生物降解材料是(shì)一種環保材料,可被微生物分解為無害物質,有助(zhù)於減少對環境的汙染(rǎn)。
生物降解材料憑借其優良的物理性能,代替普通 PE塑料袋的趨勢已(yǐ)越發明顯,目前在服裝包裝、百(bǎi)貨商超(chāo)、電子電器、日(rì)用品、酒店等都有廣(guǎng)泛的(de)使用。
今天小編(biān)就生物降解(jiě)材料的來源做(zuò)一些簡單說明,目前生物降解材料主要包括以下幾種:
1. 聚乳酸(PLA )
:原料主要是玉米澱粉,經過發酵(jiào)聚合得到(dào)。
是一種新型的生物(wù)基及可再生生物降解材料,具有完全生物降解性,可熱塑加工。由聚(jù)乳酸製成的產品除能生物降解外,還具有高強度,高(gāo)透明性,耐熱性好(hǎo),可塑性強。含聚乳酸成分越多,產品表麵珠光色更強,手感更爽滑。聚乳酸(suān)具有抑菌抗黴(méi)作用,對食品有保鮮功能。
缺點是韌性差,脆斷,在(zài)薄膜領域的應用被限製。
2.聚3-羥基烷酸酯(PHA):
是由微生物通過各種碳源發酵而合成的不同結(jié)構的脂肪族共聚聚(jù)酯,可被微生物完全分(fèn)解為無害物質,有助於減(jiǎn)少對環境的汙染。 PHA根據碳源的不同可分(fèn)為可降解塑料聚 3- 羥(qiǎng)基(jī)烷(wán)酸酯(PHA) 、聚 3-羥基丁酸酯 (PHB) 、聚3- 羥基己酸酯 (PHH)
以及它們的共聚物等。
PHA 具有優良(liáng)的生物降解性、生物(wù)相容性、安全性、成膜性和成纖維性等性能,可用於製造生物降解塑(sù)料、纖維、農用薄膜、生物醫用材料等。
3.聚ε-己(jǐ)內酯PCL
是一種由ε - 己內酯經開環聚合得到的低熔(róng)點聚合物,熔點僅62 ℃。 PCL的(de)降解性研究從 1976 年就已開(kāi)始,可在(zài)厭氧和需氧的環境中被微生物完全分解。
PCL 的加工性能優(yōu)良(liáng),可用普(pǔ)通的塑料加工設備製成薄膜及(jí)其他製品。PCL 與其他聚(jù)合物的共(gòng)混(hún)物也具有生物降解性,例如 PCL 與聚ε - 己內酯琥(hǔ)珀酸 (PCL-g-PEC) 共混物,其生物降解性(xìng)進一步提高。
PCL 的降解(jiě)產物為ε-己(jǐ)內酯和二氧化碳(tàn),對(duì)人(rén)體無害。
PCL 主要用於醫(yī)用高分子材料、藥物(wù)緩釋基材、手術縫合線、生物組織(zhī)工程(chéng)支架材料、熱收縮材料、可降解塑(sù)料膜、農用地(dì)膜、纖維型(xíng)運動(dòng)服和被(bèi)褥等。
4.聚酯類--PBS/PBSA
PBS 和PBSA都是聚酯類生物降解(jiě)材料,它們的原料主要(yào)是(shì)脂(zhī)肪族(zú)或芳香族化合物。其中(zhōng), PBS是脂肪族聚酯(zhǐ),而
PBSA 是芳香族(zú)聚(jù)酯。這些材料可以在堆肥、填埋(mái)等環境中完(wán)全分解為水和(hé)二氧化碳。
PBS 和PBSA具有優良的物理性能和加工(gōng)性能,可以製成薄膜、包裝材料、餐具、無紡布等可降解產品。它們的生物降解性取決(jué)於微生物的種類和(hé)作(zuò)用條件,包括水分、溫度、濕度、氧(yǎng)氣(qì)等。
與(yǔ)聚乳酸相比, PBS 和PBSA 的韌(rèn)性更好,不易脆斷,因此在薄膜領域的應用更有優勢。同時, PBS 和PBSA 的價格相對較低,可以降低生產成本。
5.脂肪族(zú)芳香族共聚酯
