재료는 인류의 생존과 발전의 물질적 기초뿐만 아니라 기술 진보의 핵심. 오늘날, 고분자 재료의 응용 프로그램이 인간의 삶의 모든 측면에 침투하고있다. 데이터는 보여 그 280,000,000톤 이상 2013 세계 플라스틱 생산에있는 중국의 출력 60 만 톤보다 70 만 톤 소비. 현재는 플라스틱의 생산과 소비의 신흥 시장은 녹색, 환경 친화적 인 원료가없는 인해 기존의 고분자 재료와 천연 바이오 기반 폴리머 재료로 비행을 계속 할 수있다 신 재생 및 생분해 성 특성이 좋은 시장 전망을 가지고있다. 이해하는 독자 상세하게 설명 따라서, 천연 바이오 기반 폴리머 소재 산업의이 논문 현황 및 최신 기술 관련 제품, 속성의 해당 출현하고 사용합니다.
첫째, 바이오 기반 고분자 재료 프로파일
◆ 바이오 기반 고분자 재료 1 개
현재 바이오 기반 폴리머는 일상 생활에서 모두 기사를 포함하는 생물학적 화합물 기반 플랫폼, 바이오 플라스틱, 기능성 설탕 제품, 목재 플라스틱 복합 재료를 갖는 수 종종 포장 등의 일 용품, 일회용 일 용품을 참조 또한 첨단 기술, 고 부가가치 약학 조절 방출 물질 및 뼈 고정 재료뿐만 아니라 인간 조직 복구 및 기타 생물 의학 재료와 다른 재료를 다음의 세 가지 종류로 나눌 수 등 :
(1) PLA, 열가소성 전분, 섬유 및 복합 재료와 같은 바이오 기반 열가소성 폴리머 재료;
(2) 에폭시 수지, 불포화 수지, 접착제 등과 같은 바이오 계 열경화성 고분자 재료;
(3) 바이오 계 중합체 첨가제 : 이러한 난연제, 가소제, 핵제, 개질제 등.
◆ 2. 바이오 기반 고분자 재료 개발의 의의와 의의
통계에 따르면, 약 99 화석 자원에서 고분자 재료의 %,하지만 지금은 화석 자원 위기와 환경 문제의 증가 고갈에 직면하는 것은 더 심각한되고있다. 대신 일반 플라스틱 제품의 바이오 기반 폴리머 재료를 사용하는 경우, 30 % 감소시킬 수있다 석유 자원의 소비의 50 %에 50 % ~ 80 %의 이산화탄소 배출량을 줄일 수있다. 대신에 긴급 실용적인 의미를 가진 석유 기반 고분자 재료의 생분해 성 고분자 재료의 상황, 연구 개발. 최근 몇 년 동안 정부 및 관련 기업의 적극적인 노력, 바이오 기반 폴리머 재료는 상당한 진전을 이루었습니다.
둘째, 천연 생물 고분자 기반의 분류 및 프리젠 테이션
중요한 바이오 기반 폴리머 재료의 하나로서, 천연 생물 소재 (동물, 식물, 미생물 포함) 폴리머를 기반으로 자연 유기체를 의미, 또는 다른 자원과 혼합, 변형 된 고분자 재료, 다양한 소스를 가지고, 다음 풍부한 재생 재료, 재활용 또는 생분해 특성, 그것을 성형 가공 주요 범주로 일반적으로 곤란하다 :
◆ 나무 플라스틱 복합 재료 1 개
WPC 주로 플라스틱 (폴리 프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 (PE), 폴리 염화 비닐 (PVC) 등, 그 재활용 폐 플라스틱)를 목분, 왕겨, 밀짚 및 기타 식물 섬유 폐기물을 첨가하여 합성 새로운 목재 재료에 혼합 한 후, 압출 성형, 플라스틱 사출 성형 프로세스에서 주요 특성 시트를 제조 또는 프로필 : 원료 자원 가소 제품, 친환경, 비용 경제 화 재순환 사용 그
또한, 플라스틱 및 나무의 두 가지 특징 목재 방부제 물의 질감 모두, 그것은 아주 좋은 성능과 내구성 야외 건축 자재 (바닥, 펜싱, 의자, 해안 정원이나 풍경) 만들기 때문에, 건설 나무 플라스틱 템플릿에 사용 된 거푸집의 모든 종류의 재활용 재료 및 환경 요구 사항에 가장 부합, 많은 주요 건설에 채택되어, 2015 년 WPC 템플릿은 1 억 개 이상의 평방 미터있다.
