l'eau de préservation du bois de plastique et de bois, fait une très bonne performance et les matériaux de construction extérieurs durables (sols, clôtures, tabouret, jardin de front de mer ou paysage); construction toutes sortes de coffrage utilisés dans le modèle bois-plastique est le plus compatible avec des matériaux recyclés et les exigences environnementales, a été adopté dans de nombreux construction clés, le modèle WPC 2015 a plus de 100 millions de mètres carrés.
◆ 2. Plastique à base d'amidon
L'amidon est un polymère naturel, est largement présent dans les telles que le maïs, le blé, le riz, la pomme de terre, de tapioca et d'autres plantes. En raison de son grand nombre de molécules contenant des groupes hydroxyle, et donc entre les molécules d'amidon fortes forces provoquent l'amidon d'origine difficile à fondre la transformation, mais aussi dans d'autres mélanges de polymères et de traitement et la compatibilité avec d'autres polymères sont également médiocres. Cependant, ces groupes hydroxyle capables d'estérification, éthérification, greffage, reticulation et d'autres réactions chimiques, l'utilisation de ces réactions chimiques à l'amidon modifié chimiquement, un groupe hydroxyle de l'amidon réduit, en changeant sa structure d'origine, ce qui modifie les propriétés correspondantes de l'amidon, l'amidon brut en un amidon thermoplastique. Habituellement, une modification physique, une estérification, une éthérification ou de transestérification, Réaction de réticulation, mélange de matériaux composites modifiés, tels que mélange de copolymère modifié.
Matériaux composites en bois plastique pour les matériaux de construction extérieurs
Amidon plastiques à base large de source, à faible coût, renouvelable et complètement dans le sol sous l'environnement naturel, rapidement dégradable, non toxique, exempt de pollution, sans odeur, et ne pas endommager la dégradation de la structure du sol. Amidon thermoplastique typique présente Plastics Pour le film, il est transparent, doux, non-toxique caractéristiques amidon / composite polymère dégradable amidon / alliage PVA.
◆ 3. Cellulose et ses dérivés en plastique
Cellulose Chemistry and Industry ont commencé à plus de 160 ans, la chimie des polymères est l'objet principal de la période de la naissance et le développement. Macromolécules de polysaccharide anneau Macromolecules de cellulose D-glucose à la ß-1, 4-glucosidiques des liaisons qui composition chimique du carbone contenant 44,44%, hydrogène 6,17%, oxygène 49,39%, le coton est d'une grande pureté (98%) de la cellulose. cellulosiques comme l'une des matières thermoplastiques les plus difficiles, ayant un bon brillant, une bonne transparence, La dureté, la résistance mécanique, la bonne stabilité dimensionnelle, et d'autres caractéristiques, et a l'excellente résistance thermique, l'isolation électrique, la résistance de temps et les propriétés chimiques.
Un dérivé de dérivé de cellulose fibreuse généralement blanche, granulaire ou en paillettes, divers cellulose est une cellulose de haute pureté obtenu par différentes méthodes habituellement nitrate de cellulose, l'acétate de cellulose, l'acétate de cellulose - butyrate, Acide acétique - propionate de cellulose, éthylcellulose, cyanoéthylcellulose, hydroxyéthylcellulose et plusieurs autres.
Préparation des dérivés cellulosiques est un dérivé de composé polymère naturel tel que la cellulose végétale, ou de la cellulose, une matière plastique thermoplastique par un traitement chimique par une réaction chimique, après addition de divers additifs obtenus après modification physique Les additifs courants sont: les plastifiants, les stabilisants, les lubrifiants, les charges, les colorants, les solvants, etc.
Cellulosics d'injection disponible, moulage par extrusion, moulage par soufflage, l'usinage et d'autres processus de production peuvent être formés en un pare-brise de l'automobile, de la papeterie, des films d'emballage, de la sécurité militaire de verre, les nécessités quotidiennes, des parties de l'appareil, le boîtier de la radio, du matériel militaire, l'isolation électrique Pièces et produits d'hygiène médicale.
