การจำแนกประเภทและการพัฒนาพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

บทนำ - คำจำกัดความ - ประวัติศาสตร์การพัฒนา - ห้าพลาสติกทั่วไป - วัสดุย่อยสลายได้ - การจำแนกผลิตภัณฑ์

ตะกั่ว

ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ 21 ปัญหาพลังงานและสิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นหัวข้อที่กังวลมากที่สุดในโลก พลังงานปิโตรเคมีเช่นถ่านหินน้ำมันและสภาพอากาศซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนใช้มากที่สุดมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสังคมมนุษย์ในเศรษฐกิจโลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการปฏิวัติอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามเนื่องจากการใช้เวลาอย่างต่อเนื่องและการใช้งานเพิ่มขึ้นทุกปีความสามารถของพลังงานปิโตรเคมีที่ไม่หมุนเวียนนี้เพื่อการจัดหาอย่างยั่งยืนในอนาคตทำให้เกิดความกังวล นอกจากนี้การใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตโดยพลังงานปิโตรเคมีทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงเช่นภาวะโลกร้อนการละลายของธารน้ำแข็งระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ฯลฯ ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ ดังนั้นวิธีการปกป้องสิ่งแวดล้อมและลดการพึ่งพาการพัฒนาทางเศรษฐกิจอย่างมากของพลังงานปิโตรเคมีจึงกลายเป็นหัวข้อของการวิจัยร่วมกันในทุกประเทศทั่วโลก

พลาสติกซึ่งเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่ปรากฏมานานกว่าร้อยปีได้นำความสะดวกสบายมาสู่การผลิตและการใช้ชีวิตของผู้คน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของผลิตภัณฑ์ประเภทปิโตรเลียมนี้มนุษย์ได้เผชิญกับปัญหาที่ยากสองประการ: มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและการขาดแคลนทรัพยากร ปัจจุบันปริมาณการผลิตพลาสติกทั่วโลกสูงกว่า 230 ล้านตันต่อปีและขยะพลาสติกมีอยู่ 100 ล้านตันต่อปีและยังคงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของเสียเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากวัสดุบรรจุภัณฑ์ฟิล์มการเกษตรวัสดุทางการแพทย์พลาสติกสำหรับชีวิตประจำวันของผู้คน ฯลฯ เนื่องจากวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ส่วนใหญ่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีจึงยากที่จะย่อยสลายในธรรมชาติและก่อให้เกิดมลพิษร้ายแรง วิธีการบำบัดหลักสำหรับพลาสติกเหลือทิ้งคือการฝังดินและการเผา ดินเป็นของเสียจากที่ดินซึ่งเป็นเรื่องยากสำหรับบางประเทศที่มีความหนาแน่นของประชากรสูง การเผาจะผลิตคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากและสารประกอบที่เป็นอันตรายอื่น ๆ เช่นไนโตรเจนซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสซึ่งมีส่วนทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกและฝนกรด เพื่อที่จะแก้ปัญหาของแผนกที่ดินประเทศต่างๆกำลังใช้วิธีการทางกฎหมายและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการรีไซเคิลและนำขยะพลาสติกกลับมาใช้ใหม่ในมือข้างหนึ่งและเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ที่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ ในทางทฤษฎีแล้วการรีไซเคิลและรีไซเคิลพลาสติกสามารถแก้ปัญหาทั้งมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและการขาดแคลนทรัพยากรได้ อย่างไรก็ตามในกระบวนการดำเนินการวัสดุพลาสติกเองเทคโนโลยีและค่าใช้จ่ายมักถูก จำกัด ในขณะที่การวิจัยและพัฒนาวัสดุที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติมันกลายเป็นหัวข้อสำคัญหลังจากปี 1970 และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากทุกประเทศในโลก

วัสดุที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติยังไม่ได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวางเนื่องจากข้อ จำกัด ทางเทคโนโลยีและต้นทุน จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ผู้คนเริ่มตระหนักถึงมลพิษที่ร้ายแรงและการทำลายสิ่งแวดล้อมและความขาดแคลนทรัพยากร วัสดุที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติได้กลายเป็นสิ่งจำเป็น ประเทศในยุโรปได้เปิดตัวข้อ จำกัด พลาสติกและผ่านกฎหมายเพื่อ จำกัด การผลิตและการเข้าพลาสติก ในช่วง“ ขีด จำกัด พลาสติก” ที่ประเทศจีนกำหนดไว้เมื่อวันที่ 1 มิถุนายน 2551 และในช่วง“ สองช่วง” ในปี 2554“ ข้อเสนอเกี่ยวกับกฎหมายเพื่อส่งเสริมถุงขยะพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ” ที่ส่งโดยสมาชิกหยาง CPPCC ได้รับความสนใจระดับประเทศ