◆ 2. 전분 기반 플라스틱
전분 인해 수산기를 함유하는 분자의 다수. 천연 중합체, 옥수수, 밀, 쌀, 감자, 타피오카 및 기타 식물 등 널리 존재하고, 따라서, 전분 분자 사이에 강력한 힘이 원래 전분 발생할 용융 처리 어려울뿐만 아니라, 다른 폴리머 블렌드 및 다른 중합체와 처리의 상용는 열악하다. 그러나, 에스테르 화, 에테르 화, 그래프트, 가교 등의 화학 반응을 할 수있는 이들 수산기, 이러한 화학 반응의 사용 화학적 전분 히드시켜 전분의 해당 속성을 변경, 원래의 구조를 변경 감소, 전분, 변성 전분, 열가소성. 보통 물리적 변형, 에스테르 화, 에테르 화 또는 에스테르 교환 반응에 원료 전분 블렌딩 개질 된 공중 합체와 같은 개질 된 복합 재료를 블렌딩하는 가교 결합 반응.
옥외 건축 자재 용 플라스틱 복합 재료
토양 및 자연 환경에서 넓고 값 싸고 재생 가능한 전분 기반 플라스틱 원료는 완전하고 신속하게 분해되고 무독성이며 무공해이며 냄새가 없으며 토양 구조를 파괴하지 않습니다. 현재 전형적인 열가소성 전분 플라스틱 제품 전분 / PVA 합금의 분해 전분 / 중합체 복합체 전형적인 투명한 유연한 비 독성 특성을 갖는 필름.
◆ 3. 셀룰로오스 및 그 유도체 플라스틱
셀룰로오스 화학 및 산업은 160 년 전에 시작되었으며, 고분자 화학의 탄생 및 개발의 주요시기이다. 셀룰로오스 거대 고리는 D- 포도당 β-1, 고분자 다당으로 구성된 4 개의 글리코 시드 결합이다. 탄소 함유 44.44 %의 화학적 조성, 수소 6.17 %, 산소 49.39 %에서, 코튼 셀룰로오스 고순도 (98 %)이다. 가장 거친 열가소성 플라스틱의 하나로서 셀룰로오스 좋은 광택을 갖는 투명성, 경도, 기계적 강도, 치수 안정성이 우수한 특성을 갖는 내열성, 전기 절연성, 내후성 및 내 화학성.
, 부티레이트 - 섬유질 셀룰로스 유도체 일반적 백색 입상 또는 플레이크, 각종 셀룰로오스 유도체는 일반적으로 질산 셀룰로오스 다른 방법에 의해 얻어지는 고순도 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 아세트산 - 셀룰로오스 프로 피오 네이트, 에틸 셀룰로오스, 시아 노 에틸 셀룰로오스, 히드 록시 에틸 셀룰로오스 등.
셀룰로오스의 제조와 같은 물리적 변경 후의 각종 첨가제를 첨가 한 후 천연 식물 셀룰로오스, 셀룰로오스 또는 화학적 반응에 의해 화학 처리에 의해, 열가소성 수지 등의 고분자 화합물 유도체 인 일반적인 첨가제는 가소제, 안정제, 윤활제, 충전제, 착색제, 용제 등입니다.
셀룰로오스 가능한 사출, 압출 성형, 블로우 성형, 가공 등의 제조 공정은 자동차 유리창, 용품, 포장용 필름, 유리 군 보안, 일 용품, 카메라 부품, 무선 하우징 군사 용품, 전기 절연체로 형성 될 수있다 부품 및 의료 위생 제품.
◆ 4. 단백질 플라스틱
플라스틱 단백질 생분해 성 재료 연구 분야의 하나는 가장 널리 사용되는 천연 생체 고분자 플라스틱 기판이다. 현재, 국내 식물성 단백질이 분해 주로 재료 콩 단백질, 옥수수 단백질을 연구하려고 적용 할 수있다, 밀 단백질 . 현재 대부분의 연구 콩 단백질이다 해바라기 씨와 다른 단백질, 대두 단백질 처리 방법은 생분해 가능한 재료 두있다 : 하나는 습식 공정이다 곧 단백질 수정 후 용액을 준비, 필름으로 캐스팅 자연 공기 성형 또는 가열 건조, 건조, 다른 하나는 압출 성형, 블로우 성형 또는 사출 성형에 의해 기계력 하에서 건조 처리, 대두 단백질 및 개질 혼합 가소제 즉 양이며 방법 및 적절한 금형 준비 분해 가능한 재료 제품의 준비 성형 조건은 성형 압력, 성형 시간 및 성형 온도입니다.
