Entèpretasyon nan plastik lanmidon ki baze sou degradable: retikulasyon ak modifikasyon
Entwodiksyon: lanmidon se yon konpoze polymère natirèl ak renouvlab. Paske nan abondans li yo, disponiblite fasil ak pri ki ba, lanmidon se lajman ki itilize nan rechèch la nan plastik degradable. Koulye a, plastik ki baze sou lanmidon biodégradables kont pou apeprè 50% nan plastik ki deja egziste komèsyal biodégradables, epi yo te itilize nan fim anbalaj manje, fim paye agrikòl, bwat manje midi plastik kimen, ak echafodaj jeni tisi medikal 41. Sepandan, akòz nan estrikti a molekilè nan lanmidon, processability nan lanmidon tèt li se pòv yo. Konpare ak plastik tradisyonèl yo, pwopriyete yo mekanik ak pwopriyete baryè nan lanmidon ki baze sou plastik degradabl yo redwi anpil, epi yo pa ka plis ankouraje komèsyalman. Se poutèt sa, modifikasyon fizik oswa chimik nan lanmidon trè enpòtan. Kwa-lye se youn nan metòd prensipal yo nan modifikasyon lanmidon. Estrikti rezo ki byen konekte ki genyen twa dimansyon ki fòme pa kwa-ki lye ak amelyore entèraksyon an intermolecular, kidonk jwenn yon materyèl degradable ak bon rezistans chalè, rezistans dlo, segondè fòs ak fleksibilite.
imaj
Metòd kwa-lye nan plastik ki baze sou lanmidon degradabl
Cross-linking se pwosesis la nan ki lye avèk chenn polymère lineyè oswa branche nan yon polymère rezo pa fòme lyezon kovalan. Selon diferan metòd kwa-lye, plastik ki gen rapò ak lanmidon ki baze sou degradabl ka divize an plastik chimik ki baze sou lanmidon ki baze sou plastik degradab ak foto-kwa-lye ki gen baz lanmidon degradab plastik.
1
Crosslinking chimik
Chimik kwa-lye se reyaksyon an nan yon ajan kwa-lye ki gen binè oswa plizyè gwoup fonksyonèl ak gwoup yo idroksil sou molekil la lanmidon yo fòme gwoup tankou lyezon diether oswa gwoup diester, kidonk kwa-lye plizyè molekil lanmidon yo fòme yon rezo espasyal Estrikti ki tankou metòd polymère. Souvan itilize ajan retikulan yo se glutaraldeyid, epikloroidrin (ECH), trimetafosfat sodyòm (STMP), asid asid (CA) ak asid malik. Pwopriyete yo nan plastik ki baze sou lanmidon degradabl prepare ak diferan ajan retikulan yo diferan tou.
Nan dènye ane yo, ak pwomosyon wòdpòte nan konsèp pwoteksyon anviwònman, CA-kalite" vèt" ajan retikulan ki pa toksik yo te vin pi plis ak plis popilè nan mitan chèchè yo e yo te vin prensipal ajan yo retikulan pou retikulan ki baze sou lanmidon plastik degradable. Dapre tan an lè yo ajoute ajan retikulan, chimik retikulasyon ka divize an retikulan (ki vle di, ajan retikulan an ajoute nan reyaji pandan pwosesis la bòdi polymère) ak pòs-retikilasyon (ki se, apre yo fin materyèl la te fòme, enpreye pa solisyon an ajan retikulan) Metòd la lakòz kwa-lye ant molekil).
2
Photocrosslinking
Photocrosslinking se yon metòd pou ajoute yon fotosansibilizè nan sistèm lanmidon an pou dekonpoze li nan radikal gratis anba limyè iltravyolèt (UV) iradyasyon, epi sèvi ak fotosansibilizatè a pou polimerize gwoup idroksil yo nan lanmidon an pou relye molekil lanmidon yo. . Lè photocrosslinking yo prepare lanmidon ki baze sou plastik degradable, dòz la radyasyon ak konsantrasyon fotosensibilizè yo se faktè ki pi enpòtan ki afekte degre nan retikulasyon nan materyèl la. Konpare ak metòd la chimik kwa-lye, metòd la foto-kwa-lye pa mande pou ekipman idrotèrmik ak reyaktif kwa-lye, se pi an sekirite ak plis zanmitay anviwònman an, epi li se senp yo opere, ak reyaksyon an se fasil yo kontwole. Li ka adapte yo ak gwo-echèl pwodiksyon kontinyèl nan materyèl ak se apwopriye pou bio-ki baze sou idrojèl. , Preparasyon nan materyèl livrezon dwòg, elatriye.
