ECO-DEGRAN Preparat uszlachetniający tworzywa sztuczne


Go to content

Дефиниции

FAQ

ЗА ТЕЗИ, КОИТО ИСКАТ ДА НАУЧАТ ПОВЕЧЕ ЗА РАЗГРАЖДАЩИТЕ СЕ И БИО-КОМПОСТИРУЕМИ „ПЛАСТМАСИ”

 

Доставяни от „ТТД Интернешънал” ООД – Австралия, произведени от „Уилоу Ридж” (САЩ)

за изключителна дистрибуция от „ТОДИ” Т и П Тодоров в Полша

Терминът „Пластмаса”

Терминът „пластмаса”, използван в текста (тази презентация), означава синтетичен или полусинтетичен термопластичен полимер, с изключение на гума. Термопластичните полимери се втечняват при висока температура и налягане и могат да се претопяват. Пластмасите са съставени от кондензирани полимери или такива с добавки и могат да съдържат други вещества за подобряване на характеристиките им или за икономически ефект. Като суровина, пластмасите често са под формата на гранули от термопластичен полимер, които се нагряват и екструдират за производството на опаковки, фолио, изделия и др. подобни.

Екологични разграждащи се и био-компостируеми пластмаси „ТОДИ”
Фирма „ТОДИ” Т и П Тодоров изхожда от екологичните тревоги, свързани с масовата употреба на пластмаси, произведени изключително от петролни продукти [1]. Това доведе до убеждението, споделяно от основателите на компанията, че трябва да се използват пластмаси на биологична основа, които се био-разграждат, като природосъобразна и предпочитана стабилна алтернатива на обикновените пластмаси от петролни продукти – полимерни материали, първоначално създадени, за да не се разграждат. Предизвикателството беше да се създадат полимери, притежаващи необходимите функционални качества при употреба, но се разграждат след употреба, а продуктите от разграждането им да не са токсични и да не остават в околната среда, а да се усвояват напълно и да влизат в обмена на веществата (като храна) на микроорганизмите в почвата – за предпочитане за определено време.

Използват се три общоприети понятия, за да се означат разграждащи се и/или био-пластмаси:
разграждащи се,
био-разграждащи се и
компостируеми.


Тези понятия често се тълкуват погрешно, а продуктите неправилно се именуват или им се слагат етикети, що се отнася до разбирането на начина, по който те се разграждат, след като бъдат изхвърлени на боклука.

Разграждащи се пластмаси Това е най-общото понятие. То включва пластмаси, които се разграждат както от физични, така и от биологични фактори (слънчева светлина и топлина или действие на микроби). Повечето тъй наречени оксо-разграждащи се, фото-разграждащи се или фото-оксо-разграждащи се пластмаси (т.е. разграждането е ускорено от фото-добавки [увеличаващи чувствителността към UV-лъчи] и/или оксидиращи катализатори при висока температура), могат да причинят екологични проблеми, основно поради малки фрагменти в процеса на неконтролираното разграждане, могат да замърсят компоста, сметищата или водната среда. Миниатюрни хидрофобни фрагменти с голяма площ могат да мигрират във водата и почвата, където могат да привлекат и задържат хидрофобни силно токсични препарати, като PCB и ДДТ до един милион пъти над фоновото ниво действайки като ефикасна система за пренасяне на токсичните химикали в околната среда.

Био-разграждащи се пластмаси

Био-разграждащи се са тези пластмаси, които се усвояват (ползват) напълно от микроорганизмите в сметищата като храна за произвеждане на енергия (влизат в хранителната верига на микробите) за повече от 180 дни. Това пълно усвояване/ползване от микробите се измерва чрез пълното превръщане на въглерода от изпитваната пластмаса в CO2 по време на микробния процес, който протича вътре в клетката.

Компостируеми пластмаси

Освен че трябва да се био-разграждат от микроорганизмите, за да се нарече една пластмаса „компостируема”, се налага фактор време, който се регулира от съответните международно признати стандарти, като например ASTM 6400 (Спецификация на компостируема пластмаса), ASTM D6868 (Био-разграждащи се покрития за хартия) или EN 13432 (Компостируеми опаковки). Тези материали се разграждат биологично в промишлена среда за компостиране за по-малко от 180 дни. Промишлена среда за компостиране означава да има определена температура от около 60°C, определена влажност и наличие на микроорганизми. Съгласно това определение, компостируемите пластмаси не образуват фрагменти, оставащи повече от около 12 седмици в отпадъка; те не съдържат тежки метали и токсини и подпомагат живота на растенията.

