Connaissez-vous ces plastiques biodégradables couramment utilisés?
Introduction: Avec la faveur croissante des emballages respectueux de l'environnement, la demande de matériaux dégradables a progressivement augmenté. Les gens ont commencé à rechercher et à développer des matériaux respectueux de l'environnement qui sont durables ou écocyclables. Les plastiques biodégradables sont l'un des matériaux verts les plus écologiques et les plus prometteurs. Cet article décrit brièvement plusieurs plastiques courants pour les plastiques biodégradables. Référence des amis:
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Plastique dégradable
Dans des conditions environnementales spécifiées, après une période de temps et comprenant une ou plusieurs étapes, entraînant une modification significative de la structure chimique du matériau et une perte de certaines propriétés (telles que l'intégrité, le poids moléculaire, la structure ou la résistance mécanique) et / ou plastique cassé. Des méthodes d'essai standard reflétant les changements de performance devraient être utilisées pour les essais, et le type devrait être déterminé en fonction de la méthode de dégradation et de la durée de vie. Les plastiques dégradables sont classés en plastiques biodégradables, plastiques compostables, plastiques photodégradables et plastiques dégradables à l'oxygène thermique selon les voies de dégradation finales conçues.
Plastique biodégradable
Dans des conditions naturelles telles que sol et / ou sol sableux, et / ou des conditions spécifiques telles que des conditions de compostage ou des conditions de digestion anaérobie ou dans des fluides de culture aqueux, la dégradation est provoquée par l'action de microorganismes tels que bactéries, moisissures et algues présentes dans la nature, Et finalement complètement dégradé en dioxyde de carbone (CO2) ou / et méthane (CH4), eau (H2O) et sels inorganiques minéralisés des éléments et nouveau plastique de biomasse. Aussi connu sous le nom de plastiques biodégradables.
Classification des plastiques biodégradables: Selon la composition de la matière première et le processus de fabrication, il peut être divisé en trois types suivants: polymères naturels et leurs matériaux modifiés, matériaux polymères synthétiques microbiens et matériaux polymères synthétisés chimiquement.
Les plastiques biodégradables couramment utilisés sont: le poly 3-hydroxyalcanoate (PHA), l'acide polylactique (PLA), la polyε-caprolactone (PCL) et le polybutylène succinate (PBS).
Poly 3-hydroxyalcanoate (PHA)
Les esters d'acides gras polyhydroxylés sont des copolyesters aliphatiques de différentes structures synthétisés par des microorganismes à travers diverses fermentations à source de carbone. Parmi les plus courants, on trouve le poly 3-hydroxybutyrate (PHB), le polyhydroxyvalérate (PHV) et les copolymères de PHB et PHV (PHBV). Le PHB est un polyester thermoplastique largement répandu dans la nature, notamment parmi les cellules bactériennes. De nombreuses propriétés physiques et mécaniques du PHB sont proches des plastiques polypropylène, mais il présente une biodégradabilité et une biocompatibilité, et peut être complètement dégradé en acide β-hydroxybutyrique, en dioxyde de carbone et en eau dans le corps vivant. Le matériau fabriqué à partir de ce bioplastique peut être utilisé dans les systèmes de libération de médicaments, les implants et certains dispositifs qui se décomposent sans danger dans le corps humain après la guérison, mais comparé au polypropylène, le PHB est plus dur et plus cassant. La copolymérisation du PHB et du PHV (PHBV) peut améliorer la cristallinité élevée du PHB GG, sa faiblesse fragile, ses propriétés mécaniques, sa résistance à la chaleur et sa résistance à l'eau. Les copolymères PHB / PHV sont déjà disponibles à la vente sous le nom commercial Biopol. Biopol est composé d'une série de différents matériaux. Lorsque la teneur en PHV n'est pas supérieure à 30% et que le PHB / PHV est de 89/11, le copolymère a la meilleure résistance et la meilleure ténacité. Ces produits peuvent être utilisés dans les industries de l'emballage alimentaire, des cosmétiques, de la médecine, de la santé et de l'agriculture.
Acide polylactique (PLA)
L'acide polylactique (PLA) est un polyester synthétisé chimiquement à partir d'un produit de fermentation microbienne - l'acide lactique.
