مروری بر مواد پلیمری طبیعی بر پایه زیستی

مواد اساس مواد از بقا و توسعه انسان، بلکه هسته اصلی پیشرفت های فن آوری امروز است، استفاده از مواد پلیمری به هر جنبه ای از زندگی انسان نفوذ کرده است. اطلاعات نشان می دهد که در سال 2013 تولید پلاستیک جهانی بیش از 280 میلیون تن، که خروجی چین بیش از 60 میلیون تن، مصرف بیش از 70 میلیون تن است. در حال حاضر، بازار در حال ظهور از تولید و مصرف پلاستیک همچنان به اوج با توجه به زیستی بر اساس پلیمر طبیعی با مواد پلیمری معمولی یک سبز، مواد اولیه سازگار با محیط زیست ندارد ممکن است خواص تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر، آن را تا به چشم انداز بازار خوب است. بنابراین این مقاله شرایط فعلی طبیعی زیستی بر اساس صنعت مواد پلیمری، و ظهور مربوطه از آخرین فن آوری محصولات مرتبط، خواص و استفاده از عنوان در جزئیات برای خوانندگان به درک است.

اول، مشخصات مواد پلیمری بر اساس زیستی

◆ 1 مواد پلیمری مبتنی بر زیستی

در حال حاضر، پلیمرهای زیستی بر اساس داشتن پلت فرم، پلاستیک های زیستی، محصولات شکر کاربردی، مواد بیولوژیکی مبتنی بر ترکیب چوب پلاستیک کامپوزیت، که شامل هر دو مقاله را در زندگی روزانه می توانید اغلب نیازهای روزانه، مانند بسته بندی، نیازهای روزانه یکبار مصرف، نیز از جمله با تکنولوژی بالا، دارویی کنترل مواد و تثبیت استخوان انتشار مواد با ارزش افزوده بالا، و همچنین ترمیم بافت انسان و سایر مواد زیست پزشکی و مواد دیگر را می توان به سه زیر مجموعه ها تقسیم می شود:

(1) مواد پلیمری ترموپلاستی بر پایه زیستی: مانند PLA، نشاسته گرمانرم، فیبر و مواد کامپوزیت؛

(2) زیستی بر اساس ترموست پلیمر: مانند رزین های اپوکسی، رزین های اشباع نشده، چسب و یا مانند؛

(3) زیستی بر اساس مواد افزودنی پلیمر: مانند مقاوم در برابر شعله، روان، عوامل هسته، اصلاح و مانند آن.

◆ 2. هدف و اهمیت توسعه مواد پلیمری بر اساس زیستی

بنا به آمار، نزدیک به 99 درصد از مواد پلیمری از منابع فسیلی، اما در حال حاضر افزایش کاهش بحران منابع فسیلی و مشکلات زیست محیطی مواجه هستند جدی تر شده اند. اگر شما استفاده از زیستی بر اساس مواد پلیمری به جای محصولات پلاستیکی معمولی، می توان با 30٪ کاهش می یابد تا 50٪ از مصرف منابع نفت، در حالی که کاهش تولید گازهای گلخانه ای 50٪ تا 80٪ دی اکسید کربن. در این زمینه، تحقیق و توسعه از مواد پلیمری تجزیه زیستی به جای مواد پلیمری مبتنی بر نفت داشتن اهمیت عملی فوری است. در سال های اخیر در تلاش های فعال دولت ها و شرکت های مرتبط در کشورهای مختلف، مواد پلیمری مبتنی بر زیست شناسی پیشرفت چشمگیری داشته اند.

دوم، طبقه بندی و معرفی مواد پلیمری طبیعی مبتنی بر زیست

به عنوان یکی از مواد پلیمری زیستی بر اساس مهم، مواد بیولوژیکی اشاره به یک ارگانیسم طبیعی پلیمر (شامل حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم ها)، و یا مخلوط با دیگر منابع، مواد پلیمری اصلاح شده، داشتن یک طیف گسترده ای از منابع، ذخایر غنی، مواد تجدید پذیر، بازیافت و یا تخریب، اما قالب بندی کلی سخت است، دسته اصلی عبارتند از:

◆ 1 چوب مواد کامپوزیت پلاستیک

WPC عمدتا پلاستیکی (پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن (PE)، پلی وینیل کلرید (پی وی سی)، و غیره، و بازیافت ضایعات پلیمری خود) با اضافه کردن آرد چوب، پوسته برنج، کاه و دیگر زباله های فیبر گیاهی سنتز مخلوط را به یک چوب جدید، و پس از آن توسط اکستروژن، قالب ریزی و سازه های پلاستیکی فرآیند قالب گیری تزریقی برای تولید یک ورق یا مشخصات ویژگی های اصلی: منابع مواد اولیه، محصولات پلاستیکی شده، استفاده از محیط زیست، بازیافت هزینه صرفه جویی این

همچنین، چرا که هر دو بافت چوب نگهدارنده آب دو ویژگی از پلاستیک و چوب، آن را به یک عملکرد بسیار خوب و مصالح ساختمانی دوام در فضای باز (کف پوش، نرده، مدفوع، باغ اسکله و یا چشم انداز) باعث می شود؛ ساخت و ساز انواع قالب مورد استفاده در قالب چوب پلاستیک سازگار ترین با مواد بازیافت و الزامات زیست محیطی است، در بسیاری از ساخت و ساز کلیدی به تصویب رسید، 2015 الگو WPC دارای بیش از 100 میلیون متر مربع.

◆ 2. پلاستیک مبتنی بر نشاسته

نشاسته است یک پلیمر طبیعی است به طور گسترده ای در مانند ذرت، گندم، برنج، سیب زمینی، تاپیوکا و گیاهان دیگر در حال حاضر با توجه به تعداد زیادی از مولکول های حاوی گروه های هیدروکسیل، و بنابراین بین مولکول نشاسته نیروهای قوی نشاسته اصلی باعث دشوار به ذوب شدن پردازش، بلکه در دیگر مخلوطهای پلیمری و پردازش و سازگاری با دیگر پلیمرهای نیز فقیر هستند. با این حال این گروه های هیدروکسیل قادر به استری، etherification، پیوند، اتصال عرضی و سایر واکنش های شیمیایی، استفاده از این واکنش های شیمیایی به تغییر شیمیایی نشاسته، نشاسته هیدروکسیل کاهش می یابد، تغییر ساختار اصلی خود را، در نتیجه تغییر خواص مربوطه را از نشاسته، نشاسته خام را به نشاسته گرمانرم. اصلاح معمولا فیزیکی، استری، etherification یا استری، واکنش crosslinking، ترکیب مواد کامپوزیتی اصلاح شده مانند ترکیب کوپلیمر اصلاح شده.

مواد کامپوزیت چوب پلاستیک برای مصالح ساختمانی در فضای باز

پلاستیک بر پایه نشاسته منبع گسترده ای، کم هزینه، تجدید پذیر، و به طور کامل در خاک تحت محیط طبیعی، به سرعت در حال تجزیه، غیر سمی، بدون آلودگی، بدون بو، و تخریب ساختمان خاک آسیب نمی زند. نمونه نشاسته گرمانرم پلاستیک حاضر یک فیلم داشتن یک شفاف، انعطاف پذیر، ویژگی های غیر سمی معمولی از کامپوزیت نشاسته / پلیمر برای تخریب نشاسته / آلیاژ PVA.

◆ 3. سلولز و مشتقات آن پلاستیک

سلولز شیمی و صنعت بیش از 160 سال آغاز شد، شیمی پلیمر هدف اصلی دوره تولد و توسعه است. مولکولهای مولکولهای سلولز حلقه پلی ساکارید گلوکز د به بتا 1، ارتباطات 4 گلیکوزیدی که ترکیب شیمیایی حاوی کربن 44.44٪، هیدروژن 6.17٪، اکسیژن 49.39٪، پنبه با خلوص بالا (98٪) از سلولز است. سلولزی به عنوان یکی از پلاستیک سخت ترین گرمانرم، داشتن یک براق خوب، شفافیت خوب، سختی، مقاومت مکانیکی، ثبات جامدات خوب و دیگر مشخصات، دارای مقاومت گرمایی عالی، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر آب و هوا و خواص شیمیایی است.

