Granulador de plástico degradable
PLA PBAT
La máquina de composición biodegradable PLA PBAT tiene un rendimiento de procesamiento muy bueno y puede procesarse en plásticos existentes. Se realizan varios tipos de procesamiento de moldeo en equipos de uso general, que tienen el mejor rendimiento de procesamiento de plásticos degradables.
El proceso de producción de Jwell Machinery Manufacturing Co., Ltd. se combinó con las características de PBAT y desarrolló con éxito un proceso de producción de esterificación continua directa.
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Sus características de funcionamiento son las siguientes:
Para reducir la aparición de reacciones secundarias de BDO, reducir la generación de THF y reducir el consumo de materias primas, toda la reacción de esterificación se realiza en condiciones de vacío. Puede bajar la temperatura de la reacción de esterificación y reducir el consumo de energía al mismo tiempo.
Debido a la baja actividad de las materias primas, se utilizan catalizadores de alto rendimiento; El granulador de plástico degradable PBAT tiene las características de fácil hidrólisis y desactivación del catalizador. El método tradicional de agregar el catalizador por encima del nivel del líquido se cambia por debajo del nivel del líquido. Únete para resolver los problemas anteriores.
Durante el proceso de policondensación, los oligómeros producidos se transportan fácilmente al sistema de pulverización junto con la tubería de fase gaseosa de vacío, lo que provoca el bloqueo del sistema. Con este fin, se instala un sistema de recolección y separación de ciclones en la tubería de fase gaseosa, y los oligómeros generados son recolectados y capturados por un separador de ciclones, y el gas de cola ingresa al sistema de circulación de pulverización BDO.
Durante el proceso de reacción de esterificación, aunque se puede reducir el grado de reacciones secundarias, no se pueden evitar.
Los principales componentes de las aguas residuales de esterificación son THF y agua. Debido a que el THF es de baja toxicidad, el PBAT degrada los granuladores de plástico, pero su alta concentración es fácil de causar daño al cuerpo humano. Si se descarga directamente en el tratamiento de aguas residuales, dañará las bacterias en el sistema de tratamiento de aguas residuales. Para este propósito, se configura un dispositivo de recuperación de THF PBAT granulador de plástico degradable Jwell Machinery Co., Ltd.
El granulador de plástico degradable PBAT separa el THF y el agua. Después de procesar el dispositivo de recuperación, la fracción de masa de THF puede alcanzar más del 99,95 %. La fracción de masa de THF en las aguas residuales se controla en alrededor del 0,05 %; Al mismo tiempo, esta parte de las aguas residuales se envía a la torre de extracción de aguas residuales para su extracción con vapor, y se extraen el THF y otras sustancias orgánicas. La resistencia al calor es buena y la temperatura de distorsión térmica es cercana a los 100 ℃.
Después de la modificación, la temperatura de uso puede exceder los 100 ℃ y se puede usar para preparar envases de bebidas frías y calientes y loncheras. Supera las deficiencias de la baja temperatura de resistencia al calor de otros plásticos biodegradables.
El granulador de plástico degradable PBAT tiene un rendimiento de procesamiento muy bueno y puede procesarse en plásticos existentes. Se realizan varios tipos de procesamiento de moldeo en equipos de uso general, que tienen el mejor rendimiento de procesamiento de plásticos degradables. Al mismo tiempo, se puede mezclar una gran cantidad de carbonato de calcio, almidón y otros rellenos para obtener productos de bajo precio; las bolsas de polietileno producirán una gran cantidad de compuestos oxigenados después de la degradación.
Hablando específicamente, después de la degradación, las moléculas grandes del plástico se convierten en muchas moléculas pequeñas de cetonas, aldehídos, ácidos, ésteres, etc. La Academia China de Ciencias Agrícolas usó un microscopio de 1600x para observar los desechos degradados; se puede ver claramente que un una gran cantidad de hongos, bacterias y micelio se adhieren a la superficie de los desechos degradados. Esto demuestra que en la etapa posterior de degradación -la biodegradación puede volverlo completamente inofensivo- se asimila con el suelo y es absorbido por el medio ambiente.