脂(zhī)肪族芳香族共聚酯(zhǐ)是一種具有優良物理(lǐ)性能和加工性能的生(shēng)物降解材料。它的原料包括脂肪族(zú)和芳香族化合物,可以(yǐ)製(zhì)成薄膜(mó)、包裝材(cái)料、餐具、無紡布等可降解產品。
這種材(cái)料的生物降解性取(qǔ)決於微生(shēng)物的種類和作用條(tiáo)件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等(děng)。
與聚乳酸相比,脂肪族芳香族共聚酯的(de)韌(rèn)性更好(hǎo),不(bú)易脆斷,因此在薄(báo)膜領域的應用(yòng)更有優勢。同時,這種(zhǒng)材料的價格相對較低,可以降低生(shēng)產(chǎn)成本。
6.聚乙烯醇(PVA)
聚(jù)乙烯醇( PVA )是一(yī)種具有廣泛應用的生物(wù)降解材料(liào),尤其在水溶性(xìng)薄膜(mó)領域中有著廣(guǎng)泛的應用。 PVA 薄(báo)膜具有良好的(de)透(tòu)明性、柔(róu)韌性和加工性能(néng),可廣泛應用於包裝、農業、醫(yī)療等(děng)領域。
PVA 還具有較好的水溶性,可直接溶解於水中(zhōng),方便使用和回收(shōu)。
此外(wài), PVA 還可與其他(tā)生物降解材(cái)料共混製備複合材料,以(yǐ)改善其性(xìng)能。例如(rú), PVA 與聚(jù)乳酸(suān)( PLA )共(gòng)混後(hòu)可(kě)製備出具有良好韌性和加工性能的複合材料,這種複合材料既具有 PLA 的生物降解性,又具有
PVA 的良好加工性能和(hé)柔韌性。
總之,聚乙烯醇(chún)( PVA )作為一種生物(wù)降解材料(liào),具有廣泛的應用前景,尤其在水溶性薄膜領域中具(jù)有很好的應用價值。隨著環保意識的不斷提高(gāo),相信 PVA 將會(huì)在更多的(de)領域得到應用和推廣。
7.二氧化碳共聚物
(一種研究中的新型材料)
以二(èr)氧化碳為單體原料在雙(shuāng)金屬配位
PBM型催化劑(jì)作用下,被活化到較高的程度時,與(yǔ)環氧化物發生共聚反應,生成(chéng)脂肪族聚碳酸酯( PPC ),經過(guò)後處理,就得(dé)到二氧(yǎng)化碳樹脂材料。
二氧化(huà)碳共聚物(wù)的生產過程中,使用二氧化碳作為原料,減少了溫室氣體的排放,同(tóng)時通過共聚反應將二氧化碳轉化(huà)為高分子材料。這種材料具有可降解性(xìng),可以在堆肥或填埋等環境中(zhōng)完全分解為水和二氧化碳。
這些生物降解材料的(de)出現為減少(shǎo)塑料垃圾和保護環境提供了新的解決方案。然而,盡(jìn)管這些材料具有(yǒu)優良的生物(wù)降解性能,但它(tā)們的生產成本較高,仍需進一步研發(fā)以降低(dī)生產成本,並提高(gāo)生產效率,以便更廣泛地(dì)應用於日常生活中。
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通過技術(shù)研發,在以(yǐ)聚乳(rǔ)酸(PLA)為基(jī)礎上,結(jié)合PBAT(己二酸丁二(èr)醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(wù))材料共混,提高了PLA的韌性,展現了兩者的互補(bǔ)性,通過吹膜等一係列(liè)的工藝流程,製作的產品比較穩定,性能優良、成本適中,生(shēng)產(chǎn)技術較成熟、產業(yè)化程度(dù)較高,是未來行業發展主流,適合各(gè)個行(háng)業的包裝使用,發展前景巨大!