การประยุกต์ใช้ชีวภาพในแพ็คเกจอาหารและยา I

ไม่มีความพยายามในการแก้ปัญหามลพิษพลาสติกในประเทศจีน เอกสารเกี่ยวกับการควบคุมมลพิษพลาสติกเพิ่มเติมได้รับการอนุมัติแล้ว นอกจากนี้คณะกรรมาธิการการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติพร้อมกับกระทรวงนิเวศวิทยาและสิ่งแวดล้อมได้เปิดตัวเรียงความโดยอ้างว่าขยายการประยุกต์ใช้ฟิล์มบรรจุหีบห่อที่ย่อยสลายได้ถุงช้อปปิ้งที่ย่อยสลายได้ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ชีวภาพตามความต้องการด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัยถุงพลาสติกที่ย่อยสลายได้และ ผลิตภัณฑ์ทางเลือกอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทางเลือกเหล่านี้เป็นไบโอพลาสติกจริง

ในบทความต่อไปนี้ความคิดคุณสมบัติแอปพลิเคชันและโอกาสของไบโอพลาสติคเหล่านี้จะถูกนำเสนอโดยทั่วไป

1. ไบโอพลาสติกคืออะไร

ตามคำจำกัดความของสมาคมชีวภาพยุโรปและสมาคมชีวภาพญี่ปุ่นไบโอพลาสติคเป็นชื่อโดยรวมของพลาสติกที่ใช้ชีวภาพและพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ความคิดในอดีตนั้นก้าวหน้าไปจากมุมมองของวัตถุดิบในขณะที่ความคิดหลังจากมุมมองของประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อม

เมื่อมองจากแง่มุมต่าง ๆ ชีวภาพสามารถจำแนกออกเป็น 3 ประเภท: 1) พลาสติกที่ไม่ย่อยสลายได้ตามวัตถุดิบทดแทน ตัวอย่างเช่นแป้งข้าวโพดถูกประมวลผลเป็นครั้งแรกไปยังเอทานอลชีวภาพจากนั้นไปที่ PE, PP หรือ PET ตามเอทานอล; 2) พลาสติกที่ย่อยสลายได้จากวัสดุทดแทนเช่นแป้งเทอร์โมพลาสติก (เป็นต้นกำเนิดของแป้งและกลายเป็นเทอร์โมพลาสติกภายใต้การกระทำของสารเติมแต่ง), PLA (เป็นพอลิเมอร์จากกรดแลคติคซึ่งเสื่อมโทรมจากแป้งข้าวโพด) เซลลูโลสอะซิเตต เซลลูโลส). พวกเขาเป็นทั้งทางชีวภาพและย่อยสลายได้ 3) พลาสติกย่อยสลายได้ตามทรัพยากรฟอสซิลรวมถึง PBS (ถูกโพลีเมอร์จากกรดซัคซินิกและ butanediol) และ PCL (ถูกควบแน่นจากกรด 6-hydroxycaproic)

ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าบางทีพลาสติกที่ใช้ชีวภาพไม่สามารถย่อยสลายได้ในขณะที่พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพนั้นไม่ได้มีพื้นฐานทางชีวภาพเสมอไป และพลาสติกที่ใช้ชีวภาพไม่ได้ทำจากวัสดุเดียว แต่มาจากวัสดุที่มีประสิทธิภาพและการใช้งานที่แตกต่างกัน

มูลค่าด้านสิ่งแวดล้อมของพลาสติกที่ใช้ชีวภาพมักจะถูกประเมินบนพื้นฐานของเปอร์เซ็นต์ของ biochar พลาสติกแบบดั้งเดิมมาจากทรัพยากรฟอสซิล (เช่นปิโตรเลียมและถ่านหิน) อย่างไรก็ตามวัสดุฟอสซิลที่มีอายุมากไม่มี 14C ดังนั้น 14C สามารถเป็นดัชนีสำหรับการวัดเนื้อหาทางชีวภาพ

ในกรณีนี้สังคมอเมริกันสำหรับการทดสอบและวัสดุที่สร้างมาตรฐาน ASTMD6866 ซึ่งเท่ากับมาตรฐาน CEN/TS 16137 ในยุโรป โดยปกติแล้วร่างกายที่ได้รับการรับรองจากบุคคลที่สามอิสระจะทำการประเมินวัสดุบรรจุภัณฑ์ไบโอพลาสติกและรับรองผลิตภัณฑ์ที่มีเครื่องหมายเช่นเดียวกับในภาพต่อไปนี้

