Pag-unlad at aplikasyon ng biodegradable polymer plastics, biodegradable plastics ay isang uri ng bagong uri na may function ng degradation ng polymer materials, sa proseso ng paggamit, ito ay may kinalaman sa parehong uri ng karaniwang plastic na may kaukulang kalusugan at nauugnay na pagganap ng aplikasyon, at pagkatapos ng kumpletong pag-andar nito, ang materyal ay maaaring mabilis na masira sa natural na mga kondisyon ng kapaligiran ay nagiging madaling mabigyan ng mga fragment ng kapaligiran o durog, at sa paglipas ng panahon, ang karagdagang marawal na kalagayan ay nagiging mga produkto ng oksihenasyon (CO2 at tubig), bumalik sa kalikasan.
Pagbuo at paggamit ng biodegradablemga plastik na polimer, ang mga biodegradable na plastik ay isang uri ng bagong uri na may function ng pagkasira ng mga materyales ng polimer, sa proseso ng paggamit, ito ay may kinalaman sa parehong uri ng karaniwang plastic na may kaukulang kalusugan at may-katuturang pagganap ng aplikasyon, at pagkatapos ng kumpletong pag-andar nito, ang materyal maaaring mabilis na masiraan ng loob sa natural na mga kondisyon ng kapaligiran ay nagiging madaling mabigyan ng mga fragment ng kapaligiran o durog, at sa paglipas ng panahon ang karagdagang marawal na kalagayan ay nagiging mga produkto ng oksihenasyon (CO2 at tubig), bumalik sa kalikasan.
Batay sa polusyon sa kapaligiran na dulot ng mga basurang plastik, pati na rin ang pangangailangan ng pangangalaga sa kapaligiran at mga pangangailangan ng tao, ito ay kagyat na pag-aralan ang mga degradableng polymer na materyales.Sa isang tiyak na oras at sa ilalim ng ilang partikular na kondisyon sa kapaligiran, magbabago ang kemikal na istraktura ng mga biodegradable na plastik.Ayon sa mga dahilan ng mga pagbabago sa istrukturang kemikal nito, ang mga biodegradable na plastik ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: mga biodegradable na plastik at mga photodegradable na plastik.
1. Mekanismo ng pagkasira ng mga nabubulok na plastik
Sa pangkalahatan, ang nabubulok na plastik ay tumutukoy sa isang uri ng plastik na maaaring mabulok sa maliliit na molekula sa pamamagitan ng pagkilos ng mga mikroorganismo sa lupa o solar radiation. Dapat itong matugunan ang mga kinakailangan ng paggamit ng mga produkto at madaling iproseso batay sa batayan ng nabubulok na mga katangian.Ang likas na katangian ng pagkilos ng sikat ng araw sa mga materyales ng polimer ay ang komprehensibong epekto ng ultraviolet light sa sikat ng araw at oxygen sa hangin, kaya tinatawag din itong photooxidation degradation.Kunin ang polyolefin bilang isang halimbawa upang ipaliwanag ang mekanismo ng pagkasira ng photooxidation.Sa esensya, ang photooxidation ay nagdudulot ng pagkaputol ng chain o crosslinking ng mga polimer, at ang ilang mga functional na grupo na naglalaman ng oxygen, tulad ng mga carboxylic acid, peroxide, ketone at alkohol, ay nabuo sa prosesong ito.Ang mga labi ng katalista sa mga polimer at pagsisimula ng mga peroxide at carboxyl na grupo na ipinakilala sa panahon ng pagproseso ay ang mga pangunahing pinagmumulan ng pagkasira.
Sa ilalim ng pagkilos ng mga mikroorganismo (pangunahin ang fungi, bacteria o algae, atbp.), ang mga polimer ay maaaring masira o ma-metabolize upang magdulot ng mga pagbabago sa kanilang kemikal na istraktura at pagbaba sa timbang ng molekular.Ang mekanismo ng pagkilos ay maaaring nahahati sa dalawang sitwasyon:
(1) biophysical na pagkilos.Iyon ay, pagkatapos ng pagguho ng mga plastic na produkto sa pamamagitan ng microorganisms, biological cell paglago, i-promote ang agnas ng polymers, ionization o proton, ito pisikal na pagkilos sa polimer sanhi mekanikal pinsala, ang mataas na molekular timbang ng polimer sa oligomer fragment, sa gayon ay makamit ang layunin ng pisikal na pagkasira.
