GBPI Межстандартное применение и анализ цельных биоразлагаемых пластиковых пакетов - интеллектуальный испытательный прибор для разложения компоста

В последние годы, с развитием электронной коммерции, экспресс - доставки, доставки и других новых отраслевых форматов, потребление пластиковых пакетов для покупок быстро растет, в результате чего загрязнение окружающей среды усиливается. самНациональный стандарт для биоразлагаемых пластиковых пакетов для покупок (GB / T 38082–2019)Реализация более пяти лет, в соответствии с государственной политикой « ограничительного приказа», Китай ежегодно уменьшает традициюПластиковый пакетОколо 20 миллиардов особей, что эквивалентно экономии 1,2 миллиона тонн нефтяных ресурсов и сокращению выбросов углекислого газа на 840 000 тонн.

Биоразлагаемый пластик - это пластмасса, разлагаемая естественным микробиологическим действием и в конечном итоге разлагаемая в минерализованные неорганические соли двуокиси углерода (CO2) или метана (CH4), воды (H2O) и содержащихся в них элементов, а также в новой биомассе в естественных условиях, таких как почва и / или песок, и / или при определенных условиях, таких как компостирование или анаэробное пищеварение или водная среда. Механизмы разложения биоразлагаемых пластмасс показаны на рисунке 1. Продвижение биоразлагаемых пластмасс вместо одноразовых биоразлагаемых пластмасс может в определенной степени решить проблему пластикового загрязнения.

Рисунок 1 Механизмы разложения биоразлагаемых пластмасс

В настоящее время основными компонентами мембранных мешков биоразлагаемых пластмасс на рынке в основном являются полифталат адипинат бутадианол (PBAT), полилактат (НПАДва или более из крахмала (ST), а также из неорганического наполнителя талька (TALC) или карбоната кальция (CaCO3). При содействии нашего правительства Китай добился значительного прогресса в технологии разложения пластмасс, технический уровень биоразлагаемых материалов, таких как PLA, PBAT и PHA, постоянно совершенствуется, стоимость производства постепенно снижается, что обеспечивает техническую поддержку для широкого применения биоразлагаемых пластиковых пакетов.

　　1 Технология разложения и метод компостирования

Методы проверки свойств разложения включают компостирующее разложение (GB / T19277.1, GB / T19277.2 и т.д.), разложение в пресноводной среде (GB / T19276.1, GB / T19276.2 и т.д.), деградацию в почвенной среде (GB / T22047), разложение в морской среде (GB / T40612, GB / T40611, GB / T40367 и т.д.), анаэробное разложение осадка (GB / T38737) и анаэробное разложение в высоких твердых состояниях (GB / 33797).Компостирование как арбитраж в технологии обнаружения разложенияШироко используется для испытаний разлагаемых материалов и изделий, основанных на стандартах испытанийGB / T 19277.1 - 2025 "Метод определения высвобождаемого углекислого газа для определения конечной аэробной способности к биоразложению материала в условиях контролируемого компоста, часть 1: общий метод"(ISO 14855-1:2012, IDT)。 Этот метод тестирования был официально внедрен. Этот метод имитирует типичные условия аэробного компостирования органических частей, смешанных с твердыми городскими отходами. Испытательный материал подвергается воздействию прививок, образующихся при компостировании, и компостируется в условиях окружающей среды, где температура, концентрация кислорода и влажность тщательно проверяются и контролируются. Определение процентной доли превращения углерода в высвобождаемый углекислыйгаз в испытательном материале.

Эта статья основана на принципе тестирования компостирования для тестирования скорости биоразложения и анализа соответствия для полностью биоразлагаемых пластиковых пакетов (материал: PBAT + PLA + ST).

　　2 Испытания

　　2.1Материалы и оборудование

Микрокристаллическая целлюлоза (тонкослойная хроматография), National Pharmaceutical Group Chemical Readers Co., Ltd.; Полная биоразлагаемая сумка для покупок, материал: PBAT + PLA + ST, в продаже. Гнилые кучи тучных почв, жирный возраст от 2 до 4 месяцев, продажа на рынке.

　　
AUTO GBDA - 180 Интеллектуальный испытательный аппарат для разложения компоста, Гуанчжоуский стандартОбщий анализатор органического углерода TOC - L CPH + SSM - 5000A, SHIMADZU； PHS - 3E ПортативныйПГ - измерительМолниеносный магнетизм; печь GSX2 - 4 - 10G Maver, гуанчжоуский стандарт; DHG - 9030A сушильный ящик для дутья воздуха, Гуанчжоу интерфейс.

