用于塑料薄膜的生物降解促进剂是什么？

发布网友发布时间：2022-04-20 10:25

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热心网友时间：2023-08-03 07:33

可使塑料生物降解的一种改性淀粉添加剂前言在塑料产品的加工制造中长期以来,人们一直在寻找更新天然聚台物的甩连,这种愿望自7年代初的石油危机以来更为强烈了.多年来在塑料制品中巳使用多种改性纤维素,尤其是在包装薄膜及纤维方面使用更为广泛.近年来又推出了淀粉成为商品化产品,作为塑科添加剂使用.7年代开发了淀粉作为一种高经济效益的添加剂使用,但很快就发现使用标准淀粉是不台适的.为适于在160℃左右的聚合物融熔加工温度之需,需把通常亲水的淀粉变成表面僧水的淀粉,且还要降低淀粉的含水量,结果发现,这种改性淀粉与聚合物界面接触能带来许多好处,其中最重要的好处之一是能使普通的聚合物一聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯和聚氨酯等塑料发生生物降解作用.但在当时,人们对这种可降解的聚台物体系的技术开发缺乏兴趣,故而没有得到广泛的推广使用.最近,美国众多的司法部门(从城市到联邦)已通过或巳提出立法来禁止或*非降解性塑料制品的使用,其范围很广,从购货袋,快餐食品包装容器到一次性使用的小孩尿布.法律的威严促使人们对可使塑料发生生物降解的这种改性淀粉添加剂又感到了兴趣.可降解的塑料可降解的塑料通常包含光降解和生物降解二过程.这二个降解过程在塑料中本已存在,但进行得相当缓慢若采用简单地除去混入聚台物中稳定荆的方法,通常是不能使一3一聚台物达到可生物降解的,因为在多数情况下加入的稳定剂只是便于塑料加工.对于普通聚台物的光降解过程人们已十分了解.但对聚合物生物降解过程却了解甚少近年来,为了☆ⅱ深了解这方面鹋情况,曾对生物侵蚀低分子量聚乙烯碎片的行为后果进行了研究,经测量由"标记的聚乙烯所放出的"表明该聚台物发生了氧化降解反应,产生了含有羰基的低分子量产物,这些产物经微生物的新陈代谢作用排放出"=.生物降解作用物质经活的生物体的作用而发生崩裂,这便是生物的降解作用.对塑料来说,虽然较多的生物能起这种作用,但最重要的还是由细菌,真菌和放线菌这几种微生物所导致的生物降解作用.由微生物而引起物质崩裂的形式可分如下三种1.生物的物理作用,这是由于生物细胞的增长而使得物质发生机械性的毁坏2.生化作用,由微生物对聚合物的作用面产生新的物质;3.酶的直接作用,微生物侵蚀塑料制品的组份生成酶菌而导致塑料*或氧化崩裂添加胶体化或颗粒化淀粉常用添加剂的塑料体系,被降解的虽首先是淀粉,但塑料也因此而发生崩裂.通常为了有利子聚合物的链崩裂到适合微生物可进行新陈代谢的程度,应掺混进适量促进剂体系是最近新推出的～种改性淀粉外术介皮了国新简体系.该改性淀粉是用普通表面亲水的注树变成表面憎水的淀粉,并且将其干燥到含水量小于1(相比之下,普通淀粉的含水量为012)的方法制得的.能使用的淀粉有:最容易买到的玉米淀粉是广泛采用的,如需微粒规格的产品,可采用大米淀粉.现在市场上可买到,是一种自由流动的白色粉末.品种有颗粒大小为15微米的玉米淀粉5微米的大米淀粉以及8微米的土豆淀粉.玉米淀粉的密度为1,28/,将其加热到230℃仍然是稳定的,且其含水量小于1.为了有利于聚合物的崩裂,还需向这个体系加入一种脂肪酸或鱼动氧化荆.生物降解作用的机理体系的降解作用是通过二个互相作用的机理来达到的.加于聚台物中的该淀粉以小颗粒存在,这些微粒淀粉受到微生物如真菌和细菌的侵蚀,直到完全被消除.这样就大大地增加了塑料的表面积,减弱了聚合物的基体.第二种机理是由于自动氧化剂与泥土,水或海水中的金属盐类相接触丽生成过氧化物,这些过氧化物会破坏聚合物链.经第一种机理的作用,增加了聚合物的表面积,这就更强热地加强了第二种降解机理的作用,致使聚台物链崩裂,它不仅降低了材料的强度,而且减小了链的长度,使其分子量降到能被微生物可新踩代谢的程度.由于新陈代谢作用纯粹是生物活动的本能,于是降解作用的产物也就是通常生物活动所排放出来的那些产物,即水和..由于降解作用的机理受限于生物的本能,所以降解速率就极大地取决于湿度,微生物的存在与否及其种类,温度,金属盐类聚合物及其各种活性组份的有关性质,聚台物的类型及其制品的厚度和表面积等同素.下图展示了一组填充淀粉的塑料试样暴露在堆肥的条件下强度下降姑实例.圈1在堆肥条件下淀粉含量对低密度聚乙烯伸长率的影响使用了添加剂的线型低密度聚乙烯薄膜的物理性能见表1.袁舍不同量的线型低密度聚乙烯薄跌柏物理性能试验表明,除给予塑料制品可生物降解之外还显示了其它种种益处,如能防止塑料薄膜的粘连,使塑料薄膜具有低光泽性,在注塑成型中增加制品的尺寸稳定性,在吹塑成型中增加物料的劲度.新的改进对于塑料制品的大多数用途,不要求有一定的,快速降解的期限,例如像购货袋,垃圾袋以及保健物品用的塑料薄膜.但另一些用途的塑料.如塑料的堆肥袋,复盖薄膜及安放药物的包装薄膜,对其降解的速率常常要求较挟并有明确的规定.为满足这些特定的需要,最近,开发了一个称作的加速降解体系.该体系除加有外,还加有促进剂以加速降解的进行.实验结果表明,该体系不仅增强了生物降解性如图2所示,而且还增强了光降解性,如图3所示.●了^得5越是袅蜮】5-????-???.........:\\\兰;.-三==?;'???--.-…?时间:天圈2在堆肥条件下不同降解甚方的低密度聚乙烯的伸长率变化英国的有限公司为研制保健用品所需的快速降解材料,已开发出一种称为的可透气的快速生物降解薄膜这种薄膜的制造工艺与通常的吹塑薄膜工艺是很不相同的,薄膜材料含的量可超过一38—5%,使用的聚台物是聚氨酯,加工后得到的材料结构是可控孔径尺寸的多微孔,更确切的说是互相连接起来的微孔结构.这种薄膜的早期样品的特性汇总在下表2.耐问:小时图3紫外光礞晒对不同降解鼍方的低密度聚乙烯伸长率的影响表2薄膜的特性草度微米505032密度,克/厘米0.50.700.70娄3000拍加26繇羹_厘米07003207000拉伸强度<>2.4.75牛顿,匾米断裂伸长200170600试验表明,含有5%的材料呈现出快速生物降解的特性.表3例示了这种材料暴露在二种不同的环境里所得到拉伸强度的初步