ASTM D5338 Sürdürülebilir Plastikler için Biyodegradability Testini Anlamak

Sürdürülebilir malzemelere yönelik değişim, özellikle de skrutiny. Üreticiler, düzenleyiciler ve tüketiciler, bir materyalin "biyotucu" olarak pazarlanmasının gerçekten kontrol edilen kompostlama koşullarından vazgeçeceği kanıtlamaktadır. Bu standart, gelişmekte olan veya sansürlenebilen herhangi bir organ için kritiktir.

ASTM D5338 Nedir?

ASTM D5338 (resmi olarak "Standart Test Yöntemi", küresel olarak tanınan bir organizasyon tarafından yayınlanan bir laboratuvar ölçeği yöntemidir.Test, karbondioksit, su ve biyokütme koşullarına göre karbon dioksit, su ve biyokütle eden bir ortama maruz kaldığı ölçüde miktarını ve boyutunu ölçmektedir.

Yöntem, endüstriyel kompostlama tesislerinde bulunan koşulları taklit eder: yüksek sıcaklık (tipik olarak 58 °C veya 136 °F), yüksek nem, aktif aerasyon ve termofilik mikroorganizmalarında olgun bir komponya zengin. Karbon dioksiti takip ederek, analistler CO2'ye dönüştürülen örnekdeki karbon oranını belirleyebilirler - biyodüşükünasyonun birincil göstergesi.

ASTM D5338 ilk olarak 1992 yılında yayınlandı ve on yıllardır hizmette kalmayan plastik malzemeler için çeşitli revizyonlar geçirdi.Mevcut sürüm, ASTM D5338-15(2021), biyodegradability değerlendirmek için uygun olarak kalır.

Neden Biyodegradability Test Maddeleri Sürdürülebilir Plastikler için

Sıkıntılı test olmadan, "biyotucu" terimi aslında anlamsızdır. Yeşil yıkama - çevresel sorumluluğun yanlış bir izlenimini iletmek - yıllar boyunca plastik endüstrisi rahatsız etti.Sadece çok özel koşullar altında kıran malzemeler, ya da bu yüzyıllar boyunca eco-friendly D5338 olarak pazarlandı.

Eko-Labels ve Sertifikaları Destekleyin

AMBALAJ için birçok sertifika programı, örneğin, D5338'e göre, ASTM D5338'i bir eşiğin üzerinde (en az 90 veya% 90) standartta sertifikalandırma (D) sertifikası için geçerli olabilir.Bu, sırayla, tüketicilere güvenen logolara güvenir.

Malzeme Biliminde Yenilik

ASTM D5338'den gelen veriler R&D ekiplerin formülasyonları optimize etmelerine yardımcı olur. Örneğin, 90 gün içinde% 85 biyodegradasyon elde eden bir biyoplastik karışım, polimer oranını ayarlayarak veya enzymatik katkılar ekleyerek geliştirilebilir. Test, iteratif gelişim için temel olan nicel geri bildirimler sunar.

[FONT=0)Key insights:[Dönetici:[Dönetici:0) ASTM D5338 kendi başına bir geçiş / hata testi değildir. Biyodegradasyon eğrisi oluşturur. geçiş/fail eşi, yöntemi referans eden sertifika organları veya düzenleyici çerçeveler ile tanımlanır.

ASTM D5338 Test Çalışması: A detailed Look

Test protokolü titiz ama basit olmak için tasarlanmıştır. Aşağıda standartta açıklandığı gibi prosedürün genişletilmiş bir adım adım adım atılmasıdır.

Örnek Hazırlık

Plastik test malzemeleri, elemental analiz tarafından belirlenen bir formda hazırlanmaktadır - genellikle ince filmler, tozlar veya granüller - bu yüzden mikrobik erişim yapay olarak sınırlı değildir. Örnek, elemental analiz tarafından belirlenen bir karbon içeriğine sahip olmalıdır (örneğin, yanma veya CHN analizi).

Komp Inoculum

ASTM D5338'de kullanılan inoculum, tipik olarak endüstriyel bir kompostlama tesisinden toplanan olgun bir kompostdur. Büyük partikülleri kaldırmak ve arka plandaki respirasyonları azaltmak için stabilize edilmelidir. kompost standartta belirtilen belirli bir kuru katı içeriğe ve pH aralığına sahip olmalıdır.

