생분해성 플라스틱 필름 기술의 문제점 및 응용 분석

플라스틱 필름은 농업 생산에 중요한 재료 중 하나입니다.그리고 플라스틱 필름 덮기 기술의 적용은 중국의 농업 생산성 및 생산 방법의 변화를 크게 개선했습니다.2014년, 중국에서 사용된 플라스틱 필름의 총량은 2000 헥타르에 달하는 면적을 차지하는 1,441 백만 톤에 달했습니다.응용 분야는 북부의 건조하고 반 건조한 지역에서 남부의 높은 산과 추운 지역으로 확장되었습니다., 그리고 적용되는 작물 종류도 경제 작물에서 무량 곡물 작물까지 확장되었습니다.질병 및 곤충 예방, 잡초 퇴치, 농작물 수확량을 20%에서 50% 증가시켜 중국의 식량 공급을 보장하는 데 중요한 기여를 했습니다.플라스틱 필름의 광범위한 적용은 또한 일련의 문제를 초래했습니다., 예를 들어 기술과 재활용의 부진, 그리고 잔류 플라스틱 필름으로 인한 "백색 오염"과 같은 문제로 인해 발생합니다.생물분해성 플라스틱 필름의 연구 및 개발은 플라스틱 산업과 농업의 발전을 위한 중요한 전략적 방향이 되었습니다..
 
생물분해 가능한 플라스틱 필름의 개념과 주요 구성 요소
생분해 가능한 플라스틱 필름은 자연 환경에서 미생물에 의해 분해되는 플라스틱 필름의 일종을 의미합니다. The Japan Biodegradable Plastics Research Technology Committee defines it as "high molecular weight compounds and their blends that can be decomposed into low molecular weight compounds that do not have adverse effects on the environment through microbial action in nature"주요 원료에 따라 자연 바이오매스로부터 만들어진 생분해 가능한 필름과 석유 기반 물질로 만들어진 생분해 가능한 필름으로 나눌 수 있습니다.,셀룰로오스, 키틴 등이 변형되고, 생분해 가능한 필름 생산 재료로 합성됩니다. Starch as the main raw material for plastic film can be divided into starch added incomplete biodegradable plastic film and fully biodegradable plastic film with starch as the main raw material according to the degradation mechanism and damage form첨가형 생분해 필름은 생분해 성질을 가진 천연 또는 합성 폴리머를 PE 플라스틱으로 혼합하여 호환제, 항산화제,그리고 가공 보조제품그것은 완전히 생분해 할 수있는 필름이 아닙니다. 스타치에서 생산 된 완전히 생분해 할 수있는 필름은 주로 젖산을 생성하기 위해 발효되며, 그 다음 폴리 젖산으로 합성됩니다.필름은 주로 폴리 랩틱산으로 만들어집니다.또 다른 중요한 자연 바이오매스 유형은 섬유질이며, 이 섬유질은 셀룰로오스를 에테리피케이션, 에스테리피케이션 및 산화하여 산소, 알데히드 및 케톤으로 플라스틱 필름을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.그것은 완전히 생분해 가능한 플라스틱 필름에 속합니다.석유 기반의 생분해성 필름 생산의 주요 성분은 디아시드 다이올 코폴리에스터 (PBS, PBAT 등), 폴리하이드록시알카노아트 (PHA), 폴리카프롤락톤 (PCL), 폴리하이드록시부티라트 (PHB),탄산화탄소 코폴리머 폴리프로필렌 탄산 (PPC)이러한 고 분자량 물질은 자연에서 미생물에 의해 빠르게 분해되고 활용 될 수 있으며 최종 분해 제품은 이산화탄소와 물입니다.
 
생물분해 가능한 플라스틱 필름의 연구 및 응용스테이크가 첨가된 생분해 가능한 필름은 항상 연구와 개발의 중심에 있습니다.초기에는 6%~20%의 스타크와 폴리머 올레핀을 혼합하여 필름을 제조하는 방식에서 50%의 스타크와 수분 친화적 인 폴리머를 혼합하여 필름을 제조하는 방식으로 점차 발전했습니다. 현재,비료는 생분해 가능한 플라스틱을 생산하기 위해 변형됩니다.이 유형의 플라스틱 필름은 간단한 과정과 저렴한 비용의 장점을 가지고 있습니다.대부분의 국내 연구 개발 부대는 첨가성amidal 플라스틱을 생산합니다., 그 제품 내의amid content은 10%에서 30%까지입니다.
 
