✖


Jump to content

Биопластик

Эта статья о пластике, изготовленном из возобновляемой биомассы. Информацию о биоразлагаемых пластиках см. в разделе « Биоразлагаемый пластик» .
Биоразлагаемая пластиковая посуда.
Цветочная упаковка из PLA-смеси биофлекс.

Биопластики — это пластмассовые материалы, производимые из возобновляемых источников биомассы , таких как растительные жиры и масла , кукурузный крахмал , солома , древесная щепа , опилки , переработанные пищевые отходы и т. д. Некоторые биопластики получаются путем переработки непосредственно из природных биополимеров, включая полисахариды (например, крахмал , целлюлозу) . , хитозан и альгинат ) и белки (например, соевый белок , глютен и желатин ), в то время как другие химически синтезируются из сахара производных (например, молочной кислоты ) и липидов (масел и жиров) из растений или животных или биологически генерируются. путем ферментации сахаров или липидов. Напротив, обычные пластмассы, такие как пластмассы, получаемые из ископаемого топлива (также называемые полимерами на основе нефти), производятся из нефти или природного газа .

Одним из преимуществ биопластиков является их независимость от ископаемого топлива как сырья, которое представляет собой ограниченный и неравномерно распределенный ресурс, связанный с нефтяной политикой и воздействием на окружающую среду . Исследования по анализу жизненного цикла показывают, что некоторые биопластики могут производиться с меньшим углеродным следом, чем их ископаемые аналоги, например, когда биомасса используется в качестве сырья, а также для производства энергии. Однако другие процессы производства биопластиков менее эффективны и приводят к более высокому углеродному следу, чем ископаемый пластик. [1] [2] [3]

Различие между пластиком, не содержащим ископаемых (био)пластиком, и пластиком на основе ископаемого топлива имеет ограниченное значение, поскольку такие материалы, как нефть, сами по себе представляют собой всего лишь окаменелую биомассу. Таким образом, является ли тот или иной вид пластика разлагаемым или неразлагаемым (долговечным), зависит от его молекулярной структуры, а не от того, окаменела или нет биомасса, составляющая сырье. Существуют как прочные биопластики, такие как био-ПЭТ или биополиэтилен (биологические аналоги полиэтилентерефталата и полиэтилена на биологической основе ), так и разлагаемые биопластики, такие как полимолочная кислота , полибутиленсукцинат или полигидроксиалканоаты . Биопластики необходимо перерабатывать так же, как пластики на основе ископаемого топлива, чтобы избежать загрязнения пластиком ; «Дополнительные» биопластики (такие как биополиэтилен) вписываются в существующие потоки переработки. С другой стороны, переработка биоразлагаемых биопластиков в существующих потоках переработки создает дополнительные проблемы, поскольку может повысить стоимость сортировки и снизить выход и качество вторсырья. Однако биоразложение не является единственным приемлемым способом утилизации биоразлагаемых биопластиков по окончании срока их эксплуатации, а механическая и химическая переработка часто являются предпочтительным выбором с экологической точки зрения. [4]

Биоразлагаемость может указывать на окончание срока службы в некоторых приложениях, таких как сельскохозяйственная мульча, но концепция биоразложения не так проста, как многие полагают. Подверженность биоразложению сильно зависит от химической структуры основной цепи полимера, а разные биопластики имеют разную структуру, поэтому нельзя предполагать, что биопластик в окружающей среде будет легко распадаться. И наоборот, биоразлагаемые пластмассы также могут быть синтезированы из ископаемого топлива. [1] [5]

По состоянию на 2018 год биопластики составляли примерно 2% мирового производства пластмасс (>380 миллионов тонн). [6] Благодаря продолжающимся исследованиям биопластиков, инвестициям в компании, производящие биопластики, и растущему вниманию к пластмассам на основе ископаемого топлива, биопластики становятся все более доминирующими на некоторых рынках, в то время как производство ископаемого пластика также неуклонно растет.

определение ИЮПАК

[ редактировать ]

Международный союз теоретической и прикладной химии определяет полимер биологического происхождения как:

Полимер на биологической основе, полученный из биомассы или полученный из мономеров, полученных из биомассы, и который на определенном этапе переработки в готовую продукцию может формоваться потоком.

Примечание 1 : Биопластик обычно используется как противоположность полимеру, полученному из ископаемых ресурсов.
Примечание 2 : Биопластик вводит в заблуждение, поскольку предполагает, что любой полимер, полученный из биомассы, безвреден для окружающей среды .
Примечание 3. Использование термина «биопластик» не рекомендуется. Используйте выражение «полимер биологического происхождения».
Примечание 4 : Полимер на биологической основе, аналогичный полимеру на основе нефти, не подразумевает какого-либо превосходства в отношении окружающей среды, если только сравнение соответствующих оценок жизненного цикла не является благоприятным. [7]

Предлагаемые приложения

[ редактировать ]
Коробочные изделия из биопластика и других биоразлагаемых пластиков.

Коммерческого применения биопластиков немного. Стоимость и производительность остаются проблематичными. Типичным является пример Италии, где биоразлагаемые пластиковые пакеты являются обязательными для покупателей с 2011 года, после принятия специального закона. [8] Помимо конструкционных материалов, разрабатываются электроактивные биопластики, которые обещают проводить электрический ток . [9]

Биопластик используется для изготовления одноразовых предметов, таких как упаковка , посуда, столовые приборы, кастрюли, миски и соломинки. [10]

Биополимеры доступны в качестве покрытий для бумаги, а не в качестве более распространенных нефтехимических покрытий. [11]

Биопластики, называемые биопластами, химически идентичны своим аналогам из ископаемого топлива, но производятся из возобновляемых ресурсов. Примеры включают био-ПЭ , био-ПЭТ , биопропилен , био-ПП , [12] и нейлоны на биологической основе. [13] [14] [15] Встраиваемые биопластики технически легко реализовать, поскольку можно использовать существующую инфраструктуру. [16] Специальный биологический путь позволяет производить продукты, которые невозможно получить с помощью традиционных химических реакций, и создавать продукты, обладающие уникальными и превосходными свойствами по сравнению с альтернативами на основе ископаемого топлива. [15]

Типы

[ редактировать ]

Биопластики на основе полисахаридов

[ редактировать ]

Пластики на основе крахмала

[ редактировать ]
Упаковка арахиса из биопластика (термопластичного крахмала)

Термопластичный крахмал представляет собой наиболее широко используемый биопластик, на него приходится около 50 процентов рынка биопластиков. [17] Простую крахмальную биопластичную пленку можно изготовить в домашних условиях путем желатинизации крахмала и отливки из раствора . [18] Чистый крахмал способен поглощать влагу и, таким образом, является подходящим материалом для производства капсул с лекарствами в фармацевтическом секторе. Однако чистый биопластик на основе крахмала является хрупким. Также можно добавлять пластификаторы, такие как глицерин , гликоль и сорбит , чтобы крахмал можно было обрабатывать термопластично. [19] Характеристики получаемого биопластика (также называемого «термопластичным крахмалом») можно адаптировать к конкретным потребностям, регулируя количество этих добавок. Для переработки крахмала в биопластик можно использовать традиционные методы переработки полимеров, такие как экструзия, литье под давлением, компрессионное формование и литье из раствора. [19] На свойства крахмального биопластика во многом влияет соотношение амилоза / амилопектин . Как правило, крахмал с высоким содержанием амилозы обеспечивает превосходные механические свойства. [20] Однако крахмал с высоким содержанием амилозы имеет меньшую перерабатываемость из-за более высокой температуры желатинизации. [21] и более высокая вязкость расплава. [22]

Биопластики на основе крахмала часто смешивают с биоразлагаемыми полиэфирами для получения крахмала/полимолочной кислоты. [23] крахмал/ поликапролактон [24] или крахмал/Экофлекс [25] (полибутиленадипат-ко-терефталат производства BASF [26] ) смешивается. Эти смеси используются для промышленного применения и также подлежат компостированию. Другие производители, такие как Roquette , разработали другие крахмала и полиолефина смеси . Эти смеси не являются биоразлагаемыми, но имеют меньший углеродный след, чем пластики на нефтяной основе, используемые для тех же целей. [27]

Крахмал дешев, доступен в изобилии и возобновляем. [28]

Пленки на основе крахмала (в основном используемые для упаковочных целей) изготавливаются в основном из крахмала, смешанного с термопластичными полиэфирами, с образованием биоразлагаемых и компостируемых продуктов. Эти пленки особенно часто используются в упаковке потребительских товаров, в том числе в журнальной обертке и пузырчатой ​​пленке. В упаковке пищевых продуктов эти пленки можно рассматривать как пакеты для выпечки или пакеты для фруктов и овощей. Компостные мешки с этой пленкой используются при селективном сборе органических отходов. [28] Кроме того, пленки на основе крахмала можно использовать в качестве бумаги. [29] [30]

Нанокомпозиты на основе крахмала широко изучены и демонстрируют улучшенные механические свойства, термическую стабильность, влагостойкость и газобарьерные свойства. [31]

Пластики на основе целлюлозы

[ редактировать ]
из Упаковочный блистер ацетата целлюлозы , биопластика.

