تطبيق البلاستيك الحيوي في حزمة الأغذية والمستحضرات الصيدلانية

لا يجهد أي جهد في حل مشكلة التلوث البلاستيكي في الصين. تمت الموافقة على المستند حول مزيد من التحكم في التلوث البلاستيكي. إلى جانب ذلك ، أصدرت لجنة التنمية والإصلاح الوطنية ، إلى جانب وزارة البيئة والبيئة ، مقالًا ، مدعيا بوضوح أنها تمد تطبيق أفلام التعبئة القابلة للتحلل ، وأكياس التسوق القابلة للتحلل ، والمنتجات الحيوية التي تتوافق مع متطلبات الأداء والسلامة ، وأكياس البلاستيك القابلة للتحلل ، و بعض المنتجات البديلة الأخرى. هذه المنتجات البديلة هي في الواقع البلاستيك الحيوي.

في المقال التالي ، سيتم تقديم المفاهيم والميزات والتطبيق والاحتمالات لهذه البلاستيك الحيوي بشكل عام.

1. ما هو البلاستيك الحيوي

وفقًا لتعريف جمعية البلاستيك الحيوي الأوروبية ورابطة البلاستيك الحيوي الياباني ، فإن البلاستيك الحيوي هو الاسم الجماعي للبلاستيك القائم على الحيوية والمواد البلاستيكية القابلة للتحلل. يتم تطوير الفكرة السابقة من منظور المواد الخام بينما الفكرة الأخيرة من وجهة نظر أداء التدهور البيئي.

تم عرضها من جوانب مختلفة ، يمكن تصنيف البلاستيك الحيوي إلى 3 أنواع: 1) المواد البلاستيكية غير القابلة للتحلل على أساس المواد الخام المتجددة. على سبيل المثال ، تتم معالجة نشا الذرة أولاً إلى الإيثانول البيولوجي ثم إلى PE أو PP أو PET بناءً على الإيثانول ؛ 2) المواد البلاستيكية القابلة للتحلل على أساس مواد قابلة للتجديد ، مثل النشا بالحرارة (كونها من أصل النشا وتصبح للحرارة تحت عمل إضافات) ، PLA (يتم البلمرة من حمض اللبنيك الذي يتحلل من نشا الذرة) ، خلات السليل (يجري هيدروكسيتيل من النبات السليلوز). كلاهما يعتمد على الحيوي وقابل للتحلل ؛ 3) المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي على أساس الموارد الأحفورية ، بما في ذلك برنامج تلفزيوني (تم البلمرة من حمض succinic و butanediol) و PCL (يتم تكثيفه من حمض 6-hydroxycaproic).

وبالتالي ، يمكن ملاحظة أنه ربما لا يمكن تدهور المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوية في حين أن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي ليست دائمًا على أساس حيوي. ولا يتم تصنيع المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوية من مواد واحدة ولكن من مواد ذات عروض وتطبيقات مختلفة.

يتم دائمًا تقييم القيمة البيئية للبلاستيك الحيوي على أساس النسبة المئوية من الفحم الحيوي. المواد البلاستيكية التقليدية مستمدة من الموارد الأحفورية (مثل البترول والفحم). ومع ذلك ، فإن المواد الأحفورية القديمة تحتوي على 14C. لذلك ، يمكن أن يكون 14C فهرسًا لقياس محتوى الفحم الحيوي.

في هذه الحالة ، أنشأت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد معيار ASTMD6866 ، والذي يساوي معيار CEN/TS 16137 في أوروبا. عادةً ما تقوم هيئة شهادات مستقلة بجهات خارجية بتقييم مواد التعبئة الحيوية وتؤكد على المنتج بعلامات كما في الصورة التالية.

ج: مقدمة من Vincotte ، هيئة شهادة البلجيكية. (يجسد نجم واحد 20 ٪ -40 ٪ محتوى بيولوجي ، ونجمان 40 ٪ -60 ٪ ، وثلاثة نجوم 60 ٪ -80 ٪ وأربعة نجوم أكثر من 80 ٪)

ب: تم ​​تقديمه بواسطة DIN CERTCO ، وهي هيئة شهادة ألمانية.

