분해성 플라스틱은 일반적으로 4가지 범주로 분류됩니다. 미생물의 작용으로 저분자 화합물로 완전히 분해될 수 있는 플라스틱. 건조하게 보관하면 빛으로부터 보호할 필요가 없다는 것이 특징이며, 농업용 멀칭 필름 및 포장에만 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 가방뿐만 아니라 의료 분야에서도 널리 사용됩니다. 현대 생명공학의 발전으로 생분해성 플라스틱은 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 연구 개발 분야에서 차세대 핫스팟이 되었습니다.
PHA 분해성 플라스틱은 생분해성 플라스틱 중 성능이 가장 좋은 동시에 가격이 비싸고 생산 과정이 복잡해 아직 시장 초기 단계에 머물러 있다. 2010년 전세계 PHA 생산능력은 8만톤 미만이었는데, 이 중 미국 메타볼릭스사의 생산능력이 약 5만톤으로 시장의 60% 이상을 점유하고 있다. 중국 기업들은 PHA 생산 기술과 연구 개발에서도 앞서 있습니다. Tianjin Guoyun Biomaterials Co., Ltd.는 PHA 생산 능력이 10,000톤, Ningbo Tianan은 2,000톤, Shenzhen Yikeman Biotechnology Co., Ltd.는 생산능력 5,000톤을 보유하고 있습니다. 일본의 카네카(Kaneka)사, 브라질의 PHBI산업(PHBIndustrial)사 등도 PHA 산업을 대표하는 대표적인 기업들이다. 향후 다운스트림 애플리케이션이 점진적으로 확장되고, 특히 필름 포장, 농업용 필름, 식용 식기, 부직포 및 기타 산업 분야의 애플리케이션이 더욱 성숙해짐에 따라 PHA는 엄청난 시장 잠재력을 가지고 있습니다. 플라스틱에 흡수성 물질을 첨가하면 사용 후 물에 버릴 때 용해될 수 있으며 주로 의료용 및 위생용품(예: 의료용 장갑)에 사용되어 파괴 및 소독이 용이합니다.
전분 기반 플라스틱
지금까지 전분 기반 분해성 플라스틱에는 충전형, 광/생분해성 유형, 유기 하이브리드 유형, 전분 플라스틱 등 4가지 주요 범주가 있습니다.
1. 충전된 전분 플라스틱. 1973년 Griffin은 전분 표면 개질 충전 플라스틱에 대한 최초의 특허를 획득했습니다. 1980년대까지 일부 국가에서는 Griffin의 특허를 기반으로 전분으로 채워진 생분해성 플라스틱을 개발했습니다. 충전된 전분 플라스틱은 생분해성 플라스틱이라고도 하며, 일반 플라스틱에 일정량의 전분과 기타 소량의 첨가제를 첨가한 후 전분 함량이 30%를 초과하지 않는 형태로 가공합니다. 충전 전분 플라스틱 기술은 성숙하고 생산 공정이 간단하며 기존 가공 장비를 약간 개선하여 생산할 수 있습니다. 따라서 현재 대부분의 국내 분해성 전분 플라스틱 제품은 이러한 유형입니다.
천연 전분 분자는 분자 내부와 분자 사이에 매우 강한 수소 결합을 형성하는 수산기를 많이 포함하고 있으며, 합성 수지는 극성이 덜하고 소수성 물질입니다. 따라서 천연전분은 소수성 및 고분자와의 상용성을 향상시키기 위해 표면처리를 해야 한다. 크게 두 가지 방법이 있습니다: 물리적 변형과 화학적 변형.
2. 광분해성 생분해성 플라스틱은 가뭄이나 토양 부족 등 일부 특수한 지역에서는 분해가 어렵고, 광분해성 플라스틱은 토양에 묻으면 분해되지 않습니다. 및 기타 국가에서는 광분해성과 생분해성을 모두 갖춘 광/생분해성 플라스틱 유형을 개발하는 데 앞장섰습니다. 광/생분해성 플라스틱은 광감작제, 전분, 합성수지 및 소량의 첨가제(가용화제, 가소제, 가교제, 커플링제 등)로 만들어지며, 광감작제는 유기화합물 또는 전이금속 염입니다. 분해 메커니즘은 전분이 생분해되어 고분자 매트릭스를 느슨하게 하고 비표면적을 증가시키는 동시에 햇빛, 열, 산소 등이 감광제를 유발하여 고분자 사슬이 끊어지고 분자량이 감소하는 것입니다. .
