Bioplast - Bioplastic

Bioplast er plastmaterialer produsert fra fornybare biomassekilder , for eksempel vegetabilsk fett og oljer , maisstivelse , halm , flis , sagflis , resirkulert matavfall , etc. Noen bioplaster oppnås ved behandling direkte fra naturlige biopolymerer, inkludert polysakkarider (f.eks. Stivelse , cellulose , kitosan og alginat ) og proteiner (f.eks. soyaprotein , gluten og gelatin ), mens andre syntetiseres kjemisk fra sukkerderivater (f.eks. melkesyre ) og lipider (oljer og fett) fra enten planter eller dyr, eller biologisk generert ved gjæring av sukker eller lipider. I kontrast er vanlig plast, for eksempel fossilt brenselplast (også kalt petrobaserte polymerer) hentet fra petroleum eller naturgass .

Fra 2014 representerte bioplast omtrent 0,2% av det globale polymermarkedet (300 millioner tonn). Selv om bioplast ikke er kommersielt signifikant, fortsetter forskning om dette emnet.

I tillegg til å være koblet fra petrokjemisk industri, er bioplast attraktivt fordi det kan være biologisk nedbrytbart. Ikke all bioplast er biologisk nedbrytbar eller biologisk nedbrytbar lettere enn råvarer som er avledet av fossilt brensel.

Forslag til søknader

Bioplast brukes til engangsartikler, for eksempel emballasje , servise, bestikk, potter, boller og sugerør. Det finnes få kommersielle applikasjoner for bioplast. Kostnad og ytelse er fortsatt problematisk. Typisk er eksemplet på Italia, der biologisk nedbrytbare plastposer og shoppere er obligatoriske siden 2011 med innføringen av en spesifikk lov. Utover strukturmaterialer utvikles elektroaktiv bioplast som lover å bære elektrisk strøm .

Biopolymerer er tilgjengelige som belegg for papir i stedet for de mer vanlige petrokjemiske beleggene.

Bioplast kalt drop-in bioplast er kjemisk identisk med sine fossile brensel-kolleger, men laget av fornybare ressurser. Eksempler inkluderer bio-PE , bio-PET , bio-propylen , bio-PP og biobaserte nyloner. Drop-in bioplast er enkelt å implementere teknisk, ettersom eksisterende infrastruktur kan brukes. En dedikert biobasert vei gjør det mulig å produsere produkter som ikke kan oppnås gjennom tradisjonelle kjemiske reaksjoner og kan lage produkter som har unike og overlegne egenskaper, sammenlignet med fossilbaserte alternativer.

Typer

Polysakkaridbasert bioplast

Stivelsesbasert plast

Termoplastisk stivelse representerer den mest brukte bioplasten, og utgjør omtrent 50 prosent av bioplastmarkedet. Enkel bioplastfilm av stivelse kan lages hjemme ved å gelatinisere stivelse og løsningsstøping . Ren stivelse er i stand til å absorbere fuktighet , og er dermed et egnet materiale for produksjon av legemiddelkapsler av farmasøytisk sektor. Imidlertid er ren stivelsesbasert bioplast sprø. Mykner som glyserol , glykol og sorbitol og kan også tilsettes slik at stivelsen også kan bearbeides termoplastisk. Egenskapene til den resulterende bioplasten (også kalt "termoplastisk stivelse") kan skreddersys til spesifikke behov ved å justere mengden av disse tilsetningsstoffene. Konvensjonelle polymerbehandlingsteknikker kan brukes til å bearbeide stivelse til bioplast, for eksempel ekstrudering, sprøytestøping, kompresjonsstøping og løsningsstøping. Egenskapene til stivelsesbioplast er i stor grad påvirket av amylose / amylopektin -forholdet. Vanligvis resulterer stivelse med høy amylose i overlegne mekaniske egenskaper. Imidlertid har stivelse med høy amylose mindre prosessibilitet på grunn av dens høyere gelatineringstemperatur og høyere smelteviskositet.

Stivelsesbasert bioplast blandes ofte med biologisk nedbrytbare polyestere for å produsere stivelse/polymelkesyre, stivelse/ polykaprolakton eller stivelse/Ecoflex (polybutylen adipat-co-tereftalat produsert av BASF). Disse blandingene brukes til industrielle applikasjoner og er også komposterbare. Andre produsenter, for eksempel Roquette, har utviklet andre blandinger av stivelse/ polyolefin . Disse blandingene er ikke biologisk nedbrytbare, men har et lavere karbonavtrykk enn petroleumsbasert plast som brukes til de samme applikasjonene.

