Abbaubare Verpackungsmaterialien, wie viel weißt du?
Abbaubare Materialien sind Materialien, die im Sinne der Thermodynamik und Kinetik über einen bestimmten Zeitraum hinweg abgebaut werden können.
Die Lösung ist in externe Faktoren unterteilt, die unterteilt werden können in: fotoabbaubare Materialien, biologisch abbaubare Materialien usw. Zu den Einflussfaktoren gehören hauptsächlich Temperatur, Molekulargewicht und Materialstruktur.
★Klassifizierung
1. Photoabbaubare Materialien: werden durch Sonnenlicht abgebaut;
2. Biologisch abbaubare Materialien: Durch die Atmung oder chemische Energiesynthese natürlicher Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien werden sie abgebaut und schließlich in Kohlendioxid und Wasser zersetzt;
3. In der Umwelt abbaubare Materialien: werden unter natürlichen Umweltbedingungen wie Licht, Hitze, Wasser, Schadstoffen, Mikroorganismen, Insekten und mechanischen Kräften abgebaut.
★Beispiel
●Milchsäure
Polymilchsäure (PLA), auch Polylactid genannt, wird chemisch unter Verwendung von Milchsäure, einem Produkt der mikrobiellen Fermentation, als Monomer synthetisiert. Es kann nach Gebrauch automatisch abgebaut werden und belastet die Umwelt nicht.
Polymilchsäure kann zu Fasern und Folien mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften verarbeitet werden und ihre Festigkeit entspricht in etwa der von Nylonfasern und Polyesterfasern. Polymilchsäure kann im Körper zu Milchsäure und Essigsäure hydrolysiert und durch Enzyme in CO2 und H2O umgewandelt werden, sodass sie als medizinisches Material verwendet werden kann. Japan und die Vereinigten Staaten haben Polymilchsäure-Kunststoffe zur Verarbeitung von chirurgischem Nahtmaterial, künstlichen Knochen und künstlicher Haut verwendet. Polymilchsäure wird auch bei der Herstellung von Verpackungsbehältern, landwirtschaftlichem Mulch, Fasersportbekleidung und Bettzeug verwendet.
●Stärkekunststoff
Der Stärkegehalt liegt bei über 90 %, auch andere zugesetzte Bestandteile können vollständig abgebaut werden. Derzeit behaupten die Sumitomo Corporation aus Japan, die Wamer-Lamber Company aus den Vereinigten Staaten, die Ferrizz Company aus Italien usw., dass sie den Stärkegehalt von 90 % bis 100 % erfolgreich untersucht haben. Stärkekunststoffe sind vollständig biologisch abbaubar (Januar bis 1 Jahr), ohne Spuren zu hinterlassen, ohne Umweltverschmutzung und können zur Herstellung verschiedener Behälter, Flaschen, Folien, Müllsäcke usw. verwendet werden.
Das Produktionsprinzip von Vollstärkekunststoff besteht darin, Stärkemoleküle zu verformen und zu verwirren, um ein Stärkeharz mit thermoplastischen Eigenschaften zu bilden. Daher wird es auch als thermoplastischer Stärkekunststoff bezeichnet. Der Formprozess kann der herkömmlichen Kunststoffverarbeitungsausrüstung folgen. Die potenziellen Vorteile der Verwendung von Stärke als Rohstoff für die Entwicklung biologisch abbaubarer Kunststoffe sind: Stärke ist in verschiedenen Umgebungen vollständig biologisch abbaubar; Nachdem die Stärkemoleküle im Kunststoff abgebaut oder verascht wurden, entsteht Kohlendioxidgas, das weder den Boden noch die Luft schädigt. Durch geeignete Technologie kann Stärke nach der Thermoplastisierung die mechanischen Eigenschaften erreichen, die zur Herstellung von Kunststoffmaterialien verwendet werden. Stärke ist eine erneuerbare Ressource, die unerschöpflich ist und deren Nutzung sich positiv auf die Entwicklung der ländlichen Wirtschaft auswirkt.
Es ist zu beachten, dass es sich bei den meisten Stärkekunststoffen, die derzeit in meinem Land hergestellt werden, um gefüllte Stärkekunststoffe handelt, d von Stärke, die den oxidativen Abbau fördert. Eine große Anzahl von Endgruppen ist dem oxidativen Abbau ausgesetzt, aber das PE und PVC im verbleibenden Teil nach diesem „Zusammenbruch“ kann nicht abgebaut werden und verbleibt im Boden. Die Anhäufung von Zeit wird sicherlich zu Umweltverschmutzung führen, daher klassifizieren andere Länder diesen Produkttyp als beseitigten Typ.
●Photologisch abbaubarer Kunststoff
Je nach Herstellungsverfahren können fotoabbaubare Kunststoffe in synthetisch abbaubare Kunststoffe und additiv abbaubare Kunststoffe unterteilt werden.
(1) Synthetisch abbaubare Kunststoffe
A. Ethylen/Kohlenmonoxid-Copolymer (E/CO)
Der Photoabbau ist durch die Spaltung der Hauptkette gekennzeichnet. Die Photoabbaugeschwindigkeit und der E/CO-Grad hängen von der Menge der in der Kette enthaltenen Ketongruppen ab. Je höher der Gehalt, desto schneller ist die Abbaugeschwindigkeit und desto größer ist der Grad. Wissenschaftler in Texas, USA, haben Experimente zur Exposition gegenüber E/CO im Freien durchgeführt. Im Juni, wenn die Sonne voll ist, kann E/CO frühestens innerhalb weniger Tage abgebaut werden.
B. Vinyl/Vinylketon-Copolymer (Ecolyte)
Die Ketongruppe an der Seitenkette des Ecolyte-Moleküls kann unter Einwirkung von natürlichem Licht zersetzt werden. Die Photoabbaubarkeit von Ecolyte ist besser als die von E/CO, aber die Kosten sind auch höher. Der Nachteil dieses Polymertyps besteht darin, dass er sich zu zersetzen beginnt, sobald er Licht ausgesetzt wird, und dass es nahezu keine Induktionsphase gibt. Um die Induktionsphase anzupassen, müssen Antioxidantien hinzugefügt werden.
(2) Additiver, fotoabbaubarer Kunststoff
Photoabbaubarer Kunststoff vom Additivtyp besteht darin, dem Polymer eine kleine Menge Photosensibilisator hinzuzufügen. Bei geringer Konzentration handelt es sich um einen Photooxidations-Abbaukatalysator, der nach der Bestrahlung mit Sonnenlicht (ultraviolettem Licht) reagiert und das Polyolefinpolymer aufbricht. Durch die Zugabe von Ketonen, Aminen und anderen Photosensibilisatoren zu PE, PP und anderen Polymeren kann eine bessere Photoabbaubarkeit erreicht werden. Der additive, fotoabbaubare Kunststoff zeichnet sich durch geringe Kosten, ein einfaches Herstellungsverfahren und eine gute Wirkung bei der Verwendung als Abdeckfolie aus. Seine Abbaueigenschaften bestehen jedoch darin, dass die freiliegende Oberfläche relativ vollständig abgebaut wird und der im Boden vergrabene Teil nur schlecht abgebaut wird. Die Dauer der Abbauinduktion solcher photoabbaubaren Kunststoffe kann auf mehr als zwei Monate begrenzt werden. Die Kontrollierbarkeit der Abbauzeit ist jedoch schlecht.
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