ยืดอายุการใช้งานของวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (PLA/PBAT/PHA): บทบาทของสารต่อต้านไฮโดรไลซิส

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA (Polylactic Acid), PBAT (Polybutylene Adipate Terephthalate) และ PHA (Polyhydroxyalkanoates) ได้รับการยกย่องว่าเป็นอนาคตของบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน เกษตรกรรม และสินค้าอุปโภคบริโภค ซึ่งถือเป็นทางออกที่สำคัญต่อวิกฤตขยะพลาสติกทั่วโลก ภายในปี 2573 ตลาดสำหรับวัสดุเหล่านี้คาดว่าจะสูงถึง 15 พันล้านดอลลาร์ โดยได้แรงหนุนจากการห้ามใช้พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวทั่วโลกและความต้องการของผู้บริโภคสำหรับทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม การพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางกำลังเผชิญกับอุปสรรคสำคัญ: ไฮโดรไลซิส พันธะเอสเทอร์ที่อุดมสมบูรณ์ (–COO–) ใน PLA, PBAT และ PHA ทำให้พวกมันเสี่ยงต่อความชื้น กระตุ้นให้เกิดการสลายตัวก่อนเวลาอันควร (ความเปราะบาง การสูญเสียความต้านทานแรงดึง) หรือการย่อยสลายที่ไม่สามารถควบคุมได้ (พังทลายก่อนการใช้งานขั้นสุดท้าย) นี่คือจุดที่ สารต่อต้านไฮโดรไลซิส กลายเป็นตัวเปลี่ยนเกม ด้วยการยับยั้งไฮโดรไลซิสที่ไม่ต้องการอย่างแม่นยำ ขณะเดียวกันก็รักษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ จะช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างความยั่งยืนและการใช้งานจริง ทำให้วัสดุเหล่านี้สามารถทดแทนพลาสติกแบบดั้งเดิมในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง

เหตุใด PLA/PBAT/PHA จึงประสบภาวะไฮโดรไลซิส: กลไกและโหมดความล้มเหลว

เพื่อให้เข้าใจว่าสารต่อต้านไฮโดรไลซิสปกป้องวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้อย่างไร เราต้องแกะหลักวิทยาศาสตร์ของการไฮโดรไลซิสใน PLA, PBAT และ PHA ก่อน การย่อยสลายของพวกมันไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม—มันเกิดจากความเปราะบางทางโครงสร้างและถูกขยายให้มากขึ้นโดยสภาพแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง

สาเหตุหลัก: พันธะเอสเตอร์และการย่อยสลายตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ

วัสดุทั้งสามมีข้อบกพร่องทางโครงสร้างร่วมกัน นั่นคือ สายโซ่ยาวของพันธะเอสเตอร์ (–COO–) ซึ่งมีปฏิกิริยาสูงกับโมเลกุลของน้ำ ต่อไปนี้คือรายละเอียดของวัฏจักรไฮโดรไลซิส:

1. การเริ่มต้น: น้ำแทรกซึมเข้าไปในพอลิเมอร์เมทริกซ์ ทำลายพันธะเอสเทอร์ให้เป็นกรดคาร์บอกซิลิก (–COOH) และแอลกอฮอล์ แม้แต่ความชื้นเล็กน้อย (เช่น 5% RH) ก็สามารถทำให้เกิดขั้นตอนนี้ได้

2. การเร่งความเร็ว: กรดคาร์บอกซิลิกทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เร่งการแตกตัวของพันธะเอสเทอร์เพิ่มเติมในลูปตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ โมเลกุลของกรดเดี่ยวสามารถทำลายพันธะเพิ่มเติมได้หลายร้อยพันธะ ซึ่งนำไปสู่การย่อยสลายแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล

3. ความล้มเหลว: เมื่อน้ำหนักโมเลกุลลดลง วัสดุจะสูญเสียความแข็งแรงเชิงกล เช่น เปราะ (PLA) ยืดหยุ่น (PBAT) หรือการพังทลายของโครงสร้าง (PHA) เป็นเวลานานก่อนที่จะนำไปใช้งาน

