生物降解材料是一種環保材料,可被微生物分解為無害物質,有助於(yú)減少對(duì)環境的汙染(rǎn)。
生物降解材料憑借其優(yōu)良的物理性能,代(dài)替普通 PE塑料袋(dài)的趨勢已越發明顯,目前在服裝包裝、百貨商超、電子電器、日用品、酒店等都有(yǒu)廣泛的使用。
今(jīn)天小編就生物降解材料的來源(yuán)做一(yī)些簡單說明,目(mù)前生物降解材料主要包括以下幾種:
1. 聚乳酸(suān)(PLA )
:原料主要是玉米澱粉,經過發酵聚合得到。
是一種新型的生物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。由聚乳酸製成(chéng)的產品(pǐn)除能生物降解外,還具有高強度(dù),高透明(míng)性,耐熱性好(hǎo),可塑性強。含聚乳酸成分越多,產品表麵珠光(guāng)色更強,手(shǒu)感更爽滑。聚乳酸具有抑菌抗黴作用,對食品有保鮮(xiān)功能。
2.聚3-羥(qiǎng)基烷酸(suān)酯(PHA):
是由微生物通過各種碳源發酵而合成的不同結構的脂肪族共聚聚酯,可被微生物(wù)完全分解為無害物質,有助於減少對環境的汙(wū)染。 PHA根(gēn)據碳源的不同可分為可降解塑料聚 3- 羥基烷(wán)酸酯(PHA) 、聚 3-羥基丁酸酯 (PHB) 、聚3- 羥基己酸酯 (PHH)
以及它(tā)們的共聚物等(děng)。
PHA 具有優良的生物降解性、生物相(xiàng)容性、安全性(xìng)、成膜性和成纖維性等性能,可用(yòng)於製造生物降解塑料、纖維、農用薄膜、生物醫用材料(liào)等。
3.聚ε-己內(nèi)酯PCL
是一(yī)種由ε - 己內酯經開環聚合(hé)得到的低熔(róng)點聚合物,熔點僅62 ℃。 PCL的降解性(xìng)研究從 1976 年就已開(kāi)始,可在厭氧和需(xū)氧的環境中被微生物完全分解。
PCL 的加工性(xìng)能(néng)優良,可(kě)用普通的(de)塑料加工設備製成薄膜(mó)及其他製品。PCL 與其他聚合物的共混物也具有生物(wù)降解性,例如 PCL 與聚ε - 己內酯琥珀酸 (PCL-g-PEC) 共混物,其生物降解性進一步提高。
PCL 的降(jiàng)解產物為ε-己內酯和二氧化碳,對人體無害。
PCL 主(zhǔ)要用於醫用高分(fèn)子材料、藥物(wù)緩釋基材、手術縫合線、生(shēng)物組織工程支架材(cái)料、熱收縮材料、可降解塑料膜、農用(yòng)地膜、纖維型運動服和被褥等。
4.聚酯類--PBS/PBSA
PBS 和PBSA都是聚酯類(lèi)生物降解材料,它們的原料主(zhǔ)要是(shì)脂肪族或芳香族化合物。其中, PBS是脂肪族聚酯,而
PBSA 是芳香族(zú)聚酯。這些材料(liào)可以(yǐ)在堆肥、填埋等環境中完全分解(jiě)為水和二氧化(huà)碳。
PBS 和PBSA具有優(yōu)良(liáng)的物理性能和加工性能,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(wù)降解性取(qǔ)決於微生物的種類和作用(yòng)條件,包(bāo)括(kuò)水分、溫度、濕(shī)度、氧(yǎng)氣等。
與(yǔ)聚乳酸相比, PBS 和PBSA 的韌性(xìng)更好,不易脆斷(duàn),因此在薄膜領域的應用更(gèng)有優勢。同時, PBS 和PBSA 的價格相(xiàng)對較低,可(kě)以降低生產成本。
5.脂肪族(zú)芳香族共聚酯(zhǐ)
脂肪族(zú)芳(fāng)香族共聚酯是(shì)一種具有優良物理性能和加工性(xìng)能的生物降解材料(liào)。它的原料包括脂肪族和芳香族化(huà)合物,可以製成薄膜(mó)、包裝材料(liào)、餐(cān)具(jù)、無紡布等可降解產品。
這種(zhǒng)材料的生物降解性取決於微(wēi)生物的種類和作用條件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等。
與聚乳酸相比,脂肪族芳香族共聚酯(zhǐ)的韌性更好(hǎo),不易脆斷,因此在薄膜領域(yù)的(de)應用更有優勢。同時,這種材料的價格相對較低(dī),可以降低生(shēng)產成本。
6.聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇( PVA )是一種具有廣泛應(yīng)用的生物降解材料(liào),尤其在水溶性(xìng)薄膜領域中有著廣泛的應用。 PVA 薄膜具有良好的透明性(xìng)、柔韌性和加工性能,可廣泛應(yīng)用於包裝、農業、醫療(liáo)等(děng)領域。
PVA 還具有(yǒu)較好的水溶性,可直接溶解於(yú)水中,方便(biàn)使用和回收。
此外, PVA 還可與其他生物(wù)降(jiàng)解材料共混製備複合材料,以改善其性能。例如, PVA 與聚乳酸( PLA )共混後可製備出具有良好韌性和加工性能的複合材料,這(zhè)種複(fù)合材料既具有 PLA 的生物降解(jiě)性,又具有
PVA 的良好加工性能和柔韌性。
總之,聚乙烯醇( PVA )作為一種生物降解材料,具(jù)有廣泛的應用前景(jǐng),尤(yóu)其在水(shuǐ)溶性薄膜領域(yù)中具有很好的(de)應用價值(zhí)。隨著環保意識的不斷(duàn)提高,相信 PVA 將會在更多的領域得到應用和推廣。
7.二氧化碳(tàn)共聚物
(一種研究中的新型材料)
以(yǐ)二氧化碳為單體原料在雙金屬配位
PBM型(xíng)催化劑作用下,被活化到較高的(de)程度時(shí),與環(huán)氧化物發生共聚反應,生成脂肪族聚碳酸酯(zhǐ)( PPC ),經過後處理,就得(dé)到二(èr)氧化碳樹脂材料。
二氧化(huà)碳共聚(jù)物的生產過程中,使用二氧化碳作為原料,減少了溫室氣體的排放,同時(shí)通過共聚(jù)反應將二氧化碳轉化為高分子材(cái)料。這種材料具有可降解性,可以在堆肥或填埋等環(huán)境中(zhōng)完全分解為水和二氧(yǎng)化碳。
這些生物降解(jiě)材料的出現為減(jiǎn)少塑料(liào)垃圾和保護環境提供了新的(de)解決方案。然而,盡管這些材料(liào)具有優良的生物降解(jiě)性能,但它們的生產(chǎn)成本較(jiào)高,仍需(xū)進一步研發以降低生產成本,並提高生產效率,以便更廣(guǎng)泛地應用於日常生活中。
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通過技(jì)術研發,在以聚乳酸(PLA)為基(jī)礎上,結合PBAT(己二酸丁二醇(chún)酯和對苯二甲酸丁二醇(chún)酯的共聚物)材料(liào)共混(hún),提(tí)高了PLA的韌性,展現了兩者的互補性,通過吹膜等一係列的工藝流程,製作的產品比較穩定,性能優良、成本適(shì)中,生產技術較成熟(shú)、產業化程度較高,是未來行業發展主流,適合各個行業的包裝使用,發展前(qián)景巨大(dà)!