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公司在代理相关著名品牌产品的同时,拓展出一条设计系统方案,
并整合多品牌设备(配件)进行系统集成,逐步向创新研发型的企业目标迈进。

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可降解 知多少

2020-09-17

最近,据不完全统计,

中国已有20多个省份

相继发布新的“限塑令”。

在替代品新风口下,

PLA、PBAT、PHA等

可降解塑料材料备注关注!

降解塑料是一个大的概念,它是在规定环境条件下,经过一段时间和包含一个或更多步骤,导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能(如完整性、分子质量、结构或机械强度)和/或发生破碎的塑料。


大家在谈生物降解时,是否会忽略这样一个事实:它们首先是一种材料,降解是使用之后的事情。对于这类材料,首先需要了解它们的性能如何?真的能满足您的要求吗?它们和石油基材料性能上的差别到底在哪里?

一、生物降解材料种类

PLA:聚乳酸,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,是一种新型的生物基及可再生生物降解材料。具有好的抗溶剂性、生物相容性、光泽度、透明性,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。

缺点-断裂伸长率低、模量过高、热变形温度低、易吸水、脆。

PBAT:己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,属于热塑性生物降解塑料。既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的抗冲击性能;此外,还具有优良的生物降解性,是生物降解塑料研究中非常活跃的降解材料之一。

缺点-热变形温度低、透明度低、强度低。

PBS:聚丁二酸丁二醇酯,属于热塑性生物降解塑料,与其它生物降解塑料相比,PBS 耐热性能好,热变形温度接近 100℃,改性后使用温度接近 100℃,可在现有塑料加工通用设备上进行各类成型加工,同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物,降低材料成本。此外,PBS只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解,在正常储存和使用过程中性能非常稳定。

缺点-易老化、易降解。

PCL:聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL都可以被微生物完全分解。

缺点-热变形温度低、熔点低。

PPC:又称为聚甲基乙撑碳酸酯,它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料。

缺点-热变形温度低。

PHA:PHA是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。

缺点-透明度低。

PGA:聚乙交酯(又名聚羟基乙酸、聚乙醇酸),是一种高结晶,可生物降解的脂肪族聚合物,降解速度快,主要用于手术缝合线等领域。

缺点-断裂伸长率低、模量过高、易吸水、脆。


二、应用目录


三、降解方式

生物降解材料按其降解方式可分为:

一类是完全生物降解材料,另一类是破坏性生物降解材料。

完全生物降解材料指的是在自然环境条件下,使用丢弃后能被微生物如细菌、真菌、藻类能够完全生物降解,最终生成二氧化碳和水,不产生污染物,对环境没有伤害,不影响人的健康生活,对保护环境有积极的作用。

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它主要是由天然高分子如淀粉、纤维素或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制成,如脂肪族聚酯类聚合物PLA PHA PBATPBS淀粉等均属这类材料。其在使用过程中性能稳定,具有良好的生物相容性和生物可吸收性,对环境友好,是根治传统塑料产生的“白色污染”的良方。它的分解主要是由于微生物的迅速增长导致材料的物理性降解。

生物降解材料广泛应用于各行各业,可以部分代替通用塑料。使用量比较大的是环保材料、包装材料以及医用材料。

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生物降解材料制成的食品袋、包装袋、垃圾袋因其生物降解性而大受青睐。生物降解包装材料一般是将可降解的高分子聚合物加入到层压膜中或直接与层压材料共混成膜。食品包装材料和容器一般要求能保证食品不腐烂、隔离氧气且材料无毒。其中最具代表性的是聚羟基丁酸酯(PHB)与聚羟基戊酸酯(PHV)及其共聚物,其物性与聚乙烯和聚丙烯相近,且热封性良好,用过后可生物降解或被焚烧,两者的耗氧量仅相当于其光合作用放入大气的氧,处理后产生的CO2即为光合作用摄入的全部CO2量,因此可认为完全进入生物循环。

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破坏性生物降解材料也叫不完全降解材料、半降解材料,它们大多是采用添加剂的方法,与聚乙烯和聚苯乙烯共混产生或者淀粉、纤维素与通用塑料进行共混。其不足的地方是机械强度不够,不能完全替代传统塑料;不是完全降解,易造成二次污染。其分解作用主要是由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链,使聚合物分子量降到微生物能够消化的程度。

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我们常见的氧化生物降解材料就是其中的一种,是一种在塑料加工过程中把添加剂加入到基体树脂(如PE/PP/PS)中起到加快塑料在氧化条件下降解速度的一种材料,加入这种添加料的塑料成为氧化生物降解材料。

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破坏性生物降解材料具体应用在包装业,购物袋,垃圾袋,堆肥袋,一次性餐盒;卫生用品,手套,个人护理;医药用材,绷带,夹子,棉签用小棒,手套,药物缓释材料,以及手术缝合线和骨折固定材料。

随着石油资源的不断减少和人类对其环境的重视,生物降解高分子材料愈来愈受到人们的重视。研究完全生物降解性高分子材料,利用价廉易得的原料经微生物的发酵和利用转基因植物生产生物降解性高分子材料将任重道远。