Материалы по теме на тему Биоразлагаемая упаковка

Содержание


Введение 3
Глава 1. Основные группы полимерных упаковочных материалов 4
§ 1.1. Характеристика полистирола 4
§ 1.2. Полистирол пищевой 5
§ 1.3. Полиэтилен 6
§ 1.4. Полипропилен. Функции ПП-упаковки 7
Глава 2. Перспективные материалы для изготовления полимерной тары 12
§ 2.1. Биодеградируемые полиэфиры 12
§ 2.2. Биоразлагаемые пластические массы на основе природных полимеров 14
§ 2.3. Синтетические биоразлагаемые полимеры 17
Заключение 21
Список используемой литературы 23


Введение

В данной работе рассматривается тема "Характеристика основных групп полимерных упаковочных материалов, используемых для изготовления полимерной тары". На конец двадцатого столетия производство синтетических пластмасс в мире достигло 130 млн. т/год. Одним из быстроразвивающихся направлений использования пластмасс является упаковка. Уже с 1975 года полимеры вышли на третье место после стекла, бумаги и картона по применению для упаковки.
Из всех выпускаемых пластиков 41% используется в упаковке, из этого количества 47% расходуется на упаковку пищевых продуктов. Удобство и безопасность, низкая цена и высокая эстетика являются определяющими условиями ускоренного роста использования пластических масс при изготовлении упаковки.
Если стеклянная тара, как правило, находится в потребительском цикле, а бумажная подвергается разложению в естественных условиях, то упаковка из синтетических полимеров, составляющая 40% бытового мусора, практически "вечна" - она не подвергается разложению и вопрос как быть и что делать с пластмассовым мусором становится глобальной экологической проблемой. От решения вопроса пластмассовых отходов в значительной степени будет зависеть экологическая ситуация в мире и, по всей видимости, темпы и направления развития производства синтетических пластмасс в двадцать первом столетии. В противном случае мы сами себя зароем пластмассовым мусором.
Радикальным решением проблемы "полимерного мусора", по мнению специалистов, является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях биодеградировать на безвредные для живой и неживой природы компоненты.
Мне показались очень интересными материалы о биоразлагаемых полимерах, перспективных разработках материалов для производства тары с возможностью ее дальнейшей безболезненной утилизации. Этому вопросу, этим материалам я посвящаю вторую главу своей работы. Там я рассмотрю группы биодеградируемых материалов, применяемых для изготовления тары.
Именно биоразлагаемость высокомолекулярных соединений и будет тем приоритетным направлением разработки, которое позволит исключить значительное число проблем "пластмассового мусора", возникающего при использовании полимерной тары и других изделий из полимеров.
Оценка сложившейся ситуации по разработке и освоению биодеградируемых пластмасс позволяет выделить три основных направления развития поисковых и прикладных работ в этой области:
- полиэфиры гидроксикарбоновых кислот;
- пластические массы на основе воспроизводимых природных полимеров;
- придание биоразлагаемости промышленным высокомолекулярным синтетическим материалам.
Начну же свою работу с рассмотрения основных материалов, из которых изготавливается тара и упаковка (полистирол, полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления и др.).

Глава 1. Основные группы полимерных упаковочных материалов

§ 1.1. Характеристика полистирола

Полистирол, линейный полимер стирола, [-CH2-CH (C6H5)-]n прозрачное стеклообразное вещество, молекулярная масса 30-500 тыс., плотность 1,06 г/см3 (20 оС), температура стеклования 93 оС.
Полистирол - дешевый крупнотоннажный термопласт; характеризуется высокой твердостью, хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойкостью, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматически и хлорированных алифатических углеводородах, физиологически безвреден. Однако для полистирола характерны сравнительно низкая теплостойкость и значительная хрупкость. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так, повышения теплостойкости и прочности при растяжении (на ~60%) достигают сополимеризацией стирола с акрилонитрилом или a-метилстиролом, повышения прочности и ударной вязкости (с 5-10 до 50- 100 кдж/м2, или кгс?см/см2) - получением привитых сополимеров стирола с 5-10% каучука, например бутадиенового (ударопрочный полистирол), а также тройных сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола (т.н. АБС-пластик). Заменой акрилонитрила на метилметакрилат синтезируют прозрачные тройные сополимеры.
В промышленности полистирол и сополимеры стирола получают радикальной полимеризацией в массе и водных эмульсиях; перерабатывают литьем под давлением, экструзией, прессованием, вакуум-формованием. Полистирол используют для изготовления предметов бытовой техники и домашнего обихода, тары и упаковки, игрушек, фурнитуры, пленки, для получения пенополистирола.

§ 1.2. Полистирол пищевой

Одним из основных видов сырья для производства полимерной тары является полистирол пищевой.
Полистирол получают методами блочной, эмульсионной и суспензионной полимеризации стирола (винилбензола). Товарный полистирол выпускается неокрашенным и окрашенным, в порошке и в гранулах. Неокрашенный полистирол после плавления и охлаждения - прозрачный и бесцветный материал. С технико-экономической точки зрения, наиболее целесообразным признан процесс производства полистиролов, в том числе ударопрочного и общего назначения, блочным методом, который основан на непрерывной полимеризации в массе раствора каучука в стироле или чистого стирола в присутствии растворителя (этилбензола) с неполной конверсией мономера. Мощности по производству полистирола составляют от 30 до 90 тыс. т. в год.
В настоящее время на объемы продаж полимерных материалов вообще и изделий из них в большей мере влияют неценовые факторы - качество, новизна, наукоемкость изделий. США, Япония и Германия обеспечивают повышение конкурентоспособности полимерных материалов за счет развития научно-технического потенциала своих фирм.
Российский рынок синтетических полимерных материалов сегодня находится в состоянии депрессии. Наблюдается значительное падение объемов производства полистирола. Частично это объясняется тем, что ряд отраслей российской промышленности, традиционно применяющие полистирол различных марок (радиоэлектроника, производство бытовых электроприборов, тара упаковка, игрушки), не в состоянии конкурировать с изделиями зарубежных производителей. Некоторые виды изделий (например, детали дизайна интерьера и экстерьера автомобилей, катеров) стали изготовляться из стеклопластиков методом ручной выкладки, что снизило ассортимент изделий, производимых из полистирола. Вместе с тем, ощущается недостаток ударопрочного полистирола.

§ 1.3. Полиэтилен

Полиэтилен [-CH2-CH2-]n, термопластичный полимер белого цвета. В промышленности его получают полимеризацией этилена при высоком давлении (полиэтилен низкой плотности) и низком или среднем давлении (полиэтилен высокой плотности). Структура и свойства полиэтилена определяются способом его получения. Среднемассовая молекулярная масса наиболее распространенных марок 30-800 тыс.; степень кристалличности и плотность при 20 оС составляют соответственно 50% и 0,918-0,930 г/см3 Для полиэтилена низкой плотности и 75-90% и 0,955-0,968 г/см3 для полиэтилена