Efè kwa-lye sou pwopriyete plastik ki gen lanmidon ki baze sou degradabl
1
Rezistans dlo
Rezistans dlo a se youn nan kondisyon enpòtan pou teste estanda aplikasyon materyèl bio ki baze sou manbràn degradab. Sepandan, akòz idrofilite natirèl la nan lanmidon, materyèl fim ki baze sou lanmidon jeneralman montre pi fò idrofilite ak pèmeyabilite ki pi wo. Kwa-lye modifikasyon fè lanmidon gen yon estrikti rezo ki byen konekte ki genyen twa dimansyon, sa ki ka efektivman anpeche antre ak migrasyon nan molekil dlo. Absòpsyon dlo, anflamasyon ak pousantaj transmisyon vapè dlo (WVP) yo souvan itilize pou karakterize rezistans dlo materyèl lanmidon ki baze sou yo.
2
Konpòtman mekanik
Nan pwodiksyon chak jou ak lavi, materyèl fim anbalaj bezwen gen yon fòs sèten ak fleksibilite yo kenbe entegrite yo pandan pwosesis la. Cross-linking etabli koneksyon intermolekilè ak entramolekilè, fè lanmidon molekilè chenn pi long, amelyore entèraksyon intermolekilè, ak rezilta nan ogmante fòs rupture nan materyèl la ak diminye pwolonjman nan repo. Anjeneral pale, ajoute yon ti kantite ajan retikulan ka satisfè kondisyon pèfòmans nan pwodwi a. Lè degre kwa-lye a ba, longè molekil lanmidon ki disponib pou glisman ogmante. Avèk ogmantasyon kontinyèl nan degre nan retikulasyon, entèraksyon yo entèrmolekulèr ak entramolekilè yo ranfòse, epi li se fòs la rupture ogmante, men an menm tan an glisman an entèrmolekilè tou restriksyon, ki mennen nan diminye nan elongasyon an nan kraze nan materyèl la ak frajilite a. Lanmidon gen gwo idrofilite. Si gen twòp lanmidon nan sistèm lan, fòs entèrmolekilè a ap febli apre materyèl la absòbe dlo, ki diminye anpil fòs rupture nan materyèl la. Anplis de sa nan degre nan retikulan ak kontni lanmidon, RH tou te gen yon pi gwo enpak sou pwopriyete yo mekanik nan lanmidon ki baze sou plastik degradabl. Lè RH a se 40%, pwopriyete yo mekanik nan fèy lanmidon ki baze sou yo se pi bon an. RH twò ba ka fè materyèl la frajil epi kraze an moso lè lonje; lè RH twò wo, yon gwo kantite molekil dlo antre nan fèy plastik la kòm yon plastifyan, ak fòs rupture diminye. Tan an geri ak tanperati geri yo tou faktè enpòtan ki afekte pwopriyete mekanik li yo.
