Биологиялык бузулуучу полимердик пластмассаларды иштеп чыгуу жана колдонуу полимердик материалдардын бузулуу функциясы менен жаңы типтин бир түрү болуп саналат, колдонуу процессинде ал тиешелүү ден соолук жана тиешелүү колдонуу көрсөткүчтөрү менен бирдей типтеги жалпы пластик менен байланыштуу жана Анын толук функциясын аткаргандан кийин материал табигый чөйрөдө тез бузулуп, айлана-чөйрөнүн фрагменттерине же майдаланууга оңой болуп калат жана убакыттын өтүшү менен андан ары деградация акыры кычкылдануу продуктуларына (СО2 жана суу) айланып, табиятка кайтып келет.
Биологиялык ажыроочу заттарды иштеп чыгуу жана колдонууполимердик пластмассалар, биоажыралуучу пластмассалар - бул полимердик материалдардын деградациялоо функциясы менен жаңы типтин бир түрү, колдонуу процессинде ал тиешелүү ден соолук жана тиешелүү колдонуу көрсөткүчтөрү менен бирдей жалпы пластик менен байланыштуу жана анын толук функциясынан кийин материал Табигый чөйрөдө тез бузулушу мүмкүн болгон шарттарда айлана-чөйрөнүн фрагменттери же майдалануу оңой болуп калат, ал эми убакыттын өтүшү менен андан ары бузулуу акыры кычкылдануу продуктуларына (СО2 жана суу) айланып, жаратылышка кайтып келет.
Пластикалык калдыктар менен шартталган айлана-чөйрөнүн булганышынын негизинде, ошондой эле айлана-чөйрөнү коргоо жана адам муктаждыктары муктаждыктарын эске алуу менен, бузулуучу полимердик материалдарды изилдөө зарыл.Белгилүү бир убакытта жана белгилүү бир экологиялык шарттарда биологиялык жактан ажырай турган пластиктердин химиялык түзүлүшү өзгөрөт.Анын химиялык түзүлүшүндөгү өзгөрүүлөрдүн себептери боюнча биологиялык жактан ажыроочу пластмассаларды эки категорияга бөлүүгө болот: биологиялык жактан ажыроочу пластмассалар жана фотодеградациялануучу пластиктер.
1. Деградациялануучу пластмассалардын бузулуу механизми
Жалпысынан айтканда, деградациялануучу пластик деп топурактагы микроорганизмдердин же күн радиациясынын таасири аркылуу майда молекулаларга ажырай турган пластиктин бир түрүн билдирет. Ал продуктуларды колдонуу талаптарына жооп бериши керек жана биологиялык ажыроо касиеттери.Полимердик материалдарга күн нурунун таасиринин табияты күн нурунун ультра кызгылт көк нурунун жана абадагы кычкылтектин комплекстүү таасири болуп саналат, ошондуктан аны фотооксидациялык деградация деп да аташат.Фотооксиданттын бузулуу механизмин түшүндүрүү үчүн мисал катары полиолефинди алалы.Негизинен фотооксидация полимерлердин чынжырынын үзүлүшүн же кайчылаш байланышын шарттайт жана бул процессте карбон кислоталары, пероксиддер, кетондор жана спирттер сыяктуу кээ бир кычкылтекти камтыган функционалдык топтор пайда болот.Полимердеги катализатордун калдыктары жана кайра иштетүүдө киргизилген пероксид жана карбоксил топторунун инициациясы бузулуунун негизги булагы болуп саналат.
Микроорганизмдердин (негизинен козу карындар, бактериялар же балырлар ж. б.) таасири астында полимерлер эрозияга учурап же метаболизмге айланып, алардын химиялык түзүлүшүн өзгөртүүгө жана молекулалык массасынын азайышына алып келет.Иш-аракет механизми, негизинен, эки жагдайга бөлүүгө болот:
(1) биофизикалык аракет.Башкача айтканда, микроорганизмдер тарабынан пластикалык буюмдардын эрозиясынан кийин, биологиялык клеткалардын өсүшү, полимерлердин, иондошуу же протондун ажырашына өбөлгө түзөт, бул полимерге физикалык аракет механикалык зыянды, полимердин олигомердик фрагменттерге жогорку молекулярдык салмагын алып келет. физикалык бузулуу максатына жетүү.
