Биологийн задралын полимер хуванцар, био задрах хуванцарыг боловсруулах, хэрэглэх нь полимер материалыг задлах функцтэй шинэ төрлийн төрөл бөгөөд ашиглалтын явцад энэ нь эрүүл мэнд, холбогдох хэрэглээний гүйцэтгэлтэй ижил төрлийн нийтлэг хуванцартай холбоотой, мөн Бүрэн үйл ажиллагаа явуулсны дараа материал нь байгалийн нөхцөлд хурдан задарч, хүрээлэн буй орчны хэсгүүдэд амархан хуваагдах эсвэл бутлахад хялбар болдог бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөхөд цаашдын задрал нь эцэстээ исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн (CO2 ба ус) болж, байгальд буцаж ирдэг.
Биологийн задралын боловсруулалт ба хэрэглээполимер хуванцар, Биологийн задралд ордог хуванцар нь полимер материалыг задлах функцтэй шинэ төрлийн төрөл бөгөөд ашиглалтын явцад эрүүл мэнд, холбогдох хэрэглээний гүйцэтгэлтэй ижил төрлийн нийтлэг хуванцартай холбоотой бөгөөд бүрэн гүйцэд үйл ажиллагаа явуулсны дараа материал байгаль орчинд хурдан задарч, хүрээлэн буй орчны хэлтэрхийнүүд эсвэл бутлахад хялбар болж, улмаар цаашдын задрал нь эцэстээ исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн (CO2 ба ус) болж, байгальд буцаж ирдэг.
Хуванцар хог хаягдлаас үүдэлтэй байгаль орчны бохирдол, байгаль орчныг хамгаалах хэрэгцээ, хүний хэрэгцээ шаардлагад үндэслэн задрах полимер материалыг нэн даруй судлах шаардлагатай байна.Тодорхой цаг хугацаа, хүрээлэн буй орчны тодорхой нөхцөлд био задрах хуванцаруудын химийн бүтэц өөрчлөгдөнө.Химийн бүтцэд нь өөрчлөлт орсон шалтгааны дагуу биологийн задралд ордог хуванцарыг хоёр төрөлд хуваадаг: био задрах хуванцар ба гэрэлтдэг хуванцар.
1. Задардаг хуванцарыг задлах механизм
Ерөнхийдөө задрах хуванцар гэдэг нь хөрсний бичил биетний үйлчлэлээр эсвэл нарны цацрагийн нөлөөгөөр жижиг молекул болж задардаг хуванцарыг хэлнэ. Энэ нь бүтээгдэхүүний ашиглалтын шаардлагыг хангасан байх ёстой бөгөөд үндсэн дээр боловсруулахад хялбар байх ёстой. био задрах шинж чанар.Полимер материалд нарны гэрлийн үйлчлэлийн мөн чанар нь нарны гэрэлд хэт ягаан туяа, агаар дахь хүчилтөрөгчийн иж бүрэн нөлөөлөл байдаг тул үүнийг фото исэлдэлтийн задрал гэж нэрлэдэг.Фото исэлдэлтийн задралын механизмыг тайлбарлахын тулд полиолефиныг жишээ болгон авч үзье.Үндсэндээ фото исэлдэлт нь полимерүүдийн гинж тасрах эсвэл хөндлөн холбоос үүсгэдэг бөгөөд энэ процесст хүчилтөрөгч агуулсан зарим функциональ бүлгүүд, тухайлбал карбоксилын хүчил, хэт исэл, кетон, спиртүүд үүсдэг.Полимер дахь катализаторын үлдэгдэл, боловсруулалтын явцад үүссэн хэт исэл ба карбоксилын бүлгүүд нь задралын гол эх үүсвэр болдог.
Бичил биетний (голчлон мөөгөнцөр, бактери, замаг гэх мэт) үйл ажиллагааны дор полимерууд элэгдэлд орж, бодисын солилцоонд орж, химийн бүтцэд өөрчлөлт орж, молекулын жин буурахад хүргэдэг.Үйлдлийн механизмыг үндсэндээ хоёр нөхцөл байдалд хувааж болно.
(1) биофизикийн үйлдэл.Өөрөөр хэлбэл, хуванцар бүтээгдэхүүнийг бичил биетээр элэгдэлд оруулсны дараа биологийн эсийн өсөлт, полимерийн задрал, ионжуулалт эсвэл протоны процессыг дэмжиж, полимер дээрх физик нөлөө нь механик гэмтэл, полимерийн өндөр молекулын жинг олигомер хэлтэрхий болгон хувиргахад хүргэдэг. бие махбодийн доройтлын зорилгод хүрэх.
