פלסטיקים חדשניים לזריקות המונחים:

מבוא ל-Biodegradable plastics in tubeמולינג

תעשיית הייצור עוברת שינוי יסודי כמו רגולציה סביבתית הידוק הביקוש של מוצרים בר קיימא עולה.זריקת עובש, תהליך ייצור בנפח גבוה המשמש ליצירת כל דבר מרכיבי רכב לסחורות צרכניות, באופן מסורתי מסתמכ על פלסטיקים המבוססים על נפט, הנמשכים במזומנים במשך מאות שנים.ביודרדלינג פלסטיק מציעים נתיב בר קיימא קדימה, המאפשר יצרנים לייצר חלקים מורכבים שיכולים לפרק באופן טבעי בסוף החיים האלה הם לא זמין עבור תרופות ספציפיות, אבל גורם טבעי של תרופות נוגדות חומרים ייחודיים של תאים בודדים של תאים בודדים של תאים ייחודיים של תאים בודדים.

הבנת הניואנסים של פלסטיקים biodegradable חיוני עבור מהנדסים ומעצבי מוצר. בניגוד מפלסטיקים oxo-degradable (שמפוזרים לתוך microplastics), חומרים ביו-degradable באמת מטבול על ידי microאורגניזמים לתוך פחמן דו חמצני, מים, biomass. תהליך הזרקה מציג דרישות ייחודיות: טמפרטורות גבוהות, קירור מהיר, ועצב גיאומטריד למרבה, חומרים מודרניים, יש חומרים מתקדמים, חומרים אלה, חומרים מתקדמים יותר, חומרים אלה, חומרים מתקדמים יותר, חומרים כימיים, חומרים מתקדמים יותר, חומרים ביולוגיים, חומרים מתקדמים יותר, חומרים מתקדמים יותר, חומרים אלה יכולים לחקור את זה, חומרים כימיים, חומרים מתקדמים יותר, חומרים ביולוגיים, חומרים מתקדמים יותר, חומרים ביולוגיים של חומרים מתקדמים יותר, חומרים ביולוגיים, חומרים מתקדמים יותר, חומרים.

מה הם פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי? a Technical Review

פלסטיקים biodegradable הם פולימרים העוברים כימיקלים על ידי מיקרואורגניזמים (בקטריה, פטריות, אצות) בתנאים סביבתיים מתאימים.תהליך ההשפלה מתרחש בדרך כלל בשני שלבים: ראשית, השרשראות פולימרים שבורות לשברירים קטנים יותר באמצעות הידרוליזה או פעולה אנזומטית; שנית, שברים אלה נצרכים על ידי מיקרובים, שחרור פחמן דו-חמצני, מתאן, מים, מתאן, וגרם, biomass, על ידי המיקרוגלורגמים, על ידי המיקרוגלורגים, וטמפרטורות כגון, רמת המיקרוגלורגות, וטמפרטורה, כלומר, כלומר, רמת המיקרוגלורגת, על ידי מיקרו-חמצני, על ידי מיקרו-חמצני, רמת המיקרוגלורגמת, על ידי מיקרו-חמצני, רמת המיקרוגלורגמת, וטמפרטורות.

חשוב להבדיל בין פלסטיקים ביו-דידנטיים לבין פלסטיקים הניתנים להגדרה.כל הפלסטיקים הניתנים להגדרה הם ביו-דידה, אך לא כל הפלסטיקים בעלי יכולת חיים ביולוגית ניתנים לייצוג.

מפתחי הדרגות Mechanism

• (FLT:0) השפלה היירוליטית: FLT:1 מולקולות מים לתקוף אג"ח אסטר בפולימרים כמו PLA ו- PHA, תוך שימת מחיקת שרשראות.
• (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) צילום: 1FLT קרינה UV יכול לשבור שרשראות פולימרים, אבל זה פחות רלוונטי עבור חלקי הזרקת המשמש בתוך הבית.
• (ב) ,0) ,השפל העילאי: 1 (ב) טמפרטורות גבוהות מאיצות את הדה-פובלימיזציה, במיוחד בסביבות הסגידה.

סוגים של פלסטיקים biodegradable עבור הזריקה מוליד

לא כל הפלסטיקים הביו-דידיים מתנהגים אותו הדבר במכונת דפוס הזריקה.

