المواد القابلة للتحلل الحيوي
مفهوم:تشير المواد القابلة للتحلل إلى إضافة بعض المواد المضافة لتعزيز وظيفة التحلل الخاصة بها، أو توليف المواد ذات الخصائص القابلة للتحلل، أو المواد المصنوعة من المواد الخام الطبيعية المتجددة، والتي يمكن أن تلبي التطبيق الأصلي أثناء شروط الأداء أثناء الاستخدام والتخزين، وبعد الاستخدام، في ظل ظروف بيئية معينة، يمكن أن يتغير الهيكل الكيميائي بشكل كبير في غضون فترة زمنية قصيرة، مما يؤدي إلى فقدان خصائص معينة.
تصنيف:في الوقت الحاضر، وفقا للشروط الموضوعية أو الآليات التي تسبب التحلل، يمكن تقسيم المواد القابلة للتحلل تقريبا إلى: المواد القابلة للتحلل الحيوي، والمواد القابلة للتحلل الضوئي، والمواد القابلة للتحلل التأكسي. مواد متحللة مائياً. المواد القابلة للتحلل بيئيا والمواد المدمرة القابلة للتحلل الحيوي، الخ. ويمكن الجمع بين بعضها البعض في مواد قابلة للتحلل مع أداء أفضل، مثل المواد القابلة للتحلل/ القابلة للتحلل.
1 مواد قابلة للتحلل الحيويالمواد القابلة للتحلل البيولوجي التي يتم تصنيعها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، ويشار إليها باسم المواد الحيوية، بما في ذلك biopolyester، biocellulose، السكريات والأحماض بوليامينو، هي فئة من المواد التي يمكن أن تتحلل تماما من قبل الكائنات الحية الدقيقة في الطبيعة. الدهون الحيوانية والخضروات أو الجليكوجين المخزنة في الكائنات الحية الدقيقة هي نوع من البوليستر الأليفاتية، ودعا biopolyester، وهو مادة غذائية للكائنات الحية الدقيقة. عندما لا يكون هناك مصدر الكربون، يمكن أن تتحلل هذه البوليسترات في أنزيم الأسيتيل كطاقة للأنشطة الحياتية.
يتم تصنيع حمض متعدد الولاتيك (PLA) ، المعروف أيضًا باسم polylactide ، كيميائيًا باستخدام حمض اللاكتيك ، وهو نتاج التخمير الميكروبي ، كمونومر. ويمكن أن تتحلل تلقائيا بعد الاستخدام ولن تلوث البيئة. يمكن معالجة حمض البولي لاكتيك إلى ألياف وأفلام ذات خصائص ميكانيكية ممتازة ، وقوتها تعادل تقريبًا ألياف النايلون وألياف البوليستر. حمض متعدد الولاتيك يمكن أن يكون هيدروليكية في حمض اللاكتيك وحمض الخليك في الجسم، واستقلاب في CO2 وH2O من قبل الإنزيمات، لذلك يمكن استخدامه كمادة طبية. وقد استخدمت اليابان والولايات المتحدة المواد حمض متعدد الولاتيك لمعالجة الغرز الجراحية والعظام الاصطناعية والجلود الاصطناعية. ويستخدم حمض متعدد الولاتيك أيضا في إنتاج حاويات التعبئة والتغليف، المهاد الزراعية، والألياف الرياضية والملابس الفراش.
مواد قابلة للتحلل الضوئي
تشير المواد القابلة للتحلل الضوئي إلى المواد التي يمكن أن تتحلل تحت عمل الضوء. .
أمثلة على المواد القابلة للتحلل الضوئي: وفقا لطريقة التصنيع، يمكن تقسيم المواد القابلة للتحلل الضوئي إلى مواد اصطناعية قابلة للتحلل ومواد مضافة قابلة للتحلل.
