一文讀懂USDA生物基認(rèn)證-生物可降解材料PHA(聚羥基脂肪酸酯)
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聚羥基脂肪酸Polyhydroxyalkanoate (PHA) 是一類生物降解性聚合物,由微生物通過生物合成產(chǎn)生。PHA是一種多樣化的聚合物家族,其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可以根據(jù)不同的微生物產(chǎn)生菌株和合成條件而有所變化。
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PHA具有許多優(yōu)點(diǎn),使其成為可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境友好的替代材料的候選者:
1.生物降解性:PHA可以被自然界中存在的微生物酶降解,最終分解為二氧化碳和水。這種特性使得PHA在使用壽命結(jié)束后可以進(jìn)行生物降解,減少對環(huán)境的影響。
2.可再生性:PHA是由微生物通過發(fā)酵等生物合成過程產(chǎn)生的,可以利用可再生資源作為原料,如植物油、糖類和廢棄物等。
3.物理性能:PHA具有與傳統(tǒng)塑料相似的物理性能,包括強(qiáng)度、韌性和耐熱性等。它可以用于制備各種類型的產(chǎn)品,如薄膜、纖維、注塑件等。
4.應(yīng)用廣泛:PHA在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力,包括包裝材料、醫(yī)療用品、農(nóng)業(yè)膜、紡織品、生物醫(yī)藥領(lǐng)域等。
5.減少對化石燃料的依賴:PHA的生產(chǎn)不依賴于石油等有限資源,通過利用可再生資源可以減少對化石燃料的需求。
總之,聚羥基脂肪酸(PHA)是一類具有生物降解性和可再生性的聚合物,具有廣泛的應(yīng)用前景,可作為替代傳統(tǒng)塑料的環(huán)保材料。它的可持續(xù)性和環(huán)境友好特性使其成為可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。
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-PHA 聚合物是熱塑性的;它們在熔點(diǎn)時(shí)變成液體。
-這些塑料是可生物降解的,可用于生產(chǎn)生物塑料。它們可以是熱塑性材料或彈性材料,熔點(diǎn)范圍為 40 至 180 °C。
-它們是紫外線穩(wěn)定的并且具有低的水滲透性。
-可加工性、沖擊強(qiáng)度和柔韌性可以通過材料中更高百分比的戊酸來改善。
-PHA 可溶于鹵代溶劑,例如氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷。
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預(yù)計(jì)到 2020 年,僅用于包裝的全球生物塑料需求將達(dá)到 884,000 噸。隨著包裝市場需求緩慢但逐漸從石化聚合物轉(zhuǎn)向基于可再生和可持續(xù)材料的生物塑料包裝,生物來源和可生物降解的生物塑料的發(fā)展將成為主要驅(qū)動力。
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生物基產(chǎn)品的認(rèn)可認(rèn)證計(jì)劃包括美國農(nóng)業(yè)部 (USDA) BioPreferred Program ?,其中符合條件的產(chǎn)品可以顯示USDA 認(rèn)證的生物基產(chǎn)品標(biāo)簽。
USDA BioPreferred? 計(jì)劃使用測試方法 ASTM D6866 來識別產(chǎn)品中的生物基含量。使用“新”有機(jī)碳(例如來自農(nóng)業(yè)材料)與總有機(jī)碳(“新”+“舊”或石油基碳)的比率來估算生物基含量。水和無機(jī)碳(如碳酸鹽)被排除在外。生物基優(yōu)先計(jì)劃使用 ASTM D6866 在認(rèn)證過程中量化產(chǎn)品的生物基含量。
