Δύο κατηγορίες βιοαποικοδομήσιμων υλικών
Τα βιοαποικοδομήσιμα υλικά μπορούν να χωριστούν σε εντελώς βιοαποικοδομήσιμα υλικά και καταστροφικά βιοαποικοδομήσιμα υλικά σύμφωνα με τον μηχανισμό αποδόμησης και τις μεθόδους καταστροφής.
01
Πλήρως βιοαποικοδομήσιμο υλικό
Πλήρως βιοαποικοδομήσιμα υλικά αναφέρονται σε βιοαποικοδομήσιμα υλικά που μπορούν να αποσυντεθούν από βακτήρια, μύκητες, ακτινομύκητες και άλλους μικροοργανισμούς. Μπορεί τελικά να αποσυντεθεί σε CO2 και νερό υπό τη δράση βακτηρίων ή της υδρολάσης του για να επιστρέψει στη φύση, επομένως ονομάζεται&«πράσινο υλικό &». Από τη μέθοδο παρασκευής, μπορεί να χωριστεί σε τρία είδη: μέθοδος μικροβιακής ζύμωσης, χημική σύνθεση και ανάμιξη φυσικού πολυμερούς.
Μικροβιακή ζύμωση
Η μικροβιακή ζύμωση αναφέρεται στα βιοαποικοδομήσιμα υλικά που λαμβάνονται μέσω μικροβιακής ζύμωσης χρησιμοποιώντας οργανική ύλη ως πηγή άνθρακα, κυρίως εστέρες πολυυδροξυ λιπαρών οξέων. Ο εστέρας λιπαρού οξέος πολυαλκυλίου (PHA) είναι ένας ενδοκυτταρικός πολυεστέρας που συντίθεται από πολλά βακτήρια. Έχει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες, όπως η βιοαποικοδομησιμότητα, η βιοσυμβατότητα και η ευελιξία. Έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε βιοϊατρικά υλικά, υλικά μηχανικής ιστών, υλικά παρατεταμένης αποδέσμευσης, ηλεκτρικά υλικά και υλικά συσκευασίας.
Ο ενισχυτής Procter&Η Gamble Company των Ηνωμένων Πολιτειών ανέπτυξε με επιτυχία τα προϊόντα της σειράς PHA και τις διάφορες εφαρμογές τους ως κλωστές ραφών, μη υφασμένα υφάσματα και διάφορα υλικά συσκευασίας. Προς το παρόν, η παγκόσμια έρευνα του PHA επικεντρώνεται κυρίως στη χρήση της βιοαποικοδομησιμότητας, της βιοσυμβατότητας και άλλων χαρακτηριστικών για την ανάπτυξη εφαρμογών σε τομείς υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως ιατρικά, φαρμακευτικά και ηλεκτρονικά.
Χημική σύνθεση
Τα χημικά συνθετικά αποικοδομήσιμα πολυμερή υλικά αναφέρονται σε βιοαποικοδομήσιμα υλικά που συντίθενται και κατασκευάζονται με χημικές μεθόδους. Οι περισσότεροι από αυτούς είναι αλειφατικοί πολυεστέρες που περιέχουν δομές με βάση εστέρα που μπορούν να αποδομηθούν από μικροοργανισμούς στις μοριακές τους δομές. Επί του παρόντος, τα αντιπροσωπευτικά βιομηχανικά προϊόντα είναι πολυκαπρολακτόνη (PCL), ηλεκτρικό ηλεκτρικό (BS) και πολυγαλακτικό οξύ. (PLA), συμπολυμερές αλειφατικού πολυεστέρα / αρωματικού πολυεστέρα (CPE) κ.λπ.
Το πολυγαλακτικό οξύ έχει εξαιρετική βιοσυμβατότητα και απορροφητικότητα, μη τοξικό, μη ερεθιστικό, μπορεί να αποσυντεθεί πλήρως σε CO2 και H2O στη φύση, χωρίς ρύπανση στο περιβάλλον, είναι σήμερα το πιο υποσχόμενο βιοαποικοδομήσιμο πολυμερές. Το πολυγαλακτικό οξύ έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων και χρησιμοποιείται επί του παρόντος σε βιοϊατρικά πολυμερή, υφάσματα και βιομηχανίες συσκευασίας. Η πολυκαπρολακτόνη (PCL) έχει εξαιρετική βιοσυμβατότητα, μνήμη και βιοαποικοδομησιμότητα και τα προϊόντα της συγκεντρώνονται ως επί το πλείστον σε ιατρικές και καθημερινές χρήσεις όπως ορθοτικά, ράμματα, επίδεσμοι και αποικοδομήσιμα πλαστικά.
