GBPI 표준 간 전체 생분해 플라스틱 쇼핑백 테스트 응용 및 분석 - 스마트 퇴비 분해 시험기

최근 몇 년 동안 전자상거래, 택배, 배달 등 새로운 업태의 발전에 따라 비닐 쇼핑백의 소비량이 빠른 상승세를 보이고 있으며, 이로 인해 환경에 미치는 오염은 갈수록 심해지고 있다.스스로'생분해성 비닐 쇼핑백'국가표준(GB/T 38082-2019)5년 남짓한 동안 국가의"가소물제한령"정책에 배합하여 우리 나라는 매년 전통적인 비닐봉지를 약 200억마리 줄였는데 이는 석유자원을 120만톤 절약하고 이산화탄소배출을 84만톤 감소시키는것과 같다.

생분해성 플라스틱은 자연계의 토양 및/또는 토사와 같은 조건 하에서나 퇴비화 조건 하에서나 염산소화 조건 하에서나 수성 배지에서 자연계에 존재하는 미생물의 작용으로 분해되어 이산화탄소(CO2) 또는/과 메탄(CH4), 물(H2O) 및 그 함유된 원소의 광화학 무기염과 새로운 생물학적 플라스틱으로 분해되는 것을 말한다.생분해성 플라스틱의 분해 기능은 그림 1을 참조하십시오.일회용 생분해 불가 플라스틱 대신 생분해 플라스틱을 추진하면 플라스틱 오염 문제를 어느 정도 해결할 수 있다.

그림 1 생분해성 플라스틱의 분해 기능

현재 시중에 나와 있는 주요 막대류 생분해 플라스틱 제품 성분은 대부분 폴리스티렌산 헥사메틸렌글리콜 (PBAT), 폴리우레탄 (PLA는), 전분 (ST) 의 두 가지 또는 두 가지 이상, 그리고 무기 충전재 활석분 (TALC) 또는 탄산칼슘 (Caco3) 으로 만든다.우리 나라 정부의 추동하에 중국의 분해비닐기술은 뚜렷한 진보를 가져왔고 PLA, PBAT, PHA 등 생물분해재료의 기술수준이 끊임없이 제고되고 생산원가가 점차 낮아져 생물분해비닐쇼핑백의 광범한 응용에 기술보장을 제공해주었다.

　　1 분해 기술과 퇴비법 검측 방법의 기술 변화

분해 성능 검사 방법으로는 퇴비 분해(GB/T19277.1, GB/T19277.2 등), 담수 환경 분해(GB/T19276.1, GB/T19276.2 등), 토양 환경 분해(GB/T22047), 해양 환경 분해(GB/T40612, GB/T40611, GB/T40367 등), 슬러지 염소 분해(GB/고체)퇴비법은 분해 검측 기술 중의 중재법으로서, 현재 분해 가능한 재료와 제품의 테스트에 광범위하게 응용, 테스트 표준 근거GB/T 19277.1-2025 "통제 퇴비 조건에서 재료의 최종 산소 필요 생물 분해 능력의 측정은 방출된 이산화탄소를 측정하는 방법 제1부: 통용 방법"(ISO 14855-1:2012, IDT)。이 테스트 방법은 공식적으로 구현되었습니다.이 방법은 도시의 고체페기물중의 유기부분에 혼입된 전형적인 산소수요퇴비처리조건을 모의하고 시험재료는 퇴비에서 산생된 접종물에 노출되여 온도, 산소농도와 습도가 모두 엄격히 검측되고 통제되는 환경조건에서 퇴비를 진행한다.시험 재료 중 탄소가 방출된 이산화탄소로 전환되는 전환 백분율을 측정하다.

이 글은 퇴비법 테스트 원리를 바탕으로 전체 생분해 플라스틱 쇼핑백 (재질: PBAT + PLA + ST) 에 대해 생분해율을 테스트하고 기준에 도달하는 분석을 진행한다.

　　2 시험

　　2.1재료 및 장비

마이크로셀룰로오스 (박층크로마토그래피급), 국약그룹화학시약유한회사;전생분해성 쇼핑백, 재질: PBAT+PLA+ST, 시판.부숙퇴비토, 비령 2~4개월, 시판.

　　
AUTO GBDA-180 스마트 퇴비 분해 시험기, 광저우 표준; TOC-L CPH+SSM-5000A 총 유기탄소 분석기,SHIMADZU；PHS-3E 휴대용PH계, 레이저;GSX2-4-10G 마버로, 광저우 표제;DHG-9030A 드럼 건조함, 광저우 표준시.

