לפי הסטטיסטיקה, מתוך 9 מיליארד הטונות של מוצרי פלסטיק המיוצרים בעולם, רק 9% ממוחזרים, 12% נשרפים, ו-79% הנותרים מגיעים למזבלות או זורמים לסביבה הטבעית; ההערכה היא שעד 2050 בשנת 2018, ייצור הפלסטיק העולמי יעלה על 34 מיליארד טון, והייצור של פסולת פלסטיק יהיה 12 מיליארד טון. נכון להיום, נעשה שימוש בכל שנה בעולם ב-5 טריליון שקיות ניילון. כעת גם השוק הסיני מקדם בהדרגה את השימוש בקופסאות אוכל מתכלות.
הסיבה הבסיסית לכך שפלסטיק מסורתי מביא לזיהום לבן רציני היא זמן הפירוק הארוך שלהם, והיתרון הגדול ביותר של פלסטיק מתכלה בהשוואה לפלסטיק מסורתי הוא שזמן הפירוק קצר, מה שיכול לפתור בעיה זו.
פלסטיק מתכלה מתייחס לסוג של פלסטיק שתכונותיהם השונות יכולות לעמוד בדרישות השימוש, התכונות נשארות ללא שינוי בתקופת האחסון, וניתנות לפירוק לחומרים בלתי מזיקים לסביבה בתנאים טבעיים לאחר השימוש. מושג זה נוצר לראשונה באירופה. מדינות מערביות מפותחות משתמשות בכלים חד פעמיים מתכלים עם הרעיון של הכלכלה המעגלית. לדוגמה, בסוף שנות ה-80, שוודיה ייצרה בניסוי קופסאות מזון מהיר חד פעמיות העשויות מתפוחי אדמה ותירס. הפלסטיק המתכלה האידיאלי ביותר צריך להיות בעל ביצועים זהים לפלסטיק שאינו מתכלה במהלך השימוש, ולאחר השימוש, ניתן לפרק אותו באופן טבעי לשברים ולהתפרק למקרומולקולות ולמולקולות קטנות צעד אחר צעד בתנאים טבעיים שונים כגון נטישה והטמנה. , פחמן דו חמצני ומים.
אירופה, שהייתה הראשונה לפתח פלסטיק מתכלה, פיתחה מסלול פלסטיק שעבר שינוי בעמילן, הנקרא הדור הראשון של פלסטיק מתכלה. סוג זה של פלסטיק מתכלה על בסיס עמילן משתנה על ידי הוספת תוספים כגון עמילן במהלך פילמור של מונומרים מסורתיים כגון PE (פוליאתילן), כך שניתן לפצח את הפלסטיק לשברי פלסטיק זעירים בסביבה. עם זאת, במחקר מאוחר יותר, נמצא כי הפלסטיק לאחר שהפך לשברים אינו יכול להתפרק לחלוטין, והוא ימשיך להרעיל את הסביבה על ידי יצירת מיקרופלסטיק. לכן, פלסטיק שעבר שינוי בעמילן נקרא גם "פלסטיק מתכלה" (מתכלה באופן בלתי מתכלה). פלסטיק מתכלה מהדור השני הוא פלסטיק מתכלה פוטותרמית, וגם התפתחותם איטית מאוד בשל דרישות מחמירות לתנאי השפלה כמו טמפרטורה ועוצמת האור.
