ASTM D6954-24 Standardowy przewodnik dotyczący eksploatacji i badań tworzyw sztucznych, które ulegają degradacji w środowisku w wyniku połączenia utleniania i biodegradacji

ASTM D6954-24 Standardowy przewodnik dotyczący eksploatacji i badań tworzyw sztucznych, które ulegają degradacji w środowisku w wyniku połączenia utleniania i biodegradacji

Norma „ASTM D6954-24 Standard guide for detection and testing of plastics that degrades in the environment by a combination ofoxidation and biodegradation” opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) stanowi ramy lub plan działania umożliwiający porównanie i ocenę szybkości i zakresu utraty właściwości fizycznych polimerów w kontrolowanej degradacji laboratoryjnej w wyniku procesów termicznych i fotooksydacyjnych, a także biodegradacji i wpływu na środowisko w określonych zastosowaniach i środowiskach składowania po degradacji. Środowiska składowania odpadów są różne: od gleby, wysypisk śmieci i kompostu komunalnego lub przemysłowego, gdzie może zachodzić utlenianie termiczne, po pokrywę gleby i użytkowanie rolnicze, gdzie może zachodzić fotooksydacja.

ASTM D6954-24 Standardowy przewodnik dotyczący eksploatacji i badań tworzyw sztucznych, które ulegają degradacji w środowisku w wyniku połączenia utleniania i biodegradacji

Norma ta wykorzystuje trzy poziomy ustalonych norm ASTM w celu przyspieszenia i ilościowego określenia utraty właściwości i masy cząsteczkowej w procesach termicznych i fotooksydacyjnych oraz innych procesach abiotycznych (pierwszy poziom), w celu pomiaru biodegradacji (drugi poziom) oraz w celu oceny wpływu ekologicznego produktów powstających w tych procesach (trzeci poziom).

Warunki pierwszego etapu wybrane dla utleniania termicznego i fotooksydacji przyspieszają degradację, która jest prawdopodobna w danym zastosowaniu i środowisku utylizacji. Warunki powinny obejmować zakres wilgotności lub stężeń wody, zależnie od zastosowania i środowiska utylizacji. Szybkość degradacji mierzona w typowych temperaturach utleniania jest niezbędna do porównania i uporządkowania polimerów ocenianych w wybranym zastosowaniu. Polimery te osiągają masę cząsteczkową, która powoduje powstanie udowodnionej biodegradowalnej pozostałości za pomocą testów biometrycznych ASTM określających wydzielanie dwutlenku węgla odpowiednie dla wybranego środowiska. Przykładowo dane dotyczące przyspieszonego utleniania należy uzyskać w zakresach temperatur i wilgotności typowych dla wybranego zastosowania i środowiska utylizacji, takich jak gleba (od 20 do 30 stopni), ląd (od 20 do 35 stopni) i zakłady kompostowania komunalnego lub przemysłowego (od 30 do 65 stopni). W przypadku zastosowań w glebie należy wziąć pod uwagę lokalne zakresy temperatur i wilgotności, ponieważ różnią się one znacznie w zależności od regionu. Co najmniej jedna z temperatur powinna być w miarę zbliżona do temperatury końcowego wykorzystania lub utylizacji, ale w żadnym wypadku nie powinna różnić się od temperatury, w której produkt został usunięty, o więcej niż 20 stopni. Należy również sprawdzić, czy polimer nie ulega zmianie fazy, np. zmianie temperatury zeszklenia, w zakresie temperatur badania.

Pozostałości powstałe w wyniku utleniania poddaje się następnie odpowiednim procesom utylizacji lub utylizacji w standardowych metodach badań biometrycznych w celu zmierzenia szybkości i stopnia biodegradacji (drugi etap).

Dane wygenerowane w ramach oceny pierwszego stopnia oraz czas określony dla biodegradacji w wybranym środowisku (drugi stopień) pozwalają na porównanie polimerów ocenianych w podobnych warunkach środowiskowych w ramach tej normy. Stopień i czas biodegradacji muszą być zgodne z metodami ASTM, a wszystkie pozostałości powstałe w pośrednim etapie utleniania i biodegradacji muszą być uznane za bezpieczne dla środowiska i nietrwałe (trzeci etap).

Na potrzeby niniejszej normy, oprócz terminów i definicji podanych w normach ASTM D883 i ASTM D6002, stosuje się następujące definicje:

  • Degradacja plastiku w środowisku odnosi się do procesu degradacji abiotycznej lub biotycznej, lub obu, zachodzącego w określonym środowisku i obejmującego fotodegradację, utlenianie, hydrolizę i degradację biologiczną. Organizmy żywe wpływają na procesy degradacji biotycznej, natomiast procesy degradacji abiotycznej nie mają charakteru biologicznego.
  • Żele to usieciowane struktury polimerowe, które są nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach, ale nie powodują zerwania wiązań pierwotnych ani wiązań sieciujących w polimerze. Wiązania poprzeczne powstające w trakcie oksobiologicznej degradacji polimerów to wiązania chemiczne powstające w procesie degradacji, głównie wiązania węgiel-węgiel, dzięki czemu są niezwykle odporne na degradację pod wpływem rozpuszczalników.
  • Utlenianie to proces zachodzący pod wpływem ciepła lub napromieniowania w obecności tlenu.

Normę tę można stosować do porównywania i klasyfikowania szybkości i zakresu degradacji oksydacyjnej tworzyw sztucznych na podstawie zakresu mas cząsteczkowych, które można uznać za biodegradowalne w wybranym środowisku. Następnie biodegradację tych zdegradowanych polimerów w różnych środowiskach, takich jak gleba, kompost komunalny lub przemysłowy, wysypisko śmieci i woda, można porównać i ocenić, stosując standardowe metody badań biometrycznych oraz mierząc wydzielanie dwutlenku węgla.

Jeśli wyznaczoną drogą utylizacji jest kompostowanie komunalne lub przemysłowe, norma ASTM D6400 jest jedyną definitywną i stosowalną normą do pomiaru biodegradacji w procesie kompostowania komunalnego lub przemysłowego. Biodegradacja następująca po utlenieniu w warunkach określonych w niniejszej normie nie nadaje definicji „kompostowalności komunalnej lub przemysłowej” ani konotacji, że praktyki te są dopuszczalne w przypadku kompostowania w komercyjnych lub komunalnych zakładach kompostowania.

W normie tej zastosowano podejście wielopoziomowe oparte na kryteriach, aby ocenić sekwencyjne utlenianie i biodegradowalność wyrobów z tworzyw sztucznych oraz wpływ na środowisko w określonych zastosowaniach. Każda warstwa niniejszej normy zawiera podsumowanie prezentujące cele i metody badań, zasady metody, czas trwania badania i interpretację wyników.

Podejście etapowe wybrano, aby wygodnie oddzielić w laboratorium etapy degradacji oksydacyjnej, biodegradacji i wpływu na środowisko, jednak w rzeczywistości wszystkie trzy etapy najprawdopodobniej zachodzą jednocześnie, a nie kolejno.

Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście usługi testowe są również świadczone przedsiębiorstwom zgodnie z normą „ASTM D6954-24 Standard guide for the detection and testing of plastics that degradates in the environment by a combination ofoxidation and biodegradation” (Wytyczne dotyczące wykrywania i testowania tworzyw sztucznych ulegających degradacji w środowisku w wyniku jednoczesnego utleniania i biodegradacji).

WhatsApp