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淀粉基生物产品

淀粉基生物全降解产品 简介 聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合大分子链断裂的过程。聚合物在曝露于氧、水、射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫以及微生物等环境条件下大分子链开始断裂,使聚合物分子量下降,物理性能降低,直到聚合物材料丧失可使用性,这种现象被称为聚合物材料的降解过程。 聚合物的降解程主要涉及生物降解,光降解和化学降解三种形式, 降解性能 聚合物材料的成品必须满足相应的使用性能,而且在保质期内性能不变,使用后在自然环境条件下能最终降解成为二氧化碳和水,被自然界完全吸收而进入生态循环的物质,通常称该物质具有全降解性能。 淀粉基生物降解材料机理 淀粉是典型的可降解材料,它是d-葡萄糖羟基缩水而形成的高分子化合物,有支链与直链两种类型,分子量有几万—几十万。淀粉基降解机理可分为光降解、生物降解、光-生物降解三大类。其中,光降解及光-生物降解制品虽加工简单,成本低廉,但控降解难度较大,不宜进入垃圾填埋系统。生物全降解降解性能理想,通过合理的工艺配方及边角料的回收等技术,能够实现成本低廉,降低加工难度、缩短工艺线路等生产问题,从而有着广阔的市场前景。 生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料。按其生物降解过大致可分为两类。一类为完全生物降解材料,如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等,其分解作用主要来自: 另一类为生物崩解性材料,如淀粉和聚乙烯的掺混物,其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链,使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度,最后分解为二氧化碳和水。 (四)淀粉基产品的降解检验标准 根据国家塑料制品质量监督检验中心(北京) (以下简称中心),通过野外自然曝晒场、人工加速老化试验室、生物分解试验室、抗菌试验室等。能按照ISO 846、ISO 14851、ISO 14852、ISO 14855、ASTM D 5338、DIN 54900、JIS 6951、GB 18006、QB/T 2461、HBC 01、HJBZ 012等标准进行各类环保产品的霉菌侵蚀、堆肥、水体系降解、纤维素酶浸蚀等降解试验。分析样品降解前后物理力学性能变化、羰基指数、熔点变化、降解前后样品质量损失、霉菌生长级别、生物分解百分率等工作。淀粉基材料完全具备高聚物的降解性能并符合国家的各项降解标准,是目前降解性能最优,对环境最有利的降解材料之一。 产品技术 (一)公司淀粉基生物全降解材料形成机理 公司淀粉基生物全降解材料是采用高分子淀粉及衍生物为基料,在改性添加剂、天然增塑剂中加入生物降解添加剂,由脂肪族聚脂与炭源进行菌种培养产生出的聚羟基丁酸脂共聚物等进行不同的物质聚合反应,共混改性配以高分子产品的基础料,在特别的设备中再次共混改性,多次混炼制造出机械性能好的全降解材料。其中生物降解添加剂由生物聚脂加纤维素、多元醇等物质通过微生物发酵法生产组合而成。为降低生物聚脂的成本,采用最新的发酵工艺,利用廉价的炭源生产,缩短发酵周期的优良菌株选育、破壁、萃酵方法,确定添加剂各组成成分的最佳配比,生产出多用途的添加剂。 (二)淀粉基生物全降解材料生产的核心技术 1、 生物聚脂合成技术: 以土豆、玉米等为原料,利用微生物发酵制得乳酸, 再聚合成高分子聚乳酸(PLA ),这是一种真正的生物塑料。由于乳酸存在于食品中, 而且是人体内存在的有机酸, 因此是高安全性物质,是生物聚合物研究的又一热门。苏云金杆菌B t21 菌粉、玉米淀粉与LLDPE 共混制得淀粉塑料,通过地埋降解和摇床快速降解实验,结果发现地埋降解120 d 后含5% 菌粉和50% 淀粉的薄膜淀粉降解率达到89.152%,肉眼观察出现许多小孔,表明添加的B t21 菌粉对淀粉降解有明显的促进作用。生物添加剂采用最新发酵工艺和利用廉价碳源生产,缩短发酵周期,降低生产成本。 2、 共混技术: 项目采用模塑制品生产优化工艺技术,控制淀粉与各组分间最佳配比、成型温度、时间和压力等。淀粉PE共混材料基本可分为两大类, 一类是由淀粉以颗粒状态填充到PE 中, 许多人称之为淀粉填充PE。 另一类是淀粉经过处理与PE达到准分子水平共混, 称之为淀粉与PE共混塑料。这样的塑料淀粉添加量较低, 一般在6%~ 15%, 为了加速材料的崩裂解体, 还需加入过渡金属化合物作为助氧化剂,以加速聚乙烯的氧化降解。这种塑料一般用作农用地膜,包装袋等。 3、 改性技术: 为了提高淀粉的疏水性, 还需要对淀粉进行改性。所用改性剂主要有乙烯基硅烷类, 多甲基硅烷类, 磷酸酯类和乳化剂类。项目在高分子水平上深析淀粉分子的塑性变化规律及与添加剂分子的连接方式,解决淀粉生物全降解材料的机械强度、柔韧性、抗冲击强度、耐高温、耐低温、耐水、耐油等性能。

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