2022-02-13 800 蘇州和塑美
PLA降解速率較低,尤其是在土壤和海洋環(huán)境中,受溫度、含水量、有效碳源類型、pH等環(huán)境因素的影響較大。在埋藏的最初幾個月,PLA的崩解速率較低。商品化的高分子量PLA在海洋環(huán)境中降解緩慢,主要是因?yàn)樗疁剌^低(<~30℃)。PLA在海洋條件下的降解速率較低,與土壤條件相似,這是因?yàn)镻LA的Tg通常高于水溫。 海洋環(huán)境下PLA的主要降解機(jī)制是光氧化降解,因?yàn)镻LA結(jié)構(gòu)中的羰基吸收波長在280 nm以下的紫外光。PLA的光氧化降解或光解降解主要涉及Norrish II機(jī)制,光子的吸收導(dǎo)致C-O鍵解離。如同水解降解一樣,PLA的無定形區(qū)更容易發(fā)生隨機(jī)斷鏈, Norrish II機(jī)制產(chǎn)生的甲基進(jìn)一步降解為羧酸、酸酐和二酮。
PLA在堆肥條件下比在土壤或海水中降解快。堆肥是一種生物環(huán)境,在其中有機(jī)物被分解成二氧化碳、水、無機(jī)鹽和腐殖質(zhì)。 據(jù)報道,在堆肥條件下,PLA在50~60 ℃下的降解時間通常為45~60天。堆肥具有等于或大于PLA的Tg的溫度,特別是在高溫相(≈60 ℃),可以提高PLA的降解速率。堆肥有兩種類型:工業(yè)堆肥和家庭堆肥。PLA比例高的PLA共混料不適合家庭堆肥,而應(yīng)用于工業(yè)堆肥,因?yàn)楣I(yè)堆肥可以嚴(yán)格保持堆肥的溫度和穩(wěn)定性。 此外,堆肥中存在多種類型的微生物,從而增強(qiáng)了聚合物的降解能力。
一般情況下,高濕度(60%)和高吸水率有利于水解反應(yīng),提高PLA的降解率。而PLA由于其甲基側(cè)基(-CH3)的空間屏蔽作用和疏水性,具有較高的耐水性。為了提高PLA的生物降解性,降低其生產(chǎn)成本,研究者研究了PLA與淀粉共混。PLA與熱塑性淀粉(TPS)共混物在堆肥中浸泡21 d后會發(fā)生分解。PLA/聚己內(nèi)酯(PCL)/淀粉三元共混物中添加50%的淀粉可以使共混物在土壤中16周的失重從20%增加到80%。結(jié)果表明,PLA與淀粉共混體系的吸水率高于PLA,表明淀粉提高了PLA共混體系的親水性。吸水率增加,導(dǎo)致聚合物膨脹并提高了生物降解率。
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