Разработване и прилагане на биоразградими полимерни пластмаси, биоразградимите пластмаси са вид нов тип с функция за разграждане на полимерни материали, в процес на употреба, това е свързано със същия вид обикновена пластмаса със съответното здраве и подходящо приложение, и след пълното му функциониране, материалът може бързо да се разгради в условията на естествената среда, да стане лесно да му се дадат фрагменти от околната среда или да се натроши, и с течение на времето по-нататъшното разграждане се превръща в евентуални продукти на окисляване (CO2 и вода), които се връщат в природата.
Разработване и приложение на биоразградимиполимерни пластмаси, биоразградимата пластмаса е вид нов тип с функцията за разграждане на полимерни материали, в процеса на употреба, това е свързано със същия вид обикновена пластмаса със съответното здраве и подходящо приложение, и след пълното му функциониране материалът могат бързо да се разградят в условията на естествената среда, стават лесни за получаване на фрагменти от околната среда или смачкване и с течение на времето по-нататъшното разграждане се превръща в евентуални продукти на окисление (CO2 и вода), връщане в природата.
Въз основа на замърсяването на околната среда, причинено от пластмасови отпадъци, както и търсенето на опазване на околната среда и човешките нужди, е спешно да се изследват разградимите полимерни материали.В определено време и при определени условия на околната среда химичната структура на биоразградимите пластмаси ще се промени.Според причините за промените в химичната си структура, биоразградимите пластмаси могат да бъдат разделени на две категории: биоразградими пластмаси и фоторазградими пластмаси.
1. Механизъм на разграждане на разградимите пластмаси
Най-общо казано, разградимата пластмаса се отнася до вид пластмаса, която може да се разложи на малки молекули чрез действието на микроорганизми в почвата или слънчева радиация. Тя трябва да отговаря на изискванията за използване на продукти и да е лесна за обработка въз основа на биоразградими свойства.Естеството на действието на слънчевата светлина върху полимерните материали е цялостният ефект на ултравиолетовата светлина в слънчевата светлина и кислорода във въздуха, така че се нарича също фотоокислително разграждане.Вземете полиолефин като пример, за да обясните механизма на фотоокислително разграждане.По същество фотоокислението причинява прекъсване на веригата или омрежване на полимери и някои кислородсъдържащи функционални групи, като карбоксилни киселини, пероксиди, кетони и алкохоли, се образуват в този процес.Катализаторните остатъци в полимерите и инициирането на пероксидни и карбоксилни групи, въведени по време на обработката, са основните източници на разграждане.
Под действието на микроорганизми (главно гъбички, бактерии или водорасли и др.) полимерите могат да бъдат ерозирали или метаболизирани, за да причинят промени в тяхната химична структура и намаляване на молекулното тегло.Механизмът на действие може да бъде разделен основно на две ситуации:
(1) биофизично действие.Тоест, след ерозията на пластмасовите продукти от микроорганизми, растеж на биологични клетки, насърчаване на разлагането на полимери, йонизация или протон, това физическо действие върху полимера причинява механични повреди, високото молекулно тегло на полимера в олигомерни фрагменти, така че да постигане на целта за физическа деградация.
(2) биохимично действие — директно действие на ензими.Тази ситуация е причинена от ерозията на ензимите, секретирани от гъбички или бактерии, което води до разцепване или окислително разпадане на пластмаси и причинява разделяне или окислително разграждане на неразтворими полимери във водоразтворими фрагменти, генерирайки нови малки молекулни съединения (CH4, CO2 и H2O) до окончателното разлагане.
Най-общо има две хипотези за механизма на биоразграждане на полимерни материали, които водят до биоразграждане.Другият е инвазивен разрез от края на веригата.Следователно, структурните свойства на материалите, като състав, структура на основната и страничната верига, размер на крайните групи и наличие или отсъствие на пространствено пространствено съпротивление, са ключовите фактори, влияещи върху тяхното разграждане.Сред тях свойствата на основната верига имат по-голямо влияние.Ако основната верига на полимера съдържа връзки, които лесно се хидролизират, той ще бъде лесно биоразграден.Второ, ако гръбнакът е гъвкав, скоростта на разграждане ще бъде относително бърза, докато ако гръбнакът е твърд и подреден, скоростта на разграждане ще бъде бавна.
Биоразградимостта на полимерните материали се намалява чрез разклоняване и омрежване.Например, въвеждането на хидрофобни групи в края на молекулярната верига на полимлечната киселина (PLA) може да намали скоростта на ерозия в началния етап на разграждане.Това е така, защото в първоначалния процес на разграждане ерозията на PLA зависи главно от структурата на края на молекулната верига и добавянето на хидрофобни групи води до намаляване на скоростта на ерозия.Освен това някои изследователи са изследвали химическата структура на полимерите и относителното молекулно тегло на материалите, които играят важна роля в тяхното разграждане.
2. Разработване на биоразградими пластмаси
Посоката на развитие на биоразградимите пластмаси в бъдеще може да бъде следната:
(1) биоразградимите пластмаси са получени чрез изучаване на механизма на биоразграждане на разградимите полимери и е проучена и разработена блоковата кополимеризация на биоразградими пластмаси със съществуващи обикновени полимери, микробни полимери и естествени полимери.
(2) за търсене на микроорганизми, които могат да произвеждат полимерни пластмаси, изследване на нови полимери, анализиране на техния механизъм на синтез в детайли, подобряване на тяхната производителност чрез съществуващи методи и методи на генно инженерство и изучаване на ефективни методи за култивиране на микроорганизми.
(3) обърнете внимание на контрола на скоростта на разграждане, разработете ефективни стимулатори и стабилизатори на разграждането, за да подобрите ефективността на биоразграждане на разградимите пластмаси, да намалите разходите им и да разширите приложението на пазара.
(4) изследване и установяване на унифицирана дефиниция на разградимите пластмаси, обогатяване и подобряване на метода за оценка на биоразграждането и допълнително разбиране на механизма на разграждане.
Време на публикуване: 13 август 2019 г