1980 년대 초, 영국은 β - hydroxybutyrate (PHB) 를 추출하고 정화하는 방법을 발견하고 얇은 필름으로 만들어 최초의 분해 가능한 필름을 생산했습니다.PHB는 충격 강도와 용해성 저항성이 떨어졌습니다.중국에서는 1980년대에 폴리하이드록시알카노이트 (PHA) 연구가 시작되었다.상하이 유기화학 연구소와 천진대학교는 화학적 방법을 사용하여 PHB 코폴리머의 합성을 탐구했습니다., 그리고 일부 사람들은 식물 잎이나 뿌리를 사용하여 PHBV를 생산하기 시작했습니다. PHBV의 부서지기 쉽고 높은 비용과 높은 가격과 같은 고유 한 결함으로 인해 플라스틱 필름으로의 응용은 제한적입니다.현재 생물분해 가능한 플라스틱 필름의 생산을 위해 개발 된 재료는 주로 젖산으로 발효 된 스타이크를 포함합니다., 그 후 완전히 생분해 가능한 폴리밀렉틱산 (PLA) 을 형성하기 위해 중합화됩니다.탄산화탄소와 에피클로로히드린의 코폴리머화로 생성된 폴리 (프로필렌 탄산) (PPC), 그리고 폴리 (카프롤락톤) (PCL) 는 촉매의 작용 하에 β-카프롤락톤의 반지 개척 폴리메리레이션으로 생성됩니다.
 
자연섬유를 원료로 이용한 생분해성 필름의 생산은 항상 연구의 관심사였습니다.이 유형의 필름은 열과 수분 보유 기능 측면에서 일반 PE 필름만큼 좋지 않지만, 그것은 좋은 투과성과 호흡력을 가지고 있으며 색을 변경하여 잡초를 효과적으로 억제 할 수 있습니다.몇몇 국내 단체는 잔디 섬유 펄싱 필름과 종이 기반 펄싱 필름을 연구하고 적용했습니다., 예를 들어 중국 국제 과학 기술 진흥 협회 (China International Association for the Promotion of Science and Technology) 의 CXW-1 풀 섬유 농업 펄싱 필름의 개발과 같이;후베이 지칭 제1 종이 공장과 신장 호탄 농업 과학 센터는 종이 펄싱 필름을 개발했습니다.; 중국 농업 과학 아카데미의 대마초 연구소는 대마초 섬유를 사용하여 대마초 필름을 개발했습니다.쌀 심식과 남부 채소 심기에 널리 사용되었습니다..
 
유럽과 일본은 전 세계적으로 생물분해성 재료, 기술 및 생물분해성 필름의 연구, 개발 및 응용 분야에서 가장 진보 된 국가 및 지역입니다.생물분해성 재료와 처리 기술의 발전으로, 생물분해 가능한 필름의 적용은 점점 더 널리 퍼지고 있으며, 주로 정원 및 채소 생산에 사용됩니다.일본과 유럽에서 생분해 가능한 플라스틱 필름의 시장 점유율은 계속 증가하고 있습니다.예를 들어, 일부 지역에서는 더 높은 적용률을 보이며, 약 10%에 달합니다.일본의 시코쿠 지역에서 야채 재배에서 생분해 가능한 플라스틱 필름의 비율은 20%를 넘었습니다.2010년부터 large foreign companies engaged in the research and production of biodegradable film materials have begun to cooperate with relevant scientific research and agricultural technology promotion departments in China그들은 북서쪽의 신장, 남서쪽의 유난에서 면, 옥수수, 담배, 감자, 채소와 같은 주요 작물에 대한 실험과 시범을 실시했습니다.북쪽의 베이징과 헤베이, 그리고 북서쪽의 간수와 내몽골에서 10개 이상의 작물을 재배하고 1333.3 헥타르에 달하는 면적을 차지합니다.
 
최근 몇 년 동안 중국은 생분해 가능한 플라스틱 필름의 연구와 응용에 상당한 진전을 이루었습니다.특히 디아시드 다이올 코폴리스터를 위한 합성 기술과 장비의 개선을 통해, 그리고 PLA 합성에서 핵심 촉매 기술에서의 돌파구,독립적인 지적 재산권을 가진 생분해 가능한 플라스틱의 생산을 위한 핵심 기술과 프로세스를 형성한이 기반에서 생분해 가능한 플라스틱 필름의 생산 수식과 프로세스는 더욱 개선되고 완성되었습니다.그리고 10만 톤의 생분해 가능한 플라스틱 필름을 생산할 수 있는 생산 능력이 형성되었습니다.지역 지역과 전형적인 작물에서 실험 시범을 실시했습니다.
 
3 생분해 가능한 플라스틱 필름의 문제와 도전
 
3.1 제품의 팽창 강도를 더욱 향상시켜야 합니다.
 
생분해성 필름의 기계적 강도는 대규모 작업에 충분하지 않으며 이는 생분해성 필름의 대규모 응용을 제한하는 요인 중 하나입니다.기본 재료의 고유 특성 때문에, 대부분의 생분해 가능한 플라스틱 필름의 팽성 강도는 충분하지 않습니다.기계적 작업이 주를 이루는 일부 농업 지역에서 기계화 필름 덮기 작업을 수행하는 것을 불가능하게 만드는 것이 문제는 특히 신장에서 두드러지고 있습니다.
 