生物基認(rèn)證計(jì)劃的項(xiàng)目包括USDA BioPreferred Program ?、德國的 DIN CERTCO DIN-Geprüft Biobased Scheme和 TUV Austria 的OK Biobased 計(jì)劃,其中符合條件的產(chǎn)品可以明顯地顯示一個(gè)認(rèn)證標(biāo)志,說明產(chǎn)品或其包裝材料的生物基含量百分比。
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●PBAT(聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯):PBAT是為了解決傳統(tǒng)塑料造成的環(huán)境污染而開發(fā)的,它是一種極易生物降解的材料,用 PBAT 制成的產(chǎn)品在天然微生物和細(xì)菌的幫助下很容易分解。
●PLA(聚乳酸):PLA是一種由可再生資源如玉米淀粉或甘蔗制成的生物可降解聚合物。它以其透明度、強(qiáng)度和多功能性而聞名。PLA常用于包裝薄膜、一次性餐具、食品容器和3D打印。
●PHA(聚羥基脂肪酸酯):PHA是一類由微生物從可再生資源生產(chǎn)的生物可降解聚合物。PHA以其生物相容性、柔韌性和韌性而聞名。它常用于包裝、農(nóng)業(yè)薄膜、醫(yī)療應(yīng)用和一次性物品。
●淀粉基聚合物:淀粉基聚合物由玉米、土豆或小麥淀粉等可再生資源制成。它們可降解、可再生且毒性低。淀粉基聚合物用于包裝、一次性餐具、農(nóng)業(yè)薄膜和其他一次性應(yīng)用。
●PCL(聚己內(nèi)酯):PCL是一種生物可降解的聚酯,以其生物相容性、低熔點(diǎn)和柔韌性而聞名。它常用于醫(yī)療應(yīng)用,如藥物傳遞系統(tǒng)、縫合線和組織工程。
●PBS(聚丁二酸丁二酯):PBS是一種生物可降解的聚酯,由可再生資源如丁二酸和1,4-丁二醇制成。它具有良好的力學(xué)性能,用于包裝薄膜、農(nóng)業(yè)薄膜和一次性物品等應(yīng)用。
●纖維素基聚合物:纖維素基聚合物是由植物細(xì)胞壁中的纖維素制成的可再生且生物可降解的聚合物。它們以其生物相容性、低毒性和良好的屏障性能而聞名。纖維素基聚合物用于包裝薄膜、涂層和其他應(yīng)用。
這只是常用生物可降解材料的一些例子。還有許多其他生物可降解材料正在進(jìn)行研究和開發(fā),用于不同的應(yīng)用,因?yàn)閷Νh(huán)保材料的需求不斷增長。需要注意的是,生物可降解材料
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以下是這些常用生物可降解材料的價(jià)格從高到低的排名:
●PHA(聚羥基脂肪酸酯):由于其生產(chǎn)過程較為復(fù)雜和昂貴,PHA的價(jià)格通常較高。
●PCL(聚己內(nèi)酯):PCL的價(jià)格通常較高,因?yàn)槠渖a(chǎn)過程涉及較高的成本和技術(shù)要求。
●PLA(聚乳酸):PLA的價(jià)格相對較高,但隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模化生產(chǎn)的推廣,其價(jià)格逐漸趨于競爭力。
●PBAT(聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯):PBAT的價(jià)格通常處于中等水平。然而,不同地區(qū)、生產(chǎn)廠家以及訂單量的不同可能會影響PBAT的具體價(jià)格。
●PBS(聚丁二酸丁二酯):PBS的價(jià)格通常處于中等水平,較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
●淀粉基聚合物:淀粉基聚合物通常價(jià)格較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,因?yàn)榈矸圩鳛橐环N常見的可再生資源相對便宜。
●纖維素基聚合物:纖維素基聚合物的價(jià)格相對較低,因?yàn)槔w維素作為一種廣泛存在的天然資源較為廉價(jià)。
需要注意的是,這些材料的價(jià)格可能會隨著市場供需關(guān)系、生產(chǎn)技術(shù)和規(guī)?;a(chǎn)等因素而有所變化,具體價(jià)格可能會因不同地區(qū)和生產(chǎn)廠家而異。