(2) биохимиялык аракет — ферменттердин түз аракети.Бул жагдай козу карындар же бактериялар бөлүп чыгарган ферменттердин эрозиясы менен шартталган, бул пластмассалардын бөлүнүшүнө же кычкылдануу менен ыдырашына алып келет жана эрибеген полимерлердин сууда эрүүчү фрагменттерге бөлүнүшүнө же кычкылдануу деградациясына алып келип, жаңы майда молекулалык кошулмаларды (CH4, CO2 жана H2O) акыркы ажыроого чейин.
Жалпысынан биодеградацияга алып келген полимердик материалдардын биодеградация механизми жөнүндө эки гипотеза бар.Экинчиси чынжырдын учунан инвазивдик кесип.Ошондуктан, материалдардын структуралык касиеттери, мисалы, курамы, негизги жана каптал чынжырынын түзүлүшү, акыркы топтордун өлчөмү жана мейкиндик стерикалык каршылыктын болушу же жоктугу, алардын бузулуу көрсөткүчүнө таасир этүүчү негизги факторлор болуп саналат.Алардын ичинен негизги чынжыр касиеттери көбүрөөк таасир этет.Полимердин негизги чынжырында оңой гидролиздене турган байланыштар болсо, ал оңой биодеградацияланат.Экинчиден, омуртка ийкемдүү болсо, бузулуу ылдамдыгы салыштырмалуу тез болот, ал эми омуртка катуу жана иреттүү болсо, деградация ылдамдыгы жай болот.
Полимердик материалдардын биодеградациясы бутактануу жана кайчылаш байланыш аркылуу төмөндөйт.Мисалы, полилактикалык кислотанын (PLA) молекулярдык чынжырынын аягында гидрофобдук топторду киргизүү деградациянын баштапкы этабында эрозия ылдамдыгын төмөндөтөт.Себеби баштапкы деградация процессинде PLA эрозиясы негизинен молекулярдык чынжырдын учу түзүлүшүнө жараша болот, ал эми гидрофобдук топтордун кошулушу анын эрозия ылдамдыгынын төмөндөшүнө алып келет.Мындан тышкары, кээ бир изилдөөчүлөр полимерлердин химиялык түзүлүшүн жана алардын бузулушунда маанилүү роль ойногон материалдардын салыштырмалуу молекулярдык салмагын изилдешкен.
2. Биологиялык ажыроочу пластмассаларды иштеп чыгуу
Келечекте биоажыралуучу пластмассаларды өнүктүрүү багыты төмөнкүдөй болушу мүмкүн:
(1) биодеградациялануучу пластмассалар бузулуучу полимерлердин биодеградация механизмин изилдөө жолу менен даярдалган, ал эми биологиялык бузулуучу пластмассалардын учурдагы жөнөкөй полимерлер, микробдук полимерлер жана табигый полимерлер менен блоктук сополимеризациясы изилденген жана иштелип чыккан.
(2) полимердик пластмассаларды чыгара ала турган микроорганизмдерди издөө, жаңы полимерлерди изилдөө, алардын синтез механизмин деталдуу талдоо, колдонуудагы методдор жана гендик инженерия ыкмалары аркылуу алардын өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу, микроорганизмдерди өстүрүүнүн натыйжалуу ыкмаларын изилдөө.
(3) деградациянын ылдамдыгын көзөмөлдөөгө көңүл буруңуз, бузулуучу пластмассалардын биодеградациялык көрсөткүчтөрүн жакшыртуу, алардын баасын төмөндөтүү жана рыноктук колдонууну кеңейтүү үчүн эффективдүү бузулуу промоутерлерин жана стабилизаторлорун иштеп чыгуу.
(4) деградациялануучу пластмассалардын бирдиктүү аныктамасын изилдөө жана түзүү, биодеградацияны баалоо ыкмасын байытуу жана өркүндөтүү, ошондой эле бузулуу механизмин андан ары түшүнүү.
Посттун убактысы: 13-август-2019