Stivelse er billig, rikelig og fornybar.

Stivelsesbaserte filmer (hovedsakelig brukt til emballasje) er hovedsakelig laget av stivelse blandet med termoplastiske polyestere for å danne biologisk nedbrytbare og komposterbare produkter. Disse filmene er spesielt sett i forbruksvarer emballasje av magasininnpakninger og boblefilmer. I matemballasje blir disse filmene sett på som bakeri eller frukt- og grønnsaksposer. Komposteringsposer med denne filmen brukes til selektiv innsamling av organisk avfall. Videre kan stivelsesbaserte filmer brukes som papir.

Stivelsesbaserte nanokompositter har blitt mye studert og viser forbedrede mekaniske egenskaper, termisk stabilitet, fuktmotstand og gassbarriereegenskaper.

Cellulosebasert plast

Cellulose bioplast er hovedsakelig celluloseestere (inkludert celluloseacetat og nitrocellulose ) og deres derivater, inkludert celluloid .

Cellulose kan bli termoplastisk ved omfattende endring. Et eksempel på dette er celluloseacetat, som er dyrt og derfor sjelden brukes til emballasje. Imidlertid kan cellulosefibre tilsatt stivelse forbedre mekaniske egenskaper, permeabilitet for gass og vannmotstand på grunn av at de er mindre hydrofile enn stivelse.

En gruppe ved Shanghai University klarte å konstruere en ny grønn plast basert på cellulose gjennom en metode som kalles varmpressing.

Annen polysakkaridbasert plast

Andre polysakkarider som kitosan og alginat kan også bearbeides til plastformer. Kitosan er oppløselig under milde sure forhold og kan derfor enkelt bearbeides til filmer ved støping av løsningen . Chitosan har en utmerket filmdannende evne. Dessuten kan kitosan, blandet med en begrenset mengde syre, også bearbeides termomekanisk til en myknet form ved bruk av en intern satsmikser og kompresjonsmelder . Denne tilstanden med høy viskositet under termomekanisk prosessering gjør at kitosan enkelt kan blandes med myknere, nanopartikler eller andre biopolymerer. Under løsningsbetingelser er produksjonen av blandede materialer basert på kitosan, som er positivt ladet, med andre negativt ladede biopolymerer som karboksymetylcellulose, alginat og proteiner utfordrende, da den elektrostatiske interaksjonen mellom de to biopolymerene vanligvis vil føre til coacervater . Imidlertid kan kitosanblandinger i bulk produseres ved termomekanisk behandling med høy viskositet, som også kan vise mye bedre mekaniske egenskaper og hydrolytisk stabilitet. Alginat (vanligvis natriumalginat eller kalsiumalginat) er oppløselig i vann, så alginatløsninger kan støpes til filmer. Blandet med begrensede mengder vann og myknere kan alginat også bearbeides termomekanisk til plastiserte filmer. Bløtgjørere vanligvis som glyserol kan gjøre de bearbeidede kitosan- eller alginatfilmene fleksible.

Proteinbasert plast

Bioplast kan lages av proteiner fra forskjellige kilder. For eksempel viser hvetegluten og kasein lovende egenskaper som råstoff for forskjellige biologisk nedbrytbare polymerer.

I tillegg blir soyaprotein betraktet som en annen kilde til bioplast. Soyaproteiner har blitt brukt i plastproduksjon i over hundre år. For eksempel var karosseripaneler i en original Ford-bil laget av soyabasert plast.

Det er vanskeligheter med å bruke soyaproteinbasert plast på grunn av deres vannfølsomhet og relativt høye kostnader. Derfor forbedrer det å produsere blandinger av soyaprotein med noen allerede tilgjengelige biologisk nedbrytbare polyestere vannsensitivitet og kostnad.

Noen alifatiske polyestere

De alifatiske bio polyestere er hovedsakelig polyhydroksyalkanoater (PHAS) som poly-3-hydroksybutyrat (PHB), polyhydroxyvalerate (PHV) og polyhydroxyhexanoate (PHH).

