창립 이래 플라스틱은 포장 산업 및 일회용 제품 산업과 같은 국가 경제의 다양한 분야에서 널리 사용되어 인간 생산 및 생활에 큰 편의를 제공했습니다. 그러나 엄청난 양의 사용과 폐기물로 인해 하천 오염, 농지 필름 오염 및 해양 플라스틱 오염을 포함하여 점점 더 심각한 환경 오염이 발생했습니다.
생분해성 물질은 저장 기간 동안 사용 요건을 충족하고 사용 후 자연 환경 조건 하에서 환경적으로 무해한 물질로 분해될 수 있는 플라스틱 유형을 말한다. 플라스틱 오염 문제를 해결하는 효과적인 방법 중 하나로 간주됩니다. 하나.
일련 번호 | 생분해성 재료 | 이름 약어 |
1 | Polylactic Acid | PLA |
2 | 폴리부틸렌 석시네이트 | PBS |
3 | 폴리 (부탄디올 숙시 네이트-코-아디 페이트) | PBSA |
4 | 폴리 (부틸렌 테레프탈레이트-코-아디 파이트) | PBAT |
5 | 폴리 히드록시 지방산 에스테르 | PHA |
6 | 폴리프로필렌 탄산염 | PPC |
7 | 폴리 글리콜 산 | PGA |
8 | 폴리 카프로 락톤 | PCL |
시장에 나와있는 일반적인 생분해 성 재료 및 이름
그 중에서도 PLA, PBS 및 PBAT는 비교적 높은 산업화를 갖는다. 다른 생분해 성 물질은 특성이 다르며 장점과 단점이 있습니다. 생분해 성 물질의 이해와 이해를 촉진하기 위해이 기사는 위에서 언급 한 생분해 성 물질을 생산성, 포괄적 인 성능 및 응용 분야와 포괄적으로 비교합니다.
PLA와 PBS/PBAT는 현재 생산 능력이 가장 큰 두 가지 분해 가능한 재료이며 글로벌 생산 능력은 300,000 t/a에 도달했습니다. 또한 전반적인 글로벌 "플라스틱 한계" 정책이 개선됨에 따라 PLA 및 PBS/PBAT 재료 시장도 매우 뜨거워졌습니다. 생산 능력은 향후 10 년 동안 950,000 t/a 및 500,000 t/a에 의해 크게 증가 할 것으로 예상됩니다. 그것은 생분해 성 물질의 현재 부족을 효과적으로 완화시킬 수 있습니다.
물론 이러한 계획된 프로젝트의 대부분은 준비 단계에 있으며 일정에 따라 생산에 들어갈 수 있는지 여부는 알 수 없습니다. 그러나, 이는 PLA 및 PBS/PBAT 물질이 현재 시중에서 가장 잘 알려진 생분해성 물질임을 어느 정도 보여준다.
PGA, PCL, PHA 및 PPC 생분해성 물질은 일반적으로 PLA, PBS 및 PBAT가 갖지 않는 독특한 특성을 갖는다. 예를 들어, PGA는 우수한 기계적 강도 및 가스 장벽 특성을 가지며, 오일 및 가스 웰 파쇄 볼 및 높은 가스 장벽 포장 재료와 같은 분야에서의 적용 잠재력은 매우 크다. 현재 중국의 석탄 화학 노선에서 생산 된 PGA의 비용은 10,000 위안/t로 감소 될 것으로 예상됩니다. 그 적용 범위는 저량 고급 생물 의학 재료 분야에서 대규모 고성능 재료 분야까지 확장 될 것으로 예상됩니다.
폴리에틸렌 (PE) 은 널리 사용되는 전통적인 플라스틱이며 생분해 성 재료의 주요 대체물입니다. PE는 우수한 결정성, 수증기 장벽 특성 및 내후성을 가지며, 이러한 특성은 집합적으로 "PE 특성" 으로 지칭될 수 있다.