Máquina de composición biodegradable PLA PBAT Técnica de fondo:
El uso de film plástico ha penetrado en todos los ámbitos de la vida de las personas y es muy utilizado en envases de alimentos, envases de productos electrónicos y eléctricos, bolsas de la compra, bolsas de basura, etc.
Las materias primas de los materiales de película plástica tradicionales, como la película de polipropileno (PP) y la película de polietileno (PE), son petróleo, que es difícil de degradar después de ser desechado en la naturaleza, causando un gran daño al medio ambiente. Con el agotamiento cada vez mayor de los recursos petroleros y la creciente conciencia de la gente sobre la protección del medio ambiente, el desarrollo de materiales poliméricos totalmente degradables y respetuosos con el medio ambiente para su aplicación en el campo de los materiales de película delgada se ha convertido en la corriente principal del desarrollo futuro.
El ácido poliláctico (PLA) es un poliéster alifático que se obtiene convirtiendo el almidón extraído de recursos vegetales renovables como el maíz y la patata en glucosa, que se fermenta en ácido láctico y se polimeriza. La temperatura de transición vítrea Tg del PLA es de aproximadamente 55 °C y el punto de fusión Tm es de aproximadamente 180 °C. PLA tiene buena biocompatibilidad y alta resistencia y puede ser completamente biodegradado. El producto final después de la degradación es agua y dióxido de carbono. Por lo tanto, no es tóxico. No causará contaminación ambiental. Aunque el PLA tiene excelentes propiedades integrales y alta resistencia, su tenacidad es pobre. El alargamiento a la rotura del PLA puro es de alrededor del 4%.
El éster de poli(butileno tereftalato-co-butileno adipato) (PBAT) es un copoliéster alifático-aromático. Este copoliéster tiene buena biodegradabilidad. El producto final de la degradación es agua y dióxido de carbono. Es un material polimérico respetuoso con el medio ambiente. Al mismo tiempo, también tiene buena ductilidad y tenacidad, así como buena resistencia al calor. Y el rendimiento de impacto. Por lo tanto, al mezclar ácido poliláctico y poli(tereftalato de butileno-adipato de co-butileno) éster, utilizando las ventajas de rendimiento de los dos para complementarse entre sí, ajustando la relación de mezcla de los dos, no solo se puede obtener una mayor resistencia, sino que también se puede mejorar la flexibilidad de la mezcla. La película preparada por la mezcla puede lograr una biodegradación total y es un material ecológico.
Sin embargo, en comparación con el polipropileno tradicional, el polietileno y otros materiales que se pueden usar para preparar películas, el costo de preparación de ácido poliláctico y poli (tereftalato de butileno-adipato de cobutileno) es más alto, especialmente este último. Esto hará que la película totalmente biodegradable preparada por la mezcla de PLA y PBAT tenga una desventaja de precio en comparación con la película de plástico tradicional, lo que no es propicio para su promoción y aplicación. El almidón se encuentra ampliamente en las plantas de la naturaleza, es rico en recursos, tiene un precio bajo y es biodegradable. Por lo tanto, al agregar almidón a la mezcla de PLA y PBAT, la composición preparada no solo puede lograr una biodegradación completa, sino que también puede reducir el costo de preparación de la composición y aumentar su competitividad en el mercado.
Luego de buscar en el estado de la técnica, se encuentra que la patente CN102257068 divulga una película de empaque biodegradable; mezclar ácido poliláctico, almidón y copoliéster alifático-aromático, y realizar la mezcla ajustando su relación de mezcla El equilibrio de las propiedades mecánicas. Dado que el ácido poliláctico, el almidón y el copoliéster alifático-aromático tienen poca compatibilidad entre sí, es difícil obtener una composición con mejores propiedades mecánicas por simple mezcla.
