Kennen Sie diese häufig verwendeten biologisch abbaubaren Kunststoffe?
Einleitung: Mit der zunehmenden Bevorzugung umweltfreundlicher Verpackungen hat die Nachfrage nach abbaubaren Materialien allmählich zugenommen. Die Menschen begannen, nach umweltfreundlichen Materialien zu suchen und diese zu entwickeln, die nachhaltig oder ökologisch zyklisch sind. Biologisch abbaubare Kunststoffe sind eines der umweltfreundlichsten und vielversprechendsten umweltfreundlichen Materialien. Dieser Artikel beschreibt kurz einige gängige Kunststoffe für biologisch abbaubare Kunststoffe. Freunde Referenz:
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Abbaubarer Kunststoff
Unter bestimmten Umgebungsbedingungen führt dies nach einer gewissen Zeit und einschließlich eines oder mehrerer Schritte zu einer signifikanten Änderung der chemischen Struktur des Materials und zum Verlust bestimmter Eigenschaften (wie Integrität, Molekulargewicht, Struktur oder mechanische Festigkeit) und / oder zerbrochener Kunststoff. Zum Testen sollten Standardtestmethoden verwendet werden, die Leistungsänderungen widerspiegeln, und der Typ sollte gemäß der Verschlechterungsmethode und der Lebensdauer bestimmt werden. Abbaubare Kunststoffe werden gemäß den endgültigen Abbauwegen in biologisch abbaubare Kunststoffe, kompostierbare Kunststoffe, lichtabbaubare Kunststoffe und thermisch sauerstoffabbaubare Kunststoffe eingeteilt.
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Unter natürlichen Bedingungen wie Boden und / oder sandigem Boden und / oder bestimmten Bedingungen wie Kompostierungsbedingungen oder anaeroben Aufschlussbedingungen oder in wässrigen Kulturflüssigkeiten wird der Abbau durch die Einwirkung von in der Natur vorhandenen Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmelpilzen und Algen verursacht. Und schließlich vollständig zu Kohlendioxid (CO2) oder / und Methan (CH4), Wasser (H2O) und mineralisierten anorganischen Salzen der Elemente und neuem Biomassekunststoff abgebaut. Auch als biologisch abbaubare Kunststoffe bekannt.
Klassifizierung von biologisch abbaubaren Kunststoffen: Entsprechend der unterschiedlichen Rohstoffzusammensetzung und dem Herstellungsverfahren kann es in die folgenden drei Typen unterteilt werden: natürliche Polymere und ihre modifizierten Materialien, mikrobielle synthetische Polymermaterialien und chemisch synthetisierte Polymermaterialien.
Die üblicherweise verwendeten biologisch abbaubaren Kunststoffe sind: Poly-3-hydroxyalkanoat (PHA), Polymilchsäure (PLA), Poly-Caprolacton (PCL) und Polybutylen-Succinat (PBS).
Poly-3-hydroxyalkanoat (PHA)
Polyhydroxyfettsäureester sind aliphatische Copolyester mit unterschiedlichen Strukturen, die von Mikroorganismen durch verschiedene Kohlenstoffquellenfermentationen synthetisiert werden. Zu den häufigsten gehören Poly-3-hydroxybutyrat (PHB), Polyhydroxyvalerat (PHV) und Copolymere von PHB und PHV (PHBV). PHB ist ein thermoplastischer Polyester, der in der Natur weit verbreitet ist, insbesondere in Bakterienzellen. Viele physikalische und mechanische Eigenschaften von PHB liegen nahe an Polypropylen-Kunststoffen, sind jedoch biologisch abbaubar und biokompatibel und können im lebenden Körper vollständig zu β-Hydroxybuttersäure, Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden. Das aus diesem Biokunststoff hergestellte Material kann in Arzneimittelfreisetzungssystemen, Implantaten und einigen Vorrichtungen verwendet werden, die sich nach der Heilung im menschlichen Körper harmlos zersetzen. Im Vergleich zu Polypropylen ist PHB jedoch härter und spröder. Die Copolymerisation von PHB und PHV (PHBV) kann die hohe Kristallinität und Sprödigkeit von PHB&verbessern, seine mechanischen Eigenschaften, seine Wärmebeständigkeit und seine Wasserbeständigkeit verbessern. PHB / PHV-Copolymere sind bereits unter dem Handelsnamen Biopol erhältlich. Biopol besteht aus einer Reihe verschiedener Materialien. Wenn der Gehalt an PHV nicht mehr als 30% beträgt und der PHB / PHV 89/11 beträgt, hat das Copolymer die beste Festigkeit und Zähigkeit. Solche Produkte können in der Lebensmittelverpackung, Kosmetik, Medizin, Gesundheit und Landwirtschaft eingesetzt werden.
