¿Conoce estos plásticos biodegradables de uso común?
Introducción: Con el creciente favor de los envases ecológicos, la demanda de materiales degradables ha aumentado gradualmente. La gente empezó a buscar y desarrollar algunos materiales ecológicos que sean sostenibles o eco-ciclables. Los plásticos biodegradables son uno de los materiales ecológicos más prometedores y respetuosos con el medio ambiente. Este artículo describe brevemente varios plásticos comunes para plásticos biodegradables. Referencia de amigos:
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Plástico degradable
Bajo condiciones ambientales específicas, después de un período de tiempo e incluyendo uno o más pasos, resultando en un cambio significativo en la estructura química del material y pérdida de ciertas propiedades (tales como integridad, peso molecular, estructura o resistencia mecánica) y / o plástico roto. Se deben utilizar para las pruebas métodos de prueba estándar que reflejen cambios en el rendimiento, y el tipo debe determinarse de acuerdo con el método de degradación y la vida útil. Los plásticos degradables se clasifican en plásticos biodegradables, plásticos compostables, plásticos fotodegradables y plásticos degradables por oxígeno térmico de acuerdo con las vías de degradación final diseñadas.
Plástico biodegradable
En condiciones naturales como suelo y / o suelo arenoso, y / o condiciones específicas como condiciones de compostaje o condiciones de digestión anaeróbica o en fluidos de cultivo acuosos, la degradación es causada por la acción de microorganismos como bacterias, mohos y algas presentes en la naturaleza. Y finalmente se degradó por completo en dióxido de carbono (CO2) y / y metano (CH4), agua (H2O) y sales inorgánicas mineralizadas de los elementos y nueva biomasa plástica. También conocidos como plásticos biodegradables.
Clasificación de los plásticos biodegradables: De acuerdo con la composición de la materia prima y el proceso de fabricación, se puede dividir en los siguientes tres tipos: polímeros naturales y sus materiales modificados, materiales polímeros sintéticos microbianos y materiales polímeros sintetizados químicamente.
Los plásticos biodegradables comúnmente utilizados son: poli 3-hidroxialcanoato (PHA), ácido poliláctico (PLA), poliscaprolactona (PCL) y succinato de polibutileno (PBS).
Poli 3-hidroxialcanoato (PHA)
Los ésteres de ácidos grasos polihidroxilados son copoliésteres alifáticos de diferentes estructuras sintetizados por microorganismos a través de diversas fermentaciones de fuentes de carbono. Entre los más comunes se encuentran el poli 3-hidroxibutirato (PHB), el polihidroxivalerato (PHV) y los copolímeros de PHB y PHV (PHBV). PHB es un poliéster termoplástico que se encuentra ampliamente en la naturaleza, especialmente entre las células bacterianas. Muchas propiedades físicas y mecánicas del PHB están cerca de los plásticos de polipropileno, pero tiene biodegradabilidad y biocompatibilidad, y puede degradarse completamente en ácido β-hidroxibutírico, dióxido de carbono y agua en el cuerpo vivo. El material hecho de este bioplástico se puede utilizar en sistemas de liberación de fármacos, implantes y algunos dispositivos que se descomponen sin causar daño en el cuerpo humano después de la curación, pero en comparación con el polipropileno, el PHB es más duro y más frágil. La copolimerización de PHB y PHV (PHBV) puede mejorar la alta cristalinidad de PHB GG, su debilidad frágil, mejorar sus propiedades mecánicas, resistencia al calor y resistencia al agua. Los copolímeros PHB / PHV ya están disponibles para la venta con el nombre comercial Biopol. Biopol está compuesto por una serie de materiales diferentes. Cuando el contenido de PHV no es superior al 30% y el PHB / PHV es 89/11, el copolímero tiene la mejor resistencia y tenacidad. Estos productos se pueden utilizar en las industrias de envasado de alimentos, cosmética, medicina, salud y agricultura.
Ácido poliláctico (PLA)
El ácido poliláctico (PLA) es un poliéster sintetizado químicamente a partir del producto de fermentación microbiana: ácido láctico.
