Zmiany wybranych własności mieszanin LD PE z recyklatami degradowanymi po ich kompostowaniu

• Autorzy: Wróbel G. , Chmielnicki B. , Bortel K.

Warianty tytułu

EN

Changes of selected properties of LD PE mixtures with degradable recyclates after their composting

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono charakterystykę tworzyw degradowalnych ze szczególnym uwzględnieniem materiałów biodegradowalnych. Wskazano na obserwowany obecnie dynamiczny rozwój tej grupy tworzyw jako będący odpowiedzią na wzrastającą ilość generowanych odpadów i związaną z nią konieczność ich utylizacji czy też zagospodarowania. Opisano jedną z metod zapobieżenia bezpowrotnej utracie energii włożonej w syntezę, a także przetwórstwo tworzyw degradowalnych, jaką jest ich ponowne wykorzystanie jako modyfikatorów tworzyw stabilnych np. poliolefin. Wybrane właściwości takich mieszanek po ich kompostowaniu zaprezentowano w niniejszym artykule. Kompostowanie prowadzono przez 3 i 18 miesięcy w warunkach poligonowych, a uzyskane wyniki świadczą o przydatności recyklatów okso- i biodegradowalnych jako modyfikatorów LD PE.

EN

This article presents the characteristics of degradable plastics with particular emphasis on biodegradable materials. The currently observed rapid development of this group of materials as a response to the increasing amount of waste generated and the associated need for their disposal or management has been indicated. One method to prevent the irrecoverable loss of energy input into the synthesis and processing of degradable plastics as their re-use as modifiers of stable plastics such as polyolefin's has been described. Selected properties of such mixtures, after their composting, are presented in this article. Composting was carried out for 3 and 18 months in polygon conditions, and the results support the suitability of oxo- and biodegradable recyclates as LD PE modifiers.

Słowa kluczowe

PL

materiał polimerowy; tworzywo degradowalne; materiał biodegradowalny; polimer biodegradowalny; polimer degradowalny; biopolimer; biodegradacja; recyklat; modyfikator; odpady polimerowe; utylizacja odpadów

EN

polymeric material; degradable plastic; biodegradable material; biodegradable polymer; degradable polymer; biopolymer; biodegradation; recyclate; modifier; polymer waste; waste disposal

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 21, Nr 1 (163)
• Strony: 65--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 64 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wróbel G.

• Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

autor

Chmielnicki B.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddział Farb i Tworzyw w Gliwicach

