Biologisch abbaubarer Kunststoff
Abbaubare Kunststoffe, auch als umweltabbaubare Kunststoffe bekannt, beziehen sich auf Kunststoffe, die in der natürlichen Umgebung leicht abgebaut werden können, indem sie während des Produktionsprozesses eine bestimmte Menge an Zusatzstoffen hinzufügen, um deren Stabilität zu verringern.
Die Hauptanwendungsgebiete biologisch abbaubarer Kunststoffe sind landwirtschaftlicher Mulch, verschiedene Plastikverpackungsbeutel, Müllsäcke, Einkaufstaschen in Einkaufszentren und Einweggeschirr.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Klassifizierung
Fotoabbaubarer Kunststoff
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Leichter/biologisch abbaubarer Kunststoff
Wasserabbaubarer Kunststoff
3 Eintragsatlas
1 Einführung
Tests haben gezeigt, dass die meisten abbaubaren Kunststoffe beginnen, dünner zu werden, Gewicht zu verlieren, und an Kraft verlieren, nachdem sie 3 Monate lang der allgemeinen Umgebung ausgesetzt wurden, und nach und nach in Stücke brechen. Wenn diese Fragmente im Müll oder Boden vergraben sind, ist der Abbaueffekt nicht offensichtlich.
2 Klassifizierung
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Abbaubare Kunststoffe werden in der Regel in vier Kategorien eingeteilt:
Fotoabbaubarer Kunststoff
Der Photosensiator wird in den Kunststoff gemischt, um den Kunststoff unter Sonnenlicht nach und nach zu zersetzen. Es gehört zu einer früheren Generation abbaubarer Kunststoffe. Sein Nachteil ist, dass die Abbauzeit aufgrund von Sonnenlicht und Klimaveränderungen schwer vorherzusagen ist, so dass die Abbauzeit nicht kontrolliert werden kann.
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Unter der Wirkung von Mikroorganismen können Kunststoffe vollständig in niedermolekulare Verbindungen zerlegt werden. Es zeichnet sich durch bequeme Lagerung und Transport aus, solange es trocken gehalten wird, muss nicht vor Licht geschützt werden und hat eine breite Palette von Anwendungen. Es kann nicht nur für landwirtschaftliche Mulchfolien und Verpackungsbeutel verwendet werden, sondern auch im Bereich der Medizin weit verbreitet. Mit der Entwicklung der modernen Biotechnologie wurde immer mehr Wert auf biologisch abbaubare Kunststoffe genommen und ist zu einer neuen Generation von Forschungs- und Entwicklungs-Hotspots geworden.
PHA abbaubarer Kunststoff hat die beste Leistung unter biologisch abbaubaren Kunststoffen. Gleichzeitig befindet er sich aufgrund seiner hohen Kosten und des komplizierten Produktionsprozesses noch in der Anfangsphase des Marktes. Im Jahr 2010 betrug die weltweite PHA-Produktionskapazität weniger als 80.000 Tonnen, von denen Metabolix in den Vereinigten Staaten eine Produktionskapazität von etwa 50.000 Tonnen hatte, was mehr als 60% des Marktes ausmacht. Chinesische Unternehmen sind auch bei der Produktion und F&E von PHA führend. Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd. hat eine PHA-Produktionskapazität von 10.000 Tonnen, Ningbo Tianan hat eine Produktionskapazität von 2.000 Tonnen und Shenzhen Ekman Biotechnology Co., Ltd. hat 5.000 Tonnen. Tonnen der Produktionskapazität. Kaneka in Japan und PHBIndustrial in Brasilien sind ebenfalls typische Vertreter der PHA-Industrie. Diese Unternehmen sind die Förderer der PHA-Industrie. Obwohl die Anwendung von PHA relativ begrenzt ist, beträgt das tatsächliche Absatzvolumen von Metabolix pro Jahr nicht mehr als 100 Tonnen, aber mit dem schrittweisen Ausbau nachgelagerter Anwendungen in der Zukunft, insbesondere der weiteren Ausgereiftheit von Anwendungen in Folienverpackungen, Agrarfolien, essbarem Geschirr, Vliesstoffen und anderen Branchen, ist das Marktpotenzial von PHA riesig. [1]
Leichter/biologisch abbaubarer Kunststoff
Eine Art von Kunststoff, der Photodegradation und Mikroorganismen kombiniert. Es hat die Eigenschaften der Photodegradation und Mikroorganismus Abbau.
