Կենսաքայքայվող պոլիմերային պլաստմասսաների մշակում և կիրառում, կենսաքայքայվող պլաստմասսա մի տեսակ նոր տեսակ է՝ պոլիմերային նյութերի քայքայման գործառույթով, օգտագործման գործընթացում, այն կապված է նույն տեսակի սովորական պլաստիկի հետ՝ համապատասխան առողջական և համապատասխան կիրառման կատարողականությամբ, և Իր ամբողջական գործառույթից հետո նյութը կարող է արագ քայքայվել բնական միջավայրում, հեշտ է դառնում շրջակա միջավայրի բեկորները կամ մանրացնելը, և ժամանակի ընթացքում հետագա դեգրադացումը դառնում է ի վերջո օքսիդացման արտադրանք (CO2 և ջուր), վերադառնում բնություն:
Կենսաքայքայվողի մշակում և կիրառումպոլիմերային պլաստմասսա, կենսաքայքայվող պլաստմասսա մի տեսակ նոր տեսակ է՝ պոլիմերային նյութերի քայքայման գործառույթով, օգտագործման գործընթացում, այն կապված է նույն տեսակի սովորական պլաստիկի հետ՝ համապատասխան առողջական և համապատասխան կիրառական կատարողականությամբ, և դրա ամբողջական գործառույթից հետո՝ նյութը։ կարող է արագ քայքայվել բնական միջավայրում, պայմանները դառնում են հեշտ, որպեսզի շրջակա միջավայրի բեկորները տրվեն կամ ջախջախվեն, և ժամանակի ընթացքում հետագա դեգրադացիան դառնում է ի վերջո օքսիդացման արտադրանք (CO2 և ջուր), վերադառնում է բնություն:
Ելնելով պլաստիկ թափոններից առաջացած շրջակա միջավայրի աղտոտվածությունից, ինչպես նաև շրջակա միջավայրի պաշտպանության պահանջարկից և մարդու կարիքներից՝ հրատապ է ուսումնասիրել քայքայվող պոլիմերային նյութերը:Որոշակի ժամանակում և որոշակի բնապահպանական պայմաններում կփոխվի կենսաքայքայվող պլաստիկի քիմիական կառուցվածքը:Ըստ իր քիմիական կառուցվածքի փոփոխությունների պատճառների՝ կենսաքայքայվող պլաստմասսաները կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ կենսաքայքայվող պլաստմասսա և ֆոտոքայքայվող պլաստիկ։
1. Քայքայվող պլաստիկների քայքայման մեխանիզմ
Ընդհանրապես քայքայվող պլաստիկը վերաբերում է մի տեսակ պլաստիկի, որը կարող է քայքայվել փոքր մոլեկուլների՝ հողում միկրոօրգանիզմների ազդեցության կամ արևային ճառագայթման միջոցով: Այն պետք է համապատասխանի արտադրանքի օգտագործման պահանջներին և հեշտ մշակվի՝ հիմք ընդունելով: կենսաքայքայվող հատկություններ:Պոլիմերային նյութերի վրա արևի լույսի ազդեցության բնույթը ուլտրամանուշակագույն լույսի համապարփակ ազդեցությունն է արևի լույսի և թթվածնի օդում, ուստի այն կոչվում է նաև ֆոտոօքսիդացման դեգրադացիա:Վերցրեք պոլիոլեֆինը որպես օրինակ՝ ֆոտոօքսիդացման քայքայման մեխանիզմը բացատրելու համար:Ըստ էության, ֆոտոօքսիդացումն առաջացնում է պոլիմերների շղթայի կոտրում կամ խաչաձև կապ, և այս գործընթացում ձևավորվում են թթվածին պարունակող որոշ ֆունկցիոնալ խմբեր, ինչպիսիք են կարբոքսիլաթթուները, պերօքսիդները, կետոնները և սպիրտները:Պոլիմերներում կատալիզատորների մնացորդները և վերամշակման ընթացքում ներմուծված պերօքսիդի և կարբոքսիլային խմբերի առաջացումը քայքայման հիմնական աղբյուրներն են:
Միկրոօրգանիզմների (հիմնականում սնկերի, բակտերիաների կամ ջրիմուռների և այլն) ազդեցության տակ պոլիմերները կարող են քայքայվել կամ մետաբոլիզացվել՝ առաջացնելով դրանց քիմիական կառուցվածքի փոփոխություններ և մոլեկուլային քաշի նվազում։Գործողության մեխանիզմը հիմնականում կարելի է բաժանել երկու իրավիճակի.
(1) կենսաֆիզիկական գործողություն.Այսինքն՝ միկրոօրգանիզմների կողմից պլաստիկ արտադրանքի էրոզիայից հետո, կենսաբանական բջիջների աճը, նպաստում է պոլիմերների, իոնացման կամ պրոտոնի քայքայմանը, պոլիմերի վրա այս ֆիզիկական ազդեցությունը առաջացրել է մեխանիկական վնաս, պոլիմերի բարձր մոլեկուլային քաշը օլիգոմերային բեկորների, հասնել ֆիզիկական դեգրադացիայի նպատակին.