autor

Bortel K.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddział Farb i Tworzyw w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Kolarz-Czaplicka, K. Foresight technologiczny materiałów polimerowych w Polsce: analiza stanu zagadnienia. Poznań: Wydawnictwo IWM, 2008.
• [2] Żygadło, M. Strategia gospodarki odpadami komunalnymi. Poznań: Wydawnictwo Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych, 2001.
• [3] Bortel, K. Materiały polimerowe w opakowaniach i ich zagospodarowanie. Opakowania. 2009, 6.
• [4] Figiel, A. Właściwości reologiczne tworzywa biodegradowalnego wyznaczone na podstawie cyklicznego testu relaksacji naprężeń. Inżynieria Rolnicza. 2008, 4.
• [5] Figielek, A. Biodegradowalne tworzywo sztuczne. Recykling. 2001, 10.
• [6] Kaplan, D. Biopolymers from renewable resources. Heidelberg: Wydawnictwo Springer, 1998.
• [7] Kowalczuk, M. Polimery biodegradowalne - recykling organiczny, ale nie tylko. Recykling. 2006, 2.
• [8] Tschan, M., i inni. Synthesis of biodegradable polymers from renewable resources. Polymer Chemistry. 2012, 3.
• [9] Mucha, M. Polimery a ekologia. Łódź: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2002.
• [10] Szlezyngier, W. Tworzywa Sztuczne. Tom 3. Rzeszów: Wydawnictwo FOSZE, 1999.
• [11] Tin L., Tiam Ting T. Trends of biodegradable Polymers. JURUTER. 2013, 9.
• [12] Żakowska, H. Opakowania biodegradowalne. Recykling. 2005, 11.
• [13] Rajkiewicz, M. i Mikołajska, A. Biodegradowalne materiały polimerowe. Przemysł Chemiczny. 2009, 1.
• [14] Nowak, B., Łabużek, S. i Pająk, J. The susceptibility of polyethylene modified with Bionolle to biodegradation by filamentous fungi. Polymer Journal Environmental Study. 2004, 1.
• [15] Rychter, P., i inni. Study of aliphatic-aromatic copolyester degradation in sandy soil and its ecotoxicological impact. Biomacromolecules. 2010, 11.
• [16] Tabone, M., i inni. Sustainability metrics: life cycle assessment and green design in polymers. Environmental science & technology. 2010, 11.
• [17] US Energy Information Administration. Global oil production up in 2012 as reserves estimates rise again: US Energy Information Center, 2013.
• [18] Duda, A. Polilaktyd — tworzywo sztuczne XXI wieku. Przemysł Chemiczny. 2003, 7-8.
• [19] Kostecka, A. Biopolimer podbija świat. Recykling. 2007, 5.
• [20] Nigam, P. S. i Singh, A. Production of liquid biofuels from renewable resources. Progress in Energy and Combustion Science. 2011, 37.
• [21] Shi, B., Bunyard, C. i Palfery, D. Plant polymer biodegradation in relation to global carbon managment. Carbohydrate Polymers. 2010, 8.
• [22] Seljom, P. i Rosenberg, E. A study of oil and natural gas resources and production. International Journal of Energy Sector Management. 2011, 5.
• [23] Belgacem, M. i Gandini, A. Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources. Amsterdam: Elsevier, 2008.
• [24] Lexmana Reddy, R., Sanjeevani Reddy, V. i Anusha Gupta, G. Study of Bio-plastics As Green & Sustainable Alternative to Plastics. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 3, 2013, 5.
• [25] Packaging-Gateway. Bioplastics: Time to Act. www.packaging-gateway.com. [Online] Sierpień 2007. www.packaging-gateway.com/features/feature1357.
• [26] Czaja, N. Opakowania biodegradowalne szansą dla środowiska. Recykling. 2004, 11.
• [27] Duda, A. i Penczek, S. Polilaktyd [poli(kwas mlekowy)]: synteza, właściwości i zastosowanie. Polimery. 2003, 1.
• [28] Angaji, T., Hagheeghatpadjooh, M. i Reza, H. Preparation of Biodegradable Low Density Polyethylene by Starch - Urea Composition for Agricultural Applications. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2004, 1.
• [29] Liu, D., i inni. Starch composites reinforced by bamboo cellulosic crystals. Bioresource technology. 2010, 101.
• [30] Girones, J. High-performance-tensile-strength alpha-grass reinforced starch-based fully biodegradable composites. BioResources. 2013, 8.
• [31] Sikora, R. Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Lublin: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2006.
• [32] Seymour, R. Engineering Polymer Sourcebook. McGraw-Hill, Nowy Jork, 1990.
• [33] Thermal oxydation during extrusion of polyolefins. Dubrocq, C., i inni. Yamagata: Proceedings of the 22nd Annual Meeting of the Polymer Processing Society, 2006.
• [34] Chmielnicki, B. Wybrane aspekty starzenia wzmocnionych poliamidów. Cz. 1. podatność poliamidów na proces starzenia. Przetwórstwo Tworzyw. 2009, 3.
• [35] Szterk, P. i Mikołajczak, J. Wykorzystanie folii biodegradowalnych przy produkcji kiszonek. Wiadomości Zootechniczne. 2007, 3.