Polymilchsäure (PLA)
Polymilchsäure (PLA) ist ein Polyester, der chemisch aus mikrobiellem Fermentationsprodukt Milchsäure synthetisiert wird.
Die Produktion von Polymilchsäure basiert auf Milchsäure. Bei der traditionellen Milchsäuregärung werden meist stärkehaltige Rohstoffe verwendet. Gegenwärtig haben die Vereinigten Staaten, Frankreich, Japan und andere Länder landwirtschaftliche Nebenprodukte wie Mais, Zuckerrohr, Zuckerrüben und Kartoffeln als Rohstoffe für die Fermentation zur Herstellung von Milchsäure und anschließend zur Herstellung von Polymilchsäure entwickelt und verwendet. Mais ist der bevorzugte Rohstoff für biologisch abbaubare Kunststoff-Polymilchsäure. Das Verfahren zur Herstellung biologisch abbaubarer plastischer Polymilchsäure ist wie folgt: Zuerst wird der Mais pulverisiert, die Stärke wird abgetrennt, die ursprüngliche Glucose wird aus der Stärke extrahiert und schließlich wird das bierähnliche Fermentationsverfahren verwendet, um die Glucose in Milchsäure umzuwandeln und dann wird die extrahierte Milchsäure zur endgültigen Polymer-Polymilchsäure verarbeitet.
Polymilchsäure ist ein biologisch abbaubares Polymer, das aus nachwachsenden Rohstoffen wie Getreide hergestellt wird. Bei der Herstellung von Polymilchsäure wird das Milchsäuremonomer zunächst durch das Getreidesediment zu Glucose hydrolysiert, und Glucose wird durch den so hergestellten Fermentationsprozess in Natriumlactat umgewandelt. Die Milchsäure wird weiter konzentriert und dann in der Reihenfolge Polykondensation (Bildung eines Präpolymers), thermische Depolymerisation (Bildung von Dilactid), Ringöffnungspolymerisation und Depolymerisation polymerisiert. Das Molekulargewicht der erhaltenen Polymilchsäure beträgt 75.000 g / mol.
Durch Ausführen der Milchsäure-Polykondensationsreaktion nach einem allgemeinen Verfahren können nur Milchsäureoligomere erhalten werden. Gegenwärtig ist das am meisten untersuchte Verfahren zur Herstellung von PLA mit hohem Molekulargewicht die Ringöffnungspolymerisation von Lactid, und Lactid wird aus Milchsäureoligomeren durch Hochtemperaturcracken synthetisiert. Es gibt detaillierte Forschungsberichte über den Ringöffnungspolymerisationsmechanismus und die Reaktionsbedingungen von Lactid. Kürzlich schlug Mitsui Chemicals Co., Ltd. von Japan&eine neue Technologie zur Herstellung von Polymilchsäure direkt durch Polykondensation von Milchsäure vor, ohne durch Lactid zu gelangen. Diese Technologie verwendet einen hochaktiven Katalysator durch Lösungspolykondensation, um Polymilchsäure mit hohem Molekulargewicht zu erhalten. Da Milchsäure und Lactid asymmetrische Kohlenstoffatome enthalten, kann PLA mit unterschiedlicher Stereoregularität durch Polymerisation wie L-PLA, D-PLA und DL-PLA erhalten werden.