La producción de ácido poliláctico se basa en ácido láctico. La fermentación tradicional del ácido láctico utiliza principalmente materias primas con almidón. En la actualidad, los Estados Unidos, Francia, Japón y otros países han desarrollado y utilizado productos agrícolas secundarios como el maíz, la caña de azúcar, la remolacha azucarera, las patatas como materias primas para fermentar para producir ácido láctico y luego producir ácido poliláctico. El maíz es la materia prima preferida para el ácido poliláctico plástico biodegradable. El proceso de fabricación de ácido poliláctico plástico biodegradable es el siguiente: en primer lugar, se pulveriza el maíz, se separa el almidón, se extrae la glucosa original del almidón y, finalmente, se utiliza el proceso de fermentación similar a la cerveza para convertir la glucosa en ácido láctico. , y luego el ácido láctico extraído se convierte en el polímero-ácido poliláctico final.
El ácido poliláctico es un polímero biodegradable producido a partir de recursos renovables como los cereales. En la ruta de producción del ácido poliláctico, el monómero de ácido láctico se hidroliza en primer lugar a glucosa a través del sedimento del grano y la glucosa se convierte en lactato de sodio mediante el proceso de fermentación, así preparado. El ácido láctico se concentra adicionalmente y luego se polimeriza en el orden de policondensación (formando un prepolímero), despolimerización térmica (formando dilactida), polimerización por apertura de anillo y despolimerización. El peso molecular del ácido poliláctico obtenido es tan alto como 75.000 g / mol.
Realizando la reacción de policondensación de ácido láctico por un método general, solo se pueden obtener oligómeros de ácido láctico. En la actualidad, el método más estudiado para preparar PLA de alto peso molecular es mediante la polimerización de lactida por apertura de anillo, y la lactida se sintetiza a partir de oligómeros de ácido láctico mediante craqueo a alta temperatura. Hay informes de investigación detallados sobre el mecanismo de polimerización por apertura de anillo y las condiciones de reacción de la lactida. Recientemente, Mitsui Chemicals Co., Ltd. de Japón&propuso una nueva tecnología para preparar ácido poliláctico directamente por policondensación de ácido láctico sin pasar a través de lactida. Esta tecnología utiliza un catalizador altamente activo mediante policondensación en solución para obtener ácido poliláctico de alto peso molecular. Dado que el ácido láctico y la lactida contienen átomos de carbono asimétricos, por polimerización se puede obtener PLA con diferente estereorregularidad, como L-PLA, D-PLA y DL-PLA.
El ácido poliláctico tiene buena resistencia a la humedad, resistencia a la grasa y hermeticidad, y su desempeño es estable a temperatura ambiente, pero se degrada automáticamente cuando la temperatura es superior a 55 ℃ o bajo la acción del enriquecimiento de oxígeno y microorganismos. Después de su uso, puede ser completamente degradado por microorganismos en la naturaleza y eventualmente generar dióxido de carbono y agua sin contaminar el medio ambiente, lo cual es muy beneficioso para proteger el medio ambiente.
La degradación del ácido poliláctico se divide en dos etapas: 1) Primero, se hidroliza en monómeros de ácido láctico; 2) Los monómeros de ácido láctico se degradan en dióxido de carbono y agua bajo la acción de microorganismos. La taza de comida hecha de ácido poliláctico se puede degradar por completo en solo 60 días, logrando realmente los efectos duales de la ecología y la economía.
Poli-caprolactona (PCL)
Polyε-caprolactone (PCL) es un polímero de bajo punto de fusión obtenido por polimerización con apertura de anillo de ε-caprolactone. Su punto de fusión es de sólo 62 ° C. La investigación sobre la degradabilidad del PCL se inició en 1976. Tanto en entornos anaeróbicos como aeróbicos, los microorganismos pueden descomponer completamente el PCL. Comparado con PLA, PCL tiene mejor hidrofobicidad, pero la tasa de degradación es más lenta; al mismo tiempo, su proceso de síntesis es sencillo y el costo es menor. PCL tiene un excelente rendimiento de procesamiento y se puede convertir en películas y otros productos con equipos de procesamiento de plástico ordinarios. Al mismo tiempo, el PCL y muchos polímeros tienen buena compatibilidad, como PE, PP, PVA, ABS, caucho, celulosa y almidón, etc., mediante la mezcla y copolimerización se pueden obtener materiales con excelente desempeño. Especialmente su mezcla o copolimerización con almidón no solo puede mantener su biodegradabilidad, sino también reducir costos, por lo que ha atraído mucha atención. El PCL y el almidón se pueden mezclar para obtener un plástico degradable con buena resistencia al agua y su precio es similar al del papel. Usando el método de polimerización in situ, la ε-caprolactona se puede injertar con almidón para obtener un polímero termoplástico con excelente rendimiento.