คำจำกัดความของการย่อยสลาย:

ในความหมายกว้างหลังจากที่วัสดุถูกทิ้งแล้วมันจะย่อยสลายโดยอัตโนมัติและหายไปภายใต้เงื่อนไขบางประการ

พลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้อย่างเข้มงวดเป็นวัสดุที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างทางเคมีภายใต้สภาพแวดล้อมบางอย่างและทำให้ประสิทธิภาพในการสลายตัวลดลงหรือสลายได้โดยสิ่งมีชีวิต

คำจำกัดความของสหรัฐอเมริกา:

วัสดุที่ย่อยสลายได้หมายถึงการย่อยสลายโดยการกระทำของจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ (แบคทีเรียเชื้อรา ฯลฯ )

ความหมายของจีน:

คุณสมบัติของพลาสติกและผลิตภัณฑ์สามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานและคุณสมบัติในการใช้งานปกติไม่เปลี่ยนแปลง หลังการใช้งานพวกมันสามารถถูกย่อยสลายเป็นสารที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

คำจำกัดความของญี่ปุ่น: พลาสติกย่อยสลายได้ที่สามารถย่อยสลายได้ในระหว่างกระบวนการทางชีวภาพและทางชีวเคมีหรือในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ

พลาสติกย่อยสลายได้โดยสมบูรณ์: ส่วนใหญ่ทำจากโพลีเมอร์ธรรมชาติ (เช่นแป้ง, เซลลูโลส, ไคติน) หรือผลพลอยได้จากการเกษตรโดยการหมักจุลินทรีย์หรือการสังเคราะห์โพลีเมอร์ย่อยสลายได้เช่นพลาสติกเทอร์โมพลาสติก, อะลิฟาติกโพลีไวนิล พลาสติกอื่น ๆ เป็นต้น

พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: ในปัจจุบันส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแป้งโพลีเอทิลีน (PE), โพรพิลีน PP, โพลีสไตรีน PS, โพลีไวนิลคลอไรด์พีวีซีและอื่น ๆ

การพัฒนาพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ต่างประเทศ:

การศึกษาพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้เริ่มต้นขึ้นในปี 1970 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ GJLGriffin เสนอความคิดในการเพิ่มแป้งธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพราคาถูกเพื่อเป็นสารตัวเติมลงในพอลิเมอร์ สิทธิบัตรพัฒนาพอลิเอทิลีน "ย่อยสลายได้" ที่ได้จากการผสมแป้งกับโพลิเอทิลีนแล้วนำไปรีดเป็นฟิล์ม มันถูกฝังอยู่ในดินและหลังจากนั้นสักครู่วัสดุก็กลายเป็นแป้ง ในเวลานั้นนักวิจัยเชื่อว่าโพลีเอทิลีนนั้นถูกย่อยสลายทางชีวภาพ การเกิดขึ้นของวัสดุใหม่นี้ได้กระตุ้นความสนใจของผู้คนต่อพลาสติกย่อยสลายได้และเข้าสู่คลื่นของการวิจัยและพัฒนาบนพื้นฐานของพลาสติกที่มีแป้งเป็นส่วนประกอบ มีการเผยแพร่สิทธิบัตรและวรรณกรรมจำนวนมากและมีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์หลายชุด บางคนอยู่ในช่วงปลายยุค 80 เชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตามการศึกษาในช่วงต้นปี 1990 ชี้ให้เห็นว่าพันธบัตร CC ไม่สามารถไฮโดรไลซ์ด้วยเอนไซม์และไฮโดรไลซ์ได้ เพื่อที่จะทำลายพันธะนอกเสียจากโฟโตไลซิสและออกซิเดชั่นโพลีเอทิลีนเป็นเพียงส่วนที่เหลืออยู่ในดินและไม่ใช่วัสดุที่ย่อยสลายได้อย่างแท้จริง ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีจริงๆและคล้ายกับพลาสติกโพลีเอทิลีนแบบดั้งเดิมโพลีโพรพีลีนโพลีสไตรีนและคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ มีเพียง polycaprolactone (PCL), กรด polylactic (PLA), polyhydroxybutyl ester และ amyl ester copolymerization