(2) биохимийн үйлдэл - ферментийн шууд үйлдэл.Энэ нөхцөл байдал нь мөөгөнцөр, бактерийн ялгаруулдаг ферментийн элэгдлээс үүдэлтэй бөгөөд энэ нь хуванцарыг задлах, исэлдэх задралд хүргэж, уусдаггүй полимеруудыг усанд уусдаг хэсгүүдэд хуваах, исэлдэх задралд хүргэж, шинэ жижиг молекул нэгдлүүд (CH4, CO2 ба H2O) эцсийн задрал хүртэл.
Биологийн задралд хүргэдэг полимер материалын био задралын механизмын талаар ерөнхийдөө хоёр таамаглал байдаг.Нөгөө нь гинжин хэлхээний төгсгөлөөс инвазив зүсэлт юм.Иймээс материалын бүтцийн шинж чанар, тухайлбал найрлага, үндсэн ба хажуугийн гинжин хэлхээний бүтэц, төгсгөлийн бүлгийн хэмжээ, орон зайн стерикийн эсэргүүцэлтэй эсэх эсвэл байхгүй байх зэрэг нь тэдгээрийн доройтлын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлүүд юм.Тэдгээрийн дотроос гол гинжин шинж чанарууд нь илүү их нөлөө үзүүлдэг.Хэрэв полимерийн гол гинжин хэлхээнд амархан гидролизд ордог холбоосууд байвал энэ нь амархан задрах болно.Хоёрдугаарт, нуруу нь уян хатан байвал эвдрэл харьцангуй хурдан, харин нуруу нь хатуу, эмх цэгцтэй байвал эвдрэлийн хурд удаан байна.
Полимер материалын биологийн задралыг салбарлах, хөндлөн холбох замаар бууруулдаг.Жишээлбэл, полилактик хүчил (PLA) молекулын гинжин хэлхээний төгсгөлд гидрофобик бүлгүүдийг нэвтрүүлэх нь эвдрэлийн эхний үе шатанд элэгдлийн хурдыг бууруулж чадна.Учир нь анхны задралын явцад ХАЧА-ийн элэгдэл нь молекулын гинжин хэлхээний төгсгөлийн бүтцээс голчлон хамаардаг бөгөөд гидрофобик бүлгүүдийг нэмснээр элэгдэл буурахад хүргэдэг.Үүнээс гадна зарим судлаачид полимерүүдийн химийн бүтэц, тэдгээрийн задралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг материалын харьцангуй молекулын жинг судалжээ.
2. Биологийн задралд ордог хуванцарыг хөгжүүлэх
Биологийн задралын хуванцарыг ирээдүйд хөгжүүлэх чиглэл нь дараах байдалтай байж болно.
(1) задрах полимерүүдийн биологийн задралын механизмыг судлах замаар биологийн задралд ордог хуванцарыг бэлтгэсэн бөгөөд одоо байгаа энгийн полимер, бичил биетний полимер, байгалийн полимерүүдтэй био задрах хуванцарыг блок сополимержуулах аргыг судалж, боловсруулсан.
(2) полимер хуванцар үйлдвэрлэх бичил биетнийг хайж олох, шинэ полимеруудыг судлах, тэдгээрийн нийлэгжилтийн механизмыг нарийвчлан шинжлэх, одоо байгаа арга, генийн инженерчлэлийн аргаар бүтээмжийг сайжруулах, бичил биетнийг тариалах үр ашигтай аргуудыг судлах.
(3) задралын хурдыг хянахад анхаарч, задрах хуванцарыг биологийн задралын гүйцэтгэлийг сайжруулах, тэдгээрийн өртгийг бууруулах, зах зээлийн хэрэглээг өргөжүүлэхийн тулд үр дүнтэй задралыг дэмжигч, тогтворжуулагчийг боловсруулах.
(4) задрах хуванцарыг судалж, нэгдмэл тодорхойлолтыг бий болгох, био задралын үнэлгээний аргыг баяжуулах, сайжруулах, задралын механизмыг цаашид ойлгох.
Шуудангийн цаг: 2019 оны 8-р сарын 13-ны хооронд