Poliéster - PBS / PBSA
En comparación con productos similares, las ventajas de los subplásticos biológicos de poliéster:
1) Una de las fatales debilidades de los plásticos bio-decrecientes arriba mencionados (ácido poliláctico, poliscaprolactona, éster de polihidroxialquilo) es la mala resistencia al calor, lo que afecta su aplicación y promoción en el campo de la restauración.
2) Las condiciones de procesamiento de los subplásticos biológicos anteriores (ácido poliláctico, polis-caprolactona, éster de polihidroxialquilo) son severas y existen algunas dificultades en la industrialización.
3) El ácido poliláctico es un bioplástico degradable en agua. No puede aceptar moléculas de agua durante el almacenamiento y su rendimiento no puede garantizarse durante el almacenamiento normal y el uso normal.
El succinato de polibutileno (PBS) es un plástico biodegradable de poliéster típico. Gracias a la superación de las debilidades anteriores, se ha convertido en líder en materiales plásticos biodegradables. Es extremadamente versátil y se puede utilizar en envases, vajillas, cosméticos Frascos y frascos de medicamentos, suministros médicos desechables, películas agrícolas, materiales de liberación lenta de pesticidas y fertilizantes, materiales poliméricos biomédicos y otros campos. PBS tiene un excelente desempeño integral, un costo razonable y tiene buenas perspectivas de aplicación y promoción. Comparado con PCL, PHB, PHA y otros plásticos degradables, el precio de PBS es básicamente el mismo, no hay ninguna ventaja; en comparación con otros plásticos biodegradables, el PBS tiene excelentes propiedades mecánicas, cercanas a los plásticos PP y ABS; buena resistencia al calor, temperatura de deformación térmica cercana a 100 ℃, la temperatura de uso después de la modificación puede exceder los 100 ℃, se puede utilizar para preparar envases de bebidas frías y calientes y loncheras, superar las deficiencias de otros plásticos biodegradables con baja temperatura de resistencia al calor; el rendimiento de procesamiento es muy bueno, se puede utilizar en equipos generales de procesamiento de plásticos existentes. Llevar a cabo varios procesos de moldeo es actualmente el mejor rendimiento de procesamiento de plásticos degradables. Al mismo tiempo, se pueden mezclar una gran cantidad de cargas como carbonato de calcio y almidón para obtener productos de bajo costo; La producción de PBS puede ser modificada levemente por el equipo de producción de poliéster general existente. En curso, el equipo de poliéster doméstico actual tiene un exceso de capacidad, y la transformación y producción de PBS brinda nuevas oportunidades para el exceso de equipo de poliéster.
Además, el PBS solo se degrada cuando se expone a microorganismos específicos, como el compost, y su rendimiento es muy estable durante el almacenamiento y uso normales.
El PBS utiliza ácido succínico alifático y butilenglicol como principales materias primas para la producción, puede satisfacer la demanda a través de productos petroquímicos o puede producirse mediante biofermentación a través de productos agrícolas naturales renovables como almidón, celulosa, glucosa, etc. Producción circular verde de la naturaleza y retorno a la naturaleza. Además, las materias primas producidas por el proceso de fermentación biológica también pueden reducir en gran medida el costo de las materias primas, reduciendo así aún más el costo del PBS.
Ofrecemos película completamente biodegradable patentada y bolsa de PVA, todos los productos están hechos con equipos de fundición, es diferente de los productos de moldeo por soplado tradicionales, todos los productos de moldeo por soplado no son completamente biodegradables. Podemos producir películas y bolsas de PVA en colores completamente transparentes y varios. y la película de PVA es más suave que los productos tradicionales de moldeo por soplado.
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