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生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。
生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式:生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞;微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì);酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。
一般認(rèn)為,高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合,通過水解切斷高分子鏈,生成分子量小于500 的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi),經(jīng)過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量,終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。
根據(jù)不同用途及環(huán)境條件,進(jìn)一步深化研究,并通過分子設(shè)計(jì)研究改進(jìn)配方、開發(fā)準(zhǔn)時(shí)可控性環(huán)境降解塑料已成為許多國家的重點(diǎn)攻關(guān)課題。經(jīng)綜合各種文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納,大體上可預(yù)測降解塑料今后的研究與開發(fā)趨向:
積極研究開發(fā)價(jià)廉光敏劑等,進(jìn)一步提高可控性、快速降解性和完全降解性。
有利于一次性塑料廢棄物的處理,同時(shí)保證獲得豐富的原料來源,以天然高分子、微生物合成高分子和具有生物降解性的合成高分子為原料,開發(fā)完全生物降解塑料愈來愈受到重視。
為加速降解塑料的發(fā)展,各國正致力于加速研究和建立統(tǒng)一的降解塑料的定義、降解機(jī)理、評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。