Aplicación de bioplásticos en alimentos y paquete farmacéutico I

No se ahorra ningún esfuerzo para resolver el problema de la contaminación plástica en China. Se ha aprobado el documento sobre el mayor control de la contaminación plástica. Además, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, junto con el Ministerio de Ecología y Medio Ambiente, lanzó un ensayo, que afirma claramente extender la aplicación de películas de empaque degradable, bolsas de compras degradables, productos de base biológica que se ajustan a los requisitos de rendimiento y seguridad, bolsas de plástico degradables y Algunos otros productos alternativos. Estos productos alternativos son en realidad bioplásticos.

En el siguiente ensayo, las nociones, características, aplicación y perspectiva de estos bioplásticos se introducirán en general.

1. ¿Qué es el bioplástico?

Según la definición de la Asociación Europea de Bioplásticos y la Asociación de Bioplásticos de Japón, los bioplásticos es el nombre colectivo de plásticos biológicos y plásticos biodegradables. La primera noción avanza desde la perspectiva de la materia prima, mientras que la última noción desde el punto de vista del rendimiento de la degradación ambiental.

Visto desde diferentes aspectos, los bioplásticos se pueden clasificar en 3 tipos: 1) plásticos no degradables basados ​​en materias primas renovables. Por ejemplo, el almidón de maíz se procesa en primer lugar al etanol biológico y luego a PE, PP o PET basado en el etanol.; 2) plásticos degradables basados ​​en materiales renovables, como el almidón termoplástico (de origen de almidón y se convierten en termoplástico bajo la acción de los aditivos), PLA (polimerizado de ácido láctico que se degrada del almidón de maíz), acetato de celulosa (siendo hidroxiacilado de la planta de la planta celulosa). Tanto son biológicos y biodegradables; 3) plásticos biodegradables basados ​​en recursos fósiles, incluidos PBS (polimerizados a partir de ácido succínico y butanodiol) y PCL (que se condensa con ácido 6-hidroxicaproico).

Por lo tanto, se puede ver que quizás los plásticos biológicos no pueden degradarse, mientras que los plásticos biodegradables no siempre están basados ​​en bio. Y los plásticos a base de bio no están hechos de material único sino de materiales con diferentes actuaciones y aplicaciones.

El valor ambiental de los plásticos basados ​​en biológicos siempre se evalúa sobre la base del porcentaje de biochar. Los plásticos tradicionales derivan de los recursos fósiles (como el petróleo y el carbón). Sin embargo, el antiguo material fósil contiene No 14C. Por lo tanto, 14C puede ser un índice para la medición del contenido de biochar.

En este caso, la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales construyó el estándar ASTMD6866, que es igual al estándar CEN/TS 16137 en Europa. Normalmente, un organismo de certificación de terceros independiente lleva a cabo la evaluación del material de embalaje bioplástico y certifica el producto con marcas como en la siguiente imagen.

R: Presentado por Vincotte, un organismo de certificación belga. (Una estrella incorpora 20%-40%de contenido de biochar, dos estrellas 40%-60%, tres estrellas 60%-80%y cuatro estrellas en más del 80%)

B: Presentado por DIN Certco, un organismo de certificación alemán.

Los plásticos biodegradables se refieren a los plásticos que pueden degradarse en condiciones de entorno natural o compostaje. Además, los plásticos compostables pueden descomponer el dióxido de carbono y no tener influencia negativa en el crecimiento de las plantas.

También hay algunos estándares para plásticos cmpostables, como EN13432 para países europeos, ASTM D6400 para Estados Unidos e ISO 17088 para otros países. Las marcas de certificación comunes son como muestra la siguiente imagen.

A: Presentado por Vincotte

B: Presentado por DIN Certco

La principal diferencia entre los plásticos biológicos y los plásticos fósiles son sus constituyentes. Normalmente hablando, los plásticos fósiles contienen solo elementos de C y H, mientras que los plásticos biológicos contienen elementos de C, H y O. La aplicación amplia de plásticos basados ​​en bio puede generar algunas ventajas:

1) reducir la emisión de dióxido de carbono y evitar que el efecto de invernadero sea peor;

2) Reduzca la contaminación blanca y ahorre el recurso de la tierra del vertedero.

Se estima que más de 65% de plásticos biológicos se utilizan como material de empaque para la industria de la catering, la electrónica, el automóvil, la jardinería y los juguetes ... Sin embargo, su alto precio limita su uso extenso.

