Bioloji parçalana bilən polimer plastiklərin, bioloji parçalana bilən plastiklərin inkişafı və tətbiqi polimer materiallarının parçalanması funksiyası ilə bir növ yeni növdür, istifadə prosesində, müvafiq sağlamlıq və müvafiq tətbiq performansı ilə eyni növ ümumi plastiklə əlaqəlidir və tam funksiyasını yerinə yetirdikdən sonra material təbii mühit şəraitində sürətlə parçalana bilər, ətraf mühitin parçalanması və ya əzilməsi asan olur və zaman keçdikcə daha da deqradasiya nəticədə oksidləşmə məhsullarına (CO2 və su) çevrilir, təbiətə qayıdır.
Bioloji parçalana bilənlərin inkişafı və tətbiqipolimer plastiklər, bioloji parçalana bilən plastiklər polimer materialların deqradasiyası funksiyasına malik bir növ yeni növdür, istifadə prosesində müvafiq sağlamlıq və müvafiq tətbiq performansı ilə eyni növ ümumi plastiklə əlaqəlidir və tam funksiyasından sonra material təbii mühitdə sürətlə pisləşə bilən şərtlər ətraf mühitin parçalanması və ya əzilməsi asanlaşır və zaman keçdikcə daha da deqradasiya nəticədə oksidləşmə məhsullarına (CO2 və su) çevrilir, təbiətə qayıdır.
Plastik tullantıların yaratdığı ətraf mühitin çirklənməsinə, eləcə də ətraf mühitin mühafizəsi tələbinə və insan ehtiyaclarına əsaslanaraq, parçalana bilən polimer materiallarının tədqiqi aktualdır.Müəyyən bir zamanda və müəyyən ekoloji şəraitdə bioloji parçalana bilən plastiklərin kimyəvi quruluşu dəyişəcək.Kimyəvi quruluşundakı dəyişikliklərin səbəblərinə görə, bioloji parçalana bilən plastikləri iki kateqoriyaya bölmək olar: bioloji parçalana bilən plastiklər və fotoparçalanan plastiklər.
1. Parçalana bilən plastiklərin deqradasiya mexanizmi
Ümumiyyətlə, parçalana bilən plastik torpaqda və ya günəş radiasiyasında mikroorqanizmlərin təsiri ilə kiçik molekullara parçalana bilən bir növ plastikə aiddir. bioloji parçalana bilən xüsusiyyətlər.Günəş işığının polimer materiallara təsirinin təbiəti günəş işığında ultrabənövşəyi işığın və havada oksigenin hərtərəfli təsiridir, buna görə də buna fotooksidləşmə deqradasiyası da deyilir.Fotooksidləşmənin deqradasiya mexanizmini izah etmək üçün nümunə kimi poliolefin götürün.Əslində, fotooksidləşmə polimerlərin zənciri qırılmasına və ya çarpaz bağlanmasına səbəb olur və bu prosesdə bəzi oksigen tərkibli funksional qruplar, məsələn, karboksilik turşular, peroksidlər, ketonlar və spirtlər əmələ gəlir.Polimerlərdə katalizator qalıqları və emal zamanı daxil olan peroksid və karboksil qruplarının başlaması deqradasiyanın əsas mənbələridir.
Mikroorqanizmlərin (əsasən göbələklər, bakteriya və ya yosunlar və s.) təsiri altında polimerlər eroziya və ya metabolizə olunaraq onların kimyəvi strukturunda dəyişikliklərə və molekulyar çəkisinin azalmasına səbəb ola bilər.Fəaliyyət mexanizmini əsasən iki vəziyyətə bölmək olar:
(1) biofiziki fəaliyyət.Yəni, plastik məhsulların mikroorqanizmlər tərəfindən eroziyası, bioloji hüceyrələrin böyüməsi, polimerlərin parçalanmasını, ionlaşmasını və ya protonunu təşviq etdikdən sonra polimerə bu fiziki təsir mexaniki zədələnməyə, polimerin oliqomer fraqmentlərinə yüksək molekulyar çəkisinə səbəb olur, belə ki, fiziki deqradasiya məqsədinə nail olmaq.
