новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка ПЭТ листов в России 2017
Исследование рынка спанбонда в России, Украине, Белоруссии, Казахстане 2017
Исследование рынка многослойных термоусадочных полиэтиленовых пленок в Центральном федеральном округе
Исследование рынка гранулированных доменных шлаков в России
Исследование рынка шахтных электровозов в России, 2016
Исследование рынка шовных хирургических нитей в России, 2016
Исследование рынка пластиковых контейнеров для биопроб в России, 2016
Исследование рынка трехкомпонентных шприцев в России, 2016
Исследование рынка резиновых медицинских перчаток в России
Исследование рынка инфузионных и трансфузионных систем в России, 2016

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

ПИЩЕВАЯ БИОРАЗЛАГАЕМАЯ УПАКОВКА


Сегодня в пищевой промышленности широкое распространение получили пленки на основе таких природных биоразлагаемых полимеров, как целлюлоза, хитозан, желатин, полипептиды, казеин и др. Особый интерес вызывает крахмал как наиболее дешевый вид сырья. На мировом рынке пищевой упаковки группа биоразлагаемых пластиков на «натуральной основе» представлена такими материалами, как Novon, Biopac, Bioflex, PLA, Solanyl.


 

Интерес к биополимерам в Европе, особенно в современных условиях галопирующего роста цен на нефть, продолжает усиливаться. Это подтвердили результаты выставки Innivationpark Bioplastics in Packging, состоявшейся в мае 2005 г. в Германии. Развитию рынка биополимеров в Европе способствуют также программы по раздельному сбору компостируемых отходов и специальные директивы, предусматривающие штрафы за совместное захоронение отходов различного вида
В России ежегодно образуется около 180 млн м3 твердых бытовых отходов, половину которых составляет пищевая упаковка (бумага, металл, картон, стекло, полимерные материалы и т. д.). Из них только 3 % идет на повторную переработку, а остальные сжигаются или вывозятся на свалки. Однако сжигание - это дорогостоящий процесс, приводящий к образованию высокотоксичных, а также супертоксичных (таких, как фураны и диоксины) соединений. Кроме того, под полигоны и свалки твердых бытовых отходов ежегодно отчуждается до 10 тыс. га земель, в том числе и плодородных, изымаемых из сельскохозяйственного оборота. Сроки, необходимые для разложения тароупаковочных материалов в естественных условиях, могут составлять несколько десятилетий.
Разложение традиционных полимерных материалов составляет десятки и сотни лет, использование же биополимеров приводит к значительному сокращению этих сроков. Скорость разложения биополимерных материалов зависит от ряда факторов - вида полимера, влажности, температуры, светового воздействия, микробиологической популяции и др. Наиболее высокой способностью к биодеструкции обладают те природные и синтетические полимеры, которые содержат химические связи, легко подвергаемые гидролизу. Присутствие заместителей в полимерной цепи часто способствует повышению биодеструкции, зависящей также от степени замещения цепи и длины ее участков между функциональными группами, гибкости макромолекул и т. д.
Следующий фактор, влияющий на стойкость полимеров к биоразложению, - величина их молекул. В то время как мономеры или олигомеры могут легко поражаться микроорганизмами, биополимеры с большой молекулярной массой более устойчивы к их воздействию. Биодеструкцию большинства технических полимеров инициируют процессы небиологического характера, такие как термическое и фотоокисление, термолиз, механическая деградация и т. п. На биодеградацию синтетических полимеров существенно влияет их надмолекулярная структура. Известно, что компактное расположение структурных фрагментов полукристаллических и кристаллических полимеров ограничивает их набухание в воде и препятствует проникновению ферментов в полимерную матрицу. Это затрудняет воздействие ферментов микроорганизмов не только на главную углеродную цепь полимера, но и на биоразрушаемые участки цепи. Кроме того, аморфная часть полимера всегда менее устойчива к биодеструкции, чем кристаллическая
Современные биополимеры могут быть получены как из возобновляемых природных ресурсов, так и из традиционного сырья - продуктов нефтехимии. В настоящее время в пищевой промышленности широкое распространение получили пленки на основе таких природных биоразлагаемых полимеров, как целлюлоза, хитозан, желатин, полипептиды, казеин и др. Особый интерес вызывает крахмал как наиболее дешевый вид сырья, основным источником промышленного производства которого служат картофель, пшеница, кукуруза, рис, маис и некоторые другие растения.
