Biologicky odbouratelný polyethylenový film - Biodegradable polythene film

Polyethylen nebo polyetylén film biodegraduje přirozeně, i když po dlouhou dobu. Jsou k dispozici metody, které ho činí za určitých podmínek degradovatelnějším sluneční světlo, vlhkost, kyslík, a kompostování a zvýšení biodegradace snížením hydrofobního polymeru a zvýšením hydrofilní vlastnosti.[1]

Pokud tradiční polyethylen film je poseté může to být nevzhledné a nebezpečí pro divokou zvěř. Někteří lidé tomu věří plastové nákupní tašky biologicky odbouratelný je jedním ze způsobů, jak se pokusit umožnit degradaci otevřeného vrhu.

Recyklace plastů zlepšuje využití zdrojů. Biologicky odbouratelné fólie je třeba udržovat mimo obvyklý recyklační proud, aby se zabránilo kontaminaci polymerů určených k recyklaci.

Pokud jsou zlikvidovány v sanitárním zařízení skládka, většina tradičních plastů se snadno nerozkládá. Sterilní podmínky uzavřené skládky také odradí od degradace biologicky odbouratelných polymerů.

Polyethylen je a polymer skládající se z dlouhých řetězců monomeru ethylen (IUPAC název ethen). Doporučený vědecký název polyethen je systematicky odvozován od vědeckého názvu monomeru. [1] [2] Za určitých okolností je užitečné použít strukturní nomenklaturu. V takových případech IUPAC doporučuje poly (methylen). [2] Rozdíl je způsoben otevřením dvojné vazby monomeru po polymeraci.

V polymerním průmyslu se někdy název zkracuje na PE podobným způsobem, jakým se podobají ostatním polymerům polypropylen a polystyren jsou zkráceny na PP, respektive PS. Ve Spojeném království se polymer běžně nazývá polyethylen, i když to není vědecky uznáváno.

Molekula etenu (známá téměř všeobecně pod svým běžným názvem ethylen) C2H4 je CH2= CH2, Dva CH2 skupiny propojené a dvojná vazba, tím pádem:

Polyetylén se vytváří skrz polymerizace etenu. Může být vyrobeno prostřednictvím radikální polymerace, aniontová adiční polymerace iontová koordinační polymerace nebo kationtová adiční polymerace. Je to proto, že eten nemá žádné skupiny substituentů, které by ovlivňovaly stabilitu propagační hlavy polymeru. Každá z těchto metod vede k jinému typu polyethylenu.

Druhy biologicky odbouratelného polyethylenového filmu

Polyethylenový nebo polyethylenový film bude přirozeně fragmentovat a biologicky odbourávat, ale může to trvat mnoho desetiletí.[2] Tento problém lze vyřešit dvěma způsoby. Jedním z nich je úprava uhlíkového řetězce polyethylenu pomocí přísady, aby se zlepšila jeho odbouratelnost a poté jeho biologická odbouratelnost; druhou je vytvořit film s podobnými vlastnostmi jako polyethylen z biologicky odbouratelné látky, jako je škrob. Ty jsou však mnohem dražší.

Film na bázi škrobu nebo na bázi biomasy (hydrodegradovatelný)

Tento typ se vyrábí z kukuřice, brambor nebo pšenice. Tato forma biologicky odbouratelného filmu splňuje požadavky Norma ASTM (Americký standard pro zkoušení materiálů) a Evropská norma EN13432 pro kompostovatelnost protože degraduje alespoň 90% během 90 dnů nebo méně při 140 ° F. Avšak skutečné výrobky vyrobené z tohoto typu filmu nemusí tyto normy splňovat.

Příklady polymerů vyrobených ze škrobu

Teplo, vlhkost a provzdušňování v průmyslovém zařízení na kompostování je pro tento typ filmu potřebné k biologickému odbourávání, takže se tedy nebude snadno rozkládat, pokud bude zaneseno do okolního prostředí.

