Chuyển đến nội dung chính

Túi phân hủy sinh học? Cơ chế túi phân hủy sinh học




Cùng chúng tôi tìm hiểu về túi phân hủy sinh học và cơ chế của túi phân hủy sinh học

1 Khái niệm về túi tự hủy sinh học 

 Polyme phân hủy sinh học là polyme có khả năng phân hủy thành CO2, CH4, nước, các hợp chất vô cơ, sinh khối dưới tác dụng enzyme của vi sinh vật mà không để lại bất kỳ chất nào có thể gây hại cho môi trường. Khi polymer 10 phân hủy sinh học, chúng phụ thuộc vào các điều kiện ngoại cảnh tương ứng có thể kỵ khí hoặc hiếu khí.

Phân hủy sinh học hiếu khí: CPOLYMER + O2CO2 + H2O + CCÒN LẠI + CSINH KHỐI
Phân hủy sinh học kỵ khí: CPOLYMER CO2 + CH4 + H2O + CCÒN LẠI + C SINH HỐI

 Trên cơ sở phương pháp sản xuất, các vật liệu polyme sinh học được chia thành ba nhóm chính sau: Polyme được tách trực tiếp từ các nguồn tự nhiên (chủ yếu là thực vật), chẳng hạn polysaccarit (tinh bột, cellulose) và protein (như casein, gluten của bột mì) và gelatin, chitosan. Polyme được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học từ monome, chẳng hạn, Polylactide PLA, Poly (3-hydroxybutyrate) PHB, polylactat là một polyeste sinh học được polyme hóa từ monome axit lactic.

Các monome này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các cacbon hyđrat tự nhiên. Polyme được sản xuất nhờ vi sinh vật hoặc vi khuẩn cấy truyền gen. Vật liệu polyme sinh học điển hình nhất trong trường hợp này là polyhyđroxy – alkanoat; chủ yếu là polyhyđroxybutyrat (PHB), copolyme của HB, Poly 11 (butylene succinate) - PBS, aliphatic polyester, Poly (ε-caprolactone) PCL, Poly (vinyl alcohol) PVA và hyđroxy- valerat (tên thương mại là biopol).


 2. Cơ chế phân hủy sinh học của túi tự hủy 


Cơ chế phân hủy polyme trải qua hai giai đoạn:

- Giai đoạn giảm cấp phi sinh học Trong giai đoạn này, mạch phân tử polyme bị giảm cấp thành những đoạn phân tử có trọng lượng thấp đồng thời tạo ra những nhóm chức hoạt động trên bề mặt polyme.

Quá trình này có thể bị tác động bởi ánh sáng, nhiệt độ hoặc có thể xảy ra theo cơ chế thủy phân hay oxo-biodegradation.

+ Giảm cấp nhiệt: dưới tác động của nhiệt độ, mạch polyme bị đứt ra tạo thành các gốc tự do.
+ Giảm cấp quang hóa: Sự phân hủy các polyme phân hủy quang hóa phụ thuộc vào sự không đồng đều trong chúng. Sự không đồng đều này làm cho chúng giảm cấp từ từ khi tiếp xúc với bức xạ tia cực tím (UV), thường là ánh sáng mặt trời.
+ Giảm cấp theo cơ chế thủy phân: xảy ra ở các polyme có những nhóm chức dễ dàng bị thủy phân như polyester, amide…

 + Giảm cấp theo cơ chế oxo: xảy ra với các polyme kháng giảm cấp, bằng cách thêm vào các hợp chất tiền giảm cấp (pro-oxidant), là những hợp chất phức kim loại không chuyển tiếp stearat mangan, oleate mangan, acetate coban, coban stearate…nhằm thúc đẩy phản ứng của oxy trong không khí với polyme. Dưới tác động của ánh sáng và nhiệt độ, sườn cacbon của polyme bị oxy hóa hình thành các mảnh phân tử nhỏ hơn.

Việc đưa oxy vào các sườn cacbon chính của polyme hình thành của các nhóm chức như axit cacboxylic hoặc cacboxylic, este và aldehyt và rượu. Các polyme hydrocacbon thay đổi hoạt tính của chúng từ kỵ nước sang ưa nước do đó cho phép các polyme bị phân mảnh hấp thụ nước, tăng khả năng phân hủy sinh học của chúng.

 Giai đoạn giảm cấp dưới tác dụng của vi sinh vật Các polyme bị giảm trọng lượng phân tử đến một giới hạn nào đó sẽ bị các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, tảo) tiêu thụ các mảnh cacbon mạch chính đã giảm cấp để tạo thành CO2, H2O và sinh khối.