Test Ortamı Test

Test mühürlenmiş, sıcaklık kontrollü gemilerde yapılır. Ortak konfigürasyonlar cam reaktörler (Erlenek flasks veya özel biyoreactors) bir su banyosu veya incubator inİLFLT:0)58 ± 2 °C[FLT]

Biodegradasyonun Ölçülmesi

Geliştirilen CO2, alkali çözümünde toplanmıştır (örneğin, NaOH veya KOH) ve sürekli online analiz yoluyla ya da sürekli olarak hesaplanan CO2 miktarı, örnekin karbon içeriğine göre üretebileceği teorik maksimum CO2 oranına dönüştürülür.

Tipik test süresi, 180 gün içinde sertifikasyon amaçlı en yaygın olanıdır. Biyodegradasyon eğrisi arsa edilir ve son yüzde pozitif kontrole kıyasla ve sadece boş (komposta karşı) arka plan için doğrulanır.

Hesaplamalar ve Kabul Kriterleri

Standart net CO2 üretimini (mikro boş) nasıl hesaplamak gerektiğini ve kontrol başarısız olursa, inoculum değiştirilmelidir.

Etki Testi Sonuçları

Birkaç değişken bir ASTM D5338 testinin sonuçlarını etkileyebilir ve onları anlamak, verileri yorumlamak ve güvenilir deneyler tasarlamak için önemlidir.

Sıcaklık Stability

Termophilic aralığı (55-60 °C), endüstriyel komposterlerde ağırlıklı olarak olan ısı seven bakteriler ve mantarların büyümesini tercih eder.Eğer sıcaklık, genişletilmiş süre boyunca bu aralığın dışında kalırsa, biyodegradasyon oranları önemli ölçüde düşebilir.

Moisture Content

İnoculum'un mikrobiyal aktiviteyi desteklemek için minimum nemse içerik (tipik olarak% 50 su tutma kapasitesi) sağlamalıdır; aşırı su bozulma yolunu değiştiren anaerobik bölgeler oluşturur.

Aeration Rate

Oksijen tedariki, aerobik koşullarını korumak için yeterli olmalıdır. Aeration oranları genellikle CO2 konsantrasyonunu% 1'in altında tutmak için ayarlanır. Çok az aerasyon, methane ve diğer gazları CO2 tuzağı ile yakalayamayan, biyodegradasyona yol açar.

Örnek Yüzey Alan Alanı

Tamamen değirmenli filmler veya toz biyodegrad kalın enjeksiyondan daha hızlı. Standart, örnek boyutlarda belgelenmiş olmasını önerir, ancak tester sadece belirli geometri test edilen sonuçları uygulamalıdır.Farklı bir form faktörüne ek olarak geçerli olmayabilir.

Plastiklerin Özellikleri

Kimyasal kompozisyon, moleküler ağırlık, kristallik ve katkı maddeleri (örneğin plastikleştiriciler, stabilizatörler veya pigmentler) tüm biyodegradasyon gibi etkiler. Örneğin, polihidratif asit (PLA) bu testte termofilik koşulları altında kolayca artacaktır, polihidrojenler (sadece sınırlı parçalar üretse de) doğru biyoderasyon ile karşılaştırılabilir polimerler ile karşılaştırılabilir.

Diğer Biyodegradability Standartları ile Karşılaştırma

ASTM D5338, belirli bir ürün veya iddia için uygun standart seçmede farklılıklar anlamada çeşitli uluslararası tanınan test yöntemlerinden biridir.

13432 (Avrupa Standardı)

EN 13432, kompostlama ve biyodegradasyon yoluyla elde edilebilir Avrupa normudur. ISO 14855-1 (similar için ASTM D5338) biyodegradasyon testi gerekir, ancak parçalanması için gereksinimlerini ekleyin (işlemsel parça testi) ve ecotoxicity (plant büyüme testi son kompresyonda). ASTM D5338 sadece biyodegradasyon aşamasını kapsar; bir certing vücut EN 13432 ile tanışmak için ek test gerektirir.

ISO 14855-1

ISO 14855-1 ("Determination of the Nihai aerobik biodegradability of plastik Malzemeleri kontrollü kompostlama koşulları altında belirlenemez - Gelişmiş karbondioksit analiz yöntemi) aslında ASTM D5338'in uluslararası eşdeğerliğidir. Test koşulları, süresi ve hesaplamalar çok benzerdir. Birçok laboratuvar her iki standardın da değişkenliği vardır.