Wasserabbaubarer Kunststoff
Den Kunststoffen werden wasserabsorbierende Substanzen zugesetzt, die nach Gebrauch im Wasser gelöst werden können. Sie werden hauptsächlich für medizinische und sanitäre Geräte (wie medizinische Handschuhe) zur einfachen Zerstörung und Desinfektion verwendet.
Kunststoffe auf Stärkebasis
Bisher umfassen stärkebasierte abbaubare Kunststoffe hauptsächlich vier Typen: Füllart, licht-/biologisch abbaubarer Typ, Mischart und Vollstärkekunststoffe.
1. Gefüllte Stärke Kunststoffe. 1973 erhielt Griffin zum ersten Mal das Patent für stärkebestückte Kunststoffe. In den 1980er Jahren entwickelten einige Länder stärkegefüllte biologisch abbaubare Kunststoffe auf der Grundlage von Griffins Patenten. Gefüllter Stärkekunststoff wird auch biozerstörender Kunststoff genannt. Sein Herstellungsprozess besteht darin, eine bestimmte Menge an Stärke und andere kleine Mengen von Zusatzstoffen zu Allzweckkunststoffen hinzuzufügen und sie dann zu einer Form mit einem Stärkegehalt von nicht mehr als 30% zu verarbeiten. Gefüllter Stärkekunststoff hat ausgereifte Technologie, einfachen Produktionsprozess und kann durch eine leichte Verbesserung der vorhandenen Verarbeitungsanlagen hergestellt werden. Daher sind die meisten inländischen abbaubaren Stärke Kunststoffprodukte dieser Art.
Natürliche Stärkemoleküle enthalten eine große Anzahl von Hydroxylgruppen, um extrem starke Wasserstoffbindungen innerhalb und zwischen Molekülen zu bilden. Die Moleküle sind polarer, während Kunstharze weniger polar sind und hydrophobe Substanzen sind. Daher muss natürliche Stärke oberflächenbehandelt werden, um ihre Hydrophobie und ihre Kompatibilität mit Polymeren zu verbessern. Zwei Methoden der physikalischen und chemischen Modifikation werden hauptsächlich verwendet.
Biologisch abbaubare Kunststoffrohstoffe
2. Foto-/biologisch abbaubare biologisch abbaubare Kunststoffe sind in einigen speziellen Bereichen wie Trockenheit oder Bodenmangel schwer abbaubar, und photoabbaubare Kunststoffe können nicht abgebaut werden, wenn sie im Boden vergraben werden. Aus diesem Grund haben die Vereinigten Staaten, Japan und andere Länder die Führung bei der Entwicklung einer Art photoabbaubarer und biologisch abbaubarer Kunststoffe übernommen. Leichte/biologisch abbaubare Kunststoffe bestehen aus Photoensitoren, Stärke, Kunstharzen und einer geringen Menge an Hilfsstoffen (Löser, Weichmacher, Verklinker, Kupplungsmittel usw.). Die Photosensiizer sind organische Verbindungen oder Salze von Übergangsmetallen. Der Abbaumechanismus besteht darin, dass Stärke biologisch abgebaut wird, wodurch die Polymermatrix lockerer wird und die spezifische Oberfläche vergrößert wird. Gleichzeitig lösen Sonnenlicht, Hitze, Sauerstoff usw. den Photosensiierer aus, was zu Polymerkettensission und Molekulargewichtsabfall führt.