ความล้มเหลวของไฮโดรไลซิสเฉพาะวัสดุ

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแต่ละชนิดมีปัญหาที่เกิดจากการไฮโดรไลซิสที่แตกต่างกัน ซึ่งจำกัดการใช้ในอุตสาหกรรมโดยตรง:

• PLA: มาจากแป้งข้าวโพด PLA มีความเป็นผลึกสูง แต่มีความต้านทานต่อไฮโดรไลซิสต่ำ ในการเก็บรักษาที่มีความชื้น (80% RH, 25°C) น้ำหนักโมเลกุลจะลดลง 35% ในเวลาเพียง 14 วัน และความต้านทานแรงดึงลดลง 40% ทำให้ไม่มีประโยชน์สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการอายุการเก็บรักษา 6 เดือน

• PBAT: ส่วนประกอบผสมที่ยืดหยุ่น (มักผสมกับ PLA เพื่อความเหนียว) PBAT มีความไวต่อไฮโดรไลซิสมากกว่า ในฟิล์มคลุมดินทางการเกษตรที่โดนฝน จะสูญเสียความต้านทานแรงดึง 40% ใน 30 วัน และจะฉีกขาดก่อนที่พืชจะสุก

• PHA: ผลิตโดยจุลินทรีย์ PHA สามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพ แต่มีความไวต่อความชื้น ในการใช้งานทางการแพทย์ (เช่น ไหมเย็บละลายได้) หรือบรรจุภัณฑ์อาหาร สารดังกล่าวสามารถเสื่อมสภาพอย่างควบคุมไม่ได้—สูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้างใน 2 สัปดาห์ของการเก็บรักษา 30°C/70% RH

ตัวกระตุ้นด้านสิ่งแวดล้อมที่ทำให้ไฮโดรไลซิสแย่ลง

การไฮโดรไลซิสไม่มีอยู่ในสุญญากาศ เงื่อนไขเฉพาะทั่วไปในการใช้ในอุตสาหกรรมเร่งให้เร็วขึ้น:

• ความชื้นสูง (>80% RH): โดยทั่วไปในโกดังบรรจุภัณฑ์เขตร้อนหรือพื้นที่เกษตรกรรม ช่วยเพิ่มการดูดซึมความชื้น

• อุณหภูมิที่สูงขึ้น (>50°C): พบในบรรจุภัณฑ์แบบเติมร้อน (เช่น ถ้วยซุป) หรือการจัดเก็บกลางแจ้ง อัตราการไฮโดรไลซิสเพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 10°C ที่เพิ่มขึ้น

• ตัวกลางที่เป็นกรด/ด่าง: มีอยู่ในอาหาร (เช่น น้ำส้ม) หรือดิน (pH 4.0–8.0) ซึ่งจะทำลายพันธะเอสเทอร์ได้เร็วกว่าสภาวะที่เป็นกลาง

• ความชื้นในกระบวนการผลิต: น้ำที่ตกค้างจากการอบแห้งเม็ด PLA/PBAT สามารถเริ่มต้นไฮโดรไลซิสในระหว่างการอัดขึ้นรูป ส่งผลให้ฟิล์มหรือภาชนะมีข้อบกพร่อง

สารป้องกันการไฮโดรไลซิส: กลไกและประเภทแกนกลางสำหรับวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

สารต่อต้านไฮโดรไลซิสแก้ปัญหาไฮโดรไลซิสไม่ได้โดยการหยุดการย่อยสลายทางชีวภาพ (ข้อกำหนดที่สำคัญ) แต่โดยการกำหนดเป้าหมายวงจรตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติที่ทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร กลไกและประเภทได้รับการปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของ PLA, PBAT และ PHA เพื่อให้มั่นใจถึงการปกป้องโดยไม่กระทบต่อความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

หลักการทำงานหลัก: หยุดการเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ รักษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ

ต่างจากสารเพิ่มความคงตัวแบบดั้งเดิมที่ขัดขวางการย่อยสลายทั้งหมด สารต่อต้านไฮโดรไลซิสทำหน้าที่อย่างแม่นยำ:

