Sissejuhatus-määratlus-arendusajalugu-viis üldist plastide - biolagunevate materjalide - lagunemisproduktide klassifikatsiooni
Plii
Alates 21. sajandi algusest on energia- ja keskkonnaküsimused muutunud maailmas kõige murettekitavamaks. Naftakeemiline energia, näiteks kivisüsi, nafta ja ilm, kui enim kasutatud taastumatu energiaallikas, on alati olnud oluline roll inimühiskonna arengus maailmamajanduses, eriti pärast tööstusrevolutsiooni. Kuna ajakasutus jätkub ja kasutamine kasvab aasta-aastalt, on muret tekitanud selle taastumatu naftakeemia energia jätkusuutlik tarnimine tulevikus. Lisaks on naftakeemilise energia abil toodetud süsinikdioksiidi kasutamine põhjustanud tõsiseid keskkonnaprobleeme, nagu globaalne soojenemine, liustike sulamine, merepinna tõus jne, mis on tihedalt seotud atmosfääri süsihappegaasi koguse suurenemisega. Seetõttu on keskkonna kaitsmine ja majandusarengu liigse sõltuvuse vähendamine naftakeemilisest energiast muutunud kõigi maailma riikide ühiste teadusuuringute teemaks.
Plastid, polümeermaterjal, mis ilmus enam kui sada aastat tagasi, on inimeste tootmises ja elus tohutult mugavust pakkunud. Seda tüüpi naftapõhiste toodete kiire arenguga on inimesed seisnud silmitsi kahe keeruka probleemiga: keskkonna saastamise ja ressursside puudusega. Praegu on plasti kogutoodang maailmas ületanud 230 miljonit tonni aastas ja plastijäätmeid on 100 miljonit tonni aastas ning see kasvab endiselt. Enamik neist jäätmetest on pärit pakendimaterjalidest, põllumajanduslikest kiledest, meditsiinilistest materjalidest, inimeste igapäevaseks kasutamiseks mõeldud plastmaterjalidest jne. Kuna enamikul sünteetilistest polümeermaterjalidest on hea korrosioonikindlus, on neid looduses raske lagundada ja need põhjustavad tõsist reostust. Plastijäätmete peamised töötlemisviisid on pinnase matmine ja põletamine. Muld on maa raiskamine, mis on raske mõnede rahvastikutihedusega riikide jaoks. Põlemisel saadakse suures koguses süsinikdioksiidi ja muid kahjulikke ühendeid, nagu lämmastik, väävel ja fosfor, mis soodustavad kasvuhooneefekti ja happevihmasid. Maaosakonna probleemide lahendamiseks kasutavad riigid ühelt poolt plastijäätmete ringlussevõtmiseks ja taaskasutamiseks ning uute materjalide väljatöötamiseks, mida saab teiselt poolt looduslikult lagundada, seaduslikke vahendeid ja tehnoloogia arengut. Teoreetiliselt võib plastide ringlussevõtt ja ringlussevõtt lahendada nii keskkonnareostuse kui ka ressursipuuduse. Kuid rakendusprotsessis on plastmaterjalid ise, tehnoloogiad ja kulud sageli piiratud, samal ajal kui looduslikult lagunevate materjalide uurimine ja arendamine sai sellest oluliseks teemaks pärast 1970. aastaid ja seda võtsid kõikides maailma riikides laialdaselt arvesse.
Looduslikult lagunevaid materjale ei ole tehnoloogia ja kulude piiratuse tõttu laialdaselt reklaamitud. Kuni viimase ajani on inimesed teadlikumad keskkonna tõsisest saastumisest ja hävitamisest ning ressursside nappusest. Looduslikult lagunevad materjalid on muutunud kohustuslikuks. Euroopa riigid on kehtestanud plastpiirangud ja võtnud vastu õigusakte, et piirata plastide tootmist ja turule toomist. Hiina poolt 1. juunil 2008 kehtestatud „plastpiirangu” ajal ja 2011. aastal toimunud „kahe istungjärgu” ajal on CPPCC liikme Yang Lani esitatud ettepanek biokütuseid lagunevaid plastikprügikotte reklaamida käsitlevate õigusaktide ettepaneku kohta pälvinud riiklikku tähelepanu.
Lagunemise määratlus:
Laias laastus pärast materjali kõrvaldamist laguneb see teatud tingimustel automaatselt ja kaob.
Rangelt võttes on lagunevad plastid materjalid, mille keemilises struktuuris toimub teatavates keskkonnatingimustes olulised muutused ja mis põhjustavad toimivuse mõningast halvenemist, mida organismid võivad lagundada või metaboliseerida.
Ameerika Ühendriikide määratlus:
Biolagunevad materjalid tähistavad lagunemist looduslike mikroorganismide (bakterid, seened jne) toimel.