(2) biochemical action — direktang pagkilos ng mga enzyme.Ang sitwasyong ito ay sanhi ng pagguho ng mga enzyme na itinago ng fungi o bakterya, na humahantong sa paghahati o oxidative disintegration ng mga plastik, at nagiging sanhi ng paghahati o oxidative degradation ng mga hindi matutunaw na polimer sa mga fragment na nalulusaw sa tubig, na bumubuo ng mga bagong maliit na molekular na compound (CH4, CO2 at H2O) hanggang sa huling pagkabulok.
Sa pangkalahatan, mayroong dalawang hypotheses tungkol sa mekanismo ng biodegradation ng polymer materials na humahantong sa biodegradation.Ang isa pa ay isang invasive cut mula sa dulo ng chain.Samakatuwid, ang mga katangian ng istruktura ng mga materyales, tulad ng komposisyon, istraktura ng pangunahing at gilid ng kadena, laki ng mga pangkat ng pagtatapos, at pagkakaroon o kawalan ng spatial na steric na resistensya, ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa pagganap ng kanilang pagkasira.Kabilang sa mga ito, ang mga pangunahing katangian ng chain ay may mas malaking epekto.Kung ang pangunahing kadena ng polimer ay naglalaman ng mga bono na madaling ma-hydrolyzed, ito ay madaling biodegraded.Pangalawa, kung ang backbone ay flexible, ang degradation rate ay medyo mabilis, samantalang kung ang backbone ay matibay at maayos, ang degradation rate ay magiging mabagal.
Ang biodegradability ng polymer materials ay nababawasan sa pamamagitan ng pagsasanga at crosslinking.Halimbawa, ang pagpapakilala ng mga hydrophobic group sa dulo ng polylactic acid (PLA) molecular chain ay maaaring mabawasan ang rate ng erosion sa paunang yugto ng pagkasira.Ito ay dahil sa orihinal na proseso ng pagkasira, ang pagguho ng PLA ay pangunahing nakasalalay sa istruktura ng dulo ng molecular chain, at ang pagdaragdag ng mga hydrophobic group ay humahantong sa pagbaba ng rate ng pagguho nito.Bilang karagdagan, pinag-aralan ng ilang mananaliksik ang kemikal na istraktura ng mga polimer at ang relatibong molekular na bigat ng mga materyales na may mahalagang papel sa kanilang pagkasira.
2. Pagbuo ng mga biodegradable na plastik
Ang direksyon ng pagbuo ng mga biodegradable na plastik sa hinaharap ay maaaring ang mga sumusunod:
(1) Ang mga biodegradable na plastik ay inihanda sa pamamagitan ng pag-aaral ng mekanismo ng biodegradation ng mga nabubulok na polimer, at ang block copolymerization ng mga biodegradable na plastik na may umiiral na mga ordinaryong polimer, microbial polymers at natural na polimer ay pinag-aralan at binuo.
(2) upang maghanap ng mga mikroorganismo na maaaring gumawa ng mga polymer na plastik, galugarin ang mga bagong polimer, pag-aralan nang detalyado ang kanilang mekanismo ng synthesis, pagbutihin ang kanilang pagiging produktibo sa pamamagitan ng mga umiiral na pamamaraan at pamamaraan ng genetic engineering, at pag-aralan ang mahusay na mga pamamaraan ng paglinang ng mga mikroorganismo.
(3) bigyang-pansin ang kontrol ng degradation rate, bumuo ng mahusay na mga promotor ng degradasyon at stabilizer upang mapabuti ang pagganap ng biodegradation ng mga degradable na plastik, bawasan ang kanilang gastos, at palawakin ang aplikasyon sa merkado.
(4) magsaliksik at magtatag ng pinag-isang kahulugan ng mga nabubulok na plastik, pagyamanin at pagbutihin ang paraan ng pagsusuri ng biodegradation, at higit na maunawaan ang mekanismo ng pagkasira.
Oras ng post: Aug-13-2019