◆ 4. Plastique de protéine
Le plastique est l'un des champs de matières biodégradables de recherche de protéine et le plus largement utilisé substrat en matière plastique de polymère biologique naturel. A l'heure actuelle, les protéines végétales domestique peut être appliquée pour tenter d'étudier la matière biodégradable protéine de soja essentiellement, une protéine de maïs, la protéine de blé ., graines de tournesol et d'autres protéines, qui sont actuellement les protéines de soja les plus étudiés, les méthodes de traitement de protéines de soja ont un matériau biodégradable deux: l'un est un procédé par voie humide, va peu après la modification de la protéine préparer une solution, coulée en un film, l'air naturel formation à sec ou le chauffage et le séchage, l'autre est un traitement à sec, à savoir, la quantité de protéine de soja et les plastifiants mixtes modifiés, sous une force mécanique par extrusion, moulage, moulage par soufflage ou moulage par injection Méthodes et prendre le moule approprié Préparation des produits de matériaux dégradables Les conditions de moulage sont: la pression de moulage, le temps de moulage et la température de moulage.
La protéine de soja est la protéine végétale la plus étudiée dans les matériaux biodégradables
Etant donné que la protéine de soja contenant une grande quantité de la liaison squelette moléculaire amide (-CO-NH-), de grandes chaînes latérales moléculaires contenant un des résidus d'acides aminés absorbant l'eau (-NH2, -COOH), faits d'un matériau ayant dur et cassant, l'absorption d'eau élevée caractéristiques, de sorte que la matière doivent être préparés en premier. à l'heure actuelle, le procédé couramment utilisé pour la modification d'une matière protéique de modification physique, la modification chimique, la plastification modifiée petite molécule, la modification de mélange de la matière première de reformage et analogues. ces procédés de modification pour modifier uniquement la structure avancée ou la conformation de la molécule de protéine, séquences d'acides aminés qui affectent une structure sensiblement aucune modification a deux objectifs principaux: améliorer le caractère hydrophobe et les propriétés mécaniques, d'améliorer la plasticité et la fluidité de la matière traitée.
À l'heure actuelle, les contraintes peuvent être des facteurs biologiques développement des plastiques de protéines de soja de dégradation est principalement plus coûteux, difficile à promouvoir, mécanisme de dégradation de la matière n'est pas très clair, lorsque le contrôle de la dégradation précise reste à être parfait, la méthode d'évaluation de la dégradation des performances n'a pas été uniforme mise au point niveau de l'étude à l'étranger axé sur l'amélioration de la technologie de traitement pour améliorer les propriétés mécaniques et au-dessus, les chercheurs ont préparé un matériau biodégradable doit avoir de bonnes propriétés mécaniques et résistance à l'eau de l'utilisation des protéines de soja.
◆ 5 plastiques de lignine
La lignine est l'utilisation du matériau de bois composite préparé en traitement des matières plastiques et des parties d'un mélange de résines, des plastifiants, des charges inorganiques, des agents de compatibilité, des pigments, etc. groupe. Appartient à renouvelable polymère de lignine naturelle dans la nature, de la lignine Réserves en second lieu seulement à la cellulose, la production annuelle de 150 milliards de tonnes, avec des avantages biodégradables, renouvelables, à faible coût, non toxiques, dérivé du papier de liqueur noire.
L'industrie des plastiques est utilisé dans chacun d'un grand nombre de matières de charge et agents de renforcement, par rapport aux charges minérales ordinaires, l'avantage maximal de la lignine ayant un groupe fonctionnel fortement réactif dans sa molécule, il est commode de se connecter un autre groupe fonctionnel souhaité par modification chimique basé sur la lignine dans les propriétés physiques et chimiques, les applications commerciales et à la production industrielle de matières plastiques, plastique lignine développement très important. lignine commun comprend plastique / PVC lignine, la lignine / résine phénolique (PF), de la lignine / Polyuréthane (PU), lignine / polypropylène (PP), lignine / polyéthylène (PE) et similaires.
À l'heure actuelle, la mise au point de la lignine d'étude est encore plastique technologie des capacités, la façon simple et efficace pour améliorer la compatibilité entre la lignine et de la résine, la lignine est la clé d'une utilisation à grande échelle dans l'industrie des matières plastiques, en plus de lignine matrice produite par polymérisation par greffage peut être complètement dégradé dans l'art tels que des matériaux polymères de lignine greffage de méthacrylate de méthyle et d'un monomère est directement impliqué dans la réaction comme la lignine, les résines phénoliques synthétiques, les polyuréthanes, les polyesters et les polyimides, etc., sont également Ces dernières années, le développement de points chauds.