פולילאקטי Acid (PLA)

PLA הוא הפלסטיק הנפוץ ביותר biodegradable עבור הזרקת עובש. Derived מכוכב צמחי מותס (corn, סוכרקני, casava), הוא מציע בהירות טובה, נוקשות גבוהה (המודולו של הצעיר <3.5 GPa), וזרימת התכה מעולה עבור לחות דקת-קירה חלקי חום. pLA מדגמי בעיקר באמצעות הידרוזה, הדורשת טמפרטורות מעל 58 מעלות צלזיוס ולחות גבוהות -2 מעלות צלזיוס -2, כלומר, כלומר, מתקנות טמפרטורה מהירה (כלומר, כלומר, הן יעילות) של טמפרטורה מהירה מאוד של טמפרטורה יעילה מאוד של טמפרטורה יעילה (חום של תרכובת חום) או טמפרטורה נמוכה מאוד של טמפרטורה נמוכה מאוד.

Polyhydroxyalkanoates (PHA)

PHAs הם משפחה של פוליסטרים המיוצרים על ידי תסיסה חיידקית של סוכרים או לימפואידים.הם הם בעלי יכולת ביולוגית מלאה בים, אדמה, וסביבות מגובשות, מה שהופך אותם לאחד מהביופלסטים הבודדים שיכולים להידרדר במים קרים ותנאי אנירוביים. pHA עדיין יש גמישות ביולוגית מצוינת בשימוש בשתלים רפואיים, אריזה, וסרטים חקלאיים.

פלסטיק מבוסס Starch

הכוכבת ה-Normoplastic (TPS) מיוצרת על ידי ג'לטין עמילן יליד (corn, תפוחי אדמה, Tapioca) עם הפלסטיקים כגון גליקול או sorbitol. TPS לבד הוא בריר רגיש לחות, ולכן זה לעתים קרובות מעורבב עם חומרים ביו-degradable אחרים (PL, PHA, PBAT) כדי ליצור מתאים עבור זריקה ו-Freshreshreshreshreshreshreshretlys-uptexes-uptexing חומרים איטי מדי, חומרים דלים.

Polybutylene Adipate Terephthalate (PBAT)

PBAT הוא copolyester ביומדן מלא כי הוא גמיש, קשוח, מאוד תהליך.זה מעורב לעתים קרובות עם PLA כדי לשפר את ההתנגדות ואת הגמישות. pBAT degrads בתנאים וקרקע, אבל לא במהירות כמו PHA. בשקיקה קשיח, PBAT יכול להיות מעובד על ציוד סטנדרטי עם התכת סביב 160 מעלות צלזיוס.

חומרים מתעוררים אחרים

• (FLT:0) פוליסטר ביו-אפילטילן סוצ'י מולד (PBSrea): 1 A ביו-דמדן פוליסטר בעל יציבות תרמית טובה ותכונות מכניות. PBS ניתן להזריק ב-190-220 מעלות צלזיוס, ולעיתים קרובות הוא משולב עם PLA.
• (ב) ⁇ :0) ,Cellulose Acetate Biodegradable (CAB): FLT:1 Modified cellulose עם פלסטיקים נוספים; בשימוש בחלקים שקופה אך יש לו יכולת ביולוגית מוגבלת אלא אם כן הוא פורמול כראוי.
• (FLT:0)Polycaprolactone (PCL): irFLT:1 ; a low-melting (60 ° C) פוליסטר ביומדן בשימוש כמרכיב תערובת לשיפור כוח ההשפעה ואת שיעור הביודה.

היתרונות של שימוש בפלסטיקים biodegradable בזרקה

טביעת רגל סביבתית

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי שמקורם באכילת הפחמן המתחדשת יכולים להיות טביעת רגל פחמן נמוכה יותר מאשר חלופות המבוססות על נפט.לדוגמה, ייצור PLA פולט כ-1.8 ק"ג CO2 לקילומטרים של פולימרים, בהשוואה ל-2.5-3.0 ק"ג עבור PET או PP קונבנציונליים בסוף החיים, חלקי ביו-דהגרד ניתן לסווג, לעיכול מעוכלים באופן לא מוגבל לזיהום מתמשך או לזיהומים.

תגמול וגישה לשוק

ממשלות ברחבי העולם מיישמות איסורים על פלסטיק לשימוש יחיד ומנפיקות תוכן ממוחזר או מבוסס ביו.החוק של האיחוד האירופי חד-מנועי פלסטיק, איסור הפלסטיק של סין, ואיסורים שונים ברמה המדינה ביצרנים בארה"ב לדחוף לעבר חלופות ביו-דידה.שימוש בפלסטיקים מוסמכים של ביו-דידהנדסה (למשל, מפגש עם 13243 או ASTM D0) יכול למנוע משווקים סביבתיים, כמו גם חברות מבוססות על בסיס קבועות.

ערך קריאה וערך מותג

מודעות צרכנית לזיהום פלסטיק היא בכל עת גבוהה.מוצרים מעוצבים מתמחור פלסטיק ביו-דגרדי ולהגדיל את המוניטין של המותג. סקרים מצביעים על כך שיותר מ-70% מהצרכנים מוכנים לשלם יותר עבור אריזות בר קיימא.עבור תעשיות כגון שירות מזון, קוסמטיקה וצעצועים, מעבר לחלקים בעלי חיים של הזרקתות יכול להיות כלי שיווק רב עוצמה.

