Ανάπτυξη και εφαρμογή βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών πολυμερών, τα βιοαποδομήσιμα πλαστικά είναι ένα είδος νέου τύπου με τη λειτουργία της αποδόμησης πολυμερών υλικών, στη διαδικασία χρήσης, έχει να κάνει με το ίδιο είδος κοινού πλαστικού με την αντίστοιχη υγεία και τις σχετικές επιδόσεις εφαρμογής, και Μετά την πλήρη λειτουργία του, το υλικό μπορεί να αποικοδομηθεί γρήγορα στο φυσικό περιβάλλον, οι συνθήκες του περιβάλλοντος γίνονται εύκολο να δοθούν θραύσματα περιβάλλοντος ή να θρυμματιστούν, και με το πέρασμα του χρόνου η περαιτέρω υποβάθμιση γίνονται τελικά προϊόντα οξείδωσης (CO2 και νερό), επιστρέφουν στη φύση.
Ανάπτυξη και εφαρμογή βιοαποδομήσιμωνπολυμερή πλαστικά, τα βιοαποδομήσιμα πλαστικά είναι ένα είδος νέου τύπου με τη λειτουργία της αποδόμησης πολυμερών υλικών, σε διαδικασία χρήσης, έχει να κάνει με το ίδιο είδος κοινού πλαστικού με την αντίστοιχη υγεία και την αντίστοιχη απόδοση εφαρμογής και μετά την πλήρη λειτουργία του, το υλικό μπορεί να υποβαθμιστεί γρήγορα στο φυσικό περιβάλλον οι συνθήκες γίνονται εύκολο να δοθούν θραύσματα περιβάλλοντος ή να θρυμματιστούν, και με το πέρασμα του χρόνου η περαιτέρω υποβάθμιση γίνονται τελικά προϊόντα οξείδωσης (CO2 και νερό), επιστρέφουν στη φύση.
Με βάση την περιβαλλοντική ρύπανση που προκαλείται από τα πλαστικά απόβλητα, καθώς και τη ζήτηση για προστασία του περιβάλλοντος και τις ανθρώπινες ανάγκες, είναι επείγον να μελετηθούν αποικοδομήσιμα πολυμερή υλικά.Σε συγκεκριμένο χρόνο και υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, η χημική δομή των βιοαποδομήσιμων πλαστικών θα αλλάξει.Σύμφωνα με τους λόγους για τις αλλαγές στη χημική του δομή, τα βιοαποδομήσιμα πλαστικά μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: βιοαποδομήσιμα πλαστικά και φωτοδιασπώμενα πλαστικά.
1. Μηχανισμός αποδόμησης αποικοδομήσιμων πλαστικών
Σε γενικές γραμμές, το διασπώμενο πλαστικό αναφέρεται σε ένα είδος πλαστικού που μπορεί να αποσυντεθεί σε μικρά μόρια μέσω της δράσης μικροοργανισμών στο έδαφος ή την ηλιακή ακτινοβολία. Πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις της χρήσης προϊόντων και να είναι εύκολο να επεξεργαστεί με βάση βιοαποδομήσιμες ιδιότητες.Η φύση της δράσης του ηλιακού φωτός στα πολυμερή υλικά είναι η περιεκτική επίδραση του υπεριώδους φωτός στο ηλιακό φως και του οξυγόνου στον αέρα, επομένως ονομάζεται επίσης αποικοδόμηση φωτοξείδωσης.Πάρτε την πολυολεφίνη ως παράδειγμα για να εξηγήσετε τον μηχανισμό της αποικοδόμησης της φωτοξείδωσης.Ουσιαστικά, η φωτοοξείδωση προκαλεί σπάσιμο της αλυσίδας ή διασύνδεση πολυμερών και σχηματίζονται ορισμένες λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο, όπως καρβοξυλικά οξέα, υπεροξείδια, κετόνες και αλκοόλες.Τα υπολείμματα καταλύτη στα πολυμερή και η έναρξη των ομάδων υπεροξειδίου και καρβοξυλίου που εισάγονται κατά την επεξεργασία είναι οι κύριες πηγές αποικοδόμησης.
Υπό τη δράση μικροοργανισμών (κυρίως μύκητες, βακτήρια ή φύκια κ.λπ.), τα πολυμερή μπορούν να διαβρωθούν ή να μεταβολιστούν για να προκαλέσουν αλλαγές στη χημική τους δομή και μείωση του μοριακού βάρους.Ο μηχανισμός δράσης μπορεί να χωριστεί κυρίως σε δύο καταστάσεις:
(1) βιοφυσική δράση.Δηλαδή, μετά τη διάβρωση πλαστικών προϊόντων από μικροοργανισμούς, την ανάπτυξη βιολογικών κυττάρων, την προώθηση της αποσύνθεσης πολυμερών, τον ιονισμό ή το πρωτόνιο, αυτή η φυσική δράση στο πολυμερές προκάλεσε μηχανική βλάβη, το υψηλό μοριακό βάρος του πολυμερούς σε θραύσματα ολιγομερών, έτσι ώστε να επιτύχει το σκοπό της φυσικής υποβάθμισης.
