ทำไม PLA และ pbat ถึงเป็นกระแสหลัก?

นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นพลาสติกได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆของเศรษฐกิจแห่งชาติเช่นอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้งซึ่งได้นำความสะดวกสบายมาสู่การผลิตและชีวิตของมนุษย์ อย่างไรก็ตามการใช้งานและของเสียจำนวนมากได้นำไปสู่มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้นรวมถึงมลพิษทางแม่น้ำมลพิษภาพยนตร์พื้นที่เพาะปลูกและมลพิษพลาสติกทางทะเล

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดในการใช้งานในช่วงระยะเวลาการเก็บรักษาและสามารถย่อยสลายลงในสารที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมภายใต้สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหลังการใช้งาน ถือว่าเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหามลพิษพลาสติก หนึ่ง.

วัสดุย่อยสลายได้ทั่วไปและชื่อในตลาด

ในหมู่พวกเขา PLA, PBS และ pbat มีระดับอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างสูง วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่แตกต่างกันมีลักษณะที่แตกต่างกันและมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง เพื่อส่งเสริมความเข้าใจและความเข้าใจเกี่ยวกับวัสดุที่ย่อยสลายได้บทความนี้เปรียบเทียบวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่กล่าวถึงอย่างครอบคลุมในแง่ของประสิทธิภาพการทำงานที่ครอบคลุมและสาขาการใช้งาน

สถานการณ์ความจุ

PLA และ pbs/pbat เป็นวัสดุที่สามารถย่อยสลายได้สองชนิดที่มีกำลังการผลิตที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันและกำลังการผลิตทั่วโลกได้ถึง300,000 T /a นอกจากนี้ด้วยนโยบาย "ขีดจำกัดพลาสติก" ทั่วโลกโดยรวมการปรับปรุง PLA และ pbs/pbat ตลาดวัสดุยังกลายเป็นร้อนมาก, และกำลังการผลิตคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดย950,000 T /a และ500,000 T /a ในอีก10ปีข้างหน้า สามารถบรรเทาปัญหาการขาดแคลนวัสดุที่ย่อยสลายได้ในปัจจุบันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แน่นอนว่าโครงการที่วางแผนไว้ส่วนใหญ่อยู่ในขั้นตอนเตรียมความพร้อมและไม่เป็นที่รู้จักว่าสามารถใส่ลงในการผลิตตามกำหนดเวลาได้หรือไม่ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้แสดงให้เห็นในระดับหนึ่งว่าวัสดุ PLA และ pbs/pbat เป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในตลาด

เป็นที่น่าสังเกตว่าวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพของ PGA, PCL, PHA และ PPC มักจะมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ PLA, PBS และ pbat ไม่มี ตัวอย่างเช่น PGA มีความแข็งแรงทางกลที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติอุปสรรคก๊าซและศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในสาขาเช่นน้ำมันและก๊าซดี fracturing ลูกและวัสดุบรรจุภัณฑ์อุปสรรคก๊าซสูงมีขนาดใหญ่มาก ปัจจุบันค่าใช้จ่ายของ PGA ที่ผลิตโดยเส้นทางเคมีถ่านหินในประเทศจีนคาดว่าจะลดลงเป็น10,000หยวน /t, และขอบเขตการใช้งานคาดว่าจะขยายจากฟิลด์วัสดุชีวภาพระดับไฮเอนด์ที่มีปริมาณต่ำไปยังฟิลด์วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงขนาดใหญ่

ประสิทธิภาพที่ครอบคลุม

Polyethene (PE) เป็นพลาสติกแบบดั้งเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและใช้แทนวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ PE มีผลึกที่ยอดเยี่ยมคุณสมบัติกั้นไอน้ำและความต้านทานต่อสภาพอากาศคุณสมบัติเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็น "ลักษณะ PE"

อันที่จริงวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพทั่วไปในปัจจุบันนั้นโดยทั่วไปคือโพลีเอสเตอร์ aliphatic เช่น PLA และ PBS ซึ่งถือได้ว่าเป็น PE ที่มีพันธะเอสเตอร์โดยประมาณ พันธะเอสเตอร์ในห่วงโซ่โมเลกุลทำให้ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและห่วงโซ่ไขมันทำให้ "ลักษณะ PE" ของมัน วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่มีแนวโน้มจะต้องมีทั้งความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและ "ลักษณะ PE" ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปรียบเทียบประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและโพลีเอทิลีน

การวิเคราะห์เปรียบเทียบประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของวัสดุที่ย่อยสลายได้หลายชนิดและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำพลาสติกทั่วไป (LDPE)

ลักษณะของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่แตกต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกันแต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองแต่ไม่มีใครมี "ลักษณะ PE" อย่างเต็มที่ จุดหลอมเหลวและคุณสมบัติทางกลของ pbat และ PBS เทียบเท่ากับของ PE ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถครอบคลุมการประยุกต์ใช้ PE ในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้ง, แต่เมื่อเทียบกับ pbat และ PBS, มีข้อบกพร่องของอัตราการไฮโดรไลซิสที่เร็วเกินไปและความเสถียรในการจัดเก็บที่ไม่ดี จุดหลอมเหลวของ PLA คือความแข็งแรงสูงกว่า PE แต่ความเหนียวแรงดึงและความเป็นคริสตัลลดลงอย่างมาก หลังจากการปรับเปลี่ยนเช่นการส่งเสริมการตกผลึกและการตกผลึกโดยทั่วไปสามารถครอบคลุมการใช้ PE ในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้ง

ฟิลด์แอปพลิเคชัน

ตามสถิติของจีนในปี2018การบริโภคผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ใช้แล้วทิ้งในประเทศจีนสูงถึง20ล้านตันคิดเป็น33% ของผลผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกในประเทศ ตามทฤษฎีแล้ว PLA และ pbat สามารถแทนที่ผลิตภัณฑ์พลาสติกแบบใช้แล้วทิ้งทั้งหมดนั่นคือตลาดที่มีศักยภาพในตลาดมากกว่า20ล้านตัน

พื้นที่ใช้งานหลักของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในขั้นตอนนี้

Epilogue

ปัจจุบัน PLA และ pbs/pbat เป็นวัสดุที่สามารถย่อยสลายได้สองชนิดที่มีเอาต์พุตที่ใหญ่ที่สุดและได้รับการยอมรับอย่างสูงในตลาด ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนพลาสติก PE และ PP ที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ซึ่งมีอยู่ในช่วงกว้างสำหรับใช้ในด้านผลิตภัณฑ์พลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่นๆในปัจจุบันมีกำลังการผลิตที่จำกัดและตลาดมีความเข้มข้นในด้านวัสดุทางการแพทย์ระดับไฮเอนด์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง พวกเขาไม่สามารถแข่งขันกับวัสดุ PLA และ pbs/pbat ในแง่ของการเปลี่ยนพลาสติกทั่วไป อย่างไรก็ตามกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะตัวกำลังเร่งและคาดว่าจะมีโอกาสพัฒนาในวงกว้างในอนาคต