ตอบ: แนะนำโดย Vincotte ซึ่งเป็นหน่วยงานรับรองเบลเยียม (ดาวหนึ่งดาวมีเนื้อหาทางชีวภาพ 20%-40%, สองดาวสองดาว 40%-60%, สามดาว 60%-80%และสี่ดาวมากกว่า 80%)

B: แนะนำโดย Din Certco ซึ่งเป็นหน่วยงานรับรองภาษาเยอรมัน

พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงพลาสติกซึ่งสามารถย่อยสลายได้ภายใต้เงื่อนไขของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหรือการทำปุ๋ยหมัก นอกจากนี้พลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้สามารถย่อยสลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไม่มีอิทธิพลเชิงลบต่อการเจริญเติบโตของพืช

นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานสำหรับพลาสติก CMPostable เช่น EN13432 สำหรับประเทศในยุโรป ASTM D6400 สำหรับ USA และ ISO 17088 สำหรับประเทศอื่น ๆ เครื่องหมายการรับรองทั่วไปเป็นภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็น

ตอบ: แนะนำโดย Vincotte

B: แนะนำโดย DIN CERTCO

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพลาสติกที่ใช้ชีวภาพและพลาสติกฟอสซิลคือองค์ประกอบของพวกเขา โดยปกติแล้วการพูดฟอสซิลพลาสติกมีองค์ประกอบของ C และ H เท่านั้นในขณะที่พลาสติกที่ใช้ชีวภาพมีองค์ประกอบของการใช้พลาสติก C, H และ O

1) ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และป้องกันผลกระทบจากเรือนกระจกจากการแย่ลง

2) ลดมลพิษสีขาวและประหยัดทรัพยากรที่ดินจากหลุมฝังกลบ

มีการประเมินว่าพลาสติกที่ใช้ชีวภาพมากกว่า 65% ถูกใช้เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมการจัดเลี้ยงอิเล็กทรอนิกส์รถยนต์การทำสวนและของเล่น ... อย่างไรก็ตามราคาที่สูงของพวกเขา จำกัด การใช้งานอย่างกว้างขวาง

2. แอปพลิเคชัน

พลาสติกที่ใช้ชีวภาพเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่รวมถึงพลาสติกแป้ง, PLA, PHA polymers, PBS, เซลลูโลสและอื่น ๆ

1) พลาสติกแป้ง

ต้นกำเนิดกว้างการต่ออายุความสามารถในการต่ออายุและความย่อยสลายได้ทำให้แป้งใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตพลาสติกแป้ง ตามมาตรฐานของ GB/T 21661-2008 ของจีนพลาสติกแป้งหมายถึงพลาสติกที่มีแป้งมากกว่า 15%

การพัฒนาของพลาสติกแป้งได้ผ่านสามขั้นตอน: พลาสติกที่เต็มไปด้วยแป้งพลาสติกผสมแป้งและพลาสติกรวมแป้งทั้งหมด เนื้อหาแป้งในแต่ละขั้นตอนสูงกว่าในระยะก่อนหน้า

พลาสติกที่เต็มไปด้วยแป้งส่วนใหญ่จะถูกประมวลผลโดยการผสมแป้งกับ PE, PP, PS หรือพลาสติกฟอสซิลอื่น ๆ พลาสติกแป้งดังกล่าวสามารถย่อยสลายได้เพียงบางส่วนเท่านั้นซึ่งนำไปสู่การใช้งานที่ จำกัด การเผาไหม้ที่เหมาะสมกว่าเพื่อลดการใช้ทรัพยากรน้ำมันและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

พลาสติกผสมแป้งคือการผสมผสานของแป้งและโพลิเมอร์ธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่น ๆ (เช่นเซลลูโลส, PBS และอื่น ๆ ) และสามารถย่อยสลายได้ทั้งหมด

โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนโดยพลาสติไซเซอร์หรือภายใต้เงื่อนไขอื่น ๆ และโมเลกุลของแป้งที่ไม่เป็นระเบียบเพื่อลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้วเราจะได้รับพลาสติกรวมทั้งหมด (หรือแป้งเทอร์โมพลาสติก TPS สั้น ๆ ) ปริมาณแป้งของมันสูงกว่า 90% และสามารถย่อยสลายได้โดยสิ้นเชิง ด้วยเหตุนี้มันพร้อมกับพลาสติกผสมแป้งจึงเรียกว่าพลาสติกแป้งที่ย่อยสลายได้