　　2.2 Методы испытаний

　　2.2.1 Производственные испытания

Общий тест на сухое твердое тело: соотношение массы образца после охлаждения и постоянного веса к исходному образцу при сухом воздуходувке при температуре 105°C

Испытание летучих твердых веществ (органических компонентов): образец теряет массу после ожога при температуре 550°C в процентах от общего содержания сухих твердых веществ

Тест на общее содержание органического углерода (TOC): Результаты на сухой основе с использованием TOC - L CPH + модуля твердых образцов SSM - 5000A

Стыкованные виды, эталонный материал, испытательный материал, соответственно, для общего сухого твердого, летучего твердого, общего органического углерода и PH испытания. После удаления более крупного инертного вещества перед использованием компостной почвы скрининг с помощью сита 0,5 см, измельчение испытательного материала (пластикового пакета), максимальная площадь поверхности не более 2 см * 2 см. Обработанные образцы показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 Предварительно обработанные эталонные материалы, лабораторные материалы и прививки

Ссылаясь на требования стандартов GB / T19277.1 - 2025 и GB / T 38082 - 2019, предварительная обработка образцов и показатели приводятся в таблице 2, а результаты испытаний образцов - в таблице 3.

Таблица 2

Таблица 3

На основе стандарта GB / T19277.1 - 2025 в условиях компостирования в аэробной промышленности проводятся испытания свойств биоразложения. Испытательная температура 58°C ±2°C, содержание влаги в вакцине контролируется на 50% ~ 55%, материал образца (или эталонный материал) и вакцинированный материал полностью перемешиваются в пропорции сухого веса 1: 6, загружаются в реактор, процесс испытания должен поддерживать полную экспозицию, концентрация кислорода не менее 6%, регулярное перемешивание. Пустые испытания, эталонные испытания и испытания образцов требуют трех параллельных образцов для каждого испытания, чтобы получить среднее значение. В течение обычного испытательного цикла от 45 дней до 6 месяцев для количественного измерения содержания углекислого газа, выделяемого каждым контейнером для компоста, используется непрерывный инфракрасный датчик углекислого газа. Соотношение между кумулятивным выбросом углекислого газа после вычета пустоты и теоретическим выбросом углекислого газа является коэффициентом биоразложения.

Испытательный материал в этом испытании достиг относительно стабильного состояния кривой скорости биоразложения в течение 128 дней испытаний и завершил тест. В соответствии с требованиями GB / T38082–2019 относительная скорость биоразложения смеси должна быть ≥ 90%. Относительный коэффициент биоразложения представляет собой отношение коэффициента биоразложения образца к эталонному коэффициенту биоразложения. Коэффициент биоразложения эталонного материала для данного испытания составляет 89,34%, коэффициент биоразложения испытательного материала - 81,27%, относительный коэффициент биоразложения - 90,97%, что соответствует стандартным показателям биоразложения. Выбросы диоксида углерода из испытательного материала и эталонного материала в течение испытательного цикла показаны на рис 3, а коэффициент биоразложения - на рис. 4.

Рис. 3 Выбросы CO2 из испытательных и эталонных материалов

Рисунок 4 Коэффициент биоразложения испытательных и эталонных материалов

Испытание методом компостированияРанниеНеобходимо сосредоточить внимание на трех показателях:

(1) Степень разложения эталонного материала после 45d превышает 70%;

(2) относительное отклонение коэффициента биоразложения на каждый контейнер для компоста в течение испытательного периода не превышает 20%;

(3) В пределах 10d до культивирования пустой контейнер производит CO250mg ~ 150 мг на грамм летучих твердых (средних) прививок. Эффективность может быть признана только в том случае, если испытания соответствуют показателям.

Цикл испытаний относительно длинный, температура поддерживается на уровне 58°C, вакцинированный препарат подвержен потере воды для образования сплетен и требует регулярного пополнения дистиллированной воды и регулярного перемешивания, чтобы убедиться, что вакцинированный препарат и смесь материала находятся в влажном состоянии с содержанием влаги около 50%, что способствует поддержанию эффективной активности микроорганизмов.

Хотя в настоящее время на рынке обнаружения деградации представлено больше технологий быстрого обнаружения, быстрый анализ компонентов проводится с использованием средств представления материалов (таких как FTIR, DSC и т.д.). Однако одно представление не может правильно определить состав смеси / продукта или определить, соответствует ли коэффициент биоразложения стандарту. Испытание методом компостированияЕдиный или смешанный материалБиоразлагаемые продукты остаются одним из наиболее авторитетных методов на данном этапе.

Количественные методы компостирования включают титрование, весовой метод, газовую хроматографию, непрерывный инфракрасный анализатор и другие способы, чтобы решить проблемы длительного времени тестирования, высокой стоимости, ручного дежурства и т. Д., Рекомендуется использовать интеллектуальное оборудование для количественного тестирования непрерывных инфракрасных датчиков углекислого газа для завершения испытаний характеристик разложения биоразлагаемых материалов / продуктов. Интеллектуальный мониторинг всего процесса, автоматический контроль температуры, регулярное перемешивание, полная экспозиция, автоматическое определение достоверности данных, ежедневное образование углекислого газа и данные о скорости разложения для каждого контейнера компоста в течение испытательного периода, высвобождение кривых углекислого газа и кривых скорости биоразложения могут быть экспортированы непосредственно для окончательного отчета. Это способствует повышению качества и эффективности проектов обнаружения разложения компоста.