Materiales de embalaje degradables, ¿cuánto sabes?
Los materiales degradables son materiales que pueden degradarse en el sentido de la termodinámica y la cinética durante un período de tiempo. Según los factores externos de degradación, se puede dividir en: materiales fotodegradables, materiales biodegradables, etc. Los factores que influyen incluyen principalmente la temperatura, el peso molecular y la estructura del material.
★Clasificación
1. Materiales fotodegradables: degradados por la luz solar;
2. Materiales biodegradables: debido a la respiración o síntesis de energía química de microorganismos naturales como hongos y bacterias, se degradan y finalmente se descomponen en dióxido de carbono y agua;
3. Materiales ambientalmente degradables: se degradan en condiciones ambientales naturales como luz, calor, agua, compuestos contaminantes, microorganismos, insectos y fuerzas mecánicas.
★Ejemplo
●ácido láctico
El ácido poliláctico (PLA), también conocido como polilactida, se sintetiza químicamente utilizando ácido láctico, un producto de la fermentación microbiana, como monómero. Puede degradarse automáticamente después de su uso y no contaminará el medio ambiente.
El ácido poliláctico se puede procesar en fibras y películas con excelentes propiedades mecánicas, y su resistencia es aproximadamente equivalente a la de las fibras de nailon y poliéster. El ácido poliláctico puede hidrolizarse en ácido láctico y ácido acético en el cuerpo y metabolizarse en CO2 y H2O mediante enzimas, por lo que puede usarse como material médico. Japón y Estados Unidos han utilizado plásticos de ácido poliláctico para procesar suturas quirúrgicas, huesos artificiales y pieles artificiales. El ácido poliláctico también se utiliza para producir envases, mantillo agrícola, ropa deportiva de fibra y ropa de cama.
●Almidón de plástico
El contenido de almidón es superior al 90% y otros componentes añadidos también pueden degradarse por completo. En la actualidad, Sumitomo Corporation de Japón, Wamer-Lamber Company de Estados Unidos, Ferrizz Company de Italia, etc. han afirmado que han estudiado con éxito el contenido de almidón del 90% al 100%. Los plásticos de almidón son completamente biodegradables (de enero a 1 año) sin dejar rastros, sin contaminación, y pueden usarse para fabricar diversos envases, botellas, películas, bolsas de basura, etc.
El principio de producción de los plásticos totalmente de almidón es deformar y desordenar las moléculas de almidón para formar una resina de almidón con propiedades termoplásticas, por lo que también se les llama plásticos de almidón termoplásticos. El proceso de moldeo puede continuar utilizando equipos tradicionales de procesamiento de plástico. Las ventajas potenciales de utilizar almidón como materia prima para desarrollar plásticos biodegradables son: el almidón tiene una biodegradabilidad completa en diversos ambientes; después de que las moléculas de almidón del plástico se degradan o se reducen a cenizas, se forma gas dióxido de carbono, que no es perjudicial para el suelo ni para el aire; La tecnología adecuada puede hacer que el almidón alcance las propiedades mecánicas utilizadas para fabricar materiales plásticos después de la termoplastificación; El almidón es un recurso renovable e inagotable, y su explotación es beneficiosa para el desarrollo de la economía rural.
Cabe señalar que la mayoría de los plásticos de almidón que se producen actualmente en nuestro país son plásticos rellenos de almidón, es decir, añadiendo una determinada proporción de almidón a materiales poliméricos no biodegradables, lo que provoca que las propiedades físicas de todo el material colapsen mediante la biodegradación. de almidón, que promueve una gran cantidad de grupos terminales están expuestos a la degradación oxidativa, pero el PE y el PVC en la parte restante después de este "colapso" no pueden degradarse y permanecen en el suelo. La acumulación de tiempo ciertamente causará contaminación, por lo que los países extranjeros clasifican dichos productos como del tipo eliminado.
●Plástico fotodegradable
Según el método de fabricación, los plásticos fotodegradables se pueden dividir en plásticos sintéticos degradables y plásticos degradables aditivos.
(1) Plásticos sintéticos degradables
a. Copolímero de etileno/monóxido de carbono (E/CO)
La fotodegradación se caracteriza por la escisión de la cadena principal. La velocidad de fotodegradación y el grado de E/CO están relacionados con la cantidad de grupos cetona contenidos en la cadena. Cuanto mayor sea el contenido, más rápida será la velocidad de degradación y mayor será el grado. Científicos de Texas, EE. UU., han realizado experimentos de exposición al aire libre al E/CO. En junio, cuando hay pleno sol, el E/CO puede degradarse como muy pronto en unos pocos días.
b. Copolímero de vinil/vinilcetona (Ecolyte)
El grupo cetona de la cadena lateral de la molécula Ecolyte se puede descomponer bajo la acción de la luz natural. La fotodegradabilidad de Ecolyte es mejor que la del E/CO, pero el coste también es mayor. La desventaja de este tipo de polímero es que comienza a degradarse una vez expuesto a la luz y casi no hay período de inducción. Es necesario agregar antioxidantes para ajustar el período de inducción.
(2) Plástico fotodegradable aditivo
El aditivo plástico fotodegradable de tipo consiste en añadir una pequeña cantidad de fotosensibilizador al polímero. En baja concentración, es un catalizador de degradación por fotooxidación, que reacciona mediante la irradiación de la luz solar (luz ultravioleta) para romper el polímero de poliolefina. Agregar cetonas, aminas y otros fotosensibilizadores al PE, PP y otros polímeros puede lograr una mejor fotodegradabilidad. El plástico fotodegradable aditivo tiene un bajo costo, un proceso de producción simple y un buen efecto como película de cobertura. Sin embargo, sus características de degradación son que la superficie expuesta está relativamente degradada por completo y la parte enterrada en el suelo está poco degradada. El período de inducción de la degradación de dichos plásticos fotodegradables se puede controlar en más de dos meses. Pero la controlabilidad del tiempo de degradación es pobre.
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