Biologisch abbaubare Kunststoffe im Vergleich zu recycelten Kunststoffen
Kunststoff ist einer der wichtigsten Grundstoffe der modernen Industrie. Laut Statistiken von Our World in Data produzierten Menschen von 1950 bis 2015 insgesamt 5,8 Milliarden Tonnen Plastikmüll, von denen mehr als 98 % auf Mülldeponien landeten, weggeworfen oder verbrannt wurden. Nur wenige bis 2 % werden recycelt.
Laut Statistiken des Science-Magazins liegt China aufgrund seiner globalen Marktrolle als globaler Produktionsstandort mit einem Anteil von 28 % weltweit an erster Stelle bei der Menge an Kunststoffabfällen. Diese Kunststoffabfälle verschmutzen nicht nur die Umwelt und gefährden die Gesundheit, sondern beanspruchen auch wertvolle Landressourcen. Daher hat unser Land begonnen, der Bekämpfung der weißen Verschmutzung große Bedeutung beizumessen.
In den 150 Jahren nach der Erfindung des Plastiks entstanden im Pazifischen Ozean durch die Einwirkung der Meeresströmungen drei große Plastikmülldeponien.
Nur 1,2 % der weltweiten Kunststoffproduktion der letzten 65 Jahre wurden recycelt, der Rest liegt unter menschlichen Füßen begraben und wartet 600 Jahre auf den Abbau.
Laut IHS-Statistik lag der weltweite Kunststoffanwendungsbereich im Jahr 2018 hauptsächlich im Verpackungsbereich und machte 40 % des Marktes aus. Auch die weltweite Plastikverschmutzung stammt hauptsächlich aus dem Verpackungsbereich und macht 59 % aus. Verpackungskunststoff ist nicht nur die Hauptquelle der weißen Verschmutzung, sondern zeichnet sich auch dadurch aus, dass er wegwerfbar ist (wenn recycelt, ist die Anzahl der Zyklen hoch), schwer zu recyceln (die Kanäle für Verwendung und Entsorgung sind verstreut), geringe Leistungsanforderungen usw hohe Anforderungen an den Gehalt an Verunreinigungen.
Biologisch abbaubare Kunststoffe und recycelte Kunststoffe sind zwei mögliche Optionen zur Lösung des Problems der weißen Umweltverschmutzung.
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Unter biologisch abbaubaren Kunststoffen versteht man Kunststoffe, deren Produkte die Leistungsanforderungen für die Verwendung erfüllen können, während der Lagerzeit unverändert bleiben und nach der Verwendung unter natürlichen Umweltbedingungen zu umweltschädlichen Substanzen abgebaut werden können.
0 1 Abbauprozess abbaubarer Kunststoffe
0 2Klassifizierung abbaubarer Kunststoffe
Biologisch abbaubare Kunststoffe können nach verschiedenen Abbaumethoden oder Rohstoffen klassifiziert werden.
Gemäß der Klassifizierung der Abbaumethoden können abbaubare Kunststoffe in vier Kategorien eingeteilt werden: biologisch abbaubare Kunststoffe, fotoabbaubare Kunststoffe, foto- und biologisch abbaubare Kunststoffe sowie wasserabbaubare Kunststoffe.
Derzeit ist die Technologie fotoabbaubarer Kunststoffe sowie foto- und biologisch abbaubarer Kunststoffe noch nicht ausgereift und es gibt nur wenige Produkte auf dem Markt. Daher handelt es sich bei den im Folgenden genannten abbaubaren Kunststoffen ausschließlich um biologisch abbaubare Kunststoffe und wasserabbaubare Kunststoffe.
Nach der Klassifizierung der Rohstoffe können abbaubare Kunststoffe in biobasierte abbaubare Kunststoffe und erdölbasierte abbaubare Kunststoffe unterteilt werden.
