Utvikling og anvendelse av biologisk nedbrytbar polymerplast, biologisk nedbrytbar plast er en slags ny type med funksjonen nedbrytning av polymermaterialer, i bruksprosess, har det å gjøre med samme type vanlig plast med tilsvarende helse og relevant applikasjonsytelse, og etter sin fullstendige funksjon, kan materialet raskt brytes ned i de naturlige miljøforholdene blir lett å gi miljøfragmenter eller knuses, og med tiden blir ytterligere nedbrytning til slutt oksidasjonsprodukter (CO2 og vann), tilbake til naturen.
Utvikling og bruk av biologisk nedbrytbartpolymer plast, biologisk nedbrytbar plast er en slags ny type med funksjon av nedbrytning av polymermaterialer, i bruksprosess, har det å gjøre med samme type vanlig plast med tilsvarende helse og relevant applikasjonsytelse, og etter dens fullstendige funksjon, materialet kan raskt brytes ned i det naturlige miljøet forholdene blir lett å bli gitt miljøfragmenter eller knust, og med tiden blir ytterligere nedbrytning til slutt oksidasjonsprodukter (CO2 og vann), går tilbake til naturen.
Basert på miljøforurensning forårsaket av plastavfall, så vel som kravet til miljøvern og menneskelige behov, er det presserende å studere nedbrytbare polymermaterialer.I en bestemt tid og under visse miljøforhold vil den kjemiske strukturen til biologisk nedbrytbar plast endres.I henhold til årsakene til endringene i dens kjemiske struktur, kan biologisk nedbrytbar plast deles inn i to kategorier: biologisk nedbrytbar plast og fotonedbrytbar plast.
1. Nedbrytningsmekanisme av nedbrytbar plast
Generelt sett refererer nedbrytbar plast til en slags plast som kan dekomponeres til små molekyler gjennom påvirkning av mikroorganismer i jord eller solstråling. Den må oppfylle kravene til bruk av produkter og lett å bearbeide på grunnlag av biologisk nedbrytbare egenskaper.Naturen til virkningen av sollys på polymermaterialer er den omfattende effekten av ultrafiolett lys i sollys og oksygen i luft, så det kalles også fotooksidasjonsnedbrytning.Ta polyolefin som et eksempel for å forklare mekanismen for fotooksidasjonsnedbrytning.I hovedsak forårsaker fotooksidasjon kjedebrudd eller tverrbinding av polymerer, og noen oksygenholdige funksjonelle grupper, som karboksylsyrer, peroksider, ketoner og alkoholer, dannes i denne prosessen.Katalysatorrester i polymerer og initiering av peroksid- og karboksylgrupper introdusert under bearbeiding er hovedkildene til nedbrytning.
Under påvirkning av mikroorganismer (hovedsakelig sopp, bakterier eller alger, etc.), kan polymerer eroderes eller metaboliseres for å forårsake endringer i deres kjemiske struktur og reduksjon i molekylvekt.Virkningsmekanismen kan hovedsakelig deles inn i to situasjoner:
(1) biofysisk virkning.Det vil si, etter erosjon av plastprodukter av mikroorganismer, biologisk cellevekst, fremmer nedbrytning av polymerer, ionisering eller proton, forårsaket denne fysiske virkningen på polymeren mekanisk skade, den høye molekylvekten til polymeren til oligomerfragmenter, for å oppnå formålet med fysisk nedbrytning.
(2) biokjemisk virkning - direkte virkning av enzymer.Denne situasjonen er forårsaket av erosjon av enzymer utskilt av sopp eller bakterier, noe som fører til spaltning eller oksidativ desintegrasjon av plast, og forårsaker spaltning eller oksidativ nedbrytning av uløselige polymerer til vannløselige fragmenter, og genererer nye små molekylære forbindelser (CH4, CO2 og H2O) til den endelige dekomponeringen.
Det er generelt to hypoteser om mekanismen for biologisk nedbrytning av polymermaterialer som fører til biologisk nedbrytning.Den andre er et invasivt kutt fra enden av kjeden.Derfor er de strukturelle egenskapene til materialer, slik som sammensetning, hoved- og sidekjedestruktur, størrelse på endegrupper, og tilstedeværelse eller fravær av romlig sterisk motstand, nøkkelfaktorene som påvirker deres nedbrytningsytelse.Blant dem har hovedkjedeegenskapene større innvirkning.Hvis hovedkjeden til polymeren inneholder bindinger som lett hydrolyseres, vil den lett bli biologisk nedbrutt.For det andre, hvis ryggraden er fleksibel, vil nedbrytningshastigheten være relativt høy, mens hvis ryggraden er stiv og ryddig, vil degraderingshastigheten være langsom.
Bionedbrytbarheten til polymermaterialer reduseres ved forgrening og tverrbinding.For eksempel kan introduksjonen av hydrofobe grupper på slutten av polymelkesyre (PLA) molekylkjeden redusere erosjonshastigheten i det innledende stadiet av nedbrytning.Dette er fordi i den opprinnelige nedbrytningsprosessen avhenger PLAs erosjon hovedsakelig av strukturen til molekylkjedeenden, og tilsetning av hydrofobe grupper fører til nedgang i erosjonshastigheten.I tillegg har noen forskere studert den kjemiske strukturen til polymerer og den relative molekylvekten til materialer som spiller en viktig rolle i deres nedbrytning.
2. Utvikling av biologisk nedbrytbar plast
Utviklingsretningen for biologisk nedbrytbar plast i fremtiden kan være som følger:
(1) biologisk nedbrytbar plast ble fremstilt ved å studere den biologiske nedbrytningsmekanismen til nedbrytbare polymerer, og blokkkopolymeriseringen av biologisk nedbrytbar plast med eksisterende vanlige polymerer, mikrobielle polymerer og naturlige polymerer ble studert og utviklet.
(2) å søke etter mikroorganismer som kan produsere polymerplast, utforske nye polymerer, analysere deres syntesemekanisme i detalj, forbedre deres produktivitet gjennom eksisterende metoder og genteknologiske metoder, og studere effektive metoder for å dyrke mikroorganismer.
(3) ta hensyn til kontrollen av nedbrytningshastigheten, utvikle effektive nedbrytningsfremmere og stabilisatorer for å forbedre den biologiske nedbrytningsytelsen til nedbrytbar plast, redusere kostnadene og utvide markedsapplikasjonen.
(4) forske og etablere en enhetlig definisjon av nedbrytbar plast, berike og forbedre evalueringsmetoden for biologisk nedbrytning og forstå nedbrytningsmekanismen ytterligere.
Innleggstid: 13. august 2019