Tātad, kādas ir bio{0}}ķīmisko šķiedru īpašības?
Pirmkārt, izejvielas ir augu un dzīvnieku blakusprodukti,{0}}kas ir atjaunojami un var nodrošināt ilgtspējīgu attīstību.
Secondly, bio-based chemical fibers have a lower carbon footprint: compared with traditional petroleum-based fibers, the carbon atoms contained in bio-based chemical fibers are all or part of biomass. In the case of biomass, plants absorb CO₂ from the earth's atmosphere and synthesize new natural molecules containing carbon through photosynthesis. It does not generate additional carbon emissions in the whole life cycle, whether through biodegradation in the environment or combustion into CO₂. Therefore, bio-based chemical fibers have the characteristics of overall carbon emission reduction or no carbon emission increase.
Treškārt, lielākajai daļai bio{0}}ķīmisko šķiedru var būt izcila bioloģiska noārdīšanās un bioloģiskā saderība: atbilstoši konkrētajai ķīmiskajai struktūrai dažas ķīmiskās šķiedras, kuru pamatā ir bio-, var noārdīties kompostā, dabiskajā vidē un organismos. ir laba bioloģiskā saderība, ko var izmantot biomedicīnas jomās.
Kāda ir saistība starp biosintētiskajām šķiedrām un bioloģiski noārdāmajām šķiedrām?
In recent years, the development of biodegradable plastics and fiber products has become particularly important as the global environmental pollution caused by the difficult degradation of traditional plastics and fiber products in the natural environment and the increasingly serious pollution problem of microplastics. In particular, the gradual implementation of the "ban on plastic" in various countries will prohibit the use of some products that have the potential to cause microplastic pollution. However, biodegradable chemical fiber mainly refers to its raw material containing renewable plant biomass or animal biomass components, while biodegradable fiber can be derived from biological base or petroleum base.
Therefore, biosynthetic fiber ≠ biodegradable fiber
● Petroleum based, non-biodegradable fibers (Quadrant II):
Traditional petroleum{{0}}based chemical fibers such as polyester, polyamide, polypropylene and spandex are all in this quadrant. These fibers have high melting point, high crystallinity, regular molecular structure, excellent mechanical properties, and have good hydrolysis resistance and chemical corrosion resistance, so degradation in the natural environment is very slow. For example, in the natural environment, polyolefin can be degraded by thermal oxygen when exposed to sunlight, but the degradation rate is very low. Low density polyzene (LDPE) is considered non-biodegradable because it degrades to CO₂ at a rate of only 0.35 percent in 2.5 years.
● Bio-based, biodegradable fibers (quadrant I):
Visas primārās šķiedras (dabiskās šķiedras) un bio-atjaunotās ķīmiskās šķiedras saglabā dabiskās biomasas polisaharīdu vai proteīnu struktūru, tāpēc to šķiedru produktiem ir pilnīga bionoārdīšanās spēja, kas ir līdzīga dabiskajai biomasai. Tomēr sintētiskām šķiedrām, kuru pamatā ir bio-, piemēram, polipienskābe (PLA) un polikaprolaktons (PCL), ir laba bioloģiskā noārdīšanās spēja, pateicoties masas zudumam, mehāniskai sadalīšanai un mineralizācijai mazās molekulās, piemēram, oglekļa dioksīdā un ūdenī kompostā un neitrāli enzīmu sadalīšanās šķīdumi. No dzīves cikla analīzes viedokļa šāda veida šķiedra ir videi un ekoloģiski draudzīgākais šķiedras materiāls.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
Polimēru materiālu bionoārdīšanās ir sarežģīts process, kas ir cieši saistīts ar pašu materiālu ķīmisko struktūru un īpašībām. Lai gan dažiem ķīmisko šķiedru materiāliem ir bioloģiskas īpašības, tos ir grūti noārdīt, jo tiem ir augsta kristāliskums un lieliskas termiskās īpašības. Piemēram:
(1) Bioloģiskā PTT (polipropilēnglikola tereftalāta) šķiedra:
Bioloģiskajos PTT poliesteros izmantotais dispirta monomērs ir bioloģiskais 1, 3-propāndiols (ACVN). ACVN var ražot no graudiem, izmantojot bioloģiskas metodes. Sagatavota tiešās esterifikācijas metodes (ar p-benzolkarbonskābi un ACVN tiešo reakciju) vai pāresterifikācijas metodes (tereftalskābes=metilestera un ACVN pāresterifikācijas reakcijas) tālāka izmantošana. PTT šķiedrai ir labāka elastība, zemāks stiepes modulis un lielāks pagarinājums pārraušanas brīdī nekā citām poliestera šķiedrām. Tam ir labas krāsošanas īpašības. Plecu krokas un mīksts pieskāriens. Tas ir jauna veida bio-šķiedras, kas pēdējos gados ir ieņēmis vadošo pozīciju Ķīnā. Tomēr bioloģiski ražots PTT poliesteris ir līdzīgs poliesteram un tam nav bioloģiskas noārdīšanās spējas. Tā ekoloģiskā priekšrocība ir tā, ka tā var efektīvi samazināt produkta oglekļa pēdas nospiedumu, taču ir grūti noārdīt produktu dabiskā vidē pēc izšķērdēšanas.
