Утилизация и вторичная переработка пластмасс

Механизм биодеградации крахмал-полимерной композиции

1. Первоначальное образование микротрещин и последующее разрушение изделий на фрагменты. Ме­ханизм этих процессов основан на фотодеструкции компонентов системы под воздействием ультрафио­летового (УФ) излучения с образованием радикалов, которые в свою очередь активируют фотоокислитель­ные процессы в ПМ.

2. Крупные и мелкие фрагменты изделия при попа­дании в почву подвергаются интенсивному воздействию микроорганизмов. Образованию колоний микрогрибов способствует биокомпонент, входящий в состав ПМ - крахмал. В процессе обрастания фрагментов БСПМ почвенными микроорганизмами происходит деструкция БСПМ и существенное падение их прочности. У обычной пленки из ПЭ в таких условиях, наоборот, происходит сшива­ние макромолекул и наблюдается небольшая эрозия поверхности. Микробные ферменты и метаболиты вместе с водой и химическими компонентами почвы вызывают дальнейшую биодеструкцию остатков изделия.

3. Под действием ферментативных систем, имею­щихся в живых микроорганизмах, находящихся в почве, полимерные фрагменты вовлекаются в гидролитичес­кие и окислительно-восстановительные реакции, в результате которых продолжается образование новых свободных радикалов (см. п.1). Благодаря им интен­сивно разрушаются макромолекулы синтетического полимера, в результате чего существенно понижается его молекулярная масса.

4. Фрагменты синтетического полимера с пони­женной до 5 000 и менее молекулярной массой могут усваиваться некоторыми почвенными микроорганиз­мами с выделением СО2, Н2О и других соединений, являющихся, в свою очередь, питательной средой для микрофлоры почвы.

Для активации и ускорения стадии фотодеструкции БСПМ часто используют соли металлов переменной валентности (меди, железа и др.). При попадании на эти вещества УФ-излучения происходит образо­вание подвижных радикалов, которые вступают во взаимодействие с полимерными цепями, разрывая их. Дальнейшая деструкция полимера происходит по свободно-радикальному механизму.