إذًا ما هي خصائص الألياف الكيميائية - الحيوية؟
بادئ ذي بدء ، فإن المواد الخام هي من - منتجات نباتات وحيوانات ، وهي منتجات متجددة ويمكن أن تحقق التنمية المستدامة.
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.
ثالثًا ، يمكن أن تقدم معظم الألياف الكيميائية القائمة على - قابلية تحلل حيوي وتوافق حيوي ممتازين: وفقًا للتركيب الكيميائي المحدد ، يمكن أن تتحلل بعض الألياف الكيميائية القائمة على - السماد العضوي ، والبيئة الطبيعية والكائنات الحية ، و لديها توافق حيوي جيد ، والتي يمكن استخدامها في المجالات الطبية الحيوية.
ما هي العلاقة بين الألياف الاصطناعية والألياف القابلة للتحلل؟
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):
تحتفظ جميع الألياف الأولية القائمة على - الحيوية (الألياف الطبيعية) والألياف الكيميائية الحيوية - التي تم تجديدها والتي تحتوي على عديد السكاريد أو بنية البروتين للكتلة الحيوية الطبيعية ، لذا فإن منتجات الألياف لديها قابلية تحلل أحيائي كاملة مماثلة لتلك الموجودة في الكتلة الحيوية الطبيعية. ومع ذلك ، فإن - الألياف الاصطناعية القائمة على أساس حيوي ، مثل حمض polylactic (PLA) و polycaprolactone (PCL) ، تتمتع بقابلية جيدة للتحلل البيولوجي بسبب فقدان الكتلة ، والتدهور الميكانيكي ، والتمعدن إلى جزيئات صغيرة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء في السماد و محاليل تحلل الإنزيم المحايد. من منظور تحليل دورة الحياة ، فإن هذا النوع من الألياف هو أكثر مادة ألياف صديقة للبيئة وصديقة للبيئة.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
يعد التحلل البيولوجي لمواد البوليمر عملية معقدة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتركيب الكيميائي وخصائص المواد نفسها. على الرغم من أن بعض مواد الألياف الكيميائية لها خصائص بيولوجية ، إلا أنه يصعب تحللها بسبب ارتفاع درجة تبلورها وخصائصها الحرارية الممتازة. علي سبيل المثال:
(1) الألياف البيولوجية PTT (بولي (بروبيلين جليكول تيريفثالات):
مونومر كحول الطلب المستخدم في بوليستر PTT البيولوجي هو 1 ، 3 - بروبانديول (PDO). يمكن إنتاج PDO من الحبوب باستخدام الطرق البيولوجية. تم تحضير مزيد من استخدام طريقة الأسترة المباشرة (مع حمض p - benzenecarboxylic والتفاعل المباشر PDO) أو طريقة الأسترة التبادلية (حمض التريفثاليك=ميثيل إستر وتفاعل استرة PDO). تتمتع ألياف PTT بمرونة أفضل ، ومعامل شد أقل واستطالة أعلى عند الكسر مقارنة بألياف البوليستر الأخرى. لها خاصية الصباغة الجيدة. طيات الكتف واللمس الناعم. إنه نوع جديد من الألياف الحيوية القائمة على - والتي احتلت مكانة دولية رائدة في الصين في السنوات الأخيرة. ومع ذلك ، فإن بوليستر PTT الحيوي يشبه البوليستر وليس لديه قابلية للتحلل البيولوجي. ميزته البيئية هي أنه يمكن أن يقلل بشكل فعال من البصمة الكربونية للمنتج ، ولكن من الصعب تدهور المنتج من خلال البيئة الطبيعية بعد النفايات.
(2) ألياف PEF (بولي إيثيلين فوران دياربوكسيلات):
على غرار - بوليستر PTT الحيوي ، يتم تحضير بوليستر PEF من أحادي كربوكسيل أحادي - حيوي ، على سبيل المثال ، فوران - حيوي - 2 ، 5 - حمض ديكاربوكسيليك وإيثيلين جلايكول. يمكن تحضير حمض الفوران ديفورميك من الكتلة الحيوية الطبيعية مثل النشا أو السليلوز عن طريق التخمير البيولوجي أو الطرق الكيميائية. ألياف PEF تشبه ألياف PET في درجة حرارة الانصهار والتزجج. على الرغم من أنه تم الإبلاغ عن أن PEF لها قابلية تحلل بيولوجي معينة ، إلا أن معدل التحلل البيولوجي الخاص بها بطيء نسبيًا. وفقًا لمعايير التسميد الحالية القابلة للتحلل ، فإن ألياف PEF ليست قابلة للتحلل. تندرج أيضًا مواد الألياف الحيوية الأخرى مثل النايلون 56 وألياف PDT الحيوية في هذه الفئة.
مواد وألياف البوليمر البترولية القابلة للتحلل الحيوي (الربع الثاني):
كما ذكرنا سابقًا ، يعد التحلل الحيوي لمواد البوليمر عملية معقدة نسبيًا ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتركيب الكيميائي وخصائص المواد نفسها. على الرغم من أن بعض مواد الألياف الكيميائية مشتقة بشكل أساسي من البترول ، إلا أنها تُظهر أداء تحللًا حيويًا جيدًا بسبب هيكلها الجزيئي المرن ، والتحلل المائي لروابط الإستر ، والتحلل الميكروبي أو الأنزيمي. علي سبيل المثال:
تحضير PGA (كحول بولي أسيتات) مركب مهم - ثنائي ميثيل أكسالات (DMO) ، يتم تحضيره من الفحم كمادة خام ، من خلال الهدرجة ، التحلل المائي ، البلمرة. على الرغم من أن مادة PGA مصنوعة من الفحم ، إلا أنها تتمتع بقابلية جيدة للتحلل البيولوجي ويمكن أن تتحلل تمامًا في غضون 1 - 3 أشهر. منتجات التحلل هي الماء وثاني أكسيد الكربون ، وهي غير - سامة وغير ضارة تمامًا. غالبًا ما يستخدم PGA للخيوط الجراحية القابلة للامتصاص مع قابلية عالية للتحلل البيولوجي والتوافق مع الحياة. يتم تحضير PGLA (بولي (إيثيلين لاكتيد)) عن طريق البلمرة المشتركة لـ 9 إيثيل لاكتيد (PGA) و 1 لاكتيد (PLA) بنسبة معينة. إذا تم تحضير اللاكتيد بالطريقة البيولوجية ، فيمكن تسمية PGLA بالألياف الحيوية والقابلة للتحلل. يتمتع PGLA بقوة شد عالية ، وتوافق حيوي جيد ، وقابلية للتحلل البيولوجي ، ويستخدم أيضًا بشكل شائع في الخيوط الجراحية القابلة للامتصاص.
مصدر:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
أزياء ألياف الصين