聚(烯烃)&生物降解性
- 目前使用的许多聚合物都是由烯烃加成聚合而成的
- (聚)烯烃链是非极性的饱和链
- 这使得它们具有化学惰性,因此不可生物降解
- (聚)烯烃可以被熔化并回收用于新的用途
- 然而,即使在新的应用中,(聚)烯烃也是不可生物降解的
- 回收工厂可以燃烧用过的塑料材料
- 燃烧释放的能量可以用来发电
- 在氧气中燃烧塑料会释放二氧化碳和水(完全燃烧),这会导致全球变暖
聚合物的光降解
- 由于多种原因,聚酯和聚酰胺是可生物降解的聚合物
- 其中一个原因是它们能在光照下分解
- 聚合物链上的羰基(C=O)能够从电磁波谱中吸收能量
- 特别是紫外线(UV)
- 吸收紫外线会削弱聚合物的羰基区,并将其分解成更小的分子
光降解的缺点
- 尽管这种能力是聚酯和聚酰胺的一大优势,但当聚合物被重新利用时,它可能会带来问题
- 当应用于新用途时,生物可降解性可以提供较弱的聚合物
- 分解聚合物也构成了另一个挑战
- 聚合物材料一旦被使用,就会被送往垃圾填埋场,许多其他材料会被堆叠在一起
- 这可能意味着光降解聚酯或聚酰胺无法接触到紫外线,因此无法自然分解
生物降解聚酯和聚酰胺
生物可降解聚合物
- 聚酯和聚酰胺都可以通过水解反应分解
- 这是用烯烃单体(聚烯烃)生产的聚合物的主要优势。
- 当聚酯和聚酰胺被送往垃圾填埋场时,它们很容易被分解,其产品可用于其他用途
聚酰胺的水解
- 水解是水分子的分解
- 在酸性水解,酸(如盐酸)作为催化剂
- 聚酰胺用稀酸加热
- 这个反应将聚酰胺分解成羧酸分子和氯化铵离子
- 碱性水解
- 聚酰胺加热与含有氢氧根离子(如。氢氧化钠)
- 这将聚合物分解成其单体(二羧酸和二胺)的钠盐。
- 如果聚酰胺链使用氨基羧酸作为单体,则对原氨基酸的钠盐进行重整
当聚酰胺水解降解时,形成羧酸和胺
聚酯水解
- 酯键也可以通过水解反应降解
- 酸水解形成醇和羧酸,用来形成聚酯
当聚酯水解降解时,形成羧酸和醇