(2) կենսաքիմիական գործողություն - ֆերմենտների անմիջական ազդեցություն:Այս իրավիճակը պայմանավորված է սնկերի կամ բակտերիաների կողմից արտազատվող ֆերմենտների էրոզիայից, ինչը հանգեցնում է պլաստմասսաների պառակտմանը կամ օքսիդատիվ տարրալուծմանը և առաջացնում է չլուծվող պոլիմերների տրոհումը կամ օքսիդատիվ քայքայումը ջրում լուծվող բեկորների՝ առաջացնելով նոր փոքր մոլեկուլային միացություններ (CH4, CO2 և H2O) մինչև վերջնական տարրալուծումը:
Ընդհանուր առմամբ երկու վարկած կա պոլիմերային նյութերի կենսաքայքայման մեխանիզմի մասին, որոնք հանգեցնում են կենսաքայքայման։Մյուսը շղթայի ծայրից ինվազիվ կտրվածք է:Հետևաբար, նյութերի կառուցվածքային հատկությունները, ինչպիսիք են կազմը, հիմնական և կողային շղթայի կառուցվածքը, վերջնական խմբերի չափը և տարածական ստերիկ դիմադրության առկայությունը կամ բացակայությունը, դրանց քայքայման վրա ազդող հիմնական գործոններն են:Նրանց թվում, հիմնական շղթայի հատկությունները ավելի մեծ ազդեցություն ունեն:Եթե պոլիմերի հիմնական շղթան պարունակում է կապեր, որոնք հեշտությամբ հիդրոլիզվում են, ապա այն հեշտությամբ կկենսաքայքայվի։Երկրորդը, եթե ողնաշարը ճկուն է, ապա դեգրադացիայի արագությունը կլինի համեմատաբար արագ, մինչդեռ եթե ողնաշարը կոշտ է և կանոնավոր, ապա դեգրադացիայի արագությունը կլինի դանդաղ:
Պոլիմերային նյութերի կենսաքայքայելիությունը կրճատվում է ճյուղավորմամբ և խաչաձեւ կապով:Օրինակ, պոլիկաթթվի (PLA) մոլեկուլային շղթայի վերջում հիդրոֆոբ խմբերի ներմուծումը կարող է նվազեցնել էրոզիայի արագությունը քայքայման սկզբնական փուլում:Դա պայմանավորված է նրանով, որ սկզբնական քայքայման գործընթացում PLA-ի էրոզիան հիմնականում կախված է մոլեկուլային շղթայի վերջի կառուցվածքից, և հիդրոֆոբ խմբերի ավելացումը հանգեցնում է դրա էրոզիայի արագության նվազմանը:Բացի այդ, որոշ հետազոտողներ ուսումնասիրել են պոլիմերների քիմիական կառուցվածքը և նյութերի հարաբերական մոլեկուլային քաշը, որոնք կարևոր դեր են խաղում դրանց քայքայման գործում։
2. Կենսաքայքայվող պլաստմասսաների մշակում
Կենսաքայքայվող պլաստիկի զարգացման ուղղությունը ապագայում կարող է լինել հետևյալը.
(1) պատրաստվել են կենսաքայքայվող պլաստմասսա՝ ուսումնասիրելով քայքայվող պոլիմերների կենսաքայքայման մեխանիզմը, և ուսումնասիրվել և մշակվել է կենսաքայքայվող պլաստիկների բլոկային համապոլիմերացումը գոյություն ունեցող սովորական պոլիմերներով, մանրէաբանական պոլիմերներով և բնական պոլիմերներով։
(2) որոնել միկրոօրգանիզմներ, որոնք կարող են արտադրել պոլիմերային պլաստմասսա, ուսումնասիրել նոր պոլիմերներ, մանրամասն վերլուծել դրանց սինթեզի մեխանիզմը, բարելավել դրանց արտադրողականությունը գոյություն ունեցող մեթոդների և գենետիկական ինժեներիայի մեթոդների միջոցով և ուսումնասիրել միկրոօրգանիզմների մշակման արդյունավետ մեթոդներ:
(3) ուշադրություն դարձնել քայքայման արագության վերահսկմանը, մշակել քայքայման արդյունավետ խթանիչներ և կայունացուցիչներ՝ քայքայվող պլաստմասսաների կենսաքայքայման արդյունավետությունը բարելավելու, դրանց արժեքը նվազեցնելու և շուկայական կիրառությունը ընդլայնելու համար:
(4) ուսումնասիրել և հաստատել քայքայվող պլաստիկի միասնական սահմանում, հարստացնել և կատարելագործել կենսաքայքայման գնահատման մեթոդը և ավելի լավ հասկանալ քայքայման մեխանիզմը:
Հրապարակման ժամանակը՝ օգոստոսի 13-2019