Millised on siis bio{0}}põhiste keemiliste kiudude omadused?
Esiteks on toorained taimede ja loomade kõrvalsaadused-, mis on taastuvad ja võivad saavutada jätkusuutliku arengu.
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.
Kolmandaks võib enamik bio{0}}põhiseid keemilisi kiude omada suurepärast biolagunevust ja biosobivust: vastavalt spetsiifilisele keemilisele struktuurile võivad mõned bio-põhised keemilised kiud kompostis, looduskeskkonnas ja organismides laguneda. neil on hea biosobivus, mida saab kasutada biomeditsiini valdkondades.
Milline on seos biosünteetiliste kiudude ja biolagunevate kiudude vahel?
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):
Kõik bio-põhised esmased kiud (looduslikud kiud) ja bio-põhised regenereeritud keemilised kiud säilitavad loodusliku biomassi polüsahhariid- või valgustruktuuri, seega on nende kiudtoodete täielik biolagunevus sarnane loodusliku biomassi omaga. Kuid bio-põhistel sünteetilistel kiududel, nagu polüpiimhape (PLA) ja polükaprolaktoon (PCL), on hea biolagunevus tänu massikadudele, mehaanilisele lagunemisele ja mineraliseerumisele väikesteks molekulideks, nagu süsinikdioksiid ja vesi kompostis ja neutraalsed ensüümi lagundamislahused. Olelusringi analüüsi seisukohalt on seda tüüpi kiud kõige keskkonna- ja keskkonnasõbralikum kiudmaterjal.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
Polümeermaterjalide biolagundamine on keeruline protsess, mis on tihedalt seotud materjalide endi keemilise struktuuri ja omadustega. Kuigi mõnel keemilisel kiudmaterjalil on bioloogilised omadused, on neid raske lagundada nende kõrge kristallilisuse ja suurepäraste termiliste omaduste tõttu. Näiteks:
(1) Bioloogiline PTT (polü (propüleenglükooltereftalaat) kiud):
Bioloogilistes PTT-polüestrites kasutatav dialkoholi monomeer on bioloogiline 1,3-propaandiool (KPN). Kaitstud päritolunimetust saab toota teraviljast, kasutades bioloogilisi meetodeid. Edasine kasutamine otsese esterdamismeetodi (p-benseenkarboksüülhappe ja kaitstud päritolunimetusega otsereaktsiooniga) või ümberesterdamismeetodi (tereftaalhappe=metüülestri ja kaitstud päritolunimetusega ümberesterdamisreaktsioon) kasutamine. PTT-kiul on parem elastsus, madalam tõmbemoodul ja suurem katkemispikenemine kui teistel polüesterkiududel. Sellel on head värvimisomadused. Õlavoldid ja pehme puudutus. See on uut tüüpi bio{5}}põhine kiud, millel on viimastel aastatel Hiinas rahvusvaheline juhtpositsioon. Biopõhine PTT-polüester sarnaneb aga polüestriga ja sellel ei ole biolagunevust. Selle ökoloogiline eelis on see, et see võib tõhusalt vähendada toote süsiniku jalajälge, kuid toodet on pärast raiskamist raske loodusliku keskkonna kaudu lagundada.
(2) PEF (polüetüleenfuraandikarboksülaat) kiud:
Sarnaselt bio-põhisele PTT-polüestrile valmistatakse PEF-polüester bio-põhisest dikarboksüülmonomeerist, st bio-põhisest furaanist-2, 5- dikarboksüülhape ja etüleenglükool. Furaani disipelghapet saab valmistada looduslikust biomassist, nagu tärklis või tselluloos, bioloogilise kääritamise või keemiliste meetoditega. PEF-kiud on sulamistemperatuuri ja klaasistumistemperatuuri poolest sarnased PET-kiuga. Kuigi on teatatud, et PEF-il on teatav biolagunevus, on selle biolagunemiskiirus suhteliselt aeglane. Praeguste biolagunevate kompostimisstandardite kohaselt ei ole PEF-kiud biolagunev. Sellesse kategooriasse kuuluvad ka muud biopõhised kiudmaterjalid, nagu nailon 56 ja biopõhised PDT-kiud.
Naftapõhised biolagunevad polümeermaterjalid ja kiud (II kvadrant):
Nagu eespool mainitud, on polümeermaterjalide biolagundamine suhteliselt keeruline protsess, mis on tihedalt seotud materjalide endi keemilise struktuuri ja omadustega. Kuigi mõned keemilised kiudmaterjalid on peamiselt saadud naftast, näitavad need head biolagunevust tänu nende paindlikule molekulaarahela struktuurile, estersidemete hüdrolüüsile ja mikroobsele või ensümaatilisele lagunemisele. Näiteks:
PGA (polüatsetaatalkohol) olulise ühendi - dimetüüloksalaadi (DMO) valmistamine, seda valmistatakse toorainena kivisöest hüdrogeenimise, hüdrolüüsi ja polümerisatsiooni teel. Kuigi PGA on valmistatud kivisöest, on sellel hea biolagunevus ja see võib täielikult laguneda 1-3 kuu jooksul. Laguproduktid on vesi ja süsinikdioksiid, mis on täiesti mitte-toksilised ja kahjutud. PGA-d kasutatakse sageli imenduvate kirurgiliste õmbluste jaoks, millel on kõrge biolagunevus ja biosobivus. PGLA (polü (etüleenlaktiid)) valmistatakse 9 etüüllaktiidi (PGA) ja 1 laktiidi (PLA) teatud vahekorras kopolümerisatsioonil. Kui laktiidi valmistatakse bioloogilisel meetodil, võib PGLA-d nimetada biopõhiseks ja biolagunevaks kiuks. PGLA-l on kõrge tõmbetugevus, hea biosobivus ja biolagunevus ning seda kasutatakse sageli ka imenduvates kirurgilistes õmblustes.
Allikas:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
Hiina kiudude mood