ECO-DEGRAN Preparat uszlachetniający tworzywa sztuczne


Go to content

Definicje

FAQ

٭ Plastik (Tworzywo sztuczne)- Pod pojęciem plastiku kryje się syntetyczny lub półsyntetyczny termoplastyczny polimer, wyłączając gumę. Termoplastyczne polimery mają zdolność do płynięcia pod wpływem temperatury lub ciśnienia oraz są topliwe. Plastiki składają się z kondensacji lub dodatku polimerów, mogą zawierać substancje poprawiające ich właściwości materiałowe oraz ekonomiczne. W czystej postaci plastik ma postać granulek z termoplastycznego polimeru, który poprzez podgrzanie oraz wytłaczanie/wyciskanie w czasie produkcji formowany zostaje w folię, artykuły użytkowe itp.


٭ Norma ISO 472:1988

Degradacja - Nieodwracalna zmiana w strukturze chemicznej tworzywa sztucznego.

Zniszczenie - Trwała zmiana właściwości fizycznych tworzywa.


٭ Definicje wg ASTM (Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów)


Biodegradowalne tworzywa sztuczne to takie, w którym po wstępnym procesie foto-oksydacji i skróceniu łancuchów polimerów, dochodzi do całkowitej degradacji przeprowadzonej przez mikroorganizmy takie jak bakterie, grzyby oraz glony.


Degradowalne tworzywa sztuczne to tworzywa zaprojektowane w taki sposób, aby w odpowiednich warunkach środowiskowych ulegały znacznym zmianom ich struktury chemiczne. Stosując standardowe metody badawcze dla tworzyw sztucznych można określic włąściwości takiego tworzywa natomiast na podstawie czasu - jego klasę.
 

٭ Degradowalne tworzywa sztuczne powszechnie określa się jako:

A) Degradowalne
B) Biodegradowalne
C) Kompostowalne

Powyższe określenia są często mylnie stosowane z powodu niewiedzy lub niezrozumienia procesu degradacji jak w przypadku odpadów.

A) Tworzywa degradowalne

Jest to najpowszechniej stosowane określenie. Oznacza ono zarówno tworzywa degradowalne przez procesy fizyczne jak i czynniki biologiczne (światło słoneczne, ciepło, procesy mikrobiologiczne). Znaczna część tworzyw zwanych oxodegradowalnymi, fotodegradowalnymi lub foto-oxodegradowalnymi (ulegając degradacji przez działanie promieni UV i/lub katalizatorów utleniających) może powodować poważne problemu środowiskowe. Przyczyna tkwi w małych fragmentach powstałych w niekontrolowanym procesie degradacji, które mogą zanieczyścić kompost, wysypisko lub środowisko wodne. Niezdegradowane hydrofobowe fragmenty mogą przedostać się do gleby oraz wód gruntowych gdzie mogą powodować powstanie silnie toksycznych elementów jak PCB (Polichlorowane bifenyle ) i DDT (azotox).

B) Tworzywa biodegradowalne

Tworzywa biodegradowalne to tworzywa, które ulegają całkowitej utylizacji przez mikroorganizmy, wykorzystujące tworzywo jako pożywienie/energię (tworzywa wchodzą do mikrobiologicznego łańcucha pokarmowego), w czasie poniżej 180 dni. Proces badany jest poprzez pomiar całkowitej przemiany węgla w tworzywie do CO. Przemiana ta zachodzi podczas mikrobiologicznego procesu wewnątrz komórek.

C) Tworzywa kompostowalne

Tworzywa kompostowalne są to tworzywa zarówno biodegradowalne (z udziałem mikroorganizmów) jak i tworzywa, które spełniają odpowiednie wymagania normowe. Międzynarodowe standardy takie jak ASTM 6400 (Specification for Compostable Plastics), ASTM D6868 (Biodegradable Papercoatings1) oraz EN 13432 (Compostable Packaging) określają tworzywa kompostowalne jako tworzywa, które ulegają pełnej biodegradacji (w przemysłowym środowiskowym kompostowaniu) w czasie do 180 dni.
Przemysłowe kompostowanie dotyczy następujących warunków:
Temperatura ok. 60°C
Określona wilgotność
Obecność mikroorganizmów
Tworzywa kompostowalne nie pozostawiają fragmentów biodegradacji na dłużej niż ok. 12 tygodni. Tworzywa takie nie zawierają metali ciężkich lub substancji toksycznych, natomiast wspomagają rozwój flory.

Pojęcia omówione powyżej oraz użyte w niniejszym dokumencie zostały przyjęte na podstawie międzynarodowej terminologii przytoczonej w magazynie „Bioplastic Magazine” (Vol.1; 02/2006; p. 34-5).
Terminologia ta opracowana została przez światowej sławy naukowców takich jak :
- Professor Ramani Narayan, Department of Chemical Engineering and Material Science, Michigan State University, USA;
- Professor Joseph Greene, Department of Mechanical Engineering Mechatronic, Engineering and Manufacturing Technology, California State University, Chico, California, USA;
- Joeran Reske, BioPlastics and Compostable Packaging, ISD INTERSEROH Dienstleistungs GmbH, Cologne, Germany.