Понятията, представени по-горе и използвани в този документ, са възприети от фирма „ТОДИ” Т и П Тодоров според най-новата световно призната и приета терминология, описана в списание Bioplastic Magazine (кн.1; 02/2006; стр. 34-5), което публикува материали, свързани с принципите и идеите за полимери на биологична основа и био-разграждащи се такива на световноизвестни учени в тази област: - Професор Ramani Narayan, Факултет по химия и материалознание на Мичиганския университет, САЩ, - Професор Joseph Greene, Факултет по машинно инженерство, роботизация, научни и промишлени технологии в Калифорнийския университет, Чико, Калифорния, САЩ и - Joeran Reske от отдел Био-пластмаси и компостируеми опаковки на ISD INTERSEROH Dienstleistungs GmbH, Кьолн, Германия

 

СПОСОБНОСТ ЗА БИО-КОМПОСТИРАНЕ

Био-компостируемите пластмаси на „ТОДИ”– Поколение G-1 (фото-оксо разграждащи се), G-2 (био-разграждащи се) и G-3 (компостируеми), се разграждат в промишлени условия на компостиране за срока, посочен в стандартите за промишлено компостиране. Компостирането на био-разграждащи се пластмасови отпадъци на „ТОДИ”, заедно с други „органични” материали, подлежащи на компостиране, като например хартия, хранителни продукти, селскостопански отпадъци, може да доведе до производството на така необходимия богат на въглерод компост (хумусен материал), особено на бедни на хранителни вещества почви, каквито има много в повечете умерени и сухи субтропични и тропични региони в Австралия. Обогатяването на почвата с компост има благоприятен ефект, като увеличава органичния въглерод, подобрява задържането на влага и хранителни вещества, намалява необходимостта от изкуствени торове и премахва болестите по растенията и по този начин поддържа стабилността на селското стопанство.

Фото-оксо разграждаща добавка (G-1): Какво е това? Как действа?

В зависимост от продукта и неговата способност за разграждане, количество от 1% до 5% (тегловни) добавка „ТОДИ” G-1 (фото-оксидираща добавка за разграждане) се смесва с обикновени термопластични полимери.

Фото-оксидиращата добавка за разграждане е особено подходяща за смесване с термопластични полимери на основата на полиолефин, като полиетилен, полипропилен или полистирен и се смесва с тях и техните кополимери.

Фото-активната съставка се избира от групата, включваща: съединения на ненаситени мастни киселини, съдържащи метален йон, напр. Co, Fe, Mg, Zn, Ce; метални оксиди, като FeO, Fe2O3, ZnO, TiO; и неорганични соли, като FeCl3, CuCl2, CoCl2.

Оксидиращият катализатор се избира от групата, включваща: кополимер на етилен и въглероден оксид, и кополимер на винил кетон. Съдържанието на карбонилни групи (CO) в полимера може да е от 1% до 8%. Времето за разграждане на кополимера на етилен и въглероден оксид и на кополимера на винил кетон може да се контролира (увеличава или намалява), като се контролира броя на карбонилните групи в кополимера.

След това, добавката G-1 и обикновените пластмаси се използват за образуване на полимерна смес, която след обработка дава широка гама изделия и предмети от разграждаща се пластмаса.

Фото-оксидиращата добавка дава начало на разграждането на структурата на термопластичните полимери, за да образува частици разградена пластмаса, които по-нататък могат да се разлагат от микроорганизмите в процеса на компостиране.

Изделията на „ТОДИ” от разграждаща се пластмаса, получена чрез използване на фото-оксидираща добавка за разграждане G-1, започват да се разграждат след определен период от време – от около 6-9 месеца до 2-3 години.

Пластифицирани смоли на основата на скорбяла– G-2 и G-3

Смолите на „ТОДИ” G-2 (70-75% от пластмасата е заменена от пластифицирана скорбяла) и G-3 (100% не пластмасова) се използват за изработка на био-разграждащи се и напълно биологично разграждащи се изделия. Най-често те се използват за производство на фолио за пликове за пазаруване и за отпадъци, или за екструдиране на био-разграждащи кухненски прибори и оборудване. Пример за това е био-разграждащо се фолио, състоящо се от поли капролактон ЕАА, третично съединение на пластифициращ агент на глицерол, EVA разтворимо вещество и полиестер полиол студоустойчиво вещество, и втвърдител. Всички тези елементи участват във физикохимичното модифициране на производната смес, която след процеса на смесване се използва за производство на гранули, които се ползват в производството на био-разграждащо се фолио. От друга страна, в производството на специалната добавка G-3 съставките може да включват оксидиран и декстриниран скорбяла-полиепсилон-капролактон-D, мастен амид с двойни връзки, глицерин, полиестерно поли-алкохолно студоустойчиво вещество и композитен пластификатор, вещество с кръстосани връзки и подобрител.



ПОДРОБНО ОПИСАНИЕ НА РАЗГРАЖДАЩИТЕ И БИО-РАЗГРАЖДАЩИТЕ СЕ ПРОДУКТИ НА „ТОДИ”: БИО-КОМПОСТИРУЕМИ ДОБАВКИ И СМОЛИ НА „ТОДИ”



Динамика на разграждането и био-разграждането:

Разграждащите и био-разграждащи фото-оксидиращи (фото-оксо) добавки на „ТОДИ” G-1 се използват в съставянето на полимерни смеси, от които после се произвеждат специфични продукти от разграждаща се пластмаса, включващи фолио, опаковъчно фолио, пликове за пазаруване, за отпадъци и облицоване на кошове, чували за компост, фолио за тор, опаковки за силаж, покрития за сметища, опаковки, кислородни и водни балони, торби за стръв, подложки за пелени, залепващи обвивки, продукти за лична хигиена, бутилки, съдове, саксии, купички за храна, прибори, тави и сламки, порест дунапрен и много други. Полимерните смеси са особено полезни за производството на продукти от разграждаща се пластмаса, които могат да се изхвърлят и компостират (напр. торби за смет) или за продукти, които влизат в контакт с почвата и са предназначени да се разградят след определено време (напр. фолио за селското стопанство).

