Mokhoa oa ho etsa polasetiki ea bio-polyester le ts'ebeliso ea eona liphuthelong tse sireletsang tikoloho
Tlhoko ea ho paka e ntse e eketseha hammoho le kholo ea indasteri ea lijo, lino, litlolo le thepa. Ka lehlakoreng le leng, polasetiki e thehiloeng peteroleng e hlahella haholo ka lebaka la khabone e ngata ea eona le bothata ba ho e laola kamora ts'ebeliso. Mokhoa o mong o ntseng o ntlafatsoa ke polasetiki ea biopolyester, lelapa la li-polymer tsa polyester tseo thepa ea tsona e tala e nkiloeng ka botlalo kapa ka karolo mehloling ea baeloji (biomass), 'me mefuteng e meng le eona e ka bola/e ka bola. Biopolyester e fana ka sebaka se bohareng pakeng tsa ts'ebetso ea polasetiki e tloaelehileng le litlhoko tsa botsitso, haholo-holo bakeng sa lits'ebetso tsa ho paka.
Polyester ea bio ke eng?
Ka lik'hemik'hale, polyester ke polymer e nang le litlamo tsa ester tse pheta-phetoang ketaneng ea eona e kholo. Poleloana ea biopolyester e ka bolela lintho tse peli: (1) li-polyester tse thehiloeng ho bio, moo li-monomer li nkiloeng ho biomass tse kang 'moba, poone, cassava, kapa oli ea meroho; le/kapa (2) li-polyester tse senyehang, tse kang PLA (polylactic acid) le PHA (polyhydroxyalkanoates). Hase liplastiki tsohle tse thehiloeng ho bio tse senyehang ka boiketsetso, 'me ha se tsohle tse senyehang tse nkiloeng ho bio. Mohlala, bio-PET (polyethylene terephthalate e thehiloeng ho bio) e ka etsoa ka thepa e tala e nchafatsoang empa e tšoana le PET e tloaelehileng 'me ka kakaretso ha e senyehe kapele; athe PLA e thehiloe ho bio 'me e bola habonolo libakeng tsa indasteri tsa manyolo.
Mabapi le ho paka ka mokhoa o sireletsang tikoloho, tse buuoang hangata ke PLA, PHA, PBS (polybutylene succinate), PBAT (hangata e sebelisoa e le motsoako ho eketsa ho tenyetseha, le hoja ka kakaretso e sa thehoe ka botlalo bio-based), le bio-PET bakeng sa ho paka ka botlolo haeba meralo ea motheo ea ho sebelisa hape PET e le matla.
Lisebelisoa tse tala: ho tloha ho biomass ho ea ho monomer
Mohato wa pele tlhahisong ya biopolyester ke ho lokisa thepa e tala e ntjhafatswang hore e fetolwe ho ba di-monomers kapa di-precursor tsa polymer. Mehlodi e tlwaelehileng ya biomass e kenyeletsa:
1. Tsoekere le starch (moba, poone, cassava): di sebetswa hore e be glucose ka hydrolysis (bakeng sa starch) ebe di belisoa.
2. Oli ea meroho (ea palema, ea soya, ea castor): e ka fetoloa ka lik'hemik'hale hore e be diol/acid.
3. Litšila tsa lignocellulosic (bagasse, joang, sawdust): li thata haholo hobane li hloka phekolo ea pele e le hore cellulose/hemicellulose e ka aroloa hore e be tsoekere e belang.
Ho tsoa tsoekere e hlahisoang ke ts'ebetso ena, indasteri e ka hlahisa li-monomer tsa bohlokoa:
– Asiti ea lactic (selelekela sa PLA) ka ho belisoa ke libaktheria tse itseng.
– Asiti ea Succinic le 1,4-butanediol (selelekela sa PBS) ka ho belisoa kapa ka litsela tsa biochemical.
– 3-hydroxybutyrate le li-monomer tse tšoanang li bokelloa ho ba PHA ka ho toba ka har'a lisele tsa likokoana-hloko.
Mokhoa oa tlhahiso ea PLA (polylactic acid)
PLA ke e 'ngoe ea li-biopolyester tse tsebahalang haholo bakeng sa ho paka hobane e bonaletsa, e ka sebetsoa ka mechini ea polasetiki e tšoanang le ea polasetiki e tloaelehileng, 'me e nkiloe mehloling e nchafatsoang. Ketane ea eona ea ts'ebetso hangata e kenyelletsa:
1. Ho belisoa ha tsoekere hore e be lactic acid
Tsoekere e belisoa ke dikokwana-hloko (mohlala, Lactobacillus) ho hlahisa lactic acid. Mokhahlelo ona o hloka taolo ya pH, mocheso, dikotla le tlhoekiso ya sehlahiswa.
