Применение талька и карбоната кальция в разлагаемых пластиках

В последние годы объем упаковочного пластика в Китае составляет около 4 миллионов тонн, из которых на одноразовую пластиковую упаковку, которую трудно перерабатывать, приходится около 30%, а ежегодные отходы пластиковой упаковки составляют около 1,2 миллиона тонн; пластиковая пленка весит более 400000 тонн, из-за ее толщины (8 мкм и менее) после использования она ломается на сельхозугодьях и смешивается с большим количеством песка, который трудно переработать; одноразовые предметы повседневного обихода, которые трудно переработать, и медицинские принадлежности, которые не подходят для переработки, составляют около 400 000 тонн.

В последние годы наибольшей популярностью пользуются биоразлагаемые пластмассы. По источнику сырья биоразлагаемые пластмассы можно разделить на пластмассы на нефтяной и биологической основе. Разлагаемые пластики на нефтяной основе в основном включают: полибутиленсукцинат (PBS), полиадипат / бутилентерефталат (PBAT), полигликолевую кислоту (PGA), поликапролактон (PCL) и т. Д .; Разлагаемые пластики на биологической основе в основном включают: полимолочную кислоту (PLA), крахмал, целлюлозу и т. Д.

Принимая во внимание такие факторы, как способность материала к разложению и стоимость, современные биоразлагаемые пластмассы на рынке обычно выбирают крахмал, целлюлозу и т. Д. В качестве наполнителей. Композицию крахмала и полимерных материалов можно превратить в разлагаемые материалы. Обычно крахмал или его производные добавляют в качестве добавок к синтетическим полимерам для улучшения способности синтетических полимеров к биологическому разложению. Когда материал разрушается, пористый полимер, оставшийся из-за разложения крахмала, склонен к дальнейшим реакциям разложения, таким как окисление. Однако крахмал, целлюлоза и смола имеют плохую совместимость, недостаточную термостойкость и высокую стоимость, поэтому они не подходят для крупномасштабного розлива.

Неметаллические минеральные порошки, такие как тальк и карбонат кальция, низкая цена, экологичность, достаточное количество сырья, высокая дисперсность, хорошая белизна, легкое сопоставление цветов, могут улучшить стабильность размеров, термостойкость, жесткость пластмассовых изделий и улучшить пластмассы. Производительность обработки и др.

Тальк

Добавление порошка талька к биоразлагаемым пластмассам может повысить жесткость, температуру теплового искажения, стабильность размеров, твердость поверхности и т.д .; в то же время ультратонкий порошок талька может также использоваться в качестве неорганического зародышеобразователя для полимолочной кислоты (PLA), добавление соответствующего количества порошка сверхтонкого талька может повысить кристалличность и скорость кристаллизации полимолочной кислоты и значительно улучшить ее механические свойства. .

В модификации полимолочной кислоты тальк выполняет три функции:

1. Снижение затрат: метод подготовки композиционного материала на основе полимолочной кислоты с тальком обеспечивает технологию и метод подготовки термостойкого композиционного материала на основе полимолочной кислоты с красивым внешним видом, хорошей жесткостью, коротким циклом формования продукта, легким весом и низкой ценой.

2. Повышение прочности: порошок натурального талька смешивается в расплаве, а композитный материал является полностью биоразлагаемым материалом; он имеет отличные механические свойства, а предел прочности на разрыв может достигать 50 ~ 70 МПа.

3. Повышение термостойкости: полимолочная кислота имеет лучшую термостойкость из-за ее собственной кристаллизации и содействия кристаллизации талька зародышеобразователя.

Карбонат кальция

Карбонат кальция наполнен биоразлагаемым пластиком, который может ускорить разложение биоразлагаемого пластика. В то же время карбонат кальция может напрямую использоваться некоторыми неорганическими питательными микроорганизмами в качестве источника углерода. Органические кислоты, нитрифицирующие бактерии и сульфиды, продуцируемые микроорганизмами в почве. Как азотная, так и серная кислоты, продуцируемые бактериями, могут дополнительно улучшить растворимость карбоната кальция.

Роль карбоната кальция в биоразлагаемых пластиках:

1. Способствуют разложению: частицы карбоната кальция увеличивают расстояние между молекулами смолы, уменьшают силу полимерных цепей, препятствуют повторному сшиванию макромолекулярных свободных радикалов, способствуют разрыву цепи свободных радикалов, вызванному фотодеградацией, и ускоряют биоразложение пластмасс.

2. Легко разлагается: при захоронении во влажной среде карбонат кальция может растворяться химически, и он напрямую используется некоторыми неорганическими питательными микроорганизмами в качестве источника углерода.

3. Уменьшение вязкости и улучшение текучести: карбонат кальция после обработки поверхности увеличивает вязкость разрушенного пластика, улучшает текучесть материала и снижает потребление энергии.

Традиционные одноразовые неразлагаемые пластиковые изделия широко используются в сфере доставки продуктов питания, электронной коммерции и других отраслях, но последующая обработка более сложна, что ограничивает их развитие. Поэтому предъявляются более высокие требования к развитию и инновациям в технологии производства и обработки биоразлагаемого пластика. В будущих исследованиях, в соответствии с потребностями рынка биоразлагаемых материалов, мы будем углубленно изучать применение подходящих неорганических неметаллических порошков для достижения цели улучшения разлагаемости биоразлагаемых пластиков и внесения вклада в реализацию экологичности и экологичности. устойчивое развитие дружественной окружающей среды.