Desenvolvimento e aplicação de plásticos poliméricos biodegradáveis, os plásticos biodegradáveis são um tipo de novo tipo com a função de degradação de materiais poliméricos, no processo de uso, tem a ver com o mesmo tipo de plástico comum com a saúde correspondente e desempenho de aplicação relevante, e após sua função completa, o material pode degradar-se rapidamente nas condições do ambiente natural, tornar-se fácil de receber fragmentos ambientais ou triturar e, com o passar do tempo, outras degradações tornam-se eventualmente produtos de oxidação (CO2 e água), retornando à natureza.
Desenvolvimento e aplicação de biodegradáveisplásticos poliméricos, o plástico biodegradável é um tipo de novo tipo com função de degradação de materiais poliméricos, no processo de uso, tem a ver com o mesmo tipo de plástico comum com a saúde correspondente e desempenho de aplicação relevante, e após sua função completa, o material pode ser rapidamente degradado nas condições do ambiente natural, tornar-se fácil de receber fragmentos do ambiente ou ser esmagado e, com o passar do tempo, outras degradações tornam-se eventualmente produtos de oxidação (CO2 e água), retornando à natureza.
Com base na poluição ambiental causada pelos resíduos plásticos, bem como na exigência de proteção ambiental e nas necessidades humanas, é urgente o estudo de materiais poliméricos degradáveis.Num momento específico e sob certas condições ambientais, a estrutura química dos plásticos biodegradáveis irá mudar.De acordo com as razões das alterações na sua estrutura química, os plásticos biodegradáveis podem ser divididos em duas categorias: plásticos biodegradáveis e plásticos fotodegradáveis.
1. Mecanismo de degradação de plásticos degradáveis
De um modo geral, o plástico degradável refere-se a um tipo de plástico que pode ser decomposto em pequenas moléculas através da ação de microrganismos no solo ou da radiação solar. Deve atender aos requisitos de utilização de produtos e ser fácil de processar com base em propriedades biodegradáveis.A natureza da ação da luz solar sobre os materiais poliméricos é o efeito abrangente da luz ultravioleta na luz solar e do oxigênio no ar, por isso também é chamada de degradação por fotooxidação.Tomemos a poliolefina como exemplo para explicar o mecanismo de degradação da fotooxidação.Em essência, a fotooxidação causa quebra de cadeia ou reticulação de polímeros, e alguns grupos funcionais contendo oxigênio, como ácidos carboxílicos, peróxidos, cetonas e álcoois, são formados neste processo.Resíduos de catalisadores em polímeros e iniciação de grupos peróxido e carboxila introduzidos durante o processamento são as principais fontes de degradação.
Sob a ação de microrganismos (principalmente fungos, bactérias ou algas, etc.), os polímeros podem ser corroídos ou metabolizados causando alterações na sua estrutura química e diminuição do peso molecular.O mecanismo de ação pode ser dividido principalmente em duas situações:
(1) ação biofísica.Ou seja, após a erosão dos produtos plásticos por microrganismos, o crescimento de células biológicas, promove a decomposição de polímeros, ionização ou prótons, essa ação física no polímero causou danos mecânicos, o alto peso molecular do polímero em fragmentos de oligômeros, de modo a atingir o propósito de degradação física.
(2) ação bioquímica — ação direta de enzimas.Esta situação é causada pela erosão de enzimas secretadas por fungos ou bactérias, o que leva à divisão ou desintegração oxidativa dos plásticos, e provoca a divisão ou degradação oxidativa de polímeros insolúveis em fragmentos solúveis em água, gerando novos pequenos compostos moleculares (CH4, CO2 e H2O) até a decomposição final.
Geralmente existem duas hipóteses sobre o mecanismo de biodegradação de materiais poliméricos que levam à biodegradação.O outro é um corte invasivo no final da cadeia.Portanto, as propriedades estruturais dos materiais, tais como composição, estrutura da cadeia principal e lateral, tamanho dos grupos terminais e presença ou ausência de resistência estérica espacial, são os principais fatores que afetam o seu desempenho de degradação.Dentre elas, as principais propriedades da cadeia têm maior impacto.Se a cadeia principal do polímero contiver ligações facilmente hidrolisadas, ela será facilmente biodegradável.Em segundo lugar, se a estrutura for flexível, a taxa de degradação será relativamente rápida, ao passo que se a estrutura for rígida e ordenada, a taxa de degradação será lenta.
A biodegradabilidade dos materiais poliméricos é reduzida pela ramificação e reticulação.Por exemplo, a introdução de grupos hidrofóbicos no final da cadeia molecular do ácido polilático (PLA) pode reduzir a taxa de erosão na fase inicial de degradação.Isto ocorre porque no processo de degradação original, a erosão do PLA depende principalmente da estrutura do final da cadeia molecular, e a adição de grupos hidrofóbicos leva ao declínio da sua taxa de erosão.Além disso, alguns pesquisadores estudaram a estrutura química dos polímeros e o peso molecular relativo dos materiais que desempenham um papel importante na sua degradação.
2. Desenvolvimento de plásticos biodegradáveis
A direção do desenvolvimento de plásticos biodegradáveis no futuro pode ser a seguinte:
(1) plásticos biodegradáveis foram preparados estudando o mecanismo de biodegradação de polímeros degradáveis, e a copolimerização em bloco de plásticos biodegradáveis com polímeros comuns existentes, polímeros microbianos e polímeros naturais foi estudada e desenvolvida.
(2) procurar microrganismos que possam produzir plásticos poliméricos, explorar novos polímeros, analisar detalhadamente o seu mecanismo de síntese, melhorar a sua produtividade através de métodos existentes e métodos de engenharia genética e estudar métodos eficientes de cultivo de microrganismos.
(3) prestar atenção ao controle da taxa de degradação, desenvolver promotores e estabilizadores de degradação eficientes para melhorar o desempenho da biodegradação dos plásticos degradáveis, reduzir seu custo e expandir a aplicação no mercado.
(4) pesquisar e estabelecer uma definição unificada de plásticos degradáveis, enriquecer e melhorar o método de avaliação da biodegradação e compreender melhor o mecanismo de degradação.
Horário da postagem: 13 de agosto de 2019