Polymelkesyre (PLA)

Polymelkesyre (PLA) er en gjennomsiktig plast produsert av mais eller dekstrose . Overfladisk ligner det på konvensjonelle petrokjemisk baserte masseplaster som PS . Det har den klare fordelen med å nedbryte til ikke -giftige produkter. Dessverre viser den dårligere slagfasthet, termisk robusthet og barriereegenskaper (blokkerer lufttransport over membranen). PLA- og PLA -blandinger kommer vanligvis i form av granulater med forskjellige egenskaper, og brukes i plastbehandlingsindustrien for produksjon av filmer, fibre, plastbeholdere, kopper og flasker. PLA er også den vanligste typen av plastfilament brukes hjemme smeltet avsetning modellering .

Poly-3-hydroksybutyrat

Den biopolymer poly-3-hydroksybutyrat (PHB) er en polyester fremstilt av visse bakterier behandlingen glukose, maisstivelse eller avløpsvann. Dens egenskaper er lik de hos petroplastisk polypropylen . PHB -produksjonen øker. Den søramerikanske sukkerindustrien har for eksempel besluttet å utvide PHB -produksjonen til industriell skala. PHB kjennetegnes først og fremst ved sine fysiske egenskaper. Den kan bearbeides til en gjennomsiktig film med et smeltepunkt høyere enn 130 grader Celsius, og er biologisk nedbrytbart uten rester.

Polyhydroksyalkanoater

Polyhydroksyalkanoater er lineære polyestere produsert i naturen ved bakteriell gjæring av sukker eller lipider . De produseres av bakteriene for å lagre karbon og energi. I industriell produksjon ekstraheres og renses polyesteren fra bakteriene ved å optimalisere betingelsene for gjæring av sukker. Mer enn 150 forskjellige monomerer kan kombineres i denne familien for å gi materialer med ekstremt forskjellige egenskaper. PHA er mer duktilt og mindre elastisk enn annen plast, og det er også biologisk nedbrytbart. Disse plastene blir mye brukt i medisinsk industri.

Polyamid 11

PA 11 er en biopolymer avledet fra naturlig olje. Det er også kjent under handelsnavnet Rilsan B, kommersialisert av Arkema . PA 11 tilhører den tekniske polymerfamilien og er ikke biologisk nedbrytbart. Dens egenskaper ligner de for PA 12 , selv om utslipp av klimagasser og forbruk av ikke -fornybare ressurser reduseres under produksjonen. Den termiske motstanden er også overlegen den for PA 12. Den brukes i høyytelsesapplikasjoner som drivstoffledninger til biler, pneumatiske luftbremseslanger, antitermittmantel med elektriske ledninger, fleksible olje- og gassrør, navlestrøm til kontrollvæsker, sportssko, elektroniske enhetskomponenter og katetre.

En lignende plast er Polyamid 410 (PA 410), avledet 70% fra ricinusolje , under handelsnavnet EcoPaXX, kommersialisert av DSM. PA 410 er et polyamid med høy ytelse som kombinerer fordelene med et høyt smeltepunkt (ca. 250 ° C), lav fuktabsorbering og utmerket motstand mot forskjellige kjemiske stoffer.

Bio-avledet polyetylen

Den grunnleggende byggeklossen ( monomer ) av polyetylen er etylen. Etylen er kjemisk lik og kan stammer fra etanol, som kan produseres ved gjæring av landbruksråvarer som sukkerrør eller mais. Bio-avledet polyetylen er kjemisk og fysisk identisk med tradisjonelt polyetylen-det brytes ikke ned, men kan resirkuleres. Den brasilianske kjemikaliegruppen Braskem hevder at bruk av metoden for å produsere polyetylen fra sukkerrør etanol fanger (fjerner fra miljøet) 2,15 tonn CO
2 tonn produsert grønt polyetylen.

Genmodifiserte råvarer

Med GM -mais som et vanlig råstoff, er det ikke overraskende at noen bioplast er laget av dette.

Under bioplastproduksjonsteknologiene er det "plantefabrikk" -modellen, som bruker genmodifiserte avlinger eller genmodifiserte bakterier for å optimalisere effektiviteten.

Polyhydroksyuretaner

Kondensering av polyaminer og sykliske karbonater produserer polyhydroksuretaner. I motsetning til tradisjonelle tverrbundne polyuretaner, er tverrbundet polyhydroksyuretaner i prinsippet utsatt for resirkulering og bearbeiding gjennom dynamiske transkarbamoyleringsreaksjoner.

