Sviluppo e applicazione di plastica polimerica biodegradabile, la plastica biodegradabile è un tipo di nuovo tipo con la funzione di degradazione dei materiali polimerici, nel processo di utilizzo, ha a che fare con lo stesso tipo di plastica comune con la corrispondente salute e prestazioni applicative pertinenti, e dopo la sua completa funzione, il materiale può degradarsi rapidamente nelle condizioni ambientali naturali e diventare facilmente frammentato o frantumato e, con il passare del tempo, un'ulteriore degradazione diventa infine prodotti di ossidazione (CO2 e acqua), ritornando alla natura.
Sviluppo e applicazione di prodotti biodegradabiliplastica polimerica, la plastica biodegradabile è un tipo di nuovo tipo con la funzione di degradazione dei materiali polimerici, nel processo di utilizzo, ha a che fare con lo stesso tipo di plastica comune con la corrispondente salute e prestazioni applicative pertinenti e, dopo la sua completa funzione, il materiale Possono degradarsi rapidamente nelle condizioni dell'ambiente naturale e diventare facilmente frammenti ambientali o frantumarsi e, con il passare del tempo, un'ulteriore degradazione diventa infine prodotti di ossidazione (CO2 e acqua), che ritornano alla natura.
Sulla base dell’inquinamento ambientale causato dai rifiuti di plastica, nonché della domanda di protezione ambientale e dei bisogni umani, è urgente studiare materiali polimerici degradabili.In un tempo specifico e in determinate condizioni ambientali, la struttura chimica della plastica biodegradabile cambierà.In base alle ragioni dei cambiamenti nella sua struttura chimica, la plastica biodegradabile può essere divisa in due categorie: plastica biodegradabile e plastica fotodegradabile.
1. Meccanismo di degradazione delle plastiche degradabili
In generale, la plastica degradabile si riferisce a un tipo di plastica che può essere decomposta in piccole molecole attraverso l'azione di microrganismi nel suolo o radiazioni solari. Deve soddisfare i requisiti di utilizzo dei prodotti e facile da lavorare sulla base di proprietà biodegradabili.La natura dell'azione della luce solare sui materiali polimerici è l'effetto complessivo della luce ultravioletta della luce solare e dell'ossigeno nell'aria, quindi è anche chiamata degradazione per fotoossidazione.Prendiamo la poliolefina come esempio per spiegare il meccanismo di degradazione della fotoossidazione.In sostanza, la fotoossidazione provoca la rottura della catena o la reticolazione dei polimeri e in questo processo si formano alcuni gruppi funzionali contenenti ossigeno, come acidi carbossilici, perossidi, chetoni e alcoli.I residui catalitici nei polimeri e l'iniziazione di perossidi e gruppi carbossilici introdotti durante la lavorazione sono le principali fonti di degradazione.
Sotto l'azione dei microrganismi (principalmente funghi, batteri o alghe, ecc.), i polimeri possono essere erosi o metabolizzati causando cambiamenti nella loro struttura chimica e diminuzione del peso molecolare.Il meccanismo d’azione può essere principalmente suddiviso in due situazioni:
(1) azione biofisica.Cioè, dopo l'erosione dei prodotti di plastica da parte di microrganismi, la crescita di cellule biologiche, la decomposizione dei polimeri, la ionizzazione o il protone, questa azione fisica sul polimero ha causato danni meccanici, l'alto peso molecolare del polimero in frammenti oligomerici, in modo da raggiungere lo scopo del degrado fisico.
(2) azione biochimica — azione diretta degli enzimi.Questa situazione è causata dall'erosione degli enzimi secreti da funghi o batteri, che porta alla scissione o disintegrazione ossidativa della plastica e provoca la scissione o la degradazione ossidativa dei polimeri insolubili in frammenti idrosolubili, generando nuovi piccoli composti molecolari (CH4, CO2 e H2O) fino alla decomposizione finale.
Esistono generalmente due ipotesi sul meccanismo di biodegradazione dei materiali polimerici che portano alla biodegradazione.L'altro è un taglio invasivo dalla fine della catena.Pertanto, le proprietà strutturali dei materiali, come composizione, struttura della catena principale e laterale, dimensione dei gruppi terminali e presenza o assenza di resistenza sterica spaziale, sono i fattori chiave che influenzano le loro prestazioni di degradazione.Tra queste, le principali proprietà della catena hanno un impatto maggiore.Se la catena principale del polimero contiene legami facilmente idrolizzabili, sarà facilmente biodegradabile.In secondo luogo, se la dorsale è flessibile, la velocità di degradazione sarà relativamente veloce, mentre se la dorsale è rigida e ordinata, la velocità di degradazione sarà lenta.
La biodegradabilità dei materiali polimerici viene ridotta dalla ramificazione e dalla reticolazione.Ad esempio, l’introduzione di gruppi idrofobici all’estremità della catena molecolare dell’acido polilattico (PLA) può ridurre il tasso di erosione nella fase iniziale di degradazione.Questo perché nel processo di degradazione originale, l'erosione del PLA dipende principalmente dalla struttura dell'estremità della catena molecolare e l'aggiunta di gruppi idrofobici porta alla diminuzione del suo tasso di erosione.Inoltre, alcuni ricercatori hanno studiato la struttura chimica dei polimeri e il relativo peso molecolare dei materiali che svolgono un ruolo importante nella loro degradazione.
2. Sviluppo di plastiche biodegradabili
La direzione di sviluppo della plastica biodegradabile in futuro può essere la seguente:
(1) sono state preparate plastiche biodegradabili studiando il meccanismo di biodegradazione dei polimeri degradabili ed è stata studiata e sviluppata la copolimerizzazione a blocchi di plastiche biodegradabili con polimeri ordinari esistenti, polimeri microbici e polimeri naturali.
(2) cercare microrganismi in grado di produrre polimeri plastici, esplorare nuovi polimeri, analizzare in dettaglio il loro meccanismo di sintesi, migliorare la loro produttività attraverso metodi esistenti e metodi di ingegneria genetica e studiare metodi efficienti di coltivazione di microrganismi.
(3) prestare attenzione al controllo del tasso di degradazione, sviluppare promotori e stabilizzatori di degradazione efficienti per migliorare le prestazioni di biodegradazione della plastica degradabile, ridurne i costi ed espandere l'applicazione del mercato.
(4) ricercare e stabilire una definizione unificata di plastica degradabile, arricchire e migliorare il metodo di valutazione della biodegradazione e comprendere ulteriormente il meccanismo di degradazione.
Orario di pubblicazione: 13 agosto 2019