Развој и примена биоразградиве полимерне пластике, биоразградива пластика је врста новог типа са функцијом деградације полимерних материјала, у процесу употребе, има везе са истом врстом обичне пластике са одговарајућим здравственим и релевантним перформансама примене, и након своје потпуне функције, материјал се може брзо разградити у природном окружењу, услови се лако могу дати фрагментима околине или дробити, а током времена даља деградација на крају постају продукти оксидације (ЦО2 и вода), враћају се у природу.
Развој и примена биоразградивихполимерне пластике, биоразградива пластика је врста новог типа са функцијом деградације полимерних материјала, у процесу употребе, има везе са истом врстом уобичајене пластике са одговарајућим здравственим и релевантним перформансама апликације, а након своје потпуне функције, материјал може се брзо разградити у природном окружењу. Услови постају лаки за давање делова средине или дробљење, а током времена даља деградација постају на крају производи оксидације (ЦО2 и вода), враћају се у природу.
На основу загађења животне средине пластичним отпадом, као и захтева заштите животне средине и људских потреба, неопходно је хитно проучавање разградивих полимерних материјала.У одређеном времену и под одређеним условима животне средине, хемијска структура биоразградиве пластике ће се променити.Према разлозима промена у својој хемијској структури, биоразградива пластика се може поделити у две категорије: биоразградива пластика и фоторазградива пластика.
1. Механизам разградње разградиве пластике
Уопштено говорећи, разградива пластика се односи на врсту пластике која се може разложити на мале молекуле деловањем микроорганизама у земљишту или сунчевим зрачењем. Мора да испуњава захтеве употребе производа и лака за обраду на основу биоразградива својства.Природа дејства сунчеве светлости на полимерне материјале је свеобухватан ефекат ултраљубичастог светла на сунчевој светлости и кисеоника у ваздуху, па се назива и фотооксидациона деградација.Узмите полиолефин као пример да објасните механизам фотооксидационе деградације.У суштини, фотооксидација изазива кидање ланца или умрежавање полимера, а у том процесу настају неке функционалне групе које садрже кисеоник, као што су карбоксилне киселине, пероксиди, кетони и алкохоли.Остаци катализатора у полимерима и иницирање пероксидних и карбоксилних група уведених током обраде су главни извори деградације.
Под дејством микроорганизама (углавном гљивица, бактерија или алги, итд.), полимери могу да се еродирају или метаболишу да изазову промене у њиховој хемијској структури и смањење молекулске тежине.Механизам деловања се углавном може поделити у две ситуације:
(1) биофизичко дејство.Односно, након ерозије пластичних производа микроорганизмима, раст биолошких ћелија, промовише разградњу полимера, јонизацију или протон, ово физичко дејство на полимер је изазвало механичка оштећења, висока молекулска тежина полимера у фрагменте олигомера, тако да се остварити сврху физичке деградације.
(2) биохемијско дејство — директно дејство ензима.Ова ситуација је узрокована ерозијом ензима које луче гљиве или бактерије, што доводи до цијепања или оксидативне дезинтеграције пластике и узрокује цијепање или оксидативну деградацију нерастворљивих полимера у фрагменте растворљиве у води, стварајући нова мала молекуларна једињења (ЦХ4, ЦО2 и Х2О) до коначног разлагања.
Генерално, постоје две хипотезе о механизму биоразградње полимерних материјала који доводе до биоразградње.Други је инвазивни рез са краја ланца.Према томе, структурна својства материјала, као што су састав, структура главног и бочног ланца, величина крајњих група и присуство или одсуство просторног стеричког отпора, су кључни фактори који утичу на њихов учинак деградације.Међу њима, својства главног ланца имају већи утицај.Ако главни ланац полимера садржи везе које се лако хидролизују, лако ће се биоразградити.Друго, ако је кичма флексибилна, стопа деградације ће бити релативно брза, док ако је кичма крута и уредна, стопа деградације ће бити спора.
Биоразградљивост полимерних материјала се смањује гранањем и умрежавањем.На пример, увођење хидрофобних група на крају молекулског ланца полимлечне киселине (ПЛА) може смањити брзину ерозије у почетној фази деградације.То је зато што у првобитном процесу деградације, ерозија ПЛА углавном зависи од структуре краја молекулског ланца, а додавање хидрофобних група доводи до опадања његове стопе ерозије.Поред тога, неки истраживачи су проучавали хемијску структуру полимера и релативну молекулску тежину материјала који играју важну улогу у њиховој деградацији.
2. Развој биоразградиве пластике
Правац развоја биоразградиве пластике у будућности може бити следећи:
(1) биоразградива пластика је припремљена проучавањем механизма биоразградње разградивих полимера, а проучавана је и развијена блок кополимеризација биоразградиве пластике са постојећим обичним полимерима, микробним полимерима и природним полимерима.
(2) да траже микроорганизме који могу да произведу полимерну пластику, истражују нове полимере, детаљно анализирају њихов механизам синтезе, унапреде њихову продуктивност кроз постојеће методе и методе генетског инжењеринга и проучавају ефикасне методе култивисања микроорганизама.
(3) обратити пажњу на контролу стопе деградације, развити ефикасне промотере и стабилизаторе деградације како би побољшали перформансе биоразградње разградиве пластике, смањили њихову цену и проширили примену на тржишту.
(4) истражити и успоставити јединствену дефиницију разградиве пластике, обогатити и побољшати метод евалуације биоразградње и даље разумјети механизам разградње.
Време објаве: 13.08.2019