생분해성 고분자 플라스틱의 개발 및 응용, 생분해성 플라스틱은 고분자 재료를 분해하는 기능을 가진 일종의 새로운 유형으로, 사용 과정에서 동일한 종류의 일반 플라스틱과 상응하는 건강 및 관련 응용 성능과 관련이 있습니다. 기능이 완전히 끝난 후 재료는 자연 환경에서 급속히 분해될 수 있으며, 환경 파편이 생기거나 부서지기 쉬우며, 시간이 지남에 따라 더 분해되어 결국 산화 생성물(CO2 및 물)이 되어 자연으로 돌아갑니다.
생분해성 물질 개발 및 응용폴리머 플라스틱, 생분해성 플라스틱은 고분자 재료를 분해하는 기능을 가진 일종의 새로운 유형입니다. 사용 과정에서 동일한 종류의 일반 플라스틱과 상응하는 건강 및 관련 응용 성능을 갖추어야 하며, 완전한 기능을 갖춘 후에는 재료가 자연환경에서는 급속히 분해될 수 있으며, 환경파편이 생기거나 부서지기 쉬우며, 시간이 지남에 따라 더욱 분해되어 결국 산화산물(CO2 및 물)이 되어 자연으로 돌아가게 됩니다.
플라스틱 폐기물로 인한 환경 오염과 환경 보호에 대한 요구 및 인간의 요구를 바탕으로 분해성 고분자 소재에 대한 연구가 시급합니다.특정 시간과 특정 환경 조건에서 생분해성 플라스틱의 화학 구조가 변경됩니다.생분해성 플라스틱은 화학적 구조 변화의 원인에 따라 생분해성 플라스틱과 광분해성 플라스틱의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1. 분해성 플라스틱의 분해 메커니즘
일반적으로 분해성 플라스틱은 토양 내 미생물의 작용이나 태양 복사 작용을 통해 작은 분자로 분해될 수 있는 일종의 플라스틱을 의미합니다. 이는 제품 사용 요구 사항을 충족해야 하며, 생분해성 특성.고분자 재료에 대한 햇빛의 작용의 본질은 햇빛의 자외선과 공기 중의 산소의 포괄적인 효과이므로 광산화 분해라고도 합니다.광산화 분해 메커니즘을 설명하기 위해 폴리올레핀을 예로 들어 보겠습니다.본질적으로 광산화는 중합체의 사슬 절단 또는 가교를 일으키고, 이 과정에서 카르복실산, 과산화물, 케톤 및 알코올과 같은 일부 산소 함유 작용기가 형성됩니다.폴리머의 촉매 잔류물과 가공 중에 도입된 과산화물 및 카르복실기의 시작이 주요 분해 원인입니다.
미생물(주로 곰팡이, 박테리아, 조류 등)의 작용으로 폴리머가 침식되거나 대사되어 화학 구조가 변화되고 분자량이 감소할 수 있습니다.작용 메커니즘은 주로 두 가지 상황으로 나눌 수 있습니다.
(1) 생물리학적 작용.즉, 미생물에 의한 플라스틱 제품의 침식, 생물학적 세포 성장, 폴리머 분해 촉진, 이온화 또는 양성자, 폴리머에 대한 이러한 물리적 작용으로 인해 기계적 손상이 발생하고 고분자량 폴리머가 올리고머 조각으로 변합니다. 물리적 저하의 목적을 달성합니다.
(2) 생화학적 작용 - 효소의 직접적인 작용.이러한 상황은 곰팡이나 박테리아가 분비하는 효소의 침식으로 인해 발생하며, 이로 인해 플라스틱이 쪼개지거나 산화분해되고, 불용성 고분자가 수용성 조각으로 쪼개지거나 산화분해되어 새로운 저분자화합물(CH4, CO2 및 H2O) 최종 분해까지.
생분해를 일으키는 고분자 물질의 생분해 메커니즘에 대해서는 일반적으로 두 가지 가설이 있습니다.다른 하나는 체인 끝 부분의 침습적 절단입니다.따라서 구성, 주쇄 및 측쇄 구조, 말단기의 크기, 공간 입체 저항의 유무 등 재료의 구조적 특성은 분해 성능에 영향을 미치는 핵심 요소입니다.그 중에서도 주쇄의 속성이 더 큰 영향을 미칩니다.고분자의 주쇄에 쉽게 가수분해되는 결합이 포함되어 있으면 쉽게 생분해됩니다.둘째, 골격이 유연하면 분해 속도가 상대적으로 빠르며, 골격이 단단하고 질서정연하면 분해 속도가 느립니다.
고분자 물질의 생분해성은 분지화 및 가교결합에 의해 감소됩니다.예를 들어, 폴리락트산(PLA) 분자 사슬 말단에 소수성 그룹을 도입하면 분해 초기 단계에서 침식 속도를 줄일 수 있습니다.이는 원래 분해 과정에서 PLA의 침식은 주로 분자 사슬 말단의 구조에 의존하고 소수성 그룹의 첨가로 인해 침식 속도가 감소하기 때문입니다.또한 일부 연구자들은 고분자의 화학 구조와 분해에 중요한 역할을 하는 물질의 상대적 분자량을 연구했습니다.
2. 생분해성 플라스틱 개발
향후 생분해성 플라스틱의 발전 방향은 다음과 같다.
(1) 분해성 고분자의 생분해 메커니즘을 연구하여 생분해성 플라스틱을 제조하고, 생분해성 플라스틱과 기존의 일반 고분자, 미생물 고분자, 천연 고분자와의 블록 공중합을 연구 개발하였다.
(2) 고분자 플라스틱을 생산할 수 있는 미생물을 탐색하고, 새로운 고분자를 탐색하고, 합성 메커니즘을 상세하게 분석하고, 기존 방법과 유전공학적 방법을 통해 생산성을 향상시키며, 효율적인 미생물 배양 방법을 연구한다.
(3) 분해 속도 제어에 주의를 기울이고 효율적인 분해 촉진제 및 안정제를 개발하여 분해성 플라스틱의 생분해 성능을 향상시키고 비용을 절감하며 시장 적용을 확대합니다.
(4) 분해성 플라스틱의 통일된 정의를 연구 및 확립하고, 생분해 평가 방법을 풍부화 및 개선하며, 분해 메커니즘을 더욱 이해합니다.
게시 시간: 2019년 8월 13일