실제로, 현재의 일반적인 생분해성 물질은 기본적으로 PLA와 PBS와 같은 지방족 폴리에스테르이며, 이는 대략 PE 함유 에스테르 결합으로 간주될 수 있다. 분자 사슬의 에스테르 결합은 생분해성을 제공하고 지방 사슬은 "PE 특성" 을 제공합니다. 유망한 생분해성 물질은 생분해성 및 "PE 특성" 을 모두 가질 필요가 있다. 따라서 생분해 성 물질과 폴리에틸렌의 포괄적 인 성능을 비교할 필요가 있습니다.
제품 | 녹는 점/℃ | 인장 강도/MPa | 확장율/% | 분해율 | 산소 장벽 | 물 증기 장벽 |
PLA | 180 | 60 | 6 | 보통 | 보통 | 보통 |
PBS | 120 | 40 | 400 | 빠른 | 알 수 없음 | 알 수 없음 |
PBAT | 120 | 18 | 750 | 보통 | 불쌍한 | 불쌍한 |
PPC | - | 13 | 650 | 보통 | 약간 더 높음 | 약간 더 높음 |
PCL | 60 | 20 | 300 | 느린 | 알 수 없음 | 보통 |
PHA | 145 | 30 | 10 | 빠른 | 약간 더 높음 | 약간 더 높음 |
PGA | 225 | 80 | 10 | 슈퍼 빠른 | 높은 | 높은 |
LDPE | 110 | 12 | 148 | 아니오 | 불쌍한 | 높은 |
여러 생분해 성 재료 및 범용 플라스틱 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 의 포괄적 인 성능에 대한 비교 분석
다른 생분해 성 물질의 특성도 다르며, 각각 고유 한 장점과 단점이 있지만, 그 중 어느 것도 "PE 특성" 을 완전히 소유하지 않습니다. PBAT와 PBS의 융점 및 기계적 특성은 PE와 동일하며, 이는 기본적으로 일회용 제품 산업에서 PE의 적용을 커버 할 수 있지만 PBAT 및 PBS와 비교할 수 있음을 나타냅니다. 너무 빠른 가수 분해 속도와 열악한 저장 안정성의 결함이 있습니다. PLA의 융점은 강도가 PE보다 높지만 인장 인성 및 결정성은 상당히 낮습니다. 강화 및 결정화 촉진과 같은 수정 후 기본적으로 일회용 제품 산업에서 PE의 적용을 커버 할 수 있습니다.
2018 년 중국의 통계에 따르면 중국의 일회용 플라스틱 제품 소비량은 2 천만 톤으로 국내 플라스틱 제품 생산량의 33% 차지합니다. 이론적으로 PLA와 PBAT는 모든 일회용 플라스틱 제품, 즉 2 천만 톤 이상의 잠재적 인 시장 용량을 가진 시장을 대체 할 수 있습니다.
소재 | 매일 플라스틱 | 고성능 플라스틱 | 하이 엔드 생물 의학 재료 | ||||
쓰레기 봉투 | 식사 상자 | 섬유 | 농업 필름 | 높은 장벽 포장 | 외과 봉합 | 마약 캐리어 | |
PLA | √ | √ | √ | ||||
PBAT | √ | √ | √ | ||||
PCL | √ | √ | |||||
PHA | √ | √ | |||||
PGA | √ | √ |
이 단계에서 일부 생분해 성 물질의 주요 적용 영역
현재 PLA와 PBS/PBAT는 생산량이 가장 큰 두 가지 분해 가능한 재료이며 시장에서 높은 평가를 받고 있습니다. 이들은 일회용 플라스틱 제품 분야에서 사용하기 위해 기존의 비 분해성 플라스틱 PE 및 PP를 광범위하게 대체 할 가능성이 높습니다. 다른 생분해 성 재료는 현재 제한된 생산 능력을 가지고 있으며 시장은 높은 부가 가치를 지닌 고급 생물 의학 재료 분야에 집중되어 있습니다. 그들은 범용 플라스틱을 대체하는 측면에서 PLA 및 PBS/PBAT 재료와 경쟁 할 수 없습니다. 그러나 고유 한 특성을 가진 이러한 생분해 성 물질의 대규모 산업화 과정이 가속화되고 있으며 향후 광범위한 개발 전망을 가질 것으로 예상됩니다.
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