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 energética de microorganismos naturales como hongos y bacterias, se degradan y finalmente se descomponen en dióxido de carbono y agua;
3. Materiales ambientalmente degradables: degradados bajo 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, 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 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 por 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 en la producción de envases de embalaje, mantillo agrícola, ropa deportiva de fibra y ropa de cama.
● Plástico de almidón
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 los 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 en (enero a 1 año) sin dejar rastros, sin contaminación, y se pueden utilizar para fabricar diversos envases, botellas, películas, bolsas de basura, etc.
El principio de producción de los plásticos de almidón es deformar y desordenar las moléculas de almidón para formar resinas de almidón con propiedades termoplásticas, por lo que también se denominan plásticos de almidón termoplásticos. El proceso de moldeo puede seguir el equipo de procesamiento de plástico tradicional. Las posibles ventajas de utilizar almidón como materia prima para desarrollar plásticos biodegradables son: el almidón tiene una biodegradabilidad completa en diversos entornos; después de que las moléculas de almidón del plástico se degradan o se incineran, se forma dióxido de carbono, que no es dañino para el suelo o el aire; La tecnología apropiada puede hacer que el almidón alcance las propiedades mecánicas que se utilizan para fabricar materiales plásticos después de la termoplastificación; el almidón es un recurso renovable, inagotable, y la explotación del almidón es beneficiosa para el desarrollo de la economía rural.
Cabe señalar que la mayoría de los plásticos de almidón que se producen actualmente en mi país son plásticos de almidón rellenos, es decir, que agregan una cierta proporción de almidón a los materiales poliméricos no biodegradables, lo que hace que las propiedades físicas de todo el material colapsen por la biodegradación. de almidón, que promueve un gran número de grupos terminales están expuestos a la degradación oxidativa, pero el PE y el PVC en la parte restante después de este&"colapso"&"; no se puede degradar y permanecer en el suelo. La acumulación de tiempo ciertamente causará contaminación, por lo que los países extranjeros clasifican tales productos como de tipo eliminado.
● Plástico fotodegradable
Según el método de fabricación, los plásticos fotodegradables se pueden dividir en plásticos degradables sintéticos 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 el grado. Científicos de Texas, EE. UU. Han realizado experimentos de exposición al aire libre sobre E / CO. En junio, cuando el sol está lleno, el E / CO puede degradarse en unos pocos días como mínimo.
segundo. Copolímero de vinilo / vinil cetona (Ecolyte)
El grupo cetona en la cadena lateral de la molécula de Ecolyte se puede descomponer bajo la acción de la luz natural. El rendimiento de fotodegradación de Ecolyte&es mejor que el de E / CO, pero el costo 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
Los plásticos fotodegradables de tipo aditivo se fabrican agregando una pequeña cantidad de fotosensibilizador al polímero. A bajas concentraciones, es un catalizador de degradación por fotooxidación, que reacciona cuando es irradiado por 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 cuando se usa como película de cobertura. Sin embargo, sus características de degradación son que la superficie expuesta está relativamente completamente degradada y la parte enterrada en el suelo está poco degradada. El período de inducción de la degradación de tales plásticos fotodegradables se puede controlar en más de dos meses. Pero la controlabilidad del tiempo de degradación es pobre.
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