Biyobozunur Plastik Film Teknolojisindeki Sorunların ve Uygulamaların Analizi

Plastik film tarımsal üretim için önemli malzemelerden biridir.ve plastik film kaplama teknolojisinin uygulanması Çin'de tarımsal verimliliğin önemli ölçüde iyileştirilmesine ve üretim yöntemlerinde değişikliklere yol açtı2014 yılında Çin'de kullanılan plastik filmlerin toplam miktarı 2000 hektarlık bir alanı kapsayan 1.441 milyon tona ulaştı.Uygulama alanları kuzeydeki kurak ve yarı kurak bölgelerden güneydeki yüksek dağlara ve soğuk bölgelere kadar genişledi.Plastik film kaplamalarının ısıtıcı ve nem tutma gibi işlevleri, bu tür ürünlerin üretimi ve kullanımını artırmaktadır.Hastalık ve böcek önlemeÇin'in gıda güvenliği için önemli katkılarda bulunarak ürün verimliliğini %20 ila %50 artırdı.Plastik film kaplamalarının yaygın uygulanması da bir dizi sorun doğurdu., örneğin kötü teknoloji ve geri dönüşüm ve geriye kalan plastik filmlerden kaynaklanan "beyaz kirlilik".Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin araştırılması ve geliştirilmesi, plastik endüstrisi ve tarımın gelişimi için önemli bir stratejik yönelim haline geldi.
 
Biyolojik olarak parçalanabilir plastik film kavramı ve ana bileşenleri
Biyolojik olarak parçalanabilir plastik film, doğal ortamda mikroorganizmalar tarafından parçalanan bir plastik filmi türünü ifade eder. The Japan Biodegradable Plastics Research Technology Committee defines it as "high molecular weight compounds and their blends that can be decomposed into low molecular weight compounds that do not have adverse effects on the environment through microbial action in nature"Ana hammaddelere göre, doğal biyomassadan yapılmış biyolojik olarak ayrılır ve petrol bazlı malzemelerden yapılmış biyolojik olarak ayrılır.,Selüloz, kitin vb. modifiye edilir ve daha sonra biyolojik olarak parçalanabilir film üretim malzemeleri olarak sentezlenir. Starch as the main raw material for plastic film can be divided into starch added incomplete biodegradable plastic film and fully biodegradable plastic film with starch as the main raw material according to the degradation mechanism and damage formEkleyici tip biyolojik olarak ayrıştırılabilir film, biyolojik olarak ayrıştırılabilir özelliklere sahip doğal veya sentetik polimerleri PE plastikine karıştırarak ve daha sonra uyumlulaştırıcılar, antioksidanlar,ve işleme yardımcılarıTamamen biyolojik olarak parçalanabilir bir film değildir. Nişastan üretilen tamamen biyolojik olarak parçalanabilir film, daha sonra polilaktik asit olarak sentezlenen laktik asit üretmek için esas olarak fermente edilir.Film çoğunlukla polilaktik asitten üretilir.Başka bir önemli doğal biyomassa türü, selülozun asitlere, aldehitlere ve ketonlara eterifikasyon, esterifikasyon ve oksidasyonu yoluyla plastik film üretmek için kullanılabilen liflerdir.Tamamen biyolojik olarak parçalanabilir plastik bir filmden oluşuyor.Petrol bazlı biyolojik olarak parçalanabilir film üretiminin ana bileşenleri diacid diol copolyesters (PBS, PBAT, vb.), polyhydroxyalkanoates (PHA), polycaprolactone (PCL), polyhydroxybutyrate (PHB),karbondioksit kopolymer polipropilen karbonat (PPC)Bu yüksek moleküler ağırlıklı maddeler, doğada mikroorganizmalar tarafından hızlı bir şekilde parçalanıp kullanılabilir ve son parçalanma ürünleri karbondioksit ve sudur.
 
Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin araştırılması ve uygulanması Biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin geliştirilmesinin ilk aşamalarında,Nişasta eklenmiş biyolojik olarak parçalanabilir film her zaman araştırma ve geliştirmenin odak noktası olmuştur.Başlangıçta 6% ~ 20% nişasta ve polimer olefinleri karıştırarak film hazırlamaktan, yavaş yavaş 50% nişasta ve hidrofilik polimer karıştırarak film hazırlamaya kadar gelişmiştir.Nişasta biyolojik olarak parçalanabilir plastik üretmek için değiştirilmiştirBu tür plastik filmler basit işlem ve düşük maliyet avantajlarına sahiptir.Çoğu yerli araştırma ve geliştirme birimi katkı nişastalı plastikler üretirÜrünlerindeki nişasta içeriği %10 ila %30 arasındadır.
 