La production d'acide polylactique est basée sur l'acide lactique. La fermentation lactique traditionnelle utilise principalement des matières premières amylacées. À l'heure actuelle, les États-Unis, la France, le Japon et d'autres pays ont développé et utilisé des produits agricoles secondaires tels que le maïs, la canne à sucre, la betterave à sucre, les pommes de terre comme matières premières pour fermenter pour produire de l'acide lactique, puis pour produire de l'acide polylactique. Le maïs est la matière première préférée pour l'acide polylactique plastique biodégradable. Le processus de fabrication de l'acide polylactique plastique biodégradable est le suivant: premièrement, le maïs est pulvérisé, l'amidon est séparé, le glucose d'origine est extrait de l'amidon et enfin le processus de fermentation de type bière est utilisé pour convertir le glucose en acide lactique , puis l'acide lactique extrait est transformé en acide polymère-polylactique final.
L'acide polylactique est un polymère biodégradable produit à partir de ressources renouvelables telles que les céréales. Dans la voie de production de l'acide polylactique, le monomère d'acide lactique est d'abord hydrolysé en glucose à travers le sédiment de grains, et le glucose est converti en lactate de sodium par le processus de fermentation, ainsi préparé. L'acide lactique est davantage concentré puis polymérisé dans l'ordre de la polycondensation (formant un prépolymère), de la dépolymérisation thermique (formation du dilactide), de la polymérisation par ouverture de cycle et de la dépolymérisation. Le poids moléculaire de l'acide polylactique obtenu est aussi élevé que 75 000 g / mol.
En effectuant la réaction de polycondensation d'acide lactique par un procédé général, seuls des oligomères d'acide lactique peuvent être obtenus. À l'heure actuelle, la méthode la plus étudiée pour préparer du PLA de poids moléculaire élevé est la polymérisation par ouverture de cycle du lactide, et le lactide est synthétisé à partir d'oligomères d'acide lactique par craquage à haute température. Il existe des rapports de recherche détaillés sur le mécanisme de polymérisation par ouverture de cycle et les conditions de réaction du lactide. Récemment, Mitsui Chemicals Co., Ltd. du Japon&a proposé une nouvelle technologie pour préparer l'acide polylactique directement par polycondensation d'acide lactique sans passer par le lactide. Cette technologie utilise un catalyseur hautement actif par polycondensation en solution pour obtenir un acide polylactique de haut poids moléculaire. Puisque l'acide lactique et le lactide contiennent des atomes de carbone asymétriques, du PLA avec une stéréorégularité différente peut être obtenu par polymérisation, comme le L-PLA, le D-PLA et le DL-PLA.
L'acide polylactique a une bonne résistance à l'humidité, aux graisses et à l'air, et ses performances sont stables à température ambiante, mais il se dégrade automatiquement lorsque la température est supérieure à 55 ℃ ou sous l'action de l'enrichissement en oxygène et des micro-organismes. Après utilisation, il peut être complètement dégradé par des micro-organismes dans la nature, et éventuellement générer du dioxyde de carbone et de l'eau sans polluer l'environnement, ce qui est très bénéfique pour la protection de l'environnement.
La dégradation de l'acide polylactique est divisée en deux étapes: 1) Premièrement, il est hydrolysé en monomères d'acide lactique; 2) Les monomères d'acide lactique sont dégradés en dioxyde de carbone et en eau sous l'action de microorganismes. Le gobelet alimentaire en acide polylactique peut être complètement dégradé en seulement 60 jours, réalisant véritablement le double effet d'écologie et d'économie.
Polyε-caprolactone (PCL)
La polyε-caprolactone (PCL) est un polymère à bas point de fusion obtenu par polymérisation par ouverture de cycle de l'ε-caprolactone. Son point de fusion n'est que de 62 ° C. Les recherches sur la dégradabilité du PCL ont débuté depuis 1976. En milieu anaérobie et aérobie, le PCL peut être complètement décomposé par des microorganismes. Comparé au PLA, le PCL a une meilleure hydrophobicité, mais la vitesse de dégradation est plus lente; en même temps, son processus de synthèse est simple et le coût est moindre. PCL a d'excellentes performances de traitement et peut être transformé en films et autres produits avec un équipement de traitement de plastique ordinaire. Dans le même temps, le PCL et de nombreux polymères ont une bonne compatibilité, tels que le PE, le PP, le PVA, l'ABS, le caoutchouc, la cellulose et l'amidon, etc., grâce au mélange, et la copolymérisation peut obtenir des matériaux avec d'excellentes performances. En particulier, son mélange ou sa copolymérisation avec de l'amidon peut non seulement maintenir sa biodégradabilité, mais également réduire les coûts, de sorte qu'il a attiré beaucoup d'attention. Le PCL et l'amidon peuvent être mélangés pour obtenir un plastique dégradable avec une bonne résistance à l'eau, et son prix est similaire à celui du papier. En utilisant un procédé de polymérisation in situ, l'ε-caprolactone peut être greffée avec de l'amidon pour obtenir un polymère thermoplastique avec d'excellentes performances.