Lipidavledede polymerer

En rekke bioplastklasser har blitt syntetisert fra plante- og animalsk avledede fett og oljer. Polyuretaner , polyestere , epoksyharpikser og en rekke andre typer polymerer er utviklet med sammenlignbare egenskaper til råoljebaserte materialer. Den nylige utviklingen av olefinmetatese har åpnet et stort utvalg av råvarer for økonomisk omdannelse til biomonomer og polymerer. Med den økende produksjonen av tradisjonelle vegetabilske oljer samt lavkostede mikroalger avledede oljer , er det et stort potensial for vekst i dette området.

Miljøpåvirkning

Materialer som stivelse, cellulose, tre, sukker og biomasse brukes som erstatning for fossile brenselressurser for å produsere bioplast; Dette gjør produksjon av bioplast til en mer bærekraftig aktivitet sammenlignet med konvensjonell plastproduksjon. Miljøpåvirkningen av bioplast diskuteres ofte, siden det er mange forskjellige beregninger for "grønnhet" (f.eks. Vannbruk, energibruk, avskoging, biologisk nedbrytning, etc.). Derfor er bioplastiske miljøpåvirkninger kategorisert i ikke -fornybar energibruk, klimaendringer, eutrofiering og forsuring. Bioplastproduksjon reduserer klimagassutslipp betydelig og reduserer ikke-fornybart energiforbruk. Bedrifter over hele verden vil også kunne øke den miljømessige bærekraften til produktene sine ved å bruke bioplast

Selv om bioplast sparer mer ikke -fornybar energi enn konvensjonell plast og avgir mindre drivhusgasser sammenlignet med konvensjonell plast, har bioplast også negative miljøpåvirkninger som eutrofiering og forsuring. Bioplast induserer høyere eutrofieringspotensialer enn vanlig plast. Biomasseproduksjon under industriell oppdrettspraksis får nitrat og fosfat til å filtrere til vannforekomster; dette forårsaker eutrofiering, prosessen der en vannmasse får overdreven næringsrikhet. Eutrofiering er en trussel mot vannressurser rundt om i verden siden det forårsaker skadelige algeblomster som skaper oksygendøde soner og dreper vannlevende dyr. Bioplast øker også forsuring. Den høye økningen i eutrofiering og forsuring forårsaket av bioplast skyldes også bruk av kjemisk gjødsel i dyrking av fornybare råvarer for å produsere bioplast.

Andre miljøpåvirkninger av bioplast inkluderer å utøve lavere menneskelig og terrestrisk økotoksisitet og kreftfremkallende potensialer sammenlignet med konvensjonell plast. Imidlertid utøver bioplast høyere akvatisk økotoksisitet enn konvensjonelle materialer. Bioplast og andre biobaserte materialer øker nedbrytningen av ozonlaget i stratosfæren sammenlignet med konvensjonell plast; dette er et resultat av lystgassutslipp under gjødselpåføring under industrielt oppdrett for produksjon av biomasse. Kunstgjødsel øker utslipp av lystgass, spesielt når avlingen ikke trenger all nitrogen. Mindre miljøpåvirkninger av bioplast inkluderer toksisitet ved bruk av plantevernmidler på avlingene som brukes til å lage bioplast. Bioplast forårsaker også karbondioksidutslipp fra høstingskjøretøyer. Andre mindre miljøpåvirkninger inkluderer høyt vannforbruk for dyrking av biomasse, erosjon av jord, karbontap i jord og tap av biologisk mangfold, og de er hovedsakelig et resultat av arealbruk knyttet til bioplast. Arealbruk for bioplastproduksjon fører til tap av karbonbinding og øker karbonkostnadene mens land leder bort fra eksisterende bruk

Selv om bioplast er ekstremt fordelaktig fordi det reduserer ikke-fornybart forbruk og klimagassutslipp, påvirker det også miljøet negativt gjennom land- og vannforbruk, ved bruk av plantevernmidler og gjødsel, eutrofiering og forsuring; Derfor er ens preferanse for enten bioplast eller konvensjonell plast avhengig av hva man anser som den viktigste miljøpåvirkningen.

