Biologicky rozložiteľný materiál
Koncept:Odbúrateľné materiály sa vzťahujú na pridávanie niektorých prídavných látok na podporu ich degradačnej funkcie alebo syntetizačných materiálov s odbúrateľnými vlastnosťami alebo materiálov vyrobených z obnoviteľných prírodných surovín, ktoré môžu spĺňať pôvodnú aplikáciu počas obdobia používania a skladovania Požiadavky na výkon a po použití sa za určitých environmentálnych podmienok môže chemická štruktúra v krátkom časovom období výrazne zmeniť, čo spôsobuje stratu určitých vlastností.
Klasifikácia:V súčasnosti možno podľa objektívnych podmienok alebo mechanizmov, ktoré spôsobujú degradáciu, rozložiteľné materiály zhruba rozdeliť na: biologicky rozložiteľné materiály, fotodegradovateľné materiály, oxidačne rozložiteľné materiály. Hydrolyticky degradované materiály. Environmentálne odbúrateľné materiály a deštruktívne biologicky rozložiteľné materiály atď. Môžu byť navzájom kombinované do odbúrateľných materiálov s lepším výkonom, ako sú ľahké/biologicky rozložiteľné materiály.
1 Biologicky rozložiteľné materiályBiologicky rozložiteľné materiály syntetizované mikroorganizmami, označované ako biomateriály, vrátane biopolyesteru, biocelulózy, polysacharidov a polyaminokyselín, sú triedou materiálov, ktoré môžu byť úplne degradované mikroorganizmami v prírode. Živočíšne a rastlinné tuky alebo glykogén uskladnené v mikroorganizmoch sú typom alifatického polyesteru nazývaného biopolyester, ktorý je živnou látkou pre mikroorganizmy. Keď nie je zdroj uhlíka, tieto polyestery môžu byť rozložené do acetyl koenzýmov ako energia pre životné činnosti.
Kyselina polylaktová (PLA), tiež známy ako polylakticid, je chemicky syntetizovaný pomocou kyseliny mliečnej, produkt mikrobiálnej fermentácie, ako monomér. Po použití sa môže automaticky rozkladať a neznečisťuje životné prostredie. Kyselina polylaktová môže byť spracovaná na vlákna a fólie s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a jej pevnosť je zhruba ekvivalentná nylonovým vláknam a polyesterovým vláknam. Kyselina polylaktová môže byť hydrolyzovaná do kyseliny mliečnej a kyseliny octovej v tele a metabolizovaná na CO2 a H2O enzýmami, takže môže byť použitá ako zdravotnícky materiál. Japonsko a Spojené štáty používajú polylaktické kyseliny materiály na spracovanie chirurgických stehov, umelých kostí a umelej kože. Kyselina polylaktová sa používa aj pri výrobe obalových nádob, poľnohospodárskeho mulčovača, športového oblečenia a posteľnej bielizne.
Fotodegradovateľné materiály
Fotodegradovateľné materiály sa vzťahujú na materiály, ktoré môžu byť degradované pri akcii svetla. .
Príklady fotodegradovateľných materiálov: Podľa výrobnej metódy možno fotodegradovateľné materiály rozdeliť na syntetické odbúrateľné materiály a doplnkové odbúrateľné materiály.
(1) Syntetický odbúrateľný materiálfotodegradácia etylénu/oxidu uhoľnatého (E/CO) sa vyznačuje nožnicami hlavného reťazca. Rýchlosť fotodegradácie a stupeň E/CO súvisia s množstvom ketónových skupín obsiahnutých v reťazci. Čím vyšší je obsah, tým rýchlejšia je rýchlosť degradácie a tým väčší stupeň. Vedci v Texase, USA vykonali vonkajšie expozičné experimenty na E / CO. V júni, keď je slnko plné, E / CO môže byť degradovaný v priebehu niekoľkých dní najskôr. B. Vinyl/vinyl ketónový kopolymér (Ecolyte) Ketónová skupina na bočnom reťazci molekuly Ecolytu sa môže rozkladať pod náukciou prirodzeného svetla. Ecolyte je fotodegradácia výkon je lepší ako E / CO, ale náklady sú tiež vyššie. Nevýhodou tohto typu polyméru je, že sa začne rozkladať, akonáhle je vystavený svetlu, a tam je takmer žiadna indukčná doba. Antioxidanty je potrebné pridať upraviť indukčné obdobie.
(2) Doplnkové fotodegradovateľné materiály
Aditívny fotodegradovateľný materiál je pridať malé množstvo fotosenzibilizéra do polyméru. Pri nízkej koncentrácii ide o katalyzátor degradácie fotooxidácie, ktorý reaguje slnečným žiarením (ultrafialovým svetlom) na prelomenie polyolefného polyméru. Pridanie ketónov, amínov a iných fotosenzitizérov do PE, PP a iných polymérov môže dosiahnuť lepšiu fotodegradovateľnosť.
Vlastnosti tohto typu polyméru: náklady na doplnkové fotodegradovateľné materiály sú nízke, výrobný proces je jednoduchý a účinok pokrývania mulčovania je lepší. Jeho charakteristiky degradácie sú však také, že exponovaný povrch je relatívne úplne degradovaný a časť pochovaná v pôde je zle degradovaná. Doba degradácie takýchto fotodegradovateľných materiálov sa môže kontrolovať po viac ako dvoch mesiacoch. Ale kontrolovateľnosť času degradácie je zlá.
Oxidačné degradačné materiály: trieda materiálov, ktoré sú degradované oxidáciou;
Hydrolytické degradačné materiály: trieda materiálov degradovaných hydrolýzou;
Ekologicky rozložiteľné materiály: Trieda materiálov, ktoré sú degradované kombinovaným nájmom svetla, tepla, vody, kyslíka, znečisťujúcich látok, mikroorganizmov, hmyzu, vetra, piesku, dažďa atď. Sú to odbúrateľné materiály. Spoločne.
Deštruktívne biologicky rozložiteľné materiály: V súčasnosti deštruktívne biologicky rozložiteľné materiály zahŕňajú najmä škrob modifikovaný (alebo naplnený) polyetylén PE, polypropylén PP, PVC polyvinylchloridu, polystyrén PS atď.
Vyhliadky na vývoj: Výskum a používanie odbúrateľných obalových materiálov sa rýchlo rozvíjajú. S rastom cien energií a čoraz výraznejšími environmentálnymi problémami sa postupne zrýchľuje nahradenie tradičných ropných produktov odbúrateľnými materiálmi na celom svete. Očakáva sa, že vláda zvýši zodpovedajúce preferenčné politiky a zákony a predpisy boli vydané na podporu trhových aplikácií. Vyhliadky na rozsiahle použitie odbúrateľných materiálov sú optimistické.
