Ứng dụng của Talc và Canxi cacbonat trong nhựa phân hủy

Trong những năm gần đây, nhựa bao bì của Trung Quốc là khoảng 4 triệu tấn, trong đó bao bì nhựa dùng một lần khó tái chế chiếm khoảng 30%, và chất thải bao bì nhựa hàng năm là khoảng 1,2 triệu tấn; màng nhựa hơn 400.000 tấn, do mỏng (8μm trở xuống), sau khi sử dụng bị vỡ vụn trong đất trồng trọt và trộn với một lượng lớn cát, rất khó tái chế; lượng đồ lặt vặt dùng một lần hàng ngày khó tái chế và vật tư y tế không phù hợp để tái chế là khoảng 400.000 tấn.

Trong những năm gần đây, nhựa có thể phân hủy sinh học được ưa chuộng nhất. Theo nguồn nguyên liệu, nhựa phân hủy sinh học có thể được chia thành nhựa gốc dầu mỏ và nhựa sinh học. Chất dẻo phân hủy từ dầu mỏ chủ yếu bao gồm: polybutylene succinate (PBS), polyadipate / butylene terephthalate (PBAT), polyglycolic acid (PGA), polycaprolactone (PCL), v.v.; Chất dẻo phân hủy dựa trên sinh học chủ yếu bao gồm: axit polylactic (PLA), tinh bột, xenluloza, v.v.

Có tính đến các yếu tố như khả năng phân hủy vật liệu và giá thành, các loại nhựa phân hủy sinh học hiện nay trên thị trường thường chọn tinh bột, xenlulo, … làm chất độn. Hỗn hợp tinh bột và vật liệu polyme có thể được sản xuất thành vật liệu phân hủy. Nói chung, tinh bột hoặc các dẫn xuất của nó được thêm vào làm chất phụ gia vào polyme tổng hợp để cải thiện khả năng phân hủy sinh học của polyme tổng hợp. Khi vật liệu bị phân huỷ, polyme xốp còn lại do sự phân huỷ của tinh bột dễ xảy ra các phản ứng phân huỷ tiếp theo như quá trình oxy hoá. Tuy nhiên, tinh bột, xenlulo và nhựa có tính tương hợp kém, không chịu nhiệt độ cao, giá thành cao nên không thích hợp để trám quy mô lớn.

Bột khoáng phi kim loại như bột talc và canxi cacbonat, giá rẻ, thân thiện với môi trường, đủ nguyên liệu thô, độ mịn cao, độ trắng tốt, dễ phối màu, có thể cải thiện độ ổn định kích thước, khả năng chịu nhiệt độ, độ cứng của sản phẩm nhựa và cải thiện chất dẻo Hiệu suất xử lý, v.v.

Bột talc

Việc bổ sung bột talc vào chất dẻo phân hủy sinh học có thể làm tăng độ cứng, nhiệt độ biến dạng nhiệt, ổn định kích thước, độ cứng bề mặt, v.v.; Đồng thời, bột talc siêu mịn cũng có thể được sử dụng làm chất tạo mầm vô cơ cho axit polylactic (PLA), thêm một lượng thích hợp bột talc siêu mịn có thể làm tăng độ kết tinh và tỷ lệ kết tinh của axit polylactic, và cải thiện đáng kể tính chất cơ học của nó .

Talc có ba chức năng trong việc điều chỉnh axit polylactic:

1. Giảm chi phí: Phương pháp chuẩn bị vật liệu hỗn hợp axit polylactic chứa đầy talc cung cấp công nghệ và phương pháp điều chế vật liệu hỗn hợp axit polylactic chịu nhiệt với hình thức đẹp, độ cứng tốt, chu kỳ đúc sản phẩm ngắn, trọng lượng nhẹ và giá thành thấp.

2. Cải thiện sức mạnh: bột talc tự nhiên được pha trộn tan chảy, và vật liệu composite là vật liệu phân hủy sinh học hoàn toàn; nó có tính chất cơ học tuyệt vời và độ bền kéo có thể đạt 50 ~ 70MPa.

3. Cải thiện khả năng chịu nhiệt: Axit polylactic có khả năng chịu nhiệt tốt hơn do sự kết tinh của chính nó và sự thúc đẩy sự kết tinh của chất tạo mầm talc.

Canxi cacbonat

Canxi cacbonat chứa đầy nhựa phân hủy sinh học, có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp của nhựa phân hủy sinh học. Đồng thời, canxi cacbonat có thể được sử dụng trực tiếp bởi một số vi sinh vật dinh dưỡng vô cơ làm nguồn cacbon. Axit hữu cơ và vi khuẩn nitrat hóa và sunfua do vi sinh vật tạo ra trong đất Cả axit nitric và axit sunfuric do vi khuẩn tạo ra đều có thể cải thiện hơn nữa khả năng hòa tan của canxi cacbonat.

Vai trò của canxi cacbonat trong nhựa phân hủy sinh học:

1. Thúc đẩy sự phân hủy: Các hạt canxi cacbonat làm tăng khoảng cách giữa các phân tử nhựa, giảm lực của các chuỗi polyme, cản trở sự tái liên kết chéo của các gốc tự do đại phân tử, thúc đẩy sự cắt đứt chuỗi gốc tự do gây ra bởi sự phân hủy quang học và đẩy nhanh quá trình phân hủy sinh học của sự thoái hóa nhựa.

2. Dễ bị phân hủy: Khi bị chôn vùi trong môi trường ẩm ướt, canxi cacbonat có thể hòa tan về mặt hóa học, và nó được một số vi sinh vật dinh dưỡng vô cơ trực tiếp sử dụng làm nguồn cacbon.

3. Giảm độ nhớt và cải thiện tính lưu động: Canxi cacbonat sau khi xử lý bề mặt làm tăng độ nhớt của nhựa bị phân hủy, cải thiện tính lưu động của vật liệu và giảm tiêu thụ năng lượng.

Các sản phẩm nhựa không phân hủy dùng một lần truyền thống đã được sử dụng rộng rãi trong giao hàng thực phẩm, thương mại điện tử và các ngành công nghiệp khác, nhưng quá trình xử lý sau đó phức tạp hơn, điều này hạn chế sự phát triển của chúng. Do đó, những yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với sự phát triển và đổi mới công nghệ sản xuất và chế biến nhựa phân hủy sinh học. Trong nghiên cứu tương lai, theo nhu cầu của thị trường phân hủy sinh học, chúng tôi sẽ đi sâu nghiên cứu việc ứng dụng các loại bột phi kim loại vô cơ phù hợp để đạt được mục đích cải thiện khả năng phân hủy của nhựa phân hủy sinh học và góp phần thực hiện một môi trường xanh và phát triển bền vững môi trường thân thiện.