تتميز المنتجات البلاستيكية بخفة وزنها ومتانتها ومقاومتها للتآكل وفعاليتها من حيث التكلفة وسهولة معالجتها. وتُستخدم على نطاق واسع في الحياة اليومية. في السنوات الأخيرة، ازداد الطلب على البلاستيك بشكل سريع. إلا أن البلاستيك المُستخرج من البترول لا يتحلل طبيعيًا، ما يُسبب تلوثًا بيئيًا خطيرًا. لذا، يُعد تطوير البلاستيك القابل للتحلل الحيوي ليحل محل البلاستيك البترولي غير القابل للتحلل توجهًا حتميًا في تطوير مواد البوليمر. كربونات الكالسيوم أصبح البلاستيك القابل للتحلل مجالًا رئيسيًا للتركيز مع تزايد الطلب على المواد الصديقة للبيئة. ومع تزايد المخاوف البيئية المتعلقة بالنفايات البلاستيكية، كربونات الكالسيوم يقدم حلاً فعالاً. فهو لا يُحسّن الخصائص الميكانيكية للبلاستيك فحسب، بل يُساعد أيضاً في تحسين قابلية تحلله البيولوجي. هذا المزيج من الفوائد الوظيفية والبيئية يجعل... كربونات الكالسيوم مادة مضافة أساسية في تطوير المواد البلاستيكية المستدامة القابلة للتحلل.
الوضع الحالي لتكنولوجيا التعبئة
سعر راتنجات البلاستيك القابلة للتحلل مرتفع نسبيًا، مما يحد من انتشارها. تُعدّ المنتجات البلاستيكية القابلة للتحلل من المنتجات اليومية في الغالب، مما يعيق استخدامها على نطاق واسع. يُعدّ تطوير بلاستيك قابل للتحلل بتكلفة معقولة أمرًا أساسيًا لتوسيع نطاق استخدامه. تُستخدم مواد مالئة منخفضة التكلفة، مثل النشا وكربونات الكالسيوم والتلك، في أنظمة تعديل البلاستيك القابل للتحلل. لا تؤثر هذه المواد المالئة على أداء التحلل، وهي قابلة للتخلص منها بشكل صديق للبيئة. تُعد تقنية الحشو عالية المحتوى أمرًا بالغ الأهمية لتطوير المنتجات البلاستيكية القابلة للتحلل. ويلعب كربونات الكالسيوم دورًا هامًا في تحسين خصائص البلاستيك القابل للتحلل.
دراسة حول أداء المواد المركبة القائمة على PBAT
أظهرت الأبحاث والاختبارات أن خصائص الشد لمزيج كربونات الكالسيوم وPBAT تزداد في البداية ثم تنخفض مع ارتفاع محتوى كربونات الكالسيوم من 0% إلى 50%. ومع ذلك، فإن إضافة عامل الربط KH560 ومادة التوافق ADR حسّنت بشكل ملحوظ خصائص الشد لمزيج كربونات الكالسيوم وPBAT 50%. عند نسبة عامل الربط 2% ومادة التوافق 1%، وصل أداء الشد للمزيج إلى ذروته.
وبالمثل، باستخدام PBAT كمادة مصفوفة وكربونات الكالسيوم 50% كمادة مالئة، يتم تصنيع المركب باستخدام طبقتين طلاء أظهرت هذه التقنية قابلية ممتازة للتحلل الحيوي وأداءً ميكانيكيًا جيدًا. أدى تعديل سطح كربونات الكالسيوم باستخدام 0.5% KH560 وإستر تيتانات 102 0.5% إلى تعزيز قوة شد المركب. وبالمقارنة مع طريقة الطلاء أحادي الطبقة مع إضافات ثابتة، أظهر المركب المطلي بطبقتين تحسنًا ملحوظًا في قوة الشد.
تأثير نسبة ملء كربونات الكالسيوم على المواد القائمة على PBAT
باستخدام آلة بثق مزدوجة اللولب، تم مزج ماسترباتش كربونات الكالسيوم وPBAT بالذوبان لتكوين مادة متجانسة. أظهرت النتائج أنه مع زيادة محتوى كربونات الكالسيوم، انخفضت الاستطالة عند الكسر وقوة الشد لـ PBAT. عندما وصل محتوى ماسترباتش كربونات الكالسيوم إلى 40%، انخفضت الاستطالة عند الكسر لـ PBAT بمقدار 59.68%، وانخفضت قوة الشد بمقدار 56.19%. زادت قوة التأثير مع زيادة محتوى كربونات الكالسيوم. عند ماسترباتش كربونات الكالسيوم 40%، زادت قوة تأثير PBAT بمقدار 46.52%. كان لزيادة محتوى كربونات الكالسيوم تأثير ضئيل على درجة حرارة تليين Vicat لـ PBAT. زادت كثافة PBAT مع محتوى كربونات الكالسيوم. عندما وصل المحتوى إلى 40%، كانت الكثافة 1.44 جم/سم³، بزيادة قدرها 19%.
إنجاز كبير في أداء تحلل Al-CaCO3 معدل جيش التحرير الشعبى الصينى
كربونات الكالسيوم كانت معدل للحصول على كربونات الألومنيوم والكالسيوم (Al-CaCO3)، دُرِسَ تأثيرها على أداء تحلل PLA. أظهرت النتائج أن Al-CaCO3 حسّن أداء تحلل PLA بشكل ملحوظ. تحلل PLA النقي بمقدار 20% فقط خلال 8 أيام، بينما سمحت إضافة أكثر من 30% من Al-CaCO3 لـ PLA بالتحلل الكامل خلال 3 أيام. هذا التحسين مفيد لاستخدام المادة في التسميد المنزلي والصناعي.
خاتمة
تُظهر الحشوات منخفضة التكلفة، مثل كربونات الكالسيوم، إمكاناتٍ كبيرة في تعديل البلاستيك القابل للتحلل. ومن خلال تحسين نسب الحشوات، وابتكار تقنيات تعديل الأسطح، واستخدام الإضافات التآزرية، يُمكن تحقيق التوازن بين أداء المواد وتكلفتها بفعالية. وفي المستقبل، سيُرسي البحث المُستمر في استراتيجيات التحكم في الأداء عند مستويات الحشو العالية، والتعمق في البحث في التوافق بين مختلف مواد المصفوفة والحشوات، أساسًا متينًا للتغلب على حاجز السعر وتحقيق اعتماد واسع النطاق للمنتجات البلاستيكية القابلة للتحلل.
مسحوق ملحمي
إيبك باودر، خبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة. ندعم بنشاط تطوير المساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل. تواصل معنا للحصول على استشارة مجانية وحلول مُخصصة! فريقنا من الخبراء مُلتزم بتقديم منتجات وخدمات عالية الجودة لتعزيز قيمة معالجة مساحيقك. إيبك باودر - خبيرك الموثوق في معالجة المساحيق!