不可降解塑料的危害
大家都知道塑料給我們的生活、工作和出行帶來許多方便，但是這些塑料大部分是從石油中提煉出來的，而石油的儲量是有限的，不僅會有枯竭的一天，而且在開采、分餾與裂化石油成為各種制品，再進(jìn)一步深化工成我們使用的產(chǎn)品時，碳排放、污水處理不徹底等給我們的環(huán)境帶來更多的危害，但這并不是全部。在產(chǎn)品使用的過程中，和使用結(jié)束后，塑料一直在破壞著我們的生態(tài)環(huán)境，各新聞媒體報到非常多的塑料的“白色污染”，威脅著包括我們在內(nèi)的各種生物的生存環(huán)境。
小萌之前也普及了新型高科技材料-聚乳酸，替代塑料，且不含雙酚A，不含塑化劑。那么今天就來和大家分享一下關(guān)于聚乳酸是如何降解的。
聚乳酸（PLA—poly lactic acid）
聚乳酸材料是一種可以完全生物降解的環(huán)境友好型材料，其降解后產(chǎn)生CO2和水的總量是平衡的，不會增加大氣的溫室效應(yīng)，對環(huán)境不造成任何污染，不產(chǎn)生任有害物質(zhì)。如果流入到土壤、污水、河流和海洋中，在細(xì)菌等微生物的作用下， 3-6個月的時間也可全部分解成CO2和水。
而PLA的性能上，具有良好的加工和使用性能，可采用注塑、擠出、紡絲等傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行加工，制成的纖維、薄膜、片材、板材，與聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚酯類纖維（PET、PTT、PBT）等化學(xué)通用材料相近的性能，可逐步取代石油化纖和石油塑料，應(yīng)用的領(lǐng)域包括服裝、包裝、農(nóng)業(yè)、家居、汽車零部件、3D打印、生物醫(yī)藥等等。
降解機(jī)理
那么關(guān)于PLA是降解材料已經(jīng)豪無爭議，但是他是如何一步一步降解的呢。
首先，降解是微觀層面的事情，并且時間漫長，這也是基于材料能夠在通常環(huán)境下，滿足我們使用的原因。我們身上穿的衣服，我們用的塑料制品，也在微觀層面發(fā)生著降解，只是有些材料降解的速度非常的慢，甚至需要幾百年。所以降解是無法通過我們?nèi)庋塾^察到的，我們只需要明白這其中的道理，以及知道它在不停地進(jìn)行著。
從初始的化學(xué)中，已經(jīng)知道氧化還原反應(yīng)是幾種物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中比較常見的。自然界的生物，包括植物、動物和微生物，新陳代謝和生命的繁衍以及生老病死，無不伴隨著氧化反應(yīng)。
我們應(yīng)明白，有機(jī)物質(zhì)在生物體細(xì)胞內(nèi)氧化分解產(chǎn)生二氧化碳、水，并釋放出大量能量的過程，生物氧化和有機(jī)物質(zhì)體外的燃燒在化學(xué)本質(zhì)上是相同的，遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律，所耗的氧量、產(chǎn)物和釋放的能量均相同，只是速度不同而己。
氧化反應(yīng)是降解主要方式之一，不同聚合物分子結(jié)構(gòu)的不同而有差異。氧的存在還能加劇光、熱、輻射和機(jī)械力對聚合物的破壞作用，使其發(fā)生更為復(fù)雜的降解反應(yīng)。聚乳酸分子中存在著對水和熱都比較感敏的酯健，在高溫有氧及潮濕環(huán)境下，酯鍵斷開發(fā)生不同程度的降解。
聚乳酸分子里的酯鍵
我們來看一下乳酸的結(jié)構(gòu)式：
那么乳酸的聚合是通過丙交酯開環(huán)，通過酯鍵把各個乳酸分子相連起來。在降解的時候，發(fā)生氧化反應(yīng)，酯鏈斷裂， 聚合物長分子鏈分裂成較短部分，變成了乳酸分子。
聚乳酸分子中的羧基官能團(tuán)
乳酸分子的羧基部分，被氧化分解成二氧化碳（CO2）和水（H20）。那么同步發(fā)生的還有其他官能團(tuán)的氧化，乳酸分子中的羥基也氧化轉(zhuǎn)化為醛基、羧基，再繼續(xù)氧化分解成二氧化碳和水，降解不停地進(jìn)行。
簡繁切換