La literatura (CarbohydratePolymers[J], 2009, 77: 576–582) informó el uso de anhídrido maleico en la polimerización de doble enlace para conectar una sección de polímero con buena compatibilidad con poliéster como compatibilizador con ácido poliláctico y almidón compatibilizados. Y mezcla ternaria alifático-aromática; sin embargo, la desventaja de usar este compatibilizador es que no es biodegradable, lo que destruye la biodegradabilidad total de la mezcla. Aunque el uso de extensores de cadena de isocianato como compatibilizadores también puede mejorar la compatibilidad de los tres, por un lado, los extensores de cadena de isocianato son más tóxicos y, por otro lado, la mayoría de ellos son líquidos, lo que es inconveniente para agregar y usar.
Soluciones técnicas de la máquina de preparación de compuestos biodegradables PLA PBAT:
Un material compuesto PLA/PBAT hecho de componentes que incluyen las siguientes partes en peso:
10-90 partes de ácido poliláctico
poli(tereftalato de butileno-co- 10-90 partes de adipato de butanodiol
10-80 partes de almidón termoplástico
0.01-1.5 partes de compatibilizador A
0.1-10 partes de compatibilizador B
1-40 partes de relleno
El ácido poliláctico tiene un peso molecular promedio en peso de 40.000 a 300.000, que se obtiene principalmente por polimerización de ácido L-láctico, y el sistema también contiene <5% en peso de ácido D-láctico.
El éster de poli(tereftalato de butileno-adipato de co-butileno) (PBAT) tiene un peso molecular promedio de 20 000 a 130 000 y se basa en ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo, el alcohol butileno y el ácido adípico se polimerizan como materias primas.
El almidón termoplástico es uno o más de almidón de patata termoplástico, almidón de maíz termoplástico, almidón de tapioca termoplástico y almidón de trigo termoplástico. El compatibilizador A es peróxido de dicumilo (DCP).
El compatibilizador B es uno o más de anhídrido maleico, anhídrido piromelítico o ácido cítrico. El relleno es uno o más de carbonato de calcio, caolín, sílice, mica, montmorillonita, arcilla, carbonato de bario o talco.
Un método para preparar el material compuesto PLA/PBAT completamente biodegradable mencionado anteriormente incluye los siguientes pasos:
Combinando ácido poliláctico, éster de poli(tereftalato de butileno-adipato de cobutileno), almidón termoplástico, y El relleno se seca;
Pesar los siguientes componentes en peso de acuerdo con la relación anterior: 10-90 partes de ácido poliláctico, poli(tereftalato de butileno-adipato de cobutileno) 10-90 partes, almidón termoplástico 10-80 partes, compatibilizador A 0,01-1,5 partes, compatibilizador B 0,1-10 partes, relleno 1-40 partes; mezcle las materias primas anteriores de manera uniforme;
Paso (2) Las materias primas uniformemente mezcladas se agregan a la extrusora de doble tornillo para fundir y mezclar, extruir, estirar y peletizar.
En el paso (1), ácido poliláctico y poli(tereftalato de butileno-co-co- La temperatura de secado del adipato de butanodiol y el almidón termoplástico es de 60-80 ℃, y el tiempo de secado es de 6-24 h; la temperatura de secado del relleno es de 100- 120 ℃, y el tiempo es de 5 a 10 h; el equipo de secado es un horno de vacío o un horno de viento de tambor.
En el paso (3), la extrusora de doble tornillo es una extrusora de doble tornillo co-rotatoria o fuera de fase, la temperatura de extrusión es de 110-180°C, la velocidad del tornillo es de 60-600 rpm y la longitud del tornillo La relación L/D a diámetro es de 40 a 50:1. La solución técnica de la máquina de composición biodegradable PLA PBAT no solo puede mejorar la compatibilidad de la interfaz entre los componentes de la composición, sino que también tiene un procesamiento y una operación convenientes, lo que puede reducir en gran medida el costo de preparación de la composición, y la composición obtenida tiene una mejor mecánica. propiedades y flexibilidad. Se puede utilizar para preparar materiales de embalaje y vajillas desechables.