(2) PEF (polietilēna furāna dikarboksilāta) šķiedra:
Līdzīgi kā PTT poliesters, kura pamatā ir bio-, PEF poliesteris tiek sagatavots no bio-dikarbonskābes monomēra, ti, furāna-2, 5- uz bio- bāzes. dikarbonskābe un etilēnglikols. Furānskābi var pagatavot no dabīgas biomasas, piemēram, cietes vai celulozes, izmantojot bioloģisku fermentāciju vai ķīmiskas metodes. PEF šķiedra ir līdzīga PET šķiedrai kušanas temperatūras un stiklošanās temperatūras ziņā. Lai gan ir ziņots, ka PEF ir noteikta bioloģiskā noārdīšanās spēja, tā bioloģiskās noārdīšanās ātrums ir salīdzinoši lēns. Saskaņā ar pašreizējiem bioloģiski noārdāmās kompostēšanas standartiem PEF šķiedra nav bioloģiski noārdāma. Šajā kategorijā ietilpst arī citi bioloģiski ražoti šķiedru materiāli, piemēram, neilons 56 un PDT šķiedras uz bio bāzes.
Uz naftas bāzes izgatavoti bioloģiski noārdāmi polimēru materiāli un šķiedras (II kvadrants):
Kā minēts iepriekš, polimērmateriālu biodegradācija ir samērā sarežģīts process, kas ir cieši saistīts ar pašu materiālu ķīmisko struktūru un īpašībām. Lai gan daži ķīmisko šķiedru materiāli galvenokārt ir iegūti no naftas, tiem piemīt labas bioloģiskās noārdīšanās īpašības to elastīgās molekulārās ķēdes struktūras, estera saišu hidrolīzes un mikrobu vai fermentatīvās noārdīšanās dēļ. Piemēram:
PGA (poliacetāta spirta) svarīga savienojuma - dimetiloksalāta (DMO) sagatavošana, to iegūst no oglēm kā izejvielu, izmantojot hidrogenēšanu, hidrolīzi, polimerizāciju. Lai gan PGA ir izgatavots no akmeņoglēm, tai ir laba bioloģiskā noārdīšanās spēja, un tā var pilnībā noārdīties 1-3 mēnešu laikā. Noārdīšanās produkti ir ūdens un oglekļa dioksīds, kas ir pilnīgi netoksiski un nekaitīgi. PGA bieži izmanto absorbējamām ķirurģiskām šuvēm ar augstu bioloģisko noārdīšanos un bioloģisko saderību. PGLA (poli (etilēna laktīds)) iegūst, kopolimerizējot 9 etillaktīdu (PGA) un 1 laktīdu (PLA) noteiktā proporcijā. Ja laktīdu gatavo ar bioloģisku metodi, PGLA var saukt par bioloģiski balstītu un bioloģiski noārdāmu šķiedru. PGLA ir augsta stiepes izturība, laba bioloģiskā saderība un bionoārdīšanās spēja, un to parasti izmanto arī absorbējamās ķirurģiskās šuvēs.
Avots:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
Ķīnas šķiedras mode