ما هي عملية الكشف عن معدل التحلل الحيوي في فحص الجودة للنسيج غير المنسوج PLA-؟

في فحص جودة الأقمشة غير المنسوجة PLA-، يعد معدل التحلل الحيوي أحد المؤشرات الأساسية. ويتطلب اكتشافها محاكاة بيئات محددة (مثل التسميد الصناعي، والتربة، والمياه، وما إلى ذلك)، ويتم تحديده عن طريق قياس درجة تدهور المادة تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة (مثل نسبة عناصر الكربون المحولة إلى ثاني أكسيد الكربون). في الوقت الحاضر، تعتمد الطرق القياسية المعتمدة دوليًا ومحليًا بشكل أساسي على ظروف التسميد الصناعي (حيث يتم استخدام الأقمشة غير المنسوجة PLA -في الغالب في سيناريوهات يمكن التخلص منها ويحتاج إلى التحلل بسرعة في بيئة سماد يمكن التحكم فيها). فيما يلي طرق وعمليات الاختبار المحددة

I. معايير الاختبار الأساسية: يجب أن يعتمد اختبار معدل التحلل الحيوي على معايير موثوقة لضمان اتساق النتائج وقابليتها للمقارنة. تشمل المعايير شائعة الاستخدام ما يلي: • المعايير الدولية: ISO 13432 "مواد التعبئة والتغليف - طرق اختبار ومتطلبات قابلية التحول إلى سماد وقابلية التحلل الحيوي"، ASTM D6400 "المواصفات القياسية لقابلية تحويل المواد البلاستيكية إلى سماد في منشآت التسميد البلدية أو الصناعية". • المعايير المحلية: GB/T 19277.1-2011 "تحديد قدرة التحلل الحيوي والتفكك الهوائي النهائية للمواد في ظل ظروف التسميد الخاضعة للرقابة - الجزء 1: الطرق العامة"، GB/T 28206-2011 "المتطلبات الفنية للمواد البلاستيكية القابلة للتحويل إلى سماد". تحتوي هذه المعايير على لوائح واضحة بشأن بيئة الاختبار، ومصدر الكائنات الحية الدقيقة، ودورة الاختبار، وما إلى ذلك (على سبيل المثال، ظروف التسميد الصناعي: درجة الحرارة 58±2 درجة، الرطوبة 50%-60%، واللقاح هو نضج السماد).

عملية اختبار محددة (مع أخذ ISO 13432 كمثال)

1. تحضير العينة • قم بقطع القماش غير المنسوج PLA - إلى جزيئات دقيقة (عادةً أقل من أو يساوي 10 مم)، وقم بوزن كتلة العينة بدقة (يشار إليها بـ m، الوحدة: g)، واحسب محتواها من الكربون (يتم تحديده عن طريق التحليل العنصري، ويشار إليه بـ C_sample).

وفي الوقت نفسه، قم بإعداد "عناصر تحكم إيجابية" (مثل السليلوز، المعروف بأنه قابل للتحلل بنسبة 100٪) و"عناصر تحكم فارغة" (تحتوي على لقاحات السماد والمخازن المؤقتة فقط، بدون عينات) للتحقق من فعالية نظام الكشف.

2. مواد التلقيح وبناء نظام التفاعل

• مواد التلقيح: يتم استخدام الحمأة البلدية أو منتجات السماد (التي تحتوي على مجتمعات ميكروبية طبيعية) وخلطها مع الماء المقطر والمحلول المنظم (الحفاظ على درجة الحموضة 7.0 ± 0.5) بنسب قياسية لتشكيل ركيزة التفاعل.

• وعاء التفاعل: استخدم أداة قياس الجهاز التنفسي المغلقة (مثل نظام الضغط الثابت أو نظام الحجم الثابت) لخلط العينة والتحكم الإيجابي والتحكم الفارغ مع المصفوفة الملقحة على التوالي، ووضعها في حاضنة درجة حرارة ثابتة عند 58 ± 2 درجة.

3. مراقبة عملية التحلل وجمع ثاني أكسيد الكربون

• المراقبة المستمرة لثاني أكسيد الكربون الناتج عن نظام التفاعل خلال 6 أشهر (أقصى فترة كشف يتطلبها المعيار): ◦ إذا كان نظام ضغط ثابت، احسب الناتج عن طريق قياس حجم غاز ثاني أكسيد الكربون (بعد التجفيف وإزالة الغازات المسببة للتداخل)؛ إذا كان نظامًا ذو حجم ثابت، فسيتم حساب الإخراج عن طريق قياس التغير في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغاز (مثل كاشف الأشعة تحت الحمراء). يجب خصم ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عنصر التحكم الفارغ من مجموعة العينة (باستثناء تدخل التحلل الذاتي -) للمواد الملقحة).

4. حساب كمية ثاني أكسيد الكربون النظرية: استنادًا إلى محتوى الكربون في العينة، احسب إجمالي كمية ثاني أكسيد الكربون التي يجب إنتاجها عندما تتحلل تمامًا: الكمية النظرية لثاني أكسيد الكربون (جم)=(C_sample × 44) ÷ 12 (ملاحظة: 44 هي الكتلة المولية لـ CO₂، و12 هي الكتلة المولية للكربون، أي 1 جم من الكربون بالكامل) يتم تحويله إلى 1 × 44/12 جم من ثاني أكسيد الكربون.

5. تحديد معدل التحلل الحيوي: عندما يكون معدل التحلل الحيوي للتحكم الإيجابي أكبر من أو يساوي 70% (مما يدل على فعالية النظام)، ومعدل التحلل الحيوي للعينة خلال 6 أشهر أكبر من أو يساوي 90%، يتم تحديده على أنه "قابل للتحلل الحيوي". إذا لم يتم الوصول إلى 90% في غضون 6 أشهر، فيجب تمديد فترة الاختبار إلى عامين (لكن مادة PLA، باعتبارها مادة قابلة للتحلل، عادة ما تلبي المعيار في غضون 3 إلى 6 أشهر).