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          降解袋問答

          纖維素基生物降解塑料的分類

          久信達發布于:2022-08-13文字:【大】【中】【小】
          纖維素分子是由葡萄糖經B-14-糖苷鍵連接成的鏈式分子,通過同向平行排列折疊,并在范德瓦耳斯力的作用下,相互聚集形成高度結晶的多層堆砌結構基纖維,聚集成纖維素纖維。目前,對于植物纖維為主體的復合材料一般集中在纖維板材和纖維素薄膜上。
          1)纖維素基生物降解塑料改性方法
          纖維素也是一種資源豐富的天然高分子,在纖維素酶的作用下,纖維素可分解為葡萄糖。日本、俄羅斯、美國均已開展了以纖維素衍生物為主體的生物降解塑料研究開發工作。纖維素分子結構如圖2-2所示。纖維素有區和非晶區,其強度、彈性視結晶部分而定,而溶劑浸透性、膨潤能力、反應性、柔軟性與無定形部分有關。纖維素分子間有強氫鍵,取向度、結晶度高,且不溶于一般溶劑,高溫下分解而不熔融,用作塑料具有物理性能差和加工性能差的缺點,須對其進行改性處理。纖維素改性的方法主要有酯化、醚化,以及氧化成醛、酮、酸等。改性后的纖維素可用作生產塑料,纖維素塑料可作包裝材料,也可制成薄膜,如乙酸纖維素、硝酸纖維素、苯基纖維素等。而纖維素改性后對其生物降解性能產生很大影響,使其在自然環境中難以降解。一般來說,用作生物降解塑料的纖維素衍生物基本上以帶短鏈側基的酯為主,如乙酸纖維素、丙酸纖維素等,這類纖維素的主要缺點是降解過程緩慢且不完全。
          對纖維素進行酯化,尤其是長支鏈酯化接枝比較困難,原因在于纖維素的知個D-葡萄糖基均有兩個羥基,分別是仲醇基和伯醇基,二者形成酯的能力不同伯醇基易形成酯,而仲醇基較困難。要使纖維素分子中羥基都酯化,須用酸酐動氯酐,而且由于纖維素大分子不溶于酯化混合物中,反應只在兩相的表面進行內部不完全甚至未酯化,因此酯化比較困難。在我國,對纖維素降解塑料的究報道很少。有的學者以纖維素為原料通過酰氯酯化法對纖維素進行改性,制備出取代度不同的纖維素酯。通過對其反應條件、結晶性能、熱性能、生物路解性能的研究,得出長支鏈纖維素酯均為良好生物可降解性物質。細菌對纖維素酯的降解起主要作用,真菌次之,放線菌最小。土埋CO測結果表明,成的纖維素酯能夠在土壤中降解,但制備條件苛刻,腐蝕設備嚴重且需
          要較高的成本。
          采用物理方法對天然纖維素進行改性,例如采用高壓熱蒸汽對纖維素進行閃爆處理,實現纖維素分子間氫鍵斷裂及類酸解的過程,改變其超分子結構,使纖維素直接溶于稀堿溶液,制備高品質、多相反應難以合成的功能纖維素衍生物,實現這項技術的工業化將是天然纖維素工業的一場革命。
          2)纖維素基生物降解塑料優勢
          纖維素塑料是對纖維素進行化學改性的產物,屬熱塑性材料。纖維素是植物細胞的主要成分,產生于光合作用,常同木質素、樹脂等伴生一起。棉纖維、林木、草稈和甘蔗渣等都含有纖維素,纖維素本身不因加熱而熔融,不是熱性的。
          纖維素與特定的酸和酐反應,一般以硫酸為催化劑,得到纖維素酯。纖維素酯在加熱和加壓條件下,與增塑劑、穩定劑、紫外線抑制劑等混合,必要時加入顏料或染料,制成3.175mm左右的柱狀或粒狀的纖維素塑料。纖維素塑料有透明的、半透明的和不透明的,色澤各異,包括特殊顏色如珠光、熒光和金屬色等。
          各種纖維素塑料都具有理想的綜合性能,容易加工,有卓越的透明度和著色性,堅韌而具有剛硬,可用輻射和環氧乙烷消毒;其外觀和光學性能優于大多數其他塑料。
          纖維素塑料的機械性能因增塑劑含量差異而不同。增塑劑含量低的,其硬度、剛度和抗張強度高。隨著增塑劑含量的增加,這些性能呈下降趨勢,而沖擊強度提高。


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