La máquina de preparación de compuestos biodegradables PLA PBAT tiene los siguientes efectos beneficiosos:
El material compuesto totalmente biodegradable proporcionado por la máquina de composición biodegradable PLA PBAT no solo permite que el almidón termoplástico tenga una buena dispersabilidad en las dos matrices poliméricas de PLA y PBAT, sino que también permite que las dos matrices poliméricas tengan una buena dispersabilidad. Tiene buena compatibilidad de interfaz; Al mismo tiempo, la operación de procesamiento es simple, el costo de fabricación del producto es bajo, la composición obtenida tiene buenas propiedades mecánicas y flexibilidad, es completamente biodegradable y puede usarse ampliamente en materiales de empaque y vajillas desechables, etc.
Una descripción detallada de la máquina de composición biodegradable PLA PBAT
La máquina de preparación de compuestos biodegradables PLA PBAT se describirá adicionalmente a continuación junto con las realizaciones.
Los componentes principales de las materias primas de polimerización de PLA seleccionadas en los ejemplos son todos ácido L-láctico y también contienen <5 % en peso de ácido D-láctico.
Prueba de rendimiento mecánico:
El estándar de prueba de rendimiento de tracción es ASTM D638, y la velocidad de tracción es de 50 mm/min.
Ejemplo 1
PLA (peso molecular medio ponderado de 200 000), PBAT (peso molecular medio ponderado de 125 000) y almidón de maíz termoplástico se secaron en un horno a 80 °C durante 10 horas y se insuflaron talco (malla 1250) a 105 °C . Secado en horno durante 8 horas;
Luego tome 90 partes de PLA, 10 partes de PBAT, 10 partes de almidón de maíz termoplástico, 0,01 partes de compatibilizador A peróxido de dicumilo, 0,1 partes de compatibilizador B anhídrido maleico, 2 partes de polvo de talco se mezclan en un mezclador alto a temperatura ambiente durante 5 minutos;
La mezcla obtenida se añade a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble husillo es de 150°C en la primera zona, 160°C en la segunda zona y 160°C en la tercera zona. ,170 ℃ en cuatro zonas, 170 ℃ en cinco zonas, 175 ℃ en seis zonas, 180 ℃ en siete zonas, 180 ℃ en ocho zonas, 180 ℃ en nueve zonas, 175 ℃ en diez zonas y 175 ℃ para el cabezal de la máquina; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación L/D L/D=44/1.
Ejemplo 2
PLA (peso molecular promedio en peso de 300 000), PBAT (peso molecular promedio en peso de 28 000) y almidón termoplástico de tapioca se secaron en un horno a 60 °C durante 24 horas y se insuflaron carbonato de calcio (malla 1250) a 110 °C . Secado en horno durante 6 horas;
Luego se tomaron 60 partes de PLA, 40 partes de PBAT, 40 partes de almidón de tapioca termoplástico, 0,5 partes de compatibilizador A peróxido de dicumilo, 2 partes de compatibilizador B anhídrido piromelítico, 20 partes de carbonato de calcio se mezclaron en un mezclador alto a temperatura ambiente durante 5 minutos;
La mezcla obtenida se añadió a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble husillo fue de 150°C en la primera zona, 160°C en la segunda zona y 160°C en la tercera zona. 160 ℃, cuatro zonas 170 ℃, cinco zonas 170 ℃, seis zonas 175 ℃, siete zonas 180 ℃, ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabezal 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación de diámetro largo L/D=44/1.
Ejemplo 3
PLA (peso molecular medio ponderado 100 000), PBAT (peso molecular medio ponderado 100 000) y almidón de trigo termoplástico se secaron en un horno a presión a 60 °C durante 24 horas, y el caolín (malla 1250) se secó en un horno a presión a 110ºC. °C Tratamiento de secado medio por 10h;
Luego, tome 10 partes de PLA, 90 partes de PBAT, 40 partes de almidón de trigo termoplástico, 1,4 partes de compatibilizador A, peróxido de dicumilo, 10 partes de compatibilizador B, ácido cítrico y 40 partes de caolín. Mezcle durante 5 minutos a temperatura ambiente en un mezclador alto;
Añadir la mezcla obtenida a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble tornillo es de 150 °C en la primera zona, 160 °C en la segunda zona, 160 °C en la tercera zona y cuatro zonas 170 ℃, cinco zonas 170 ℃, seis -zona 175 ℃, siete zonas 180 ℃, ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabezal 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, la relación de longitud a diámetro L/D= 44/1.
