生物基合成纤维和生物可降解纤维是什么关系?
近年来,随着全球对传统塑料等难以在自然环境中降解所造成的严重环境污染,以及日益严峻的微塑料污染问题的关注,开发生物可降解塑料及纤维制品变得尤为重要。特别是各国“禁塑令”的逐渐实施,一些具有潜在造成微塑料污染的制品将被禁止使用。然而,生物基化学纤维主要是指其原料中含有可再生植物生物质或动物生物质成分,而生物可降解纤维既可以来源于生物基,也可以来源于石油基,因此
生物基合成纤维≠生物可降解纤维
哪些生物基合成纤维同时也是生物可降解纤维?哪些生物可降解纤维并非生物基合成纤维呢?石油基高分子材料或纤维是否都不能生物降解呢?
为了回答这些问题,我们可以把高分子材料或纤维按照原料来源及是否可以生物降解分为4个象限,主要分类如下:
生物降解四个象限
▲石油基、非生物可降解纤维(第III象限): 传统石油基化学纤维如涤纶、锦纶、丙纶和氨纶等均处于此象限。这些纤维具有高熔点,高结晶度,分子结构规整,力学性能优良,并且具有较好的耐水解性和抗化学腐蚀性,因此在自然环境中降解非常缓慢。例如,聚烯烃在自然环境中,受到日光照射,可以发生热氧降解,但降解速率极低。低密度聚乙烯(LDPE)2.5年内降解转化为CO2的比例仅为0.35%,因此,我们通常认为这类纤维材料为非生物降解纤维。
▲生物基、生物可降解纤维(第I象限): 所有的生物基原生纤维(天然纤维)以及生物基再生化学纤维由于保留了天然生物质的多糖或蛋白结构,因此其纤维制品具有与天然生物质较为类似的完全生物可降解性。而生物基合成纤维中如聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等均可在堆肥,以及中性酶降解溶液中发生质量损失、力学性能下降,以及矿化为二氧化碳和水等小分子,因此具有较好的生物可降解性能。从全生命周期分析来看,此类纤维是生态友好的纤维材料。
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