3 เทคโนโลยีการดัดแปลงพลาสติกที่ย่อยสลายได้ที่สำคัญ

ในปัจจุบัน ราคาของเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้ค่อนข้างสูง และผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ย่อยสลายได้ส่วนใหญ่เป็นของจำเป็นในชีวิตประจำวันทั่วไป ซึ่งจะขัดขวางการส่งเสริมขนาดใหญ่และการใช้ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ย่อยสลายได้ การพัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ย่อยสลายได้ราคาถูกเป็นหนึ่งในเนื้อหาหลักของการใช้พลาสติกที่ย่อยสลายได้ ดังนั้นแป้ง แคลเซียมคาร์บอเนต แป้งโรยตัว ฯลฯ ซึ่งไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายของผลิตภัณฑ์และสิ่งแวดล้อมสามารถดูดซับได้ จึงถูกนำมาใช้ในระบบดัดแปลงของพลาสติกที่ย่อยสลายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทคโนโลยีการบรรจุในสัดส่วนที่สูงได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ย่อยสลายได้

เทคนิคการดัดแปลงทั่วไปในกระบวนการใช้พลาสติกที่ย่อยสลายได้ ได้แก่ การดัดแปลงไส้ การดัดแปลงการผสม และการดัดแปลงโคพอลิเมอไรเซชัน

1. เติมการปรับเปลี่ยน

การดัดแปลงการบรรจุคือการเพิ่มสารเติมแต่งผงที่ไม่ละลายลงในเม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายได้ ส่วนใหญ่รวมถึงแป้งและผงอนินทรีย์ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อเตรียมวัสดุพิเศษราคาถูก และบางครั้งยังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรงของวัสดุพิเศษได้อีกด้วย

สารตัวช่วยที่ใช้กันทั่วไปคือแป้ง เป็นพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติโดยมีแหล่งที่มาหลากหลายและราคาต่ำ ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ซึ่งไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นทรัพยากรชีวมวลหมุนเวียน สิ่งสำคัญที่สุดที่ต้องใส่ใจในเทคโนโลยีการบรรจุนี้คือการบำบัดแป้ง เนื่องจากความเข้ากันได้ของแป้งและพลาสติกที่เสื่อมสภาพนั้นไม่ดี และจำเป็นต้องทำให้แป้งเป็นพลาสติกเพื่อให้แป้งสามารถรวมเข้ากับเมทริกซ์พลาสติกได้ดียิ่งขึ้น

สารช่วยเติมอีกอย่างคือผงอนินทรีย์ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตและแป้งโรยตัว เป็นผงแร่ธรรมชาติทั้งหมด ซึ่งธรรมชาติสามารถดูดซับได้หลังจากกลับคืนสู่ธรรมชาติ ดังนั้นจะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายของระบบพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทั้งหมด แต่สามารถลดต้นทุนของวัสดุดัดแปลงและปรับปรุงความแข็งแรงของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระดับหนึ่ง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องธรรมดามากที่จะใช้แคลเซียมคาร์บอเนตและสารตัวเติมอื่นๆ ในผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการคุณสมบัติทางกลสูง เทคโนโลยีการบรรจุควรใส่ใจกับการรักษาพื้นผิวผงควบคู่ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และปริมาณผงอนินทรีย์ที่สามารถเพิ่มได้

2. การปรับเปลี่ยนการผสมเทียม

การดัดแปลงการผสมเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในการดัดแปลงพลาสติกที่ย่อยสลายได้ วัสดุผสมหมายถึงวัสดุพิเศษที่ประกอบด้วยพลาสติกที่ย่อยสลายได้ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปโดยการหลอมผสมและการผสม โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบที่ต่อเนื่องกันหนึ่งชิ้นและส่วนประกอบที่กระจายตัวอื่นๆ คุณสมบัติบางอย่างของวัสดุแสดงคุณสมบัติของเฟสต่อเนื่อง และคุณสมบัติบางอย่างแสดงคุณสมบัติของเฟสที่กระจายตัว ดังนั้นจึงสามารถหาวัสดุพิเศษชนิดใหม่ที่เน้นข้อดีของพลาสติกที่ย่อยสลายได้หลายชนิด ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของผลิตภัณฑ์ได้มากขึ้น

3. การปรับเปลี่ยนโคพอลิเมอไรเซชัน

การดัดแปลงโคพอลิเมอไรเซชันหมายถึงการนำหน่วยโครงสร้างอื่นๆ มาใช้ในสายโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีของพอลิเมอร์และทำให้เกิดการดัดแปลงของวัสดุ ตัวอย่างเช่น PLA เป็นโพลีเมอร์ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งจำกัดการใช้งานในบางสาขา (เช่น ตัวพายา) วิธีที่มีประสิทธิผลคือการใช้แลคไทด์เพื่อสร้างโคพอลิเมอร์กับพอลิเมอร์ที่ชอบน้ำ (เช่น พอลิเอทิลีนไกลคอล, กรดโพลิไกลโคลิก, พอลิเอทิลีนออกไซด์) เพื่อใส่หมู่หรือบล็อคที่ชอบน้ำเข้าไปในโมเลกุล PLA ตัวอย่างเช่น วัสดุที่มีการปลดปล่อยแบบต่อเนื่องของ PLA-PEG-PLA ถูกเตรียมโดยการทำโพลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวนของโพลิเอทิลีนไกลคอลและแลคไทด์ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการชอบน้ำและอัตราการย่อยสลายของวัสดุ PLA และ PLA-PEG-PLA ที่เตรียมไว้สามารถกลายเป็นวัสดุที่คงตัวไว้ได้ -ปล่อยวัสดุ วัสดุของไมโครสเฟียร์ที่บรรจุยา

PHBV มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย เช่น ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและกิจกรรมทางแสง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ผลิตภัณฑ์ของ PHBV มีความแข็งและเปราะบางและยากต่อการประมวลผล วิธีการดัดแปลงกราฟต์สามารถใช้เพื่อแนะนำกลุ่มฟังก์ชันเชิงขั้วโพลีไวนิลไพร์โรลิโดน (PVP) บนสายโซ่หลักของ PHBV เพื่อสังเคราะห์กราฟต์โคพอลิเมอร์ PHBV-g-PVP ของ PHBV และ PVP อัตราการตกผลึกและการตกผลึกของโคพอลิเมอร์ลดลง ความชอบน้ำของเมมเบรนเพิ่มขึ้น และอัตราการปลดปล่อยยาอย่างต่อเนื่องเพิ่มขึ้น