סוף-חיים ניהול גמישות

פלסטיקים הניתנים להתאמה ביולוגית יכולים להיות מעובדים במתקני הגשה תעשייתיים, אשר זמינים יותר ויותר באזורים עירוניים.חלק מהחומרים (למשל, PHA) יכולים לחדור בבית קומפוסט בינארי או אדמה, המציעים גמישות למוצרים שעלולים בסופו של דבר בסביבה באופן בלתי נמנע.

בדיקות עיבוד עבור זריקות מולטי פלסטיק biodegradable

בעוד biodegradables דומים תרמופלסטים קונבנציונליים בדרכים רבות, יש להם חומרים עיבוד ספציפי. Ignorrasies. Ignoring אלה יכול להוביל פגמים, פסולת וביצועים חלק עני.

דרישות יבשות

רוב פוליסטרים ביו-דגרד (PLA, PHA, PHA, PBAT) הם היגרוסקופיים ויש להיות יבש לפני עובש. Moisture גורם השפלה הידרוליטית במהלך ההיתוך, צמצום משקל מולקולרי וגורם splay, בועות, וסחרחורנית (pH) עבור 4-6 שעות עבור PLA, 60 ° C עבור 4-8 שעות עבור pHA עבור , 2 ° C עבור טמפרטורות נמוכות יותר מ טמפרטורות.

טמפרטורה ו Shear Control

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי יש חלונות עיבוד צר יותר מאשר רבים thermoplastics. PLA, למשל, צריך להיות מעוצב על 170-210 מעלות צלזיוס; מעל 220 מעלות צלזיוס מוביל לשפל מהיר ופירוק. ציוני PHA הם אפילו יותר רגישים, עם השפלה עלה סביב 190 מעלות צלזיוס נמוך-נמוך עיצובי ברג (למשל, כללי מטרות כלליות עם L / D של יחס של 24:1 יש לחץ נמוך).

עיצוב ישן וסאונד

קצב התגבש איטי ב PLA ו- PHA אומר כי טמפרטורות עובש יכולות להשפיע על זמן מחזור חלק קריסטליות. עבור PLA, טמפרטורת עובש של 20-30 מעלות צלזיוס מייצרת חלקים amorphous עם בהירות טובה אבל עמידות חום נמוכה; העלאת עובש ל 80-100 מעלות צלזיוס מקדם קריסטל ומשפרת יציבות תרמית (HD עד 120 מעלות צלזיוס לדרגה חום).

תוספות וצבעונים

תוספים סטנדרטיים רבים (למשל, צבעים, מעכבי להבה, ייצוב UV) יכולים להפריע ביודידה או לזלזל בתוסף פולימר.שימושים מוסמך עבור פלסטיקים biodegradable. Nucleating סוכנים (למשל, טלק, סידן פחמן, או תרכובות אורגניות) יכולים להאיץ קריסטליזציה.

תגיות: Biodegradable tube-Molded Parts

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי עבור עיצוב הזריקה אינם מוגבלים עוד פריטים חד-פעמיים פשוטים.ההתקדמות פתחה יישומים בתעשיות.

Industry	Application Examples	Preferred Material
Food service	Cutlery, plates, cups, food containers	PLA, starch blends
Agriculture	Seedling pots, mulch film clips, plant markers	PHA, PLA
Consumer goods	Toys, pens, cosmetic jars, phone cases	PLA, PBS blends
Medical	Surgical implants, drug delivery devices (temporary)	PHA, PLA, PCL
Automotive	Interior trims, knobs, small components	PLA with impact modifiers
Electronics	Protective caps, housing for short-life devices	PLA, PBAT blends

אתגרים העומדים בפני פלסטיקים biodegradable בזריקת מולידינג

אחריות על

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי בדרך כלל עולים 1.5 עד 3 פעמים יותר מאשר resins כמו PP, PE, או PS. PHA יכול להיות עד 5 × יותר יקר. פער המחירים הוא צר כמו קשקשים הייצור וטכנולוגיות תסיסה חדשות להופיע, אבל עבור רמות גבוהות, נמוך סוכריות, עלות עדיין מחסום. יצרנים לעתים קרובות סופגים את הפרימה על ידי מיקוד בשווקים או באמצעות שימוש בתכנון דק לקיר כדי להפחית משקל.