◆ 6. Chitine et dérivés Chitosan plastique
◇ 6.1 chitine
Chitine (chitine), également connu comme la chitine, largement présent dans les champignons des plantes inférieures, des cellules d'algues, les crevettes arthropode, le crabe, et les insectes mouche de l'enceinte, les crustacés, les mollusques (par exemple, le calmar, seiche) et le boîtier cartilage, la paroi cellulaire des plantes supérieures, le montant annuel de la biosynthèse des ressources environ 100 milliards de tonnes à 10 milliards de tonnes, est le deuxième côté de ressources biologiques sur les fibres végétales de la terre. chitinase nature chitine, lysozyme Enzymes, chitosanases, telles que la biodégradation complète, pour participer au cycle de carbone et d'azote de l'écosystème, l'environnement écologique de la Terre joue un rôle régulateur important.
L'analyse de la structure chimique de la chitine sait, est un chitine polymère naturel dans la nature que chargé positivement. La plupart des sels inorganiques toujours insolubles dans l'eau et les protéines étroitement liées chitine dans la nature. Les gens afin d'obtenir la chitine, la coquille crustacé ont tendance à être préparés par des procédés chimiques ou microbiologiques. la production industrielle actuelle méthode chimique souvent utilisé, après traitement à l'acide, l'élimination du calcium et des protéines, puis traité avec une base forte, avec élimination de chaleur déacétylase peut être appliqué très largement soluble chitine (chitosane).
À l'heure actuelle, les déchets ménagers souvent extrait de la chitine à partir de la crevette, le crabe coquille. Crevettes et crabe coquille teneur en chitine de 20 à 30% de matière inorganique (principalement de carbonate de calcium) de contenu de 40%, et d'autres matières organiques (surtout des protéines) teneur d'environ 30% des ressources de la chitine dans le pays. province du Zhejiang côtière seule production annuelle atteint 670.000 tonnes de crevettes, calculé comme 40 pour cent des déchets peut être produit plus de 10.000 tonnes de chitine, un énorme potentiel de ressources. chitine et l'alcool polyvinylique possède des propriétés élevées de barrière, les propriétés du film qui peut atteindre la performance du film de matière plastique ordinaire sont biodégradables.
◇ 6.2 plastique Chitosan
Chitosan (Chitosan) est un des produits solubles dans l'eau obtenus après concentration des alcalin désacétylé de la chitine, le nom scientifique (1, 4) -2-amino-2-désoxy-glucane produit -β-D- comme une feuille blanche, légèrement nacré, translucide de chitosane solide en tant que polymères cationiques, la stabilité chimique, la décomposition d'environ 185 deg.] C, non toxique, insoluble dans l'eau et de l'alcali dissous dans de l'acide sulfurique, un acide organique (par exemple, 1% d'acide acétique) et une solution aqueuse d'un acide faible. acide soluble visqueuse solution colloïdale transparente de sel de chitosane générée, alors la solution avec H + molécule de liaison à-dire, un groupe amino, générant une charge positive substance de haut poids moléculaire , l'acylation peut se produire, une carboxylation, une hydroxylation, une alkylation, une estérification (sulfaté), aldimine de azide, salification, l'hydrolyse et la chélation, l'oxydation, la chloration, le greffage et la réticulation Etc. Par l'apparition (l'apparition du plus blanc le mieux), le degré de désacétylation (plus le degré de désacétylation est élevé, mieux c'est) deux indicateurs d'identification du chitosane.
Chitosan Chitosan peut être mélangé dans des matières plastiques et d'autres polymères à base de bio-naturels, tels que le chitosane mélangé avec un composite de cellulose peut être utilisé pour la production de matériaux d'emballage, des films agricoles, des pots de semis, et d'autres produits. Le chitosane et l'amidon Les films produits à partir de mélanges de matériaux composites sont insolubles dans l'eau et ont une résistance élevée à la traction et peuvent être utilisés dans les aliments emballés.
Conclusion
Dans le cas maintenant confrontés à de plus en plus l'épuisement des ressources fossiles, l'aggravation des problèmes environnementaux, l'utilisation de matériaux polymères naturels biodégradables à base biologique au lieu de matériaux polymères à base de pétrole, l'énergie alternative est à la fois un moyen important de résoudre, mais aussi un moyen efficace d'améliorer l'environnement écologique, et par conséquent Signification très pratique.Recherche et développement de matériaux polymères naturels à base de bio un long chemin à parcourir, ce qui nécessite que tout le monde à travailler ensemble pour promouvoir activement son développement.