بنابراین ویژگیهای الیاف شیمیایی مبتنی بر-زیست چیست؟
اول از همه، مواد خام محصولات جانبی-گیاهان و حیوانات هستند که تجدیدپذیر هستند و میتوانند به توسعه پایدار دست یابند.
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.
ثالثاً، بیشتر الیاف شیمیایی مبتنی بر زیست{0}}می توانند زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری عالی داشته باشند: با توجه به ساختار شیمیایی خاص، برخی از الیاف شیمیایی مبتنی بر زیست- را می توان در کمپوست، محیط طبیعی و موجودات زنده تجزیه کرد، و زیست سازگاری خوبی دارند که می تواند در زمینه های زیست پزشکی استفاده شود.
رابطه بین الیاف بیوسنتزی و الیاف زیست تخریب پذیر چیست؟
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):
همه الیاف اولیه -بیولوژیکی (الیاف طبیعی) و الیاف شیمیایی بازسازی شده مبتنی بر زیست- ساختار پلی ساکارید یا پروتئین زیست توده طبیعی را حفظ میکنند، بنابراین محصولات الیافی آنها تجزیهپذیری کامل زیستی مشابه زیست توده طبیعی دارند. با این حال، الیاف مصنوعی مبتنی بر بیولوژیکی، مانند پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی کاپرولاکتون (PCL)، به دلیل از دست دادن جرم، تخریب مکانیکی و کانی شدن به مولکولهای کوچک مانند دی اکسید کربن و آب در کمپوست، زیست تخریب پذیری خوبی دارند. محلول های تجزیه آنزیم خنثی از دیدگاه تجزیه و تحلیل چرخه زندگی، این نوع فیبر سازگارترین مواد فیبری با محیط زیست و محیط زیست است.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
تجزیه زیستی مواد پلیمری یک فرآیند پیچیده است که ارتباط نزدیکی با ساختار شیمیایی و خواص خود مواد دارد. اگرچه برخی از مواد الیاف شیمیایی دارای خواص بیولوژیکی هستند، اما به دلیل کریستالی بودن بالا و خواص حرارتی عالی، تجزیه آنها دشوار است. مثلا:
(1) فیبر بیولوژیکی PTT (پلی (پروپیلن گلیکول ترفتالات):
مونومر دیالکل مورد استفاده در پلی استرهای بیولوژیکی PTT، پروپاندیول 1، 3{2} بیولوژیکی (PDO) است. PDO را می توان از غلات با استفاده از روش های بیولوژیکی تولید کرد. استفاده بیشتر از روش استریفیکاسیون مستقیم (با p{4}}اسید بنزن کربوکسیلیک و واکنش مستقیم PDO) یا روش ترانس استریفیکاسیون (اسید ترفتالیک=متیل استر و واکنش ترانس استریفیکاسیون PDO) تهیه شد. الیاف PTT نسبت به سایر الیاف پلی استر انعطاف پذیری بهتر، مدول کشش کمتر و ازدیاد طول بیشتری در هنگام شکست دارد. خاصیت رنگ کنندگی خوبی دارد. چین خوردگی شانه و لمس نرم. این نوع جدیدی از الیاف{5}}بیولوژیکی است که در سالهای اخیر دارای موقعیت پیشرو بینالمللی در چین است. با این حال، پلی استر PTT مبتنی بر زیستی مشابه پلی استر است و قابلیت تجزیه زیستی ندارد. مزیت اکولوژیکی آن این است که می تواند به طور موثر ردپای کربن محصول را کاهش دهد، اما تجزیه محصول از طریق محیط طبیعی پس از ضایعات دشوار است.
(2) فیبر PEF (پلی اتیلن فوران دیاربوکسیلات):
مانند پلی استر بیو{0}}PTT مبتنی بر زیست، پلی استر PEF از مونومر بیو-دی کربوکسیلیک مبتنی بر بیو، به عنوان مثال، بیو-فوران پایه-2، 5- تهیه میشود. دی کربوکسیلیک اسید و اتیلن گلیکول. فوران دی فرمیک اسید را می توان از زیست توده طبیعی مانند نشاسته یا سلولز با تخمیر بیولوژیکی یا روش های شیمیایی تهیه کرد. الیاف PEF از نظر نقطه ذوب و دمای انتقال شیشه مشابه الیاف PET است. اگرچه گزارش شده است که PEF قابلیت تجزیه زیستی خاصی دارد، اما سرعت تجزیه زیستی آن نسبتاً کند است. بر اساس استانداردهای فعلی کمپوست زیست تخریب پذیر، فیبر PEF زیست تخریب پذیر نیست. سایر مواد فیبر پایه زیستی مانند نایلون 56 و الیاف PDT مبتنی بر زیست نیز در این دسته قرار می گیرند.
مواد و الیاف پلیمری زیست تخریب پذیر مبتنی بر نفت (Quadrant II):
همانطور که در بالا ذکر شد، تجزیه زیستی مواد پلیمری یک فرآیند نسبتاً پیچیده است که ارتباط نزدیکی با ساختار شیمیایی و خواص خود مواد دارد. اگرچه برخی از مواد فیبر شیمیایی عمدتاً از نفت مشتق شدهاند، اما به دلیل ساختار زنجیره مولکولی انعطافپذیر، هیدرولیز پیوندهای استری و تخریب میکروبی یا آنزیمی، عملکرد تجزیه زیستی خوبی از خود نشان میدهند. مثلا:
تهیه PGA (پلی استات الکل) ترکیب مهم - دی متیل اگزالات (DMO)، که از زغال سنگ به عنوان ماده خام، از طریق هیدروژناسیون، هیدرولیز، پلیمریزاسیون تهیه می شود. اگرچه PGA از زغال سنگ ساخته شده است، اما قابلیت تجزیه زیستی خوبی دارد و می تواند در عرض 1-3 ماه به طور کامل تجزیه شود. محصولات تخریب آب و دی اکسید کربن هستند که کاملاً غیر سمی و بی ضرر هستند. PGA اغلب برای بخیه های جراحی قابل جذب با زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری بالا استفاده می شود. PGLA (پلی (اتیلن لاکتید)) با کوپلیمریزاسیون 9 اتیل لاکتید (PGA) و 1 لاکتید (PLA) به نسبت معینی تهیه می شود. اگر لاکتید با روش بیولوژیکی تهیه شود، PGLA را می توان فیبر زیستی و زیست تخریب پذیر نامید. PGLA دارای استحکام کششی بالا، زیست سازگاری خوب و زیست تخریب پذیری است و همچنین معمولاً در بخیه های جراحی قابل جذب استفاده می شود.
منبع:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
مد الیاف چین