Polymilchsäure hat eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit, Fettbeständigkeit und Luftdichtheit und ihre Leistung ist bei Raumtemperatur stabil, wird jedoch automatisch abgebaut, wenn die Temperatur höher als 55 ° C ist oder unter Einwirkung von Sauerstoffanreicherung und Mikroorganismen. Nach dem Gebrauch kann es von Mikroorganismen in der Natur vollständig abgebaut werden und schließlich Kohlendioxid und Wasser erzeugen, ohne die Umwelt zu verschmutzen, was für den Umweltschutz sehr vorteilhaft ist.
Der Abbau von Polymilchsäure ist in zwei Stufen unterteilt: 1) Zunächst wird es zu Milchsäuremonomeren hydrolysiert; 2) Die Milchsäuremonomere werden unter Einwirkung von Mikroorganismen zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut. Der Lebensmittelbecher aus Polymilchsäure kann in nur 60 Tagen vollständig abgebaut werden, wodurch die doppelten Auswirkungen von Ökologie und Ökonomie erreicht werden.
Poly & epsi; -Caprolacton (PCL)
Poly & epsi; -Caprolacton (PCL) ist ein niedrigschmelzendes Polymer, das durch Ringöffnungspolymerisation von & epsi; -Caprolacton erhalten wird. Sein Schmelzpunkt beträgt nur 62 ° C. Die Forschung zur Abbaubarkeit von PCL wurde seit 1976 begonnen. Sowohl in anaeroben als auch in aeroben Umgebungen kann PCL durch Mikroorganismen vollständig zersetzt werden. Im Vergleich zu PLA weist PCL eine bessere Hydrophobizität auf, die Abbaurate ist jedoch langsamer. Gleichzeitig ist der Synthesevorgang einfach und die Kosten geringer. PCL hat eine ausgezeichnete Verarbeitungsleistung und kann mit gewöhnlichen Kunststoffverarbeitungsgeräten zu Filmen und anderen Produkten verarbeitet werden. Gleichzeitig weisen PCL und viele Polymere eine gute Verträglichkeit auf, wie PE, PP, PVA, ABS, Gummi, Cellulose und Stärke usw., durch Mischen, und durch Copolymerisation können Materialien mit ausgezeichneter Leistung erhalten werden. Insbesondere das Mischen oder Copolymerisieren mit Stärke kann nicht nur die biologische Abbaubarkeit aufrechterhalten, sondern auch die Kosten senken, so dass es viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat. PCL und Stärke können gemischt werden, um abbaubaren Kunststoff mit guter Wasserbeständigkeit zu erhalten, und sein Preis ist ähnlich dem von Papier. Unter Verwendung eines In-situ-Polymerisationsverfahrens kann & epsi; -Caprolacton mit Stärke gepfropft werden, um ein thermoplastisches Polymer mit ausgezeichneter Leistung zu erhalten.
Polyester - PBS / PBSA
Im Vergleich zu ähnlichen Produkten sind die Vorteile von biologischen Polyester-Unterkunststoffen:
1) Eine der fatalen Schwächen der oben genannten biologisch abnehmenden Kunststoffe (Polymilchsäure, Poly & epsi; -Caprolacton, Polyhydroxyalkylester) ist die schlechte Wärmebeständigkeit, die ihre Anwendung und Förderung im Bereich der Gastronomie beeinträchtigt.
2) Die Verarbeitungsbedingungen der obigen biologischen Unterkunststoffe (Polymilchsäure, Polyes-Caprolacton, Polyhydroxyalkylester) sind schwerwiegend und es gibt einige Schwierigkeiten bei der Industrialisierung.