Целлюлозные биопластики представляют собой в основном сложные эфиры целлюлозы (включая ацетат целлюлозы и нитроцеллюлозу ) и их производные, включая целлулоид .

Целлюлоза может стать термопластичной при значительной модификации. Примером этого является ацетат целлюлозы, который стоит дорого и поэтому редко используется для упаковки. Однако целлюлозные волокна, добавленные к крахмалам, могут улучшить механические свойства, газопроницаемость и водостойкость, поскольку они менее гидрофильны, чем крахмал. [28]

Группа из Шанхайского университета смогла создать новый зеленый пластик на основе целлюлозы с помощью метода горячего прессования. [32]

Белковые пластики

[ редактировать ]
Разработка съедобной казеиновой пленки в Министерстве сельского хозяйства США. [33]

Биопластики могут быть изготовлены из белков из разных источников. Например, пшеничная клейковина и казеин демонстрируют многообещающие свойства в качестве сырья для различных биоразлагаемых полимеров. [34]

Кроме того, соевый белок рассматривается как еще один источник биопластика. Соевые белки используются в производстве пластмасс уже более ста лет. Например, панели кузова оригинального автомобиля Ford были изготовлены из пластика на основе сои. [35]

Существуют трудности с использованием пластиков на основе соевого белка из-за их чувствительности к воде и относительно высокой стоимости. Таким образом, производство смесей соевого белка с некоторыми уже доступными биоразлагаемыми полиэфирами повышает чувствительность к воде и снижает стоимость. [36]

Некоторые алифатические полиэфиры

[ редактировать ]

Алифатические (ПГБ), полигидроксивалерат (ПХВ) и полигидроксигексаноат биополиэфиры полигидроксиалканоаты представляют собой в основном поли (ПГА), такие как -3-гидроксибутират (ПГГ).

Полимолочная кислота (PLA)

[ редактировать ]
Мульчирующая пленка из смеси полимолочной кислоты (PLA) bio-flex.

Полимолочная кислота (PLA) — прозрачный пластик, производимый из кукурузы. [37] или декстроза . Внешне он похож на обычные массовые пластики нефтехимического производства, такие как PS . Его получают из растений и биоразлагают в условиях промышленного компостирования. К сожалению, он демонстрирует меньшую ударную вязкость, термостойкость и барьерные свойства (блокируя перенос воздуха через мембрану) по сравнению с небиоразлагаемыми пластиками. [38] PLA и смеси PLA обычно выпускаются в форме гранулятов. PLA используется в ограниченных масштабах для производства пленок, волокон, пластиковых контейнеров, чашек и бутылок. PLA также является наиболее распространенным типом пластиковой нити, используемой для домашнего моделирования методом наплавления в 3D-принтерах.

Поли-3-гидроксибутират

[ редактировать ]

Биополимер , поли-3-гидроксибутират (ПГБ) представляет собой полиэфир вырабатываемый определенными бактериями, перерабатывающими глюкозу и кукурузный крахмал. [39] или сточные воды. [40] Его характеристики аналогичны характеристикам нефтепластического полипропилена (ПП). Производство ПОБ растет. Например, южноамериканская . сахарная промышленность решила расширить производство ПОБ до промышленных масштабов ПОБ отличается прежде всего своими физическими характеристиками. Его можно перерабатывать в прозрачную пленку с температурой плавления выше 130 градусов по Цельсию, и он биоразлагается без остатка.

Полигидроксиалканоаты

[ редактировать ]

Полигидроксиалканоаты (ПГА) представляют собой линейные полиэфиры, в природе путем бактериальной ферментации сахара получаемые или липидов . Они производятся бактериями для хранения углерода и энергии. В промышленном производстве полиэфир извлекают и очищают от бактерий за счет оптимизации условий ферментации сахара. более 150 различных мономеров В этом семействе можно объединить , чтобы получить материалы с совершенно разными свойствами. PHA более пластичен и менее эластичен, чем другие пластики, а также биоразлагаем. Эти пластмассы широко используются в медицинской промышленности.

Полиамид 11

[ редактировать ]

PA 11 — биополимер, полученный из натуральной нефти. Он также известен под торговой маркой Rilsan B, коммерциализированной компанией Arkema . PA 11 принадлежит к семейству технических полимеров и не подвержен биологическому разложению. Его свойства аналогичны свойствам ПА 12 , хотя при его производстве сокращаются выбросы парниковых газов и потребление невозобновляемых ресурсов. Его термическое сопротивление также превосходит PA 12. Он используется в высокопроизводительных устройствах, таких как автомобильные топливопроводы, трубки пневматических тормозов, антитермитная оболочка электрических кабелей, гибкие нефтегазовые трубы, шлангокабели для управляющей жидкости, спортивная обувь, компоненты электронных устройств. и катетеры.

Аналогичным пластиком является полиамид 410 (PA 410), на 70% полученный из касторового масла , под торговым названием EcoPaXX, который продается компанией DSM. [41] PA 410 — это высокоэффективный полиамид, сочетающий в себе преимущества высокой температуры плавления (около 250 °C), низкого поглощения влаги и превосходной устойчивости к различным химическим веществам.

Биологический полиэтилен

[ редактировать ]
Основная статья: Возобновляемый полиэтилен

Основным строительным блоком ( мономером ) полиэтилена является этилен. Этилен химически подобен этанолу, который можно получить путем ферментации сельскохозяйственного сырья, такого как сахарный тростник или кукуруза, и может быть получен из него. Биополученный полиэтилен химически и физически идентичен традиционному полиэтилену – он не подвергается биологическому разложению, но может быть переработан. Бразильская химическая группа Braskem утверждает, что при использовании ее метода производства полиэтилена из сахарного тростника этанол улавливает (удаляет из окружающей среды) 2,15 тонны CO 2 на тонну произведенного зеленого полиэтилена.

Генетически модифицированное сырье

[ редактировать ]

Поскольку ГМ- кукуруза является распространенным сырьем, неудивительно, что из нее производятся некоторые биопластики.

В рамках технологий производства биопластиков существует модель «фабрики растений», в которой используются генетически модифицированные культуры или генетически модифицированные бактерии для оптимизации эффективности .

Полигидроксиуретаны

[ редактировать ]

Конденсация полиаминов и циклических карбонатов дает полигидроксиуретаны. [42] В отличие от традиционных сшитых полиуретанов, сшитые полигидроксиуретаны в принципе поддаются вторичной переработке и переработке посредством динамических реакций транскарбамоилирования. [43]

Полимеры липидного происхождения

[ редактировать ]

Ряд классов биопластиков был синтезирован из растительного и животного происхождения. жиров и масел [44] Полиуретаны , [45] [46] полиэфиры , [47] эпоксидные смолы [48] и был разработан ряд других типов полимеров, свойства которых сравнимы с материалами на основе сырой нефти. Недавнее развитие метатезиса олефинов открыло широкий спектр сырья для экономичного преобразования в биомономеры и полимеры. [49] С ростом производства традиционных растительных масел, а также недорогих масел, полученных из микроводорослей , [50] в этой области имеется огромный потенциал для роста.