3. 혼합전분혼합플라스틱은 전분에 합성수지나 기타 천연고분자를 혼합하여 만든 플라스틱으로 주성분은 전분(30~60)이며, PE합성수지와 에틸렌/ 전분을 특징으로 하는 아크릴산(EAA) 폴리머, 에틸렌/비닐알코올(EVOH) 폴리머, 폴리비닐알코올(PVA), 셀룰로오스, 리그닌 등의 함량이 높아 일부 제품이 완전히 분해될 수 있습니다.
일본은 LDPE ***, 디메틸실록산 에폭시 변성 전분을 혼합한 후 LDPE ***와 혼합한 변성 전분/EVOH 폴리머를 개발했습니다. 이탈리아 Novamont Company의 Mster-Bi 플라스틱과 미국 Warner-lambert의 NoVon 시리즈 제품도 이 범주에 속합니다. Mster-Bi 플라스틱은 연속적인 EVOH 상과 전분 상이 물리적으로 가교된 네트워크로 형성된 고분자 합금입니다. 두 성분 모두 수산기를 많이 함유하고 있어 친수성이고 물을 흡수한 후 기계적 성질이 감소하지만 물에는 녹지 않습니다.
4. 전분형은 전분분자를 변형, 무질서하게 하여 열가소성 전분수지를 형성한 후, 미량의 가소제 및 기타 첨가물을 첨가한 이른바 올전분 플라스틱이다. . 전분 함량이 90% 이상이고, 기타 물질을 소량 첨가하면 무독성이며 완전 분해가 가능하므로 올전분은 그야말로 완전 분해가 가능한 플라스틱입니다. 거의 모든 플라스틱 가공 방법을 사용하여 전분 플라스틱을 가공할 수 있지만 기존 플라스틱 가공에는 물이 거의 필요하지 않은 반면, 전분 플라스틱 가공에는 가소화를 위해 일정량의 물이 필요합니다. %. 적절하며, 타는 것을 방지하려면 온도가 너무 높지 않아야 합니다. 일본의 스미토모(Sumitomo Corporation), 미국의 Wanlerlambert Company, 이탈리아의 Ferruzzi Company는 전분 질량 분율이 90~100인 전분 플라스틱 개발에 성공했다고 주장했습니다. 이 제품은 흔적을 남기지 않고 1년 이내에 완전히 생분해될 수 있습니다. 무공해이며, 용기, 필름, 쓰레기봉투 등 다양한 제품을 제조하는데 사용할 수 있습니다. 독일 바텔 연구소(Battelle Research Institute)는 선형 함량이 높은 변성 완두콩 전분을 사용하여 전통적인 방법으로 가공 및 성형이 가능한 분해성 플라스틱을 개발했습니다. PVC를 대체하여 습한 자연 환경에서 완전히 분해될 수 있습니다.
산화분해
이것은 일반적인 컬러 마스터배치 첨가와는 다른 전통적인 플라스틱 생산 원료에 첨가물을 첨가하는 중국의 대부분의 사람들이 이해하지 못하는 기술입니다. 방법. 플라스틱 제품이 폐기된 후에는 첨가제에 포함된 두 가지 물질이 역할을 합니다. 하나는 사전 산화제(주로 일부 무독성 금속 이온)이고 다른 하나는 생분해 촉진 물질(주로 일부 천연 식물 셀룰로오스)입니다. 예비산화제는 플라스틱이 폐기되지 않은 상태에서 적절한 수명과 기능을 유지하도록 조절하는 역할을 하며, 폐기된 후 과산화 반응을 통해 분자량을 감소시켜 폴리머를 부서지기 쉽게 만들고 미생물에 의해 쉽게 분해되도록 하는 역할을 합니다. 생분해촉진물질은 주로 미생물의 성장을 촉진한다. 이 기술은 전분 기반 플라스틱 기술에 비해 구현이 간단하고 용이하며, 일반 장비로 생산이 가능하고 관련 검증에 따르면 플라스틱의 성능도 잘 유지됩니다. 음식을 저장했습니다. 영국의 WELLS 회사는 이 방법을 채택하고 있습니다.