Et annet problem med bioplast er at noen bioplaster er laget av de spiselige delene av avlinger. Dette får bioplastene til å konkurrere med matproduksjon fordi avlingene som produserer bioplast også kan brukes til å mate mennesker. Disse bioplastene kalles "1. generasjons råstoffbioplast". 2. generasjon råstoffbioplast bruker ikke-matavlinger (cellulosemateriale) eller avfall fra første generasjons råstoff (f.eks. Avfall av vegetabilsk olje). Tredje generasjons råstoff bioplast bruker alger som råstoff.

Bionedbrytning av bioplast

Bionedbrytning av hvilken som helst plast er en prosess som skjer ved fast/væske -grensesnitt, hvorved enzymer i væskefasen depolymeriserer den faste fasen Visse typer bioplast så vel som konvensjonelle plast som inneholder tilsetningsstoffer er i stand til å biologisk nedbrytes. Bioplast er i stand til å biologisk nedbrytes i forskjellige miljøer, og er derfor mer akseptabelt enn vanlig plast. Biologisk nedbrytbarhet av bioplast skjer under forskjellige miljøforhold, inkludert jord, vannmiljøer og kompost. Både strukturen og sammensetningen av biopolymer eller biokompositt har en effekt på bionedbrytningsprosessen, og derfor kan endring av sammensetning og struktur øke bionedbrytbarheten. Jord og kompost som miljøforhold er mer effektive i biologisk nedbrytning på grunn av deres høye mikrobielle mangfold. Kompostering nedbryter ikke bare bioplast effektivt, men det reduserer også utslipp av klimagasser betydelig. Biologisk nedbrytbarhet av bioplast i kompostmiljøer kan oppgraderes ved å tilsette mer løselig sukker og øke temperaturen. Jordmiljøer har derimot et stort mangfold av mikroorganismer, noe som gjør det lettere for biologisk nedbrytning av bioplast å forekomme. Imidlertid trenger bioplast i jordmiljøer høyere temperaturer og lengre tid for å biologisk nedbrytes. Noen bioplaster nedbrytes mer effektivt i vannforekomster og marine systemer; Dette medfører imidlertid fare for marine økosystemer og ferskvann. Derfor er det nøyaktig å konkludere med at biologisk nedbrytning av bioplast i vannforekomster som fører til død av vannlevende organismer og usunt vann, kan noteres som en av de negative miljøpåvirkningene av bioplast.

Industri og markeder

Mens plast basert på organiske materialer ble produsert av kjemiske selskaper gjennom hele 1900-tallet, ble det første selskapet utelukkende fokusert på bioplast- Marlborough Biopolymers- grunnlagt i 1983. Marlborough og andre virksomheter som fulgte, klarte imidlertid ikke å finne kommersiell suksess, med den første slike selskap for å sikre langsiktig økonomisk suksess, er det italienske selskapet Novamont, grunnlagt i 1989.

Bioplast forblir mindre enn en prosent av all plast som produseres over hele verden. De fleste bioplastene sparer ennå ikke mer karbonutslipp enn det som kreves for å produsere dem. Det er anslått at å erstatte 250 millioner tonn av plasten som produseres hvert år med biobasert plast vil kreve 100 millioner hektar land, eller 7 prosent av dyrkbar jord på jorden. Og når bioplast når slutten av livssyklusen, blir de som er designet for å være komposterbare og markedsført som biologisk nedbrytbare ofte sendt til deponier på grunn av mangel på riktige komposteringsanlegg eller avfallssortering, hvor de deretter frigjør metan når de brytes ned anaerobt.

COPA (Committee of Agricultural Organization in the European Union) og COGEGA (General Committee for Agricultural Cooperation in the European Union) har gjort en vurdering av potensialet for bioplast i ulike sektorer av den europeiske økonomien:

Sektor	Tonn per år
Cateringprodukter	450 000	450000
Organiske avfallsposer	100 000	100000
Bionedbrytbare mulchfolier	130 000	130000
Bionedbrytbare folier for bleier	80 000	80000
Bleier, 100% biologisk nedbrytbart	240 000	240000
Folieemballasje	400 000	400000
Vegetabilsk emballasje	400 000	400000
Dekkkomponenter	200 000	200000
Total:	2.000.000