Воздействие на окружающую среду

[ редактировать ]
Бутылки из ацетата целлюлозы. биосорта

Такие материалы, как крахмал, целлюлоза, древесина, сахар и биомасса, используются в качестве заменителя ископаемого топлива для производства биопластиков; это делает производство биопластиков более устойчивым видом деятельности по сравнению с традиционным производством пластика. [51] Воздействие биопластиков на окружающую среду часто обсуждается, поскольку существует множество различных показателей «зелености» (например, использование воды, использование энергии, вырубка лесов, биоразложение и т. д.). [52] [53] [54] Следовательно, воздействие биопластика на окружающую среду подразделяется на использование невозобновляемых источников энергии, изменение климата, эвтрофикацию и подкисление . [55] Производство биопластика значительно снижает выбросы парниковых газов и снижает потребление невозобновляемой энергии. [51] Фирмы по всему миру также смогут повысить экологическую устойчивость своей продукции за счет использования биопластиков. [56]

Хотя биопластики экономят больше невозобновляемой энергии, чем обычные пластики, и выделяют меньше парниковых газов по сравнению с обычными пластиками, биопластики также оказывают негативное воздействие на окружающую среду, такое как эвтрофикация и подкисление. [55] Биопластики вызывают более высокий потенциал эвтрофикации, чем обычные пластики. [55] Производство биомассы в ходе промышленного ведения сельского хозяйства приводит к попаданию нитратов и фосфатов в водоемы; это вызывает эвтрофикацию - процесс, при котором водоем приобретает чрезмерное богатство питательных веществ. [55] Эвтрофикация представляет собой угрозу водным ресурсам во всем мире, поскольку она вызывает вредоносное цветение водорослей, которое создает мертвые зоны кислорода, убивая водных животных. [57] Биопластики также увеличивают подкисление. [55] Высокий рост эвтрофикации и закисления, вызванный биопластиками, также вызван использованием химических удобрений при выращивании возобновляемого сырья для производства биопластиков. [51]

Другое воздействие биопластиков на окружающую среду включает меньшую экотоксичность для человека и суши , а также канцерогенный потенциал по сравнению с обычными пластиками. [55] Однако биопластики обладают более высокой экотоксичностью для водной среды, чем обычные материалы. [55] Биопластики и другие материалы на биологической основе увеличивают разрушение стратосферного озона по сравнению с обычными пластиками; это результат выбросов закиси азота при внесении удобрений в промышленном сельском хозяйстве для производства биомассы. [55] Искусственные удобрения увеличивают выбросы закиси азота, особенно когда культуре не нужен весь азот. [58] Незначительное воздействие биопластиков на окружающую среду включает токсичность из-за использования пестицидов на культурах, используемых для производства биопластиков. [51] Биопластики также вызывают выбросы углекислого газа от уборочных машин. [51] Другие незначительные воздействия на окружающую среду включают высокое потребление воды для выращивания биомассы, эрозию почвы, потери углерода в почве и потерю биоразнообразия , и они в основном являются результатом землепользования, связанного с биопластиками. [55] Использование земель для производства биопластиков приводит к потере секвестрации углерода и увеличивает затраты на выбросы углерода, одновременно отвлекая землю от ее существующего использования. [59]

Хотя биопластики чрезвычайно выгодны, поскольку они сокращают потребление невозобновляемых источников энергии и выбросы парниковых газов, они также отрицательно влияют на окружающую среду за счет потребления земли и воды, использования пестицидов и удобрений, эвтрофикации и подкисления; следовательно, предпочтение человека биопластику или обычному пластику зависит от того, что он считает наиболее важным воздействием на окружающую среду. [51]

Еще одна проблема с биопластиками заключается в том, что некоторые биопластики производятся из съедобных частей сельскохозяйственных культур. Это делает биопластики конкурирующими с производством продуктов питания, поскольку культуры, из которых производят биопластики, также можно использовать для питания людей. [60] Эти биопластики называются «биопластиками исходного сырья 1-го поколения».Для производства биопластиков 2-го поколения используются непищевые культуры (целлюлозное сырье) или отходы сырья 1-го поколения (например, отходы растительного масла). В качестве сырья для производства биопластиков третьего поколения используются водоросли . [61]

Биодеградация биопластиков

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Биоразлагаемый пластик.
Упаковочная воздушная подушка из PLA-смеси биофлекс.

Биодеградация любого пластика — это процесс, происходящий на границе твердого тела и жидкости, при котором ферменты жидкой фазы деполимеризуют твердую фазу. [62] Некоторые типы биопластиков, а также обычные пластмассы, содержащие добавки, способны биоразлагаться. [63] Биопластики способны биоразлагаться в различных средах, поэтому они более приемлемы, чем обычные пластики. [64] Биоразлагаемость биопластиков происходит в различных условиях окружающей среды, включая почву, водную среду и компост. [64] Как структура, так и состав биополимера или биокомпозита влияют на процесс биоразложения, поэтому изменение состава и структуры может увеличить биоразлагаемость. [64] Почва и компост как условия окружающей среды более эффективны в биоразложении из-за их высокого микробного разнообразия. [64] Компостирование не только эффективно биоразлагает биопластики, но и значительно снижает выбросы парниковых газов. [64] Биоразлагаемость биопластиков в компостной среде можно повысить, добавив больше растворимого сахара и повысив температуру. [64] С другой стороны, почвенная среда отличается высоким разнообразием микроорганизмов, что облегчает биоразложение биопластиков. [64] Однако биопластикам в почвенной среде необходимы более высокие температуры и более длительное время для биоразложения. [64] Некоторые биопластики более эффективно разлагаются в водоемах и морских системах; однако это создает опасность для морских экосистем и пресной воды. [64] Отсюда можно с уверенностью заключить, что в качестве одного из негативных воздействий биопластиков на окружающую среду можно отметить биоразложение биопластиков в водоемах, приводящее к гибели водных организмов и нездоровости воды.

Биопластики для строительных материалов

[ редактировать ]

Идея биопластика возникла еще в начале 20 века. Однако значительный прогресс произошел в 1980-х и 1990-х годах, когда исследователи начали разрабатывать биоразлагаемые пластмассы из природных источников. Строительная индустрия начала обращать внимание на потенциал биопластиков в конце 2000-х годов, что было вызвано глобальным стремлением к более экологичным методам строительства.

В последние годы биопластики значительно улучшились с точки зрения долговечности, экономической эффективности и производительности. Инновации в области биополимерных смесей и композитов сделали биопластики более подходящими для строительного применения, начиная от изоляции и кончая конструкционными компонентами.

Применение в строительстве

[ редактировать ]
Изоляция
Биопластики можно использовать для создания эффективных и экологически чистых изоляционных материалов. Для этой цели обычно используются полимолочная кислота (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA) из-за их термических свойств и биоразлагаемости. [65]
Полы
Биопластиковые композиты, например, изготовленные из PLA и натуральных волокон, предлагают долговечную и экологичную альтернативу традиционным материалам для напольных покрытий. Их особенно ценят за низкий уровень выбросов углекислого газа и возможность вторичной переработки.
Панели и облицовка
Биопластиковые панели, изготовленные из смеси натуральных волокон и биополимеров, представляют собой экологически чистый вариант облицовки стен и перегородок. Эти материалы легкие, прочные и могут имитировать традиционные материалы, такие как дерево или камень.
Опалубка
Биопластики все чаще используются в опалубке для заливки бетона. Они предлагают преимущества с точки зрения возможности повторного использования, снижения веса и снижения воздействия на окружающую среду по сравнению с обычными материалами. [66]
Армирование
Биопластиковые композиты, армированные натуральными волокнами или другими материалами, могут использоваться в конструкционных целях, предлагая устойчивую альтернативу стали или стекловолокну.

Преимущества использования биопластиков в строительстве. Воздействие на окружающую среду.

[ редактировать ]
Снижение углеродного следа
Биопластики получают из возобновляемых источников, что значительно снижает выбросы углекислого газа от строительных материалов.
Биоразлагаемость
Многие биопластики биоразлагаемы, что помогает сократить количество отходов и загрязнения окружающей среды в конце их жизненного цикла.
Энергоэффективность
Производство биопластиков обычно требует меньше энергии по сравнению с производством обычных пластиков, что еще больше снижает их воздействие на окружающую среду.

Экономические выгоды

[ редактировать ]
Ресурсная эффективность
Использование биопластиков может снизить зависимость от ископаемого топлива и способствовать более эффективному использованию природных ресурсов.
Рост рынка
Рынок биопластиков расширяется благодаря растущему спросу на экологически чистые строительные материалы. Этот рост открывает новые экономические возможности для производителей и поставщиков. [67]

Проблемы и ограничения

[ редактировать ]
Расходы
Производство биопластиков часто обходится дороже, чем производство традиционных пластиков, что может стать препятствием для широкого внедрения в чувствительной к затратам строительной отрасли. Однако ожидается, что текущие исследования и технологические достижения со временем сократят затраты.
Производительность
Хотя биопластики добились значительных успехов, некоторые их виды все еще отстают от традиционных материалов с точки зрения прочности, долговечности и устойчивости к факторам окружающей среды, таким как воздействие ультрафиолета и влага. [68]
Ограниченные приложения
В настоящее время биопластики пригодны для ограниченного круга применений в строительстве. Расширение их использования на более сложные структурные роли потребует дальнейшей разработки и тестирования.