2. Ho hlwekisa lactic acid
Ho hlahisa li-polymer tsa boleng bo holimo, asiti ea lactic e lokela ho hloekisoa ho tsoa letsoai, masala a biomass le litšila tse ling. Ho hloekisa hangata ho kenyelletsa ho sefa, phapanyetsano ea li-ion, ho qhibilihisa, kapa ho etsa kristale.
3. Sebopeho sa lactide
Asiti ea lactic e kopanngoe ho li-oligomer, ebe e kenngoa tlas'a depolymerization e laoloang ho etsa lactide (cyclic dimer). Ho na le li-isomer tse 'maloa (L-lactide, D-lactide) tse amang kristale le thepa ea mechini ea PLA.
4. Polymerization ea ho bula lesale (ROP)
Lactide e polymerisoa ho sebelisoa catalyst (hangata e thehiloeng tšepeng, joalo ka stannous octoate lits'ebetsong tse itseng tsa indasteri), e hlahisang PLA e boima ba limolek'hule. Boima bo phahameng ba limolek'hule bo bohlokoa bakeng sa matla le ho sebetsa habonolo.
5. Ho ntsha pellet le ho kopanya
PLA e felileng e kenngoa pellet. Mothating ona, hangata ho eketsoa lintho tse ling tse eketsang: li-plasticizer ho thibela ho robeha, li-nucleating agents ho laola kristale, kapa li tsoakana le li-polymer tse ling ho ntlafatsa ho hanyetsa mocheso le ho tiea.
Mokhoa oa tlhahiso oa PHA (polyhydroxyalkanoates)
Ho fapana le PLA, e etsoang ka karabelo ea lik'hemik'hale ea li-monomer, PHA e "hlahisoa" ke likokoana-hloko e le polokelo ea matla ka har'a lisele tsa tsona. Ts'ebetso ena e tjena:
1. Ho bela
Libaktheria li lengoa ka mehloli ea khabone (tsoekere, oli, esita le litšila tse itseng tsa tlhaho) tlas'a maemo a fokolang a limatlafatsi (mohlala, a fokolang naetrojene) e le hore lisele li boloke PHA.
2. Kotulo le ho ntša biomass
Lisele li aroloa ho tloha moahong oa ho belisa, ebe PHA e ntšoa (ho sebelisoa li-solvent kapa mekhoa e seng ea solvent e sireletsang tikoloho), ebe e hloekisoa.
3. Ho omisa le ho pelletisa
PHA e sebetsoa hore e be di-pellet ebe e sebetsoa hore e be difilimi, di-straw, kapa dijana. PHA ka kakaretso e bola, esita le dibakeng tsa lewatle tlasa maemo a itseng, le hoja sekgahla sa ho senyeha se fapana.
Mokhoa oa tlhahiso ea PBS le bio-PET (kakaretso e khutšoanyane)
PBS (polybutylene succinate) e etsoa ka polycondensation ea succinic acid le 1,4-butanediol. Ha li-monomer ka bobeli li nkiloe ho belisoa ha biomass, PBS e ka ba biobased. PBS e tsebahala ka ho tenyetseha ha eona le ho hanyetsa mocheso ha eona ha e bapisoa le PLA, e leng se etsang hore e lokele mekotla, lifilimi le liphutheloana tse nang le mekhahlelo e mengata.
Hangata Bio-PET e etsoa ka ho nkela tse ling tsa lijo tsa PET sebaka (mohlala, ethylene glycol) ka mehloli ea bio, ha terephthalic acid e ntse e le ea mesaletsa ea lintho tsa khale (le hoja litsela tsa bio ho ea terephthalate le tsona li ntse li ntlafatsoa). Molemo oa eona: e na le thepa e tšoanang le ea PET, e leng se etsang hore e lumellane le litsamaiso tse thehiloeng tsa ho sebelisa hape tsa PET.
Sebopeho sa dihlahiswa tsa ho paka: ho tloha dipellets ho ya ho difilimi, dibotlolo le diterei
Kamora hore bio-polyester e fetohe li-pellets, mohato o latelang ke ts'ebetso ea phetoho hore e be sephutheloana, ho kenyeletsoa:
– Filimi e ntšitsoeng (filimi e entsoeng ka tšepe kapa filimi e butsoetsoeng) bakeng sa mekotla le liphutheloana.
– Thermoforming ho etsa dikopi, diterei tsa dijo le di-blister.
– Ho enta ka ente bakeng sa dikwahelo, dikgaba, difereko, kapa dikarolo tse itseng.
– Ho etsa moetso o phatsimang bakeng sa dibotlolo (ka kakaretso ho bio‑PET kapa metswako e itseng).