Фото-оксидиращите разграждащи добавки дават възможност да се произведат продукти от разграждаща се пластмаса, които започват да се разграждат след предварително зададен срок. По-конкретно, включването на добавките в полимерните смеси за производство на продукти от разграждаща се пластмаса дава възможност да се определи времето и условията на средата за физикохимично разграждане на пластмасата. След физикохимичното разграждане следва биологично разграждане на пластмасата по време на аеробно компостиране в крайни продукти като CO2 и H2O, или анаеробно – в CH4 и H2O.

Процесите в това двустепенно физикохимично и биологично разграждане могат да се извършат едновременно или поотделно. Обикновено първо започва физикохимичното разграждане, последвано от биологичното.

Фото-активните и катализиращите оксидирането добавки дават началото и поддържат физикохимичното разграждане. Конкретно, термопластичните полимери се разграждат при наличието на определена доза UV-лъчи (слънчева светлина) и топлина (в кислородна среда) до крехка пластмаса, която се разтрошава на фрагменти (най-често механично в инсталации за компостиране на твърди битови отпадъци). Молекулното тегло на фрагментите от пластмаса бързо и непрекъснато намалява дотолкова, че тези фрагменти от пластмаса с ниско молекулно тегло накрая могат да се разградят биологично от микроорганизми.

Под въздействието на ултравиолетовите лъчи (обикновено слънчеви лъчи) или на топлината, или при компостиране, се формират свободни радикали, напр. хидроксилни, поради наличието на фото-активна добавка и катализатор на оксидирането, а те могат да реагират с полимерите и да образуват нови свободни радикали. Тези свободни радикали реагират бурно и могат, inter alia, да влязат в реакция с кислород или други полимерни вериги. По този начин полимерните вериги се разбиват и се образуват малки вериги. По време на този процес, фото-активната добавка едновременно стартира и улеснява реакцията, докато катализатора на оксидирането улеснява реакцията и разбива веригите. Този процес се повтаря непрекъснато, докато полимерите са под влиянието на ултравиолетови лъчи или топлина. На този етап пластмасите стават крехки и чупливи и се разграждат на малки частици с площ от няколко мм2 до няколко см2.

Във втората фаза, частиците разградена пластмаса, образувани при физикохимичното разграждане, се разпадат в присъствието на бактерии, гъби и/или ензими (т.е. микроорганизми), каквито има при компостирането или при контакт с почвата. Поради разпадането на малки частици, площта от полимера, изложена на действието на микроорганизмите, е увеличена многократно. В зависимост от конкретните условия, разграждането от първата фаза може да продължава, което води до още по-къси полимерни вериги съдържащи кислород, които в близък контакт с микроорганизмите на свой ред се разграждат частично. По този начин може да се постигне пълно биологично разграждане в края на втората фаза. Общо взето, това се случва например при компостиране, което е характерно за общински сметища.

Пластмасовите продукти, изработени от полимерни смеси и заровени в земята или изхвърлени в морето, ще се разградят биологично с различна скорост. Скоростта на биологичното разграждане зависи от условия като влажност (на почвата), концентрация на въздуха (кислород), температура, наличие на микроорганизми и др. Наличието на ултравиолетови лъчи в слънчевата светлина, силата на светлината и температурата също влияят – ускоряват – разграждането.
Библиография: [1] Ramani Narayan, Мичигански университет, Биологични и био-разграждащи се полимери: Обосновка, движещи сили и технологични примери, представени пред Американското Химическо Дружество, среща на отдела за полимерна химия, Сан Диего (2005 г.); Симпозиум на АХД (публикация на АХД) 939, юни 2006 г. [2] Joseph Greene, Калифорнийски университет, Био-разграждане на компостируеми пластмаси в парници и компостиране на отпадъци, представено пред Международния симпозиум за разграждащи се пластмаси, Био-Екологично Полимерно Дружество (BEPS), 17 юни 2006 г., Чикаго, САЩ [3] Joeran Reske, Красотата на био-пластмасите, Waste Management World, 02/03/05, www.earthscan.co.uk [4] От Algalita Marine Research Foundation – www.algalita.org/pelagic_plastic.html [5] Y. Mato, T. Isobe, H. Takada, H. Kahnehiro, C. Ohtake, и T. Kaminuma, Environ. Sci. Technol. 2001, 35, 318-324 [6] Ramani Narayan, Биологични и био-разграждащи се полимери: Принципи, идеи и технологични примери, Световен конгрес за полимерите, Macro 2006, Бразилия.


Copyrights © by S.C TODI. Wszelkie prawa zastrzeżone. Projekt i wykonanie

Back to content | Back to main menu