Будущие перспективы

[ редактировать ]

Будущее биопластиков в строительстве выглядит многообещающим, поскольку продолжающиеся исследования и инновации, вероятно, расширят их применение и улучшат их характеристики. [69] Поскольку строительная отрасль все больше стремится к устойчивому развитию, биопластики могут сыграть решающую роль в разработке экологически чистых строительных материалов. [70]

Биопластики предлагают устойчивую и универсальную альтернативу традиционным строительным материалам, имеющую значительные экологические и экономические преимущества. Несмотря на то, что проблемы остаются, особенно с точки зрения стоимости и производительности, продолжающиеся достижения в технологии биопластиков [71] обладают потенциалом для преобразования строительной отрасли и внесения вклада в более устойчивое будущее.

Промышленность и рынки

[ редактировать ]
Чайные пакетики из полилактида (PLA) (мятный чай)

Хотя пластмассы на основе органических материалов производились химическими компаниями на протяжении всего 20-го века, первая компания, специализирующаяся исключительно на биопластиках, — Marlborough Biopolymers — была основана в 1983 году. Однако Marlborough и другие последующие предприятия не смогли добиться коммерческого успеха. Компанией, обеспечивающей долгосрочный финансовый успех, является итальянская компания Novamont, основанная в 1989 году. [72]

Биопластики составляют менее одного процента всех пластмасс, производимых в мире. [73] [74] Большинство биопластиков пока не позволяют сэкономить больше выбросов углекислого газа, чем требуется для их производства. [75] Подсчитано, что для замены 250 миллионов тонн пластика, производимого каждый год, пластиками на биологической основе потребуется 100 миллионов гектаров земли, или 7 процентов пахотных земель на Земле. А когда биопластики достигают конца своего жизненного цикла, те из них, которые предназначены для компостирования и продаются как биоразлагаемые, часто отправляются на свалки из-за отсутствия надлежащего оборудования для компостирования или сортировки отходов, где они затем выделяют метан при анаэробном разложении. [76]

COPA (Комитет сельскохозяйственной организации Европейского Союза) и COGEGA (Генеральный комитет сельскохозяйственного сотрудничества Европейского Союза) провели оценку потенциала биопластиков в различных секторах европейской экономики:

Сектор Тонн в год
Продукты общественного питания 450,000 450000
 
Мешки для органических отходов 100,000 100000
 
Биоразлагаемая мульчирующая пленка 130,000 130000
 
Биоразлагаемая пленка для подгузников. 80,000 80000
 
Подгузники, 100% биоразлагаемые 240,000 240000
 
Упаковка из фольги 400,000 400000
 
Овощная упаковка 400,000 400000
 
Компоненты шин 200,000 200000
 
Общий: 2,000,000

История и развитие биопластиков

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Список производителей биопластика.
  • первая (низшая) версия линолеума. 1855: Выпущена
  • 1862: На Большой Лондонской выставке Александр Паркс демонстрирует паркезин , первый термопластик. Паркезин производится из нитроцеллюлозы и обладает очень хорошими свойствами, но обладает чрезвычайной воспламеняемостью. (Уайт, 1998) [77]
  • 1897: Галалит — биопластик на молочной основе, который производится немецкими химиками в 1897 году и до сих пор производится. Галалит в основном встречается в пуговицах. (Тилен, 2014 г.) [78]
  • 1907: Лео Бэкеланд изобрел бакелит , который получил Национальную историческую химическую достопримечательность за свои непроводящие и термостойкие свойства. Его используют в корпусах радио- и телефонов, кухонной утвари, огнестрельном оружии и многих других изделиях. (Патхак, Снеха, Мэтью, 2014 г.)
  • 1912: Бранденбергер изобретает целлофан из древесины, хлопка или конопляной целлюлозы. (Тилен, 2014 г.) [78]
  • 1920-е годы: Уоллес Каротерс находит пластик из полимолочной кислоты (PLA). PLA невероятно дорог в производстве и не производится массово до 1989 года (Whiteclouds 2018).
  • 1925: Полигидроксибутират был выделен и охарактеризован французским микробиологом Морисом Лемуаном.
  • 1926: Морис Лемуан изобретает полигидроксибутират (ПГБ), который является первым биопластиком, изготовленным из бактерий. (Тилен, 2014 г.) [78]
  • 1930-е годы: Генри Форд изготовил первый автомобиль из биопластика из соевых бобов. (Тилен, 2014 г.) [78] [79]
  • 1940-1945: Во время Второй мировой войны наблюдается рост производства пластика, поскольку он используется во многих материалах военного времени. Благодаря государственному финансированию и надзору производство пластмасс (в целом, а не только биопластиков) в США утроилось в период 1940-1945 годов (Rogers 2005). [80] Короткометражный фильм правительства США 1942 года «Дерево в пробирке» иллюстрирует важную роль, которую биопластики сыграли в победе во Второй мировой войне и в американской экономике того времени.
  • 1950-е годы: был успешно выведен амиломаиз (кукуруза с содержанием амилозы >50%) и начали изучаться возможности коммерческого применения биопластиков. (Лю, Моулт, Лонг, 2009 г.) [81] Из-за низких цен на нефть наблюдается спад в разработке биопластиков, однако разработка синтетических пластмасс продолжается.
  • 1970-е годы: Экологическое движение стимулировало дальнейшее развитие биопластиков. (Роджерс, 2005 г.) [80]
  • 1983: Основана первая компания по производству биопластиков, Marlborough Biopolymers, которая использует биопластик на основе бактерий под названием биопал. (Федер, 1985) [82]
  • 1989: Дальнейшее развитие PLA осуществляет доктор Патрик Р. Грубер, когда он выясняет, как создавать PLA из кукурузы. (Белые облака 2018). Создана ведущая компания по производству биопластиков под названием Novamount. Компания Novamount использует биопластик Matter-bi в самых разных целях. (Новамаунт 2018) [83]
  • Конец 1990-х: Разработка крахмала TP и BIOPLAST в результате исследований и производства компании BIOTEC привела к созданию пленки BIOFLEX. Пленки BIOFLEX можно разделить на линии экструзии пленки с раздувом, экструзии плоской пленки и линии литья под давлением. Эти три классификации имеют следующие применения: пленки, полученные экструзией с раздувом - мешки, мешки, мешки для мусора, мульчирующая пленка, средства гигиены, пленки для подгузников, воздушно-пузырчатые пленки, защитная одежда, перчатки, мешки с двойными ребрами, этикетки, барьерные ленты; Плоские пленки - подносы, цветочные горшки, продукты и упаковка для заморозки, стаканчики, фармацевтическая упаковка; Литье под давлением - одноразовые столовые приборы, банки, контейнеры, фигурки, лотки для компакт-дисков, кладбищенские принадлежности, футболки для гольфа, игрушки, письменные принадлежности. (Лоркс 1998) [84]
  • 1992: В журнале Science сообщается, что ПГБ может производиться растением Arabidopsis thaliana. (Пуарье, Деннис, Кломпаренс, Наврат, Сомервилл, 1992) [85]
  • 2001: Метаболикс, Inc. покупает бизнес Monsanto по производству биополов (первоначально Zeneca), который использует растения для производства биопластиков. (Барбер и Фишер, 2001 г.) [86]
  • 2001: Ник Такер использует слоновью траву в качестве основы для изготовления пластиковых автомобильных деталей. (Такер, 2001) [87]
  • 2005: Cargill и Dow Chemicals переименовываются в NatureWorks и становятся ведущим производителем PLA. (Пенниси, 2016 г.) [88]
  • 2007: Metabolix Inc. Рынок тестирует свой первый 100% биоразлагаемый пластик под названием Mirel, изготовленный из ферментированного кукурузного сахара и генно-инженерных бактерий. (Дигрегорио, 2009 г.) [89]
  • 2012: На основе исследований, опубликованных в журнале фармацевтических исследований, из морских водорослей разработан биопластик, который оказался одним из самых экологически чистых биопластиков. (Раджендран, Пуппала, Снеха, Анджилина, Раджам, 2012 г.) [90]
  • 2013: Запатентован биопластик, полученный из крови, и сшивающий агент, такой как сахара, белки и т. д. (производные иридоидов, диимидаты, дионы, карбодиимиды, акриламиды , диметилсуберимидаты, альдегиды, фактор XIII, дигомобифункциональные эфиры NHS, карбонилдиимид, глиоксилы [ sic ], проантоцианидин, реутерин). Это изобретение можно применить, используя биопластик в качестве тканей, хрящей, сухожилий, связок, костей, а также для доставки стволовых клеток. (Кэмпбелл, Берджесс, Вайс, Смит, 2013 г.) [91] [92]
  • 2014: В исследовании, опубликованном в 2014 году, обнаружено, что биопластики можно производить путем смешивания растительных отходов (стеблей петрушки и шпината, шелухи какао, шелухи риса и т. д.) с растворами ТФУ чистой целлюлозы, создавая биопластик. (Байер, Гусман-Пуйоль, Эредиа-Герреро, Чезераччу, Пигнателли, Руффилли, Чинголани и Атанассиу, 2014 г.) [93]
  • 2016: Эксперимент показал, что автомобильный бампер, соответствующий нормам, может быть изготовлен из биопластичных биоматериалов на основе наноцеллюлозы с использованием банановой кожуры. (Хосейн, Ибрагим, Алейсса, 2016 г.) [94]
  • 2017: Новое предложение по биопластикам, изготовленным из лигноцеллюлозных ресурсов (сухого растительного вещества). (Бродин, Малин, Вальехос, Опедаль, Ареа, Чинга-Карраско, 2017 г.) [95]
  • 2018: Происходит множество событий, в том числе Ikea начинает промышленное производство мебели из биопластика (Баррет 2018), проект «Эффективный», направленный на замену нейлона бионейлоном (Баррет 2018), и первая упаковка, изготовленная из фруктов (Баррет 2018). [96]
  • пять различных типов хитиновых наноматериалов 2019: Корейский научно-исследовательский институт химической технологии выделил и синтезировал для проверки сильных индивидуальных и антибактериальных эффектов. При захоронении под землей 100% биоразложение было возможно в течение шести месяцев. [97]