(2) βιοχημική δράση — άμεση δράση ενζύμων.Αυτή η κατάσταση προκαλείται από τη διάβρωση των ενζύμων που εκκρίνονται από μύκητες ή βακτήρια, η οποία οδηγεί στη διάσπαση ή την οξειδωτική αποσύνθεση των πλαστικών και προκαλεί τη διάσπαση ή την οξειδωτική αποικοδόμηση των αδιάλυτων πολυμερών σε υδατοδιαλυτά θραύσματα, δημιουργώντας νέες μικρές μοριακές ενώσεις (CH4, CO2 και H2O) μέχρι την τελική αποσύνθεση.
Υπάρχουν γενικά δύο υποθέσεις σχετικά με τον μηχανισμό βιοαποδόμησης των πολυμερών υλικών που οδηγούν σε βιοαποικοδόμηση.Το άλλο είναι ένα επεμβατικό κόψιμο από το τέλος της αλυσίδας.Επομένως, οι δομικές ιδιότητες των υλικών, όπως η σύνθεση, η δομή της κύριας και πλευρικής αλυσίδας, το μέγεθος των ακραίων ομάδων και η παρουσία ή απουσία χωρικής στερεοχημικής αντίστασης, είναι οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση υποβάθμισής τους.Μεταξύ αυτών, οι ιδιότητες της κύριας αλυσίδας έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο.Εάν η κύρια αλυσίδα του πολυμερούς περιέχει δεσμούς που υδρολύονται εύκολα, θα βιοδιασπαστεί εύκολα.Δεύτερον, εάν η ραχοκοκαλιά είναι εύκαμπτη, ο ρυθμός υποβάθμισης θα είναι σχετικά γρήγορος, ενώ εάν η ραχοκοκαλιά είναι άκαμπτη και τακτοποιημένη, ο ρυθμός υποβάθμισης θα είναι αργός.
Η βιοαποδομησιμότητα των πολυμερών υλικών μειώνεται με διακλάδωση και σταυροσύνδεση.Για παράδειγμα, η εισαγωγή υδρόφοβων ομάδων στο τέλος της μοριακής αλυσίδας πολυγαλακτικού οξέος (PLA) μπορεί να μειώσει τον ρυθμό διάβρωσης στο αρχικό στάδιο της αποικοδόμησης.Αυτό συμβαίνει επειδή στην αρχική διαδικασία αποδόμησης, η διάβρωση του PLA εξαρτάται κυρίως από τη δομή του άκρου της μοριακής αλυσίδας και η προσθήκη υδρόφοβων ομάδων οδηγεί σε μείωση του ρυθμού διάβρωσής του.Επιπλέον, ορισμένοι ερευνητές έχουν μελετήσει τη χημική δομή των πολυμερών και το σχετικό μοριακό βάρος των υλικών που παίζουν σημαντικό ρόλο στην αποδόμησή τους.
2. Ανάπτυξη βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών
Η κατεύθυνση ανάπτυξης των βιοαποδομήσιμων πλαστικών στο μέλλον μπορεί να είναι η εξής:
(1) Παρασκευάστηκαν βιοαποικοδομήσιμα πλαστικά μελετώντας τον μηχανισμό βιοαποικοδόμησης των αποικοδομήσιμων πολυμερών και μελετήθηκε και αναπτύχθηκε ο συμπολυμερισμός μπλοκ βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών με υπάρχοντα συνηθισμένα πολυμερή, μικροβιακά πολυμερή και φυσικά πολυμερή.
(2) αναζήτηση μικροοργανισμών που μπορούν να παράγουν πολυμερή πλαστικά, εξερευνούν νέα πολυμερή, αναλύουν λεπτομερώς τον μηχανισμό σύνθεσής τους, βελτιώνουν την παραγωγικότητά τους μέσω υφιστάμενων μεθόδων και μεθόδων γενετικής μηχανικής και μελετούν αποτελεσματικές μεθόδους καλλιέργειας μικροοργανισμών.
(3) δώστε προσοχή στον έλεγχο του ρυθμού αποδόμησης, αναπτύξτε αποτελεσματικούς προαγωγείς και σταθεροποιητές αποικοδόμησης για τη βελτίωση της απόδοσης βιοαποικοδόμησης των αποικοδομήσιμων πλαστικών, τη μείωση του κόστους τους και την επέκταση της εφαρμογής στην αγορά.
(4) έρευνα και καθιέρωση ενός ενοποιημένου ορισμού των αποικοδομήσιμων πλαστικών, εμπλουτισμός και βελτίωση της μεθόδου αξιολόγησης της βιοαποικοδόμησης και περαιτέρω κατανόηση του μηχανισμού αποδόμησης.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-13-2019