3. Gemischte Stärkemischung Kunststoffe sind Stärke Kunststoffe durch Mischen von Stärke mit synthetischen Harzen oder anderen natürlichen Polymeren. Die Hauptbestandteile sind Stärke (30%-60%), eine geringe Menge pe Kunstharz, Ethylen/Acrylsäure (EAA) Copolymer, Ethylen/Vinylalkohol (EVOH) Copolymer, Polyvinylalkohol (PVA), Cellulose, Lignin, etc., die sich durch hohen Stärkegehalt auszeichnen, und einige Produkte können vollständig abgebaut werden.
Japan hat eine modifizierte Stärke/EVOH-Copolymer-Mischung mit LDPE, Dimethylsiloxan-Epoxid-modifizierter Stärke und anschließend mit LDPE vermischt. Zu dieser Art von Produkten gehören auch Mster-Bi-Kunststoffe der italienischen Firma Novamont und NoVon-Serienprodukte der amerikanischen Warner-Lambert-Firma. Mster-Bi-Kunststoff ist eine Polymerlegierung, die aus einem physikalischen vernetzten Netzwerk kontinuierlicher EVOH-Phase und Stärkephase gebildet wird. Da beide Komponenten eine große Menge an Hydroxylgruppen enthalten, ist das Produkt hydrophil und seine mechanischen Eigenschaften werden nach der Aufnahme von Wasser abnehmen, aber es ist in Wasser unlöslich.
4. Der ganze Stärketyp wandelt Stärkemoleküle in Unordnung um und bildet ein Stärkeharz mit Thermoplastität und fügt dann eine sehr kleine Menge Weichmacher und andere Additive hinzu, die der sogenannte Vollstärkekunststoff ist. Der Stärkegehalt liegt über 90%, und eine kleine Menge anderer Substanzen, die hinzugefügt werden, sind ebenfalls ungiftig und können vollständig abgebaut werden, so dass ganze Stärke ein wirklich vollständig abbaubarer Kunststoff ist. Fast alle Kunststoffverarbeitungsverfahren können zur Verarbeitung von Vollstärkekunststoffen verwendet werden, aber die traditionelle Kunststoffverarbeitung erfordert fast kein Wasser, während die Verarbeitung von Vollstärkekunststoffen eine gewisse Menge Wasser für die Plastifigung erfordert. Der Wassergehalt während der Verarbeitung beträgt 8% bis 15%. % ist angemessen, und die Temperatur darf nicht zu hoch sein, um ein Brennen zu vermeiden. Sumitomo Corporation of Japan, Wanlerlambert Corporation of the United States und Ferruzzi Corporation of Italy haben nach angaben zufolge Allstärkekunststoffe mit einem Stärkemassenanteil von 90% bis 100% erfolgreich entwickelt. Die Produkte können innerhalb eines Jahres vollständig biologisch abgebaut werden, ohne Spuren, keine Verschmutzung zu hinterlassen, und können verwendet werden Herstellung verschiedener Behälter, Folien, Müllsäcke, etc. Das Deutsche Battelle Forschungsinstitut hat einen biologisch abbaubaren Kunststoff mit einem hohen linearen Gehalt an modifizierter grüner Erbsenstärke entwickelt, der mit traditionellen Methoden verarbeitet und geformt werden kann. Als Ersatz für PVC kann es in einer feuchten natürlichen Umgebung vollständig abgebaut werden.
