분해성 포장재, 넌 얼마나 아니?
분해성 물질은 일정 기간에 걸쳐 열역학 및 동역학 측면에서 분해될 수 있는 물질입니다.
솔루션은 외부 요인으로 나누어지며 광분해성 물질, 생분해성 물질 등으로 나눌 수 있습니다. 영향을 미치는 요인에는 주로 온도, 분자량 및 물질 구조가 포함됩니다.
★분류
1. 광분해성 물질: 햇빛에 의해 분해됩니다.
2. 생분해성 물질: 곰팡이, 박테리아 등 천연 미생물의 호흡이나 화학에너지 합성으로 인해 분해되어 최종적으로 이산화탄소와 물로 분해됩니다.
3. 환경분해성 물질: 빛, 열, 물, 오염물질, 미생물, 곤충, 기계적 힘 등 자연환경 조건에서 분해됩니다.
★예시
●유산
폴리락타이드라고도 알려진 폴리락트산(PLA)은 미생물 발효 산물인 젖산을 단량체로 사용하여 화학적으로 합성됩니다. 사용 후 자동으로 분해될 수 있으며 환경을 오염시키지 않습니다.
폴리락트산은 기계적 성질이 우수한 섬유나 필름으로 가공할 수 있으며 강도는 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유와 거의 동등합니다. 폴리유산은 체내에서 젖산과 아세트산으로 가수분해되고, 효소에 의해 CO2와 H2O로 대사되므로 의료용 소재로 활용될 수 있다. 일본과 미국에서는 수술용 봉합사, 인공뼈, 인공 피부 가공에 폴리유산 플라스틱을 사용해 왔다. 폴리락트산은 포장 용기, 농업용 덮개, 섬유 스포츠웨어 및 침구 생산에도 사용됩니다.
●전분 플라스틱
전분 함량은 90% 이상이며 첨가된 다른 성분도 완전히 분해될 수 있습니다. 현재 일본의 스미토모상사, 미국의 Wamer-Lamber사, 이탈리아의 Ferrizz사 등이 전분 함량 90~100%에 대한 연구에 성공했다고 주장하고 있다. 전분플라스틱은 (1~1년) 안에 흔적도 남지 않고, 오염도 없이 완전히 생분해되며, 각종 용기, 병, 필름, 쓰레기봉투 등을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
전분 플라스틱의 생산 원리는 전분 분자를 변형 및 혼란시켜 열가소성 특성을 갖는 전분 수지를 형성하는 것이므로 열가소성 전분 플라스틱이라고도 합니다. 성형 공정은 전통적인 플라스틱 가공 장비를 따를 수 있습니다. 생분해성 플라스틱을 개발하기 위해 전분을 원료로 사용하면 다음과 같은 잠재적인 이점을 얻을 수 있습니다. 전분은 다양한 환경에서 완전한 생분해성을 갖습니다. 플라스틱의 전분 분자가 분해되거나 재화되면 토양이나 공기에 해를 끼치 지 않는 이산화탄소 가스가 형성됩니다. 적절한 기술을 사용하면 전분을 열가소성화 후 플라스틱 재료를 만드는 데 사용되는 기계적 특성에 도달할 수 있습니다. 전분은 재생 가능한 자원이며 고갈되지 않으며 전분의 활용은 농촌 경제 발전에 유익합니다.
현재 우리나라에서 생산되는 전분 플라스틱의 대부분은 충진 전분 플라스틱, 즉 난분해성 고분자 재료에 일정 비율의 전분을 첨가하여 생분해를 통해 전체 재료의 물리적 특성이 붕괴된다는 점에 유의해야 합니다. 많은 수의 말단 그룹이 산화 분해에 노출되지만 이 "붕괴" 이후 나머지 부분의 PE와 PVC는 분해되지 않고 토양에 남아 있습니다. 시간이 쌓이면 당연히 오염이 되기 때문에 외국에서는 이런 종류의 제품을 제거형으로 분류합니다.
●광분해성 플라스틱
광분해성 플라스틱은 제조방법에 따라 합성분해성 플라스틱과 첨가분해성 플라스틱으로 나눌 수 있다.
(1) 합성분해성 플라스틱
ㅏ. 에틸렌/일산화탄소 공중합체(E/CO)
광분해는 주쇄 절단이 특징입니다. 광분해 속도와 E/CO 정도는 사슬에 포함된 케톤기의 양과 관련이 있습니다. 함량이 높을수록 분해 속도가 빨라지고 정도가 커집니다. 미국 텍사스의 과학자들은 E/CO에 대한 실외 노출 실험을 수행했습니다. 태양이 가득한 6월에는 빠르면 며칠 내에 E/CO의 성능이 저하될 수 있습니다.
비. 비닐/비닐 케톤 공중합체(Ecolyte)
Ecolyte 분자의 측쇄에 있는 케톤 그룹은 자연광의 작용으로 분해될 수 있습니다. Ecolyte의 광분해성은 E/CO보다 우수하지만 비용도 더 높습니다. 이런 종류의 폴리머의 단점은 빛에 노출되자마자 분해되기 시작하고 유도기간이 거의 없다는 점이다. 유도기간을 조절하려면 항산화제를 첨가해야 합니다.
(2) 광분해성 플라스틱 첨가제
첨가제형 광분해성 플라스틱은 폴리머에 소량의 감광제를 첨가하는 것입니다. 저농도에서는 태양광(자외선) 조사 후 반응하여 폴리올레핀 중합체를 분해하는 광산화 분해촉매입니다. PE, PP 및 기타 폴리머에 케톤, 아민 및 기타 감광제를 첨가하면 더 나은 광분해성을 얻을 수 있습니다. 광분해성 첨가제 플라스틱은 가격이 저렴하고 생산 공정이 간단하며 커버 필름으로 사용할 때 효과가 좋습니다. 그러나 그 열화특성은 노출된 표면은 상대적으로 완전히 열화되고, 토양에 묻힌 부분은 열화가 잘 되지 않는다는 점이다. 이러한 광분해성 플라스틱의 분해 유도기간은 2개월 이상으로 조절이 가능하다. 그러나 성능 저하 시간의 제어 가능성은 좋지 않습니다.
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