• [36] Jędrczak, A. Biologiczne przetwarzanie odpadów. Warszawa: Wydawnictwo PWN, 2007.
• [37] Kozłowska, A. Opakowania biodegradowalne - zagospodarowanie odpadów. Recykling. 2004, 11.
• [38] Wypych, G. Handbook of Material Weathering. Netanya: Chemtec Publishing, 2007.
• [39] Floriańczyk, Z., i inni. Polimery syntetyczne i naturalne w nowoczesnych materiałach wielkocząsteczkowych. Cz. I. Polimery z surowców odnawialnych i nanokompozyty polimerowe. Polimery. 2009, 10.
• [40] Puszyński, A. Polimery: przełomowe osiągnięcia i oddziaływanie na środowisko naturalne. Chemik. 2009, 10.
• [41] Sivan, A. New perspectives in plastic biodegradation. Current opinion in biotechnology. 2011, 22.
• [42] Pillai, C. i Sharma, C. Review paper: absorbable polymeric surgical sutures: chemistry, production, properties, biodegradability, and performance. Journal of biomaterials applications. 2010, 25.
• [43] Leja, K. i Lewandowicz, G. Polymer Biodegradation and Biodegradable Polymers - a Review. Polish Journal of Environmental Studies. 2010, Tom 19, 2.
• [44] Singh, B. i Sharma, N. Mechanistic implications of plastic degradation. Polymer Degradation and Stability. 2008, Tom 93, 3.
• [45] Peanasky, J., Long, J. i Wool, R. Percolation Effects in Degradable Polyethylene- Starch Blends. Journal of Polymer Science. 1991, 29.
• [46] Prachayawarakorn, J. Properties of thermoplastic rice starch composites reinforced by cotton fiber or low-density polyethylene. Carbohydrate Polymers. 2010, Tom 81, 2.
• [47] Auras, R., i inni. Poly(lactic acid) Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications. Hoboken: John Wiley & Sons Inc., 2010.
• [48] Foltynowicz, Z. i Jakubiak, P. Poli(kwas mlekowy) - biodegradowalny polimer otrzymywany z surowców roślinnych. Polimery. 2002, 11-12.
• [49] Maharanta, T., Mohanty, B. i Negi, Y. Melt-solid polycondensation of lactic acid and its biodegradability. Progress in polymer science. 2009, Tom 34, 1.
• [50] Garlotta, D. A literature review of poly(lactic acid). Journal of Polymers and the Environment. 2001, 9.
• [51] Ahola, N., i inni. Hydrolytic degradation of composites of poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) 70/30 and β-tricalcium phosphate. Journal of biomaterials applications. 2013, Tom 28, 4.
• [52] Gopferich, A. Mechanism of polymer degradation and elimination. [aut. książki] A. Domb, J. Kost i D. Wiseman. Handbook of Biodegradable Polymers. Amsterdam: Harwood Academic Publishers, 1997.
• [53] Tsuji, H. i Ikada, Y. Properties and morphology of poly(L-lactide) 4. Effects of structural parameters on long-term hydrolysis of poly(L-lactide) in phosphate-buffered solution. Polymer Degradation and Stability. 2000, Tom 67, 1.
• [54] Kolstad, J., i inni. Assessment of anaerobic degradation of Ingeo™ polylactides under accelerated landfill conditions. Polymer Degradation and Stability. 2012, Tom 97, 7.
• [55] Major-Gabryś, K., Dobosz, S. i Jakubski, J. The estimation of harmfulness for environment of moulding sand with biopolymer binder based on polylactide. Archives of Foundry Engineering. 2011, 11.
• [56] Jarerat, A., Tokiwa, Y. i Tanaka, H. Poly(L-lactide) degradation by Kibdelosporangium aridum. Biotechnology letters. 2003, Tom 25, 23.
• [57] Tokiwa, Y. i Calabia, B. Biodegradability and biodegradation of poly(lactide). Applied microbiology and biotechnology. 2006, Tom 72, 2.
• [58] Ohkita, T. i Lee, S. Thermal degradation and biodegradability of poly(lactic acid)/corn starch biocomposites. Journal of Applied Polymer Science. 2006, Tom 100, 4.
• [59] Urayama, H., Kanamori, T. i Kimura, Y. Properties and biodegradability of polymer blends of poly(L-lactide) with different optical purity of the lactate units. Macromolecular Materials and Engineering. 2002, Tom 287, 2.
• [60] Pranamuda, H., Tokiwa, Y. i Tanaka, H. Polylactide degradation by an Amycolatopsis sp. Applied and environmental microbiology. 1997, Tom 63, 4.
• [61] Tansengco, M. L. i Tokiwa, Y. Comparative population study of aliphatic polyesters degrading microorganisms at 50°C. Chemistry Letters. 1998, 10.
• [62] Martino, V., Ruseckaite, R. i Jimenez, A., Processing and mechanical charakterization of plasticized poly(lactide acid) films for food packaging. Budapeszt: 8th Polymers for Advanced Technologies International Symposium, 2005.
• [63] Gołębiewski, J., Gibas, E. i Malinowski, R. Wybrane polimery biodegradowalne - otrzymywanie, właściwości, zastosowanie. Polimery. 2008, 53.
• [64] Araújo, A., i inni. Biodegradation assessment of PLA and its nanocomposites. Environmental Science and Pollution Research. 2013, Tom 10, 1.