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind aus Biomasse hergestellte Kunststoffe, die den Verbrauch traditioneller Energieträger wie Erdöl reduzieren können. Dazu gehören hauptsächlich PLA (Polymilchsäure), PHA (Polyhydroxyalkanoat), PGA (Polyglutaminsäure) usw. .
Auf Erdöl basierende abbaubare Kunststoffe sind Kunststoffe, die mit fossiler Energie als Rohstoff hergestellt werden, darunter hauptsächlich PBS (Polybutylensuccinat), PBAT (Polybutylenadipat/Terephthalat), PCL (Polycaprolactonester) usw.
0 3 Vorteile abbaubarer Kunststoffe
Biologisch abbaubare Kunststoffe haben ihre Vorteile in Bezug auf Leistung, Praktikabilität, Abbaubarkeit und Sicherheit.
In Bezug auf die Leistung können abbaubare Kunststoffe in bestimmten Bereichen die Leistung herkömmlicher Kunststoffe erreichen oder übertreffen;
Im Hinblick auf die Praktikabilität weisen abbaubare Kunststoffe eine ähnliche Anwendungsleistung und Hygieneleistung auf wie ähnliche herkömmliche Kunststoffe;
Im Hinblick auf die Abbaubarkeit können abbaubare Kunststoffe nach der Verwendung in der natürlichen Umgebung (bestimmte Mikroorganismen, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) schnell abgebaut werden und zu Fragmenten oder ungiftigen Gasen werden, die von der Umwelt leicht verwertet werden können, wodurch die Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden.
Was die Sicherheit betrifft, sind die beim Abbauprozess abbaubarer Kunststoffe entstehenden oder verbleibenden Stoffe ungefährlich für die Umwelt und haben keinen Einfluss auf das Überleben von Menschen und anderen Organismen.
Das größte Hindernis für den Ersatz herkömmlicher Kunststoffe besteht derzeit darin, dass die Produktionskosten abbaubarer Kunststoffe höher sind als die von ähnlichen herkömmlichen Kunststoffen oder recycelten Kunststoffen.
Daher bieten abbaubare Kunststoffe als Alternative mehr Vorteile bei Anwendungen wie Verpackungen und Agrarfolien, die nur von kurzer Dauer sind, schwer zu recyceln und zu trennen sind, geringe Leistungsanforderungen stellen und hohe Anforderungen an den Gehalt an Verunreinigungen stellen.
recycelter Kunststoff
Unter recycelten Kunststoffen versteht man Kunststoffrohstoffe, die durch die Verarbeitung von Kunststoffabfällen durch physikalische oder chemische Methoden wie Vorbehandlung, Schmelzgranulierung und Modifizierung gewonnen werden.
Der größte Vorteil von recycelten Kunststoffen besteht darin, dass sie günstiger sind als neue Materialien und abbaubare Kunststoffe. Je nach Leistungsbedarf können nur bestimmte Eigenschaften von Kunststoffen verarbeitet und entsprechende Produkte hergestellt werden.
Wenn die Anzahl der Zyklen nicht zu hoch ist, können recycelte Kunststoffe ähnliche Eigenschaften wie herkömmliche Kunststoffe beibehalten oder durch Mischen von recycelten Materialien mit neuen Materialien stabile Eigenschaften beibehalten. Nach mehreren Zyklen lässt die Leistung recycelter Kunststoffe jedoch stark nach oder wird unbrauchbar.
Darüber hinaus ist es für recycelte Kunststoffe schwierig, eine gute Hygieneleistung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Wirtschaftlichkeit aufrechtzuerhalten. Daher eignen sich recycelte Kunststoffe für Bereiche, in denen die Anzahl der Zyklen gering ist und die Anforderungen an die Hygieneleistung nicht hoch sind.