مشتق سلولز فیبر به طور کلی سفید، گرانول و یا پوسته پوسته، مشتق های مختلف سلولز سلولز با خلوص بالا به دست آمده توسط روش های مختلف نیترات معمولا سلولز، استات سلولز، استات سلولز است - بوتیرات، استات - پروپیونات، اتیل سلولز، سلولز cyanoethyl، سلولز هیدروکسی اتیل و مانند چند.

آماده سازی سلولزی مشتق مرکب پلیمری از قبیل سلولز طبیعی گیاه، و یا سلولز، پلاستیک گرمانرم شده توسط مواد شیمیایی از طریق یک واکنش شیمیایی، پس از افزودن مواد افزودنی مختلف به دست آمده پس از اصلاح فیزیکی است مواد افزودنی مشترک عبارتند از: پلاستیک، تثبیت کننده ها، روان کننده ها، پرکننده ها، رنگ ها، حلال ها و غیره.

سلولزی تزریقی در دسترس، قالب گیری اکستروژن، قالب گیری ضربه، ماشین کاری و دیگر فرایند تولید ممکن است به یک شیشه جلو اتومبیل خودرو، لوازم التحریر، بسته بندی فیلم، امنیت نظامی شیشه ای، نیازهای روزانه، قطعات دوربین، مسکن رادیو، تجهیزات نظامی، عایق الکتریکی تشکیل قطعات و محصولات بهداشتی پزشکی.

◆ 4. پروتئین پلاستیک

پلاستیک یکی از پروتئین مواد زیست تخریب پذیر حوزه پژوهشی و بیولوژیکی بستر طبیعی پلیمر پلاستیکی به طور گسترده استفاده می شود. در حال حاضر، پروتئین های گیاهی داخلی ممکن است استفاده شود که سعی کنید به مطالعه مواد زیست تخریب پذیر به طور عمده پروتئین سویا، پروتئین ذرت، پروتئین گندم .، دانه آفتابگردان و پروتئین های دیگر، که در حال حاضر پروتئین سویا مورد مطالعه، روش پردازش پروتئین سویا دارند مواد زیست تخریب پذیر دو: یک فرایند مرطوب است، به زودی پس از اصلاح پروتئین آماده یک راه حل، بازیگران را به یک فیلم، هوا طبیعی خشک تشکیل یا حرارت و خشک کردن، از سوی دیگر پردازش خشک، به عنوان مثال، مقدار پروتئین سویا و بلستسزرس مخلوط اصلاح شده، تحت نیروی مکانیکی توسط اکستروژن، قالب ریزی و سازه، قالب گیری ضربه و یا قالب گیری تزریق روش ها و قالب مناسب را آماده سازی محصولات مواد قابل تجزیه می کند. شرایط قالب گیری عبارتند از: فشار قالب، زمان قالب گیری و دمای قالب.

پروتئین سویا پروتئین ترین پروتئین گیاهی در مواد زیست تخریب پذیر است

از آنجا که پروتئین سویا حاوی مقدار زیادی از اوراق قرضه ستون فقرات آمید مولکولی (-CO-NH-)، زنجیره های جانبی مولکول های بزرگ حاوی آب جاذب باقی مانده اسید آمینه (-NH2، -COOH)، ساخته شده از مواد با سخت و شکننده، جذب آب بالا ویژگی های، به طوری که مواد باید اول آماده می شود. در حال حاضر، از روش معمول استفاده می شود برای اصلاح یک پروتئین اصلاح فیزیکی مواد، اصلاح شیمیایی، های plasticization اصلاح مولکول کوچک، اختلاط اصلاح مواد خام اصلاح و مانند آن. این روش اصلاح به تغییر تنها ساختار پیشرفته و یا ترکیب از یک مولکول پروتئینی، آمینه توالی اسید که یک ساختار قابل ملاحظه هیچ تغییر دارای دو هدف اصلی را تحت تاثیر قرار: به منظور بهبود آبگریزی و خواص مکانیکی، بهبود انعطاف پذیری و سیالیت از مواد پردازش شده است.