*Это не полный список. Эти изобретения демонстрируют универсальность биопластиков и важные прорывы. Продолжаются новые применения и изобретения биопластиков.

Год Открытие или разработка биопластика
1862 Паркезин - Александр Паркс
1868 Целлулоид - Джон Уэсли Хаятт
1897 Галалит - немецкие химики
1907 Бакелит - Лео Бакеланд
1912 Целлофан - Жак Э. Бранденбергер
1920-е годы Полимолочная кислота (PLA) – Уоллес Каротерс
1926 Полигидроксибутират (ПГБ) - Морис Лемуан
1930-е годы Автомобиль из биопластика из соевых бобов - Генри Форд
1983 Biopal - Биополимеры Мальборо
1989 PLA из кукурузы – доктор Патрик Р. Грубер; Материя-би - Novamount
1992 ПГБ может производиться Arabidopsis thaliana (небольшое цветущее растение).
1998 Пленка Bioflex (выдувная, плоская, литьевая) обеспечивает множество различных применений биопластика.
2001 ПГБ может быть произведен из слоновой травы.
2007 Mirel (100% биоразлагаемый пластик) от Metabolic Inc. протестирован на рынке
2012 Биопластик получают из морских водорослей
2013 Биопластик, изготовленный из крови и сшивающего агента, который используется в медицинских процедурах.
2014 Биопластик из растительных отходов
2016 Бампер автомобиля из биопластика банановой кожуры
2017 Биопластики из лигноцеллюлозного сырья (сухого растительного сырья)
2018 Мебель из биопластика, бионейлона, упаковки из фруктов.
Центр разработки биопластиков - Массачусетский университет Лоуэлла
Ручка . из биопластика (полилактид, PLA)

Процедуры тестирования

[ редактировать ]
Биопластиковая бутылка для шампуня из смеси PLA bio-flex.

Промышленная компостируемость – EN 13432, ASTM D6400.

[ редактировать ]

13432 EN Чтобы утверждать, что пластиковое изделие подлежит компостированию на европейском рынке, необходимо соблюдать промышленный стандарт . Таким образом, он требует многочисленных испытаний и устанавливает критерии «прошел/не прошел», включая дезинтеграцию (физическое и визуальное разрушение) готового изделия в течение 12 недель, биоразложение (превращение органического углерода в CO 2 ) полимерных ингредиентов в течение 180 дней, токсичность для растений. и тяжелые металлы. Стандарт ASTM 6400 является нормативной базой для США и имеет аналогичные требования.

многие пластмассы на основе крахмала , пластмассы на основе PLA и некоторые алифатически - ароматические сополиэфирные Эти соединения, такие как сукцинаты и адипаты сертификаты получили . Биопластики на основе добавок, продаваемые как фоторазлагаемые или оксо-биоразлагаемые, не соответствуют этим стандартам в их нынешней форме.

Компостируемость – ASTM D6002.

[ редактировать ]

Метод ASTM D 6002 для определения компостируемости пластика определяет слово «компостируемый» следующим образом:

то, что способно подвергаться биологическому разложению на участке компостирования, так что материал визуально не различим и разлагается на диоксид углерода, воду, неорганические соединения и биомассу со скоростью, соответствующей известным компостируемым материалам. [98]

Это определение вызвало много критики, поскольку, вопреки традиционному определению этого слова, оно полностью отделяет процесс «компостирования» от необходимости получения перегноя /компоста как конечного продукта. Единственный критерий, который описывает этот стандарт, заключается в том, что компостируемый пластик должен исчезать так же быстро, как и что-то еще, что уже признано биоразлагаемым в соответствии с традиционным определением.

Отзыв ASTM D 6002

[ редактировать ]

В январе 2011 года ASTM отозвало стандарт ASTM D 6002, который давал производителям пластмасс юридическое право маркировать пластик как компостируемый . Его описание следующее:

В этом руководстве рассматриваются предлагаемые критерии, процедуры и общий подход к определению компостируемости экологически разлагаемых пластиков. [99]

ASTM еще не заменил этот стандарт.

Биологическая основа – ASTM D6866

[ редактировать ]

Метод ASTM D6866 был разработан для сертификации биологического содержания биопластиков. Космические лучи, сталкивающиеся с атмосферой, означают, что часть углерода представляет собой радиоактивный изотоп углерод-14 . CO 2 из атмосферы используется растениями в фотосинтезе , поэтому новый растительный материал будет содержать как углерод-14, так и углерод-12 . При правильных условиях и в геологических временных масштабах останки живых организмов могут быть преобразованы в ископаемое топливо . Примерно через 100 000 лет весь углерод-14, присутствующий в исходном органическом материале, подвергнется радиоактивному распаду, оставив только углерод-12. Продукт, изготовленный из биомассы, будет иметь относительно высокий уровень углерода-14, тогда как продукт, изготовленный из нефтехимических продуктов, не будет содержать углерода-14. Процент возобновляемого углерода в материале (твердом или жидком) можно измерить с помощью ускорительного масс-спектрометра . [100] [101]

Существует важная разница между биоразлагаемостью и биологическим содержанием. Биопластик, такой как полиэтилен высокой плотности (HDPE). [102] может быть на 100% биологической основой (т.е. содержать 100% возобновляемого углерода), но при этом не поддаваться биоразложению. Тем не менее, эти биопластики, такие как HDPE, играют важную роль в борьбе с выбросами парниковых газов, особенно когда их сжигают для производства энергии. Биологический компонент этих биопластиков считается углеродно-нейтральным, поскольку их происхождение происходит из биомассы.

Анаэробная биоразлагаемость – ASTM D5511-02 и ASTM D5526.

[ редактировать ]

