วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพคืออะไร?

พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นวัสดุโพลีเมอร์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ซึ่งสามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมหลังจากถูกทิ้ง และในที่สุดก็กลายเป็นอนินทรีย์จนกลายเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนในธรรมชาติ ที่กระเป๋าถือผลิตโดย Wenzhou Xiaqila Packing Co., Ltd. มีผลการสลายตัวทางชีวภาพ วันนี้เราจะมาอธิบายว่าวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพคืออะไร?

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยสมบูรณ์สามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ด้วยจุลินทรีย์และมีผลดีต่อสิ่งแวดล้อม

ในขณะที่สร้างอารยธรรมสมัยใหม่ มนุษย์ยังนำมาซึ่งผลกระทบด้านลบ เช่น มลภาวะสีขาว เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง ผลิตภัณฑ์พลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง และวัสดุคลุมดินทางการเกษตรนั้นยากต่อการรีไซเคิล และวิธีการบำบัดส่วนใหญ่จะเป็นการเผาและฝังศพ การเผาจะก่อให้เกิดก๊าซอันตรายจำนวนมากและก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม การฝังศพหมายความว่าโพลีเมอร์ไม่สามารถย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ได้ในเวลาอันสั้น ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมด้วย การปรากฏตัวของฟิล์มพลาสติกที่ถูกทิ้งในดินเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาของรากพืชและการดูดซึมน้ำและสารอาหาร ลดการซึมผ่านของดิน และทำให้ผลผลิตพืชลดลง การรับประทานฟิล์มพลาสติกที่ถูกทิ้งจะทำให้ลำไส้อุดตันและเสียชีวิตได้ อวนจับปลาใยสังเคราะห์และสายเบ็ดที่สูญหายหรือถูกทิ้งร้างในมหาสมุทรได้ก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องส่งเสริมการบริโภคสีเขียวและเสริมสร้างการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม เมื่อเผชิญกับทรัพยากรน้ำมันที่หมดลงมากขึ้น วัสดุที่ย่อยสลายทางชีวภาพได้ในปัจจุบันจึงกลายเป็นจุดสนใจด้านการวิจัยและพัฒนาในฐานะผลิตภัณฑ์ไฮเทคและผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสองประเภทตามกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ

ประเภทหนึ่งคือวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ เช่น เซลลูโลสโพลีเมอร์ธรรมชาติ โพลีคาโปรแลกโตนสังเคราะห์ ฯลฯ ซึ่งส่วนใหญ่มาจาก: 1 เนื่องจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของจุลินทรีย์ ส่งผลให้โครงสร้างพลาสติกพังทลายทางกายภาพ 2 เนื่องจากการกระทำทางชีวเคมีของจุลินทรีย์ การไฮโดรไลซิสต่างๆ ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์หรือการเร่งปฏิกิริยาของกรดเบส 3 การเสื่อมสลายของอนุมูลอิสระที่เกิดจากปัจจัยอื่นๆ อีกประเภทหนึ่งคือวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น ส่วนผสมของแป้งและโพลีเอทิลีน การสลายตัวมีสาเหตุหลักมาจากการทำลายของสารเติมแต่งและการอ่อนตัวของสายโซ่โพลีเมอร์ ซึ่งทำให้น้ำหนักโมเลกุลของโพลีเมอร์ลดลงจนถึงระดับที่จุลินทรีย์สามารถย่อยได้ และสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้ำในที่สุด

พลาสติกกึ่งย่อยสลายได้ในปัจจุบันส่วนใหญ่ประกอบด้วยโพลีเอทิลีน PE ที่ดัดแปลงด้วยแป้ง (หรือเติมแล้ว), โพรพิลีน PP, โพลีไวนิลคลอไรด์ PVC, โพลีสไตรีน PS เป็นต้น การศึกษาพบว่าในที่สุดถุงพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากแป้งจะเข้าสู่หลุมฝังกลบโดยไม่ต้องสัมผัสกับแสงแดด แม้ว่าจะมีผลกระทบจากการย่อยสลายทางชีวภาพ การย่อยสลายที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เป็นการย่อยสลายทางชีวภาพ แต่โพลีเอทิลีนที่มีอยู่นั้นสลายตัวได้ยาก

สำหรับการแก้ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าพลาสติกที่ทำจากแป้งจะมีประสิทธิภาพมากกว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง เนื่องจากยังคงใช้วัสดุโพลีเอทิลีนหรือโพลีเอสเตอร์ที่ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพเป็นวัตถุดิบได้ นอกเหนือจากแป้งที่เติมเข้าไปซึ่งสามารถย่อยสลายได้ ยังมีโพลีเอทิลีนจำนวนมากที่เหลืออยู่ หรือโพลีเอสเตอร์จะยังคงอยู่และไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์ มันสลายตัวเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยและไม่สามารถรีไซเคิลได้ สถานการณ์ยิ่งเลวร้ายลงหลังจากลงดิน ทำให้เกิดความสับสนในการบำบัดของเสีย ดังนั้นวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์จึงกลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยของวัสดุที่ย่อยสลายได้

กรดโพลีแลกติกได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Shimadzu Corporation และ Kanebo Corporation แห่งประเทศญี่ปุ่น เป็นโพลีเมอร์ที่ได้จากการเกิดพอลิเมอไรเซชันโดยมีกรดแลคติคเป็นวัตถุดิบหลัก กรดแลคติคเป็นสารประกอบธรรมชาติที่พบได้ทั่วไปในสัตว์ พืช และจุลินทรีย์ มันง่ายมากที่จะย่อยสลายตามธรรมชาติ เส้นใยของมันมีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมซึ่งอยู่ระหว่างเส้นใยสังเคราะห์และเส้นใยธรรมชาติ มีคุณสมบัติชอบน้ำมากกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ และมีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ให้สัมผัสที่มือดีเยี่ยม เดรปและรูปลักษณ์ ความยืดหยุ่นที่ดี การคงสภาพลอนและลอนที่ดีเยี่ยม การหดตัวที่ควบคุมได้ ความแข็งแรง 62cN/tex ไม่ได้รับผลกระทบจากแสงอัลตราไวโอเลต สามารถย้อมด้วยสีย้อมได้หลากหลาย ความสามารถในการขึ้นรูปที่โดดเด่น อุณหภูมิการยึดเกาะด้วยความร้อนที่ควบคุมได้ อุณหภูมิหลอมเหลวของคริสตัลสูงถึง 120 ℃ -230 ℃ และความไวไฟต่ำ

คุณสมบัติหลักของโมโนเมอร์กรดแลคติคคือมีอยู่ในรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางแสงสองรูปแบบ เทคโนโลยีกรดโพลีแลกติกใช้คุณสมบัติของโพลีเมอร์ที่เป็นเอกลักษณ์นี้ในการควบคุมจุดหลอมเหลวของผลึกของผลิตภัณฑ์โดยการควบคุมอัตราส่วนและการกระจายของไอโซเมอร์ D และ L บนสายโซ่โพลีเมอร์

กรดโพลี-แอล-แลคติค (PLLC) เป็นวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์โดยวิธีทางเคมีโดยใช้กรดแอล-แลกติกที่หมักจากแหล่งทรัพยากรชีวภาพ เช่น แป้งและกากน้ำตาลเป็นวัตถุดิบ PLLC เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีความเป็นพลาสติกคล้ายกับโพลีสไตรีนและโพลีเอสเตอร์ มีความเป็นผลึกและความแข็งแกร่งสูงและมีความต้านทานแรงดึงที่ดีเยี่ยม