Dus wat zijn de kenmerken van bio-gebaseerde chemische vezels?
Allereerst zijn de grondstoffen de bij-producten van planten en dieren, die hernieuwbaar zijn en een duurzame ontwikkeling kunnen bewerkstelligen.
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.
Ten derde kunnen de meeste bio-gebaseerde chemische vezels uitstekende biologische afbreekbaarheid en biocompatibiliteit vertonen: volgens de specifieke chemische structuur kunnen sommige bio-gebaseerde chemische vezels worden afgebroken in compost, natuurlijke omgeving en organismen, en goede biocompatibiliteit hebben, die op biomedische gebieden kan worden gebruikt.
Wat is de relatie tussen biosynthetische vezels en biologisch afbreekbare vezels?
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):
Alle bio-gebaseerde primaire vezels (natuurlijke vezels) en bio-gebaseerde geregenereerde chemische vezels behouden de polysacharide- of eiwitstructuur van natuurlijke biomassa, zodat hun vezelproducten een volledige biologische afbreekbaarheid hebben die vergelijkbaar is met die van natuurlijke biomassa. Bio-gebaseerde synthetische vezels, zoals polymelkzuur (PLA) en polycaprolacton (PCL), zijn echter goed biologisch afbreekbaar door massaverlies, mechanische afbraak en mineralisatie tot kleine moleculen zoals koolstofdioxide en water in compost en neutrale enzymafbraakoplossingen. Vanuit het perspectief van levenscyclusanalyse is dit soort vezel het meest milieuvriendelijke en milieuvriendelijke vezelmateriaal.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
De biologische afbraak van polymere materialen is een complex proces, dat nauw verband houdt met de chemische structuur en eigenschappen van de materialen zelf. Hoewel sommige chemische vezelmaterialen biologische eigenschappen hebben, zijn ze moeilijk afbreekbaar vanwege hun hoge kristalliniteit en uitstekende thermische eigenschappen. Bijvoorbeeld:
(1) Biologische PTT (poly (propyleenglycoltereftalaat) vezel:
Het dialcoholmonomeer dat in biologische PTT-polyesters wordt gebruikt, is biologische 1, 3-propaandiol (BOB). BOB kan worden geproduceerd uit graan met behulp van biologische methoden. Verder gebruik van directe veresteringsmethode (met p-benzeencarbonzuur en directe PDO-reactie) of omesteringsmethode (tereftaalzuur=methylester en PDO-omesteringsreactie) bereid. PTT-vezel heeft een betere veerkracht, een lagere trekmodulus en een hogere rek bij breuk dan andere polyestervezels. Het heeft goede verfeigenschappen. Schouderplooien en soft touch. Het is een nieuw type bio-vezel met een internationale leidende positie in China in de afgelopen jaren. Biobased PTT-polyester is echter vergelijkbaar met polyester en is niet biologisch afbreekbaar. Het ecologische voordeel is dat het de ecologische voetafdruk van het product effectief kan verminderen, maar het is moeilijk om het product na afval via de natuurlijke omgeving af te breken.
(2) PEF (polyethyleen furaandiarboxylaat) vezel:
Net als bio-gebaseerd PTT-polyester, wordt PEF-polyester gemaakt van bio-gebaseerd dicarbonzuurmonomeer, dwz bio-gebaseerd furan-2, 5- dicarbonzuur en ethyleenglycol. Furaandimierenzuur kan worden bereid uit natuurlijke biomassa zoals zetmeel of cellulose door biologische fermentatie of chemische methoden. PEF-vezel is vergelijkbaar met PET-vezel in smeltpunt en glasovergangstemperatuur. Hoewel is gemeld dat PEF een zekere biologische afbreekbaarheid heeft, is de biologische afbraaksnelheid relatief langzaam. Volgens de huidige biologisch afbreekbare composteringsnormen is PEF-vezel niet biologisch afbreekbaar. Andere biobased vezelmaterialen zoals nylon 56 en biobased PDT-vezels vallen ook in deze categorie.
Op petroleum gebaseerde biologisch afbreekbare polymere materialen en vezels (kwadrant II):
Zoals hierboven vermeld, is de biologische afbraak van polymeermaterialen een relatief complex proces, dat nauw verband houdt met de chemische structuur en eigenschappen van de materialen zelf. Hoewel sommige chemische vezelmaterialen voornamelijk zijn afgeleid van aardolie, vertonen ze goede biologische afbraakprestaties vanwege hun flexibele moleculaire ketenstructuur, hydrolyse van esterbindingen en microbiële of enzymatische afbraak. Bijvoorbeeld:
Bereiding van PGA (polyacetaatalcohol) belangrijke verbinding - dimethyloxalaat (DMO), het wordt bereid uit steenkool als grondstof, door hydrogenering, hydrolyse, polymerisatie. Hoewel PGA is gemaakt van steenkool, is het biologisch afbreekbaar en kan het binnen 1-3 maanden volledig worden afgebroken. De afbraakproducten zijn water en kooldioxide, die volledig niet-toxisch en onschadelijk zijn. PGA wordt vaak gebruikt voor resorbeerbare chirurgische hechtingen met een hoge biologische afbreekbaarheid en biocompatibiliteit. PGLA (poly (ethyleenlactide)) wordt bereid door copolymerisatie van 9 ethyllactide (PGA) en 1 lactide (PLA) in een bepaalde verhouding. Als lactide biologisch wordt bereid, kan PGLA biobased en biologisch afbreekbare vezels worden genoemd. PGLA heeft een hoge treksterkte, goede biocompatibiliteit en biologische afbreekbaarheid, en wordt ook vaak gebruikt in resorbeerbare chirurgische hechtingen.
Bron:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
China Vezels Mode