生物塑料

“如果不改变引发危机的思维方式，世界将无法摆脱目前的危机状态。”(爱因斯坦)

塑料应用的许多领域，都不应低估其生产和后期处理对环境的强烈影响所带来的问题。事实上，传统的塑料制品除了使用不可再生资源制造外，还需要很长一段时间才能被环境重新吸收:例如，一个塑料瓶需要400多年才能分解。

这个背景刺激了对低环境影响的生态可持续和生物降解产品的需求
Gianeco S.r.l.在回收和回收生物塑料的生产后废物方面发挥着重要作用，为欧洲各地生产生态可持续性产品的公司提供主要服务，这些公司越来越需要找到回收这些创新材料废物的解决办法。
生物可降解塑料可以有效地解决消费后处理的问题，这在经济和环境方面都越来越昂贵。然而，不幸的是，使用生物塑料的巨大好处不是充分的理由的大规模使用
首先也是最重要的是经济因素:市场环境需要抑制传统塑料的生产，因为传统塑料的价格仍然便宜得多。此外，生物塑料并不总是提供与传统塑料相同的质量保证。不断需要投资和更多地注意研究:事实上，开发新技术的高成本削弱了生物塑料的经济竞争力。大规模采用这些新材料的好兆头是人们对环境问题的认识日益提高，这可能是对促进有利于研究的立法倡议的决定性刺激。

可再生能源聚合物可分为:

• 淀粉聚合物
• 聚乳酸(PLA)
• PHB Polyhydroxyalkanoates (PHA)
• 纤维素聚合物

淀粉聚合物是目前市场上最常见的生物聚合物，也是因为其相对较低的成本。它们是通过化学、热和机械处理从天然淀粉中得到的聚合物。淀粉目前从玉米、小麦、土豆、木薯和大米中提取。淀粉类聚合物的力学性能一般低于石化类聚合物。淀粉聚合物很容易加工，但对热降解很敏感，容易吸收水分。淀粉是一种热塑性材料，经过加热、成型和挤压可以软化，因此可以用塑料工业的经典工艺进行加工。一个主要的缺点是它的物理特性，这是高度依赖于水分，使它不适合许多应用。开发淀粉基聚合物的实际应用的方法是将其与另一种相容的、生物可降解的聚合物(石化或天然聚合物)结合，以改善其性能。一个例子是Mater-Bi，它是一种混合物，它由可再生和自然成分(淀粉)以及不可再生和合成石油基(PCL)组成。
自2002年以来，聚乳酸已成为在市场上大规模销售第二的生物聚合物
该材料具有优异的物理和机械性能，是替代石化原料热塑性聚合物(用于某些应用)的最佳选择。长期以来，高价格限制了这种材料为利基或医疗而应用，而最近的乳酸发酵技术的创新为生产大量聚乳酸开辟了可能。需要注意的是，这种材料需要在某些工业堆肥条件(65°C和95%湿度的最佳堆肥条件)下水解开始生物降解。聚乳酸是从生物质中提取淀粉，经酶解或酸水解将淀粉转化为糖。糖是由细菌发酵的。随后，将乳酸转化为高分子量聚合物的方法有两种:一种是通过乳酸(得到的产物是聚乳酸)，另一种是通过缩聚工艺直接聚合得到聚乳酸。

聚乳酸主要可与PET-A进行比较，并可在相同的生产线上(吹塑、注塑、挤出和热成型)进行转换。也可用更高熔融指数的材料，让其很容易地用于注塑应用中，PLA可以作为聚苯乙烯(PS)的有效替代品。
这种生物聚合物也非常适合于纤维挤出，因为它可以有效地取代聚丙烯(PP)。
与标准热塑性材料相比，聚乳酸具有良好的力学性能。与非塑化PVC一样，它具有较低的抗冲击性能。
聚乳酸的硬度，刚度，冲击强度和弹性，都是非常被重视的元素对于饮料容器，类似于PET。
聚乳酸取向的薄膜可以折叠，具有良好的抗扭性能，具有纸张和铝箔的典型性能，在塑料薄膜中不常见。这些性能，高弯曲模量和高透明度，使PLA膜的材料可与玻璃纸膜。
如今，70%的聚乳酸和淀粉被用于面包、牛奶、果汁、水、香水、洗涤剂、油脂的包装。然而，聚乳酸的软化温度较低，不适合含热液体。

聚乳酸的典型应用有:

• 纤维挤出:茶包、服装;
• 注塑成型:容器、一次性餐具;
• 化合物:与木材和PMMA, PC, ABS;
• 热成型:甜点容器、托盘，杯子、咖啡胶囊;

(热成型:容器、托盘、杯子、咖啡胶囊)

• 吹塑:无气水瓶、鲜果汁、化妆瓶;
• 最后，这种材料的通用性也非常有趣的所有3D打印项目。

它在其他领域的应用仍在测试中。这种生物塑料在农业应用方面仍然过于昂贵，或者在建筑工业方面还没有足够的性能 。聚乳酸用于汽车工业,计算机工业、医药等行业的内饰件
PHA和PHB聚羟基烷酸酯是高质量的可再生聚酯，可用于多种用途，但不幸的是，由于生产成本高，在市场上的销量很小。PHB具有良好的热性能(熔点180°C)，可以像传统热塑性塑料一样加工。它可以用于低温和高温应用，从-30°C到+120°C。易腐货物可采用PHB包装，并经蒸汽灭菌处理。PHB产品可以在高压釜中消毒。然而，PHB具有较强的刚性和脆性，限制了其应用。PHB是不溶于水的，对水解降解有很强的抵抗力。这使得它不同于大多数现有的生物塑料，它们对水分和水溶性非常敏感。PHB具有优异的耐溶剂、耐油脂、耐紫外线、耐酸碱性能。PHB无催化剂残留，无毒。所述单体和聚合物是人体细胞的天然组分和代谢物;由于这种特性，PHB可以用于与皮肤或食物接触的产品。PHA在厌氧和好氧条件下均可完全生物降解。如果没有堆肥条件，它们会“完好无损”地保存多年。

纤维素聚合物诞生于19世纪下半叶，今天它们的市场已经缩小到小众应用。事实上，随着50年代合成聚合物薄膜的问世(由于其易于加工、耐久性高和良好的机械性能)，纤维素聚合物薄膜在市场上已经失去了其重要性。与石化聚合物相比，纤维素聚合物的价格相对较高，目前已被归入利基应用或相对较低的产量。
其他生物可降解聚酯可以从化石来源生产:PTT, PBT, PBS, PBAT, PCL。

PBS是一种生物可降解的合成脂肪族聚酯，性能与PET相似;它具不错的力学性能，可以通过传统的转化工艺应用于各种场合。主要应用包括地膜、包装膜、箱包、一次性卫生用品。PBS通常与其他材料混合使用，如热塑性淀粉或己二酸酯共聚物(PBSA)，使其使用更加经济。

PBAT:最重要的脂肪芳香共聚酯是由对苯二甲酸、己二酸和1-4丁二醇共聚物Basf生产的Ecoflex。这种材料是纯出售的，然后可以与其他生物降解聚合物(如淀粉产品)混合，主要用于生产农业薄膜。它与PLA、其他聚酯和淀粉产品的配伍性很好(根据Basf技术数据表)。据该公司介绍,还可以减少膜厚度10μ。其特点与LDPE相似，并在常规线路上可改造
由Ecoflex制成的薄膜可用于堆肥袋、地膜、涂布或在需要高防潮性和耐油脂性的纸张上贴合定向薄膜。