플라스틱 필름의 수식을 개선하고 정제하여 그 팽창 강도를 높이고 농업 기계 작업의 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.생물분해성 플라스틱 필름의 대규모 적용을 위한 조건이 만들어질 수 있을까요?.
 
3.2 분해 제어 가능성과 작물 수요의 차이
플라스틱 필름 코팅은 온도 및 수분 보유를 증가시키는 데 중점을 두는 여러 기능을 가지고 있으며 잡초를 억제합니다. 플라스틱 필름의 이러한 기능을 달성하기 위해커버링 시간을 보장하는 것이 필요합니다., 그렇지 않으면 플라스틱 필름 덮개에 대한 작물의 기능적 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.대부분의 생분해 가능한 플라스틱 필름의 찢어짐과 분해에 대한 통제 가능성에 여전히 문제가 있습니다.많은 수의 실험 결과는 기존의 생분해 가능한 플라스틱 필름 제품이 너무 일찍 찢어지고 분해된다는 것을 보여주었습니다.그리고 커버링 시간은 작물 플라스틱 필름 커버링의 안전한 기간보다 훨씬 낮습니다., 그 결과 그들은 효과적으로 작동 할 수 없습니다.
 
3.3 난방 및 수분 보유 성능은 더 강화되어야 합니다.
대부분의 생분해 가능한 플라스틱 필름의 온도 및 수분 보유 기능에는 일반 PE 플라스틱 필름과 비교하여 특정 차이가 있습니다.10μm 두께의 생분해 가능한 플라스틱 필름과 8μm 두께의 PE 플라스틱 필름 덮개 사이에 토양 온도에서 상당한 차이가 있습니다.농작물 가루가 덮여 있지 않은 상태에서, 오전 11시에서 오후 4시 사이에 같은 온도 효과를 제외하고,PE 플라스틱 필름이 덮인 토양의 온도는 다른 모든 시간에 생물분해 가능한 플라스틱 필름이 덮은 것보다 높습니다.시뮬레이션 실험을 사용하여 수행 된 수분 보유 테스트의 결과는 또한 생분해 가능한 필름이 수분 보유 측면에서 PE 필름보다 현저히 열등하다는 것을 보여주었습니다.
 
3.4 대용량 애플리케이션에 대한 제품 생산 비용 제한
고비용은 생물분해 가능한 플라스틱 필름의 대규모 홍보와 적용을 제한하는 또 다른 요인입니다.생분해 가능한 플라스틱 필름의 판매 가격은 일반 PE 플라스틱 필름의 약 3배입니다., 이것은 플라스틱 필름 원료의 특성 및 두께와 같은 여러 요소에 의해 결정됩니다.원료의 대규모 생산을 달성하고 포뮬레이션을 통해 분해 제품의 가격을 개선하는 것이 필요합니다.한편, 플라스틱 필름을 사용하는 비용에 대한 포괄적 인 평가가 이루어져야 생물 분해 가능한 플라스틱 필름과 일반 PE 플라스틱 필름의 비용 차이를 명확히 할 수 있습니다.그리고 생분해 가능한 플라스틱 필름의 대규모 사용을 촉진합니다.조사와 계산에 따르면 일본에서 일반 PE 필름 적용의 총 비용은 필름 제품의 구매 비용과 재활용 및 가공 비용을 포함합니다.각각 50%, 생물분해성 필름의 적용은 재활용 및 처리 비용이 없습니다.비교적 저렴한 노동력과 많은 양의 일반 PE 필름의 재활용 및 가공 부족으로 인해, 생분해 가능한 필름을 사용하는 데 드는 높은 비용이 강조됩니다. 일반 PE 필름을 재활용하고 가공 할 필요성이 증가함에 따라,필름 재활용 및 가공에 관한 법률과 규정의 개선, 그리고 농촌 노동 비용의 증가로 일반 PE 필름과 생물 분해 가능한 필름 응용 프로그램의 전체 비용 차이는 점점 작아질 것입니다.그리고 생분해 가능한 필름의 적용은 좋은 전망이 될 것입니다..
 
4 주요 결론 및 권고
생분해 가능한 플라스틱 필름은 플라스틱 필름으로 인한 잔류 오염을 해결하는 중요한 방법 중 하나입니다.기술적인 문제가 많고 아직 초기 단계입니다.현재는 생분해 가능한 필름의 원료, 수식 및 생산 과정에 대한 연구를 강화하고 제품의 품질을 향상시키고 비용을 절감해야합니다.특히 농업 생산의 다양성의 요구사항을 충족시키기 위해 특정 지역과 작물을 위한 전문적인 생분해성 필름 제품을 개발생물 분해 가능한 플라스틱 필름 제품에 대한 연구를 강화하면서,농업 생산의 필요와 플라스틱 필름 제품의 특성에 기초한 농업 기술 및 지원 조치에 대한 연구를 수행해야 합니다..