Φυσικό μείγμα πολυμερών
Τα φυσικά βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή υλικά είναι υλικά που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας βιοαποικοδομήσιμα φυσικά πολυμερή, όπως βιολογικά υλικά που προέρχονται από φυτά και χιτίνη ζωικής προέλευσης, ως υποστρώματα για να καταστεί το προϊόν αποικοδομήσιμο. Οι φυτικές πηγές περιλαμβάνουν κυτταρίνη, ημικυτταρίνη, λιγνίνη, άμυλο, πολυσακχαρίτες και υδρογονάνθρακες που αποτελούνται από κυτταρικά τοιχώματα. ζωικές πηγές είναι κυρίως καρκινοειδή όπως γαρίδες και καβούρια. Οι κύριες ποικιλίες είναι ζελατινοποιημένο άμυλο PHB / PCL / ζελατινοποιημένο άμυλο PCL / PHBV κ.λπ.
Τέτοια αποικοδομήσιμα υλικά είναι πλούσια σε πρώτες ύλες, μπορούν να είναι εντελώς βιοαποικοδομήσιμα και τα προϊόντα είναι ασφαλή και μη τοξικά και οι άνθρωποι δίνουν όλο και περισσότερη προσοχή. Ωστόσο, τα φυσικά πολυμερή υλικά είναι εντελώς βιοαποικοδομήσιμα. Ωστόσο, οι θερμικές και μηχανικές του ιδιότητες είναι κακές και δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις απόδοσης των μηχανολογικών υλικών. Ως εκ τούτου, η τρέχουσα ερευνητική κατεύθυνση είναι η τροποποίηση φυσικών πολυμερών για την απόκτηση πολύτιμων φυσικών πολυμερών υλικών αποικοδόμησης.
02
Βιο-καταστρεπτικό υλικό
Τα βιο-καταστρεπτικά υλικά βρίσκονται στο επίπεδο του υλικού. Είναι κυρίως αποικοδομήσιμα υλικά που κατασκευάζονται με ανάμιξη ή συμπολυμερισμό φυσικών πολυμερών και συνθετικών πολυμερών γενικής χρήσης. Οι μέθοδοι συνδυασμού είναι οι εξής:
(1) Χρησιμοποιήστε μεθόδους τήξης και ανάμειξης διαλύματος.
(2) Ένα πολυμερές υλικό διασπείρεται σε ένα υδατικό διάλυμα άλλου πολυμερούς για να σχηματιστεί ένα σύστημα εναιωρήματος, και τέλος κατασκευάζονται διάφορα σύνθετα υλικά.
(3) Διασπορά ή διάλυση φυσικών πολυμερών υλικών σε ένα σύστημα που μπορεί να υποβληθεί σε αντιδράσεις πολυμερισμού, να πραγματοποιήσει αντιδράσεις ομοπολυμερισμού και συμπολυμερισμού και να πολυμερίσει μονομερή στο σύστημα για τη λήψη σύνθετων υλικών που περιέχουν φυσικά πολυμερή.
(4) Αποικοδομήστε σωστά τα φυσικά μακρομόρια υπό κατάλληλες συνθήκες (όπως όξινα ή αλκαλικά κ.λπ.) και πολυμερίστε τα υποβαθμισμένα μοριακά τμήματα με άλλα μονομερή. Έτσι, παρασκευάζεται ένα νέο συμπολυμερές με βιοαποικοδομήσιμες ιδιότητες. Τα αποικοδομήσιμα υλικά που κατασκευάζονται με ανάμιξη ή συμπολυμερισμό αμύλου, κυτταρίνης, πρωτεΐνης και συνθετικών πολυμερών θα εισαχθούν παρακάτω.
Υλικά με βάση άμυλο
Ως ένα είδος φυσικής πολυμερούς ένωσης, το άμυλο έχει μεγάλη ποικιλία πηγών και χαμηλό κόστος. Και μπορεί να υποβαθμιστεί πλήρως σε διάφορα φυσικά περιβάλλοντα. Τελικά αποσυντίθεται σε CO2 και H2O και δεν θα προκαλέσει ρύπανση στο περιβάλλον. Επομένως, τα αποικοδομήσιμα υλικά με βάση το άμυλο έχουν γίνει το πιο διερευνημένο και αναπτυγμένο βιοαποικοδομήσιμο υλικό στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Μπορεί να ληφθεί με ανάμιξη με άλλα πολυμερή ή συμπολυμερισμό με μονομερή. Αποικοδομήσιμα υλικά με βάση άμυλο.
Το 1973, ο Griffin έλαβε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για υλικά πλήρωσης τροποποίησης επιφάνειας αμύλου για πρώτη φορά. Μέχρι τη δεκαετία του 1980, ορισμένες χώρες ανέπτυξαν βιοαποικοδομήσιμα υλικά γεμάτα άμυλο στο πλαίσιο των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας του Grifn&# 39. Τα γεμισμένα υλικά αμύλου είναι επίσης γνωστά ως βιο-καταστρεπτικά υλικά. Η διαδικασία κατασκευής του είναι να προσθέσει μια ορισμένη ποσότητα αμύλου και άλλων μικρών ποσοτήτων προσθέτων σε γενικά υλικά και στη συνέχεια να τα επεξεργαστεί σε σχήματα. Η περιεκτικότητα σε άμυλο δεν υπερβαίνει το 30%. Η τεχνολογία υλικών αμύλου τύπου πλήρωσης είναι ώριμη και η διαδικασία παραγωγής είναι απλή και μπορεί να παραχθεί βελτιώνοντας ελαφρά τον υπάρχοντα εξοπλισμό επεξεργασίας. Επομένως, τα περισσότερα από τα οικιακά προϊόντα αποικοδομήσιμου αμύλου είναι αυτού του τύπου.