در حال حاضر، محدودیت می تواند از عوامل بیولوژیکی سویا توسعه پلاستیک پروتئین از تخریب به طور عمده گران، دشوار است به ترویج کنند؛ ساز و تخریب از مواد است بسیار روشن است، زمانی که کنترل دقیق تخریب باقی مانده است به صورت کامل، روش ارزیابی را برای تخریب عملکرد یکنواخت نبوده است تمرکز استاندارد از مطالعه در خارج از کشور در بهبود تکنولوژی پردازش به منظور بهبود خواص مکانیکی و بالا پژوهشگران آماده کرده ایم یک ماده زیست تخریب پذیر باید خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر آب استفاده از پروتئین سویا دارند متمرکز شده است.

◆ 5. پلاستیک لیگنین

لیگنین استفاده از چوب مواد کامپوزیت های پلاستیکی آماده در پردازش های پلاستیکی و بخش هایی از ترکیبی از رزین ها، روان، مواد معدنی، سازگار کننده، رنگدانه ها، و غیره گروه می باشد متعلق به قابل تمدید پلیمر لیگنین طبیعی در طبیعت، لیگنین ذخایر بعد از سلولز، عملکرد 150 میلیارد تن در سال، با زیست تخریب پذیر، تجدید پذیر، کم هزینه، مزایای غیر سمی حاصل از مشروب سیاه و سفید.

صنایع پلاستیک در هر یک از تعداد زیادی از پرکننده و عوامل تقویت کننده استفاده می شود، در مقایسه با پرکننده های معدنی معمولی، حداکثر استفاده از لیگنین داشتن یک گروه عاملی بسیار واکنش پذیر در مولکول آن، مناسب است برای اتصال به سایر گروه عاملی دلخواه توسط اصلاح شیمیایی بر اساس لیگنین در خواص فیزیکی و شیمیایی، برنامه های تجاری و تولید صنعتی از پلاستیک، لیگنین پلاستیکی توسعه بسیار مهم است. لیگنین لیگنین شایع عبارتند از پلاستیک / پی وی سی، لیگنین / رزین فنولیک (PF)، لیگنین / پلی اورتان (PU)، لیگنین / پلی پروپیلن (PP)، لیگنین / پلی اتیلن (PE) و مانند آن.

در حال حاضر، تمرکز لیگنین مطالعه است که هنوز هم تکنولوژی ظرفیت پلاستیک، چگونه ساده و موثر برای بهبود سازگاری بین لیگنین و رزین، لیگنین کلیدی برای استفاده در مقیاس بزرگ در صنعت پلاستیک است؛ علاوه بر لیگنین ماتریس تولید شده توسط پلیمریزاسیون پیوند می توان به طور کامل در هنر مانند مواد لیگنین پلیمر ضمیمهها متیل متاکریلات تخریب، و یک مونومر به طور مستقیم در واکنش به عنوان لیگنین، رزین فنل مصنوعی، پلی یورتان، پلی استر و پلیمرها، و غیره درگیر نیز در سال های اخیر توسعه نقاط داغ.

◆ 6. کیتین و مشتقات پلاستیکی کیتوزان

◇ 6.1 کیتین

کیتین (کیتین)، همچنین به عنوان شناخته شده کیتین، به طور گسترده ای در قارچ پایین بوته، سلول های جلبک، میگو بندپایان، خرچنگ حال و حشره محوطه حشرات، سخت پوستان، نرم تنان (به عنوان مثال، ماهی مرکب، ده پا) و مسکن غضروف، دیواره سلولی گیاهان عالی، مقدار سالانه بیوسنتز منابع ~ 100 میلیارد تن تا 10 میلیارد تن است، دومین بعدی به منابع بیولوژیکی بر روی فیبر گیاهی زمین است. طبیعت کیتین کیتیناز، لیزوزیم پس از آنزیم، تخریب کاملا بیولوژیکی آنزیم کیتوزان در کربن اکوسیستم و چرخه نیتروژن نقش نظارتی مهم در محیط زیست جهانی ایفا می کند.