٭ BIO-KOMPOSTOWALNOŚĆ

- Generacja 1 (G-1)
tworzywa foto-oxodegradowalne
- Generacja 2 (G-2)
tworzywa biodegradowalne
- Generacja 3 (G-3)
tworzywa kompostowalne

Wszystkie te tworzywa ulegają degradacji w standardowym procesie kompostowania. Kompostowanie tych tworzyw z innymi organicznymi materiałami takimi jak papier, żywność, odpady rolnicze, powoduje powstanie bogatego w węgiel kompostu.
Odzyskany z przemyslowego przerobu odpadow kompost, po dodaniu do gleby, wplywa korzystnie na zwiekszenie puli organicznego wegla, zwieksza pojemnosc wodna gleby powiekszajac jednoczesnie retencje mineralow i skladnikow pokarmowych w glebie przy obnizeniu akumulacji toksycznych chemikaliow i zmniejszajac podatnosc roslin na choroby – prowadzac do naturalnego bilansu srodowiska agro-rolniczego.

Tworzywa foto-oxodegradowalne- Generacja 1 (G-1) – Opis oraz działanie.
W zależności od produktu oraz jego charakterystyki procesu degradacji, niewielki dodatek (1,5%-5% masy wsadu) PDQ-H® oferowany przez S.C. „TODI” powoduje powstawanie procesu foto-oxodegradacji w wytworzonym produkcie.

Dodatek można stosować przy produkcji polimerów na bazie poliolefiny, takich jak:
-polietylen,
-polipropylen,
-polistyren,
-oraz roznych mieszanych kopolimerow.

Fotoaktywne pro-degradanty oparte sa na zwiazkach chemicznych reprezentowanych przez nienasycone kwasy tluszczowe zawierajace nastepujace grupy
-jonóow metali: Co, Fe, Mg, Zn, Ce;
-tlenków metali: FeO, Fe2O3, ZnO, TiO;
-soli nieorganicznych: FeCl3 , CuCl2, CoCl2.

Katalizator utleniający jest wybierany z grupy zawierającej:
-polimer mieszany (etylen i CO)
-mieszankę ko-polimeru winylo-ketonu
Polimer może zawierać od okolo 1% do 8% grup karbonylowych (CO). Proces degradacji polimeru mieszanego (etylenu oraz CO) lub ko-polimeru winylo-ketonu kontrolowany jest poprzez mniejsza lub wieksza zawartość CO w polimerze mieszanym.

Dodatek "Eco-Degran" w połączeniu z zwykłym tworzywem sztucznym tworzą degradowalny plastik o bardzo szerokim zastosowaniu.

Dodatek umożliwiający foto-oxodegradację powoduje rozpad tworzywa sztucznego na fragmenty, które ulegną całkowitej degradacji podczas mikrobiologicznych procesów zachodzących przy przemyslowym kompostowaniu.

Proces degradacji tworzyw z dodatkiem G-1 (foto-oxodergarowalnym) rozpoczyna się w założonym czasie od 6-9 miesięcy do 2-3 lat.

Uplastyczniony granulat na bazie skrobi (G-2 i G-3):

Użyty granulat umożliwia wytworzenie biodegradowalnych oraz w całości biologicznie degradowalnych produktów, odpowiednio dla:
-generacji 2 (G-2)- gdzie 70-75% tworzywa zastąpione zostaje przez uplastycznioną skrobią
-generacji 3 (G-3)- gdzie znajduje się 100% skrobi

Najpowszechniej uplastycznioną skrobię stosuje się przy produkcji folii spożywczej (np. reklamówki), folii gospodarczej (np. worki na śmieci) oraz przyborów i naczyń kuchennych.

Przykladem moze byc film biodegradowalny zlozony z kaprolaktonu i uplastyczniajacego kompozytu opartego na kompleksie glicerolu, poliestru polyolu, dodatku kontrolujacego reakcje termiczne w kompozycie i dodatku wzmacniajacego kompozyt.

Wszystkie te składniki biorą udział w fizyko-chemicznej modyfikacji powstałej mieszanki, która po procesie formowania w postaci granulek używana jest do produkcji biodegradowalnej folii.

W alternatywie specjalnie wyprodukowanej serii opartej na generacji plastyku G-3, indywidualne komponenty reprezentuja zoksydowana i zdekstrynowany kompleks skrobia-poly-epsilo-kaprolaktone-D, amid tluszczu z podwojnymi wiazeniami HNN’, gliceryne, termiczny stabilizator polyester-polialkohol, uplastyczniajacy kompozyt modyfikujacy strukture granulatu stosowanego do produkcji granulatu G-3.

SZCZEGÓŁOWY OPIS DEGRADOWALNYCH I BIODEGRADOWALNYCH DODATKÓW - GRANULATÓW OFEROWANYCH PRZEZ S.C. "TODI"

Dynamika degradacji- biodegradacji:

Degradowalny i biodegradowalny dodatek G-1 "Eco-Degran" używany jest do komponowania polimeru, który służy do produkcji degradowalnych produktów jak: folia, reklamówki sklepowe, worki na śmieci/odpadki, worki kompostowe, worki na ściółkę, folie do kiszonek, folie do przykrywania odpadow przemyslowych i smieci, rozne opakowania, przepuszczalne bariery powietrzne i wodne, jednorazowe pieluszki, worki rybackie na przynętę, butelki, pudełka, kubki, sztućce, tacki, słomki itd.

