
21世纪人类主要的任务之一便是发起对保护的环境。塑料和合成纤维虽然都很有用,但大多数不能自然分解,其废弃物会造成污染。自20世纪60年代,人们开始研究和开发生物可降解聚合物,以保护环境。其中以玉米纤维最为瞩目。因为玉米纤维具有良好的加工性能,优良的生物相容性和合适的力学性能,所以制品种类很多,用途很广泛。
今天主要为大家介绍关于玉米纤维可以实现生物降解的过程与原理!
一、聚乳酸形态结构
图1-1和图1-2为玉米纤维的横截面形态和纵向表面形态。玉米纤维横截面为近似圆形且表面存有斑点,而纵面却存在无规律的斑点及不连续性条纹,这些无规律的斑点及不连续性条纹形成的原因主要是由于聚乳酸存在着大量的非结晶部分,在水、细菌、氧气的存在下,可以进行较快的分解而形成的。
二、生物降解性
玉米纤维具有良好的生物降解性,在堆肥化或自然环境下,最终降解成CO2和H2O。
降解机理:首先是在一定的温湿度和PH值条件下,遇水降解,然后微生物加速降解。其机理为水解降解和生物降解。
三、生物降解方法
降解(也称混合肥中分解):这种堆肥条件的温度为60℃,相对湿度为90%,其降解的主要机理是水解,通过温度来催化,然后由细菌对残留碎屑进行蚕食。
活性污泥中降解:主要是通过大量存在的细菌,使玉米纤维急速分解,一般只需数月,制品强力即丧失(如图3所示)。
土地埋入降解:将使用过的玉米纤维埋入地下,经过2~3年,在土中微生物的作用下玉米纤维的强力和其它性能基本上全部或大部分损失
海水浸渍降解:同土地埋入法相仿。
玉米纤维可以制成圆截面的单丝或复丝、三叶形截面的BCF、卷曲或非卷曲的短纤维、双组分纤维、纺粘非织造布和熔喷非织造布等,还可以与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺,是目前完美的环保型、绿色纤维。主要应用于服装、家用制品及卫生医疗用品等行业。浙江旭日纤维有限公司推出玉米纤维FDY与玉米纤维DTY产品,具有无毒无污染、柔软轻盈、亲肤、优良的排湿、透气性、高弹性恢复率、 形态稳定、抗皱、天然的阻燃性、 抗菌、UV抗性等特点。是制作纺织面料等的优选材料。
21世纪,绿色环保型新纤维制品会成为纤维市场的主导产品之一。玉米纤维作为可生物降解的合成纤维,有着优良的性能和广泛的用途,需求量会不断扩大。中国是一个农业大国,玉米、小麦、木薯等农产品为聚乳酸的生产提供了可靠的原料来源,且原料的利用及转化率高,减少了对传统石油资源的依赖。随着人们对环境保护的日益重视和玉米纤维应用领域的不断拓展,玉米纤维必将成为21世纪重点开发的纺织材料之一。