Material biodegradable
Concepto:Los materiales degradables se refieren a la adición de algunos aditivos para promover su función de degradación, o sintetizar materiales con propiedades degradables, o materiales hechos de materias primas naturales renovables, que pueden cumplir con la aplicación original durante el período de uso y almacenamiento Requisitos de rendimiento, y después de su uso, en ciertas condiciones ambientales, la estructura química puede cambiar significativamente en un corto período de tiempo, lo que causa la pérdida de ciertas propiedades.
Clasificación:En la actualidad, de acuerdo con las condiciones objetivas o mecanismos que causan la degradación, los materiales degradables pueden dividirse aproximadamente en: materiales biodegradables, materiales fotodegradables, materiales oxidativamente degradables. Materiales degradados hidrolíticamente. Materiales ambientalmente degradables y materiales biodegradables destructivos, etc. Se pueden combinar entre sí en materiales degradables con un mejor rendimiento, como materiales ligeros/biodegradables.
1 Materiales biodegradablesLos materiales biodegradables sintetizados por microorganismos, denominados biomateriales, incluyendo biopoliéster, biocelulosa, polisacáridos y ácidos poliamino, son una clase de materiales que pueden ser completamente degradados por microorganismos en la naturaleza. Las grasas animales y vegetales o glucógeno almacenados en los microorganismos son un tipo de poliéster alifático, llamado biopoliéster, que es una sustancia nutritiva para los microorganismos. Cuando no hay fuente de carbono, estos poliésteres pueden descomponerse en coenzimas de acetil como energía para las actividades de la vida.
El ácido poliláctico (PLA), también conocido como polilactida, se sintetiza químicamente utilizando ácido láctico, un producto de fermentación microbiana, como monómero. Puede degradarse automáticamente después de su uso y no contaminará el medio ambiente. El ácido poliláctico se puede procesar en fibras y películas con excelentes propiedades mecánicas, y su resistencia es aproximadamente equivalente a las fibras de nylon y fibras de poliéster. El ácido poliláctico puede ser hidrolizado en ácido láctico y ácido acético en el cuerpo, y metabolizado en CO2 y H2O por enzimas, por lo que se puede utilizar como un material médico. Japón y los Estados Unidos han utilizado materiales de ácido poliláctico para procesar suturas quirúrgicas, huesos artificiales y pieles artificiales. El ácido poliláctico también se utiliza en la producción de envases de embalaje, mantillo agrícola, ropa deportiva de fibra y ropa de cama.
Materiales fotodegradables
Los materiales fotodegradables se refieren a materiales que pueden degradarse bajo la acción de la luz. .
Ejemplos de materiales fotodegradables: Según el método de fabricación, los materiales fotodegradables se pueden dividir en materiales degradables sintéticos y materiales degradables aditivos.
(1) Material degradable sintéticoun copolímero de monóxido de etileno/carbono (E/CO) se caracteriza por la scissión de la cadena principal. La velocidad de fotodegradación y el grado de E/CO están relacionados con la cantidad de grupos cetónicos contenidos en la cadena. Cuanto mayor sea el contenido, mayor será la velocidad de degradación y mayor será el grado. Científicos en Texas, EE.UU. han llevado a cabo experimentos de exposición al aire libre en E/CO. En junio, cuando el sol está lleno, E/CO puede ser degradado dentro de unos pocos días como muy pronto. B. Copolímero de cetona de vinilo/vinilo (Ecolyte) El grupo cetona en la cadena lateral de la molécula de Ecolito se puede descomponer bajo la acción de la luz natural. El rendimiento de fotodegradación de Ecolyte es mejor que E/CO, pero el costo también es mayor. La desventaja de este tipo de polímero es que comienza a degradarse una vez que está expuesto a la luz, y casi no hay período de inducción. Es necesario añadir antioxidantes para ajustar el período de inducción.
(2) Materiales fotodegradables aditivos
El material fotodegradable aditivo es añadir una pequeña cantidad de fotosensibilizador al polímero. A baja concentración, es un catalizador de degradación de fotooxidación, que reacciona por irradiación de luz solar (luz ultravioleta) para romper el polímero de poliolefina. La adición de cetonas, aminas y otros fotosensibilizadores a PE, PP y otros polímeros puede lograr una mejor fotodegradabilidad.
Las características de este tipo de polímero: el costo de los materiales fotodegradables aditivos es bajo, el proceso de producción es simple, y el efecto de cubrir el mantillo es mejor. Sin embargo, sus características de degradación son que la superficie expuesta está relativamente completamente degradada, y la parte enterrada en el suelo está mal degradada. El período de inducción de degradación de dichos materiales fotodegradables puede controlarse a más de dos meses. Pero la capacidad de control del tiempo de degradación es pobre.
Materiales de degradación oxidativa: una clase de materiales degradados por la oxidación;
Materiales de degradación hidrolítica: una clase de materiales degradados por hidrólisis;
Materiales respetuosos con el medio ambiente: Una clase de materiales que se degradan por la acción combinada de la luz, el calor, el agua, el oxígeno, los contaminantes, los microorganismos, los insectos, el viento, la arena, la lluvia, etc. y las fuerzas mecánicas cuando se exponen a condiciones ambientales. Son materiales degradables. Colectivamente.
Materiales biodegradables destructivos: Actualmente, los materiales biodegradables destructivos incluyen principalmente almidón modificado (o lleno) de polietileno PE, PP de polipropileno, PVC de cloruro de polivinilo, PS de poliestireno, etc.
Perspectivas de desarrollo: La investigación y el uso de materiales de embalaje degradables se están desarrollando rápidamente. A medida que los precios de la energía suben y los problemas ambientales se hacen cada vez más prominentes, la sustitución de los productos petrolíferos tradicionales por materiales degradables en todo el mundo está mostrando una aceleración gradual. Se espera que el gobierno aumente las políticas preferenciales y las leyes y reglamentos correspondientes se han emitido para fomentar las aplicaciones del mercado. Las perspectivas de aplicaciones a gran escala de materiales degradables son optimistas.