1. ไล่กรดคาร์บอกซิลิก: มันจะทำปฏิกิริยากับกลุ่ม –COOH ที่เกิดจากไฮโดรไลซิสเพื่อสร้างสารประกอบเฉื่อยที่เสถียร (เช่น การเชื่อมโยงยูเรียสำหรับสารที่มีคาร์โบไดอิไมด์เป็นหลัก) สิ่งนี้จะกำจัดตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการย่อยสลายอย่างรวดเร็ว

2. ปลายโซ่ปฏิกิริยาแบบฝาปิด: สารบางชนิดจะผนึกปลายโซ่โพลีเมอร์ที่หัก เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำไปโจมตีพันธะเอสเทอร์ใหม่

3. รักษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ: สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสารนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงความสามารถของวัสดุในการย่อยสลายในปุ๋ยหมักอย่างถาวร เมื่อสารหมดสภาพ (หลังจากอายุการใช้งานที่กำหนดไว้ของวัสดุ) พันธะเอสเทอร์จะสลายตัวตามธรรมชาติตามมาตรฐาน ASTM D6400 (มาตรฐานความสามารถในการย่อยสลายได้)

ประเภทสำคัญของสารต่อต้านไฮโดรไลซิสสำหรับ PLA/PBAT/PHA

สารบางชนิดไม่ได้ใช้ได้กับวัสดุทุกประเภท การเลือกใช้จะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโพลีเมอร์และการใช้งานขั้นสุดท้าย ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบประเภทที่มีประสิทธิภาพสูงสุด:

ซีรีส์ Bio-SAH™ ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเราสอดคล้องกับความต้องการเหล่านี้: Bio-SAH™ 372N (โพลีเมอร์คาร์โบไดอิไมด์) สำหรับ PLA/PHA และ Bio-SAH™ 342 Liquid (โพลีเมอร์คาร์โบไดอิไมด์) สำหรับ PBAT ทั้งสองยังคงรักษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุได้ 90% ในขณะที่ยืดอายุการใช้งาน - ผ่านการทดสอบว่าจะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ภายใน 180 วันของการทำปุ๋ยหมัก

ประสิทธิภาพเฉพาะการใช้งาน: การปกป้องประสิทธิภาพในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรม

คุณค่าที่แท้จริงของสารต่อต้านไฮโดรไลซิสอยู่ที่ความสามารถในการแก้ไขปัญหาทางอุตสาหกรรมในโลกแห่งความเป็นจริง ด้านล่างนี้คือส่วนที่มีผลกระทบสูง 3 ส่วน โดยจะเปลี่ยน PLA/PBAT/PHA จาก 'ไม่น่าเชื่อถือ' เป็น 'ระดับอุตสาหกรรม'

1. อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์: ส่วนผสม PLA/PBAT สำหรับอาหารและสินค้าอุปโภคบริโภค

บรรจุภัณฑ์เป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แต่ความเปราะบางหรือการรั่วไหลที่เกิดจากการไฮโดรไลซิส ทำให้ส่วนผสม PLA/PBAT เลิกใช้ทั่วไปจนถึงปัจจุบัน

• ความท้าทาย: ความชื้นในบรรจุภัณฑ์อาหาร (เช่น ถุงเบเกอรี่ ภาชนะบรรจุอาหาร) หรือการใช้งานแบบเติมความร้อน (เช่น ถ้วยซุป 80°C) ทำให้ฟิล์ม PLA/PBAT เสื่อมสภาพใน 1-2 เดือน

• วิธีแก้ปัญหา: เติม Bio-SAH™ 372N (สารต่อต้านไฮโดรไลซิสที่มีคาร์โบไดอิไมด์เป็นส่วนประกอบหลัก) 0.6–1.0 phr (ส่วนต่อร้อยเรซิน) ระหว่างการอัดขึ้นรูปฟิล์ม สำหรับการใช้งานแบบเติมความร้อน ให้จับคู่กับเครื่องกำจัดความชื้น (เช่น แคลเซียมออกไซด์) เพื่อการปกป้องที่เสริมฤทธิ์กัน

• ผลลัพธ์:

• ถุงเบเกอรี่ PLA/PBAT รักษาความต้านทานแรงดึงได้ >85% หลังจากเก็บ RH 80% เป็นเวลา 6 เดือน เพิ่มขึ้นจาก 45% สำหรับฟิล์มที่ไม่ผ่านการบำบัด

• ถ้วยเติมน้ำร้อนสามารถแช่น้ำที่อุณหภูมิ 80°C ได้นาน 1 ชั่วโมงโดยไม่เสียรูป เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง

• ตัวอย่างทั้งหมดยังคงย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์ใน 120 วัน (ตามมาตรฐาน ASTM D6400) โดยไม่มีสารพิษตกค้าง

2. ภาคเกษตรกรรม: ฟิล์มคลุมดิน PHA/PLA

ฟิล์มคลุมดินเพื่อการเกษตรมีมูลค่าถึง 2 พันล้านเหรียญสหรัฐ แต่ฟิล์มพลาสติกแบบดั้งเดิมก่อให้เกิดมลพิษในดิน ทางเลือกอื่นที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PHA/PLA ล้มเหลวเนื่องจากการไฮโดรไลซิสก่อนกำหนด จนกระทั่งมีการรวมสารต่อต้านไฮโดรไลซิสเข้าด้วยกัน

• ความท้าทาย: ฝนและความชื้นในดิน (pH 5.5–7.0) ทำให้ฟิล์ม PHA/PLA ที่ไม่ได้รับการบำบัดฉีกขาดใน 30 วัน ก่อนที่พืชผล (เช่น มะเขือเทศ ผักกาดหอม) จะเติบโตเต็มที่ (60–90 วัน)

• สารละลาย: ใช้สารป้องกันการไฮโดรไลซิสแบบผสม (1.0–1.2 phr Bio-SAH™ 342Liquid + 0.3 phr epoxyalkane) ในสูตรฟิล์ม PHA/PLA สารได้รับการออกแบบมาให้สลายตัวอย่างช้าๆ โดยให้การปกป้องได้ 60–90 วัน

• ผลลัพธ์:

• ฟิล์มคลุมดินจะรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างเป็นเวลา 75 วัน ซึ่งเพียงพอสำหรับการเจริญเติบโตของพืชเต็มที่ โดยสูญเสียความต้านทานแรงดึงเพียง 15% เท่านั้น

• หลังการเก็บเกี่ยว ฟิล์มจะย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ใน 80 วัน โดยไม่ทิ้งเศษใด ๆ ไว้ในดิน (ทดสอบตาม ISO 17556)

• เกษตรกรรายงานว่าผลผลิตพืชผลสูงขึ้น 20% เมื่อเทียบกับฟิล์มที่ไม่ผ่านการบำบัด เนื่องจากแผงกั้นที่สมบูรณ์ยังคงรักษาความชื้นในดินและยับยั้งวัชพืช

3. สินค้าอุปโภคบริโภคแบบใช้แล้วทิ้ง: เครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร PBAT/PLA

อุปกรณ์บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง (จาน ชาม ช้อนส้อม) เป็นกรณีการใช้งานปริมาณมากสำหรับส่วนผสม PBAT/PLA แต่การไฮโดรไลซิสจากน้ำร้อนหรือผงซักฟอกมีการนำไปใช้อย่างจำกัด

• ความท้าทาย: ภาชนะบนโต๊ะอาหาร PBAT/PLA ที่ไม่ได้รับการบำบัดจะเสียรูปหรือแตกร้าวหลังการใช้งาน 5 ครั้งด้วยน้ำร้อน (60°C) หรือผงซักฟอกชนิดอ่อน

• สารละลาย: เติมสารต้านไฮโดรไลซิส (Bio-SAH™ 342Liquid) 0.3–1.0 phr ในระหว่างการฉีดขึ้นรูป สารนี้จะรักษาความยืดหยุ่นของ PBAT ในขณะเดียวกันก็ปกป้อง PLA จากการเปราะ

• ผลลัพธ์:

• ภาชนะใส่อาหารสามารถทนต่อการแช่น้ำที่อุณหภูมิ 95°C ได้นาน 1 ชั่วโมงโดยไม่มีการเสียรูป—เพิ่มขึ้นจาก 45°C สำหรับตัวอย่างที่ไม่ผ่านการบำบัด

• โดยยังคงความสามารถในการใช้งานกับผงซักฟอกได้มากกว่า 30 รายการ ซึ่งตรงตามกระแส 'ใช้ซ้ำได้' ในร้านกาแฟและบริการจัดเลี้ยง

• การทดสอบการทำปุ๋ยหมักแสดงให้เห็นการย่อยสลาย 98% ใน 150 วัน ซึ่งสอดคล้องกับกฎระเบียบพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวของสหภาพยุโรป

คู่มือการใช้งาน: การเลือกและการใช้สารต้านไฮโดรไลซิส

เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากสารต่อต้านไฮโดรไลซิสสำหรับ PLA/PBAT/PHA ผู้ผลิตจะต้องปรับแต่งตัวเลือกและการใช้งานให้เหมาะกับประเภทวัสดุและการใช้งานขั้นสุดท้าย ด้านล่างนี้คือคำแนะนำทีละขั้นตอนสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม

ขั้นตอนที่ 1: เลือกตัวแทนที่เหมาะสมสำหรับวัสดุของคุณ

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพต่างกันต้องใช้สารต้านไฮโดรไลซิสประเภทต่างๆ กัน การจับคู่สารดังกล่าวกับจุดอ่อนของโพลีเมอร์เป็นสิ่งสำคัญ:

ขั้นตอนที่ 2: ระดับการเติมที่เหมาะสมที่สุด

ต้นทุนของเสียที่เพิ่มมากเกินไป การเพิ่มน้อยเกินไปทำให้การป้องกันไม่เพียงพอ ด้านล่างคืออัตราการเติมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในอุตสาหกรรม (phr = ส่วนในร้อยเรซิน):

ขั้นตอนที่ 3: แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของการสมัคร

แม้แต่ตัวแทนที่เหมาะสมก็ยังล้มเหลวหากไม่มีการประมวลผลที่เหมาะสม ปฏิบัติตามเคล็ดลับเหล่านี้เพื่อความสำเร็จในอุตสาหกรรม:

• เพิ่มในระหว่างการผสมแบบหลอม: ผสมสารกับเม็ดโพลีเมอร์ในเครื่องอัดรีดหรือเครื่องฉีดขึ้นรูป หลีกเลี่ยงการเติมภายหลังการประมวลผล ซึ่งทำให้เกิดการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอ

• ควบคุมอุณหภูมิในการประมวลผล: สารที่ใช้คาร์โบไดอิไมด์จะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 270°C รักษาอุณหภูมิการอัดขึ้นรูป PLA <260°C และอุณหภูมิ PBAT/PHA <240°C

• เม็ดแห้งก่อน: ความชื้นที่ตกค้างในเม็ด PLA/PBAT (มากกว่า 0.05%) สามารถเริ่มต้นไฮโดรไลซิสได้ก่อนที่สารจะออกฤทธิ์ ใช้เครื่องอบลดความชื้นเพื่อลดความชื้นเหลือ <0.02%

• จับคู่กับสารเสริมฤทธิ์กัน: สำหรับการใช้งานที่มีความชื้นสูง (เช่น บรรจุภัณฑ์ในเขตร้อน) ให้ผสมสารป้องกันการไฮโดรไลซิสกับสารกำจัดความชื้น (แคลเซียมออกไซด์ ตะแกรงโมเลกุล) เพื่อลดการดูดซึมน้ำลง 30–40%

แนวโน้มอุตสาหกรรมและทิศทางในอนาคต

ความต้องการสารป้องกันการไฮโดรไลซิสในวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยได้รับแรงหนุนจากนโยบายระดับโลก แนวโน้มของผู้บริโภค และนวัตกรรมทางเทคโนโลยี ด้านล่างนี้คือแนวโน้มสำคัญที่กำหนดอนาคต และวิธีที่แนวโน้มเหล่านี้สอดคล้องกับการเติบโตของ PLA/PBAT/PHA

