Wraz z rozwojem gospodarki i poprawą warunków życia ludzi, zapotrzebowanie na produkty z tworzyw sztucznych rośnie z dnia na dzień, a „białe zanieczyszczenie” powodowane przez tworzywa sztuczne staje się coraz poważniejsze.Dlatego badania i rozwój nowych, ulegających degradacji tworzyw sztucznych stają się ważnym sposobem rozwiązywania problemów środowiskowych.Tworzywa polimerowe mogą ulegać degradacji w wielu warunkach, a degradacja termiczna zachodzi pod wpływem ciepła.Degradacja mechaniczna zachodzi pod wpływem siły mechanicznej, degradacja oksydacyjna pod działaniem tlenu, a degradacja biochemiczna pod wpływem czynników chemicznych.Tworzywa ulegające degradacji to tworzywa, które łatwo ulegają rozkładowi w środowisku naturalnym poprzez dodanie w procesie produkcyjnym określonej ilości dodatków (takich jak skrobia, skrobia modyfikowana lub inna celuloza, fotosensybilizatory, biodegradatory itp.).
Ze względu na mechanizm degradacji tworzywa biodegradowalne można podzielić na tworzywa fotodegradowalne, tworzywa biodegradowalne, tworzywa fotobiodegradowalne i tworzywa ulegające degradacji chemicznej.
Kiedy łańcuchy molekularne fotodegradowalnych tworzyw sztucznych ulegają zniszczeniu metodami fotochemicznymi, tworzywo sztuczne traci swoją wytrzymałość fizyczną i kruchość, następnie przechodzi przez naturę
Korozja granicy staje się proszkiem, który przedostaje się do gleby i ponownie wchodzi do cyklu biologicznego pod wpływem mikroorganizmów.
Tworzywa biodegradowalne można podzielić na tworzywa całkowicie biodegradowalne i tworzywa biodegradowalne ze względu na mechanizm degradacji i sposób niszczenia.Obecnie najczęściej badanymi i stosowanymi są tworzywa skrobiowe i poliestrowe.
Tworzywa skrobiowe są szczególnie atrakcyjne ze względu na prosty sprzęt do przetwarzania i niską cenę.Syntetyczne makrocząsteczkowe tworzywa sztuczne biodegradowalne odnoszą się do biodegradowalnych tworzyw sztucznych syntetyzowanych metodami chemicznymi.Można go zsyntetyzować, badając strukturę podobną do biodegradowalnych tworzyw sztucznych z naturalnych polimerów lub tworzyw sztucznych z grupami funkcyjnymi wrażliwymi na degradację.
Biodestrukcyjne, degradowalne tworzywa sztuczne, znane również jako zapadające się tworzywa sztuczne, to złożony system biodegradowalnych polimerów i ogólnych tworzyw sztucznych, takich jak skrobia i poliolefina.Łączą się ze sobą w określonej formie, a degradacja w środowisku naturalnym nie jest całkowita i może powodować wtórne zanieczyszczenia.W przypadku polimerów biodegradowalnych dodatek fotosensybilizatorów może sprawić, że polimery będą zarówno fotodegradowalne, jak i biodegradowalne.
Fotobiodegradowalne materiały polimerowe w pewnych warunkach mogą skutecznie kontrolować szybkość degradacji, np. fotodegradowalny materiał polimerowy PE z dodatkiem skrobi po degradacji, sprawiają, że PE jest porowaty, powierzchnia właściwa znacznie wzrasta, przy znacznie zwiększonym prawdopodobieństwie kontaktu z tlenem, światłem i wodą, szybkość degradacji PE znacznie zwiększona.
W porównaniu z tworzywami fotodegradowalnymi, tworzywa biodegradowalne stały się gorącym tematem w rozwoju tworzyw biodegradowalnych.Ponieważ tworzywa biodegradowalne nie są zbyt szkodliwe dla środowiska, a w odpowiednich warunkach łatwiej jest całkowicie rozłożyć małe cząsteczki.Ma zalety małej jakości, łatwej obróbki, wysokiej wytrzymałości i niskiej ceny.Tworzywa biodegradowalne mają szerokie zastosowanie.W Stanach Zjednoczonych używany głównie do produkcji rozkładających się worków na śmieci, toreb na zakupy;W Europie Zachodniej w butelkach po szamponach, workach na śmieci i jednorazowych torbach na zakupy stosuje się biodegradowalne tworzywa sztuczne.Tworzywa biodegradowalne znajdują zastosowanie głównie w następujących obszarach:
(1) Materiały opakowaniowe
(2) Ściółka rolnicza
(3) Codzienne potrzeby
(4) Jednorazowe materiały medyczne
(5) Sztuczna kość, sztuczna skóra, chirurgiczny gwóźdź kostny, szew chirurgiczny
(6) Włókna tekstylne
(7) Zarządzanie żółtym piaskiem i planowanie urbanistyczne.
W przypadku stosowania biodegradowalnych tworzyw sztucznych w bioinżynierii i degradowalnych w medycynie materiałach polimerowych, ich charakterystyki biodegradacji nie można porównywać z właściwościami tworzyw fotodegradowalnych w korzeniach.Zdegradowane substancje niskocząsteczkowe mogą bezpośrednio wchodzić w metabolizm organizmów i mają szerokie perspektywy zastosowania w hodowlach tkankowych, lekach o kontrolowanym uwalnianiu i wewnętrznych materiałach do implantów.
Czas publikacji: 17 listopada 2022 r