Historie og utvikling av bioplast

• 1825: Polyhydroksybutyrat ble isolert og karakterisert av den franske mikrobiologen Maurice Lemoigne
• 1855: første (dårligere) versjon av linoleum produsert
• 1862: På Great London -utstillingen viser Alexander Parkes Parkesine , den første termoplasten. Parkesine er laget av nitrocellulose og hadde veldig gode egenskaper, men viser ekstrem brannfarlighet. (Hvit 1998)
• 1897: Fremdeles produsert i dag, er Galalith en melkebasert bioplast som ble laget av tyske kjemikere i 1897. Galalith finnes hovedsakelig i knapper. (Thielen 2014)
• 1907: Leo Baekeland oppfant Bakelitt, som mottok National Historic Chemical Landmark for sin ikke-ledningsevne og varmebestandige egenskaper. Den brukes i radio- og telefonhylstre, kjøkkenutstyr, skytevåpen og mange flere produkter. (Pathak, Sneha, Mathew 2014)
• 1912: Brandenberger oppfinner cellofan av tre, bomull eller hampcellulose. (Thielen 2014)
• 1920 -årene: Wallace Carothers finner plast av polymelkesyre (PLA). PLA er utrolig dyrt å produsere og blir ikke masseprodusert før i 1989. (Whiteclouds 2018)  
• 1926: Maurice Lemoigne oppfinner polyhydroksybutyrat (PHB) som er den første bioplasten som er laget av bakterier. (Thielen 2014)
• 1930 -årene: Den første bioplastbilen ble laget av soyabønner av Henry Ford. (Thielen 2014)
• 1940-1945: Under andre verdenskrig blir en økning i plastproduksjon sett på som den brukes i mange materialer fra krigen. På grunn av statlig finansiering og tilsyn tredoblet USAs produksjon av plast (generelt, ikke bare bioplast) i løpet av 1940-1945 (Rogers 2005). Kortfilmen fra USAs regjering fra 1942 The Tree in a Test Tube illustrerer den store rollen bioplast spilte i seierinnsatsen fra andre verdenskrig og datidens amerikanske økonomi.
• 1950 -tallet: Amylomaize (> 50% amyloseinnhold mais) ble vellykket og kommersielle bioplastapplikasjoner begynte å bli utforsket. (Liu, Moult, Long, 2009) En nedgang i bioplastutviklingen ses på grunn av de billige oljeprisene, men utviklingen av syntetisk plast fortsetter.
• 1970 -tallet: Miljøbevegelsen ansporet til mer utvikling innen bioplast. (Rogers 2005)
• 1983: Det første bioplastselskapet, Marlborough Biopolymers, startes som bruker et bakteriebasert bioplast kalt biopal. (Feder 1985)
• 1989: Den videre utviklingen av PLA blir laget av Dr. Patrick R. Gruber når han finner ut hvordan man lager PLA av mais. (Whiteclouds 2018). Det ledende bioplastfirmaet er opprettet kalt Novamount. Novamount bruker matter-bi, en bioplast, i flere forskjellige applikasjoner. (Novamount 2018)
• 1992: Det er rapportert i Science at PHB kan produseres av planten Arabidopsis thaliana. (Poirier, Dennis, Klomparens, Nawrath, Somerville 1992)
• Sent på 1990 -tallet: Utviklingen av TP -stivelse og BIOPLAST fra forskning og produksjon av selskapet BIOTEC førte til BIOFLEX -filmen. BIOFLEX -film kan klassifiseres som ekstrudering av blåst film, ekstrudering av flatfilm og sprøytestøpelinjer. Disse tre klassifikasjonene har følgende bruksområder: Blåste filmer - sekker, poser, søppelsekker, mulchfolier, hygieneprodukter, bleiefilmer, luftboblefilmer, verneklær, hansker, doble ribbesekker, etiketter, sperrebånd; Flatfilmer - brett, blomsterpotter, fryseprodukter og emballasje, kopper, farmasøytisk emballasje; Sprøytestøping - engangsbestikk, bokser, beholdere, fremførte stykker, CD -brett, kirkegårdsartikler, golftees, leker, skrivemateriell. (Lorcks 1998)
• 2001: Metabolix inc. kjøper Monsantos biopolvirksomhet (opprinnelig Zeneca) som bruker planter til å produsere bioplast. (Barber and Fisher 2001)
• 2001: Nick Tucker bruker elefantgress som en bioplastbase for å lage bildeler av plast. (Tucker 2001)
• 2005: Cargill og Dow Chemicals omdøpes til NatureWorks og blir den ledende PLA -produsenten. (Pennisi 2016)  
• 2007: Metabolix inc. markedet tester sin første 100% biologisk nedbrytbare plast som kalles Mirel, laget av fermentering av majssukker og genetisk konstruerte bakterier. (Digregorio 2009) 
• 2012: En bioplast er utviklet fra tang som viser seg å være en av de mest miljøvennlige bioplastene basert på forskning publisert i journal of pharmacy research. (Rajendran, Puppala, Sneha, Angeeleena, Rajam 2012) 
• 2013: Det er patent på bioplast avledet fra blod og et tverrbindingsmiddel som sukker, proteiner, etc. (iridoidderivater, diimidater, dioner, karbodiimider, akrylamider, dimetylsuberimidater, aldehyder, faktor XIII, dihomo bifunksjonelle NHS -estere, karbonyldiimid, proanthocyanidin, reuterin). Denne oppfinnelsen kan anvendes ved bruk av bioplasten som vev, brusk, sener, leddbånd, bein og ved bruk av stamceller. (Campbell, Burgess, Weiss, Smith 2013) 
• 2014: Det er funnet i en studie publisert i 2014 at bioplast kan lages ved å blande vegetabilsk avfall (persille- og spinatstammer, skallene fra kakao, risskallene osv.) Med TFA -løsninger av ren cellulose skaper en bioplast. (Bayer, Guzman-Puyol, Heredia-Guerrero, Ceseracciu, Pignatelli, Ruffilli, Cingolani og Athanassiou 2014)
• 2016: Et eksperiment finner ut at en bilstøtfanger som passerer regulering kan lages av nanocellulosebaserte bioplastiske biomaterialer ved bruk av bananskall. (Hossain, Ibrahim, Aleissa 2016)
• 2017: Et nytt forslag til bioplast laget av Lignocellulosics -ressurser (tørt plantemateriale). (Brodin, Malin, Vallejos, Opedal, Area, Chinga-Carrasco 2017)
• 2018: Mange utviklinger skjer, inkludert Ikea som starter industriell produksjon av bioplastmøbler (Barret 2018), Project Effective med fokus på å bytte ut nylon med bio-nylon (Barret 2018), og den første emballasjen laget av frukt (Barret 2018).
• 2019: Fem forskjellige typer kitin -nanomaterialer ble ekstrahert og syntetisert av 'Korea Research Institute of Chemical Technology' for å bekrefte sterk personlighet og antibakterielle effekter. Når den ble begravet under jorden, var 100% biologisk nedbrytning mulig innen 6 måneder.

