Selon les statistiques, sur les 9 milliards de tonnes de produits en plastique produits dans le monde, seuls 9 % sont recyclés, 12 % sont incinérés et les 79 % restants finissent dans des décharges ou se déversent dans le milieu naturel ; on estime que d'ici 2050 En 2018, la production mondiale de plastique dépassera 34 milliards de tonnes et la production de déchets plastiques sera de 12 milliards de tonnes. À l'heure actuelle, pas moins de 5 000 milliards de sacs en plastique sont utilisés chaque année dans le monde. Désormais, le marché chinois promeut également progressivement l'utilisation de boîtes à lunch dégradables.
La raison fondamentale pour laquelle les plastiques traditionnels apportent une grave pollution blanche est leur long temps de dégradation, et le plus grand avantage des plastiques dégradables par rapport aux plastiques traditionnels est que le temps de dégradation est court, ce qui peut résoudre fondamentalement ce problème.
Les plastiques dégradables font référence à une classe de plastiques dont les diverses propriétés peuvent répondre aux exigences d'utilisation, les propriétés restent inchangées pendant la période de stockage et peuvent être dégradées en substances inoffensives pour l'environnement dans des conditions naturelles après utilisation. Ce concept est d'abord né en Europe. Les pays occidentaux développés utilisent des ustensiles jetables dégradables avec l'idée de l'économie circulaire. Par exemple, à la fin des années 1980, la Suède a produit à titre d'essai des boîtes de restauration rapide jetables à base de pommes de terre et de maïs. Le plastique dégradable le plus idéal devrait avoir les mêmes performances que le plastique non dégradable lors de son utilisation, et après utilisation, il peut être naturellement décomposé en fragments et dégradé en macromolécules et petites molécules étape par étape dans diverses conditions naturelles telles que l'abandon et la mise en décharge. , le dioxyde de carbone et l'eau.
L'Europe, qui a été la première à développer des plastiques dégradables, a développé une voie plastique modifiée par l'amidon, appelée la première génération de plastiques dégradables. Ce type de plastique dégradable à base d'amidon est modifié en ajoutant des additifs tels que l'amidon lors de la polymérisation de monomères traditionnels tels que le PE (polyéthylène), afin que le plastique puisse être craqué en minuscules fragments de plastique dans l'environnement. Cependant, lors de recherches ultérieures, il a été découvert que le plastique après qu'il soit devenu des fragments ne pouvait pas être complètement dégradé et qu'il continuerait d'empoisonner l'environnement en formant des microplastiques. Par conséquent, les plastiques modifiés à l'amidon sont également appelés "plastiques destructibles" (incomplètement dégradables). Les plastiques dégradables de deuxième génération sont des plastiques photothermiquement dégradables, et leur développement est également très lent en raison d'exigences strictes sur les conditions de dégradation telles que la température et l'intensité lumineuse.
Par la suite, les plastiques dégradables ont été développés plus avant dans les Amériques. S'appuyant sur les riches ressources locales en biomasse, la troisième génération de plastiques dégradables représentée par le PLA, à savoir les plastiques biodégradables, est née. Sous l'action de micro-organismes omniprésents dans la nature tels que les champignons et les algues, les longues chaînes du polymère sont brisées, et finalement complètement décomposées en CO2 et en eau pour atteindre une biodégradation complète, et les matières premières sont issues de la fermentation du maïs, etc. , appartenant à des matières premières biosourcées. Plus tard, d'autres plastiques biodégradables tels que le PBS, le PBAT et le PHA ont également été développés les uns après les autres, ce qui peut théoriquement permettre une véritable protection de l'environnement écologique et aucune toxicité environnementale. Dans l'ensemble, la principale caractéristique des agents de nucléation de matériaux inorganiques est qu'ils sont largement disponibles, bon marché et faciles à obtenir, et peuvent favoriser la nucléation et la cristallisation des plastiques biodégradables. Cependant, en raison de sa mauvaise compatibilité avec le polymère de la matrice, il est facile de provoquer une baisse ou une instabilité des performances des produits plastiques, ce qui limite leur domaine d'application.
Les matières plastiques brutes sont l'un des produits les plus importants de l'industrie chimique. En raison des avantages des plastiques dotés d'une fonctionnalité élevée, d'une bonne aptitude au traitement et d'une production à grande échelle facile, ils continuent de créer de nouvelles applications et de remplacer d'autres matériaux traditionnels. En 2019, la production mondiale de plastique a atteint 400 millions de tonnes, et c'est le matériau le plus important pour la construction de la société humaine. Les matériaux traditionnels tels que le bois, la pierre, le verre et le métal se décomposeront en diverses formes après un certain temps et reviendront au cycle naturel, mais les plastiques sont entièrement fabriqués par l'homme et la plupart d'entre eux sont difficiles à décomposer après des centaines d'années. Il a formé le problème de la "pollution blanche" dont la société est très préoccupée. Afin non seulement de profiter des avantages en termes de performances et de coûts des plastiques, mais également d'atténuer les dommages causés par les déchets plastiques à l'environnement, les plastiques dégradables ont vu le jour.
Le développement des plastiques dégradables a été lent au début. La raison principale est que le coût de production est élevé et que la politique de mise en œuvre n'est pas assez forte. Cependant, depuis que la Chine a interdit l'importation de déchets étrangers en 2018, la tendance de l'industrie a considérablement changé. Dans le passé, bien que les pays développés d'outre-mer produisaient une grande quantité de déchets plastiques, en exportant vers la Chine et d'autres régions, l'énorme coût externe était résolu avec un petit coût en espèces ; tandis que la Chine a supporté des coûts externes supplémentaires, et le fardeau devient de plus en plus lourd. . Afin de résoudre le grave problème des déchets, la Chine a commencé à interdire l'importation de déchets étrangers, ce qui a provoqué une augmentation soudaine des coûts de traitement des pays développés. Par conséquent, on peut voir que les pays européens ont successivement introduit des politiques obligatoires pour les plastiques depuis 2018, et les politiques nationales ont également commencé à augmenter. Strict, nous pensons donc que les plastiques dégradables sont entrés dans une période d'explosion industrielle, et l'acide polylactique (PLA) et le PBAT sont les matériaux les plus prometteurs.
Les plastiques biodégradables couvrent un large éventail, y compris l'amidon, la poudre de bois, la poudre de bambou et d'autres matières premières de biomasse organique remplies de complexes. La modification de surface des charges organiques est essentielle à la performance de traitement et d'application des produits. Agents de couplage ou polymérisation fonctionnalisée réactive Les auxiliaires physiques sont un type d'auxiliaires indispensables pour ces produits. Les groupes fonctionnels réactifs couramment introduits sont les groupes isocyanate, les groupes fonctionnels époxy, les oxazolines, les anhydrides d'acide, etc.