Hiina määratlus:
Plastide ja nende toodete omadused võivad vastata kasutamisnõuetele ning tavapärase kasutamise korral ei muutu omadused. Pärast kasutamist saab neid looduskeskkonnas lagundada keskkonnasõbralikeks aineteks.
Jaapani määratlus: biolagunevad plastid, mis võivad laguneda bioloogiliste ja biokeemiliste protsesside käigus või bioloogilises keskkonnas
Täielikult biolagunevad plastid: peamiselt valmistatud looduslikest polümeeridest (nagu tärklis, tselluloos, kitiin) või põllumajanduslikest kõrvalsaadustest mikroobsel kääritamisel või biolagunevate polümeeride sünteesil, näiteks termoplastilised tärkliseplastid, alifaatsed polüestrid, polüpiimhape, tärklis / polüvinüülalkohol, jne on kõik sellised plastikud.
Destruktiivsed biolagunevad plastmassid: hõlmavad praegu peamiselt tärklisega modifitseeritud (või täidetud) polüetüleen-PE, polüpropüleeni PP, polüstüreeni PS, polüvinüülkloriidi PVC jms.
Biolagunevate plastide arendamine
võõras:
Laguneva plasti uurimine algas 1970. aastatel, kui Briti teadlane GJLGriffin pakkus välja idee lisada polümeerile täiteainena odavat biolagunevat looduslikku tärklist ja avaldas esimese tärklisega täidetud vinüüli. Patent töötas välja "biolaguneva" polüetüleeni, mis saadi tärklise segamisel polüetüleeniga ja seejärel selle kileks rullimisega. See maeti mulda ja mõne aja pärast muutus materjal pulbriks. Sel ajal uskusid teadlased, et polüetüleen oli biolagundatud. Selle uue materjali ilmumine on äratanud inimeste tähelepanu biolagunevatele plastidele ning jõudnud teadus- ja arendustegevuse lainele, mis põhineb tärklise baasil valmistatud plastidel. Avaldatud on palju patente ja kirjandust ning käivitatud on tootesari. Mõni on olnud 1980ndate lõpus. Kommertsialiseerimine. 1990. aastate alguse uuringud tõid siiski esile, et CC-sidemeid ei saa ensümaatiliselt hüdrolüüsida ega hüdrolüüsida. Sidemete purustamiseks, välja arvatud juhul, kui toimub fotolüüs ja oksüdeerimine, on polüetüleen tegelikult vaid killuke, mis jääb mulda ja pole tegelikult täielikult lagunev materjal. Tõeliselt hea biolagunevus ja sarnaselt traditsiooniliste plastide polüetüleeni, polüpropüleeni, polüstüreeni ja muude füüsikaliste omadustega on ainult polükaprolaktoon (PCL), polüpiimhape (PLA), polühüdroksübutüülester ja selle amüülestri kopolümerisatsioon (PHB / PHV) ja osaliselt modifitseeritud tärkliseplast
võõras:
• Peamised välismaised biolagunevate plastide tootjad on: rasva-aromaatne kopolüester, mida toodab BASF Saksamaal kaubamärgi Ecoflex all;
v polüpiimhape, mille on tootnud NatureWorks, USA;
• Itaalia Novamont Company toodetud PVA (PCL) / tärklise sulam kannab nime Mater-Bi, tärklisepõhine plast, kaubanimi on Novon, polükaprolaktooni PCL kaubanimi on BionolleTone Polymer; tärklisepõhine plastik, kaubanimi on Novon;
• Jaapani Showa polümeer polübutüleen-suktsinaat PBS, kaubanimi Bionolle.
• polühüdroksüalkanoaat (PHB), mida on tootnud Mitsubishi Chemical, kaubanimi Biopol;
kodumaine:
• 70-ndad - Hiina biolagunevad materjalid pärinevad 1978. aastast
• 80-ndad - tärklise lisamine (kontseptsioon)
• 90-ndad - CO2 lagunemise kontseptsioon
• Pärast 2000. aastat - alustati granuleerimist ja tekkis kontsern
Tärklisel põhinevad ettevõtted - Shangjiu, Su Shi, Biage jne.
Kaltsiumkarbonaadil põhinevad ettevõtted - uhked, hiinlased, Hua Dan, blondid jne.
Biolagunev materjal
v PLA
Polülaathapet, lühendatult PLA, tuntakse ka kui polülaktiidi. See on termoplastiline polümeer, mis saadakse piimhappe kunstliku keemilise sünteesi teel bioloogilisel kääritamisel, millel on hea biosobivus ja biolagunevus.
Füüsikalised omadused: suured mehaanilised omadused, hea biolagunevus ja ühilduvus, hea tõmbetugevus ja elastsus, hea gaasi läbilaskvus, hapniku läbilaskvus ja dioksaani läbilaskvus. Lõhnaomaduste eraldamine. See on ainus biolagunev plastik, millel on suurepärased antibakteriaalsed ja seenevastased omadused.