*Dette er ikke en omfattende liste. Disse oppfinnelsene var av forfatteren for å vise allsidigheten til bioplast og viktige gjennombrudd. Nye applikasjoner og oppfinnelser av bioplast skjer hvert år.

År	Bioplastisk oppdagelse eller utvikling
1862	Parkesine - Alexander Parkes
1868	Celluloid - John Wesley Hyatt
1897	Galalith - tyske kjemikere
1907	Bakelitt - Leo Baekeland
1912	Cellofan - Jacques E. Brandenberger
1920 -tallet	Polymelkesyre (PLA) - Wallace Carothers
1926	Polyhydroksybutyrat (PHB) - Maurice Lemoigne
1930 -tallet	Soyabønnebasert bioplastbil - Henry Ford
1983	Biopal - Marlborough Biopolymerer
1989	PLA fra mais - Dr. Patrick R. Gruber; Matter -bi - Novamount
1992	PHB kan produseres av Arabidopsis thaliana (en liten blomstrende plante)
1998	Bioflex film (blåst, flat, sprøytestøping) fører til mange forskjellige anvendelser av bioplast
2001	PHB kan produseres av elefantgress
2007	Mirel (100% biologisk nedbrytbar plast) av Metabolic inc. er markedstestet
2012	Bioplast er utviklet av tang
2013	Bioplast laget av blod og et tverrbindingsmiddel som brukes i medisinske prosedyrer
2014	Bioplast laget av vegetabilsk avfall
2016	Bilstøtfanger laget av bananskall bioplast
2017	Bioplast laget av lignocellulosiske ressurser (tørt plantemateriale)
2018	Bioplastmøbler, bio-nylon, emballasje fra frukt

Testprosedyrer

Industriell komposterbarhet - EN 13432, ASTM D6400

Den EN 13432 industristandard må være oppfylt for å hevde at en plast produkt er komposterbart i det europeiske markedet. Oppsummert krever det flere tester og setter bestått/ikke bestått kriterier, inkludert oppløsning (fysisk og visuell nedbrytning) av det ferdige elementet innen 12 uker, biologisk nedbrytning (omdannelse av organisk karbon til CO2) av polymere ingredienser innen 180 dager, plantetoksisitet og tungmetaller. Den ASTM 6400-standarden er regelverket for USA og har lignende krav.