מגבלות ביצועים מכניות

בעוד PLA יש נוקשות טובה, כוח ההשפעה שלה נמוך (Izod -2-3 kJ / m2 לעומת PP - 4-10 kJ / m2). PHA ו PBAT מציעים קשיחות טובה יותר אבל שיטות נמוכות יותר. טמפרטורה דה חום דה השתקפות (HDT) הוא מגבלה נפוצה - סטנדרטי PLA יש HDT של - 55 מעלות צלזיוס, ללא התאמה עבור חם או רכב תחת יישומים מתקדמים (T) אבל טיפול זה חייב ל-C.

עיבוד Sרגישות

חלונות עיבוד Narrow מגבירים את שערי הגרדוז.שליטה Moisture תובענית; יבשה מספקת מובילה לירידה מולקולה ולערות.מחזור פעמים יכול להיות ארוך יותר בשל התגבשות איטיות יותר.מכונה זמן לטיהור בין חומרים היא גם גבוהה יותר כי כמה פולימרים בעלי ערך ביולוגית מתפוגג אם הם יישארו בחבית.

שקיפות

שיעורי הביודהרדורדציה תלויים במידה רבה בתנאים סביבתיים.מוצר שכותרתו "בלתי אפשרי" עשוי לא להידרדר במזבלה קרה, יבשה או באוקיינוס.זה הוביל להאשמות של שטיפת ירוק ובלבול הצרכנים בלבד חומרים מוסמכים תחת סטנדרטים מוכרים (למשל, FLT:0BPIFLT:1, TV אוסטריה) צריך להיות משווקים כפוסט-עמידים ביתית, עבור בחירה אמינה ביותר.

Recycling Compatibility

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי המאגדים זרמי מחזור פלסטי קונבנציונליים.אחוז קטן (0.1-1%) של PLA ב- PET יכול לגרום להשפלה של PET הממוחזר לייצר חומר מעונן, נמוך באיכות גבוהה. Clear Labeling ומערכות איסוף נפרדות הם חיוניים.

כיוונים עתידיים וחדשנות

להקות מתקדמות ו-Comosites

המחקר מתמקד ביצירת תערובות המשלבות את נקודות החוזק של biopolymers שונים. PLA / PBAT משלב איזון נוקשות ונוקשות; PLA / PLA / PA משלבת שיפור קצב ההשפלה והתנגדות חום. חיזוק סיבים טבעיים (hemp, flax, cellulose) יכול להגביר תכונות מכניות תוך שמירה על biodegradability. לדוגמה, 20% סיבים קצרים ב PLA מגבירים את רמות של pLA על ידי HD2 ו- 40% על ידי HDT.

ננו-חומרים ו-Bio-Nanocomposites

שילוב nanocellulose, nanoclays, או גרפן תחמוצת לתוך מזחלות biodegradable יכול לשפר את תכונות מחסום, כוח מכני, יציבות תרמית ללא הקרבה של הפחתת משקל. nanocomposites אלה נחקרים עבור אריזה ערכי גבוה יישומים עיבוד רכב. דורש פיזור זהיר כדי למנוע הדבקה.

מערכות אחסון כימיות וסגורות-Loop

כמה פלסטיקים biodegradable (למשל, PLA) יכול להיות ממוחזר מבחינה כימית בחזרה מונומרים באמצעות הידרוליזה או methanolysis.זה יוצר לולאה סגורה שבו החומר הוא recompposted במקום שילוב של מחזור מכני (בשיתוף עם חומר בתולה) עם מחזור כימי יכול לאפשר מחזורי חיים מרובים לפני ההשפלה הסופית.

מכונות וחדשנות

מכונות דפוס מותאמות לחומרים ביו-דידידיים עם תכונות כגון:ראהFLT:0 (FLT 1:Low-compression מברג FLT:2 כדי להפחית את חימום Shear.FLT 3 - תרכובות פורג המיועדות לפולימרים ביו-דמרודיים כדי למנוע שאריות של הפחתת הפירוק.FLT:4 - - במהירות של מערכות חימום / קירור לייעל למחזור זמן של מחזורים.

פיתוח ותקנות

חוסר ההשמדה העולמית בתקני ביו-דידה מטופלים על ידי ארגונים כמו ISO ו- ASTM. סטנדרטים חדשים עבור ביו-דידה ימית, ביו-האדרדיות אדמה, ועמידות ביתית הן בפיתוח. asתקנות, הביקוש לחלקים מוזנים של הזרקת הזרקת ביו-הדרגתית צפוי לגדול.

מסקנה

פלסטיקים בעלי ערך ביולוגי עבור הזרקת עובש עברו מריפוי נישה ועד חלופות קיימא מבחינה מסחרית.חומרים כמו PLA, PHA, תערובות עמילן, ו- PBAT מציעים כעת מגוון של תכונות שיכולים לענות על הדרישות של יישומים רבים - מקיצוץ חד פעמי ועד להובלת מוצרים חקלאיים בר קיימא.