일반 플라스틱의 간단한 식별 방법 폐플라스틱을 재사용하기 위해 다양한 플라스틱 재활용 방법을 사용하기 전에 대부분의 플라스틱을 분류해야 합니다. 플라스틱 소비 경로는 다양하고 복잡하며 일부 사용 후 플라스틱은 외관만으로 구별하기 어렵기 때문에 플라스틱 제품에 재질 유형을 표시하는 것이 가장 좋습니다. 중국에서는 미국 플라스틱 협회(SPE)가 제안하고 실시한 재료 다양성 표시를 참조하여 GB/T16288-1996 "플라스틱 포장 제품 재활용 표시"를 제정했습니다. 위의 표시 방법을 사용하여 분류를 용이하게 할 수 있지만 여전히 많은 표시 방법이 있습니다. 중국의 표시가 없는 제품은 분류에 어려움을 겪습니다. 분류 및 재활용을 위해 다양한 유형의 플라스틱을 분리하려면 먼저 다양한 플라스틱을 식별하는 지식을 숙지해야 합니다.
외관 식별
플라스틱의 외관을 관찰하면 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱 또는 엘라스토머 등 플라스틱 제품의 주요 범주를 처음에 식별할 수 있습니다. 일반적으로 열가소성 수지에는 결정질과 비정질의 두 가지 유형이 있습니다. 결정질 플라스틱의 외관은 반투명, 유백색 또는 불투명합니다. 필름 상태에서만 투명하며 경도는 부드러움에서 각질까지 다양합니다. 무정형은 일반적으로 무색이며, 첨가물을 첨가하지 않을 경우 완전히 투명하며, 각질고무보다 단단한 경도를 가지고 있습니다(이 때 가소제 및 기타 첨가물이 첨가되는 경우가 많습니다). 열경화성 플라스틱에는 일반적으로 충전재가 포함되어 있으며 충전재가 없으면 불투명하거나 투명합니다. 엘라스토머는 고무 같은 느낌과 일정한 신축성을 가지고 있습니다.
가열식별
위 3종의 플라스틱은 발열특성도 서로 다르며, 가열을 통해 식별할 수 있다.
열가소성 수지는 가열하면 부드러워지고, 쉽게 녹고, 녹으면 투명해집니다. 필라멘트는 종종 용융물에서 뽑아낼 수 있으며 일반적으로 열 밀봉이 쉽습니다. 열경화성 플라스틱은 재료가 화학적으로 분해될 때까지 가열되어 연화되지 않고 원래의 경도를 유지하며 상대적으로 안정적인 치수를 유지하고 분해 온도에서 탄화됩니다. 엘라스토머가 가열되면 화학적 분해 온도까지 흐르지 않으며 분해 온도가 분해 온도에 도달하면 재료가 분해되어 탄화됩니다.
일반적으로 사용되는 열가소성 수지의 연화 또는 녹는 온도 범위는 표에 나와 있습니다.
플라스틱 종류
연화 또는 녹는 범위/c
폴리비닐아세테이트
35~85
폴리옥시메틸렌
165~185
폴리스티렌
70~ 115
폴리프로필렌
160~170
폴리염화비닐
75~90
나일론 12
170~180
폴리에틸렌
110
나일론 11
180~190
폴리클로로트리플루오로에틸렌
p>200~220
나일론 610
210~220
폴리-1-부텐
125~135
나일론 6
215~225
폴리염화비닐리덴
115~140(연화)
폴리카보네이트
p>220~230
플렉시글라스
126~160
폴리-4-메틸펜텐-1240 셀룰로오스 아세테이트
125 ~175
나일론 66
250~260
폴리프로필렌 니트릴
130~150(연질)
폴리에틸렌 테레프탈레이트
250~260