1. การห้ามใช้พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวทั่วโลก: ตัวขับเคลื่อนความต้องการอันดับ 1

ภายในปี 2568 กว่า 130 ประเทศ (รวมถึงสหภาพยุโรป แคนาดา และอินเดีย) จะห้ามการใช้พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ทำให้เกิดความต้องการเร่งด่วนสำหรับทางเลือกที่ทนทานของ PLA/PBAT/PHA สารป้องกันการไฮโดรไลซิสมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตอบสนองความต้องการนี้ หากไม่มีสารดังกล่าว วัสดุเหล่านี้จะไม่สามารถทดแทนพลาสติกแบบเดิมในการใช้งานที่มีความชื้นสูงได้ (เช่น ผลิตบรรจุภัณฑ์ ฟิล์มคลุมดิน) การวิจัยตลาดคาดการณ์ว่าความต้องการสารป้องกันการไฮโดรไลซิสในสารที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะเพิ่มขึ้น 25% ต่อปีจนถึงปี 2030

2. สารต่อต้านไฮโดรไลซิสสีเขียว: สูตรปราศจากสารพิษ

สารคาร์โบไดอิไมด์แบบดั้งเดิมใช้ฟอสจีน (วัตถุดิบที่เป็นพิษ) ทำให้เกิดความกังวลในการใช้งานด้านอาหารและทางการแพทย์ ตัวแทนรุ่นต่อไป เช่น Bio-SAH™ Green series ของเรา ใช้วัตถุดิบจากพืช (น้ำมันละหุ่ง อ้อย) เพื่อกำจัดความเป็นพิษ สารที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเหล่านี้เป็นไปตามมาตรฐาน EU REACH และ FDA ทำให้เหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารทารกหรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ละลายได้ การทดสอบนำร่องแสดงให้เห็นว่าพวกมันตรงกับประสิทธิภาพของคาร์โบไดอิไมด์แบบดั้งเดิมในขณะที่ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลง 40%

3. ส่วนผสมอเนกประสงค์: ป้องกันไฮโดรไลซิส + ป้องกันรังสียูวี + ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

การใช้งานกลางแจ้ง (เช่น วัสดุคลุมดินเพื่อการเกษตร เฟอร์นิเจอร์กลางแจ้ง) ต้องการมากกว่าแค่การป้องกันไฮโดรไลซิส แต่ยังต้องการความต้านทานต่อรังสียูวีและออกซิเดชันด้วย สารต่อต้านไฮโดรไลซิสผสมใหม่ผสมผสานสารเพิ่มความคงตัวของรังสียูวี (เช่น สารเพิ่มความคงตัวของแสงเอมีนที่ถูกขัดขวาง) และสารต้านอนุมูลอิสระ ช่วยลดภาระของสารเติมแต่งลง 50% ในขณะที่ให้การปกป้องแบบ 3-in-1 ตัวอย่างเช่น สารผสมสำหรับฟิล์มคลุมดิน PHA ช่วยเพิ่มความต้านทานรังสียูวีได้ถึง 6 เดือน (เพิ่มขึ้นจาก 2 เดือน) ในขณะที่ยังคงการป้องกันไฮโดรไลซิสไว้

4. ปลดล็อคแอปพลิเคชั่นมูลค่าสูง

สารป้องกันการไฮโดรไลซิสกำลังเปิดตลาดใหม่สำหรับวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งก่อนหน้านี้ไม่มีขีดจำกัด:

• บรรจุภัณฑ์อาหารแช่แข็ง: ขณะนี้ฟิล์ม PLA/PBAT ที่มีสารป้องกันการไฮโดรไลซิสสามารถทนต่อวงจรการแช่แข็งและละลายได้ (–20°C ถึง 25°C) โดยไม่เปราะ แทนที่ฟิล์ม PE ที่ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้

• การปลูกถ่ายทางการแพทย์: PHA ที่มีสารออกซาโซลีนเป็นส่วนประกอบหลักถูกใช้ในสกรูยึดกระดูกที่ละลายได้ ซึ่งคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างไว้เป็นเวลา 3 เดือน (สำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษา) ก่อนที่จะย่อยสลายทางชีวภาพ

