¿Investigación sobre plásticos biodegradables?
El respondedor mencionó anteriormente que la estabilidad y degradabilidad de los plásticos son opuestos, lo cual es cierto hasta cierto punto, pero esto no significa que no esté relacionado con la tecnología o que el nivel técnico sea suficiente.
Tenemos diferentes necesidades para los materiales poliméricos utilizados en diferentes ocasiones. De hecho, hay algunos plásticos que necesitamos para tener alta resistencia, alto módulo y alta tenacidad, pero la biodegradabilidad es otra demanda muy valiosa, como los vasos desechables para loncheras. ¿Necesitas lo duro que puede romper las nueces? Siempre que se pueda usar normalmente una vez, esperamos que se degrade rápidamente después de su uso para evitar la contaminación. Según las estadísticas, alrededor del 40% de todos los productos plásticos son de un solo uso, lo que demuestra que la biodegradación no es una demanda pequeña, sino una demanda muy grande.
Además, vi a un contestador que dijo que los plásticos degradables pueden incluso descomponer microorganismos, y el rendimiento debe ser muy pobre, lo cual es causado precisamente por la actual falta de tecnología y cognición. A menudo es el papel de los microorganismos o enzimas los que juegan un papel en el proceso de biodegradación. Actúan sobre algunos enlaces químicos frágiles de la cadena molecular del polímero para romperla y, finalmente, forman pequeñas moléculas.
Pero esto no significa que el rendimiento de los materiales biodegradables deba ser deficiente. Incluso en los plásticos que están aprobados para degradarse rápidamente, el proceso de degradación suele ser lento y, por lo general, lleva varios meses en condiciones de compostaje, solo con plásticos no degradables. Es muy rápido en comparación con millones de años, y el entorno de uso del material puede estar libre de dichos microorganismos o enzimas, y la temperatura y la humedad de la condición de compostaje están lejos de alcanzarse, por lo que no se producirá significativamente durante el uso normal. Degradación, se pueden garantizar todos los aspectos del rendimiento.
Pero después de todo, existe la contradicción entre degradabilidad y propiedades mecánicas. De los enlaces químicos de todos los polímeros, el que se rompe más fácilmente es el enlace éster, y la estructura aromática en la cadena molecular tiende a aumentar la resistencia estérica del enlace éster, lo que hace que el enlace éster sea más estable y no fácil de romper, como El PET es muy difícil de degradar. Es por esto que los plásticos degradables actualmente aceptados son básicamente algunos poliésteres alifáticos, como el ácido poliláctico (PLA), policaprolactona (PCL), ácido graso polihidroxilado (PHA), incluso si contienen estructuras aromáticas degradables El material PBAT ya no se degrada cuando el contenido de ácido tereftálico que contiene anillos de benceno supera el 50%. Por tanto, estos muchos plásticos degradables tienen un problema común, es decir, la falta de una estructura rígida de anillos aromáticos conduce directamente a sus propiedades mecánicas. Mientras la cadena de carbono sea más corta, es muy frágil, y la cadena de carbono es más larga, blanda y colapsada, y no tiene fuerza.
Debido a esto, esto lleva a la dirección más importante en la investigación actual sobre plásticos degradables, la modificación de plásticos degradables.
Para el ejemplo más simple, el ácido poliláctico (PLA) es actualmente el plástico biodegradable más grande, pero la masa fundida de ácido poliláctico puro tiene una resistencia muy baja, un procesamiento difícil y una velocidad de cristalización rápida, y el producto es muy quebradizo, lo que limita su aplicación, luego la modificación de ácido poliláctico es un tema con una historia muy larga. Aquellos que estén interesados pueden echar un vistazo a la investigación relacionada del académico Chen Xuesi del Instituto Changchun Yinghua de la Academia China de Ciencias.
Según mi comprensión superficial, el campo de los plásticos biodegradables es todavía muy inmaduro y hay mucho trabajo por hacer. Por ejemplo, para lograr la degradación en algunas condiciones duras (como la degradación del agua de mar, la degradación a baja temperatura en suelos congelados), otro ejemplo es la modificación de algunos plásticos degradables, mayor tenacidad y rendimiento de procesamiento mejorado, etc., como lactida aguas arriba, El proceso de preparación de monómeros como el ácido furandicarboxílico, el proceso de polimerización de polímeros, etc. (la capacidad de producción de ácido poliláctico no ha sido suficiente recientemente y la oferta es escasa), e incluso las leyes y regulaciones pertinentes sobre plásticos degradables. actualmente son muy imperfectos.
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