2021-12-13 637 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關鍵步驟,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、其他有機質(zhì)含量、微生物等。
除了材料本身固有的性質(zhì),外界環(huán)境條件對材料的降解過程也是至關重要。我們既可以通過控制外界環(huán)境條件抑制材料的降解,也可以控制合適的條件加速材料的降解。
首先,溫度和濕度不僅會影響聚合物的水解速度(溫、濕度越高,水解速度越快),還會影響微生物降解材料的速度。另外,環(huán)境中水分的pH也會從兩個方面影響材料的降解過程,偏酸或偏堿環(huán)境都會加速材料的水解,但過酸或過堿的環(huán)境都會影響微生物的生長,并且特定的降解菌株都需要合適的pH值范圍。長時間的持續(xù)光照可以引發(fā)聚合物發(fā)生光降解,降低聚合物的分子量,光降解速度相對緩慢,且不能將材料最終降解成水和二氧化碳。
但是材料在光降解后會變脆、變細,有利于材料的生物降解過程。氧氣的含量主要決定材料是發(fā)生好氧降解還是厭氧降解,一般來說,好氧降解過程中材料最終會降解成水和二氧化碳,而厭氧降解則會有部分甲烷生產(chǎn)。材料所處環(huán)境的有機質(zhì)含量決定著其周圍微生物的含量,微生物越多,代謝越旺盛,則材料的降解速度也越快。微生物種類也能決定材料的降解速度,因為并不是所有的微生物都能降解可降解塑料,以聚乳酸PLA為例,只有不到0.04%種類的微生物能夠降解PLA。并且不同的微生物種類其降解能力也不一樣。
聚合物結(jié)構(gòu)主要影響材料是否能被降解,而外界環(huán)境的影響對材料的降解速度至關重要,通??山到馑芰洗虿途呗裨谕寥乐行枰獛啄晟踔潦畮啄瓴拍芡耆到?,但在堆肥條件下只需要幾個月就能完全降解。因此,了解可見各級材料的降解機理,摸清影響材料降解的影響因素,對于指導可降解材料制品的設計、生產(chǎn)、保存、使用和處理具有十分重要的意義。
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