Например, голландская компания Rodenburg Polymers уже производит биополимеры марки Solanyl на основе крахмала. Сначала их производили из отходов кукурузы, а позднее - и из отходов картофеля. По своим физико-механическим характеристикам он близок к полипропилену (ПП) и полистиролу (ПС). В компосте этот биополимер разлагается менее чем за 12 недель, причем время его полного разложения зависит от состава и технологии получения, а также от условий окружающей среды. Экструзией смесей кукурузного крахмала, микрокристаллической целлюлозы и метилцеллюлозы с добавками пластификаторов (полиолов) или без них получают съедобные пленки, предназначенные для защиты пищевых продуктов от потери массы (за счет снижения скорости испарения влаги). Такие пленки, создавая определенный барьер проникновению кислорода и других веществ извне, замедляют процессы порчи пищевых продуктов
Методом экстракции казеина с помощью двуокиси углерода высокого давления инженером-химиком П. Томасулой из US Agricultural Research Service (ARS) разработана оригинальная съедобная упаковка. Пищевые казеиновые пленки сохраняют влажность продукта и могут использоваться для упаковки сыра, а ламинированный пленочный казеин - для йогуртов. Съедобные пленки на основе природных полимеров обладают высокой сорбционной способностью. В частности, при попадании в организм эти вещества адсорбируют и выводят ионы металлов, радионуклиды и другие вредные соединения. Благодаря введению специальных добавок (ароматизаторов, красителей и т.д.) в полимерную оболочку можно изменять вкусоароматические свойства пищевого продукта в съедобной пленке. Способность съедобной пленки удерживать различные соединения позволяет обогащать продукты питания минеральными веществами, витаминами, комплексами микроэлементов и др.
В последние годы возрос интерес к использованию полимеров молочной кислоты - полилактатов (ПЛА), сырьем для производства которых служат кукуруза, сахарный тростник, рис, картофель и пр. Методом прямой поликонденсациии получают достаточно хрупкие кристаллические ПЛА. Путем полимеризации промежуточного вещества - лактида - с раскрытием цикла можно получать как кристаллические, так и аморфные ПЛА. Изделия из ПЛА характеризуются высокой жесткостью, прозрачностью и блеском, а также большей способностью (на 50 %) сохранять форму после сжатия или кручения по сравнению с ПП. Из ПЛА изготовляют пленку, в том числе ориентированную и усадочную, бутылки для розлива жидкостей, контейнеры для пищевых продуктов, одноразовую посуду.
Вместе с тем ПЛА уступают обычным полимерным материалам по теплостойкости, и, как следствие этого, упаковка из ПЛА не может быть заполнена содержимым с температурой 50 'С и выше, так как она начинает деформироваться. Один из путей повышения теплостойкости ПЛА - радиационное сшивание полимера после этапа полимеризации, который, однако, не получил широкого практического распространения. Кроме того, барьерные характеристики ПЛА по отношению к кислороду хуже (= в 10 раз), чем у полиэтилентерефталата (ПЭТ), полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ), вследствие чего тара из ПЛА чаще всего используется для упаковки сухих и некоторых замороженных продуктов, а также жидкостей с небольшим сроком хранения. Высокий коэффициент диффузии СО2 не позволяет применять бутылки из ПЛА для розлива газированных напитков и ограничивает области их использования розливом молока, фруктовых соков, воды, растительного масла. Однако по экономическим характеристикам ПЛА - сегодня наиболее конкурентоспособный биополимер.
На мировом рынке упаковки, предназначенной для использования в пищевой индустрии, группа биоразлагаемых пластиков на основе природных полимеров представлена такими материалами, как Novon, Biopac, Bioflex, PLA, Solanyl. В настоящее время работы по получению биоразлагаемых композиций, сочетающих как природные, так и синтетические соединения, основываются на двух технологических подходах: получение сополимеров, в молекулярные цепи которых входят химические связи, легко разрушающиеся под действием микроорганизмов, что достигается методами сополимеризации природных, легко деструктируемых и синтетических соединений; создание композиций, содержащих наряду с высокомолекулярной основой органические наполнители (крахмал, целлюлозу, амилозу, амилопектин, декстрин и др.), которые служат питательной средой для микроорганизмов.