콩 단백질은 생분해 성 물질에서 가장 많이 연구 된 식물 단백질입니다.
분자 골격 아미드 결합 (-CO-NH-)을 다량 함유하는 대두 단백질 때문에 흡수성 아미노산 잔기 (-NH2, -COOH)를 함유하는 큰 분자 측쇄는 재료 경 취성, 높은 흡수율을 갖는 이루어지는 특성 때문에 재료가 먼저 준비되어야한다. 현재, 단백질 물질의 물리적 변형, 화학 수식, 가소가 개질 원료 등의 변형을 혼합, 소분자 변형을 수정하기위한 일반적으로 사용되는 방법. 이러한 변형 방법 만 변경 고급 구조 또는 단백질 분자의 형태가 실질적으로 변형이 두 가지 목적을 갖지 않는 구조에 영향 아미노 산 서열 : 소수성과 기계적 특성을 향상시키기를, 처리 된 물질의 가소성 유동성을 향상시킨다.
재료의 분해 메커니즘은 정확하지 저하 컨트롤이 완벽하게 남아있을 때, 매우 분명하다; 성능의 저하에 대한 평가 방법은 균일하지 않은 현재, 제약 저하의 생물학적 요인 콩 단백질 플라스틱 개발을 중심으로 더 비싼 어려운 촉진하는 것입니다 수 있습니다 연구의 표준 초점은 해외 기계적 특성을 향상시키기 위, 연구자는 생분해 성 물질은 우수한 기계적 특성과 콩 단백질 이용의 내수성이 있어야합니다 준비했습니다 처리 기술을 향상시키는 데 주력하고있다.
◆ 5 리그닌 플라스틱
리그닌은 플라스틱 가공 수지, 가소제, 무기 필러, 상용화 제, 안료 등의 기이다. 블렌드의 부분에서 제조 된 합성 목 재료의 사용 특성 천연 리그닌 폴리머 신 재생에 속하고, 리그닌 흑액 종이에서 추출한 생분해 성, 재생 가능, 재생 가능, 저비용, 무독성 이점을 지닌 1500 억 톤의 연간 생산량 인 셀룰로오스에 이어 두 번째 매장량.
플라스틱 산업 통상 무기 충전재에 비해, 충전제 및 보강제 다수의 각각에 사용되는, 분자 내에 반응성이 높은 관능기를 갖는 리그닌의 최대 장점은 화학적 변형에 의해 다른 원하는 관능기를 연결하는 것이 편리 물리적, 화학적 특성, 상업 응용 프로그램 및 플라스틱 산업 생산, 리그닌 플라스틱 매우 중요한 개발 리그닌에 따라. 일반적인 리그닌은 리그닌 플라스틱 / PVC, 리그닌 / 페놀 수지 (PF)을 포함, 리그닌 / 폴리 우레탄 (PU), 리그닌 (lignin) / 폴리 프로필렌 (PP), 리그닌 (lignin) / 폴리에틸렌 (PE) 등을들 수있다.
현재 연구 리그닌의 초점은 리그닌은 플라스틱 산업의 대규모 사용의 핵심은 얼마나 간단하고 효과적인 리그닌과 수지 사이의 호환성을 개선하는 플라스틱 용량 기술은 여전히, 리그닌에 추가 그래프트 중합에 의해 생성 된 행렬을 완전히 메틸 메타 크릴 리그닌 폴리머 재료 이식 당 업계에서 분해 될 수 있고, 단량체 직접 등 리그닌 합성 페놀 수지, 폴리 우레탄, 폴리 에스테르 및 폴리이 미드와의 반응에 관여 또한 최근 몇 년 동안, 핫스팟의 개발.