تشير المواد البلاستيكية القابلة للتحلل إلى المواد البلاستيكية التي يمكن تحللها في ظل ظروف البيئة الطبيعية أو السماد. علاوة على ذلك ، يمكن أن تتحلل المواد البلاستيكية القابلة للسماد إلى ثاني أكسيد الكربون وليس لها تأثير سلبي على نمو النبات.

هناك أيضًا بعض المعايير للبلاستيك CMPostable ، مثل EN13432 للدول الأوروبية ، ASTM D6400 للولايات المتحدة الأمريكية و ISO 17088 لبلدان أخرى. علامات الشهادات الشائعة هي كما تظهر الصورة التالية.

ج: قدمه فينكوت

ب: مقدمة من قبل DIN CERTCO

الفرق الرئيسي بين المواد البلاستيكية القائمة على الحيوية والبلاستيك الأحفوري هو مكوناتها. عادةً ما تحتوي المواد البلاستيكية الأحفورية على عناصر فقط من C و H ، في حين أن البلاستيك المستندة إلى الحيوي يحتوي على عناصر من C و H و O. يمكن للتطبيق الواسع للبلاستيك الحيوي أن يؤدي إلى بعض المزايا:

1) تقليل انبعاث ثاني أكسيد الكربون ومنع تأثير الدفيئة من أن يكون أسوأ ؛

2) تقليل التلوث الأبيض وحفظ مورد الأرض من المكب.

تشير التقديرات إلى أن أكثر من 65 ٪ من المواد البلاستيكية القائمة على الحيوية تستخدم كمواد تغليف لصناعة الطعام والإلكترونيات والسيارات والبستنة والألعاب ... ومع ذلك ، فإن سعرها المرتفع يحد من استخدامها الواسع.

2. التطبيق

تشمل المواد البلاستيكية التجارية القائمة على الحيوية بشكل أساسي بلاستيك النشا ، PLA ، PHA Polymers ، PBS ، السليلوز وما إلى ذلك.

1) البلاستيك النشا

الأصل الواسع ، قابلية التجديد ، التكلفة المنخفضة وتمكين النشا تمكين النشا على نطاق واسع في إنتاج البلاستيك النشا. وفقًا لمعايير GB/T 21661-2008 من الصين ، تشير Plastics Starch إلى البلاستيك الذي يحتوي على أكثر من 15 ٪ من النشا.

لقد مر تطوير النشا بلاستيك ثلاث خطوات: المواد البلاستيكية المليئة بالنشا ، والبلاستيك المخلوط بالنشا والبلاستيك الكلي. محتوى النشا في كل مرحلة أعلى من ذلك في المرحلة السابقة.

تتم معالجة المواد البلاستيكية المليئة بالنشا بشكل رئيسي عن طريق مزج النشا مع PE أو PP أو PS أو غيرها من المواد البلاستيكية القائمة على الحفريات. لا يمكن تحلل هذه المواد البلاستيكية النشوية جزئيًا ، مما يؤدي إلى تطبيقه المحدود. من المناسب أن تحرقه لتقليل استهلاك موارد الزيت وانبعاث ثاني أكسيد الكربون.

المواد البلاستيكية المخلوطة بالنشا هي مزيج من النشا وغيرها من البوليمرات الطبيعية أو الاصطناعية القابلة للتحلل الحيوي (مثل السليلوز ، PBS وما إلى ذلك) وهي قابلة للتحلل تمامًا.

من خلال تدمير رابطة الهيدروجين عن طريق الملدنات أو في ظل ظروف أخرى واضطراب جزيء النشا لتقليل درجة حرارة انتقال الزجاج ، يمكننا الحصول على البلاستيك الكلي الناقص (أو النشا بالحرارة ، TPs لفترة قصيرة). محتوى النشا أعلى من 90 ٪ وهو قابل للتحلل تمامًا. لهذا السبب ، يشار إلى بلاستيك النشا المخلوطة على أنه بلاستيك النشا القابلة للتحلل.