3
Degradabilite
Degradabilite se avantaj nan pi gwo nan materyèl lanmidon ki baze sou. Biodegradasyon materyèl ki baze sou lanmidon anjeneral ki te koze pa aktivite byolojik nan fongis, bakteri ak lòt mikwo-òganis nan kondisyon natirèl tankou tè, oswa nan sèten kondisyon espesifik tankou kondisyon konpostaj oswa nan solisyon kilti akeuz. Metòd antèman tè a itilize mikwo-òganis pou degrade lanmidon an nan li epi sekrete anzim, ki diminye fòs materyèl la. Plastik la ak sèl la metal nan tè a sibi oto-oksidasyon jenere oksijene, ki ankouraje rupture nan chenn molekilè polymère yo epi yo vin ba sibstans ki sou molekilè. , Ki vin H2O ak CO2. Metòd konpostaj la itilize mikwo-òganis pou kontwole konvèsyon matyè òganik degradab nan dechè solid nan tero ki estab, H2O ak CO2 nan kondisyon oksijèn. Kwa ki lye ak amelyore fòs entèraksyon intermolekilè ak andedan-molekilè epi redwi vitès degradasyon materyèl la. Anba sikonstans nòmal yo, degre degradasyon an nan plastik lanmidon ki baze sou degradabl pozitivman Koehle ak kontni lanmidon ak tè antere tan, ak to a degradasyon pozitivman Koehle ak kontni lanmidon, imidite anviwònman an, kwa-lye degre, ak kontni plastifyan
Metòd modifikasyon nan kwa-lye lanmidon ki baze sou plastik degradable
Akòz kontra enfòmèl ant estrikti nan rezo ki genyen twa dimansyon ki fòme pa kwa-lye, pèfòmans nan kwa-lye lanmidon ki baze sou plastik degradabl te amelyore nan yon sèten limit, men li toujou pa satisfè nòm yo nan plastik jeneral. Se poutèt sa, li nesesè plis modifye li, ki gen ladan melanje ak lòt materyèl polymère, nano-materyèl amelyorasyon, modifikasyon miltip, kouch kouch idrofob, elatriye.
1
Natirèl polymère melanje modifikasyon
Geng Shengrong ak lòt moun te itilize STMP pou kwa-melanje sistèm melanj lanmidon ak poud konjac vole, epi li prepare yon fim melanj degradab ak bon rezistans dlo ak pwopriyete mekanik nan metòd la fim Distribisyon fòme. Rezilta etid sa a montre ke glucomannan ak yon estrikti rezo ka anpeche lanmidon rezoud epi li benefisye amelyore konpatibilite sistèm melanj lan. Lè sa a, yon kantite lajan ki apwopriye nan PVA ajoute nan sistèm nan melanje. PVA bay fim nan ak pi bon rezistans dlo ak pwopriyete mekanik, men konpatibilite sistèm lan vin pòv. Li et al. itilize glutaraldeyid kòm ajan kwa-lye a pou prepare yon pòmdetè / CS konpoze kwa-lye fim ak pi bon rezistans dlo pa metòd la Distribisyon. An menm tan an, CS te bay fim nan pwopriyete inik anti-bakteri, sa ki pèmèt li itilize nan byomedikin oswa prezèvasyon manje. Se jaden an lajman itilize. Konpare ak fim lanmidon ki baze sou lanmidon, pwopriyete fim lanmidon ki baze sou lanmidon ki melanje ak kwa-lye avèk lòt biopolymers yo amelyore. An menm tan an, lòt byomateryèl kapab tou pote kèk pwopriyete adisyonèl nan fim ki baze sou lanmidon. Metòd sa a se pou prepare nouvo tandans nouvo materyèl manbràn ki baze sou lanmidon.
2
Melanje modifikasyon nan Polyester degradable
Melanje lanmidon ak Polyester degradabl, avèk èd nan Polyester' ekselan pwopriyete mekanik ak rezistans dlo, ka efektivman fè moute pou mank de pèfòmans nan fim lanmidon. Pou sistèm melanje, konpatibilite sibstans miltip se yon faktè enpòtan ki afekte pwopriyete mekanik materyèl yo. ECH ak gliserin yo itilize yo modifye lanmidon an, ak Lè sa a, lanmidon an modifye melanje ak PLA, epi yo ka fim nan dwe prepare nan pwosesis la peze cho. Gwoup yo idroksil sou molekil yo lanmidon yo kwa-lye pa molekil ECH yo fòme gwoup etè, kidonk chanje idrofilite nan lanmidon. Rezilta yo endike ke modifikasyon kwa-lye ak plastifye nan lanmidon amelyore konpatibilite li yo ak PLA ak amelyore pwopriyete mekanik li yo. Yon fim melanj ternary ka prepare ak rapò diferan nan lanmidon / PVA / CA.
