Polimero-plastiko biodegradagarrien garapena eta aplikazioa, plastiko biodegradagarriak mota berri mota bat da, polimero-materialen degradazio funtzioarekin, erabilera-prozesuan, plastiko arrunt mota berdinarekin zerikusia du dagokion osasunarekin eta aplikazioaren errendimendu garrantzitsuarekin, eta bere funtzio osoa egin ondoren, materiala azkar degradatu daiteke ingurune naturalaren baldintzetan erraz bihurtu da inguruneko zatiak edo birrintzea, eta denboraren poderioz degradazio handiagoa bihurtzen da azkenean oxidazio produktuak (CO2 eta ura), naturara itzultzeko.
Biodegradagarrien garapena eta aplikazioapolimero plastikoak, plastiko biodegradagarriak polimeroen materialen degradazio funtzioarekin mota berri bat da, erabilera-prozesuan, plastiko arrunt mota berdinarekin zerikusia du dagokion osasunarekin eta aplikazioaren errendimenduarekin, eta funtzio osoa egin ondoren, materiala. ingurune naturalean azkar degradatu daitezke ingurunearen zatiak edo xehatu errazak izan daitezen, eta denboraren poderioz gero eta degradazio handiagoak bihurtzen dira azkenean oxidazio produktuak (CO2 eta ura), naturara itzultzeko.
Hondakin plastikoek eragindako ingurumen-kutsaduran oinarrituta, baita ingurumena babesteko eta gizakien beharrizanen eskaeran oinarrituta, premiazkoa da polimero degradagarriak diren materialak aztertzea.Denbora zehatz batean eta ingurumen-baldintza jakin batzuetan, plastiko biodegradagarrien egitura kimikoa aldatuko da.Bere egitura kimikoaren aldaketen arrazoien arabera, plastiko biodegradagarriak bi kategoriatan bana daitezke: plastiko biodegradagarriak eta plastiko fotodegradagarriak.
1. Degradagarri diren plastikoen degradazio mekanismoa
Oro har, plastiko degradagarriak lurzoruan edo eguzki-erradiazioan mikroorganismoen eraginez molekula txikietan deskonposa daitekeen plastiko mota bati egiten dio erreferentzia. propietate biodegradagarriak.Eguzki-argiak polimero-materialetan duen ekintzaren izaera eguzki-argiaren argi ultramorearen eta aireko oxigenoaren efektu integrala da, beraz, fotooxidazioaren degradazioa ere deitzen zaio.Hartu poliolefina adibide gisa fotooxidazioaren degradazioaren mekanismoa azaltzeko.Funtsean, fotooxidazioak polimeroen katea haustea edo gurutzatzea eragiten du, eta prozesu honetan oxigenoa duten talde funtzional batzuk sortzen dira, hala nola azido karboxilikoak, peroxidoak, zetonak eta alkoholak.Polimeroetako katalizatzaile-hondarrak eta prozesatzeko garaian sartutako peroxido eta karboxilo-taldeen hasiera dira degradazio-iturri nagusiak.
Mikroorganismoen eraginez (batez ere onddoak, bakterioak edo algak, etab.), polimeroak higatu edo metabolizatu daitezke, haien egitura kimikoan aldaketak eragin eta pisu molekularra gutxitzeko.Ekintza-mekanismoa nagusiki bi egoeratan bana daiteke:
(1) ekintza biofisikoa.Hau da, mikroorganismoek produktu plastikoen higaduraren ondoren, zelula biologikoen hazkuntza, polimeroen deskonposizioa, ionizazioa edo protoia sustatzeko, polimeroaren ekintza fisiko honek kalte mekanikoa eragin zuen, polimeroaren pisu molekular handia oligomero zatietan, degradazio fisikoaren helburua lortzeko.
(2) ekintza biokimikoa - entzimen ekintza zuzena.Egoera hori onddoek edo bakterioek jariatzen duten entzimen higadurak eragiten du, eta horrek plastikoen zatiketa edo oxidazio desegitea dakar, eta polimero disolbaezinen zatiketa edo degradazio oxidatiboa eragiten du uretan disolbagarriak diren zatietan, konposatu molekular txiki berriak sortuz (CH4, CO2 eta H2O) azken deskonposiziora arte.
Orokorrean, biodegradazioa eragiten duten polimero-materialen biodegradazio-mekanismoari buruzko bi hipotesi daude.Bestea katearen amaierako ebaketa inbaditzailea da.Hori dela eta, materialen egiturazko propietateak, hala nola konposizioa, kate nagusiaren eta alboko egitura, amaierako taldeen tamaina eta erresistentzia esteriko espazialaren presentzia edo eza, degradazio-errendimenduan eragiten duten faktore nagusiak dira.Horien artean, katearen propietate nagusiek eragin handiagoa dute.Polimeroaren kate nagusiak erraz hidrolizatzen diren loturak baditu, erraz biodegradatuko da.Bigarrenik, bizkarrezurra malgua bada, degradazio-tasa nahiko azkarra izango da, bizkarrezurra zurruna eta ordenatua bada, degradazio-tasa motela izango da.
Material polimeroen biodegradagarritasuna murrizten da adarkatuz eta gurutzatuz.Adibidez, azido polilaktikoaren (PLA) kate molekularraren amaieran talde hidrofobikoak sartzeak degradazioaren hasierako fasean higadura-tasa murriztu dezake.Hau da, jatorrizko degradazio-prozesuan, PLAren higadura batez ere kate molekularraren amaieraren egituraren araberakoa baita, eta talde hidrofoboak gehitzeak bere higadura-tasa gainbehera dakar.Horrez gain, ikertzaile batzuek polimeroen egitura kimikoa eta degradazioan zeresan handia duten materialen pisu molekular erlatiboa aztertu dute.
2. Plastiko biodegradagarrien garapena
Etorkizunean plastiko biodegradagarrien garapen-norabidea honako hau izan daiteke:
(1) plastiko biodegradagarriak polimero degradagarrien biodegradazio-mekanismoa aztertuz prestatu ziren, eta plastiko biodegradagarrien bloke-kopolimerizazioa lehendik zeuden polimero arruntekin, mikrobio polimeroekin eta polimero naturalekin aztertu eta garatu zen.
(2) polimero plastikoak ekoitzi ditzaketen mikroorganismoak bilatzea, polimero berriak arakatzea, haien sintesi-mekanismoa zehatz-mehatz aztertzea, lehendik dauden metodoen eta ingeniaritza genetikoko metodoen bidez haien produktibitatea hobetzea eta mikroorganismoak lantzeko metodo eraginkorrak aztertzea.
(3) arreta jarri degradazio-tasaren kontrolari, degradazio sustatzaile eta egonkortzaile eraginkorrak garatu plastiko degradagarrien biodegradazio-errendimendua hobetzeko, haien kostua murrizteko eta merkatuaren aplikazioa zabaltzeko.
(4) ikertu eta plastiko degradagarrien definizio bateratua ezarri, biodegradazioaren ebaluazio-metodoa aberastu eta hobetu eta degradazio-mekanismoa gehiago ulertu.
Argitalpenaren ordua: 2019-08-13