
21世紀人類主要的任務之一便是發起對保護的環境。塑料和合成纖維雖然都很有用,但大多數不能自然分解,其廢棄物會造成污染。自20世紀60年代,人們開始研究和開發生物可降解聚合物,以保護環境。其中以玉米纖維最為矚目。因為玉米纖維具有良好的加工性能,優良的生物相容性和合適的力學性能,所以制品種類很多,用途很廣泛。
今天主要為大家介紹關于玉米纖維可以實現生物降解的過程與原理!
一、聚乳酸形態結構
圖1-1和圖1-2為玉米纖維的橫截面形態和縱向表面形態。玉米纖維橫截面為近似圓形且表面存有斑點,而縱面卻存在無規律的斑點及不連續性條紋,這些無規律的斑點及不連續性條紋形成的原因主要是由于聚乳酸存在著大量的非結晶部分,在水、細菌、氧氣的存在下,可以進行較快的分解而形成的。
二、生物降解性
玉米纖維具有良好的生物降解性,在堆肥化或自然環境下,最終降解成CO2和H2O。
降解機理:首先是在一定的溫濕度和PH值條件下,遇水降解,然后微生物加速降解。其機理為水解降解和生物降解。
三、生物降解方法
降解(也稱混合肥中分解):這種堆肥條件的溫度為60℃,相對濕度為90%,其降解的主要機理是水解,通過溫度來催化,然后由細菌對殘留碎屑進行蠶食。
活性污泥中降解:主要是通過大量存在的細菌,使玉米纖維急速分解,一般只需數月,制品強力即喪失(如圖3所示)。
土地埋入降解:將使用過的玉米纖維埋入地下,經過2~3年,在土中微生物的作用下玉米纖維的強力和其它性能基本上全部或大部分損失
海水浸漬降解:同土地埋入法相仿。
玉米纖維可以制成圓截面的單絲或復絲、三葉形截面的BCF、卷曲或非卷曲的短纖維、雙組分纖維、紡粘非織造布和熔噴非織造布等,還可以與棉、羊毛或粘膠等可分解性纖維混紡,是目前完美的環保型、綠色纖維。主要應用于服裝、家用制品及衛生醫療用品等行業。浙江旭日纖維有限公司推出玉米纖維FDY與玉米纖維DTY產品,具有無毒無污染、柔軟輕盈、親膚、優良的排濕、透氣性、高彈性恢復率、 形態穩定、抗皺、天然的阻燃性、 抗菌、UV抗性等特點。是制作紡織面料等的優選材料。
21世紀,綠色環保型新纖維制品會成為纖維市場的主導產品之一。玉米纖維作為可生物降解的合成纖維,有著優良的性能和廣泛的用途,需求量會不斷擴大。中國是一個農業大國,玉米、小麥、木薯等農產品為聚乳酸的生產提供了可靠的原料來源,且原料的利用及轉化率高,減少了對傳統石油資源的依賴。隨著人們對環境保護的日益重視和玉米纖維應用領域的不斷拓展,玉米纖維必將成為21世紀重點開發的紡織材料之一。