Materiali di imballaggio degradabili, quanto sai?
I materiali degradabili sono materiali che possono essere degradati nel senso della termodinamica e della cinetica nel corso del tempo. In base ai fattori esterni di degrado, può essere suddiviso in: materiali fotodegradabili, materiali biodegradabili, ecc. I fattori che influenzano comprendono principalmente la temperatura, il peso molecolare e la struttura del materiale.
★Classificazione
1. Materiali fotodegradabili: degradati a causa della luce solare;
2. Materiali biodegradabili: a causa della respirazione o della sintesi energetica chimica di microrganismi naturali come funghi e batteri, vengono degradati e infine decomposti in anidride carbonica e acqua;
3. Materiali degradabili dal punto di vista ambientale: degradati in condizioni ambientali naturali come luce, calore, acqua, composti inquinanti, microrganismi, insetti e forze meccaniche.
★Esempio
●Acido lattico
L'acido polilattico (PLA), noto anche come polilattide, viene sintetizzato chimicamente utilizzando l'acido lattico, un prodotto della fermentazione microbica, come monomero. Può degradarsi automaticamente dopo l'uso e non inquinerà l'ambiente.
L'acido polilattico può essere trasformato in fibre e pellicole con eccellenti proprietà meccaniche e la sua resistenza è più o meno equivalente alle fibre di nylon e alle fibre di poliestere. L'acido polilattico può essere idrolizzato in acido lattico e acido acetico nel corpo e metabolizzato in CO2 e H2O da enzimi, quindi può essere utilizzato come materiale medico. Il Giappone e gli Stati Uniti hanno utilizzato la plastica dell'acido polilattico per elaborare suture chirurgiche, ossa artificiali e pelli artificiali. L'acido polilattico viene utilizzato anche per produrre contenitori per imballaggi, pacciamatura agricola, abbigliamento sportivo in fibra e biancheria da letto.
●Plastica dell'amido
Il contenuto di amido è superiore al 90% e anche altri componenti aggiunti possono essere completamente degradati. Attualmente, la Sumitomo Corporation del Giappone, la Wamer-Lamber Company degli Stati Uniti, la Ferrizz Company dell'Italia, ecc. hanno affermato di aver studiato con successo il contenuto di amido dal 90% al 100%. La plastica dell'amido è completamente biodegradabile in (da gennaio a 1 anno) senza lasciare tracce, senza inquinamento e può essere utilizzata per realizzare vari contenitori, bottiglie, pellicole, sacchi della spazzatura, ecc.
Il principio di produzione della plastica interamente a base di amido è quello di deformare e disordinare le molecole di amido per formare una resina di amido con proprietà termoplastiche, quindi è anche chiamata plastica di amido termoplastico. Il processo di stampaggio può continuare a utilizzare le tradizionali apparecchiature per la lavorazione della plastica. I potenziali vantaggi derivanti dall’utilizzo dell’amido come materia prima per sviluppare plastiche biodegradabili sono: l’amido ha completa biodegradabilità in vari ambienti; dopo che le molecole di amido nella plastica vengono degradate o incenerite, si forma gas di anidride carbonica, che non è dannosa per il suolo o l'aria; Una tecnologia adeguata può far sì che l'amido raggiunga le proprietà meccaniche utilizzate per produrre materiali plastici dopo la termoplasticizzazione; l’amido è una risorsa rinnovabile, inesauribile, e il suo sfruttamento è benefico per lo sviluppo dell’economia rurale.
Va notato che la maggior parte delle plastiche a base di amido attualmente prodotte nel nostro paese sono plastiche a base di amido riempite, ovvero aggiungono una certa percentuale di amido a materiali polimerici non biodegradabili, il che provoca il collasso delle proprietà fisiche dell'intero materiale attraverso la biodegradazione di amido, che favorisce la degradazione ossidativa di un gran numero di gruppi terminali, ma il PE e il PVC nella parte rimanente dopo questo "collasso" non possono essere degradati e rimangono nel terreno. L'accumulo del tempo causerà sicuramente inquinamento, quindi i paesi stranieri classificano tali prodotti come tipi eliminati.
●Plastica fotodegradabile
Secondo il metodo di produzione, la plastica fotodegradabile può essere suddivisa in plastica degradabile sintetica e plastica degradabile additiva.
(1) Plastica sintetica degradabile
UN. Copolimero etilene/monossido di carbonio (E/CO)
La fotodegradazione è caratterizzata dalla scissione della catena principale. La velocità di fotodegradazione e il grado di E/CO sono legati alla quantità di gruppi chetonici contenuti nella catena. Maggiore è il contenuto, maggiore è la velocità di degradazione e maggiore è il grado. Scienziati in Texas, USA, hanno condotto esperimenti di esposizione all’aperto su E/CO. A giugno, quando il sole è pieno, l’E/CO può essere degradato al più presto entro pochi giorni.
B. Copolimero vinil/vinilchetone (Ecolyte)
Il gruppo chetonico sulla catena laterale della molecola Ecolyte può essere decomposto sotto l'azione della luce naturale. La fotodegradabilità dell'Ecolyte è migliore dell'E/CO, ma anche il costo è più elevato. Lo svantaggio di questo tipo di polimero è che inizia a degradarsi una volta esposto alla luce e non esiste quasi alcun periodo di induzione. È necessario aggiungere antiossidanti per regolare il periodo di induzione.
(2) Plastica fotodegradabile additiva
La plastica fotodegradabile di tipo additivo consiste nell'aggiungere una piccola quantità di fotosensibilizzatore al polimero. A bassa concentrazione, è un catalizzatore di degradazione per fotoossidazione, che reagisce all'irradiazione della luce solare (luce ultravioletta) per rompere il polimero poliolefinico. L'aggiunta di chetoni, ammine e altri fotosensibilizzatori a PE, PP e altri polimeri può ottenere una migliore fotodegradabilità. La plastica additiva fotodegradabile ha un costo basso, un processo di produzione semplice e un buon effetto come pellicola di copertura. Tuttavia, le sue caratteristiche di degrado fanno sì che la superficie esposta sia relativamente completamente degradata e la parte sepolta nel suolo sia scarsamente degradata. Il periodo di induzione della degradazione di tali plastiche fotodegradabili può essere controllato a più di due mesi. Ma la controllabilità del tempo di degradazione è scarsa.
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