Классификация и характеристика биоразлагаемых полимеров

Общие сведения

Экологическим аспектам в мире в последнее время уделяется большое внимание, поэтому приставка «био» стала применима ко многим материалам. У нас есть «био» разлагаемые средства для мытья посуду, порошки, появилось «био» топливо для транспортных средств. Не остались в стороне и полимеры. К ним тоже добавилась приставка «био» и новые свойства.

Биоразлагаемые полимеры – это пластики, которые могут разлагаться в окружающей среде под воздействием внешних факторов (солнечные лучи, влага и т.п.) и под действием микроорганизмов. Срок разложения – не более 6 месяцев.

Продукты распада – углекислый газ и вода. Если образуются дополнительные «остатки», то они должны быть проверены на токсичность. Только при соблюдении всех перечисленных выше условий полимер считается «био».

Биоразалагаемые полимеры легко перерабатываются стандартными способами, разработанными для синтетических полимеров.

Классификация биоразлагаемых полимеров

Также, как и для «стандартных» полимеров, «био» можно квалифицировать по-разному: по природе происхождения, по характеру деструкции, по химическому строению и т.п.

Более полной будет деление по типу сырья.

Основные характеристики биоразлагаемых полимеров

Каждый биоразлагаемый полимер обладает определёнными свойствами. Эти свойства и определяют его применение.

Рассмотрим подробнее некоторые образцы биоразлагаемых полимерных соединение.

Крахмал

Природный полимер. Состоит из двух полимеров амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%).

Свойства: по механической прочности приближен к синтетическим полимерам, устойчив к воздействию спиртов и жиров. При изменении соотношения амилозы и амилопектина, введении модифицирующих добавок, соединения приобретают новые свойства.

Применение:

• При изготовлении упаковочного материала.
• Хозяйственные салфетки, пеленки.
• В сельском хозяйстве.
• При изготовлении товаров медицинского, спортивного назначения.
• Изготовление клеев.

Крахмал представляет собой наиболее распространённый биоразлагаемый полимер. Он занимает около 50% рынка биопластика. Он обладает свойством впитывать жидкости, эта способность делает крахмал «лучшим» при производстве капсул для лекарств.

Всем известна пленка «пупырка», которая незаменима при упаковке, а еще ее можно весело щелкать. Так вот эта «чудо» пленка выполнена из крахмала, к которому присоединен термопластичный полиэфир. В «крахмальные» пленочки упаковывают хлеб, фрукты, овощи.

Целлюлоза

Природный полимер, широко распространённый.

Свойства: механически прочный, химически стойкий к действию органических растворителей и воды. Под действием кислот подвергается гидролизу с образованием новых соединений. Становится термопластичным при незначительной модификации.

Применение:

• Изготовление игрушек.
• Изготовление изделий спортивного назначения.
• Изготовление строительных материалов.
• Изготовление изделий бытового назначения.

PHA

РНА – это полигидроксиалканоаты, большая семья биоразлагаемых полимеров, алифатические полиэфиры.

Полигидроксиалканоаты «изготавливаются» живыми микроорганизмами и отдельными видами растений.

Для синтеза РНА специальную культуру микроорганизма помещают в «питательные условия», благоприятные для быстрого роста и развития. Как только численность «биологических» работников достигает нужного уровня, питание меняется на другое и начинается активный синтез РНА. В итоге выход биоразлагаемого полимера, полученного из внутриклеточных гранул, достигает 80% от сухой массы организма.

Свойства:

Полимеры термопластичны, слабо эластичны, устойчивы к ультрафиолету, низкопроницательны к воде.

Широкое применение нашли в медицине, за счет своей «зеленой» природы.

Шовные фиксаторы, заклепки, скобы, фиксирующие ортопедические винты, хирургические сетки, ортопедические штифты, устройства для регенерации менисков, имплантаты глазных клеток, заменители твердой мозговой оболочки и много другое – вот те области медицины, где уже применяются данные биоразлагаемые пластики, или ведутся разработки по их использованию. По сути дела, эти полимеры способны спасти человеку жизнь, сделать ее полноценной и комфортной.

PLA

Полилактид – алифатический эфир, мономером для которого служит молочная кислота.

Получают из постоянно растущего ресурса: кукурузы и сахарного тростника.

В промышленности для синтеза используют комбинированный способ. Поликонденсацией молочной кислоты получают низкомолекулярное соединение – полилактид, который в дальнейшем деполизируют до лактида, а уже лактид при высокой температуре полимеризуют в полилактид.

Применяют для изготовления одноразовой посуды, упаковки, в медицине для производства хирургических нитей, штифтов.

AAC

ААС – это алифатическо-ароматический сополиэфир. Он собрал в себе «супердуэт»: биразлагаемую уникальность алифатической составляющей и механические свойства ароматического кольца.

Может быть использован в геотекстильной области, при производстве упаковочных материалов, напольных покрытий.

PCL

Поликапролактам – это полимерное соединение с низкой температурой плавления (500С), обладающие высокой механической прочностью, барьерными свойствами по отношению к жирам и воде.

Используется при производстве упаковок, пленок, волокон для геотекстиля, искусственной кожи.

mPET

mPET – это модифицированный полиэтилентерефталат. Модификация- придание новых свойств.

Данный биоразлагаемый полимер гигроскопичен, устойчив к многократным деформациям, химчистки стоек к воздействию кислот, щелочей, спиртов, солей, пластичен даже на холоде. Применяется для изготовления упаковок.

Также новости новости рынка полимерной индустрии читайте на Производства.рф и телеграм канале.