ASTM D6400 (Resmi Plastikler için belirli birleştirme)

ASTM D6400, bir test yöntemi değildir. ABD'de yapılan geçiş / malum kriterlerini, 180 gün içinde 90 biyodegradasyona ihtiyaç duyan (örneğin ASTM D5338), artı parçalama ve ecotoksisite gereksinimlerine yol açıyor.

OECD 301 (Britanya Biyodegradability)

OECD 301 testleri kimyasallar için tasarlanmıştır, plastikler değildir. Daha düşük sıcaklıklarda (yaklaşık 20-25 °C) çalışır ve kompostlama ortamları temsil edilmez. OECD 301'i geçen plastik, muhtemelen çevre ortamlarda yüksek derecede biyodegradlanabilir, ancak test, kompostlanabilir plastikler için gerekli olan termofilik koşulları için dikkate almaz.

Ürün Geliştirme ve Yönetmelikte Uygulamalar

ASTM D5338 birkaç endüstri ve düzenleyici manzaralar arasında merkezi bir rol oynar.

Bio based and Compostable Ambalaj

Örneğin, yeni bir polilactic asit (PLA) üretimi, polibutylene adipate terephthalate (PBAT) ile karıştırılmış bir marka, 180 gün içinde mekanik güç sağlamak için ASTM D5338'i rutin olarak kullanır. Örneğin, bir marka, bir polilactic asit (PLA) ile karıştırılmış bir terephthalate (PBAT) ile karıştırılmış bir tertemiz (PBAT) test eder.

Tarım Filmler

Tarımda kullanılan biyodegradable mulch filmleri genellikle yerel komübilite standartlarını karşılamak için gereklidir. ASTM D5338, filmin kullanımdan sonra toprağa veya komposta kırılacağını doğrulamaya yardımcı olur.

Düzenleme

Bazı yetkiler, kompostable olarak satılan plastiklerin aslında ASTM D5338'e karşı üçüncü taraf testlerini almaları gerekir. Örneğin, )California'nın SB 54) (2022), bu ürünlerin ASTM D6400 ile tanışması için gereken görevlerin, Avrupa Birliği'nin Single-Use Plastikleri Yönergesi (SUPD)

Araştırma ve Malzeme Yeniliği

Akademik araştırmacılar ve materyaller bilim insanları ASTM D5338'i, enzim destekli bozulma veya polimer karıştırma stratejileri gibi yeni polimerlerin biyodüşünü karşılaştırmak için kullanır.

ASTM D5338'in Zorlukları ve Sınırları

ASTM D5338 sağlam bir test olsa da, kullanıcıların anlaması gereken birkaç sınırlama vardır.

Simulate Home Boşluk Değil

Test endüstriyel kompostlama koşullarını kullanır - 58 °C, yüksek mikrobiyal çeşitlilik ve en iyi aerasyon. Ev komponları genellikle 20-40 °C'de çalışır, daha yavaş kinetiği ve farklı mikrobiyal popülasyonları kullanarak. ASTM D5338'i geçen bir plastik hala arka arka arka arka bahçelerde biyode olabilir.

Aerobik Koşullara Sınırlı

ASTM D5338 sadece aerobik biyodegradasyonunu kapsar. Toprak doldurmaları veya anaerobik sindiriciler farklı yol yolları yaşarlar. Anaerobik koşullar altında test (örneğin, ASTM D5526) bu ortamlar için gereklidir.

Mikroplastiklerin ölçümü

Test önlemleri CO2 evrimi tam bir mineralizasyon için bir proxy olarak algılamayı gerektirir. Doğrudan orta bozulma ürünlerini takip etmez, mikroplastik parçalar da dahil olmak üzere bir malzeme, CO2 üretemeyen görünmez parçaları oluşturabilir.

Zaman ve Maliyet

Tam 180 günlük bir test, trigresyon, kontroller ve analitik maliyetler 10.000 $ - $15,000'i aşabilir, bu erken aşama başlangıçları için yasaklanabilir. Kısa tarama seçenekleri (örneğin, 45 gün) bazen kullanılır ancak daha yavaş malzemeler için tam bozulma eğriyi yakalayamayabilir.

Biodegradability Testinde Future Path in Biodegradability Test

Plastik endüstrisi geliştikçe, bu yüzden test metodolojileri de yapılır. Birkaç trend bir sonraki biyodegradability değerlendirme nesli şekillendirir.

Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi ile entegrasyon (LCA)

ASTM D5338'den gelen biyodegradability verileri, bir ürünün tam çevresel ayak izinini değerlendirmek için giderek artan oranda LCAs'ye dahil edilir, ham maddi ekstraksiyondan son derece yaşamlara kadar.Bu, kompresif plastiklerin her zaman yeniden kullanılabilir olup olmadığını daha geniş bir soruya cevap verir, enerji kullanımını göz önünde bulundurmaktadır, arazi kullanımı ve yanlış atıklardan metam emisyonlarını değerlendirmek için.

Gerçek Zaman İzlemeye Devam Etmek

Yeni sensör teknolojileri, yüksek zamansal kararlarla sürekli CO2 ölçümlerine izin verir, araştırmacıların plato aşamalarını veya gecikme aşamalarını daha kesin olarak tespit etmelerine olanak sağlar.Bu, hızlı lisanslama malzemeleri için test süresini kısaltabilir ve veri kalitesini artırabilir.

Global Standartlarla Uyum

Çabalar, ASTM, ISO ve Avrupa standartlarını tek, evrensel olarak kabul edilen bir test çerçevesi oluşturmak için hizaya gidiyor. ISO 14855 serisi ve ASTM D5338 zaten çok yakın. Tam harmonizasyon, üreticiler için dünya çapında ürünlerini pazarlamak için daha kolay hale getirecek.

Deniz ve Soil Biodegradasyon için standartlaştırma

ASTM D5338, toprak için kompostlama, ayrı standartlar (örneğin, ASTM D5988) ve deniz ortamları (örneğin, ASTM D6691) var. Denizli plastiklere olan ilgi, D5338 - kontrollü koşullar, CO2 evrimi ve bu matriklere genişletiliyor.

ASTM D5338 Kullanımı için Pratik Rehberlik

Üreticiler için bu teste yeni, aşağıdaki adımlar başarı sağlamalarına yardımcı olabilir.

  1. D5338'e özgü laboratuvarlar için bakınız: Laboratuvarlara ISO/IEC 17025 akreditasyonu spesifik olarak ASTM D5338'e bakın. Bu, yetkinlik ve yenidenroditebilite sağlar.
  2. [FONT:0)Provide ayrıntılı malzeme bilgisi: Laboratuvar plastikin kompozisyonuna, karbon içeriğine ve herhangi bir katkı maddesine ihtiyaç duyar.
  3. [[Dönem:0) Çok fazla zaman puanını test edin:[Dönder: · 0, 90 ve 180 gün içinde geçici raporlar talep edin, böylece ilerlemeyi takip edebilir ve gerekli olan formülasyonları hemen ayarlayabilirsiniz.
  4. [FONT:0) Kombine parçalanmış testlerle: Biyodegradasyon geçişine izin verirse bile, tam komüksiyon sertifikası elde etmek için görsel parçalama verilere (per ASTM D6400) ihtiyacınız olabilir.
  5. [FONT:0) Benchmark rekabetçi malzemelere karşı işaret:), Bilinen bir kompostable plastik (örneğin, deneysel örneğinizin yanında sertifikalı bir PLA kupası) test edin.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

ASTM D5338 sadece teknik bir prosedür değildir - plastik endüstrisinde çevresel iddialar için bir kapıcıdır. Standart olarak, kontrollü kompostlama koşulları altında aerobik biyodegradasyon ölçülmesini sağlayarak, şirketlerin sürdürülebilirlik vaatlerini verileriyle geri kazanmasını sağlar.

Tüketici sürdürülebilir ambalaj talep ettiği ve düzenlemeleri dünya çapında sıkılaştırdığı için, ASTM D5338'in önemi sadece bu standardın anlaşılmasına ve uygulanmasına yatırım yapan üreticiler, gerçekten çevreye fayda sağlayan güvenilir, pazar hazır biyoplastikler oluşturmak için daha iyi bir konumda olacaktır.Eğer bir malzeme yöneticisi, ya da sürdürülebilirlik görevlisiyseniz, ASTM D5338 nüklemi anlamak için gereklidir.

[FONT:0)Ekmen kaynaklar: [[Üyesel ASTM D5338 standardı)[Dönetici kaynaklarına ek olarak, ) ve [[DÜye ait endüstriyel sertifika )).