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材料降解性能:內(nèi)在因素帶來的影響

2021-12-13 614 蘇州和塑美

從可降解材料降解過程中,可以看出微生物降解只是降解過程的一個(gè)關(guān)鍵步驟,材料從聚合物降解成水和二氧化碳需要經(jīng)過很多過程。其中內(nèi)在因素包括材料自身的結(jié)構(gòu)、聚合物分子量、材料的結(jié)晶程度、材料的親疏水性;外部調(diào)教包括環(huán)境溫度、光照、濕度、含氧量、pH值、其他有機(jī)質(zhì)含量、微生物等。


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材料自身的結(jié)構(gòu)既可以決定其能否被降解,也可以決定其被降解的速度。在相同條件下,PBAT結(jié)構(gòu)中對苯二甲酸含量越高則降解速度越慢,反之則越快,其中起主要決定因素的還是苯環(huán)上的酯鍵(更難被水解)。所以,可以通過調(diào)節(jié)聚合物鏈中的苯環(huán)的含量來調(diào)節(jié)其固有的額降解性能。


聚合物的分子量也可以直接影響材料的降解塑料,本身降解過程就是分子量由大變小的過程,初始分子量越大則需要的降解時(shí)間越長。材料的結(jié)晶程度不僅能影響材料的機(jī)械性能,更能影響材料的降解性能,由于材料的結(jié)晶區(qū)比非晶區(qū)更加規(guī)整、穩(wěn)定,水分子更難進(jìn)入結(jié)晶區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其水解速度更慢,一般是非晶區(qū)部分先降解,最后再降解結(jié)晶區(qū)。因此在材料結(jié)構(gòu)、分子量相同的條件下,可以通過加工過程控制成型后材料的結(jié)晶程度來獲得不同的降解性能。


另外,材料的親、疏水性也是影響其降解性能的重要因素,由于絕大部分材料在降解的過程中都是需要先水解成較小分子量 的聚合物片段,因此材料疏水性越強(qiáng),水解的速度越慢,進(jìn)而減慢材料后續(xù)的降解速度。反之,材料的親水性越好,則越有利于材料的降解。


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