　　2.2 시험방법

　　2.2.1 성능 테스트

총 건조 고체 테스트: 샘플은 105 ℃ 의 북풍 건조 조건에서 냉각 항중 후의 품질과 원 샘플의 비례

휘발성 고체 (유기 성분) 테스트: 샘플은 550 ℃ 고온 조건에서 화상 후 손실 품질이 전체 건고체 함량 백분율을 차지한다

총 유기탄소 함량(TOC) 테스트: 건기 결과는 TOC-L CPH+ 고체 시료 모듈 SSM-5000A 총 유기탄소 분석기 사용

도킹종물, 비교재료, 시험재료는 각각 총건고체, 휘발성고체, 총유기탄소와 PH테스트를 진행한다.퇴비토를 사용하기 전에 비교적 큰 타성물질을 제거한후 0.5센치메터의 체로 선별하여 시험재료(비닐봉지)를 잘게 잘라내고 최대표면적은 2cm * 2센치메터를 초과하지 않는다.처리된 샘플은 그림 2 참조.

그림 2 사전 처리 후 비교 재료, 시험 재료 및 접종물

GB/T19277.1-2025 및 GB/T 38082-2019 표준의 요구 사항을 참조하여 샘플 사전 처리 및 지표는 표 2, 샘플 테스트 결과는 표 3을 참조하십시오.

표 2 샘플 모양 및 지표

표 3 샘플 테스트 결과

표준 GB/T19277.1-2025를 기반으로 호산소 산업 퇴비 조건에서 생분해 성능 테스트를 실시한다.시험온도는 58 ℃ ± 2 ℃ 이고 접종물의 수분함량은 50% ~55% 로 통제하며 시료재료 (또는 비교재료) 와 접종물은 1: 6의 건중비례로 충분히 교반하여 혼합하여 반응솥에 넣고 시험과정에 충분한 햇볕을 유지해야 하며 산소농도는 6% 보다 낮지 않고 정기적으로 교반해야 한다.공백시험, 비교시험과 견본시험은 각각 3개의 평행견본을 시험하여 평균치를 취해야 한다.일반적인 45일~6개월의 시험주기내에 련속적외선이산화탄소센서를 채용하여 매 퇴비용기에서 배출하는 이산화탄소함량을 정량테스트하고 시험은 공백을 공제한후 이산화탄소루계방출량과 이산화탄소리론방출량의 비례를 생물분해률로 한다.

이번 시험의 시험재료는 시험 128일간 생물분해율 곡선이 상대적으로 평온한 상태에 도달하여 시험을 종료한다.GB/T38082-2019의 요구에 따라 혼합물의 상대 생물분해율은 ≥ 90% 여야 한다.상대 생물 분해율은 샘플 생물 분해율과 비교 생물 분해율의 비율이다.이번 시험 참가재료의 생분해율은 89.34%, 시험재료의 생분해율은 81.27%, 상대생분해율은 90.97%로 기준의 생분해율의 지표 요건을 충족했다.시험주기의 시험재료와 비교재료의 이산화탄소 방출량은 그림 3, 생물분해율은 그림 4를 참조한다.

그림3 시험재료 및 비교재료 이산화탄소 방출량

그림4 시험재료 및 비교재료 생물분해율

퇴비법 시험초기세 가지 지표에 중점을 두어야 한다.

(1) 45d 후 비교 재료 분해율이 70% 를 초과한다.

(2) 시험기간에 매 퇴비용기의 생물분해률은 상대적으로 20% 를 초과하지 않는다.

(3) 배양 전 10d 내에서 빈 용기의 휘발성 고체(평균치) 접종물 1g당 CO250mg~150mg이 발생한다.시험이 지표에 부합해야만 유효성을 인정할 수 있다.

시험주기가 상대적으로 비교적 길고 온도가 58 ℃ 를 유지하며 접종물이 쉽게 물을 잃어 판결이 생기므로 정기적으로 증류수를 보충하고 정기적으로 교반하여 접종물과 재료혼합물이 수분함량이 약 50% 의 습윤한 상태에 있도록 확보해야 하며 미생물이 효과적인 활성을 유지하는데 유리하다.

비록 현재 분해검사시장에서 비교적 많은 쾌속검사기술을 출시하였지만 재료표징수단 (예를 들면 FTIR, DSC 등) 을 리용하여 쾌속성분분석을 진행한다.그러나 단일한 표징수단은 혼합재료/제품성분의 구성을 정확하게 식별할수 없으며 생물분해률이 표준에 도달했는지도 확정할수 없다.퇴비법으로 테스트하다.단일 또는 혼합 재료생분해성 제품은 여전히 현 단계에서 가장 권위 있는 방법 중의 하나이다.

퇴비법의 정량방식은 적정법, 중량법, 기상크로마토그래피, 연속적외선분석기 등 방식이 있는데 시험시간이 길고 비용이 많이 들고 인공당직 등 난제를 해결하기 위해 련속적외선이산화탄소센서의 정량테스트의 지능화설비를 채용하여 생분해성재료/제품의 분해성능테스트를 완성할것을 건의한다.전 과정 스마트 모니터링, 자동 온도 제어, 정기적인 믹서, 충분한 노출, 자동 데이터 유효성 판단, 시험 기간 각 퇴비 용기의 일일 이산화탄소 생성량과 분해율 데이터, 방출된 이산화탄소 곡선도와 생물 분해율 곡선도는 모두 최종 보고에 직접 도출할 수 있다.퇴비 분해 검사 항목의 질적 효과 향상에 도움이 된다.