1980'lerin başında, Birleşik Krallık, β-hidroksibutirat (PHB) ekstraksiyon ve arıtma yöntemi keşfetti ve ilk bozulma filmlerini üreten ince filmlere dönüştürdü.PHB'nin düşük darbe dayanıklılığı ve çözünürlük direnci vardıÇin'de polihidroksiyalkanoat (PHA) üzerine yapılan araştırmalar 1980'lerde başladı.Şangay Organik Kimya Enstitüsü ve Tianjin Üniversitesi, kimyasal yöntemler kullanarak PHB kopolymerlerinin sentezini keşfettiPHBV'nin kırılganlığı, yüksek maliyeti ve yüksek fiyatı gibi doğuştan gelen kusurlar nedeniyle, plastik film olarak kullanımı sınırlıdır.Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin üretimi için şu anda geliştirilen malzemeler, esas olarak süt asitine fermente edilen nişasta içerir., daha sonra tamamen biyolojik olarak parçalanabilir polilaktik asit (PLA) oluşturmak için polimerize edilir; Süksinik asit ve butanediol polimerizasyonundan oluşan polibutanediol süsinat (PBS);Karbondioksit ve epiklorohidrin kopolimerizasyonu ile elde edilen poli (propilen karbonat) (PPC), ve katalizörün etkisi altında β-kaprolactone'un halka açma polimerizasyonu ile üretilen poli (kaprolactone) (PCL).
 
Doğal lifleri hammaddeler olarak kullanan biyolojik olarak ayrıştırılabilir filmlerin üretimi her zaman bir araştırma sıcak noktası olmuştur.Bu tür filmler ısıtma ve nem tutma işlevleri açısından sıradan PE filmleri kadar iyi olmasa da, iyi geçirgenliğe ve solunum yeteneğine sahiptir ve rengi değiştirerek yabani otları etkili bir şekilde bastırabilir.Birçok yerli birim çim lif malçlama filmini ve kağıt tabanlı malçlama filmini araştırıp uyguladı, Çin Uluslararası Bilim ve Teknoloji Tanıtım Derneği tarafından CXW-1 çim lif tarımsal mulçlama filminin geliştirilmesi gibi;Hubei Zhicheng İlk Kağıt Fabrikası ve Sincan Hotan Tarım Bilimleri Merkezi, kağıt malçlama filmleri geliştirdi.; Çin Tarım Bilimleri Akademisi'nin Ganba Araştırma Enstitüsü, ganba elyafı kullanarak ganba filmi geliştirdi,Pirinç fidan yetiştirmede ve güney sebze ekiminde yaygın olarak kullanılan.
 
Avrupa ve Japonya, dünya çapında biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerin, teknolojilerin ve biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin araştırılması, geliştirilmesi ve uygulanmasında en gelişmiş ülkeler ve bölgelerdir.Biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerin ve işleme tekniklerinin gelişmesiyle, biyolojik olarak ayrıştırılabilir filmlerin uygulanması giderek daha yaygın hale geliyor ve esas olarak bahçecilik ve sebze üretiminde kullanılıyor.Japonya ve Avrupa'da biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin pazar payı artmaya devam ediyorÖrneğin, bazı bölgelerde daha yüksek uygulama oranları ile %10 civarında.Japonya'nın Shikoku bölgesinde sebze yetiştirmede biyolojik olarak ayrıştırılabilir plastik filmlerin oranı %20'yi aştı2010'dan beri, large foreign companies engaged in the research and production of biodegradable film materials have begun to cooperate with relevant scientific research and agricultural technology promotion departments in ChinaKuzeybatıda Sincan, güneybatıda Yunnan'da pamuk, mısır, tütün, patates ve sebzeler gibi önemli ürünler üzerinde deneyler ve gösteriler gerçekleştirdiler.Kuzey'de Pekin ve Hebei, ve kuzeybatısında Gansu ve İç Moğolistan'da, 10'dan fazla ekin ve 1333.3 hektardan fazla bir alanı kapsamaktadır.
 
Son yıllarda Çin, biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin araştırılması ve uygulanmasında önemli bir ilerleme kaydetti.Özellikle diyazid diol kopolyesterleri için sentez teknolojisi ve ekipman geliştirilmesi yoluyla, ve PLA sentezinde kilit katalizör teknolojisindeki atılımlar,Bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip biyolojik parçalanabilir plastiklerin üretimi için temel teknolojileri ve süreçleri oluşturanBu temelde, biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin üretim formülü ve işlemi daha da geliştirildi ve mükemmelleştirildi.ve 10000 ton biyolojik parçalanabilir plastik film üretim kapasitesi oluştuDeneysel gösteriler yerel alanlarda ve tipik ekinlerde gerçekleştirildi.
 
3 Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin sorunları ve zorlukları
 
3.1 Ürünün germe dayanıklılığını daha da geliştirmek gerekir.
 
Biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin mekanik dayanıklılığı, biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin büyük ölçekte uygulanması için sınırlayıcı faktörlerden biri olan büyük ölçekli operasyon için yetersizdir.Temel malzemelerin özgün özellikleri nedeniyleÇoğu biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin germe dayanıklılığı yetersizdir.Mekanik işlemlerin baskın olduğu bazı tarım alanlarında mekanize film kaplama işlemlerinin gerçekleştirilmesini imkansız kılanBu sorun özellikle Sincan'da belirgindir.
 