Mange stivelsesbasert plast, PLA -basert plast og visse alifatiske - aromatiske ko -polyesterforbindelser , for eksempel succinater og adipater , har fått disse sertifikatene. Tilsetningsbasert bioplast som selges som foto- nedbrytbart eller Oxo biologisk nedbrytbart, oppfyller ikke disse standardene i sin nåværende form.

Komposterbarhet - ASTM D6002

ASTM D 6002 -metoden for å bestemme komposterbarheten til en plast definerte ordet komposterbar som følger:

det som er i stand til å gjennomgå biologisk nedbrytning i et kompoststed slik at materialet ikke er visuelt skillbart og brytes ned til karbondioksid, vann, uorganiske forbindelser og biomasse med en hastighet som er i samsvar med kjente komposterbare materialer.

Denne definisjonen vakte mye kritikk fordi den, i motsetning til måten ordet tradisjonelt er definert på, skiller prosessen med "kompostering" fullstendig fra nødvendigheten av at den fører til humus /kompost som sluttprodukt. Det eneste kriteriet denne standarden betyr beskriver er at en komposterbar plast skal se ut til å gå bort så fort som noe annet en allerede har etablert for å være komposterbart under tradisjonelle definisjonen.

Uttak av ASTM D 6002

I januar 2011 trakk ASTM tilbake standard ASTM D 6002, som hadde gitt plastprodusenter den juridiske troverdigheten til å merke en plast som komposterbar . Beskrivelsen er som følger:

Denne veiledningen dekket foreslåtte kriterier, prosedyrer og en generell tilnærming for å fastslå komposterbarheten til miljøvennlig plast.

ASTM har ennå ikke erstattet denne standarden.

Biobasert - ASTM D6866

ASTM D6866 -metoden er utviklet for å sertifisere det biologisk avledede innholdet av bioplast. Kosmiske stråler som kolliderer med atmosfæren betyr at noe av karbonet er den radioaktive isotopen karbon-14 . CO ₂ fra atmosfæren brukes av planter i fotosyntese , så nytt plantemateriale vil inneholde både karbon-14 og karbon-12 . Under de rette forholdene og over geologiske tidsskalaer kan rester av levende organismer omdannes til fossilt brensel . Etter ~ 100 000 år vil alt karbon-14 som er tilstede i det originale organiske materialet ha gjennomgått radioaktivt forfall som bare etterlater karbon-12. Et produkt laget av biomasse vil ha et relativt høyt nivå av karbon-14, mens et produkt laget av petrokjemi ikke vil ha karbon-14. Andelen fornybart karbon i et materiale (fast eller flytende) kan måles med et akselerator massespektrometer .

Det er en viktig forskjell mellom biologisk nedbrytbarhet og biobasert innhold. En bioplast som polyetylen med høy tetthet (HDPE) kan være 100% biobasert (dvs. inneholde 100% fornybart karbon), men likevel være ikke-biologisk nedbrytbart. Disse bioplastene som HDPE spiller likevel en viktig rolle i reduksjon av klimagasser, spesielt når de forbrennes for energiproduksjon. Den biobaserte komponenten i disse bioplastene regnes som karbonnøytral siden opprinnelsen er fra biomasse.

Anaerob bionedbrytbarhet -ASTM D5511-02 og ASTM D5526

ASTM D5511-12 og ASTM D5526-12 er testmetoder som er i samsvar med internasjonale standarder som ISO DIS 15985 for biologisk nedbrytbarhet av plast.

Se også

Referanser

Videre lesning

• Plast uten petroleumshistorie og politikk for 'grønn' plast i USA
• Plast og miljø
• "Den sosiale konstruksjonen av bakelitt: Mot en oppfinnelsesteori" i The Social Construction of Technological Systems , s. 155–182

Eksterne linker

• Plastics 2020 -utfordring : Debatt om Bioplastics fremtidige rolle
• Vurdering av Kinas marked for biologisk nedbrytbar plast , mai 2017, GCiS China Strategic Research