0 1
Herstellungsprozess für recycelten Kunststoff
0 2 Leistungsänderungen gängiger Kunststoffe nach dem Recycling
Anmerkungen: Schmelzindex, die Fließfähigkeit von Kunststoffmaterialien während der Verarbeitung; spezifische Viskosität, die statische Viskosität einer Flüssigkeit pro Volumeneinheit
Verglichen
Biologisch abbaubarer Kunststoff
VS recycelter Kunststoff
1 Im Vergleich dazu haben abbaubare Kunststoffe aufgrund ihrer stabileren Leistung und geringeren Recyclingkosten alternative Vorteile bei Anwendungen wie Verpackungen und Agrarfolien, die kurzlebig und schwer zu recyceln und zu trennen sind; während recycelte Kunststoffe geringere Recyclingkosten haben. Der Preis und die Produktionskosten sind in Anwendungsszenarien wie Alltagsgegenständen, Baumaterialien und Elektrogeräten vorteilhafter, die eine lange Nutzungsdauer haben und leicht zu sortieren und zu recyceln sind. Die beiden ergänzen sich.
2
Weiße Verschmutzung kommt hauptsächlich aus dem Verpackungsbereich, und abbaubare Kunststoffe haben einen größeren Spielraum. Mit politischer Förderung und Kostensenkung hat der zukünftige Markt für abbaubare Kunststoffe weitreichende Aussichten.
Im Verpackungsbereich wird der Ersatz abbaubarer Kunststoffe realisiert. Die Anwendungsgebiete von Kunststoffen sind sehr vielfältig und verschiedene Bereiche stellen unterschiedliche Anforderungen an Kunststoffe.
Die Anforderungen an Kunststoffe in Automobilen, Haushaltsgeräten und anderen Bereichen bestehen darin, dass sie langlebig und leicht zu trennen sind und die Menge an einzelnen Kunststoffen groß ist, sodass der Status traditioneller Kunststoffe relativ stabil ist. In den Verpackungsbereichen wie Plastiktüten, Lunchboxen, Mulchfolien und Expressversand sind diese aufgrund des geringen Verbrauchs an Kunststoffmonomeren anfällig für Verunreinigungen und lassen sich nur schwer effizient trennen. Dadurch ist es wahrscheinlicher, dass abbaubare Kunststoffe in diesen Bereichen zu einem Ersatz für herkömmliche Kunststoffe werden. Dies belegt auch die weltweite Nachfragestruktur nach abbaubaren Kunststoffen im Jahr 2019. Die Nachfrage nach abbaubaren Kunststoffen konzentriert sich hauptsächlich auf den Verpackungsbereich, wobei flexible Verpackungen und starre Verpackungen insgesamt 53 % ausmachen.
Biologisch abbaubare Kunststoffe wurden in Westeuropa und Nordamerika schon früher entwickelt und nehmen Gestalt an. Ihre Anwendungsgebiete konzentrieren sich auf die Verpackungsindustrie. Im Jahr 2017 machten Einkaufstaschen und Produktionstaschen den größten Anteil (29 %) des Gesamtverbrauchs an abbaubaren Kunststoffen in Westeuropa aus; Im Jahr 2017 machten Lebensmittelverpackungen, Lunchboxen und Geschirr den größten Anteil (53 %) des Gesamtverbrauchs an abbaubaren Kunststoffen in Nordamerika aus. )
Zusammenfassung: Biologisch abbaubare Kunststoffe sind eine wirksamere Lösung gegen weiße Umweltverschmutzung als Kunststoffrecycling.
59 % der weißen Verschmutzung stammen von Verpackungen und Agrarfolien aus Kunststoffprodukten. Kunststoffe für diese Art der Verwendung sind jedoch Einwegartikel und schwer zu recyceln, sodass sie für das Kunststoffrecycling ungeeignet sind. Nur abbaubare Kunststoffe können das Problem der weißen Verschmutzung grundsätzlich lösen.
Für die Anwendungsbereiche abbaubarer Kunststoffe ist die Leistung nicht der Engpass, und die Kosten sind der Hauptfaktor, der den Marktersatz traditioneller Kunststoffe durch abbaubare Kunststoffe einschränkt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Juni 2024