Klady a zápory škrobového filmu / vaku

Profesionálové
  • Je „kompostovatelný“ za průmyslových podmínek.
  • Snížené fosilní palivo obsah (v závislosti na naložení plniva.)
Nevýhody
  • Je dražší než jeho biologicky nerozložitelný protějšek
  • Zdroj škrob může být problematické (konkurence proti používání potravin, Deštné pralesy povoleno pěstovat plodiny pro bioplasty)
  • Fosilní paliva se spalují a CO2 vyrobené v zemědělském výrobním procesu.
  • Slabší mechanická pevnost než příklad na bázi aditiva - plnění a škrob taška s mokrým listím a její umístění na chodníku může mít za následek vypadnutí dna, když jej dopravce zvedne.
  • Často není dostatečně silný pro použití ve vysokorychlostních strojích
  • Degradace na uzavřené skládce trvá nejméně 6 měsíců.
  • Vydává CO2 v aerobních podmínkách a metan za anaerobních podmínek
  • Omezená doba použitelnosti. Pro skladování musí být dodrženy podmínky.
  • Při smíchání s jinými plasty k recyklaci je proces recyklace narušen.

Typické aplikace

Přepravní taška, pytle na odmítnutí, zeleninové tašky, potravinářské filmy, zemědělské filmy, poštovní filmy. Ve srovnání s aplikacemi plastových fólií na bázi ropy jsou však tyto aplikace stále velmi omezené.

Na základě aditiv

Do běžných polymerů lze přidávat přísady, aby byly buď oxodegradovatelné, nebo více hydrofilní pro usnadnění mikrobiálního napadení.

Oxodegradable

Hlavní článek: Oxo biologicky odbouratelný

Tyto fólie jsou vyráběny zabudováním přísady do normálních polymerů, které poskytují oxidační a poté biologický mechanismus k jejich degradaci. To obvykle trvá 6 měsíců až 1 rok v prostředí s odpovídající expozicí kyslíku. Rozklad je dvoustupňový proces; nejprve se plast přemění reakcí s kyslíkem (světlo, teplo a / nebo stres proces urychlí, ale není to podstatné) na hydrofilní materiály s nízkou molekulovou hmotností a pak tyto menší oxidovaný molekuly jsou biologicky odbourány, tj. převedeny na oxid uhličitý, voda a biomasa přirozeně se vyskytujícími mikroorganismy. Obchodní konkurenti a jejich obchodní sdružení tvrdí, že proces biodegradace se v určitém okamžiku zastaví a zanechá fragmenty, ale nikdy nezjistili, proč nebo v jakém okamžiku. Ve skutečnosti byla oxo-biodegradace polymerního materiálu podrobně studována na Švédském technickém výzkumném ústavu a na Švédské zemědělské univerzitě. Peer-reviewed report of the work was published in Vol 96 of the journal of Polymer Degradation & Stability (2011) at page 919-928. Ukazuje 91% biodegradaci u a půda prostředí do 24 měsíců, pokud je testováno v souladu s normou ISO 17556. Je to podobné jako v případě rozpadu dřevin, kde lignin je rozebrán a tvoří a humus komponenta zlepšující kvalita půdy. O těchto typech pytlů je však spousta polemik. Kompletní biologický rozklad je sporný a tvrdí se, že k němu nedochází. Mnoho zemí nyní také uvažuje o úplném zákazu tohoto typu tašek[3][4][5][6][7]

Zvýšení hydrofilnosti polymeru

Tyto filmy jsou ze své podstaty biologicky odbouratelné po dlouhou dobu. Vylepšení polymeru přidáním přísad ke změně hydrofobní povahy pryskyřice na mírně hydrofilní umožňuje mikroorganismům spotřebovat makromolekuly produktu, tyto produkty jsou často zaměňovány s oxobiodegradovatelnými produkty, ale fungují jiným způsobem. Zvýšení hydrofilnosti polymeru umožňuje houbám a bakteriím spotřebovat polymer rychlejším způsobem s využitím uhlíku uvnitř polymerního řetězce pro energii. Tyto přísady přitahují určité mikroorganismy vyskytující se v přírodě a bylo dokončeno mnoho testů míchání syntetických materiálů a materiálů na biologickém základě, které jsou přirozeně biologicky odbouratelné pro zvýšení biologické odbouratelnosti syntetických polymerů, které nejsou tak rychle biologicky odbouratelné.[8]