• สารที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในทะเล: สาร PBAT จะสลายตัวในน้ำทะเล (ตาม ASTM D6691) หลังจากผ่านไป 6 เดือน โดยจัดการกับมลพิษจากพลาสติกในมหาสมุทร

สรุป: สารป้องกันการไฮโดรไลซิส—ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับอุตสาหกรรมวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

หลายปีที่ผ่านมา กระบวนการไฮโดรไลซิสทำให้ PLA, PBAT และ PHA ติดอยู่ในการใช้งานเฉพาะกลุ่ม ซึ่งเปราะบางเกินไปสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม และคาดเดาไม่ได้สำหรับความไว้วางใจของผู้บริโภค สารต่อต้านไฮโดรไลซิสจะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น ด้วยการกำหนดเป้าหมายวงจรการย่อยสลายอัตโนมัติ จะช่วยยืดอายุการใช้งานของวัสดุเหล่านี้เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ในขณะเดียวกันก็รักษาคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวัสดุไว้ นั่นก็คือ ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ ผลกระทบจับต้องได้: บรรจุภัณฑ์ PLA/PBAT ที่มีอายุ 6 เดือน ฟิล์มคลุมดิน PHA/PLA ที่ปกป้องพืชผล และอุปกรณ์บนโต๊ะอาหารที่ทนทานต่อน้ำร้อน—ทั้งหมดนี้ในขณะสลายเป็นปุ๋ยหมัก ในโลกที่แข่งขันกันเพื่อยุติขยะพลาสติก สารป้องกันการไฮโดรไลซิสไม่ได้เป็นเพียงสารเติมแต่งเท่านั้น เป็นกุญแจสำคัญในการปลดล็อกศักยภาพสูงสุดของวัสดุที่ยั่งยืน สำหรับผู้ผลิตที่ต้องการเป็นผู้นำในการปฏิวัติการย่อยสลายทางชีวภาพ ข้อความนั้นชัดเจน: ในการเปลี่ยน PLA, PBAT และ PHA ให้เป็นโซลูชันระดับอุตสาหกรรม ให้เริ่มต้นด้วยสารป้องกันการไฮโดรไลซิสที่เหมาะสม

พร้อมที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์ PLA, PBAT หรือ PHA ของคุณมีความทนทานเพียงพอสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมแล้วหรือยัง? สำรวจกลุ่มผลิตภัณฑ์ Bio-SAH™ ของเรา รวมถึงสูตรอาหารสีเขียวสำหรับการใช้งานด้านอาหาร/ทางการแพทย์ และส่วนผสมอเนกประสงค์สำหรับการใช้งานกลางแจ้ง ติดต่อทีมงานของเราเพื่อทำการทดสอบอายุแบบกำหนดเองสำหรับการใช้งานปลายทางของคุณโดยเฉพาะ มาสร้างวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่แข็งแกร่งและยั่งยืนกันเถอะ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: สารต่อต้านไฮโดรไลซิสปกป้อง PLA/PBAT/PHA ได้อย่างไร

ตอบ: กำจัดกรดคาร์บอกซิลิกที่เกิดจากการไฮโดรไลซิส ขัดขวางการย่อยสลายด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ ยืดอายุการใช้งานในขณะที่ยังคงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพไว้

ถาม: มันขัดขวางการย่อยสลายของวัสดุหรือไม่?

ตอบ: ไม่ เพียงแต่ยับยั้งการไฮโดรไลซิสก่อนเวลาอันควรเท่านั้น วัสดุยังคงเป็นปุ๋ยหมักตามมาตรฐานเช่น ISO 14855

ถาม: สารต้านไฮโดรไลซิสชนิดใดที่เหมาะกับ PLA/PBAT

ตอบ: คาร์โบไดอิไมด์สำหรับ PLA, PBAT—ตรงกับคุณสมบัติของวัสดุ

ถาม: ระดับการเติมโดยทั่วไปคือเท่าไร?

A: 0.5–1.5 phr สำหรับ PLA, 0.3–1.0 phr สำหรับ PBAT; ปรับตามความจำเป็น