3) Polymilchsäure ist ein wasserabbaubarer Biokunststoff. Es kann keine Wassermoleküle während der Lagerung aufnehmen und seine Leistung kann während der normalen Lagerung und des normalen Gebrauchs nicht garantiert werden.
Polybutylensuccinat (PBS) ist ein typischer biologisch abbaubarer Polyesterkunststoff. Aufgrund der Überwindung der oben genannten Schwächen ist das Unternehmen führend bei biologisch abbaubaren Kunststoffen. Es ist äußerst vielseitig und kann in Verpackungen, Geschirr, Kosmetikflaschen und Medizinflaschen, medizinischen Einwegartikeln, landwirtschaftlichen Folien, Pestizid- und Düngemittelmaterialien mit langsamer Freisetzung, biomedizinischen Polymermaterialien und anderen Bereichen verwendet werden. PBS bietet eine hervorragende umfassende Leistung, eine angemessene Kostenleistung sowie gute Anwendungs- und Werbeaussichten. Im Vergleich zu PCL, PHB, PHA und anderen abbaubaren Kunststoffen ist der Preis für PBS grundsätzlich gleich, es gibt keinen Vorteil; Im Vergleich zu anderen biologisch abbaubaren Kunststoffen weist PBS hervorragende mechanische Eigenschaften in der Nähe von PP- und ABS-Kunststoffen auf. gute Wärmebeständigkeit, thermische Verformungstemperatur nahe 100 ° C, die Verwendungstemperatur nach der Modifikation kann 100 ° C überschreiten, kann zur Herstellung von Verpackungen für heiße und kalte Getränke und Brotdosen verwendet werden, um die Mängel anderer biologisch abbaubarer Kunststoffe mit niedriger Wärmebeständigkeitstemperatur zu überwinden; Die Verarbeitungsleistung ist sehr gut und kann auf vorhandenen allgemeinen Geräten für die Kunststoffverarbeitung verwendet werden. Die Durchführung verschiedener Formprozesse ist derzeit die beste Verarbeitungsleistung für abbaubare Kunststoffe. Gleichzeitig kann eine große Menge an Füllstoffen wie Calciumcarbonat und Stärke gemischt werden, um kostengünstige Produkte zu erhalten. Die PBS-Produktion kann durch vorhandene allgemeine Polyesterproduktionsanlagen geringfügig modifiziert werden. Die derzeitige inländische Polyesterausrüstung weist derzeit erhebliche Überkapazitäten auf, und die Umwandlung und Produktion von PBS bietet neue Möglichkeiten für überschüssige Polyesteranlagen.
Darüber hinaus wird PBS nur abgebaut, wenn es bestimmten Mikroorganismen wie Kompost ausgesetzt wird, und seine Leistung ist während der normalen Lagerung und Verwendung sehr stabil.
PBS verwendet aliphatische Bernsteinsäure und Butylenglykol als Hauptrohstoffe für die Produktion. Es kann den Bedarf durch petrochemische Produkte decken oder durch Bio-Fermentation durch natürliche, erneuerbare Pflanzenprodukte wie Stärke, Cellulose, Glucose usw. hergestellt werden. Grüne Kreislaufproduktion aus der Natur und Rückkehr zur Natur. Darüber hinaus können die durch den biologischen Fermentationsprozess erzeugten Rohstoffe auch die Rohstoffkosten erheblich senken, wodurch die Kosten für PBS weiter gesenkt werden.
Wir bieten patentierte biologisch vollständig abbaubare Folien und PVA-Beutel an. Alle Produkte werden mit Gießgeräten hergestellt. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Blasformprodukten. Alle Blasformprodukte sind nicht vollständig biologisch abbaubar. Wir können pva-Filme und -Beutel in vollständig transparenten und verschiedenen Farben herstellen. und die PVA-Folie ist glatter als die herkömmlichen Blasformprodukte.
Wir bieten auch biologisch abbaubare Folien und Beutel aus organischem Material mit patentiertem Rohmaterial und Produktionsverfahren an.
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