Dezvoltarea și aplicarea materialelor plastice polimerice biodegradabile, materialele plastice biodegradabile sunt un fel de tip nou cu funcția de degradare a materialelor polimerice, în procesul de utilizare, are de-a face cu același tip de plastic comun cu sănătatea corespunzătoare și performanța aplicației relevante și după funcția sa completă, materialul se poate degrada rapid în condițiile mediului natural, devin ușor de dat fragmente de mediu sau zdrobit, iar cu trecerea timpului, degradarea ulterioară devin în cele din urmă produse de oxidare (CO2 și apă), revenirea în natură.
Dezvoltarea și aplicarea produselor biodegradabilemateriale plastice polimerice, materialele plastice biodegradabile sunt un fel de tip nou cu funcția de degradare a materialelor polimerice, în proces de utilizare, are de-a face cu același tip de plastic comun cu sănătatea corespunzătoare și performanța de aplicare relevantă, iar după funcția sa completă, materialul se pot degrada rapid în condițiile mediului natural devin ușor de dat fragmente de mediu sau zdrobite, iar odată cu trecerea timpului, degradarea ulterioară devin în cele din urmă produse de oxidare (CO2 și apă), revenirea în natură.
Pe baza poluării mediului cauzată de deșeurile de plastic, precum și a cererii de protecție a mediului și a nevoilor umane, este urgent să se studieze materialele polimerice degradabile.Într-un anumit timp și în anumite condiții de mediu, structura chimică a materialelor plastice biodegradabile se va schimba.În funcție de motivele modificărilor în structura sa chimică, materialele plastice biodegradabile pot fi împărțite în două categorii: materiale plastice biodegradabile și materiale plastice fotodegradabile.
1. Mecanismul de degradare a materialelor plastice degradabile
În general, plasticul degradabil se referă la un tip de plastic care poate fi descompus în molecule mici prin acțiunea microorganismelor din sol sau radiații solare. Trebuie să îndeplinească cerințele de utilizare a produselor și ușor de prelucrat pe baza de proprietăți biodegradabile.Natura acțiunii luminii solare asupra materialelor polimerice este efectul cuprinzător al luminii ultraviolete în lumina soarelui și al oxigenului în aer, deci este numită și degradare prin fotooxidare.Luați poliolefina ca exemplu pentru a explica mecanismul de degradare prin fotooxidare.În esență, fotooxidarea determină ruperea lanțului sau reticulare a polimerilor, iar în acest proces se formează unele grupări funcționale care conțin oxigen, cum ar fi acizii carboxilici, peroxizii, cetonele și alcoolii.Reziduurile de catalizator din polimeri și inițierea grupărilor peroxid și carboxil introduse în timpul procesării sunt principalele surse de degradare.
Sub acțiunea microorganismelor (în principal ciuperci, bacterii sau alge etc.), polimerii pot fi erodați sau metabolizați pentru a provoca modificări ale structurii lor chimice și scăderea greutății moleculare.Mecanismul de acțiune poate fi împărțit în principal în două situații:
(1) acțiune biofizică.Adică, după eroziunea produselor din plastic de către microorganisme, creșterea celulelor biologice, promovează descompunerea polimerilor, ionizarea sau protonul, această acțiune fizică asupra polimerului a cauzat daune mecanice, greutatea moleculară mare a polimerului în fragmente de oligomeri, astfel încât să atinge scopul degradării fizice.
(2) acțiune biochimică — acțiunea directă a enzimelor.Această situație este cauzată de eroziunea enzimelor secretate de ciuperci sau bacterii, ceea ce duce la scindarea sau dezintegrarea oxidativă a materialelor plastice și determină scindarea sau degradarea oxidativă a polimerilor insolubili în fragmente solubile în apă, generând noi compuși moleculari mici (CH4, CO2 și H2O) până la descompunerea finală.
Există, în general, două ipoteze despre mecanismul de biodegradare a materialelor polimerice care duc la biodegradare.Celălalt este o tăietură invazivă de la capătul lanțului.Prin urmare, proprietățile structurale ale materialelor, cum ar fi compoziția, structura lanțului principal și lateral, dimensiunea grupurilor de capete și prezența sau absența rezistenței sterice spațiale, sunt factorii cheie care afectează performanța lor de degradare.Printre acestea, proprietățile principale ale lanțului au un impact mai mare.Dacă lanțul principal al polimerului conține legături care sunt ușor hidrolizate, acesta va fi ușor biodegradat.În al doilea rând, dacă coloana vertebrală este flexibilă, rata de degradare va fi relativ rapidă, în timp ce dacă coloana vertebrală este rigidă și ordonată, rata de degradare va fi lentă.
Biodegradabilitatea materialelor polimerice este redusă prin ramificare și reticulare.De exemplu, introducerea grupărilor hidrofobe la sfârșitul lanțului molecular de acid polilactic (PLA) poate reduce rata de eroziune în stadiul inițial de degradare.Acest lucru se datorează faptului că în procesul de degradare inițial, eroziunea PLA depinde în principal de structura capătului lanțului molecular, iar adăugarea de grupări hidrofobe duce la scăderea ratei sale de eroziune.În plus, unii cercetători au studiat structura chimică a polimerilor și greutatea moleculară relativă a materialelor care joacă un rol important în degradarea lor.
2. Dezvoltarea materialelor plastice biodegradabile
Direcția de dezvoltare a materialelor plastice biodegradabile în viitor poate fi următoarea:
(1) s-au preparat materiale plastice biodegradabile prin studierea mecanismului de biodegradare a polimerilor degradabili și s-a studiat și dezvoltat copolimerizarea în bloc a materialelor plastice biodegradabile cu polimeri obișnuiți existenți, polimeri microbieni și polimeri naturali.
(2) să caute microorganisme care pot produce materiale plastice polimerice, să exploreze noi polimeri, să analizeze mecanismul lor de sinteză în detaliu, să le îmbunătățească productivitatea prin metodele existente și prin metodele de inginerie genetică și să studieze metode eficiente de cultivare a microorganismelor.
(3) acordați atenție controlului ratei de degradare, dezvoltați promotori de degradare și stabilizatori eficienți pentru a îmbunătăți performanța de biodegradare a materialelor plastice degradabile, a reduce costul acestora și a extinde aplicația pe piață.
(4) cercetarea și stabilirea unei definiții unificate a materialelor plastice degradabile, îmbogățirea și îmbunătățirea metodei de evaluare a biodegradării și înțelegerea în continuare a mecanismului de degradare.
Ora postării: 13-aug-2019