可生物降解塑料堆肥实际就是废弃物稳定化的一种形式,但它需要特殊的湿度、通气条件和微生物以产生适宜的温度。一般认为这个温度要高于45℃,保持这种高温可以使病原菌失活,并杂草种子。在合理堆肥后残留的有机物分解率较低、相对稳定并易于被植物吸收。堆肥后臭味可以大大降低。
堆肥过程有许多不同种类的微生物参与。由于原料和条件的变化,各种微生物的数量也在不断发生变化,所以堆肥过程中没有任何微生物始终占据主导地位。每一个环境都有其特定的微生物菌群,微生物的多样性使得堆肥在外部条件出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。
堆肥过程主要靠微生物的作用进行,微生物是堆肥发酵的主体。参与堆肥的微生物有两个来源:一是有机废弃物里面原有的大量微生物;另一是人工加入的微生物接种剂。这些在一定条件下对某些有机废物具有较强的分解能力,具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点,能加速堆肥反应的进程,缩短堆肥反应的时间。
堆肥一般分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。好氧堆肥是在有氧情况下的有机物料分解过程,其代谢产物主要是二氧化碳、水和热;厌氧堆肥是在无氧条件下有机物料的分解过程,厌氧分解后的代谢产物是、二氧化碳和许多低分子量的中间产物,如有机酸等。
参与堆肥过程的主要微生物种类是*、*以及。这3种微生物都有中温菌和高温菌。
堆肥过程中微生物的种群随温度的变化发生如下的交替变化:低、中温菌群为主转变为中高温菌群为主,中高温菌群为主转化为中低温菌群。随着堆肥时间的延长,*逐渐减少,逐渐增多,霉菌和酵母菌在堆肥的末期显著减少。
降解材料未来pbat成本下降空间有多大?
随着技术发展,未来原材料利用水平提高,有望推动可生物降解塑料 pbat 成本下降。原材料利用率在 50%-90%之间时,原材料价格不变前提下,利用率每提升 10%,对应 pbat 单位原料成本下降 800-2000 元/吨。
随着生产自动化水平提高,pbat 人工成本有望下降。未来随技术迭*展, 生产自动化水平提高,pbat 产线所需劳动力数量有望降低。pbat 所需劳动力数量每下降 5 人/万吨,则 pbat 人工成本将下降 60 元/吨。
随着 pbat 项目投资额降低,未来 pbat 制造成本有望下降。未来随行业发展,规模化批量采购、及上游设备生产规模扩大有望带动 pbat 项目投资额下行, 从而降低产品固定资产折旧、维修成本等制造费用。pbat 单吨投资额每下降 500 元/吨,对应制造费用将下降 70 元/吨。
*限假设下,pbat 单位成本下降空间约 1557 元/吨,有望下降至 6945 元/ 吨,与 pe 单位成本基本持平。假设随技术迭代进步,pbat 的原材料利用率大幅提高至 ;随规模效应导致批量采购、以及受下游 pbat 市场增长影响上游设备生产规模扩大,单吨设备投资额下降 150 元/吨至 250 元/吨;随产业自动化水平提升,所需劳动力人数下降至 4 人/万吨。在该假设下, pbat 成本将下降至 6945 元/吨,其中原材料成本下降至 5835 元/吨,人工成本下降至 48 元/吨,制造成本下降至 1062 元/吨。此时 pbat 成本仅高出 pe 成本 3%,与 pe 成本基本持平。
可生物降解塑料是目前研究、工业化生产技术为成熟、并且在周围环境中可以生物降解的一种脂肪族聚酯材料。然后,可生物降解塑料因其自身的高脆性、低降解速率、以及耐热性差等缺陷,限制了其应用推广。
因此,为了克服上述局限性,国内外的科研工作者通过化学改性、物理改性以及物理-化学协同改性等手段对pla进行结构调控,以此提升可生物降解塑料的综合性能。
可生物降解塑料是由己二酸丁二酯(pba)和对苯二甲酸丁二酯(pbt)无规共聚生成的脂肪族-芳香族共聚酯,由于其具有高断裂伸长率,高冲击强度和可生物降解性,因此被广泛用于增韧改性pla。
为了降低生产成本,成功制备出综合性能较好的pla基复合材料,张云飞在前人的工作基础上,利用硅灰石填充改性pla/pbat共混体系,并系统研究了硅灰石对pla/pbat复合材料的结构及性能的影响。
ftir结果表明,硅灰石与pla/pbat共混物之间没有发生明显的化学键合,其在pla/pbat共混物中是一种物理分散。
fesem照片显示,硅灰石在pla/pbat/硅灰石复合材料中形成了取向排列,并且随着硅灰石含量的增加,硅灰石与pla/pbat相之间的界面粘附力减弱;dsc分析显示,硅灰石的加入促进了pla的结晶,使得其熔融温度向高温方向移动。添加少量硅灰石可以提高复合材料的力学性能,当添加1份硅灰石时,复合材料的拉伸强度从41.08?mpa增至44.89?mpa,缺口冲击强度从67.89?kj/m2增至70.32?kj/m2。
