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關(guān)于可降解材料的基礎(chǔ)知識(shí)

作者:印覺(jué)環(huán)保時(shí)間:2023-07-03 17:50:49次瀏覽

信息摘要:

一、降解及可降解塑料的相關(guān)定義降解:受環(huán)境條件的影響,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間和包含一個(gè)或更多步驟,結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、性能喪失(如:完整性、相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)構(gòu)或力學(xué)強(qiáng)度)的過(guò)程。降解塑料:在自然界各種條件下,能最終完全降解變成CO2、H2O、CH4及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)的一類塑料。生物降解:由于生物活動(dòng),尤其是酶的作用而引起的材料降解,使其被微生物或某些生物作為營(yíng)養(yǎng)源而逐步消解,導(dǎo)致其對(duì)相對(duì)分

一、降解及可降解塑料的相關(guān)定義

降解:受環(huán)境條件的影響,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間和包含一個(gè)或更多步驟,結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、性能喪失(如:完整性、相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)構(gòu)或力學(xué)強(qiáng)度)的過(guò)程。


降解塑料:在自然界各種條件下,能最終完全降解變成CO2、H2O、CH4及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)的一類塑料。


生物降解:由于生物活動(dòng),尤其是酶的作用而引起的材料降解,使其被微生物或某些生物作為營(yíng)養(yǎng)源而逐步消解,導(dǎo)致其對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量下降與質(zhì)量損失、物理性能下降等,并最終被分解為成分較簡(jiǎn)單的化合物及所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽、生物死體的一種興致。(簡(jiǎn)單的化合物通常指CO2、H2O、CH4等)


生物降解塑料:在自然界如土壤或沙土等條件下,或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培養(yǎng)液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最終完全降解變成CO2、H2O、CH4及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)的塑料。

二、可降解塑料種類及特點(diǎn)

關(guān)于可降解材料的基礎(chǔ)知識(shí)(圖1)

三、PLA合成方法及特點(diǎn)


關(guān)于可降解材料的基礎(chǔ)知識(shí)(圖2)

3.1 丙交酯開環(huán)聚合法

開環(huán)聚合法是先將乳酸縮聚為低聚物,低聚物在高溫、高真空等條件下發(fā)生分子內(nèi)酯交換反應(yīng),解聚為乳酸的環(huán)狀二聚體-丙交酯。丙交酯經(jīng)過(guò)精制提純后,由引發(fā)劑如辛酸亞錫、氧化鋅等催化開環(huán)得到高分子量的聚合物。

關(guān)于可降解材料的基礎(chǔ)知識(shí)(圖3)

合成的聚乳酸純度高,分子量大,機(jī)械性能好,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

缺點(diǎn):丙交酯需要多次結(jié)晶提純,工藝繁雜,聚乳酸的生產(chǎn)成本較高。合成的聚乳酸純度高,分子量大,機(jī)械性能好,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

缺點(diǎn):丙交酯需要多次結(jié)晶提純,工藝繁雜,聚乳酸的生產(chǎn)成本較高。

3.2 直接縮合聚合法

乳酸同時(shí)具有-OH和-COOH,是可直接縮聚的,采用高效脫水劑和催化劑使乳酸或乳酸低聚物分子間脫水縮合成高分子量聚乳酸。


關(guān)于可降解材料的基礎(chǔ)知識(shí)(圖4)

優(yōu)點(diǎn):采用直接法合成聚乳酸,原料乳酸來(lái)源充足,大大降低了成本,有利于聚乳酸材料的普及。

缺點(diǎn):該法得到的聚乳酸相對(duì)分子量較低,機(jī)械性能較差。


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