לאחר מכן, פלסטיק מתכלה פותח עוד ביבשת אמריקה. בהסתמך על משאבי הביומסה המקומיים העשירים, נולד הדור השלישי של פלסטיק מתכלה המיוצג על ידי PLA, כלומר פלסטיק מתכלה. תחת פעולתם של מיקרואורגניזמים הנמצאים בכל מקום בטבע כמו פטריות ואצות, השרשראות הארוכות בפולימר נשברות, ולבסוף מתפרקות לחלוטין ל-CO2 ומים להשגת פירוק ביולוגי מוחלט, וחומרי הגלם מופקים מתסיסה של תירס וכו'. , השייכים לחומרי מקור מבוססי ביו. מאוחר יותר, פותחו בזה אחר זה גם פלסטיקים מתכלים אחרים כגון PBS, PBAT ו-PHA, אשר תיאורטית יכולים להשיג הגנה סביבתית ירוקה אמיתית וללא רעילות סביבתית. בסך הכל, התכונה הגדולה ביותר של חומרי גרעין של חומרים אנאורגניים היא שהם זמינים באופן נרחב, זולים וקלים להשגה, ויכולים לקדם גרעין והתגבשות של פלסטיק מתכלה. עם זאת, בשל תאימותו הלקויה לפולימר המטריצה, קל לגרום לביצועים של מוצרי פלסטיק לרדת או להפוך ללא יציבים, מה שמגביל את טווח היישום שלו.
פלסטיק גולמי הוא אחד המוצרים החשובים ביותר בתעשייה הכימית. בשל היתרונות של פלסטיק עם פונקציונליות חזקה, יכולת עיבוד טובה וייצור קל בקנה מידה גדול, הם ממשיכים ליצור יישומים חדשים ולהמשיך להחליף חומרים מסורתיים אחרים. בשנת 2019, תפוקת הפלסטיק העולמית הגיעה ל-400 מיליון טון, וזה החומר החשוב ביותר לבניית החברה האנושית. חומרים מסורתיים כמו עץ, אבן, זכוכית ומתכת יתפרקו לצורות שונות לאחר פרק זמן ויחזרו למעגל הטבעי, אך הפלסטיק הוא מעשה ידי אדם לחלוטין, ואת רובם קשה לפרק לאחר מאות שנים. היא יצרה את בעיית "הזיהום הלבן" שהחברה מודאגת ממנה מאוד. על מנת ליהנות לא רק מיתרונות הביצועים והעלות של פלסטיק אלא גם להקל על הפגיעה של פסולת פלסטיק בסביבה, נוצר פלסטיק מתכלה.
הפיתוח של פלסטיק מתכלה היה איטי בשלב המוקדם. הסיבה העיקרית היא שעלות הייצור גבוהה ומדיניות היישום אינה חזקה מספיק. עם זאת, מאז אסרה סין על יבוא פסולת זרה בשנת 2018, מגמת התעשייה השתנתה באופן משמעותי. בעבר, למרות שמדינות מפותחות מעבר לים ייצרו כמות גדולה של פסולת פלסטיק, על ידי ייצוא לסין ואזורים אחרים, העלות החיצונית העצומה נפתרה בעלות קטנה במזומן; בעוד שסין נשאה בעלויות חיצוניות נוספות, והנטל הולך ומכבד. . על מנת לפתור את בעיית הפסולת החמורה, החלה סין לאסור יבוא אשפה זרה, מה שגרם לעלייה פתאומית בעלות העיבוד של המדינות המפותחות. לכן, ניתן לראות שמדינות אירופה הציגו ברציפות מדיניות חובה לפלסטיק מאז 2018, וגם המדיניות המקומית החלה לעלות. קפדנית, לכן אנו מאמינים שפלסטיק מתכלה נכנס לתקופת פיצוץ בתעשייה, וחומצה פולילקטית (PLA) ו-PBAT הם החומרים המבטיחים ביותר.
פלסטיק מתכלה מכסה מגוון רחב, כולל עמילן, אבקת עץ, אבקת במבוק וחומרי גלם ביומסה אורגנית אחרים מלאים בקומפלקסים. שינוי פני השטח של חומרי מילוי אורגניים הוא קריטי לביצועי העיבוד והיישום של מוצרים. חומרי צימוד או פילמור פונקציונלי תגובתי חומרי עזר פיזיים הם סוג חיוני של עזרי עזר עבור מוצרים אלה. קבוצות פונקציונליות תגובתיות הנפוצות הן קבוצות איזוציאנאט, קבוצות פונקציונליות אפוקסי, אוקסזולינים, אנהידרידים חומציים וכדומה.