3
Nano filler ranfòse modifikasyon
Anplis de polyestè degradab, karboksimetil ak nanopartikul yo tou file souvan itilize nan dènye ane yo etidye pwopriyete yo mekanik nan lanmidon ki baze sou plastik degradable. Etid pa Balakrishnan et al. yo montre ke nanofib seluloz (CNFs) ak nanokristal seluloz (CNCs) gen yon pi bon efè ranfòse sou manbràn lanmidon, ak CNFs gen pi bon efè ranfòse pase CNCs. Sa a se sitou akòz lefèt ke karboksimetil ak lanmidon yo tou de polisakarid, ak de la gen estrikti ki sanble, ak lyezon idwojèn fò yo fasilman fòme ant gwoup idroksil, sa ki lakòz trè fò adezyon interfacial. CNC yo gen yon mòfoloji ki tankou zegwi ak kristalinite segondè; pandan y ap CNFs gen yon estrikti rezo ki gen yon rapò aspè gwo, yon wo degre de konplikasyon ak lanmidon, ak pi gwo entèraksyon ant molekil. Li amelyore pwopriyete mekanik materyèl lanmidon ki baze sou fim yo.
4
Modifikasyon kouch idrofob
Yo nan lòd yo amelyore rezistans dlo nan fim nan lanmidon ki baze sou, li kapab tou sifas trete, tankou kouch ak yon kouch idrofob. Tranpe fim nan gluten ble prepare ak plato lanmidon kimen nan solisyon an triyazetat-diklorometan. Volatilizasyon dousman nan sòlvan an pral fòme yon fim kouch sou sifas materyèl la. Kouch lanmidon triyazetat la anpil amelyore materyèl Rezistans dlo. Lè w ap itilize PLA kòm yon matyè premyè rad kim ki baze sou lanmidon, byenke kouch nan PLA gen konpatibilite pòv ak bave a, li toujou amelyore dansite a, fòs rupture ak fòs enpak nan bave la.
5
Miltip modifikasyon chimik
Pèfòmans nan materyèl ki baze sou lanmidon ki baze sou lanmidon prepare pa complète lè l sèvi avèk metòd modifikasyon miltip se pi bon pase sa yo ki nan yon sèl kwa-lye modifye fim lanmidon. Modifikasyon chimik miltip yo se tandans endikap pou amelyore pèfòmans fim degradab ki baze sou lanmidon an. Lè fim nan lanmidon kwa-lye (C-OS fim) ak fim nan lanmidon kwa-lye (O-CS fim) yo respektivman prepare ak oksijene idwojèn ak asid borik, fim nan O-CS gen plis avantaj akòz pasyèl la degradasyon molekil lanmidon akòz oksidasyon an premye. Segondè idrofilite fè fim nan pi fleksib; Fim C_OS gen yon pi wo degre de retikulasyon akòz premye retikulasyon an, ak fim nan gen pi bon rezistans dlo ak fòs. Konpoze idrofob ak lipofilik polyol plastifye modifye lanmidon an te prepare pa siksesivman fè STMP kwa-lye, aluminate kouti tretman sifas ajan ak plastifye plastifyan konpoze sou lanmidon mayi, ak Lè sa a, melanje l 'ak PCL ak kalandriye li nan Film, idrofobite nan fim nan ka dwe amelyore anpil. Sukhija et al. itilize STMP kòm ajan kwa-lye a ak ipoklorit sodyòm kòm oksidan an pou prepare kwazman loksidize doub-modifye lanmidon rasin lanmidon, melanje li ak pwoteyin laktoserom konsantre, gliserin, ak ekòs bannann, ak prepare li pa metòd la Distribisyon. Se fim nan lanmidon ki baze sou jwenn, ak estabilite nan tèmik, pwopriyete mekanik ak rezistans dlo nan fim nan yo anpil amelyore. Modifikasyon miltip pa sèlman amelyore pèfòmans nan materyèl la, men tou, ogmante pri pwodiksyon an nan materyèl lanmidon ki baze sou. Se poutèt sa, chwazi mwens metòd modifikasyon pou jwenn pi bon pèfòmans se konsantre nan rechèch nan lavni sou lanmidon ki baze sou plastik degradable.
