Materiale biodegradabile
Concetto:I materiali degradabili si riferiscono all'aggiunta di alcuni additivi per promuovere la loro funzione di degradazione, o materiali sintetizzati con proprietà degradabili, o materiali realizzati con materie prime naturali rinnovabili, che possono soddisfare l'applicazione originale durante il periodo di utilizzo e stoccaggio Requisiti prestabili, e dopo l'uso, in determinate condizioni ambientali, la struttura chimica può cambiare in modo significativo in un breve periodo di tempo, che causa la perdita di determinate proprietà.
Classificazione:Attualmente, in base alle condizioni oggettive o ai meccanismi che causano la degradazione, i materiali degradabili possono essere approssimativamente suddivisi in: materiali biodegradabili, materiali fotodegradabili, materiali ossidativamente degradabili. Materiali idroliticamente degradati. Materiali degradabili dal punto di vista ambientale e materiali biodegradabili distruttivi, ecc. Possono essere combinati tra loro in materiali degradabili con prestazioni migliori, come materiali leggeri / biodegradabili.
1 Materiali biodegradabiliI materiali biodegradabili sintetizzati da microrganismi, denominati biomateriali, tra cui biopoliestere, biocellulosa, polisaccaridi e poliaminoacidi, sono una classe di materiali che possono essere completamente degradati dai microrganismi in natura. I grassi animali e vegetali o glicogeno immagazzinati nei microrganismi sono un tipo di poliestere alifatico, chiamato biopoliestere, che è una sostanza nutritiva per i microrganismi. Quando non c'è una fonte di carbonio, questi poliesteri possono essere decomposti in coenzimi acetili come energia per le attività di vita.
L'acido polilattico (PLA), noto anche come polilattide, è sintetizzato chimicamente usando acido lattico, un prodotto della fermentazione microbica, come monomero. Può degradarsi automaticamente dopo l'uso e non inquinare l'ambiente. L'acido polilattico può essere trasformato in fibre e pellicole con eccellenti proprietà meccaniche e la sua resistenza è approssimativamente equivalente a fibre di nylon e fibre di poliestere. L'acido polilattico può essere idrolizzato in acido lattico e acido acetico nel corpo, e metabolizzato in CO2 e H2O dagli enzimi, quindi può essere usato come materiale medico. Giappone e Stati Uniti hanno usato materiali di acido polilattico per elaborare suture chirurgiche, ossa artificiali e pelli artificiali. L'acido polilattico viene utilizzato anche nella produzione di contenitori di imballaggio, pacciamatura agricola, abbigliamento sportivo in fibra e biancheria da letto.
Materiali fotodegradabili
I materiali fotodegradabili si riferiscono a materiali che possono essere degradati sotto l'azione della luce. .
Esempi di materiali foto-degradabili: Secondo il metodo di produzione, i materiali foto-degradabili possono essere suddivisi in materiali degradabili sintetici e materiali degradabili additivi.
(1) Materiale sintetico degradabileuna fotodegradazione del copolimero di etilene/monossido di carbonio (E/CO) è caratterizzata da scissione della catena principale. La velocità di fotodegradazione e il grado di E/CO sono correlati alla quantità di gruppi chetoni contenuti nella catena. Maggiore è il contenuto, maggiore è la velocità di degradazione e maggiore è il grado. Gli scienziati del Texas, USA hanno condotto esperimenti di esposizione all'aperto su E/CO. A giugno, quando il sole è pieno, l'E/CO può essere degradato al più presto entro pochi giorni. B. Copolimero di vinile/vinile chetone (Ecolyte) Il gruppo chetono sulla catena laterale della molecola di Ecolyte può essere decomposto sotto l'azione della luce naturale. Le prestazioni di fotodegradazione di Ecolyte sono migliori di E/CO, ma il costo è anche più alto. Lo svantaggio di questo tipo di polimero è che inizia a degradarsi una volta esposto alla luce e non c'è quasi nessun periodo di induzione. Gli antiossidanti devono essere aggiunti per regolare il periodo di induzione.
(2) Materiali fotodegradabili additivi
Il materiale fotodegradabile additivo è quello di aggiungere una piccola quantità di fotosensibilizzatore al polimero. A bassa concentrazione, è un catalizzatore di degradazione della fotoossidazione, che reagisce con l'irradiazione della luce solare (luce ultravioletta) per rompere il polimero poliolefina. L'aggiunta di chetoni, ammine e altri fotosensibilizzatori a PE, PP e altri polimeri può ottenere una migliore fotodegradabilità.
Le caratteristiche di questo tipo di polimero: il costo dei materiali fotodegradabili additivi è basso, il processo di produzione è semplice e l'effetto di coprire il pacciame è migliore. Tuttavia, le sue caratteristiche di degradazione sono che la superficie esposta è relativamente completamente degradata e la parte sepolta nel terreno è scarsamente degradata. Il periodo di induzione della degradazione di tali materiali fotodegradabili può essere controllato a più di due mesi. Ma la controllabilità del tempo di degrado è scarsa.
Materiali di degradazione ossidativa: una classe di materiali che vengono degradati per ossidazione;
Materiali di degradazione idrolitica: una classe di materiali degradati per idrolisi;
Materiali degradabili dal punto di vista ambientale: Una classe di materiali che sono degradati dall'azione combinata di luce, calore, acqua, ossigeno, inquinanti, microrganismi, insetti, vento, sabbia, pioggia, ecc. e forze meccaniche quando esposti a condizioni ambientali. Sono materiali degradabili. Collettivamente.
Materiali biodegradabili distruttivi: Attualmente, i materiali biodegradabili distruttivi includono principalmente l'amido modificato (o riempito) polietilene PE, il polipropilene PP, il pvc cloruro di polivinile, il polistirolo PS, ecc.
Prospettive di sviluppo: la ricerca e l'uso di materiali di imballaggio degradabili si stanno sviluppando rapidamente. Con l'aumento dei prezzi dell'energia e l'aumento dei problemi ambientali, la sostituzione dei prodotti petroliferi tradizionali con materiali degradabili in tutto il mondo sta mostrando una graduale accelerazione. Si prevede che il governo aumenterà le politiche preferenziali corrispondenti e sono state emanate leggi e regolamenti per incoraggiare le applicazioni di mercato. Le prospettive di applicazioni su larga scala di materiali degradabili sono ottimistiche.