ASTM D5511-12 и ASTM D5526-12 — это методы тестирования, соответствующие международным стандартам, таким как ISO DIS 15985, на биоразлагаемость пластика.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Розенбум, Ян-Георг; Лангер, Роберт; Траверсо, Джованни (20 февраля 2022 г.). «Биопластики для экономики замкнутого цикла» . Материалы обзоров природы . 7 (2): 117–137. Бибкод : 2022NatRM...7..117R . дои : 10.1038/s41578-021-00407-8 . ISSN   2058-8437 . ПМЦ   8771173 . ПМИД   35075395 .
  2. ^ Уокер, С.; Ротман, Р. (10 июля 2020 г.). «Оценка жизненного цикла пластика биологического и ископаемого происхождения: обзор» . Журнал чистого производства . 261 : 121158. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.121158 . hdl : 10871/121758 . ISSN   0959-6526 . S2CID   216414551 .
  3. ^ Пеллис, Алессандро; Малинконико, Марио; Гварнери, Алиса; Гардосси, Люсия (25 января 2021 г.). «Возобновляемые полимеры и пластмассы: эффективность за пределами экологичности» . Новая биотехнология . 60 : 146–158. дои : 10.1016/j.nbt.2020.10.003 . ISSN   1871-6784 . ПМИД   33068793 . S2CID   224321496 .
  4. ^ Фреди, Джулия; Доригато, Андреа (01 июля 2021 г.). «Переработка отходов биопластика: обзор» . Передовые промышленные и инженерные исследования полимеров . 4 (3): 159–177. doi : 10.1016/j.aiepr.2021.06.006 . hdl : 11572/336675 . S2CID   237852939 .
  5. ^ «Биопластики (PLA) – мироцентричны» . worldcentric.org . Архивировано из оригинала 9 марта 2019 г. Проверено 15 июля 2018 г.
  6. ^ Чинтапалли, Радж; Скочинский, Пиа; Карус, Майкл; Балтус, Вольфганг; де Гузман, Дорис; Кеб, Харальд; Рашка, Ахим; Равенштейн, Ян (01 августа 2019 г.). «Строительные блоки и полимеры на биологической основе: глобальные мощности, производство и тенденции, 2018–2023 гг.» . Промышленная биотехнология . 15 (4): 237–241. doi : 10.1089/ind.2019.29179.rch . ISSN   1550-9087 . S2CID   202017074 .
  7. ^ Верт, Мишель (2012). «Терминология биородственных полимеров и их применение (Рекомендации ИЮПАК 2012 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 84 (2): 377–410. doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 . S2CID   98107080 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 марта 2015 г. Проверено 17 июля 2013 г.
  8. ^ «Совет министров подтверждает запрет на небиоразлагаемые пластиковые пакеты – Министерство окружающей среды и защиты земли и моря» . minambiente.it .
  9. ^ Сушкив, Ян (декабрь 2005 г.). «Электроактивные биопластики тренируют свои промышленные мускулы» . Новости и события . Министерства Служба сельскохозяйственных исследований сельского хозяйства США . Проверено 28 ноября 2011 г.
  10. ^ Чен, Г.; Патель, М. (2012). «Пластмассы, полученные из биологических источников: настоящее и будущее: технический и экологический обзор». Химические обзоры . 112 (4): 2082–2099. дои : 10.1021/cr200162d . ПМИД   22188473 .
  11. ^ Хвалдиа, Хаула; Эльмира Араб-Тегеран; Стефан Десобри (2010). «Биополимерные покрытия на бумажных упаковочных материалах». Комплексные обзоры в области пищевой науки и безопасности пищевых продуктов . 9 (1): 82–91. дои : 10.1111/j.1541-4337.2009.00095.x . PMID   33467805 .
  12. ^ «Биологические, умные и специальные химикаты» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 ноября 2020 г. Проверено 30 октября 2020 г.
  13. ^ Экологичные биопластики на основе возобновляемого сырья.
  14. ^ Что такое биопластики?
  15. ^ Jump up to: а б Забудьте о биопластике
  16. ^ «Биологические, умные и специальные химикаты» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 ноября 2020 г. Проверено 30 октября 2020 г.
  17. ^ «Типы биопластика | InnovativeIndustry.net» . Проверено 11 июля 2020 г.
  18. ^ Сделайте картофельный пластик! . Instructables.com (26 июля 2007 г.). Проверено 14 августа 2011 г.
  19. ^ Jump up to: а б Лю, Хуншэн; Се, Фэнвэй; Ю, Лонг; Чен, Линг; Ли, Лин (01 декабря 2009 г.). «Термическая переработка полимеров на основе крахмала» . Прогресс в науке о полимерах . 34 (12): 1348–1368. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2009.07.001 . ISSN   0079-6700 .
  20. ^ Ли, Мин; Лю, Пэн; Цзоу, Вэй; Ю, Лонг; Се, Фэнвэй; Пу, Хуайинь; Лю, Хуншэнь; Чен, Лин (01 сентября 2011 г.). «Экструзионная обработка и характеристика пленок пищевого крахмала с различным содержанием амилозы» . Журнал пищевой инженерии . 106 (1): 95–101. doi : 10.1016/j.jfoodeng.2011.04.021 . ISSN   0260-8774 .
  21. ^ Лю, Хуншэн; Ю, Лонг; Се, Фэнвэй; Чен, Лин (15 августа 2006 г.). «Желатинизация кукурузного крахмала с различным содержанием амилозы/амилопектина» . Углеводные полимеры . 65 (3): 357–363. дои : 10.1016/j.carbpol.2006.01.026 . ISSN   0144-8617 . S2CID   85239192 .
  22. ^ Се, Фэнвэй; Ю, Лонг; Су, Бинг; Лю, Пэн; Ван, Цзюнь; Лю, Хуншэнь; Чен, Лин (01 мая 2009 г.). «Реологические свойства крахмалов с различным соотношением амилозы/амилопектина» . Журнал зерновых наук . 49 (3): 371–377. дои : 10.1016/j.jcs.2009.01.002 . ISSN   0733-5210 .
  23. ^ Халид, Сауд; Ю, Лонг; Мэн, Линхан; Лю, Хуншэн; Али, Амджад; Чен, Лин (2017). «Композиты полимолочная кислота/крахмал: влияние микроструктуры и морфологии крахмальных гранул на характеристики». Журнал прикладной науки о полимерах . 134 (46): 45504. doi : 10.1002/app.45504 .
  24. ^ «Производители и поставщики биопластиков на основе крахмала» . Биопластиксонлайн.нет . Архивировано из оригинала 14 августа 2011 года.
  25. ^ Шерман, Лилли Манолис (1 июля 2008 г.). «Улучшение биополимеров: необходимы добавки для повышения прочности, термостойкости и технологичности» . Технология пластмасс . Архивировано из оригинала 17 апреля 2016 года.
  26. ^ «BASF объявляет о масштабном расширении производства биопластиков» . Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 31 августа 2011 г.
  27. ^ «Roquette, новый игрок на рынке пластмасс, запускает GAÏALENE®: инновационную линейку пластиков растительного происхождения» . Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 31 августа 2011 г.
  28. ^ Jump up to: а б с Аверус, Люк; Поллет, Эрик (2014), «Нанобиокомпозиты на основе пластифицированного крахмала», Крахмальные полимеры , Elsevier, стр. 211–239, doi : 10.1016/b978-0-444-53730-0.00028-2 , ISBN  978-0-444-53730-0
  29. ^ Авант, Сандра (апрель 2017 г.). «Лучше бумага, пластик с крахмалом» . Министерство сельского хозяйства США. Архивировано из оригинала 14 декабря 2018 г. Проверено 14 декабря 2018 г.
  30. ^ Кейт, Питер (январь 2017 г.). «Сотрудничество дает лучшие результаты». Армированные пластмассы . 61 (1): 51–54. дои : 10.1016/j.repl.2016.09.002 . ISSN   0034-3617 .
  31. ^ Се, Фэнвэй; Поллет, Эрик; Хэлли, Питер Дж.; Аверус, Люк (1 октября 2013 г.). «Нанобиокомпозиты на основе крахмала» . Прогресс в науке о полимерах . Прогресс бионанокомпозитов: от зеленого пластика к биомедицинскому применению. 38 (10): 1590–1628. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2013.05.002 . ISSN   0079-6700 .
  32. ^ Сонг, На; Хоу, Синшуан; Чен, Ли; Цуй, Сики; Ши, Лии; Дин, Пэн (16 мая 2017 г.). «Зеленый пластик, изготовленный из целлюлозы и функционализированного графена с высокой теплопроводностью». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 9 (21): 17914–17922. дои : 10.1021/acsami.7b02675 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   28467836 .
