Desenvolupament i aplicació de plàstics polimèrics biodegradables, els plàstics biodegradables són un tipus de nou tipus amb la funció de degradació dels materials polimèrics, en procés d'ús, té a veure amb el mateix tipus de plàstic comú amb la salut corresponent i el rendiment d'aplicació rellevant, i Després de la seva funció completa, el material pot degradar-se ràpidament en les condicions ambientals naturals i ser fàcils de donar fragments de l'entorn o aixafar, i amb el pas del temps, una major degradació es converteix en productes d'oxidació (CO2 i aigua), tornant a la natura.
Desenvolupament i aplicació de biodegradablesplàstics polimèrics, Els plàstics biodegradables són un tipus de nou tipus amb la funció de degradació dels materials polímers, en procés d'ús, té a veure amb el mateix tipus de plàstic comú amb la salut corresponent i el rendiment d'aplicació rellevant, i després de la seva funció completa, el material es poden degradar ràpidament en el medi natural les condicions es tornen fàcils de donar fragments de l'entorn o aixafar, i amb el pas del temps, una major degradació es converteixen eventualment en productes d'oxidació (CO2 i aigua), retornen a la natura.
Tenint en compte la contaminació ambiental causada pels residus plàstics, així com la demanda de protecció del medi ambient i les necessitats humanes, és urgent estudiar els materials polimèrics degradables.En un temps determinat i sota determinades condicions ambientals, l'estructura química dels plàstics biodegradables canviarà.Segons els motius dels canvis en la seva estructura química, els plàstics biodegradables es poden dividir en dues categories: plàstics biodegradables i plàstics fotodegradables.
1. Mecanisme de degradació dels plàstics degradables
En termes generals, el plàstic degradable es refereix a un tipus de plàstic que es pot descompondre en petites molècules mitjançant l'acció de microorganismes en el sòl o la radiació solar. Ha de complir els requisits d'ús de productes i fàcil de processar a partir de la base de propietats biodegradables.La naturalesa de l'acció de la llum solar sobre els materials polímers és l'efecte complet de la llum ultraviolada a la llum solar i l'oxigen a l'aire, per la qual cosa també s'anomena degradació per fotooxidació.Preneu com a exemple la poliolefina per explicar el mecanisme de degradació per fotooxidació.En essència, la fotooxidació provoca la ruptura de la cadena o la reticulació dels polímers, i en aquest procés es formen alguns grups funcionals que contenen oxigen, com els àcids carboxílics, peròxids, cetones i alcohols.Els residus de catalitzadors en polímers i l'inici de grups peròxid i carboxil introduïts durant el processament són les principals fonts de degradació.
Sota l'acció dels microorganismes (principalment fongs, bacteris o algues, etc.), els polímers es poden erosionar o metabolitzar per provocar canvis en la seva estructura química i disminuir el pes molecular.El mecanisme d'acció es pot dividir principalment en dues situacions:
(1) acció biofísica.És a dir, després de l'erosió dels productes plàstics per part de microorganismes, el creixement de cèl·lules biològiques, promou la descomposició de polímers, ionització o protó, aquesta acció física sobre el polímer va causar danys mecànics, l'alt pes molecular del polímer en fragments d'oligòmers, per tal de aconseguir el propòsit de la degradació física.
(2) acció bioquímica: acció directa dels enzims.Aquesta situació és provocada per l'erosió dels enzims secretats per fongs o bacteris, que provoca la desdoblament o desintegració oxidativa dels plàstics, i provoca la desdoblament o degradació oxidativa dels polímers insolubles en fragments solubles en aigua, generant nous petits compostos moleculars (CH4, CO2 i H2O) fins a la descomposició final.
En general, hi ha dues hipòtesis sobre el mecanisme de biodegradació dels materials polimèrics que condueixen a la biodegradació.L'altre és un tall invasiu des de l'extrem de la cadena.Per tant, les propietats estructurals dels materials, com ara la composició, l'estructura de la cadena principal i lateral, la mida dels grups extrems i la presència o absència de resistència estèrica espacial, són els factors clau que afecten el seu rendiment de degradació.Entre elles, les principals propietats de la cadena tenen un major impacte.Si la cadena principal del polímer conté enllaços que s'hidrolitzen fàcilment, es biodegradarà fàcilment.En segon lloc, si la columna vertebral és flexible, la taxa de degradació serà relativament ràpida, mentre que si la columna vertebral és rígida i ordenada, la taxa de degradació serà lenta.
La biodegradabilitat dels materials polimèrics es redueix mitjançant la ramificació i la reticulació.Per exemple, la introducció de grups hidrofòbics al final de la cadena molecular d'àcid polilàctic (PLA) pot reduir la taxa d'erosió en l'etapa inicial de degradació.Això es deu al fet que en el procés de degradació original, l'erosió del PLA depèn principalment de l'estructura de l'extrem de la cadena molecular i l'addició de grups hidrofòbics condueix a la disminució de la seva taxa d'erosió.A més, alguns investigadors han estudiat l'estructura química dels polímers i el pes molecular relatiu dels materials que tenen un paper important en la seva degradació.
2. Desenvolupament de plàstics biodegradables
La direcció de desenvolupament dels plàstics biodegradables en el futur pot ser la següent:
(1) es van preparar plàstics biodegradables estudiant el mecanisme de biodegradació dels polímers degradables i es va estudiar i desenvolupar la copolimerització en blocs de plàstics biodegradables amb polímers ordinaris, polímers microbians i polímers naturals existents.
(2) cercar microorganismes que puguin produir plàstics polimèrics, explorar nous polímers, analitzar el seu mecanisme de síntesi en detall, millorar la seva productivitat mitjançant mètodes existents i mètodes d'enginyeria genètica i estudiar mètodes eficients de cultiu de microorganismes.
(3) prestar atenció al control de la taxa de degradació, desenvolupar promotors i estabilitzadors eficients de la degradació per millorar el rendiment de biodegradació dels plàstics degradables, reduir-ne el cost i ampliar l'aplicació al mercat.
(4) investigar i establir una definició unificada de plàstics degradables, enriquir i millorar el mètode d'avaluació de la biodegradació i comprendre encara més el mecanisme de degradació.
Hora de publicació: 13-agost-2019