ทิศทางและเป้าหมายของพลาสติกแป้งคือการแทนที่พลาสติกฟอสซิลฐานและบรรเทาปัญหาการขาดแคลนพลังงานและมลพิษด้านสิ่งแวดล้อม พลาสติกแป้งที่ย่อยสลายได้นั้นมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีความยืดหยุ่นที่แข็งแกร่งความแข็งแรงของแรงกระแทกสูงความต้านทานต่ออุณหภูมิ/น้ำ/น้ำมันไม่มีการทำให้อ่อนลงความสามารถในการเปลี่ยนรูปแบบที่แข็งแกร่งและอื่น ๆ

"Materbi " พลาสติกแป้งแรกของ Novarnont ซึ่งเป็นองค์กรอิตาลีประกอบด้วยแป้งเซลลูโลสน้ำมันพืชและอื่น ๆ มันสามารถย่อยสลายได้และสามารถย่อยสลายได้และสอดคล้องกับมาตรฐานของ EN 13432 พลาสติกสามารถประมวลผลได้กับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันรวมถึงฟิล์ม (ถุงพลาสติกพื้นผิวผ้าอ้อมฟิล์มบรรจุถุงปุ๋ยหมักฟิล์มเกษตร) ผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป (มีดพลาสติกและส้อม ที่ใส่ปากกา, ผลิตภัณฑ์สุขอนามัย, โต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง), ผลิตภัณฑ์โฟม (วัสดุบัฟเฟอร์), ผลิตภัณฑ์ยาง (ยางรถยนต์)

PSM Biodegradable Plastic เป็นผลิตภัณฑ์ของ Ecoplast ซึ่งเป็น บริษัท จีน มันทำจากแป้งและเพิ่มความแข็งแกร่งความเหนียวและความยืดหยุ่นโดยการปรับเปลี่ยนและการทำให้เป็นพลาสติกแป้ง ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการรับรองว่าสามารถย่อยสลายได้ (OK ปุ๋ยหมัก) ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากมันรวมถึงเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร, ถุงพลาสติก, ถุงขยะ, อุปกรณ์โรงแรม, อุปกรณ์ครัว, ขวดเครื่องสำอาง, ที่แขวนเสื้อโค้ท, ฯลฯ .. พลาสติกแป้งมีความปลอดภัยไม่เป็นพิษและย่อยสลายได้และสามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยา แคปซูลแป้งที่ทำจากพลาสติกแป้งถือเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพในการแทนที่แคปซูลเจลทั่วไป

ดร. หลี่ฮุ่ยและเพื่อนร่วมงานของเธอเตรียมแคปซูลแป้งข้าวโพดด้วยแป้งข้าวโพดเป็นวัสดุหลักและ PVA โซเดียมอัลจิเนตและอื่น ๆ เป็นสารเพิ่มปริมาณ เมื่อเปรียบเทียบกับแคปซูลเจลแคปซูลแป้งข้าวโพดมีความสามารถในการสร้างฟิล์มที่ดีกว่าความต้านทานน้ำความแข็งแรงที่สูงขึ้นและเวลาในการสลายตัวที่สั้นลง

Santander Ortega ใช้พลาสติก Propyl Starch Plastics สองชนิดที่แตกต่างกันเพื่อเตรียมอนุภาคนาโน ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอนุภาคมีประสิทธิภาพการเคลือบสูงต่อยาสามชนิด (กรด flufenamic, ฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนและคาเฟอีน) สำหรับอีกสิ่งหนึ่งก็พบว่าอนุภาคยังสามารถปรับปรุงการดูดซึมของกรด flufenamic และเพิ่มผลกระทบในขณะที่ทดสอบการใช้อนุภาคที่มีศักยภาพเป็นผู้ให้บริการส่งมอบ transdermal

ปัจจุบันแป้งเทอร์โมพลาสติกมีค่าใช้จ่ายสูงสูงกว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกแบบดั้งเดิมประมาณ 15% ของ PE, PP และ PS ค่าใช้จ่ายสูงคือคอขวดใหญ่ของการพัฒนา อย่างไรก็ตามการศึกษายังแสดงให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายต่อหน่วยสำหรับการผลิตแป้งเทอร์โมพลาสติกจะลดลงต่ำกว่าพลาสติกแบบดั้งเดิมหากระดับการผลิตขยายตัว