可降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。这一概念*早起源于欧洲,西方发达*以循环经济的思路,使用可降解一次性用具,如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒。*为理想的可降解塑料应当在使用过程中与不可降解塑料性能相当,而在使用之后在遗弃、填埋等各种自然条件下都能自然分解为碎块并一步步降解成大分子、小分子、二氧化碳和水。
*早发展可降解塑料的欧洲开发了淀粉改性塑料路线,被称为*代降解塑料。这类淀粉基可降解塑料是在传统PE(聚乙烯)等单体聚合过程中加入淀粉等添加剂进行改性,使塑料在环境中可裂解成微小的塑料碎片。但是在后来的研究中发现,成为碎片后的塑料无法完全降解,会形成微塑料等继续毒害环境。因此淀粉改性塑料也被称为“生物破坏性塑料”(不完全降解型)。第二代降解塑料为光热降解塑料,因对温度、光照强度等降解条件要求十分严苛,发展也十分缓慢。
随后,可降解塑料在美洲得到进一步发展,依托当地丰富的生物质资源,诞生出以PLA为代表的第三代降解塑料,即生物降解塑料,虽然降解条件仍存在部分限制,但其可在细菌真菌、藻类等自然界中普遍存在的微生物的作用下,断裂高分子中的长链,*终完全分解至CO2和水,实现完全生物降解,并且其原材料来源于玉米等的发酵,属于生物基来源材料。后来,PBS、PBAT、PHA等其他生物可降解塑料也相继获得发展,从理论上能实现真正的绿色环保、无环境毒害。
图 1 可降解塑料不同分类方法(来源:化学工业)
在传统的分类法“按原料来源分类”以及“按降解方式分类”之外,我们添加了“按处理方式”的分类方法:
*代淀粉改性塑料以及第二代的光热降解塑料均不可堆肥,否则会产生微塑料等长期残留物,导致堆肥产物被污染。
主流的PLA等材料更适合通过单独的工业堆肥过程处理——其制成的可降解塑料袋一般称为“可堆肥塑料袋”,但在德国等堆肥设施的实践中并不提倡将其与厨余垃圾等一起堆肥,因为它们需要的工业堆肥周期比厨余垃圾长,处理过程不同步
*理想的可生物降解塑料无需堆肥,即便遗弃在自然环境中也能短时间内完全降解。未来更新一代的可生物降解塑料商业化品种或将从无需堆肥的PHA等中诞生。
图 2 堆肥厂内的堆肥条垛及翻堆机等设施(来源:南京大学)
(以上摘自《可降解行业高速成长,中上游机遇应运而生》,国联证券研究所)
RTK PBDA-300 塑料生物降解分析仪(自动版)
产品原理
受控堆肥条件下,对塑料样品进行降解,释放CO2气体,通过气体传感器实时在线测试CO2产量,软件自动记录和保存数据。CO2实际产生量与CO2理论产生量的比值即是样品的生物降解率。还可监测O2或其它气体比如CH4、H2S等产量;便于对整个降解过程进行评价和控制。
适用标准
用于塑料的生物降解性分析
(1)满足GB/T19277.1-2011
(2)满足ISO 14855.1-2012
(3)满足ASTM D5338
(4)满足GB/T 20197-2006
(5)满足EN13432、EN14046
(6 )满足JIS K6953
产品特点
(1)设有尾气回收装置;可以通过环评
(2)全实验周期,软件自动测量数据,大大节省人力,同时保证数据可靠性
(3)断电数据保存,电源再次启动后自动测试
(4 )气体传感器实时在线测试塑料样品降解过程中的CO2产量
(5)气体传感器可监测反应器内O2含量,便于过程控制
(6)气体传感器可测量塑料样品降解过程中的H2S、CH4等气体,便于整体分析
(7)质量流量计控制进入反应器内的流量,平行性更好
(8)反应器可控制在用户的温度, 一般在58℃
(9)反应器内空气自动加湿
(10)内置web服务器,轻松实现跨平台访问。也可通过主机显示屏访问与控制
(11)更换反应器,可以拓展测试水体塑料降解,满足标准GB/T 19276.2
RTK PBD全自动塑料崩解分析仪
产品简介
崩解试验在已定义的、标准化的中试规模堆肥条件下进行。试验材料与新鲜的生物质废弃物以的比例混合后,置入已定义的堆肥化环境中。自然界中普遍存在的微生物种群自然地引发堆肥化过程,温度随之升高。堆肥化物料应定期地进行翻转混合。定期监测温度、pH值、气体组分,它们应满足标准要求,以确保充分、合适的微生物活性。堆肥化过程一直持续到堆肥完全稳定,一般情况下,约在12周以后。定时从外观上对堆肥进行观察,监测试验材料对堆肥化过程的不利影响。测定试验结束时堆肥的腐熟性,用2mm和10mm筛孔的筛子对堆肥和试验材料的混合物过筛。试验材料的崩解性通过2mm试验筛上物的试验材料碎片量与干固体量比值来评价。在堆肥化过程结束时得到的堆肥还可用于更多的测试,如化学分析和毒性性测试
适用标准
(1)用于塑料生物崩解性能分析
(2)满足 GB/T19811-2005
(3)满足ISO 16929-2002
产品特点
(1)设置有密封装置和恒温系统
(2)配备自动搅拌装置,自动翻堆,节省人力
(3)采用多孔管进气,利于空气与堆肥体充分接触
(4)配备自动加湿装置,维持堆肥体的湿度
(5)反应釜体设有多个温度传感器,便于监测温度
(6)反应釜体设有多个取样口,便于取样分析如pH
(7)根据需求,还可定制配备氧气传感器、湿度传
感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器等
(8)触摸屏显示与控制
(0)提供热风,提供堆肥启动温度
技术参数
(1)容积:48L*6
(2)温度:室温+5℃-80℃
(3)电源:220V,16A
(4)温度传感器:精度±1℃
(5)氧气传感器:精度<± 2%
(6)翻堆:自动翻转
崩解试验有效性指标
(1 )试验开始后的*周内堆肥*温度低于75℃,以后低于65℃;
(2 )温度保持在高于60℃以上的时间至少要一周;
(3 )温度保持在高于40℃以上的时间至少要持续四周;
(4)在试验期间pH值增加至7以上,且不下降至5以下;
(5)在12周后空白对照的生物质废弃物堆肥熟化程度在IV-V(“Rottegrad”)之间,其挥发脂肪酸含量小于500mg/Kg,或其他它适当参数用于确保正常堆肥化过程完成。
当前,塑料可降解性普遍采用工业堆肥,按照GB/T 19277.1和GB/T 19811两大标准,在*的塑料降解和塑料崩解设备中进行试验。湖北洛克泰克仪器股份有限公司作为市场上*提供塑料生物降解率、崩解率、植物生态毒性、蚯蚓急性毒性全解决方案的供应商。
作为科学测试仪器研究型制造商,湖北洛克泰克仪器股份有限公司为全球客户提供*的科学测试仪器、测试方法、培训及技术服务。在生物降解测试领域,湖北洛克泰克仪器股份仪器有限公司提供生物降解测试仪器全方案,包括CMA、CNAS、Rheinland等所需生物降解测试仪器等。