Piirangute puudumine: madal sulamistemperatuur, tugevus, läbipaistvus ja vastupidavus kliimamuutustele pole nii head kui tavalistel plastidel.
Membraanid on võrreldavad PS-ist valmistatud membraanidega.
v PCL
Polüvsptolsvton on poolkristalne polümeer (alifaatne lineaarne polüester).
Füüsikalised omadused: madala sulamistemperatuuri ja klaasistumistemperatuuri vastavalt ainult 60–60 ° C, kristallumise temperatuur on 22 ° C; selle kiu tugevus ja polüamiid 6 kiud on peaaegu ekvivalentsed, tõmbetugevus võib ulatuda 70,56 cN / tex või rohkem, sõlmetugevus Ka üle 44,1 cN / tex. Sellel on hea biolagunevus, hea kuju mälu funktsioon, hea lahustuvus erinevates lahustites, hea ühilduvus erinevate plastikute / kummidega ja see on madala temperatuuriga plastprofiil.
Defekt: tugev kristallilisus, aeglane biolagunemine ja hüdrofoobne polümeer.
v PBS
Polübutüleensuktsinaat (polübutüleensuktsinaat) on kristalne polümeer, mis sünteesitakse polükondensatsioonireaktsiooni abil, kasutades toorainena alifaatset ja diooli.
Füüsikalised omadused: 1. Tihedus 1,26 g / cm3, sulamistemperatuur 114 ° C, 2. Kristallilisus on 30–45% sõltuvalt molekulmassist ja molekulmassi jaotusest
3. Hea kuumakindlus, kuumustõmbemistemperatuur on lähedane 100 ° C-le ja temperatuur pärast modifitseerimist 100 ° C-le.
Suurepärane üldine jõudlus, hea kuumakindlus, head töötlemis- ja mehaanilised omadused. Töödeldavus on praegu üldotstarbeliste lagunevate plastide puhul parim ja täielikult biolagunevate materjalide kuumuskindluse osas on kõige parem kuumuskindlus.
Selle derivaadid on: PBSA, PBST, PBAT.
v PHB
Polü-β-hüdroksübutüraat (PHB) on süsinikuallika hoidla, mis on lipiidsarnane omadus, mida leidub paljudes bakteriaalsetes tsütoplasmades.
Füüsikalised omadused: vees lahustumatu, kuid kloroformis lahustuv võib olla värvitud Niiluse sinise või Sudaani musta värviga, säilitusenergia, süsinikuallikaga ja vähendavad rakusisest osmootset rõhku.
v PVA
Polüvinüülalkohol
Füüsikalised omadused: PVA lahustub vees. Mida kõrgem on vee temperatuur, seda suurem on lahustuvus, kuid see on orgaanilistes lahustites peaaegu lahustumatu. PVA lahustuvus varieerub sõltuvalt alkoholismi ja polümerisatsiooni astmest. PVA osaline alkoholiseerumine ja madal polümerisatsiooni aste lahustuvad väga kiiresti, samas kui täielik alkoholiseerumine ja kõrge polümerisatsiooni aste PVA lahustuvad aeglaselt. Toimivus on plastiku ja kummi vahel, selle kasutamise võib jagada kaheks otstarbeks kiudaineteks ja muudeks kui kiududeks. PVA-l on pärast eritöötlust unikaalne tugev nakkuvus, kile painduvus, siledus, õlikindlus, lahusti vastupidavus, kaitsekolloid, gaasibarjäär, kulumiskindlus ja veekindlus.
v Süsinikdioksiidi kopolümeer
v alifaatne / aromaatne kopolümeer
Lagunevate plastide klassifikatsioon
v Fotolagunev plastik: plastikule lisatakse valgustundlik, et see päikesevalguse käes järk-järgult laguneks. See kuulub varasema lagundatava plasti põlvkonda. Puuduseks on see, et lagunemisaega on päikesepaiste ja kliimamuutuste tõttu keeruline ennustada ning seetõttu ei saa lagunemisaega kontrollida.
v Biolagunev plastik: plastik, mis võib mikroorganismide toimel täielikult laguneda madala molekuliga ühenditeks.
v Kerge / biolagunev
Pakume patenteeritud täielikult biolagunevat kilet ja PVA-kott, kõik tooted on valmistatud valamisseadmete abil. See erineb traditsioonilistest puhumisvormimistoodetest, kõik puhumisvormimistooted pole täielikult biolagunevad. Saame valmistada pva-kileid ja -kotte kõigis läbipaistvates ja erinevates värvides.
Pakume ka orgaanilise materjaliga täielikult biolagunevat kilet ja patenteeritud tooraine ning tootmisprotsessiga kotte.
Lisateavet PVA-kilede ja -kottide kohta leiate meie kodulehelt:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
Ainult http://www.joyful-printing.com/pva-bag/ eng