يتمثل اتجاه وهدف البلاستيك في استبدال المواد البلاستيكية الأحفورية والتخفيف من مشاكل نقص الطاقة وتلوث البيئة. تتميز المواد البلاستيكية القابلة للتحلل بالقوة الميكانيكية الجيدة ، والمرونة القوية ، وقوة التأثير العالية ، ومقاومة درجة الحرارة/الماء/الزيت ، ولا تليين ، وتشوه قوي وما إلى ذلك.

"Materbi " ، أول بلاستيك النشا في Novarnont ، وهي مؤسسة إيطالية ، يتكون من النشا والسليلوز والزيت النباتي وما إلى ذلك. إنه قابل للتحلل وقابل للتسميد ويتوافق مع مستوى EN 13432. يمكن معالجة البلاستيك إلى منتجات مختلفة ، بما في ذلك الفيلم (كيس بلاستيكي ، سطح حفاضات ، فيلم تعبئة ، كيس سماد ، فيلم زراعي) ، منتجات صب الحقن (سكين بلاستيكي وشوكة ، شوكة ، شوكة ، شوكة ، شوكة ، حامل القلم ، المنتجات الصحية ، أدوات المائدة المتاح) ، المنتجات القابلة للرغوة (المواد التخثيرية) ، المنتجات المطاطية (إطار السيارات).

PSM Biodechgedable Plastic هو نتاج Ecoplast ، وهي شركة صينية. وهي مصنوعة من النشا وتكتسب الصلابة والمتانة والمرونة عن طريق تعديل وتلوين النشا. تم اعتماد هذا المنتج قابلاً للسماد (OK Compost). تشمل المنتجات المصنوعة منها أدوات المائدة التي يمكن التخلص منها ، وحقيبة بلاستيكية ، وحقيبة القمامة ، وتجهيزات الفنادق ، وتجهيزات المطبخ ، وزجاجة مستحضرات التجميل ، وشماعات المعطف ، وما إلى ذلك. المواد البلاستيكية النشوية آمنة وغير سامة وقابلة للتحلل ويمكن استخدامها على نطاق واسع في صناعة الأدوية. تعتبر كبسولة النشا المصنوعة من بلاستيك النشا أيضًا منتجًا محتملًا لاستبدال كبسولة الهلام المشتركة.

الدكتورة لي هوي وزملاؤها يحملون كبسولة نملة الذرة مع نشا الذرة كمواد رئيسية و PVA ، الجينات الصوديوم وما إلى ذلك كسيارات. بالمقارنة مع كبسولات الهلام ، تتمتع كبسولات طراز الذرة بتكوين أفلام أفضل ، ومقاومة للماء ، وقوة أعلى ، ووقت تفكك أقصر.

يطبق Santander Ortega اثنين من المواد البلاستيكية ذات النشا البروبيل المختلفين لإعداد جزيئات النانو. تُظهر النتيجة البحثية أن الجسيمات لديها كفاءة عالية للطلاء لثلاثة أدوية (حمض الفلفيناميك ، التستوستيرون والكافيين). لسبب آخر ، وجد أيضًا أن الجسيمات يمكنها أيضًا تحسين التوافر البيولوجي لحمض الفلفيناميك وتزيد من تأثيرها مع اختبار التطبيق المحتمل للجزيئات كحامل تسليم عبر الجلد.

في الوقت الحالي ، يكون النشا بالحرارة عالية التكلفة ، وهو أعلى بنسبة 15 ٪ من المنتجات البلاستيكية التقليدية من PE و PP و PS. التكلفة العالية هي عنق الزجاجة الكبيرة لتطويرها. ومع ذلك ، تُظهر الدراسات أيضًا أن تكلفة وحدة إنتاج النشا بالحرارة ستنخفض حتى لتكون أقل من البلاستيك التقليدي إذا تم توسيع نطاق الإنتاج.