Sadece plastik filmin formülünü iyileştirerek ve rafine ederek, germe dayanıklılığını arttırarak ve tarım makineleri operasyonlarının gereksinimlerini karşılayarak,Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin büyük ölçekte uygulanması için koşullar yaratılabilir mi?.
 
3.2 Bozulma kontrol edilebilirliği ve ekin talebinde farklılıklar
Plastik film kaplaması, sıcaklık ve nem tutma ve yabani otların inhibe edilmesine odaklanan çoklu fonksiyonlara sahiptir.Kapsam süresini sağlamak gereklidir., aksi takdirde plastik film kaplama için bitkilerin işlevsel gereksinimlerini karşılayamaz.Çoğu biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin yırtılma ve bozulma kontrol edilebilirliği konusunda hala sorunlar var.Çok sayıda deney sonucu, mevcut biyolojik olarak parçalanabilir plastik film ürünlerinin çok erken parçalandığını ve parçalandığını göstermiştir.ve kapsama süresi, ürünlerin plastik film kapsamının güvenli süresinden çok daha düşüktür., sonuç olarak etkili bir şekilde çalışamıyorlar.
 
3.3 Isıtma ve nem tutma performansının daha da güçlendirilmesi gerekmektedir.
Çoğu biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin ısıtma ve nem tutma işlevlerinde sıradan PE plastik filmlerle karşılaştırıldığında bazı farklılıklar vardır.10 μm kalınlığında biyolojik olarak ayrıştırılabilir plastik film ve 8 μm kalınlığında PE plastik film kaplaması arasında toprak sıcaklığında önemli bir fark vardır.- Aynı ısınma etkisi hariç, 11:00 ile 16:00 arasında bitki örtüsünün olmadığı koşullarda,PE plastik filmle kaplı toprak sıcaklığı, diğer tüm zamanlarda biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmle kaplı olduğundan daha yüksekSimülasyon deneyleri kullanılarak yapılan su tutma testinin sonuçları da biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin su tutma açısından PE filmlerinden önemli ölçüde daha düşük olduğunu gösterdi.
 
3.4 Büyük ölçekli uygulamalar için ürün üretim maliyeti kısıtlamaları
Yüksek maliyet, biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin geniş çapta tanıtılması ve uygulanması için başka bir sınırlayıcı faktördür.Biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin satış fiyatı sıradan PE plastik filmlerin yaklaşık üç katıdır., plastik film hammaddelerinin özellikleri ve kalınlığı gibi çoklu faktörlere bağlıdır.Çiğ maddelerin büyük ölçekli üretimine ulaşmak ve formülasyon yoluyla bozulma ürünlerinin fiyatlandırılmasını iyileştirmek gerekir.Öte yandan, biyolojik olarak parçalanabilir plastik film ve sıradan PE plastik film arasındaki maliyet farkını netleştirmek için plastik film kullanma maliyetinin kapsamlı bir değerlendirmesi yapılmalıdır.ve biyolojik olarak parçalanabilir plastik filmlerin geniş çapta kullanılmasını teşvik etmekSoruşturma ve hesaplamaya göre, Japonya'da sıradan PE filmi uygulamanın toplam maliyeti film ürünlerinin satın alma maliyetini ve geri dönüşüm ve işleme maliyetini içerir.Her biri %50'ye denk., biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin uygulanmasında geri dönüşüm ve işleme maliyeti yoktur.nispeten ucuz işgücü ve büyük miktarda sıradan PE filminin geri dönüşümü ve işlenmesinin olmaması nedeniyle, biyolojik olarak parçalanabilir film kullanmanın yüksek maliyeti vurgulanmaktadır.Film geri dönüşümü ve işleme ilişkin yasa ve düzenlemelerin iyileştirilmesi, ve kırsal işgücü maliyetlerinin artmasıyla, sıradan PE filmi ve biyolojik olarak parçalanabilir film uygulamaları arasındaki kapsamlı maliyet farkı giderek küçülecek,ve biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin uygulanması iyi bir beklentiye sahip olacak.
 
4 Ana sonuçlar ve tavsiyeler
Biyolojik olarak ayrıştırılabilir plastik film, tarımsal üretimde mükemmel etkileri ve büyük potansiyeli olan plastik filmden kaynaklanan kalıntı kirliliği çözmenin önemli yollarından biridir.Pek çok teknik sorun var ve hala ilk aşamada.Şu anda biyolojik olarak parçalanabilir filmlerin hammaddeleri, formülleri ve üretim süreçleri üzerine araştırmayı güçlendirmek, ürün kalitesini artırmak ve maliyetleri azaltmak gerekmektedir.Özellikle tarımsal üretim çeşitliliğinin gereksinimlerini karşılamak için belirli bölgeler ve bitkiler için özel biyolojik parçalanabilir film ürünleri geliştirmekBiyolojik olarak parçalanabilir plastik film ürünleri üzerine araştırmayı güçlendirirken,Tarımsal üretim ihtiyaçlarına ve plastik film ürünlerinin özelliklerine dayanan tarımsal teknolojileri ve önlemleri destekleyen araştırmalar yürütmek gerekmektedir..