Polyester - PBS / PBSA
Par rapport à des produits similaires, les avantages des sous-plastiques biologiques en polyester:
1) L'une des faiblesses fatales des plastiques bio-décroissants ci-dessus (acide polylactique, polyε-caprolactone, polyhydroxyalkylester) est une mauvaise résistance à la chaleur, qui affecte son application et sa promotion dans le domaine de la restauration.
2) Les conditions de traitement des sous-plastiques biologiques ci-dessus (acide polylactique, polyε-caprolactone, ester de polyhydroxyalkyle) sont sévères et il existe certaines difficultés d'industrialisation.
3) L'acide polylactique est un bioplastique dégradable à l'eau. Il n'accepte pas les molécules d'eau pendant le stockage et ses performances ne peuvent être garanties pendant le stockage normal et l'utilisation normale.
Le polybutylène succinate (PBS) est un plastique polyester biodégradable typique. C'est en surmontant les faiblesses ci-dessus qu'il est devenu un leader des matières plastiques biodégradables. Il est extrêmement polyvalent et peut être utilisé dans les emballages, la vaisselle, les bouteilles de cosmétiques et les bouteilles de médicaments, les fournitures médicales jetables, les films agricoles, les matériaux à libération lente de pesticides et d'engrais, les matériaux polymères biomédicaux et d'autres domaines. PBS a d'excellentes performances complètes, des performances de coût raisonnables et de bonnes perspectives d'application et de promotion. Comparé au PCL, PHB, PHA et autres plastiques dégradables, le prix du PBS est fondamentalement le même, il n'y a aucun avantage; par rapport aux autres plastiques biodégradables, le PBS possède d'excellentes propriétés mécaniques, proches des plastiques PP et ABS; bonne résistance à la chaleur, température de déformation thermique proche de 100 ℃, la température d'utilisation après modification peut dépasser 100 ℃, peut être utilisée pour préparer des emballages de boissons chaudes et froides et des boîtes à lunch, surmonter les lacunes d'autres plastiques biodégradables à faible température de résistance à la chaleur; les performances de traitement sont très bonnes, peuvent être utilisées sur des équipements généraux de traitement des plastiques existants. La réalisation de divers processus de moulage est actuellement la meilleure performance de traitement des plastiques dégradables. En même temps, une grande quantité de charges telles que le carbonate de calcium et l'amidon peuvent être mélangées pour obtenir des produits à bas prix; La production de PBS peut être légèrement modifiée par l'équipement de production de polyester général existant En cours, l'équipement de polyester domestique actuel a une surcapacité importante, et la transformation et la production de PBS offrent de nouvelles opportunités pour l'équipement de polyester en excès.
De plus, le PBS ne se dégrade que lorsqu'il est exposé à des microorganismes spécifiques, comme le compost, et ses performances sont très stables pendant le stockage et l'utilisation normaux.
Le PBS utilise de l'acide succinique aliphatique et du butylène glycol comme principales matières premières pour la production.Il peut répondre à la demande par le biais de produits pétrochimiques, ou il peut être produit par bio-fermentation à travers des produits végétaux naturels et renouvelables tels que l'amidon, la cellulose, le glucose, etc. Production circulaire verte à partir de la nature et retour à la nature. De plus, les matières premières produites par le processus de fermentation biologique peuvent également réduire considérablement le coût des matières premières, réduisant ainsi davantage le coût du PBS.
Nous proposons un film entièrement biodégradable breveté et un sac en PVA, tous les produits sont fabriqués à l'aide d'un équipement de moulage.Il est différent des produits de moulage par soufflage traditionnels, tous les produits de moulage par soufflage ne sont pas entièrement biodégradables. Nous pouvons produire des films et des sacs PVA en couleurs entièrement transparentes et variées. et le film PVA est plus lisse que les produits de moulage par soufflage traditionnels.
nous proposons également des films et des sacs entièrement biodégradables en matière organique avec une matière première et un processus de production brevetés.
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