Самый известный и крупнотоннажно выпускаемый синтетический продукт, содержащий в качестве активного биоразлагаемого наполнителя крахмал, - это материал Mater-Bi (марки AT 05Н, AF 05Н, А 105Н, АВ 05Н, АВ ОбН, AF ЮН). Его промышленное производство осуществляет фирма Novamont S.p.A (Италия) Такое уникальное свойство материалов семейства Mater-Bi, как способность поглощать и пропускать некоторые жидкости, в настоящее время используется в производстве так называемых "дышащих пленок". Из таких полимеров выпускают лотки для продуктов питания, одноразовую посуду для системы быстрого питания fast-food и др.; пленочные материалы с низкой кислородной проницаемостью (марка AF10H)

Биополимеры можно получать и на основе полиэфирных соединений -полигидроксаноатов (ПГА), продуцируемых различными микроорганизмами. Температурные переходы у ПГА-биополимеров варьируют в широком диапазоне. Наиболее распространенные марки этих биополимеров - Biopol и Nodax. Биополимеры Biopol не растворяются в воде и не чувствительны к влаге, поэтому изготовленные из него изделия не деградируют при нормальных условиях эксплуатации и хранения. Барьерные характеристики у таких полимеров по отношению к водяным парам - на уровне ПЭТ и ПВХ, а по отношению к кислороду - на уровне ПЭВС. В перспективе биополимеры Biopol будут использованы для производства гибкой упаковки для пищевых продуктов, в том числе замороженных и с высоким содержанием масел.
Поскольку ферментационные технологии, связанные с получением большого количества разнообразных биополимеров, требуют высоких производственных затрат, в настоящее время ведутся разработки с применением трансгенных технологий. Наиболее подходящие трансгены для получения ПГА-биополимеров - масличные культуры - подсолнечник, рапс, соя. ПГА-биополимеры получают в несколько этапов с участием на каждом определенных ферментов, катализирующих соответствующие химические превращения в клетках. Комбинируя различные субстраты и ферменты, а также параметры процесса - температуру и концентрацию кислорода, можно получить широкий спектр модификаций ПГА-биополимеров.

ПГА-биополимеры, выпускаемые под маркой Nodax, получают путем ферментации Сахаров и жирных кислот. Биополимеры Nodax имеют более низкую, чем Biopol, температуру плавления и стеклования, меньшую кристалличность, что облегчает переработку полимера. Барьерные свойства Nodax такие же, как и у полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). В аэробной атмосфере изделия из Nodax разлагаются приблизительно на 80 % в течение 45 сут; однако в анаэробных условиях разложение протекает медленнее и зависит от других условий окружающей среды. Большая группа биополимеров относится к классу алифатических и ароматических/алифатических сополиэфиров. В отличие от биополимеров на основе крахмала, ПЛА или гидроксикарбоновых кислот, получаемых из возобновляемых растительных ресурсов, биоразлагаемые алифатические и ароматические полиэфиры - это синтетические полимеры. Их получают на основе алифатических диолов и органических дикарбоновых кислот. Для повышения прочности часть эфирных связей в полиэфире может быть заменена амидными группами, увеличивающими прочность водородных связей между соседними полимерными цепями.
Другой подход к повышению прочности полиэфирного биополимера заключается в замене части алифатических дикарбоновых групп более жесткими ароматическими дикарбоновыми группами. Примеры таких соединений: ароматические/алифатические сополиэфиры Eastar Bio и Ecoflex. По свойствам полиэфирные биополимеры близки к ПЭНП. Их достоинства: высокое относительное удлинение, прочность, жиростойкость. Барьерные свойства полиэфиров по отношению к водяным парам лучше, чем у других биополимеров, хотя по этому показателю они и уступают традиционным полимерам, в частности ПЭНП. В то же время барьерные свойства полиэфиров, например Eastar Bio, по отношению к кислороду выше, чем у полиэтилена (ПЭ).
В аэробной атмосфере, подвергаясь комбинированному воздействию влаги и микробов, алифатические полиэфиры разлагаются на С02, воду и биомассу. Кроме того, алифатические полиэфиры по сравнению с ароматическими/алифатическими марками лучше перерабатываются, процесс их биоразложения протекает быстрее, но стоят они дороже. К алифатическим полиэфирам относится модифицированный ПЭТ, выпускаемый под маркой Biomax, имеющий высокую прочность.
Биополимеры на основе крахмала и ПЛА могут частично потеснить, а биополимеры на основе полигидроксибутирата/полигидроксигексаноата - полностью заменить ПЭ и ПП. Кроме того, энергозатраты при производстве биополимеров на 20-30 %, а выбросы СО2 на 25-30% меньше в сравнении с ЛПЭНПКоллектив ученых проблемной научно-исследовательской лаборатории полимеров Московского государственного университета прикладной биотехнологии с 1996 г. разрабатывает полимерные материалы с регулируемым сроком действия, в том числе биологически разрушаемых. Создание материалов и покрытий, способных по окончании срока эксплуатации распадаться на фрагменты, утилизируемые почвой, позволяет существенно снизить нагрузку на окружающую среду и предотвратить опасность возникновения техногенных катаклизмов


Г.Х.Кудрякова, Л.С. Кузнецова, Е.Г.Шевченко, Т.В.Иванова,
http://www.solidwaste.ru

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved