生物可降解聚合物

涵盖的主题

出身背景

可降解聚乙烯

完全可降解塑料的需求

常规聚乙烯

对堆填区的影响

降解性能

降解过程是如何工作的

应用

可降解聚酯酰胺

总结

出身背景

就在不久以前,人们还会把食物残渣、果皮之类的东西扔进花园后角的垃圾堆里。家里剩下的垃圾都装在塑料袋里扔进了垃圾箱。从那时起,情况发生了变化。现在你也可以用塑料袋喂堆肥堆了。英国Symphony环境公司正在用聚乙烯生产完全可降解的垃圾袋、手提袋和其他塑料袋,使用新的添加剂技术,在短短几周内将塑料减少为二氧化碳和水。

分级聚乙烯

Symphony的材料是第一个100%可降解聚乙烯的例子。这种被称为SPITEK的塑料与普通聚乙烯具有相同的机械性能和加工特性,因此可以用同样的方法制造产品。然而,它有一种特殊成分——高达3%的可降解可堆肥塑料(DCP)添加剂,是根据其开发商EPI的许可证生产的。该添加剂作为聚乙烯降解的催化剂,在条件要求时启动该过程。

完全可降解塑料的需求

迫切需要一种完全可降解的塑料。全世界每年有数百万吨的塑料垃圾,包括垃圾袋、运输袋和包装,被掩埋在垃圾填埋场。中国生产约1600万吨,印度450万吨,英国100万吨,其中80多万吨是废聚乙烯。这些材料也可采用其他处置途径,如回收和焚烧,但由于许多废塑料与生活和工业废物流中的其他材料混合,分离成本很高,尤其是对于运输袋等小型物品。欧洲杯足球竞彩

常规聚乙烯

传统的聚乙烯产品可能需要超过100年的时间来降解,占用宝贵的垃圾填埋场空间,并有可能防止垃圾袋中生物可降解材料的分解。欧洲杯足球竞彩

对堆填区的影响

Symphony声称,其新塑料可以在短时间内分解并允许其他材料降解,从而有效地将垃圾填埋场的容量提高20%至30%。欧洲杯足球竞彩

降解性能

根据应用情况,SPI-TEK材料可在60天或5至6年内降解。专有EPI DCP添加剂的水平有效地决定了聚乙烯制品的降解速率和保质期。降解是由许多因素引起的——阳光、热量和拉伸和撕裂产生的应力都可以启动降解过程,即使材料在填埋场或水下,降解过程也会继续。

降解过程是如何工作的

催化剂导致聚乙烯骨干中的碳碳键断裂,降低了材料的分子量和耐久性。测试表明,这种物质的分子量从25万下降到4000以下,此时,这种物质可以被土壤和水中的微生物消化。降解过程的最终产物只是二氧化碳和水。DCP添加剂既不溶于水,也没有毒性,这使得这种材料在填埋场(如在英国广泛使用的冲洗生物反应器系统)中处理是安全的。这些系统将加压水引入废物层,为降解垃圾提供氧气和微生物。

这种材料在其他条件下也会降解,而不仅仅是在垃圾填埋场的堆肥条件下。图1显示了与标准塑料相比,光和热降解对由新聚乙烯制成的手提袋的影响。手提袋在仅仅55天内降解为覆盖物。对这种新型聚乙烯进行了广泛的测试,如这种测试和对掩埋材料的测试,以证明其可降解性,包括与Pira国际公司进行的测试。

金属,陶瓷,聚合物和复合材料。生物可降解塑料:聚乙烯

图1所示。聚乙烯的光降解和热降解由标准聚乙烯(底部)和可生物降解聚乙烯(顶部)制成。照片显示(从左到右)在0、30和55天的曝光。

应用

Symphony打算推出一系列由其新型聚乙烯制成的产品,包括从小型产品袋和运输袋到大型包装物品和产品,如儿童用可降解塑料围裙。这种新材料的可能性很大,因为它具有与传统聚乙烯相同的性能,但在使用上没有任何成本限制。以Tuffy品牌命名的垃圾袋已经在市场上出售,以提升这种材料的环保认证。这些袋子的标签上有一个“应做”和“不应做”的列表,建议用户如何储存袋子,以防止过早退化。除此之外,它们与其他垃圾袋完全相同。

可降解聚酯酰胺

当然,Symphony Environmental并不是唯一一家生产新材料的公司,这些材料可能会在堆肥堆上结束它们的生命。拜耳公司目前正在测试一欧洲杯足球竞彩种新型聚酯酰胺可生物降解塑料,该塑料声称100%可生物降解且可回收,同时还具有优异的性能,包括高拉伸强度。这种塑料具有额外的绿色认证,因为它不含溶剂、氯或任何芳香成分。

BAK 1095是一种半透明热塑性塑料,在堆肥条件下分解为二氧化碳、水和生物量。其降解率与其他堆肥有机材料相当,但其物理性质与典型聚烯烃(如LDPE)相似。拜耳公司表示,这种塑料适用于多种工艺,如吹膜、挤出、热成型、纺丝、注塑、吹塑、着色、印刷、热封和焊接。它表明,潜在的应用领域将是园艺、农业或食品部门,在这些领域中,塑料必须与可堆肥废物结合使用。欧洲杯足球竞彩

总结

显然,在这些新的可降解材料获得足够大的市场份额之前,还有一段路要走,以对周围的废塑料数量产生重大影响,从而在垃圾填埋场的欧洲杯足球竞彩可用空间。但Symphony认为其产品在传统塑料应用中取代聚乙烯的潜力巨大,因此在未来数月或数年内,消费者可以看到更多具有“完全降解性”的产品。

所有这些对环境都是好消息,对堆肥堆的所有者也是好消息,他们未来唯一的问题可能是找到一个足够大的花园来容纳他们所有的可降解塑料。

资料来源:《材料欧洲杯足球竞彩世界》第7卷第3期,第135-36页,1999年3月。

欲了解更多信息,请访问材料研究所欧洲杯足球竞彩.

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