Ejemplo 4
Se secaron PLA (peso molecular promedio en peso 200.000), PBAT (peso molecular promedio en peso 125.000) y almidón de patata termoplástico en un horno a 80 °C durante 10 horas, y se tamboreó sílice (malla 1250) a 110 °C. Secado en horno de aire durante 8 horas;
Luego tome 20 partes de PLA, 80 partes de PBAT, 70 partes de almidón de papa termoplástico, 1 parte de compatibilizador A peróxido de dicumilo, 8 partes de compatibilizador B anhídrido maleico, 10 partes Parte de sílice se mezcló en un mezclador alto a temperatura ambiente. temperatura durante 5 minutos;
La mezcla obtenida se añadió a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble husillo fue de 150°C en la primera zona, 160°C en la segunda zona y 160°C en la tercera zona. 160 ℃, cuatro zonas 170 ℃, cinco zonas 170 ℃, seis zonas 175 ℃, siete zonas 180 ℃, ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabezal 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación de diámetro largo L/D=44/1.
Ejemplo comparativo 1
Se secaron PLA (peso molecular promedio en peso 200.000), PBAT (peso molecular promedio en peso 125.000) y almidón de maíz termoplástico durante 10 horas en un horno a 80 °C, y se insuflaron polvos de talco (malla 1250) a 105 °C. Secado en horno durante 8 horas;
Luego tome 90 partes de PLA, 10 partes de PBAT, 10 partes de almidón de maíz termoplástico y 2 partes de talco en un mezclador alto y mezcle a temperatura ambiente durante 5 minutos;
Añadir la mezcla obtenida a la máquina de doble husillo. Granulación por extrusión media.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble husillo es de 150°C en la primera zona, 160°C en la segunda zona, 160°C en la tercera zona, 170°C en la cuarta zona, 170°C en la quinta zona, 175 °C en la sexta zona, 180 °C en la séptima zona y 180 °C en las ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabezal de la máquina 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación de longitud a diámetro L/D=44/1.
Ejemplo 5
Se secaron PLA (peso molecular promedio en peso 40.000), PBAT (peso molecular promedio en peso 20.000) y almidón de patata termoplástico en un horno de alta temperatura a 70 °C durante 6 horas, y se tamboreó montmorillonita (malla 1250) a 120 °C. Secado en estufa de aire por 5h;
Luego tome 50 partes de PLA, 50 partes de PBAT, 30 partes de almidón de patata termoplástico, 0,01 partes de compatibilizador A peróxido de dicumilo, 5 partes de compatibilizador B ácido cítrico, 1 parte La montmorillonita se mezcla en un mezclador alto a temperatura ambiente durante 5 minutos;
La mezcla obtenida se añade a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble husillo es de 150°C en la primera zona, 160°C en la segunda zona y 160°C en la tercera zona. ℃, cuatro zonas 170 ℃, cinco zonas 170 ℃, seis zonas 175 ℃, siete zonas 180 ℃, ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabeza 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación longitud-diámetro L/D=40/1.
Ejemplo 6
PLA (peso molecular promedio en peso de 150 000), PBAT (peso molecular promedio en peso de 130 000) y almidón de maíz termoplástico se secaron en un horno a 60 °C durante 18 horas, y se sopló carbonato de bario (malla 1250) a 110ºC. ºC Secar en horno durante 7 horas;
Luego tome 40 partes de PLA, 60 partes de PBAT, 50 partes de almidón de patata termoplástico, 0,8 partes de compatibilizador A, peróxido de dicumilo, 6 partes de compatibilizador B, ácido cítrico, 20 partes de ácido carbónico. El bario se mezcla en un mezclador alto a temperatura ambiente durante 5 minutos;
La mezcla obtenida se añade a una máquina de doble husillo para extrusión y granulación.