(1) المواد الاصطناعية القابلة للتحللوتتميز التحلل الضوئي للاثيلين/أول أكسيد الكربون (E/CO) بالتحلل الضوئي بالسلسلة الرئيسية. وترتبط سرعة التحلل الضوئي ودرجة E/CO بكمية مجموعات الكيتون الموجودة في السلسلة. كلما ارتفع المحتوى، زادت سرعة التدهور و زادت الدرجة. أجرى العلماء في ولاية تكساس، الولايات المتحدة الأمريكية تجارب التعرض في الهواء الطلق على E/CO. في يونيو عندما تكون الشمس ممتلئة ، يمكن أن تتحلل E / CO في غضون أيام قليلة على أقرب تقدير. B. الفينيل / الفينيل كيتون copolymer (Ecolyte) يمكن أن تتحلل مجموعة الكيتون على سلسلة جانبية من جزيء Ecolyte تحت عمل الضوء الطبيعي. أداء التحلل الضوئي من Ecolyte أفضل من E/CO ، ولكن التكلفة أعلى أيضًا. وعيب هذا النوع من البوليمر هو أنه يبدأ في التحلل بمجرد تعرضه للضوء ، وليس هناك تقريبا أي فترة تحريض. مضادات الأكسدة تحتاج إلى أن تضاف لضبط فترة الحث.
(2) المواد القابلة للتحلل المضافة
المواد القابلة للتحلل المضافة هي إضافة كمية صغيرة من الحساسية الضوئية إلى البوليمر. في تركيز منخفض ، وهو محفز للتحلل الضوئي ، والذي يتفاعل مع أشعة الشمس (الأشعة فوق البنفسجية) التشعيع لكسر بوليوليفين البوليمر. إضافة الكيتونات والأمينات وغيرها من photoensits إلى PE، PP والبوليمرات الأخرى يمكن تحقيق أفضل القابلية للتحلل.
خصائص هذا النوع من البوليمر: تكلفة المواد القابلة للتحلل المضافة منخفضة ، وعملية الإنتاج بسيطة ، وتأثير تغطية المهاد أفضل. ومع ذلك، خصائص تحلله هي أن السطح المكشوف متدهور تماماً نسبياً، وأن الجزء المدفون في التربة متدهور بشكل سيء. ويمكن التحكم في فترة التحلل التعريفية لهذه المواد القابلة للتحلل الضوئي في أكثر من شهرين. ولكن قابلية التحكم في وقت التدهور ضعيفة.
مواد التحلل التأسدي: فئة من المواد التي تتحلل من الأكسدة؛
مواد التحلل المائي: فئة من المواد التي تتحلل بسبب التحلل المائي؛
المواد القابلة للتحلل البيئي: فئة من المواد التي تتدهور بفعل العمل المشترك للضوء والحرارة والماء والأكسجين والملوثات والكائنات الدقيقة والحشرات والرياح والرمال والمطر وما إلى ذلك والقوى الميكانيكية عند التعرض للظروف البيئية. فهي مواد قابلة للتحلل. جماعيا.
المواد القابلة للتحلل المدمرة: في الوقت الحالي، تشمل المواد القابلة للتحلل الحيوي المدمرة بشكل رئيسي النشا المعدل (أو المملوء) البولي إيثيلين PE، البولي بروبلين PP، بوليفينيل كلوريد PVC، البوليسترين PS، إلخ.
آفاق التنمية: إن البحث واستخدام مواد التعبئة والتغليف القابلة للتحلل تتطور بسرعة. ومع ارتفاع أسعار الطاقة وتزايد بروز المشاكل البيئية، فإن الاستعاضة عن المنتجات النفطية التقليدية بمواد قابلة للتحلل في جميع أنحاء العالم تظهر تسارعا تدريجيا. ومن المتوقع ان تزيد الحكومة السياسات التفضيلية المناظرة وقد صدرت قوانين ولوائح لتشجيع تطبيقات السوق. إن آفاق التطبيقات الواسعة النطاق للمواد القابلة للتحلل متفائلة.
