可生物降解纤维教学课件

可生物降解纤维赵炯心张幼维吴承训东华大学材料科学与工程学院纤维改性国家重点实验室1引绿色纤维是指:原料可以再生,生产过程无污染,产物可自然降解为无污染的能在自然界中再次被循环利用的小分子产一物的纤维材料。环境友好纤维生态纤维可生物降解纤维是指:在自然界中在生物、光、水、空气的作用下,可降解为小分子产物的纤维材料。可自然降解纤维在环境保护倍受关注的今天,可生物降解高分子材料(塑料、橡胶、纤维等)已成为当代世界各国研究的热点。可生物降解纤维最初是在60年代应医用需要(如可吸收手术缝线)而发展起来的。目前,经过四十多年的发展,在医领域得到较多的应用;一些性能优良、成本较低的可降解纤维的应用已经拓展到服用、渔业、建筑等领域可生物降解纤维是由可生物降解聚合物纺制而成的。目前,主要有天然高分子及其衍生物、微生物合成高分子、化学合成高分子三大类可生物降解聚合物。国际土已开发子不少这类聚合物的纤维产品。其中,纤维素纤维、甲壳质类纤维烷碳链聚酯纤维和聚乳酸类纤维是研究的热国内在这方面开展了一些工作,也取得了一定进展,但与美、日等国相比,还存在很大的差距。2影响纤维降解的因素通常,聚合物首先和其表面增殖的微生物产生的酶作用发生裂解;或经水或光催化发生水解或降解,大分子链发生断裂:然后在酶、水和光的共同作用下,大分子链进步瓦解成更小的片断。最后,这些分子量足够低的分子链小段被代谢成水和二氧化碳可生物降解纤维的降解速率是由其聚合物原料的特性和环境因素共同决定的。2.1聚合物原料2.1.1化学结构大分子链中含有酰胺基、酯基、脲和氨基甲酸酯等易水解键接。主链中含有亲水链段。主链重复单元长、结构规整度较低大分子链的柔性大。支化度低。旋光异构体。分子量。2.1.2超分子结构结晶度交联。2.1.3表面形态表面积(粗糙和纤度)2.2环境因素温度、湿度,土壤、水中和堆肥中存在的微生物种类、矿物质种类及浓度3可降解性能的测试与表征目前的十余种测试聚合物降解性能的方法重复性差,从而造成聚合物降解性能可比性差。美国测试和材料协会(ASTM)于2019年提出了降解性能的标准测试方法。此后,国陈标准化组织(SO)也起草了测试标准(见表1)。但是,这些测试标准仍然存在许多问题,如环境和接种物的标准化存在很大的困难。目前,人们正日益倾向于建立一等级评价体系,以实现不同聚合物之间降解性能直接比较。表1聚合物降解性能的标准测试Tab1TestsStandardofPolymerBiodegradability测试标准测试内容ASTMD5271测定塑料材料在一活性污泥废水处理体系中的有氧降解性氜ASTMD5210测定塑料材料在市政污水污物中的无氧降解性能ASTMD5209测定塑料材料在市政污水污物中的降解性能ASTMD38测定塑料材料在一定条件下堆肥的有氧降解性能在一定条件下,测定释放的CO,量,对塑料的有氧降解性能和ISO/DIS14855解进行评价测定密封呼吸测量计中的氧需求量,对塑料在水ISO/DIS14851介质中有氧降解性能进行评价在一定条件下,测定释放的CO2量,对塑料在水介质中有氧