  33. ^ О'Брайен (февраль 2018 г.). «Это обертка: съедобные пищевые обертки от ARS» . Сельскохозяйственные исследования Министерства сельского хозяйства США : 22 . Проверено 4 декабря 2021 г.
  34. ^ Сонг, Дж. Х.; Мерфи, Р.Дж.; Нараян, Р.; Дэвис, Великобритания (27 июля 2009 г.). «Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычному пластику» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 364 (1526): 2127–2139. дои : 10.1098/rstb.2008.0289 . ISSN   0962-8436 . ПМК   2873018 . ПМИД   19528060 .
  35. ^ Ралстон, Брайан Э.; Оссвальд, Тим А. (февраль 2008 г.). «История материалов завтрашнего дня: биополимеры на основе белков». Пластмассовая инженерия . 64 (2): 36–40. дои : 10.1002/j.1941-9635.2008.tb00292.x . ISSN   0091-9578 .
  36. ^ Чжан, Цзиньвэнь; Цзян, Лонг; Чжу, Линьонг; Джейн, Джей-лин; Мунгара, Перминус (май 2006 г.). «Морфология и свойства смесей соевого белка и полилактида» . Биомакромолекулы . 7 (5): 1551–1561. дои : 10.1021/bm050888p . ISSN   1525-7797 . ПМИД   16677038 .
  37. ^ «История, путешествия, искусство, наука, люди, места» . Смитсонианмаг.com .
  38. ^ Кюнкель, Андреас; Беккер, Джон; Бёргер, Ларс; Хампрехт, Йенс; Кольценбург, Себастьян; Лоос, Роберт; Шик, Майкл Бернхард; Шлегель, Катарина; Синкель, Карстен; Скупин, Габриэль; Ямамото, Мотонори (2016). «Полимеры биоразлагаемые». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. стр. 1–29. дои : 10.1002/14356007.n21_n01.pub2 . ISBN  978-3527306732 .
  39. ^ «Mirel: марки PHA для жестких листов и термоформования» . Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 31 августа 2011 г.
  40. ^ «Micromidas использует тщательно созданные популяции бактерий для переработки органических отходов в биоразлагаемый пластик» . Архивировано из оригинала 23 октября 2011 года.
  41. ^ "Дом" . dsm.com .
  42. ^ Нора, Басам; Лора Кэнди; Жан-Франсуа Бланко; Селин Герен; Янн Рауль; Зефирин Мулунги (2013). «От нефтехимических полиуретанов к полигидроксиуретанам на биологической основе» (PDF) . Макромолекулы . 46 (10): 3771–3792. Бибкод : 2013МаМол..46.3771Н . дои : 10.1021/ma400197c .
  43. ^ Фортман, Дэвид Дж.; Джейкоб П. Брутман; Кристофер Дж. Крамер ; Марк А. Хиллмайер; Уильям Р. Дихтель (2015). «Механически активированные полигидроксиуретановые витримеры без катализаторов» . Журнал Американского химического общества . 137 (44): 14019–14022. дои : 10.1021/jacs.5b08084 . ПМИД   26495769 .
  44. ^ Мейер, Майкл А.Р.; Мецгер, Юрген О.; Шуберт, Ульрих С. ​​(2 октября 2007 г.). «Возобновляемые ресурсы растительного масла как зеленая альтернатива в науке о полимерах». Обзоры химического общества . 36 (11): 1788–802. дои : 10.1039/b703294c . ISSN   1460-4744 . ПМИД   18213986 .
  45. ^ Флорос, Майкл; Ходжабри, Лейла; Авраам, Эльдо; Хосе, Джесми; Томас, Сабу; Потан, Лали; Леао, Алсидес Лопес; Нарине, Суреш (2012). «Повышение термостабильности, прочности и растяжимости полиуретанов на основе липидов с помощью нановолокон на основе целлюлозы». Деградация и стабильность полимеров . 97 (10): 1970–1978. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.016 .
  46. ^ Пиллаи, Прасант, К.С.; Флорос, Майкл С.; Наринэ, Суреш С. (3 июля 2017 г.). «Эластомеры из возобновляемых метатезисных полиолов пальмового масла». ACS Устойчивая химия и инженерия . 5 (7): 5793–5799. doi : 10.1021/acssuschemeng.7b00517 .
  47. ^ Джан, Э.; Кюсефоглу, С.; Шерсть, РП (5 июля 2001 г.). «Жесткие термореактивные жидкие формовочные смолы из возобновляемых ресурсов. I. Синтез и полимеризация малеатов моноглицерида соевого масла». Журнал прикладной науки о полимерах . 81 (1): 69–77. дои : 10.1002/app.1414 . ISSN   1097-4628 .
  48. ^ Стеммелен, М.; Пессель, Ф.; Лапинте, В.; Кайол, С.; Хабас, Ж.-П.; Робин, Ж.-Ж. (01.06.2011). «Эпоксидная смола на биологической основе из растительных масел: от синтеза предшественников тиол-еновой реакцией до изучения конечного материала» (PDF) . Журнал науки о полимерах. Часть A: Химия полимеров . 49 (11): 2434–2444. Бибкод : 2011JPoSA..49.2434S . дои : 10.1002/pola.24674 . ISSN   1099-0518 . S2CID   78089334 .
  49. ^ Мейер, Майкл А.Р. (21 июля 2009 г.). «Метатезис с олеохимикатами: новые подходы к использованию растительных масел в качестве возобновляемых ресурсов в науке о полимерах» . Макромолекулярная химия и физика . 210 (13–14): 1073–1079. дои : 10.1002/macp.200900168 . ISSN   1521-3935 .
  50. ^ Мата, Тереза ​​М.; Мартинс, Антониу А.; Каэтано, Нидия. С. (2010). «Микроводоросли для производства биодизеля и других применений: обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 14 (1): 217–232. дои : 10.1016/j.rser.2009.07.020 . hdl : 10400.22/10059 . S2CID   15481966 .
  51. ^ Jump up to: а б с д и ж Джирони Ф. и Винченцо Пьемонте. «Биопластики и пластмассы на нефтяной основе: сильные и слабые стороны». Источники энергии, Часть A: Восстановление, использование и воздействие на окружающую среду, том. 33, нет. 21, 2011, стр. 1949–59, doi: 10.1080/15567030903436830.
  52. ^ Йейтс, Мадлен Р. и Клэр Ю. Барлоу. «Оценка жизненного цикла биоразлагаемых коммерческих биополимеров - критический обзор». Ресурсы, сохранение и переработка, том. 78, Elsevier BV, 2013, стр. 54–66, doi:10.1016/j.resconrec.2013.06.010.
  53. ^ «Биоразлагаемые пластики лучше для окружающей среды?» . Аксион. 6 февраля 2018 года . Проверено 14 декабря 2018 г.
  54. ^ Майлз, Линдси (22 марта 2018 г.). «Биоразлагаемый пластик: действительно ли он экологичен?» . Проверено 14 декабря 2018 г.
  55. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Вайс, Мартин и др. «Обзор воздействия материалов биологического происхождения на окружающую среду». Журнал промышленной экологии, том. 16, нет. SUPPL.1, 2012, doi:10.1111/j.1530-9290.2012.00468.x.
  56. ^ Брокгауз, Себастьян и др. «Перекресток биопластиков: изучение проблем, с которыми сталкиваются разработчики продуктов, чтобы выйти за рамки пластиков на основе нефти». Журнал чистого производства, том. 127, Elsevier Ltd, 2016, стр. 84–95, doi:10.1016/j.jclepro.2016.04.003.
  57. ^ Синха, Э. и др. «Эвтрофикация увеличится в 21 веке в результате изменения количества осадков». Наука, том. 357, нет. Июль 2017 г., стр. 405–08.
  58. ^ Росас, Франциско и др. «Сокращение выбросов закиси азота в результате сокращения чрезмерного внесения азотных удобрений». Изменение климата, том. 132, нет. 2, 2015, стр. 353–67, doi:10.1007/s10584-015-1426-y.
  59. ^ Джирони, Ф. и Винченцо Пьемонте. «Выбросы в результате изменения землепользования: насколько экологичны биопластики?» Экологический прогресс и устойчивая энергетика, том. 30, нет. 4, 2010, стр. 685–691, doi:10.1002/ep.10518.
  60. ^ Чо, Рене. «Правда о биопластике» . физ.орг . Проверено 31 октября 2021 г.
  61. ^ Биопластиковое сырье 1-го, 2-го и 3-го поколений.
  62. ^ Дельи-Инноченти, Франческо. «Биоразложение пластмасс и тестирование экотоксичности: когда это следует делать». Границы микробиологии, том. 5, нет. Сентябрь, 2014, стр. 1–3, doi:10.3389/fmicb.2014.00475.
  63. ^ Гомес, Эдди Ф. и Фредерик К. Мишель. «Биоразлагаемость обычных и биологических пластиков и композитов из натуральных волокон во время компостирования, анаэробного сбраживания и долгосрочной инкубации почвы». Деградация и стабильность полимеров, том. 98, нет. 12, 2013, стр. 2583–2591., doi:10.1016/j.polymdegradstab.2013.09.018.
  64. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Эмадян, С. Мехди и др. «Биодеградация биопластиков в природной среде». Управление отходами, вып. 59, Elsevier Ltd, 2017, стр. 526–36, doi:10.1016/j.wasman.2016.10.006.
