生物降解材(cái)料是一種環保材料,可被微生物分解(jiě)為無害物質,有助於減少對環境的汙染。
生物降解材(cái)料憑借其優良的物理(lǐ)性能,代(dài)替普(pǔ)通 PE塑料袋的趨勢已越發明顯,目前在服裝包裝、百貨(huò)商超、電子電器、日(rì)用品、酒店等都有廣泛的使用。
今天小編就生物降解材料的來源做一些簡單說(shuō)明,目前生物降解材料主(zhǔ)要包括(kuò)以下幾種:
1. 聚乳酸(PLA )
:原料主要是玉米澱粉,經過發(fā)酵聚合得到。
是一種新型(xíng)的生物基及可再生生(shēng)物降解材料,具有完全生物降解性(xìng),可熱塑加工。由聚乳(rǔ)酸製(zhì)成的(de)產品除能生物降解外,還具有高強度,高(gāo)透(tòu)明性,耐熱性(xìng)好,可塑性強。含聚乳(rǔ)酸成分(fèn)越多,產品表麵珠光(guāng)色更強,手感更爽滑。聚乳酸(suān)具有抑菌抗黴作用,對食品有保(bǎo)鮮功能。
缺點(diǎn)是韌性差,脆斷,在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(jiào)而合成的不(bú)同結構的脂肪族共聚聚酯,可被微生物完全分解為無害物質(zhì),有助於減少對環境的汙染。 PHA根據碳源的不同可分為可降解(jiě)塑(sù)料聚 3- 羥基烷酸酯(PHA) 、聚 3-羥基丁酸酯 (PHB) 、聚3- 羥(qiǎng)基己酸酯 (PHH)
以及它們的(de)共聚物等。
PHA 具有優(yōu)良的(de)生物降解性、生物相容性、安全性、成膜性和成纖維性等性(xìng)能,可(kě)用於製造生物降解塑料、纖維、農用薄(báo)膜、生物醫用(yòng)材料等。
3.聚ε-己內酯PCL
是一種由ε - 己內酯經開環聚合得到的低熔點聚合物,熔點僅62 ℃。 PCL的降解性研究從 1976 年就已開始,可在厭氧和需氧(yǎng)的環境中被微生物完全分解(jiě)。
PCL 的加工性能優良,可用普通的塑料加工設備製成薄膜及其他製品。PCL 與其他聚合(hé)物的共(gòng)混物也具有生物降解性,例如 PCL 與聚ε - 己內酯琥珀酸 (PCL-g-PEC) 共混物,其生(shēng)物降解性進一(yī)步提高(gāo)。
PCL 的降解(jiě)產物為ε-己內酯和二氧化碳,對人體無(wú)害。
PCL 主要用於(yú)醫(yī)用高分子材料、藥物緩釋基材(cái)、手術縫合線、生物組織工程支架材料、熱收縮材料、可降解塑料膜、農用地膜、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,它們的原料主要是脂肪族或芳香族化合物。其中, PBS是脂肪族聚酯,而
PBSA 是芳香族聚酯。這(zhè)些材料可以在堆肥、填埋等環境中完全分解為(wéi)水和二氧化碳。
PBS 和PBSA具有優良的物理(lǐ)性能(néng)和加工性能,可以製成薄膜(mó)、包裝材料、餐具(jù)、無紡布等可降解產品。它們的生物降(jiàng)解(jiě)性取決於微生物的種類和作(zuò)用條件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等。
與聚乳酸相比, PBS 和PBSA 的韌性更好,不易脆(cuì)斷,因此在薄膜領域(yù)的應用更有優勢。同時, PBS 和PBSA 的價格相對較(jiào)低,可以降低生產成本。
5.脂肪族芳(fāng)香族(zú)共聚(jù)酯
脂肪族(zú)芳香族(zú)共聚酯是一種具有優良物理性能和加工性能的生物降解材料。它的(de)原料(liào)包括脂肪族和芳香族化合物,可(kě)以製成薄膜、包裝材料、餐具、無紡布等可降解(jiě)產品。
這種材料的生物降解性取決於微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(fáng)族芳香族共聚酯(zhǐ)的韌性更好,不易脆斷,因此在薄膜領域的應(yīng)用更有優勢。同時,這種材料的價格相對較低,可以降低生產成本。
6.聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇(chún)( PVA )是一種具有(yǒu)廣泛應用的生物降解材料,尤其在水溶性薄膜領域中有著廣泛的應用。 PVA 薄膜具有(yǒu)良好的透明性、柔韌性(xìng)和加工性(xìng)能,可廣(guǎng)泛應用於包裝、農業、醫療等領域。
PVA 還具有較好的水溶性,可直(zhí)接溶解於水中(zhōng),方便使用和回收。
此外, PVA 還(hái)可與(yǔ)其(qí)他生物降解材(cái)料共混製備複合材料,以改(gǎi)善其(qí)性能。例如, PVA 與聚乳酸( PLA )共混後可製備出具有(yǒu)良好韌性和加工性能的複合材料(liào),這種複合(hé)材料既具有 PLA 的生物降解性,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(shēng)物降解材料(liào),具有廣泛的應用前景,尤其在水溶性薄膜領域中具有很好的應用價值。隨著環(huán)保意識的不(bú)斷提(tí)高,相信 PVA 將會在更多的領域得到應(yīng)用和推廣。
7.二氧化碳共(gòng)聚(jù)物
(一種研究中的新型材料)
以二氧化碳為單體原(yuán)料在雙金屬配位
PBM型催化劑作用下,被活(huó)化到較高的程度(dù)時,與環氧化物發生共聚反(fǎn)應,生成脂肪族聚碳酸酯( PPC ),經過後處理(lǐ),就得到二氧化碳樹脂材料。
二氧化碳共聚物的生產過程中,使用二氧化碳作為原料,減少了溫室氣體的排(pái)放(fàng),同時通過共聚反(fǎn)應將二氧(yǎng)化碳轉化為高分子材料。這種材料具有可降解性,可以在堆肥或填埋等環境中完(wán)全分解為水和二氧化碳。
這些(xiē)生物降解材料的出現為減少塑料垃圾和(hé)保(bǎo)護環境提供了(le)新的解決方案。然而(ér),盡管(guǎn)這些材料具有優良的生物降解(jiě)性能(néng),但它們的生產(chǎn)成本較高,仍需進一步研發以降低(dī)生(shēng)產成本,並提(tí)高生產效率,以便更廣泛地應用於日常生活中。
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通過技術(shù)研發,在以(yǐ)聚乳酸(PLA)為基礎上,結合PBAT(己二酸丁二醇(chún)酯和對苯二甲酸丁二醇酯的(de)共聚物)材料共混(hún),提高了(le)PLA的韌性,展現了兩者的互(hù)補性,通過吹膜等一(yī)係列的工藝流程,製(zhì)作的產品比較穩(wěn)定,性能優良、成本適中,生產技術較(jiào)成熟、產業化程(chéng)度較高,是未來行(háng)業發展主流,適合各個(gè)行業的包裝使用,發展前(qián)景巨(jù)大(dà)!