ต่างประเทศ:

•ผู้ผลิตต่างประเทศหลักของพลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพคือ: โคพอลิเอสเทอร์ไขมัน - อะโรมาติกที่ผลิตโดย บริษัท BASF ในประเทศเยอรมนีภายใต้ชื่อทางการค้า Ecoflex;

v Polylactic acid ที่ผลิตโดย NatureWorks, สหรัฐอเมริกา;

• PVA (PCL) / แป้งผสมที่ผลิตโดย บริษัท Novamont ของอิตาลีเรียกว่า Mater-Bi พลาสติกที่ผลิตจากแป้งชื่อทางการค้าคือ Novon ชื่อทางการค้าของ polycaprolactone PCL คือ BionolleTone Polymer; พลาสติกที่มีแป้งเป็นส่วนประกอบชื่อทางการค้าคือ Novon

ญี่ปุ่น Showa Polymer Polybutylene succes PBS ชื่อทางการค้า Bionolle

• Polyhydroxyalkanoate (PHB) ผลิตโดย Mitsubishi Chemical ชื่อทางการค้า Biopol

ประเทศ:

• 70s - วัสดุย่อยสลายได้ของจีนมีต้นกำเนิดในปี 1978

• 80s - การเติมแป้ง (แนวคิด)

• 90s - แนวคิดการสลายตัวของ CO2

•หลังจากปี 2000 - เริ่มมีเม็ดเล็ก ๆ และกลุ่มของ บริษัท ได้เกิดขึ้น

บริษัท ที่มีแป้งเป็นหลัก - Shangjiu, Su Shi, Biage ฯลฯ

บริษัท ที่ใช้แคลเซียมคาร์บอเนต - งดงาม, จีน, หัวแดน, ผมบลอนด์, ฯลฯ

วัสดุย่อยสลายได้

PLA

กรด Polylatic ย่อว่า PLA หรือที่เรียกว่า polylactide เป็นเทอร์โมพลาสติกที่ได้จากการสังเคราะห์ทางเคมีของกรดแลคติกที่ผลิตโดยการหมักทางชีวภาพซึ่งมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพ: สมบัติเชิงกลที่ดีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความเข้ากันได้ดีความต้านทานแรงดึงและความเหนียวที่ดีการซึมผ่านของก๊าซที่ดีการซึมผ่านของออกซิเจนและการซึมผ่านของไดออกเซน การแยกลักษณะกลิ่น เป็นพลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพเพียงชนิดเดียวที่มีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราได้อย่างยอดเยี่ยม

การขาดข้อ จำกัด : จุดหลอมเหลวต่ำความแข็งแรงความโปร่งใสและความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ดีเท่ากับพลาสติกธรรมดา

เมมเบรนเปรียบได้กับเมมเบรนที่ทำจาก PS

v PCL

Polyvsptolsvton เป็นโพลิเมอร์กึ่งผลึก (โพลีเอสเตอร์เชิงเส้นอะลิฟาติก)

คุณสมบัติทางกายภาพ: จุดหลอมเหลวต่ำและอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วตามลำดับเพียง 60 ° C -60 ° C อุณหภูมิการตกผลึกคือ 22 ° C; ความแข็งแรงของเส้นใยและเส้นใยโพลีอะไมด์ 6 มีค่าเกือบเทียบเท่าความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึง 70.56 cN / tex หรือมากกว่าความแรงของปมยังสูงกว่า 44.1cN / tex มีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีฟังก์ชั่นหน่วยความจำรูปร่างที่ดีความสามารถในการละลายที่ดีในตัวทำละลายต่างๆเข้ากันได้ดีกับพลาสติก / ยางชนิดต่าง ๆ และเป็นพลาสติกโพรไฟล์อุณหภูมิต่ำ

ข้อบกพร่อง: ผลึกที่แข็งแกร่ง, การย่อยสลายทางชีวภาพช้าและโพลิเมอร์ที่ไม่ชอบน้ำ

v PBS

Polybutylene succinate (poly butylene surcinate) เป็นผลึกโพลีเมอร์สังเคราะห์โดยปฏิกิริยา polycondensation โดยใช้ aliphatic และ diol เป็นวัตถุดิบ

ลักษณะทางกายภาพ: 1. ความหนาแน่น 1.26g / cm3, จุดหลอมเหลว 114 ° C, 2. ผลึกเป็น 30% ถึง 45% ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลและการกระจายน้ำหนักโมเลกุล

