Ποια είναι η διαδικασία ανίχνευσης του ρυθμού βιοαποικοδόμησης στον ποιοτικό έλεγχο μη υφασμένου υφάσματος PLA;

Στον ποιοτικό έλεγχο του μη υφαντού υφάσματος PLA, ο ρυθμός βιοαποικοδόμησης είναι ένας από τους βασικούς δείκτες. Η ανίχνευσή του απαιτεί προσομοίωση συγκεκριμένων περιβαλλόντων (όπως βιομηχανική κομποστοποίηση, έδαφος, νερό κ.λπ.) και προσδιορίζεται με μέτρηση του βαθμού αποικοδόμησης του υλικού υπό τη δράση μικροοργανισμών (όπως η αναλογία στοιχείων άνθρακα που μετατρέπονται σε CO2). Επί του παρόντος, οι τυπικές μέθοδοι που υιοθετούνται συνήθως τόσο διεθνώς όσο και εγχώρια βασίζονται κυρίως σε συνθήκες βιομηχανικής κομποστοποίησης (καθώς το μη υφαντό ύφασμα PLA χρησιμοποιείται κυρίως σε σενάρια μιας χρήσης και πρέπει να υποβαθμίζεται γρήγορα σε ελεγχόμενο περιβάλλον κομποστοποίησης). Ακολουθούν οι συγκεκριμένες μέθοδοι και διαδικασίες δοκιμών

I. Βασικά πρότυπα δοκιμών: Η δοκιμή ρυθμού βιοαποικοδόμησης πρέπει να βασίζεται σε έγκυρα πρότυπα για να διασφαλίζεται η συνέπεια και η συγκρισιμότητα των αποτελεσμάτων. Τα κοινά χρησιμοποιούμενα πρότυπα περιλαμβάνουν: • Διεθνή πρότυπα: ISO 13432 "Υλικά συσκευασίας - Μέθοδοι δοκιμών και απαιτήσεις για κομποστοποίηση και βιοδιασπασιμότητα", ASTM D6400 "Τυπική προδιαγραφή για κομποστοποίηση πλαστικών υλικών για δημοτικές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις κομποστοποίησης". • Εγχώρια πρότυπα: GB/T 19277.1-2011 "Determination of Final Aerobic biodegradation and disintegration Capacity of Materials under Controlled Composting condition - Part 1: General Methods", GB/T 28206-2011 "Technical Requirements for Compostable". Αυτά τα πρότυπα έχουν σαφείς κανονισμούς για το περιβάλλον δοκιμών, την πηγή των μικροοργανισμών, τον κύκλο δοκιμών κ.λπ. (Για παράδειγμα, συνθήκες βιομηχανικής κομποστοποίησης: θερμοκρασία 58±2 βαθμοί, υγρασία 50%-60% και το εμβόλιο είναι ωριμότητα κομπόστ).

Ειδική διαδικασία δοκιμής (λαμβάνοντας ως παράδειγμα το ISO 13432)

1. Προετοιμασία δείγματος • Κόψτε το μη υφαντό ύφασμα PLA σε λεπτά σωματίδια (συνήθως μικρότερα από ή ίσα με 10 mm), ζυγίστε με ακρίβεια τη μάζα του δείγματος (που συμβολίζεται ως m, μονάδα: g) και υπολογίστε την περιεκτικότητά του σε άνθρακα (που προσδιορίζεται με στοιχειακή ανάλυση, σημειώνεται ως C_δείγμα).

Ταυτόχρονα, ετοιμάστε «θετικούς μάρτυρες» (όπως η κυτταρίνη, η οποία είναι γνωστό ότι είναι 100% αποικοδομήσιμη) και «τυφλοί μάρτυρες» (που περιέχουν μόνο εμβόλια και ρυθμιστικά διαλύματα κομποστοποίησης, χωρίς δείγματα) για να επαληθεύσετε την αποτελεσματικότητα του συστήματος ανίχνευσης.

2. Υλικά εμβολιασμού και Κατασκευή συστήματος Αντίδρασης

• Υλικά εμβολιασμού: Δημοτική ιλύς ή προϊόντα κομποστοποίησης (που περιέχουν φυσικές μικροβιακές κοινότητες) χρησιμοποιούνται και αναμιγνύονται με απεσταγμένο νερό και ρυθμιστικό διάλυμα (διατηρώντας pH 7,0±0,5) σε τυπικές αναλογίες για να σχηματιστεί το υπόστρωμα αντίδρασης.

• Δοχείο αντίδρασης: Χρησιμοποιήστε ένα κλειστό όργανο μέτρησης της αναπνοής (όπως σύστημα σταθερής πίεσης ή σταθερού όγκου) για να αναμίξετε το δείγμα, το θετικό μάρτυρα και το τυφλό μάρτυρα με την εμβολιασμένη μήτρα αντίστοιχα, και τοποθετήστε τα σε επωαστήρα σταθερής θερμοκρασίας στους 58±2 βαθμούς .

3. Παρακολούθηση διαδικασίας αποδόμησης και συλλογή CO₂

• Παρακολουθήστε συνεχώς το CO2 που παράγεται από το σύστημα αντίδρασης εντός 6 μηνών (η μέγιστη περίοδος ανίχνευσης που απαιτείται από το πρότυπο): ◦ Εάν πρόκειται για σύστημα σταθερής πίεσης, υπολογίστε την έξοδο μετρώντας τον όγκο του αερίου CO2 (μετά το στέγνωμα και την αφαίρεση των παρεμβαλλόμενων αερίων). Εάν πρόκειται για σύστημα σταθερού όγκου, η έξοδος υπολογίζεται μετρώντας τη μεταβολή της συγκέντρωσης CO2 στο αέριο (όπως ένας ανιχνευτής υπερύθρων). Το CO2 που παράγεται από τον τυφλό μάρτυρα πρέπει να αφαιρείται από την ομάδα δειγμάτων (εξαιρουμένης της παρεμβολής της αυτοδιάσπασης των εμβολιασμένων ουσιών).

4. Υπολογισμός της θεωρητικής ποσότητας CO2: Με βάση την περιεκτικότητα του δείγματος σε άνθρακα, υπολογίστε τη συνολική ποσότητα CO2 που θα πρέπει να παραχθεί όταν αποικοδομηθεί πλήρως: Θεωρητική ποσότητα CO2 (g)=(C_δείγμα × 44) ÷ 12 (Σημείωση: 44 η μοριακή μάζα του CO2 είναι η μοριακή μάζα του CO2 άνθρακα, δηλαδή 1g άνθρακα μετατρέπεται πλήρως σε 1×44/12g CO2.

5. Προσδιορισμός ρυθμού βιοαποικοδόμησης: Όταν ο ρυθμός βιοαποικοδόμησης του θετικού μάρτυρα είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 70% (δείχνοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος) και ο ρυθμός βιοαποδόμησης του δείγματος εντός 6 μηνών είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 90%, προσδιορίζεται ότι είναι "βιοαποικοδομήσιμο". Εάν το 90% δεν επιτευχθεί εντός 6 μηνών, η περίοδος δοκιμής θα πρέπει να παραταθεί σε 2 χρόνια (αλλά το PLA, ως αποικοδομήσιμο υλικό, συνήθως πληροί το πρότυπο εντός 3 έως 6 μηνών).