Bothata bo boholo ka di-biopolyester ke botsitso ba mocheso le taolo ya mongobo. Ka mohlala, PLA e angoa ke hydrolysis nakong ya ho sebetswa, kahoo dipellet di hloka ho omiswa pele di ntshwa kapa ho entwa ka ente.
Likopo tsa ho paka tse sireletsang tikoloho
Bio‑polyester e sebediswa haholo diphuthelong ka sepheo sa ho fokotsa kgase e tswang le/kapa ho ntlafatsa taolo ya kamora tshebediso.
1. Sephutheloana sa lijo le lino
Hangata PLA e sebelisoa bakeng sa likopi tsa lino tse batang, likoahelo, literei tsa litholoana le liphutheloana tsa salate ka lebaka la ponahalo ea eona e hlakileng le e tiileng. Bakeng sa lijo tse chesang, PLA e hloka liphetoho (mohlala, kristale e phahameng/CPET) ho mamella mocheso o phahameng.
2. Lifilimi le mekotla e ka kolobisang
Metswako ya poliester ya bio-bolster e bolang (mohlala, PLA e nang le PBAT kapa PBS) e sebediswa haholo bakeng sa mekotla ya ditshila tsa tlhaho le difilimi tsa mulch tsa temo, kaha di shebane le bokgoni ba ho bola dibakeng tsa manyolo kapa mobung (ho itshetlehile ka maemo le sebopeho).
3. Liphutheloana tsa botle le lihlahisoa tsa mabenkele
Bio‑PET kapa PLA di kgethwa bakeng sa dibotlolo, dinkgo, kapa di-blister e le karolo ya leano la letshwao la thepa e ntjhafatswang. Botle le ho tiya ke dintho tsa bohlokwa mona.
4. Sephutheloana sa faeba e tsoakiloeng (se kopantsoeng sa pampiri le polasetiki)
Biopolyester e ka sebelisoa e le sekoahelo pampiring ho ntlafatsa ho hanyetsa metsi/oli. Leha ho le joalo, moralo o tlameha ho nahana ka ho sebelisoa hape kapa ho ba le manyolo ho qoba ho etsa motsoako o rarahaneng oa thepa e thata ho e arola.
Likarolo tsa tikoloho le liphephetso tsa ho kenya tšebetsong
Leha e le tharollo e tšepisang, biopolyester ha se tharollo e le 'ngoe feela. Ho na le lintlha tse 'maloa tsa bohlokoa:
– Meralo ea motheo ea ho fela ha bophelo: Hangata PLA e hloka manyolo a indasteri ka mocheso o laoloang le mongobo. Haeba e sa phekoloe tikolohong, ho senyeha ha eona ho ka lieha.
– Ho Sebediswa Hape: Bio‑PET e ka sebediswa hape ka PET, athe PLA e hloka molapo o arohaneng wa ho sebediswa hape ho qoba ho beha boleng ba PET kotsing ha e kopantswe.
– Mehlodi ya biomass le tshebediso ya mobu: Kgetho ya thepa e tala e lokela ho nahana ka tlholisano le dijo, tshebediso ya metsi le ditlamorao tsa temo. Ho sebedisa ditshila tsa lignocellulosic ke tataiso ya bohlokwa bakeng sa botsitso bo boholo.
– Thepa ea thepa: li-polyester tse ling tsa bio li atisa ho robeha habonolo kapa ho se ke ha chesa haholo ho feta li-plastiki tse ling tsa khale, hangata li hloka metsoako/litlatsetso kapa moralo o mocha oa liphutheloana.
Ho koala
Ts'ebetso ea tlhahiso ea polasetiki ea biopolyester e hokahanya mafatše a mararo: tlhahiso ea biomass, biotechnology (ho belisa), le boenjiniere ba polymer (polymerization le ho thehoa ha lihlahisoa). PLA le PHA li bontša kamoo thepa e tala e nchafatsoang e ka fetoloang ho ba polasetiki e sebetsang, ha PBS le bio-PET li fana ka likhetho tsa ts'ebetso tse haufi le polasetiki e tloaelehileng ka maano a ho fokotsa khatello ea khabone kapa ho lumellana ha ho sebelisoa hape. Ho fihlela liphutheloana tse tsitsitseng e le kannete, khetho ea bio-polyester e tlameha ho tsamaea le moralo o loketseng oa liphutheloana, sistimi ea pokello, le likhetho tse hlakileng tsa qetello ea bophelo - ebang ke ho sebelisa hape, ho etsa manyolo, kapa mekhoa e meng ea ts'ebetso. Ka mokhoa o akaretsang, bio-polyester e ka ba karolo ea bohlokoa ea phetoho ho ea moruong o chitja indastering ea liphutheloana.