(2) biokimyəvi təsir - fermentlərin birbaşa təsiri.Bu vəziyyət göbələklər və ya bakteriyalar tərəfindən ifraz olunan fermentlərin aşınması nəticəsində yaranır ki, bu da plastiklərin parçalanmasına və ya oksidləşdirici parçalanmasına səbəb olur və həll olunmayan polimerlərin suda həll olunan fraqmentlərə parçalanmasına və ya oksidləşdirici deqradasiyasına səbəb olur, yeni kiçik molekulyar birləşmələr (CH4, CO2 və H2O) son parçalanmaya qədər.
Polimer materiallarının biodeqradasiyasına səbəb olan bioloji parçalanma mexanizmi haqqında ümumiyyətlə iki fərziyyə mövcuddur.Digəri isə zəncirin sonundan invaziv kəsikdir.Buna görə də, tərkibi, əsas və yan zəncir quruluşu, son qrupların ölçüsü və məkan sterik müqavimətinin olması və ya olmaması kimi materialların struktur xüsusiyyətləri onların deqradasiya performansına təsir edən əsas amillərdir.Onların arasında əsas zəncir xassələri daha çox təsir göstərir.Polimerin əsas zəncirində asanlıqla hidroliz olunan bağlar varsa, o, asanlıqla bioloji parçalanacaq.İkincisi, onurğa sütunu çevikdirsə, deqradasiya sürəti nisbətən sürətli olacaq, onurğa isə sərt və nizamlıdırsa, deqradasiya sürəti yavaş olacaq.
Polimer materialların bioloji parçalanma qabiliyyəti budaqlanma və çarpaz bağlanma ilə azalır.Məsələn, polilaktik turşunun (PLA) molekulyar zəncirinin sonunda hidrofobik qrupların daxil edilməsi deqradasiyanın ilkin mərhələsində eroziya sürətini azalda bilər.Çünki ilkin deqradasiya prosesində PLA-nın aşınması əsasən molekulyar zəncir sonunun strukturundan asılıdır və hidrofobik qrupların əlavə edilməsi onun eroziya sürətinin azalmasına gətirib çıxarır.Bundan əlavə, bəzi tədqiqatçılar polimerlərin kimyəvi quruluşunu və onların parçalanmasında mühüm rol oynayan materialların nisbi molekulyar çəkisini öyrənmişlər.
2. Bioloji parçalana bilən plastiklərin inkişafı
Gələcəkdə bioloji parçalana bilən plastiklərin inkişaf istiqaməti aşağıdakı kimi ola bilər:
(1) parçalana bilən polimerlərin biodeqradasiya mexanizminin öyrənilməsi ilə bioloji parçalana bilən plastiklər hazırlanmış və mövcud adi polimerlər, mikrobial polimerlər və təbii polimerlərlə bioloji parçalana bilən plastiklərin blok-kopolimerləşməsi tədqiq edilmiş və inkişaf etdirilmişdir.
(2) polimer plastikləri istehsal edə bilən mikroorqanizmləri axtarmaq, yeni polimerləri tədqiq etmək, onların sintez mexanizmini ətraflı təhlil etmək, mövcud üsullar və gen mühəndisliyi üsulları vasitəsilə onların məhsuldarlığını artırmaq və mikroorqanizmlərin becərilməsinin səmərəli üsullarını öyrənmək.
(3) deqradasiya dərəcəsinə nəzarətə diqqət yetirin, parçalana bilən plastiklərin bioloji parçalanma performansını yaxşılaşdırmaq, onların dəyərini azaltmaq və bazar tətbiqini genişləndirmək üçün səmərəli deqradasiya təşviqçiləri və stabilizatorları inkişaf etdirin.
(4) parçalana bilən plastiklərin vahid tərifini tədqiq etmək və yaratmaq, biodeqradasiyanın qiymətləndirmə metodunu zənginləşdirmək və təkmilləşdirmək və deqradasiya mexanizmini daha da başa düşmək.
Göndərmə vaxtı: 13 avqust 2019-cu il