Desenvolvemento e aplicación de plásticos poliméricos biodegradables, os plásticos biodegradables son un tipo de novo tipo coa función de degradación dos materiais poliméricos, en proceso de uso, ten que ver co mesmo tipo de plástico común coa saúde correspondente e o rendemento de aplicación relevante, e Despois da súa función completa, o material pode degradarse rapidamente nas condicións do medio natural facer doado de ser fragmentos do ambiente ou esmagado, e co paso do tempo, unha maior degradación converterse en produtos de oxidación (CO2 e auga), volver á natureza.
Desenvolvemento e aplicación de biodegradablesplásticos poliméricos, Os plásticos biodegradables son un tipo de novo tipo coa función de degradación dos materiais poliméricos, no proceso de uso, ten que ver co mesmo tipo de plástico común coa saúde correspondente e o rendemento da aplicación relevante, e despois da súa función completa, o material pode degradarse rapidamente no medio natural condicións de ser fáciles de ser fragmentos do medio ambiente ou esmagado, e co paso do tempo, unha maior degradación converterse en produtos de oxidación (CO2 e auga), volver á natureza.
En función da contaminación ambiental causada polos residuos plásticos, así como da demanda de protección ambiental e das necesidades humanas, é urxente estudar os materiais poliméricos degradables.Nun tempo específico e en determinadas condicións ambientais, a estrutura química dos plásticos biodegradables cambiará.Segundo os motivos dos cambios na súa estrutura química, os plásticos biodegradables pódense dividir en dúas categorías: plásticos biodegradables e plásticos fotodegradables.
1. Mecanismo de degradación dos plásticos degradables
En xeral, o plástico degradable refírese a un tipo de plástico que se pode descompoñer en pequenas moléculas mediante a acción de microorganismos no chan ou a radiación solar. Debe cumprir os requisitos do uso de produtos e fácil de procesar en base á base de propiedades biodegradables.A natureza da acción da luz solar sobre os materiais poliméricos é o efecto completo da luz ultravioleta na luz solar e do osíxeno no aire, polo que tamén se denomina degradación por fotooxidación.Tome a poliolefina como exemplo para explicar o mecanismo de degradación por fotooxidación.En esencia, a fotooxidación provoca a ruptura da cadea ou a reticulación dos polímeros, e neste proceso fórmanse algúns grupos funcionais que conteñen osíxeno, como ácidos carboxílicos, peróxidos, cetonas e alcohois.Os residuos de catalizador nos polímeros e o inicio dos grupos peróxido e carboxilo introducidos durante o procesamento son as principais fontes de degradación.
Baixo a acción de microorganismos (principalmente fungos, bacterias ou algas, etc.), os polímeros poden erosionarse ou metabolizarse para provocar cambios na súa estrutura química e diminuír o peso molecular.O mecanismo de acción pódese dividir principalmente en dúas situacións:
(1) acción biofísica.É dicir, despois da erosión dos produtos plásticos por microorganismos, o crecemento das células biolóxicas, promover a descomposición de polímeros, ionización ou protón, esta acción física sobre o polímero causou danos mecánicos, o alto peso molecular do polímero en fragmentos de oligómeros, para alcanzar o propósito da degradación física.
(2) acción bioquímica - acción directa dos encimas.Esta situación prodúcese pola erosión de encimas secretadas por fungos ou bacterias, que leva á escisión ou desintegración oxidativa dos plásticos, e provoca a división ou degradación oxidativa dos polímeros insolubles en fragmentos solubles en auga, xerando novos compostos moleculares pequenos (CH4, CO2 e H2O) ata a descomposición final.
En xeral, hai dúas hipóteses sobre o mecanismo de biodegradación dos materiais poliméricos que conducen á biodegradación.O outro é un corte invasivo do final da cadea.Polo tanto, as propiedades estruturais dos materiais, como a composición, a estrutura da cadea principal e lateral, o tamaño dos grupos extremos e a presenza ou ausencia de resistencia estérica espacial, son os factores clave que afectan o seu rendemento de degradación.Entre elas, as principais propiedades da cadea teñen un maior impacto.Se a cadea principal do polímero contén enlaces que se hidrolizan facilmente, biodegradarase facilmente.En segundo lugar, se a columna vertebral é flexible, a taxa de degradación será relativamente rápida, mentres que se a columna vertebral é ríxida e ordenada, a taxa de degradación será lenta.
A biodegradabilidade dos materiais poliméricos redúcese pola ramificación e a reticulación.Por exemplo, a introdución de grupos hidrófobos ao final da cadea molecular do ácido poliláctico (PLA) pode reducir a taxa de erosión na fase inicial de degradación.Isto débese a que no proceso de degradación orixinal, a erosión do PLA depende principalmente da estrutura do extremo da cadea molecular, e a adición de grupos hidrófobos conduce á diminución da súa taxa de erosión.Ademais, algúns investigadores estudaron a estrutura química dos polímeros e o peso molecular relativo dos materiais que xogan un papel importante na súa degradación.
2. Desenvolvemento de plásticos biodegradables
A dirección de desenvolvemento de plásticos biodegradables no futuro pode ser a seguinte:
(1) preparáronse plásticos biodegradables estudando o mecanismo de biodegradación dos polímeros degradables e estudouse e desenvolveuse a copolimerización en bloque de plásticos biodegradables con polímeros ordinarios, polímeros microbianos e polímeros naturais existentes.
(2) buscar microorganismos que poidan producir plásticos poliméricos, explorar novos polímeros, analizar o seu mecanismo de síntese en detalle, mellorar a súa produtividade mediante métodos existentes e métodos de enxeñería xenética e estudar métodos eficientes de cultivo de microorganismos.
(3) prestar atención ao control da taxa de degradación, desenvolver promotores de degradación eficientes e estabilizadores para mellorar o rendemento da biodegradación dos plásticos degradables, reducir o seu custo e ampliar a aplicación no mercado.
(4) investigar e establecer unha definición unificada de plásticos degradables, enriquecer e mellorar o método de avaliación da biodegradación e comprender aínda máis o mecanismo de degradación.
Hora de publicación: 13-Ago-2019