Oxidativer Abbau
Dies ist eine Technologie, die von den meisten Menschen in China nicht verstanden wurde. Das Hinzufügen von Additiven zu traditionellen Kunststoffproduktionsrohstoffen ist die gleiche wie die allgemeine Methode zum Hinzufügen von Farbmasterbatch. Nachdem die Kunststoffprodukte aufgegeben wurden, spielen zwei Stoffe in den Zusatzstoffen eine Rolle: der eine ist ein Präoxidatsmittel (hauptsächlich einige ungiftige Metallionen), und der andere ist eine biologisch abbaufördernde Substanz (hauptsächlich einige natürliche Pflanzenzellulose). Das Präoxidats steuert den Kunststoff, um sein richtiges Leben und seine Funktion zu erhalten, wenn er nicht aufgegeben wird. Nach dem Verlassen wird das Molekulargewicht durch die Peroxidreaktion reduziert, wodurch das Polymer spröde und leicht von Mikroorganismen zersetzt werden kann. Der biologische Abbau fördernder Stoffe fördert vor allem das Wachstum von Mikroorganismen. Im Vergleich zur Stärke-basierten Kunststofftechnologie ist diese Technologie einfach und einfach zu implementieren, kostengünstig und kann mit allgemeinen Geräten hergestellt werden. Nach der entsprechenden Überprüfung ist auch die Leistung des Kunststoffs gut erhalten. Gespeicherte Lebensmittel. Britische WELLS Unternehmen verwendet diese Methode.
Einfache Identifikationsmethode für gängige Kunststoffe. Bevor verschiedene Kunststoffrecycling-Methoden verwendet werden, um Kunststoffabfälle zu recyceln, müssen die meisten Kunststoffe sortiert werden. Aufgrund der vielen und komplizierten Kunststoffverbrauchskanäle sind einige nachverbrauchte Kunststoffe durch einfaches Erscheinungsbild schwer zu unterscheiden. Daher ist es am besten, die Materialvielfalt auf den Kunststoffprodukten anzugeben. China hat GB/T16288-1996 "Plastic Packaging Product Recycling Mark" unter Bezugnahme auf die von der American Plastics Association (SPE) vorgeschlagene und umgesetzte Materialsortenkennzeichnung formuliert. Obwohl die obige Kennzeichnungsmethode verwendet werden kann, um das Sortieren zu erleichtern, gibt es in China immer noch viele unmarkierte Etiketten. Die Kunststoffprodukte verschiedener Art bringen Schwierigkeiten beim Sortieren. Um verschiedene Arten von Kunststoffen für die Sortierung und das Recycling zu trennen, müssen wir zunächst das Wissen beherrschen, verschiedene Kunststoffe zu identifizieren.
Darstellungsidentifikation
Durch die Beobachtung des Aussehens von Kunststoffen ist es möglich, zunächst die wichtigsten Kategorien von Kunststoffprodukten zu identifizieren: Thermoplaste, duroplastische Kunststoffe oder Elastomere. Im Allgemeinen sind Thermoplaste kristallin und amorph. Das Aussehen von kristallinem Kunststoff ist durchscheinend, milchig oder undurchsichtig, und es ist nur im Filmzustand transparent, und seine Härte reicht von weich bis geil. Amorph ist in der Regel farblos, vollständig transparent, wenn keine Zusatzstoffe hinzugefügt werden, und seine Härte ist aus härter als horniger Kautschuk (Additive wie Weichmacher werden oft zu diesem Zeitpunkt hinzugefügt). Thermoseuchende Kunststoffe enthalten in der Regel Füllstoffe und sind undurchsichtig, z. B. transparent ohne Füllstoffe. Das Elastomer hat ein gummiartiges Gefühl und eine gewisse Dehnungsrate.
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Biologisch abbaubarer Kunststoff (3)
Heizungsidentifikation
Die Heizeigenschaften der oben genannten drei Arten von Kunststoffen sind ebenfalls unterschiedlich, die durch Heizmethoden identifiziert werden können. Thermoplaste erweichen beim Erhitzen, lassen sich leicht schmelzen und werden beim Schmelzen transparent und können oft Filamente aus der Schmelze ziehen und sind in der Regel leicht zu erwärmen. Der duroplastische Kunststoff wird erhitzt, bis das Material chemisch zersetzt ist, und seine ursprüngliche Härte wird nicht aufgeweicht, und die Größe ist relativ stabil, bis er bei der Zersetzungstemperatur verkohlt wird. Wenn das Elastomer erhitzt wird, fließt es nicht bis zur chemischen Zersetzungstemperatur, und das Material wird zerlegt und bei der Zersetzungstemperatur verkohlt.
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