¿Cuáles son los dos tipos principales de plásticos degradables?
Hasta ahora, los plásticos degradables a base de almidón incluyen principalmente plásticos rellenos, foto/biodegradables,** híbridos y plásticos totalmente de almidón.
En 1973, Griffin obtuvo la primera patente para plásticos rellenos con superficie modificada con almidón. En la década de 1980, algunos países desarrollaron plásticos biodegradables rellenos de almidón basándose en la patente de Griffin. Los plásticos rellenos de almidón, también conocidos como plásticos biodegradables, se fabrican añadiendo una cierta cantidad de almidón y otros pequeños aditivos a los plásticos generales y luego procesándolos para darles formas. El contenido de almidón no supera el 30%. La tecnología de los plásticos rellenos de almidón está madura, el proceso de producción es simple y los equipos de procesamiento existentes pueden producirse con ligeras modificaciones. Por lo tanto, la mayoría de los productos plásticos de almidón degradables domésticos actuales son de este tipo.
El almidón natural contiene una gran cantidad de grupos hidroxilo, que forman fuertes enlaces de hidrógeno dentro y entre las moléculas, lo que hace que las moléculas sean altamente polares, mientras que las resinas sintéticas son hidrófobas y tienen baja polaridad. Por lo tanto, es necesario un tratamiento superficial del almidón nativo para mejorar su hidrofobicidad y compatibilidad con los polímeros. En la actualidad, se utilizan principalmente la modificación física y la modificación química.
Fotodegradable/biodegradable. Los plásticos biodegradables son difíciles de degradar en algunas áreas especiales, como la sequía o la falta de suelo, y los plásticos fotodegradables no se pueden degradar incluso si están enterrados en el suelo. Para ello, Estados Unidos, Japón y otros países han tomado la iniciativa en el desarrollo de un tipo de plásticos ópticos/biodegradables fotodegradables y biodegradables. Los plásticos fotodegradables están formados por fotosensibilizadores, almidones, resinas sintéticas y una pequeña cantidad de aditivos (solubilizantes, plastificantes, agentes reticulantes, etc.). ), donde el fotosensibilizador es un compuesto orgánico o una sal de un metal de transición. El mecanismo de degradación es que el almidón se biodegrada, lo que hace que la matriz polimérica se afloje y el área de superficie específica aumente. Al mismo tiempo, la luz solar, el calor, el oxígeno, etc. activan el fotosensibilizador, provocando que la cadena polimérica se rompa y el peso molecular disminuya.
* * *Híbrido. El plástico mixto de almidón * * * es un plástico hecho de plástico de almidón mezclado con resina sintética u otros polímeros naturales * * *. Sus ingredientes principales son almidón (30% ~ 60%), una pequeña cantidad de resina sintética de PE, polímero de etileno/ácido acrílico (EAA), polímero de etileno/alcohol vinílico (EVOH), alcohol polivinílico (PVA), celulosa.
Japón ha desarrollado un polímero de almidón modificado/EVOH * * * mezclado con LDPE***, almidón modificado con dimetilsiloxano epoxi y luego mezclado con LDPE***. También pertenecen a esta categoría de productos los plásticos Mster-Bi de la empresa italiana Novamont y los productos de la serie NoVon de la empresa Warner-Lambert de Estados Unidos. El plástico MSTER-BI es una aleación polimérica formada por una red física reticulada de fase EVOH continua y fase de almidón. Dado que ambos componentes contienen una gran cantidad de grupos hidroxilo, el producto es hidrófilo y sus propiedades mecánicas disminuirán después de absorber agua, pero es insoluble en agua.
Tipo almidón completo. Las moléculas de almidón se deforman y desordenan para formar resina termoplástica de almidón, y se añade una cantidad muy pequeña de plastificantes y otros aditivos para formar el llamado plástico totalmente de almidón. El contenido de almidón es superior al 90% y una pequeña cantidad de otras sustancias añadidas tampoco son tóxicas y pueden degradarse por completo, por lo que el almidón completo es un plástico verdaderamente completamente degradable. Casi todos los métodos de procesamiento de plástico se pueden aplicar al procesamiento de plásticos exclusivamente con almidón, pero el procesamiento de plástico tradicional casi no requiere agua. El procesamiento de plásticos exclusivamente con almidón requiere una cierta cantidad de agua para lograr la plastificación. El contenido de humedad adecuado durante el procesamiento es del 8% al 15% y la temperatura no debe ser demasiado alta para evitar quemaduras. Sumitomo Corporation de Japón, Wanlerlambert Company de Estados Unidos y Ferruzzi Company de Italia afirman haber desarrollado con éxito plásticos exclusivamente de almidón con un contenido de almidón del 90% al 100%. El producto puede biodegradarse completamente en un año sin dejar rastros ni contaminación, y puede utilizarse para fabricar diversos contenedores, películas y bolsas de basura. El Instituto Battelle de Alemania ha desarrollado un plástico degradable utilizando almidón de guisante verde modificado con un alto contenido lineal, que puede procesarse y formarse mediante métodos tradicionales. Como sustituto del PVC, puede degradarse completamente en ambientes naturales húmedos.
Plásticos degradables por oxidación
Bolsas ziplock de plástico degradables
Esta es una tecnología que la mayoría de la gente en China no ha entendido. Agregar aditivos a las materias primas tradicionales de producción de plástico es lo mismo que agregar masterbatch general. Una vez desechados los productos plásticos, hay dos sustancias en los aditivos: ① preoxidantes (principalmente algunos iones metálicos no tóxicos) y ② sustancias promotoras biodegradables (principalmente algo de celulosa vegetal natural). El preoxidante controla la vida y función del plástico cuando no se desecha. Una vez desechado, reduce el peso molecular mediante la reacción del peróxido, lo que hace que el polímero se vuelva quebradizo y los microorganismos lo descompongan fácilmente. Las sustancias promotoras de la biodegradación promueven principalmente el crecimiento de microorganismos. En comparación con el proceso de plástico a base de almidón, este proceso es simple, factible, de bajo costo y puede producirse con equipos de uso general. Según las comprobaciones pertinentes, también se han mantenido bien las prestaciones de los plásticos, ahorrando alimentos. Este método es adoptado por la empresa británica WELLS.