2. Aplicación

Los plásticos comerciales de base biológica incluyen plásticos de almidón, PLA, polímeros PHA, PBS, celulosa, etc.

1) Plásticos de almidón

Origen amplio, renovabilidad, bajo costo y degradabilidad permiten que el almidón se use ampliamente en la producción de plásticos de almidón. Según el estándar de GB/T 21661-2008 de China, el almidón plástico se refiere a los plásticos que contienen más del 15% de almidón.

El desarrollo de los plásticos de almidón ha pasado por tres pasos: plásticos llenos de almidón, plásticos mezclados con almidón y plásticos totales de almidón. El contenido de almidón en cada etapa es mayor que el de la etapa anterior.

Los plásticos llenos de almidón se procesan principalmente mezclando almidón con PE, PP, PS u otros plásticos a base de fósiles. Dichos plásticos de almidón solo pueden degradarse parcialmente, lo que conduce a su aplicación limitada. Es más apropiado quemarlo para reducir el consumo de recursos de petróleo y la emisión de dióxido de carbono.

Los plásticos mezclados con almidón es la mezcla de almidón y otros polímeros naturales o sintéticos biodegradables (como la celulosa, PBS, etc.) y es totalmente degradable.

Al destruir el enlace de hidrógeno por el plastificante o en otras condiciones y desordenar la molécula de almidón para disminuir su temperatura de transición de vidrio, podemos obtener los plásticos totales de escenario (o almidón termoplástico, TPS para abreviar). Su contenido de almidón es superior al 90% y es totalmente degradable. Por esta razón,, junto con plásticos mezclados con almidón, se conoce como plásticos de almidón degradables.

La dirección y el objetivo del plástico de almidón es reemplazar los plásticos de base fósil y aliviar los problemas de escasez de energía y contaminación del medio ambiente. El plástico de almidón degradable se presenta por una buena resistencia mecánica, una fuerte flexibilidad, una alta resistencia al impacto, resistencia a la temperatura/agua/aceite, sin ablandamiento, fuerte deformabilidad, etc.

"Materbi ", el primer almidón plástico de Novarnont, una empresa italiana, está compuesta de almidón, celulosa, aceite vegetal, etc. Es degradable y compostable y se ajusta al estándar de EN 13432. El plástico se puede procesar en diferentes productos, incluida la película (bolsa de plástico, superficie del pañal, película de embalaje, bolsa de compostaje, película agrícola), productos de moldeo por inyección (cuchillo de plástico y horquilla, Soporte de lápiz, productos higiénicos, vajilla desechable), productos espumables (material de amortiguación), productos de caucho (neumático para automóviles).

PSM Biodegradable Plastic es un producto de EcoPlast, una empresa china. Está hecho de almidón y gana rigidez, dureza y elasticidad al modificar y plastificar el almidón. Este producto ha sido certificado compostable (compost bien). Los productos hechos de ella incluyen vajilla desechable, bolsa de plástico, bolsas de basura, accesorios de hotel, accesorios de cocina, botella cosmética, percha, etc. El plástico de almidón es seguro, no tóxico y biodegradable y se puede usar ampliamente en la industria farmacéutica. La cápsula de almidón hecha de plásticos de almidón también se considera un producto potencial para reemplazar la cápsula de gel común.

La Dra. Li Hui y sus colegas preparan una cápsula de almidón de maíz con almidón de maíz como material principal y PVA, alginato de sodio, etc. como excipientes. En comparación con las cápsulas de gel, las cápsulas de chalecos de maíz tienen una mejor capacidad de formación de películas, resistencia al agua, mayor resistencia y un tiempo de desintegración más corto.

Santander Ortega aplica dos plásticos de almidón propilo de alta sustitución de alta sustitución para preparar nano partículas. El resultado de la investigación muestra que las partículas tienen alta eficiencia de recubrimiento a tres fármacos (ácido flufenámico, testosterona y cafeína). Para otra cosa, también se encuentra que las partículas también pueden mejorar la biodisponibilidad del ácido flufenámico y aumenta su efecto al tiempo que prueba la aplicación potencial de partículas como portador de suministro transdérmico.

Actualmente, el almidón termoplástico es de alto costo, aproximadamente un 15% más alto que los productos plásticos tradicionales de PE, PP y PS. El alto costo es un gran cuello de botella de su desarrollo. Sin embargo, los estudios también muestran que el costo unitario para la producción de almidón termoplástico incluso disminuirá para ser más bajo que los plásticos tradicionales si la escala de producción se expande.