Aplicación y análisis de la prueba de bolsas de compras de plástico totalmente biodegradables estándar gbpi - probador inteligente de degradación de compostaje

En los últimos años, con el desarrollo de nuevos formatos como el comercio electrónico, la entrega urgente y la comida para llevar, el consumo de bolsas de compras de plástico ha mostrado una tendencia al alza rápida, lo que ha agravado la contaminación ambiental. autoNorma nacional para bolsas de compras de plástico biodegradables (gb / t 38082 - 2019)Desde su implementación hace más de cinco años, con la política nacional de "orden de restricción de plástico", China ha reducido alrededor de 20 mil millones de bolsas de plástico tradicionales cada año, lo que equivale a ahorrar 1,2 millones de toneladas de recursos petroleros y reducir las emisiones de dióxido de carbono en 840.000 toneladas.

Los plásticos biodegradables se refieren a un plástico que se degrada por la acción microbiana que existe en la naturaleza en condiciones como el suelo y / o la arena, y / o en condiciones específicas como las condiciones de compostaje o la Digestión anaeróbica o en medios de cultivo a base de agua, y que finalmente se degrada en dióxido de carbono (co2) o metano (ch4), agua (h2o) y sus sales inorgánicas mineralización de elementos contenidos, así como nueva biomasa. El mecanismo de degradación de los plásticos biodegradables se muestra en la figura 1. Promover la sustitución de plásticos biodegradables por plásticos desechables no biodegradables puede resolver el problema de la contaminación plástica hasta cierto punto.

Figura 1 mecanismo de degradación de los plásticos biodegradables

En la actualidad, la mayoría de los principales ingredientes de los productos plásticos biodegradables de bolsas de membrana en el mercado son el ácido tereftalato de polivinilo (pbat), el ácido poliláctico (pla).PLA), dos o más tipos de almidón (st), así como talco relleno inorgánico (talc) o carbonato de calcio (caco3). Bajo el impulso de nuestro gobierno, la tecnología de plásticos degradables de China ha logrado avances significativos, el nivel técnico de materiales biodegradables como pla, pbat y Pha ha mejorado continuamente, y los costos de producción se han reducido gradualmente, proporcionando apoyo técnico para la amplia aplicación de bolsas de compras de plásticos biodegradables.

　　1 cambios técnicos en la tecnología degradable y los métodos de detección compostable

Los métodos de prueba de las propiedades de degradación son la degradación compostable (gb / t19277.1, GB / t19277.2, etc.), la degradación ambiental de agua dulce (gb / t19276.1, GB / t19276.2, etc.), la degradación ambiental del suelo (gb / t22047), la degradación ambiental marina (gb / t40612, GB / t40611, GB / t40367, etc.), la degradación digestiva anaeróbica de lodos (gb / t 38737), la degradación digestiva anaeróbica de estado sólido alto (gb / T 33797, etc.).El método de compostaje como método de arbitraje en la tecnología de detección degradableEs ampliamente utilizado en las pruebas actuales de materiales y productos degradables, y los estándares de prueba se basan enGB / T 19277.1-2025 "determinación de la capacidad de biodescomposición aeróbica final de los materiales en condiciones de compostaje controlado utilizando el método para determinar el dióxido de carbono liberado parte 1: método general"(ISO 14855-1:2012, IDT)。 Este método de prueba se ha implementado oficialmente. Este método simula las condiciones típicas de tratamiento de compostaje aeróbico de la parte orgánica mezclada con residuos sólidos urbanos, el material de prueba se expone a los vacunados producidos por el compostaje y se composta en condiciones ambientales en las que la temperatura, la concentración de oxígeno y la humedad están estrictamente detectadas y controladas. Determinar el porcentaje de conversión de carbono en el material de prueba en dióxido de carbono liberado.

Este trabajo se basa en el principio de la prueba de compostaje para probar la tasa de biodegradabilidad y el análisis de cumplimiento de las bolsas de compras de plástico totalmente biodegradables (material: pbat + pLa + st).

　　2 prueba

　　2.1Materiales y equipos

Celulosa microcristalina (grado de tlc), reactivos químicos del grupo farmacéutico de China co., ltd.; Bolsa de compras totalmente biodegradable, material: pbat + pLa + st, disponible en el mercado. Tierra podrida y gorda, de 2 a 4 meses de edad, vendida en el mercado.

　　
Instrumento de prueba de degradación de compostaje inteligente auto gbda - 180, estándar de Guangzhou; analizador de carbono orgánico total toc - l CPH + ssm - 5000a, SHIMADZU； Portátil PHS - 3EPhómetro, campo de truenos; Horno schx2 - 4 - 10g maffer, estándar de guangzhou; Caja de secado por soplado dhg - 9030a, estándar de guangzhou.

　　2.2 Métodos de ensayo

　　2.2.1 pruebas de rendimiento

Prueba de sólidos secos totales: la masa de la muestra después de enfriar el peso constante en condiciones de secado por soplado a 105 ° C y la proporción de la muestra original

Prueba de sólidos volátiles (componentes orgánicos): la muestra pierde masa como porcentaje del contenido total de sólidos secos después de Quemarse a 550 ° C

Prueba de contenido de carbono orgánico total (toc): los resultados de la base seca se utilizaron con el analizador de carbono orgánico total toc - l CPH + módulo de muestra sólida ssm - 5000a.