Η καναδική εταιρεία St. Lawrence Starch Company ερεύνησε και παρήγαγε ένα τροποποιημένο masterbatch αμύλου Ecostar. Μπορεί να αναμιχθεί με πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, πολυστυρόλιο, πολυβινυλική αλκοόλη και πολυουρεθάνη για την παραγωγή βιοαποικοδομήσιμων υλικών. Το υλικό με βάση το άμυλο που αναπτύχθηκε από το Υπουργείο Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών είναι να προσθέσει ζελατινοποιημένο άμυλο που περιέχει 40% -60% νερό στο EAA (αιθυλενο ακρυλικό οξύ). ) Αναμιγνύεται για να φτιάξει μεμβράνη γεωργικού σάπια. Το εμβολιασμένο με άμυλο πολυστυρόλιο που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Purde στις Ηνωμένες Πολιτείες υιοθετεί κατιονικό πολυμερισμό για τον αποτελεσματικό έλεγχο του μοριακού βάρους και των φυσικών ιδιοτήτων. Μεταξύ αυτών, το άμυλο περιέχει 20% -30% άμυλο και το πολυμερές μοσχεύματος έχει τις συνηθισμένες ιδιότητες πολυστυρολίου με το αιθυλένιο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μπουκάλια, ταινίες, κ.λπ. Το πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Taiyuan της χώρας μου, Liu Shufu και άλλοι μελέτησαν τον συμπολυμερισμό μοσχεύματος αμύλου πατάτας και χλωριούχου πολυβινυλίου. Το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένης Χημείας της Ακαδημίας Επιστημών Jiangxi χρησιμοποίησε άμυλο και συμπολυμερισμό μοσχευμάτων στυρενίου για την παραγωγή υλικών με βάση άμυλο. Διερευνήθηκαν αποικοδομήσιμες μεμβράνες.
Υλικά με βάση την κυτταρίνη
Υπάρχουν επίσης δύο μέθοδοι παρασκευής για πλαστικά με βάση την κυτταρίνη, η μία είναι ανάμειξη και η άλλη είναι χημική τροποποίηση τυπικών υλικών με βάση την κυτταρίνη. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι παρασκευής: η ανάμειξη κυτταρίνης και χιτοζάνης, η ανάμειξη κυτταρίνης και πρωτεΐνης, η ανάμιξη κυτταρίνης και των παραγώγων της, ο συμπολυμερισμός κυτταρίνης και πολυμερών μονομερών, ημικυτταρίνη, λιγνίνη κ.λπ. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι ανάμειξης και χημικής τροποποίησης. για την παρασκευή αποικοδομήσιμων υλικών με βάση την κυτταρίνη. Για παράδειγμα, το Πανεπιστήμιο του Κιότο στην Ιαπωνία μπορεί να προετοιμάσει ανοιχτό καφέ βιοαποικοδομήσιμα υλικά με επεξεργασία σκόνης ξύλου με λαυρικό οξύ.
Υλικά με βάση πρωτεΐνες
Αν και η πρωτεΐνη έχει καλή βιοαποικοδομησιμότητα, οι θερμικές και μηχανικές του ιδιότητες είναι κακές. Η χημική επεξεργασία (συμπεριλαμβανομένου του συμπολυμερισμού) μπορεί να βελτιώσει τις θερμικές και μηχανικές του ιδιότητες, αλλά η έρευνα σε αυτόν τον τομέα βρίσκεται ακόμη στο βασικό ερευνητικό στάδιο.
Προσφέρουμε κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας πλήρη βιοαποικοδομήσιμη μεμβράνη και τσάντα PVA, όλα τα προϊόντα κατασκευάζονται από εξοπλισμό χύτευσης, Είναι διαφορετικό από τα παραδοσιακά προϊόντα χύτευσης με χτύπημα, όλα τα προϊόντα χύτευσης με χτυπήματα δεν είναι πλήρως βιοαποικοδομήσιμα. Μπορούμε να παράγουμε ταινίες και σακούλες pva σε πλήρη διαφανή και διάφορα χρώματα. και η ταινία PVA είναι πιο ομαλή από τα παραδοσιακά προϊόντα χύτευσης με χτύπημα.
Προσφέρουμε επίσης οργανικό υλικό πλήρες βιοαποικοδομήσιμο φιλμ και σακούλες με κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας πρώτη ύλη και διαδικασία παραγωγής.
Για περισσότερα προϊόντα PVA ταινιών και τσαντών επισκεφθείτε μας:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/