  65. ^ https://www.ecbf.vc/biodegradable-биопластики
  66. ^ https:// Plasticconcreteformwork.com/environmental-benefits-of- Plastic-formwork-in-concrete-construction/
  67. ^ https://www.vantagemarketresearch.com/industry-report/bio Plastics- market-2274?trk=article-ssr-frontend-pulse_little-text-block
  68. ^ https://primebiopol.com/bio Plasticos-y- Plasticos-convencionales-un-analisis-comparativo/?lang=en
  69. ^ https://sameerabuildingconstruction.com/can-bio Plastics-replace-traditional-materials-in-building/
  70. ^ https://itechmag.org/paper/volume%201/03-08.pdf.
  71. ^ https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/1158/1/012008/pdf .
  72. ^ Барретт, Аксель (5 сентября 2018 г.). «История и важнейшие инновации биопластиков» . Новости биопластика .
  73. ^ «Готовы к росту: рынок биоразлагаемых полимеров». Пластмассовая инженерия . 72 (3): 1–4. Март 2016 г. doi : 10.1002/j.1941-9635.2016.tb01489.x . ISSN   0091-9578 .
  74. ^ Дарби, Дебра (август 2012 г.). «Отчет индустрии биопластиков» . Биоцикл . 53 (8): 40–44.
  75. ^ Руйнич-Сокеле, Майя; Пилипович, Ана (сентябрь 2017 г.). «Проблемы и возможности биоразлагаемых пластиков: мини-обзор». Управление отходами и исследования . 35 (2): 132–140. дои : 10.1177/0734242x16683272 . ПМИД   28064843 . S2CID   23782848 .
  76. ^ Дольфен, Джулия. «Биопластики – возможности и проблемы». Совет США по компостированию. Симпозиум по компостируемым пластмассам 2012 г., январь 2012 г., Остин, Техас, https://compostingcouncil.org/admin/wp-content/uploads/2012/01/Dolfen.pdf. Архивировано 26 сентября 2018 г. на Wayback Machine.
  77. ^ Уайт, Дж.Л. (декабрь 1998 г.). «Четвертый в серии: Пионеры переработки полимеров Александр Паркс». Международная переработка полимеров . 13 (4): 326. дои : 10.3139/217.980326 . ISSN   0930-777X . S2CID   137545344 .
  78. ^ Jump up to: а б с д Рашка, Ахим; Карус, Майкл; Пиотровски, Стефан (04 октября 2013 г.), «Возобновляемое сырье и сырье для биопластиков», Bio-Based Plastics , John Wiley & Sons Ltd, стр. 331–345, doi : 10.1002/9781118676646.ch13 , ISBN  978-1-118-67664-6
  79. ^ «Соевый автомобиль — Генри Форд» . www.thehenryford.org . Проверено 9 декабря 2020 г.
  80. ^ Jump up to: а б «Краткая история пластика» . Бруклинская железная дорога . Май 2005 года . Проверено 27 сентября 2018 г.
  81. ^ д-2016-154 . 2016. doi : 10.18411/d-2016-154 . ISBN  978-5-91243-072-5 .
  82. ^ «Новое волокно может сделать детали более прочными». Армированные пластмассы . 39 (5): 17 мая 1995 г. doi : 10.1016/0034-3617(95)91746-2 . ISSN   0034-3617 .
  83. ^ «Новамонт» . Новости биопластика . 30 декабря 2013 г. Проверено 27 сентября 2018 г.
  84. ^ Лёркс, Юрген (январь 1998 г.). «Свойства и применение компостируемого пластика на основе крахмала». Деградация и стабильность полимеров . 59 (1–3): 245–249. дои : 10.1016/s0141-3910(97)00168-7 . ISSN   0141-3910 .
  85. ^ Пуарье, Ив; Деннис, Дуглас; Кломпаренс, Карен; Наврат, Кристиана; Сомервилл, Крис (декабрь 1992 г.). «Перспективы получения полигидроксиалканоатов растениями» . Письма FEMS по микробиологии . 103 (2–4): 237–246. дои : 10.1111/j.1574-6968.1992.tb05843.x . ISSN   0378-1097 .
  86. ^ «Монсанто нашла покупателя на нефтегазовые активы». Новости химии и техники . 63 (48): 5. 02.12.1985. doi : 10.1021/cen-v063n048.p005a . ISSN   0009-2347 .
  87. ^ «История и важнейшие инновации биопластиков» . Новости биопластика . 05.07.2018 . Проверено 27 сентября 2018 г.
  88. ^ Пенниси, Элизабет (16 мая 1992 г.). «Natureworks». Новости науки . 141 (20): 328–331. дои : 10.2307/3976489 . ISSN   0036-8423 . JSTOR   3976489 .
  89. ^ ДиГрегорио, Барри Э. (январь 2009 г.). «Биопластик с биологическими характеристиками: Мирель». Химия и биология . 16 (1): 1–2. doi : 10.1016/j.chembiol.2009.01.001 . ISSN   1074-5521 . ПМИД   19171300 .
  90. ^ Раджам, Манчикатла В.; Йогиндран, Снеха (2018), «Инженерная устойчивость томатов к насекомым с помощью трансгенных подходов», Устойчивая борьба с членистоногими вредителями томатов , Elsevier, стр. 237–252, doi : 10.1016/b978-0-12-802441-6.00010-3 , ISBN  978-0-12-802441-6
  91. ^ «Технология нанотрубок получила патент США». Армированные пластмассы . 48 (10): 17 ноября 2004 г. doi : 10.1016/s0034-3617(04)00461-8 . ISSN   0034-3617 .
  92. ^ Кэмпбелл, Фил Г.; Берджесс, Джеймс Э.; Вайс, Ли Э.; Смит, Джейсон (18 июня 2015 г.). «Способы и устройства для производства плазменных пластмасс и получаемых из них биопластиков» .
  93. ^ Байер, Илькер С.; Гузман-Пуйоль, Сусана; Эредиа-Герреро, Хосе Алехандро; Чезераччу, Лука; Пиньятелли, Франческа; Руффилли, Роберта; Чинголани, Роберто; Афанассиу, Атанассия (15 июля 2014 г.). «Прямая трансформация пищевых растительных отходов в биопластики» . Макромолекулы . 47 (15): 5135–5143. Бибкод : 2014МаМол..47.5135B . дои : 10.1021/ma5008557 . ISSN   0024-9297 .
  94. ^ Шариф Хоссейн, ABM; Ибрагим, Насир А.; Аль-Эйсса, Мохаммед Саад (сентябрь 2016 г.). «Данные о биопластическом биоматериале, полученном на основе наноцеллюлозы, для автомобильного биобампера из биомассы отходов банановой кожуры» . Данные вкратце . 8 : 286–294. дои : 10.1016/j.dib.2016.05.029 . ISSN   2352-3409 . ПМЦ   4906129 . ПМИД   27331103 .
  95. ^ Бродин, Малин; Вальехос, Мария; Опедаль, Михаэла Танасе; Район, Мария Кристина; Чинга-Карраско, Гэри (сентябрь 2017 г.). «Лигноцеллюлоза как устойчивый ресурс для производства биопластиков – обзор». Журнал чистого производства . 162 : 646–664. дои : 10.1016/j.jclepro.2017.05.209 . hdl : 20.500.12219/4447 . ISSN   0959-6526 .
  96. ^ «26. Биотопливо и биопластики». Промышленная химия . 2015. С. 141–148. дои : 10.1515/9783110351705.141 . ISBN  978-3-11-035169-9 .
  97. ^ Тран Т.Х., Нгуен Х.Л., Хван Д.С., Ли Дж.И., Ча Х.Г., Ку Дж.М., Хван С.Ю., Пак Дж., О DX (2019). «Пять разных хитиновых наноматериалов из одного и того же источника с разными полезными функциями и характеристиками». Углеводные полимеры . 205 . Elsevier Science BV, Амстердам: 392–400. дои : 10.1016/j.carbpol.2018.10.089 . ISSN   0144-8617 . ПМИД   30446120 . S2CID   53569630 .
  98. ^ «Compostable.info» .
  99. ^ «ASTM D6002-96(2002)e1 Стандартное руководство по оценке компостируемости пластиков, разлагаемых в окружающей среде (отозвано в 2011 г.)» . astm.org . Архивировано из оригинала 21 декабря 2019 г. Проверено 5 сентября 2012 г.
  100. ^ «ASTM D6866-11 Стандартные методы испытаний для определения биологического содержания твердых, жидких и газообразных проб с использованием радиоуглеродного анализа» . Астм.орг . Проверено 14 августа 2011 г.
  101. ^ «Информационный бюллетень NNFCC – Выпуск 16. Понимание биологического контента – NNFCC» . Nnfcc.co.uk. 24 февраля 2010 г. Проверено 14 августа 2011 г.
  102. ^ «Браскем» . Браскем . Проверено 14 августа 2011 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с биопластиками .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioplastic&oldid=1233914290"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ecec76ca59627e0d100ff24dbe6124bf__1720701600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ec/bf/ecec76ca59627e0d100ff24dbe6124bf.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bioplastic - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)