3. ความต้านทานความร้อนที่ดีอุณหภูมิการบิดเบือนความร้อนใกล้ 100 ° C และอุณหภูมิหลังจากการปรับเปลี่ยนใกล้ 100 ° C

ประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยม, ความต้านทานความร้อนที่ดี, การประมวลผลที่ดีและคุณสมบัติทางกล ปัจจุบันความสามารถในการขึ้นรูปเป็นพลาสติกที่ย่อยสลายได้ดีที่สุดและทนความร้อนได้ดีที่สุดในการทนความร้อนของวัสดุย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

อนุพันธ์ของมันคือ: PBSA, PBST, PBAT

v PHB

Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนซึ่งเป็นคุณสมบัติคล้ายไขมันที่พบในไซโตพลาสม่าของแบคทีเรียจำนวนมาก

คุณสมบัติทางกายภาพ: ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในคลอโรฟอร์มสามารถย้อมด้วยไนล์บลูหรือซูดานดำด้วยพลังงานการเก็บรักษาแหล่งคาร์บอนและลดแรงดันภายในเซลล์

v PVA

โพลีไวนิลแอลกอฮอล์

คุณสมบัติทางกายภาพ: PVA ละลายในน้ำ ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นเท่าไหร่ความสามารถในการละลายก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่มันจะไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ ความสามารถในการละลายของ PVA นั้นแตกต่างกันไปตามระดับของการเกิดโรคพิษสุราเรื้อรัง การดื่มแอลกอฮอล์บางส่วนและการเกิดพอลิเมอไรเซชันในระดับต่ำของ PVA จะละลายอย่างรวดเร็วในขณะที่แอลกอฮอล์เต็มรูปแบบและการเกิดพอลิเมอไรเซชันระดับสูงของ PVA จะละลายอย่างช้าๆ ประสิทธิภาพการทำงานอยู่ระหว่างพลาสติกและยางการใช้งานสามารถแบ่งออกเป็นเส้นใยและไม่ใช่เส้นใยสองวัตถุประสงค์ PVA มีการยึดเกาะที่แข็งแกร่งไม่เหมือนใครความยืดหยุ่นของฟิล์มความนุ่มนวลความทนทานต่อน้ำมันความทนทานต่อตัวทำละลายคอลลอยด์ป้องกันการกั้นก๊าซความต้านทานการกัดกร่อนและการกันน้ำหลังจากการดูแลเป็นพิเศษ

v copolymer คาร์บอนไดออกไซด์

v อะลิฟาติก / โคพอลิเมอร์อะโรมาติก

การจำแนกประเภทของพลาสติกที่ย่อยสลายได้

v พลาสติก Photodegradable: สารเพิ่มความไวแสงจะถูกเพิ่มเข้าไปในพลาสติกเพื่อสลายตัวพลาสติกภายใต้แสงแดด มันเป็นของพลาสติกที่ย่อยสลายได้รุ่นก่อนหน้า ข้อเสียคือเวลาการย่อยสลายยากต่อการคาดการณ์เนื่องจากแสงแดดและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เวลาในการย่อยสลายไม่สามารถควบคุมได้

v พลาสติกย่อยสลายได้: พลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ในสารประกอบโมเลกุลต่ำภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์

v แสง / การย่อยสลายทางชีวภาพ

เราขอเสนอฟิล์มย่อยสลายได้เต็มรูปแบบที่จดสิทธิบัตรและถุง PVA ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจะทำโดยการหล่ออุปกรณ์มันแตกต่างจากผลิตภัณฑ์เป่าขึ้นรูปแบบดั้งเดิมผลิตภัณฑ์เป่าขึ้นรูปทั้งหมดไม่ย่อยสลายได้แบบเต็ม เราสามารถผลิตภาพยนตร์ pva และกระเป๋าในทุกสีที่โปร่งใสและหลากหลาย

เรายังนำเสนอวัสดุอินทรีย์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเต็มรูปแบบและถุงด้วยวัตถุดิบที่จดสิทธิบัตรและกระบวนการผลิต

สำหรับผลิตภัณฑ์ฟิล์มและกระเป๋า PVA เพิ่มเติมโปรดเยี่ยมชมเรา:

http://www.joyful-printing.net/pva-bag/

http://www.joyful-printing.com/pva-bag/ ภาษาอังกฤษเท่านั้น