Klady a zápory aditivního filmu / vaku

Profesionálové
  • Mnohem levnější než plasty na bázi škrobu
  • Lze je vyrobit s běžným strojním zařízením a lze je použít ve vysokorychlostních strojích, takže není třeba měnit dodavatele a nedochází ke ztrátě pracovních míst
  • Materiály jsou dobře známé
  • Nesoutěží s produkcí potravin
  • Tyto filmy vypadají, jednají a vystupují stejně jako jejich nedegradovatelné protějšky během jejich naprogramované životnosti, ale poté se rozpadnou, pokud jsou zlikvidovány.
  • Lze je recyklovat běžnými plasty.[9]
  • Jsou certifikovány jako netoxické a bezpečné pro styk s potravinami
  • Některé tašky se degradují přibližně stejnou rychlostí jako list. Ve skutečnosti, když se pytle používají jako vložky do koše, mohou se začít zhoršovat po třech nebo čtyřech dnech, kdy jsou v koši.[Citace je zapotřebí ]
Nevýhody
  • Degradace závisí na přístupu ke vzduchu
  • Není určeno k degradaci na skládkách, ale lze jej bezpečně skládkovat. Rozloží se, je-li přítomen kyslík, ale NESMÍ emitovat metan na skládku
  • Evropské nebo americké (EN13432 D6400) standardy na kompostovatelný produkty nejsou vhodné, protože nejsou určeny pro kompostování. Měly by být testovány podle ASTM D6954 nebo (od 1. ledna 1010) normy SAE 5009: 2009
  • Nejsou vhodné pro PET nebo PVC
  • Nelze předvídat přesnou rychlost degradace / biodegradace, ale bude rychlejší než přírodní odpad, jako je sláma nebo větvičky, a mnohem rychlejší než normální plasty
  • Jako běžné plasty jsou vyrobeny z vedlejšího produktu z ropy nebo zemního plynu
  • Při smíchání s jinými plasty k recyklaci je proces recyklace narušen.

Typické aplikace

Pytle na odpadky, pytle na odpadky, pytle na komposty, přepravní tašky, zemědělské fólie, mulčovací fólie, výroba tašek - ve skutečnosti všechny formy obalů z plastových fólií s krátkou životností

Viz také

Reference

  1. ^ „Biologicky odbouratelný plast zvyšující hydrofilní vlastnosti“. Biosférický plast. Citováno 30. června 2011.
  2. ^ „Mikroby biologicky odbourávají aromatické uhlovodíky“. Biosférický plast. Citováno 20. května 2011.
  3. ^ "Oxo-rozložitelné plasty: biologicky se rozkládají? Při hledání definitivní odpovědi | OWS". Ows.be. 20. června 2014. Citováno 16. srpna 2018.
  4. ^ „Oxo-rozložitelné plasty jsou v Evropě stále více pod palbou - European Bioplastics e.V“. European-bioplastics.org. 28. února 2017. Citováno 16. srpna 2018.
  5. ^ „Jaké jsou výhody a nevýhody oxo-rozložitelných pytlů? - PPRC PPRC“. Pprc.org. Archivovány od originál dne 21. října 2017. Citováno 16. srpna 2018.
  6. ^ „Dopad oxo-rozložitelných plastů na životní prostředí“. Fórum pro balení potravin. 24. dubna 2017. Citováno 16. srpna 2018.
  7. ^ „Dopad používání„ oxo-rozložitelného “plastu na životní prostředí - EU Law and Publications“. Publications.europa.eu. Citováno 16. srpna 2018.
  8. ^ Biologicky odbouratelné polymery. Jasim Ahmed, Brijesh K. Tiwari, Syed H. Imam. 4. dubna 2012. ISBN  9781439851166. Citováno 10. března 2009.
  9. ^ „RECYKLACE PLASTŮ“. Oxobiodegradable Plastics Association. Archivovány od originál dne 19. ledna 2010. Citováno 9. července 2012.