La temperatura de cada zona de la máquina de doble tornillo es de 150 °C en la primera zona, 160 °C en la segunda zona, 160 °C en la tercera zona, cuatro zonas 170 ℃, cinco zonas 170 ℃, seis zonas zona 175 ℃, siete zonas 180 ℃, ocho zonas 180 ℃, nueve zonas 180 ℃, diez zonas 175 ℃, cabezal 175 ℃; la velocidad del tornillo es de 200 rpm, relación longitud-diámetro L/D=50/1. La descripción anterior de la realización es para la conveniencia de este.
Campo técnico de la máquina de compuestos biodegradables PLA PBAT
Bolsa de embalaje totalmente biodegradable.
Después de que se usa el producto, puede ser completamente biodegradable enterrándolo en el suelo durante 180 días.
Cero cargas sobre el medio ambiente. Usando materiales totalmente biodegradables, después de estar enterrado en el suelo durante 180 días, puede biodegradarse completamente en agua y dióxido de carbono. El suelo compostado es rico en nutrientes.
Cero preocupaciones por la salud. Este producto tiene un olor fragante y no contiene ingredientes nocivos para el cuerpo humano y el medio ambiente.
Fuerza de estiramiento. Ya sea que la bolsa se estire vertical u horizontalmente, es muy fuerte, y la fuerza de estiramiento y la capacidad de carga son el doble que las bolsas nuevas tradicionales.
Sensación gruesa. La materia prima de este producto es de base biológica, lo que reduce la dependencia de los recursos derivados del petróleo y se siente espesa y fuerte.
El ácido poliláctico se puede convertir en varias bolsas, como bolsas de basura degradables, bolsas de necesidades diarias degradables, bolsas de compra degradables, bolsas de embalaje degradables, bolsas exprés degradables, etc.
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¿Qué son las bolsas de embalaje degradables y las bolsas de embalaje totalmente degradables?
Las bolsas de embalaje degradables significan que pueden degradarse, pero la degradación se puede dividir en "degradable" y "totalmente degradable".
La degradación parcial hace referencia a los plásticos a los que se les añade una determinada cantidad de aditivos (como almidón, almidón modificado u otra celulosa, fotosensibilizadores, degradantes, etc.) durante el proceso de producción para reducir su estabilidad y que sean más fáciles de degradar en el medio natural.
La degradación total significa que todos los productos plásticos se degradan en agua y dióxido de carbono. La materia prima principal de este material totalmente degradable se procesa (maíz, mandioca, etc.) en ácido láctico, que es PLA.
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El ácido poliláctico (PLA) es un nuevo tipo de material biodegradable renovable y de base biológica. Las materias primas de almidón se sacarifican para obtener glucosa, que luego se fermenta con glucosa y ciertas cepas para producir ácido láctico de alta pureza, y luego se sintetiza un cierto peso molecular mediante síntesis química. De ácido poliláctico. Tiene buena biodegradabilidad.
Después de su uso, puede ser completamente degradado por microorganismos en la naturaleza bajo condiciones específicas. Eventualmente generará dióxido de carbono y agua sin contaminar el medio ambiente. Esto es muy beneficioso para la protección del medio ambiente y está reconocido como un material ecológico. En la actualidad, el principal material de base biológica de las bolsas de embalaje totalmente degradables se compone de PLA+PBAT, que puede descomponerse por completo en agua y dióxido de carbono en 3 a 6 meses en condiciones de compostaje (60 a 70 grados), que es extremadamente ambiental. amigable.
PBAT es un copolímero de ácido adípico, 1,4-butanodiol y ácido tereftálico. Es un alifático-aromático de síntesis química que puede ser excesivamente biodegradable. Polímero de grupo, PBAT tiene una excelente flexibilidad y se puede utilizar para extrusión de película, procesamiento de soplado, recubrimiento por extrusión y otros procesos de moldeo. El propósito de mezclar PLA y PBAT es mejorar las propiedades de dureza, biodegradación y procesamiento de moldeo del PLA. PLA y PBAT son incompatibles, por lo que elegir un compatibilizador adecuado puede maximizar el rendimiento de PLA.