Direksyon devlopman nan lavni nan kwa-lye lanmidon ki baze sou plastik degradable
Itilize nan kwa-lye lanmidon ki baze sou plastik degradabl se youn nan metòd yo enpòtan nan soulaje pwoblèm nan nan" blan" polisyon. Sepandan, apre ane nan rechèch ak devlopman, materyèl la pa gen ankò yo te mas-pwodwi ak aplike, sitou akòz pri li yo ak pèfòmans. Plastik degradab ki baze sou lanmidon an konplètman gen pwopriyete degradasyon ekselan, men pwopriyete mekanik li yo ak rezistans dlo yo difisil pou rive nan estanda plastik jeneral yo. Yo nan lòd yo jwenn lanmidon ki baze sou plastik konplètman degradabl ki satisfè kondisyon ki nan itilize, senp kwa-lye modifikasyon nan lanmidon se byen lwen ase. Li dwe reyalize nan aplikasyon konplè metòd modifikasyon konplèks oswa melanje ak Polyester. Pri ki kapab lakòz gwo yo pral inevitableman anpeche pwomosyon komèsyal la nan materyèl yo. Koulye a, pri a nan kwa-lye lanmidon ki baze sou plastik konplètman degradabl pwodwi sou mache a se 4-10 fwa sa yo ki an jeneral-bi plastik. Yo sitou itilize nan tretans ak anbalaj kèk pwodui kosmetik-wo fen ak kèk founiti medikal (tankou sutur chirijikal ak kapsil lage dwòg). ).
Sepandan, lanmidon se youn nan materyèl ki pi konpetitif anvan tout koreksyon pou bio ki baze sou plastik, e li gen kandida aplikasyon laj nan estrateji devlopman dirab. Koulye a, anmidonnen-degradabl plastik melanj Polyester yo se pwodwi ki pi matirite ak konplètman degradabl sou mache a. Nan lavni, chèchè yo ta dwe konsakre tèt yo nan devlope pri ki ba ak segondè-pèfòmans lanmidon ki baze sou plastik degradable. Gen sitou direksyon rechèch sa yo:
1. Yo ta dwe itilize metòd modifikasyon san danje epi zanmitay anviwònman an nan pwosesis modifikasyon an, epi yo ta dwe itilize aditif vèt ak polisyon gratis otank posib pou fasilite degradasyon yo oswa konpostaj yo.
2. Pou plastik melanje ki baze sou lanmidon degradab, kantite lanmidon yo itilize yo ta dwe ogmante otank posib sou site la pou satisfè kondisyon pèfòmans yo pou redwi pri pwodiksyon materyèl la; an menm tan an, melanje yo ta dwe gen bon konpatibilite pou jwenn ekselan pwopriyete mekanik.
3. Entwodwi nouvo materyèl pou bay lanmidon ki baze sou plastik degradab pwopriyete multifonksyonèl, tankou ajoute kitosan, PVA, elatriye bay materyèl lanmidon pwopriyete anti-bakteri, ajoute kolofan, elatriye bay materyèl ki baze sou lanmidon pwopriyete anti-iltravyolèt, konsa tankou elaji aplikasyon an nan lanmidon ki baze sou mache degradable plastik.
4. Devlope nouvo pwosesis pou redwi konsomasyon enèji pwodiksyon materyèl yo, tankou itilizasyon metòd bòdi amelyore, metòd bòdi extrusion moule, elatriye olye pou yo depoze metòd fim pou ankouraje pwodiksyon mas komèsyal kontinyèl nan plastik lanmidon ki baze sou degradabl. .
Nou ofri patante plen fim biodégradables ak sak PVA, tout pwodwi yo fèt pa ekipman Distribisyon, Li diferan de pwodwi tradisyonèl kònen bòdi, tout pwodwi bòdi kònen yo pa plen biodégradables. Nou ka pwodwi fim pva ak sak nan tout koulè transparan ak divès kalite. ak fim nan PVA se pi lis pase pwodwi yo tradisyonèl bòdi kònen.
Nou ofri tou materyèl òganik plen fim biodégradables ak sak ak patante materyèl bwit ak pwosesis pwodiksyon an.
Pou plis pwodwi PVA fim ak sak tanpri vizite nou:
http://www.joyful-printing.net/pva-bag/
http://www.joyful-printing.com/pva-bag/