تجزیه و تحلیل ساختار شیمیایی کیتین می دانید، یک کیتین پلیمر طبیعی در طبیعت تنها با بار مثبت است. اغلب نمک و پروتئین معدنی همیشه نامحلول در آب نزدیک کیتین در طبیعت مرتبط است. مردم برای به دست آوردن کیتین، پوسته سخت پوستان تمایل دارند که با روش های شیمیایی یا میکروبیولوژیکی آماده می شود. روش های شیمیایی اغلب استفاده می شود تولید صنعتی در حال حاضر، پس از درمان اسید، حذف کلسیم و پروتئین، سپس با یک باز قوی تحت درمان حذف حرارت زائد از داستیلاز می توان کیتین بسیار گسترده ای محلول در آب (کیتوزان) اعمال می شود.

در حال حاضر، از زباله های خانگی اغلب کیتین از میگو، خرچنگ پوسته میگو و خرچنگ پوسته محتوای کیتین از 20 تا 30٪ مواد معدنی (عمدتا کربنات کلسیم) محتوای 40٪ و آلی دیگر (عمدتا پروتئین) استخراج محتوای حدود 30 درصد از منابع کیتین در کشور است. ساحلی استان ژجیانگ تنهایی 670000 تن تولید سالانه میگو، محاسبه شده به عنوان 40 درصد از زباله های را می توان تولید بیش از 10،000 تن از کیتین، یک پتانسیل منابع بزرگ است. کیتین و پلی وینیل الکل دارای خواص مانع بالا، خواص فیلم که می تواند عملکرد از فیلم های پلاستیکی معمولی رسیدن زیست تخریب پذیر هستند.

◇ 6.2 پلاستیکی کیتوزان

کیتوزان (متاتارس) محصولات محلول در آب در نتیجه پس از غلظت قلیایی کیتین داستیله، نام علمی (1، 4) -2-آمینو-2 دی اکسی گلوکان -β-D- محصولات است به عنوان یک سفید، کمی مروارید گون، ورق شفاف کیتوزان جامد به عنوان پلیمرهای کاتیونی، ثبات شیمیایی، تجزیه حدود 185 درجه.] C، غیر سمی،، محلول در اسید سولفوریک نامحلول در آب و قلیایی، یک اسید آلی (به عنوان مثال، 1٪ اسید استیک) و یک محلول آبی از یک اسید ضعیف اسید محلول چسبناک تولید نمک کیتوزان محلول کلوئیدی شفاف، سپس راه حل با H + اتصال مولکول به عنوان مثال، یک گروه آمینو، تولید بار مثبت بالا مواد با وزن مولکولی ، آسیلاسیون می تواند رخ دهد، کربوکسیلاسیون، هیدروکسیلی، آلکیلاسیون، استری (سولفاته)، آلدیمین آزید، salification، هیدرولیز، و دسفرال، اکسیداسیون، کلر زنی، پیوند و ارتباط متقابل و غیره از طریق ظاهر (ظاهر سفید بیشتر بهتر است)، درجه deacetylation (درجه بالاتر از deacetylation بهتر) دو شاخص شناسایی کیتوزان.

کیتوزان کیتوزان را می توان به پلاستیک و سایر پلیمرهای زیستی بر اساس طبیعی، مانند کیتوزان مخلوط با کامپوزیت سلولز را می توان برای تولید مواد بسته بندی، فیلمهای کشاورزی، گلدان نهال استفاده، و سایر محصولات مخلوط شده است. کیتوزان و نشاسته فیلم های تولید شده از ترکیبات مواد کامپوزیتی در آب غوطه ور نیست و دارای استحکام کششی بالا هستند و می توانند در مواد غذایی بسته بندی شده استفاده شوند.

نتیجه گیری

در مورد در حال حاضر با افزایش کاهش منابع فسیلی، بدتر شدن مشکلات زیست محیطی مواجه است، استفاده از زیستی بر اساس زیست تخریب پذیر از مواد پلیمری طبیعی به جای مواد پلیمری مبتنی بر نفت، انرژی های جایگزین هر دو یک راه مهم برای حل کند، اما همچنین یک ابزار موثر بهبود محیط زیست، و در نتیجه اهمیت بسیار عملی. تحقیق و توسعه مواد پلیمری مبتنی بر زیستی طبیعی راه طولانی برای رفتن است، که به همه نیاز دارد تا با یکدیگر همکاری کنند تا فعالیت خود را به طور فعال توسعه دهند.