吸水树脂是一种广泛使用的功能性高分子材料。其吸水膨胀之后,如何快速降解以降低其对生态环境的污染,已经成为国内外学者研究的热点之一。本文简要介绍了吸水性树脂的生物降解机理。
吸水树脂的生物降解是一个相对复杂的过程,它在生物体的作用下进行物理及化学反应,这些生物体大部分是真菌、细菌和霉菌等。其生物降解机理主要有以下三种:
(1)生物体的物理作用,这是因为生物细胞的生长导致的物质的机械破坏;
(2)生物体的化学作用,氧化及水解吸水树脂的微生物产生新物质;
(3)生物的直接作用,一些大分子聚合物可以通过微生物自身代谢产生的酶进行分解,将其转化为小分子物质,从而进行降解。
其具有较为复杂的生物降解机理。生物降解机理是各种机制共同作用的结果。
吸水树脂的生物降解性能主要受化学结构和环境条件两个因素的影响。
其生物降解性能与化学结构的关系如下:(1)大多数具有天然高分子结构的吸水性树脂是可以生物降解的。(2)它把C-C键作为主链进行加成,当相对分子质量超过1500时,生物降解不能进行,相对分子质量低于1500时,生物降解可以进行。(3)在包含亲水基团时,如-NH2.-COOH和-OH,可以提高聚合物的亲水性,为生物体提供适当的湿度环境,使聚合物更容易水解,更容易生物降解。(4)无定形聚合物比结晶状聚合物更容易水解。当链的活性增加时,分子的自由体积也会增加,酶攻击的可能性越大,就越容易被降解。(5)相对分子质量越大,生物降解性越差,聚合物的生物降解性也会受到共混合等因素影响。
此外,水温、PH值及氧等环境因素,也会影响高分子聚合物的生物降解性。
吸水树脂作为一种功能高分子材料,在加压下能够保持优异的吸水性能,因此在工业和生活等领域得到了广泛的应用。了解吸水性树脂的生物降解机理有利于人们更好的应用这种材料。
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