Skład mieszanki polimeru jest szczególnie przydatny do:
-produkcji degradowalnych wyrobów z tworzyw sztucznych, które kończą jako nawóz kompostowy (np. worki na śmieci)
-wyrobu produktów mających kontakt z glebą, które przeznaczone są do rozpadnięcia w założonym czasie (np. folie rolnicze)


Sposob dawkowania dodatku foto-utleniającego pozwala na ustalenie po jakim czasie ma nastąpić początek procesu degradacji.

Dodatkowo, typ stosowanego dodatku w procesie produkcji degradowalnego tworzywa, pozwala na określenie jaki czas oraz czynniki środowiskowe potrzebne będą do fizyko-chemicznej degradacji.

Następstwem fizyko-chcemicznej degradacji jest degradacja biologiczna tworzywa. Podczas kompostowania w warunkach tlenowych produktami końcowymi degradacji są CO i HO, natomiast w warunkach beztlenowych CH i HO.


Każdy z procesów podczas dwustopniowej degradacji (fizyko-chemicznej i biologicznej) może być przeprowadzony osobno lub jednocześnie. Przeważnie na początku zachodzi degradacja fizyko-chemiczna, a następnie zachodzą procesy biologiczne.

Dodatek fotoaktywujacy oraz katalizator utleniający zapoczątkowują i podtrzymują degradację fizyko-chemiczną.
Termoplastyczny polimer degraduje po wpływem odpowiedniej ilości promieni UV (światło słoneczne) oraz ciepła (w obecności tlenu), stając się kruchym materiałem rozpadającym się na małe fragmenty (przeważnie podczas mechanicznych czynności związanych z kompostowaniem).
Ciężar cząsteczkowy ww. fragmentów jest na tyle mały, że ulegają one biodegradacji pod wpływem mikroorganizmów.

Pod wplywem promieniowania ultrafioletowego (UV) co obserwuje sie przy wystawieniu biodegradowalnego plastyku na bezposrednie dzialanie slonca i ciepla w sloncu lub podczas kompostowania, wolne rodniki takie jak grupy hydroksylowe formowane sa wskutek obecnosci w w tworzywie dodatku degradujacego zawierajacego katalizatory fotodegradujace i auto-oksydujace prowadzace do ich reakcji z polimerami co w efekcie pozwala na formacje wolnych grup rodnikow. Te rodniki sa bardzo reaktywne i lancuchowo reaguja z tlenem lub z lancuchem polimeru.

W wyniku powyzszych reakcji, lańcuch polimeru zostaje podzielony na mniejsze cząsteczki. Podczas tego procesu Fotoaktywny skladnik degradujacy działa zarówno jako inicjator jak i aktywator reakcji, podczas gdy katalizator utleniający (znajdujacy sie w dodatku) działa jako aktywator oraz jako rozbijacz łańcuchów.
Proces ten jest powtarzany dopóki polimer jest wystawiony na działanie promieni UV lub ciepła.
Podczas tego procesu materiał staje się kruchy i delikatny, przez co ulega rozkładowi na małe fragmenty o powierzchni od kilku mm do kilku cm.


Podczas drugiego etapu, fragmenty degradowanego tworzywa sztucznego, powstałe w procesach fizyko-chemicznych, są rozkładane w obecności bakterii, grzybów i/lub enzymów (wytwarzanych przez mikroorganizmy) pojawiających się podczas kompostowania lub glebie.

Dzięki rozpadowi tworzywa na małe fragmenty, polimer zostaje w pełni rozłożony przez mikroorganizmy.

W zależności od warunków atmosferycznych lub systemu kompostowania przemyslowego, możliwa jest dalsza degradacja obserwowana w etapie pierwszym. Prowadzi to rozpadu tworzywa na jeszcze drobniejsze czasteczki i do skrócenia łańcuchów polimerow do monomerow oraz szybszej asymilacji polimeru przez mikroorganizmy.

Dzięki temu w drugim etapie mozna szybciej osiągnac pełna biodegradacje tworzywa.

Powyzej opisane procesy degradacji i biodegradacji sa typowe dla tych ktore zachodzą w warunkach kontrolowanej degradacji prowadzonej przez zaklady utylizacji i stosowanej w przemyslowych zakladach prowadzacych kompostowanie.

Produkty z tworzyw sztucznych wytworzone poprzez kompilację polimeru, będąc w glebie lub wodzie morskiej biodegradują sie w różnym stopniu i w roznym okresie czasu.

Stopień biodegradacji zależy głównie od:
-wilgotności (gleba;
-stężenia tlenu;
-temperatury;
-obecności mikroorganizmów; itd.

Obecność promieniowania UV, lekkiego naświetlenia oraz temperatury również wpływa na przyśpieszenie stopnia degradacji.

 


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

Back to content | Back to main menu