◆ 제 키틴 및 키토산 유도체 플라스틱
◇ 6.1 키틴
키틴 (키틴)도 하부 식물 진균, 조류 세포, 절지 새우, 게에 널리 존재하는 키틴으로 알려진 인클로저 구더기 곤충, 갑각류, 연체 동물 (예컨대, 오징어, 갑 오징어) 및 하우징 연골, 고등 식물의 세포벽, 자원 생합성의 연간 양 ~ 1천억t 최대 1백억톤에, 지구 식물 섬유의 생물 자원에 두 번째로 큰 옆에 있습니다. 키틴 자연 키틴, 라이소자임 효소 후, 생태계 탄소와 질소 순환에 관여하는 키토산 효소의 완전 생물 분해는 지구 환경에 중요한 조절 역할을한다.
알고 키틴의 화학 구조의 분석, 충전 만 긍정적으로 자연의 천연 고분자 키틴입니다. 대부분의 항상 불용성 무기 염과 단백질이 밀접하게 자연에서 키틴을 연결. 사람들 키틴을 얻기 위해서, 갑각류의 껍질은 화학적 또는 미생물 학적 방법에 의해 제조되는 경향이있다. 현재의 산업 생산 자주 사용되는 화학 방법은, 산 처리, 칼슘 및 단백질 제거 후에, 다음 열 제거 하에서 강염기로 처리 아세틸은 매우 광범위한 수용성 키틴 (키토산)을 얻을 수 있습니다.
현재 국내 폐기물 종종 새우, 게 껍질. 새우, 20 내지 30 %의 무기 재료 (주로 탄산 칼슘) 40 %의 콘텐츠 게 껍질 키틴 함량 및 기타 유기물 (주로 단백질)로부터 키틴을 추출 나라에서 키틴 자원의 약 30 %의 내용. 해안 절강 성 혼자 폐기물의 40 %가 키틴 이상 만톤을 생산할 수로 계산, 새우의 연간 생산량을 670,000t에 도달, 엄청난 자원 잠재력. 키틴 및 높은 장벽 특성과 폴리 비닐 알코올, 필름의 성능은 일반 플라스틱 필름의 성능에 도달 할 수 생분해 성 수 있습니다.
◇ 6.2 키토산 플라스틱
키토산 (키토)을 탈 아세틸 화 키틴 알칼리성 학명 (1, 4) -2- 아미노 -2- 데 옥시 -β-D- 글루칸 제품의 농축 후 얻어진 수용성 제품이며 양이온 성 중합체, 화학적 안정성, 약 185 ℃에서 분해 고형 키토산 백색 진주 약간 반투명 시트로서.] C, 비 독성, 비 수용성 알칼리, 황산에 용해하고, 유기산 (예컨대, 1 % 아세트산) 및 약산 수용액. 산 가용 점성 생성 키토산 염 투명 콜로이드 용액, H + 결합 분자, 즉, 아미노기로 한 후, 용액을 긍정적으로 높은 분자량 물질을 충전 생성하는 단계 , 아 실화, 카르 복 실화, 히드 록 실화, 알킬화, 에스테르 (설페이트), 아 지드, 염석, 가수 분해 및 킬레이트 화, 산화, 염소화 알디, 그 래프팅 및 가교 발생 등의 반응을 (더 이상 백색 외관), 탈 아세틸 화 정도 키토산 두 인증 인덱스 (더 나은 탈 아세틸 화 정도)로 할 수있다.
키토산은 키토산과 같은 플라스틱 포장재, 농업용 필름, 모 화분 생산에 사용할 수있는 셀룰로오스 복합체 혼합 키토산과 같은 다른 자연 바이오 계 중합체, 및 기타 제품에 배합 할 수있다. 키토산, 전분 복합 재료의 혼합물로 제조 된 필름은 물에 불용성이며 인장 강도가 높고 포장 식품에 사용할 수 있습니다.
결론
경우에 지금, 화석 자원의 고갈을 증가하는 환경 문제를 악화에 직면, 대신 석유 기반 고분자 재료의 바이오 기반 생분해 성 천연 고분자 재료의 사용은, 대체 에너지 그러므로 해결하는 중요한 방법뿐만 아니라 생태 환경을 개선하는 효과적인 수단, 그리고 둘 다 매우 실용적인 의미입니다. 자연 바이오 기반 폴리머 재료의 연구 개발은 먼 길을 가야합니다. 개발을 적극적으로 추진하기 위해서는 모두가 함께해야합니다.