الیاف زیست تخریب پذیر

تعریف زیست تخریب پذیر

زیست تخریب پذیر به این معنی است که می توان آن را با استفاده از مواد میکرو تخریب پذیر تجزیه کرد که اغلب اوقات با مواد زیست تخریب پذیر مرتبط است.

مواد زیست تخریب پذیر به موادی اطلاق می شود که در شرایط محیطی طبیعی مناسب و معین می توانند به طور کامل توسط میکروارگانیسم ها (مانند باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها و …) به ترکیبات کم مولکولی تجزیه شوند.

مواد کاملاً زیست تخریب پذیر می توانند به طور کامل توسط میکروارگانیسم ها تجزیه شوند و تأثیر مثبتی بر محیط داشته باشند.

در حالی که انسان ها تمدن مدرن را ایجاد می کنند، اثرات منفی نیز به همراه دارد: آلودگی سفید.

بازیافت ظروف یکبار مصرف، محصولات پلاستیکی یکبار مصرف و مالچ کشاورزی دشوار است و روش های تصفیه آنها عمدتاً سوزاندن و دفن زباله است. سوزاندن مقدار زیادی از گازهای مضر باعث آلودگی محیط زیست می شود. در صورت دفن، پلیمرهای موجود در آن نمی توانند در مدت زمان کوتاهی توسط میکروارگانیسم ها تجزیه شوند و همچنین محیط را آلوده می کنند.

لایه‌های پلاستیکی باقی‌مانده در خاک وجود دارد که مانع از توسعه سیستم‌های ریشه‌های گیاهی و جذب آب و مواد مغذی می‌شود و باعث می‌شود که در خاک نفوذپذیری هوا کاهش یابد و در نتیجه عملکرد محصول کاهش یابد.

پس از خوردن فیلم پلاستیکی دور ریخته شده، باعث انسداد روده و مرگ می شود. تورهای ماهیگیری الیاف مصنوعی و خطوط ماهیگیری که در اقیانوس گم شده یا در اقیانوس دور ریخته شده اند، آسیب قابل توجهی به جانداران دریایی وارد کرده است.

بنابراین، ترویج مصرف محصولات سبز و تقویت حفاظت از محیط زیست ضروری است.

عوامل تخریب الیاف زیست تخریب پذیر چیست؟

الیاف زیست تخریب پذیر به این معنی نیست که کاملاً سازگار با محیط زیست است و می تواند کاملاً بازیافت و حل شود. ابتدا باید محیط مناسبی را برای تخریب انتخاب کند. اگر در محیط نامناسب نگهداری شود، ممکن است باعث آلودگی محیط زیست و تهدید آب های زیرزمینی شود. سپس عوامل زیادی وجود دارد که بر تخریب تأثیر می گذارد. اگر این عوامل تغییر کند، در تخریب نیز تأثیر می گذارد.

اثر مقدار pH

اعتقاد بر این است که تغییر مقدار pH تأثیر زیادی بر سرعت هیدرولیز زنجیره کوپلیمر دارد، اما سرعت تخریب در قسمت‌های مختلف ارگانیسم تفاوت چندانی ندارد. تخریب کوپلیمر می تواند یک ریزمحیط اسیدی را ایجاد کند که باعث افزایش خود کاتالیزوری کوپلیمر می شود که منجر به تسریع تخریب آن می شود.

تاثیر دما

در آزمایشات، به ندرت می‌توان رابطه بین تخریب مواد و دما را مشاهده کرد، زیرا آزمایش‌های آزمایشگاهی اغلب با شبیه‌سازی دمای بدن انجام می‌شوند و دمای بدن تغییر چندانی نمی‌کند. با این حال، در فرآیند آزمایش های آزمایشگاهی، گاهی اوقات برای نیازهای آزمایش، می توان دما را به طور مناسب افزایش داد تا دوره آزمایش کوتاه شود. با این حال، در طول فرآیند تخریب تسریع شده، دما نباید خیلی بالا یا خیلی پایین باشد، زیرا پلیمر زمانی که دما خیلی بالا باشد واکنش‌های جانبی خواهد داشت. هنگامی که دما خیلی پایین است، هدف از تخریب تسریع، قابل دستیابی نیست. بنابراین، برای جلوگیری از تأثیر دما و جریان هوا بر روی الیاف زیست تخریب پذیر، الیاف زیست تخریب پذیر در یک محیط آب بندی شده با دمای پایین ذخیره می شوند.

تاثیر وزن

اعتقاد بر این بود که سرعت هیدرولیز ماده به طور قابل توجهی تحت تأثیر وزن مولکولی و توزیع کوپلیمر است. این عمدتا به این دلیل است که هر پیوند استری ممکن است هیدرولیز شود و هیدرولیز پیوند استری در زنجیره مولکولی نامنظم است. وقتی زنجیره مولکولی پلیمر طولانی‌تر باشد، هر چه مکان‌های بیشتری بتواند تحت هیدرولیز قرار گیرد، سریع‌تر تجزیه می‌شود.

تاثیر ساختار

انیدریدها و ارتواسترها به راحتی هیدرولیز می شوند. اعتقاد بر این بود که کیفیت و وزن مولکولی کوپلیمر شانه به دلیل قطبیت اسکلت که منجر به جدا شدن پیوند استری می شود، به سرعت کاهش می یابد. بنابراین، سرعت تخریب کوپلیمر مولکولی شانه ای بزرگتر از مولکول خطی است.

تأثیر نسبت ترکیب مونومر

رفتار تخریب مواد با خواص فیزیکی و شیمیایی مواد مرتبط است. قطبیت، وزن مولکولی و توزیع پلیمرها همگی بر عملکرد تخریب مواد تأثیر می‌گذارند. پس از تحقیق محققین اعتقاد بر این بود که تخریب کوپلیمر رابطه زیادی با وزن مولکولی و کریستالی بودن کوپلیمر دارد. به عنوان مثال، بلورینگی کوپلیمرهای گلیکولید و لاکتید کمتر از هموپلیمرهای دو مونومر است. اسید گلیکولیک آبدوست تر از اسید لاکتیک است. بنابراین، آب دوستی کوپلیمر PGLA حاوی گلیکولید بیشتر بهتر از کوپلیمر PGLA غنی از لاکتید است، بنابراین سرعت تجزیه سریعتر است. پلیمر آبدوست ظرفیت جذب آب زیادی دارد و مولکول‌های داخلی ماده می‌توانند به طور کامل با مولکول‌های آب تماس پیدا کنند و سرعت تخریب سریع است. در مقابل، مولکول‌های داخلی مواد پلیمری آبگریز تماس کمتری با مولکول‌های آب دارند و سرعت تجزیه کند است.

اثر هیدرولیز آنزیمی

بسیاری از واکنش ها در موجودات زنده منجر به تخریب پلیمرها می شود، از جمله اکسیداسیون، هیدرولیز شیمیایی و واکنش های آنزیمی در مایعات بدن. محققین بر این باورند که در حالت اولیه شیشه، آنزیم‌ها به سختی در تجزیه شرکت می‌کنند، اما هیدرولیز آنزیمی عامل اصلی مؤثر بر کوپلیمر در حالت لاستیک است.

اثر میل ترکیبی / آبگریزی پلیمر

پلیمرهای هیدروفیل می توانند مقدار زیادی آب را جذب کنند و سرعت تخریب تسریع می شود. پلیمرهای آبگریز، آب کمتری را جذب می کنند و سرعت تجزیه آهسته است. به خصوص پلیمرهای حاوی گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل نسبتاً آسان تجزیه می شوند.