Las semillas de acoplamiento, los materiales de referencia y los materiales de prueba se prueban con sólidos secos totales, sólidos volátiles, carbono orgánico total y ph, respectivamente. Después de eliminar la sustancia inerte más grande frente al suelo compostado, se selecciona con un tamiz de 0,5 cm para cortar el material de prueba (bolsa de plástico) y la superficie máxima no supera los 2 cm * 2 cm. Las muestras tratadas se muestran en la figura 2.

Figura 2 materiales de referencia, materiales de prueba e inoculaciones después del pretratamiento

Con referencia a los requisitos de las normas GB / t19277.1-2025 y GB / t 38082 - 2019, el pretratamiento de la muestra y los indicadores se muestran en la tabla 2, y los resultados de las pruebas de la muestra se muestran en la tabla 3.

Cuadro 2 apariencia e indicadores de las muestras

Cuadro 3 resultados de las pruebas de muestras

Basado en el estándar GB / t19277.1-2025, se realiza una prueba de biodegradabilidad en condiciones de compostaje industrial aeróbico. La temperatura de prueba es de 58 ° C ± 2 ° c, el contenido de agua de los vacunados se controla entre el 50% y el 55%, el material de muestra (o el material de referencia) y los vacunados se mezclan completamente en una proporción de peso seco de 1: 6, y se cargan en el reactor. el proceso de prueba debe mantenerse completamente aireado, la concentración de oxígeno no debe ser inferior al 6%, y se agitan regularmente. La prueba en blanco, la prueba de referencia y la prueba de muestra requieren tres muestras paralelas para cada prueba, tomando la media. Durante el ciclo de prueba convencional de 45 días a 6 meses, se utiliza un sensor infrarrojo continuo de dióxido de carbono para probar cuantitativamente el contenido de dióxido de carbono emitido por cada contenedor de compostaje. la relación entre la liberación acumulada de dióxido de carbono y la liberación teórica de dióxido de carbono después de deducir el vacío en la prueba es La tasa de biodescomposición.

El material de prueba de esta prueba alcanzó un Estado relativamente estable en la curva de tasa de biodescomposición a 128 días de la prueba, poniendo fin a la prueba. De acuerdo con los requisitos de GB / t38082 - 2019, la tasa relativa de biodescomposición de la mezcla debe ser ≥ 90%. La tasa de biodescomposición relativa es la relación entre la tasa de biodescomposición de la muestra y la tasa de biodescomposición de referencia. La tasa de biodescomposición del material de referencia para este ensayo es del 89,34%, la tasa de biodescomposición del material de prueba es del 81,27% y la tasa de biodescomposición relativa es del 90,97%, cumpliendo con los requisitos del indicador de la tasa de biodescomposición estándar. Las emisiones de dióxido de carbono de los materiales de prueba y los materiales de referencia durante el ciclo de prueba se muestran en la figura 3, y la tasa de biodescomposición se muestra en la figura 4.

Figura 3 emisiones de dióxido de carbono de materiales de prueba y materiales de referencia

Figura 4 Tasa de biodescomposición de materiales de prueba y materiales de referencia

Prueba en el método de compostajeTempranoHay que centrarse en tres indicadores:

(1) después de 45 días, la tasa de descomposición de los materiales de referencia supera el 70%;

(2) durante el ensayo, la desviación relativa de la tasa de biodegradación de cada contenedor de compostaje no excederá del 20%;

(3) dentro de los 10 días anteriores al cultivo, el contenedor en blanco produce entre 250 y 150 mg de co por gramo de inoculación de sólidos volátiles (promedio). Solo los ensayos que cumplan con los indicadores pueden ser reconocidos como válidos.

El ciclo de prueba es relativamente largo, la temperatura se mantiene en 58 ° c, los vacunados son propensos a perder agua para formar aglomeraciones, y es necesario reponer regularmente el agua destilada y mezclar regularmente para garantizar que la mezcla de vacunados y materiales se mantenga húmeda en aproximadamente el 50% del contenido de agua, lo que favorece que los microorganismos mantengan una Actividad efectiva.

Aunque en la actualidad, el mercado de pruebas de degradación ha introducido más tecnologías de pruebas rápidas, utilizando medios de caracterización de materiales (como ftir, dsc, etc.) para el análisis de componentes rápidos. Sin embargo, un solo medio de caracterización no puede identificar correctamente la composición de la composición de la mezcla / producto, ni determinar si la tasa de biodescomposición está a la altura de los estándares. Prueba por compostajeMaterial único o mixtoLos productos biodegradables siguen siendo uno de los métodos más autorizados en esta etapa.

Los métodos cuantitativos del método de compostaje son el método de titulación, el método gravimétrico, el método de cromatografía de gases, el analizador infrarrojo continuo, etc. para resolver problemas difíciles como el largo tiempo de prueba, el alto costo y el servicio manual, se recomienda utilizar equipos inteligentes para la prueba cuantitativa de sensores infrarrojos de dióxido de carbono continuo para completar la prueba de rendimiento de degradación de materiales / productos biodegradables. Se puede realizar el monitoreo inteligente de todo el proceso, el control automático de la temperatura, la mezcla regular, la ventilación completa y el juicio automático de la validez de los datos. durante el ensayo, los datos diarios de generación y degradación de dióxido de carbono de cada contenedor de compostaje, el gráfico de dióxido de carbono liberado y el gráfico de tasa de biodescomposición se pueden exportar directamente para el informe final. Ayuda a mejorar la calidad y la eficiencia de los proyectos de detección de degradación compostable.