3 Tác nhân gây phân hủy sinh học 


Vi sinh vật: Hai loại vi sinh vật gây phân hủy sinh học được quan tâm nhiều nhất là nấm và vi khuẩn. Enzyme: Thực chất là xúc tác cho quá trình phân hủy sinh học của polyme. Khi có mặt enzyme tốc độ phản ứng có thể tăng lên nhiều lần. Đa phần enzyme là những protein có mạch polypeptit cấu trúc dạng phức ba chiều. Hoạt động của enzyme liên quan mật thiết với cấu trúc và cấu hình. Cấu trúc ba chiều của enzyme có dạng gấp khúc và dạng bao bì, tạo ra các vùng trên bề mặt với cấu trúc bậc một đặc trưng tạo nên bề mặt hoạt động cho chúng. Tại bề mặt hoạt động này sẽ có sự tương tác giữa enzyme và hợp chất polyme dẫn đến các phản ứng hóa học làm phân hủy polyme, tạo ra các sản phẩm đặc biệt.

Xem thêm bài viết về Tác hại của việc đốt bao bì nhựa

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính

Cùng chúng tôi tìm hiểm về lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính  Lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính Những năm 1870 – 1900  Trong quá trình tìm kiếm nguyên liệu thay thế cho ngà voi, John Hyatt, một nhà hóa học người Mỹ, đã phát triển Parkesin – hợp chất nhựa đầu tiên thành một hợp chất ổn định và mang tính ứng dụng cao hơn với tên gọi là “celluloid”. Celluloid ngay sau đó đã trở thành vật liệu được ưa chuộng do giá thành rẻ và dễ gia công, ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp sản xuất đồ chơi và đồ dùng cá nhân.  Những năm 1900 – 1930 Trong giai đoạn từ 1920 – 1930, một loại nguyên liệu nhựa quan trọng được đưa vào sản xuất công nghiệp, đó chính là PolyVinyl Clorua (PVC). Lịch sử của PVC bắt đầu từ rất sớm khi ngay từ năm 1872, người ta đã tìm ra cách tổng hợp PVC từ nguyên liệu chính là Vinyl Clorua. Tuy nhiên tính ứng dụng của PVC tại thời điểm đó còn rất hạn chế do tính kém ổn định, độ cứng cao và khó gia công. Mãi đến năm
Đăng nhận xét
Đọc thêm

Các đặc tính quan trọng của bao bì mềm

Với bao bì mềm các đặc tính quan trọng của bao bì mềm như nhiệt độ, độ chảy, độ ổn định khi chảy ..... 1. Các đặc tính quan trọng của vật liệu bao bì mềm Đối với bao bì mềm, chất dẻo đã trở thành vật liệu chính. Để bao bì mềm đạt những tính chất như mong muốn, trước tiên cần phải nghiên cứu tính chất của màng dẻo trong điều kiện sử dụng được dự đoán trước. Khi chọn màng làm vật liệu cho các loại bao bì như bao tải dứa bao pp dệt, bao nilong..... , những tính chất quan trọng nhất của chất dẻo được xem xét là: các tính chất cơ lý, tính chất nhiệt, tính ngăn cản, tính chất bề mặt. 1.1 Các tính chất liên quan đến nhiệt Màng dùng trong bao bì mềm là loại nhựa dẻo, nhựa nhiệt dẻo là loại vật liệu mềm khi bị đốt nóng và một số tính chất của màng thay đổi khi thay đổi điều kiện nhiệt độ. Tính chất nhiệt của từng loại màng ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất của chúng và ảnh hưởng đến quá trình tạo màng (quá trình đun chảy, đóng rắn màng), quá trình sản xuất (quá trình ghé
Đăng nhận xét
Đọc thêm

Lịch sử của bao bì giấy

Cùng chúng tôi nghiên cứu về l ịch sử hình thành và phát triển bao bì giấy  Lịch sử phát triển của bao bì giấy  Trước khi phát minh ra giấy, con người đã ghi chép lại các văn kiện lên các hình vẽ trong các hang động hoặc khắc lên các tấm bia bằng đất sét, và sau đó nữa là người ta dùng da để lưu trữ các văn kiện. Giấy được phát minh nhằm mục đích thay thế cho đá, gỗ, vỏ cây, da thú mà loài người đã dùng để viết lên trước đó. Sau đó, kỹ thuật sản xuất giấy phát triển không ngừng.  + Kể từ khi người Trung Quốc phát minh ra giấy vào năm 105, giấy đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc. Người phát minh là Ts'ai Lun, ông đã lấy phần bên trong vỏ thân cây dâu tằm và xơ cây tre đem trộn với nước rồi giã nát với dụng cụ bằng gỗ, xong đổ hỗn hợp lên tấm vải và tạo ra giấy. + Khoảng năm 400 người Ấn độ đã biết làm giấy. Sau khoảng 500 năm sau, dân Abbasid Caliphate bắt đầu dùng giấy. + Người theo đạo Islam dùng giấy rất sớm, từ Ấn độ tới Tây Ban Nha, trong lúc người theo đạo
Đăng nhận xét
Đọc thêm