Så hva er egenskapene til bio-baserte kjemiske fibre?
Først av alt er råvarene-biprodukter fra planter og dyr, som er fornybare og kan oppnå bærekraftig utvikling.
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.
For det tredje kan de fleste bio-baserte kjemiske fibrene ha utmerket biologisk nedbrytbarhet og biokompatibilitet: i henhold til den spesifikke kjemiske strukturen kan noen bio-baserte kjemiske fibre brytes ned i kompost, naturlig miljø og organismer, og har god biokompatibilitet, som kan brukes i biomedisinske felt.
Hva er forholdet mellom biosyntetiske fibre og biologisk nedbrytbare fibre?
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-baserte primærfibre (naturlige fibre) og bio-baserte regenererte kjemiske fibre beholder polysakkarid- eller proteinstrukturen til naturlig biomasse, så fiberproduktene deres har fullstendig biologisk nedbrytbarhet som ligner på naturlig biomasse. Imidlertid har bio-baserte syntetiske fibre, som polymelkesyre (PLA) og polykaprolakton (PCL), god biologisk nedbrytbarhet på grunn av massetap, mekanisk nedbrytning og mineralisering til små molekyler som karbondioksid og vann i kompost og nøytrale enzymnedbrytningsløsninger. Fra perspektivet til livssyklusanalyse er denne typen fiber det mest miljøvennlige og økologiske fibermaterialet.
● Bio-based but non-biodegradable fibers (Quadrant IV):
Den biologiske nedbrytningen av polymermaterialer er en kompleks prosess, som er nært knyttet til den kjemiske strukturen og egenskapene til selve materialene. Selv om noen kjemiske fibermaterialer har biologiske egenskaper, er de vanskelige å bryte ned på grunn av deres høye krystallinitet og utmerkede termiske egenskaper. For eksempel:
(1) Biologisk PTT (poly (propylenglykoltereftalat) fiber:
Dialkoholmonomeren som brukes i biologiske PTT-polyestere er biologisk 1,3-propandiol (PDO). PUD kan produseres av korn ved hjelp av biologiske metoder. Videre bruk av direkte esterifiseringsmetode (med p-benzenkarboksylsyre og PDO direkte reaksjon) eller transesterifiseringsmetode (tereftalsyre=metylester og PDO transesterifiseringsreaksjon) fremstilt. PTT-fiber har bedre spenst, lavere strekkmodul og høyere bruddforlengelse enn andre polyesterfibre. Den har gode fargingsegenskaper. Skulderfold og myk berøring. Det er en ny type bio-basert fiber med internasjonal ledende posisjon i Kina de siste årene. Imidlertid ligner biobasert PTT-polyester på polyester og har ikke biologisk nedbrytbarhet. Dens økologiske fordel er at den effektivt kan redusere karbonavtrykket til produktet, men det er vanskelig å bryte ned produktet gjennom det naturlige miljøet etter avfall.
(2) PEF (polyetylenfurandiarboksylat) fiber:
I likhet med bio-basert PTT polyester, er PEF polyester fremstilt av bio-basert dikarboksylmonomer, dvs. bio-basert furan-2, 5- dikarboksylsyre og etylenglykol. Furandimaursyre kan fremstilles fra naturlig biomasse som stivelse eller cellulose ved biologisk fermentering eller kjemiske metoder. PEF-fiber ligner PET-fiber i smeltepunkt og glassovergangstemperatur. Selv om det har blitt rapportert at PEF har en viss biologisk nedbrytbarhet, er dens biologiske nedbrytningshastighet relativt langsom. I henhold til gjeldende standarder for biologisk nedbrytbar kompostering er PEF-fiber ikke biologisk nedbrytbart. Andre biobaserte fibermaterialer som nylon 56 og biobaserte PDT-fibre faller også inn i denne kategorien.
Petroleumsbaserte biologisk nedbrytbare polymermaterialer og fibre (kvadrant II):
Som nevnt ovenfor er biologisk nedbrytning av polymermaterialer en relativt kompleks prosess, som er nært knyttet til den kjemiske strukturen og egenskapene til selve materialene. Selv om noen kjemiske fibermaterialer hovedsakelig er avledet fra petroleum, viser de god biologisk nedbrytningsytelse på grunn av deres fleksible molekylære kjedestruktur, hydrolyse av esterbindinger og mikrobiell eller enzymatisk nedbrytning. For eksempel:
Fremstilling av PGA(polyacetatalkohol) viktig forbindelse - dimetyloksalat (DMO), den fremstilles av kull som råmateriale, gjennom hydrogenering, hydrolyse, polymerisering. Selv om PGA er laget av kull, har det god biologisk nedbrytbarhet og kan brytes fullstendig ned innen 1-3 måneder. Nedbrytningsproduktene er vann og karbondioksid, som er helt ugiftige og ufarlige. PGA brukes ofte til absorberbare kirurgiske suturer med høy biologisk nedbrytbarhet og biokompatibilitet. PGLA(poly(etylenlaktid)) fremstilles ved kopolymerisering av 9 etyllaktid (PGA) og 1 laktid (PLA) i en viss andel. Hvis laktid fremstilles ved biologisk metode, kan PGLA kalles biobasert og biologisk nedbrytbar fiber. PGLA har høy strekkfasthet, god biokompatibilitet og biologisk nedbrytbarhet, og brukes også ofte i absorberbare kirurgiske suturer.
Kilde:https://mp.weixin.qq.com/s/hY3G8X05Daktu6K5j8sJ6w
Kina Fibers mote