Mitkä tekijät vaikuttavat biohajoavien kuitujen hajoamiseen?

Biohajoava kuituei tarkoita, että se on täysin ympäristöystävällinen ja että se voi hajota täysin. Ensinnäkin sen on valittava sopiva ympäristö hajoamista varten. Jos sitä varastoidaan sopimattomassa ympäristössä, se voi aiheuttaa ympäristön saastumista ja uhata pohjavettä. Sitten on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat hajoamiseen. Jos nämä tekijät muuttuvat, se vaikuttaa myös hajoamiseen.

(1) pH-arvon vaikutus biohajoaviin kuituihin
Mader et ai. uskovat, että pH-arvon muutoksella on suuri vaikutus kopolymeeriketjun hydrolyysinopeuteen, mutta hajoamisnopeus ei ole kovin erilainen organismin eri osissa. Kopolymeerin hajoaminen voi muodostaa happaman mikroympäristön, joka edistää kopolymeerin itsekatalysoitumista, mikä johtaa sen hajoamisen kiihtymiseen.
(2) Lämpötilan vaikutus biohajoaviin kuituihin
Kokeissa on harvinaista nähdä suhde materiaalien hajoamisen ja lämpötilan välillä, koska in vitro -kokeet tehdään usein simuloimalla ruumiinlämpöä, eikä ruumiinlämpö juurikaan muutu. Kuitenkin in vitro -kokeiden prosessissa, joskus kokeen tarpeisiin, lämpötilaa voidaan nostaa sopivasti koeajan lyhentämiseksi. Nopeutetun hajoamisprosessin aikana lämpötila ei kuitenkaan saa olla liian korkea tai liian matala, koska polymeerillä on sivureaktioita, kun lämpötila on liian korkea; kun lämpötila on liian alhainen, nopeutetun hajoamisen tarkoitusta ei voida saavuttaa. Siksi, jotta vältetään lämpötilan ja ilmavirran vaikutus biohajoaviin kuituihin, biohajoavia kuituja varastoidaan matalan lämpötilan suljetussa ympäristössä.

(3) Molekyylipainon vaikutus biohajoaviin kuituihin
Wu et ai. uskoivat, että kopolymeerin molekyylipaino ja jakautuminen vaikuttivat merkittävästi materiaalin hydrolyysinopeuteen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että jokainen esterisidos voi hydrolysoitua ja esterisidoksen hydrolyysi molekyyliketjussa on epäsäännöllistä. Kun polymeerin molekyyliketju on pidempi, mitä useampia kohtia se voi hydrolysoida, sitä nopeampi hajoaminen. .
(4) Materiaalirakenteen vaikutusbiohajoavat kuidut
Anhydridit ja ortoesterit hydrolysoituvat helposti. Li et ai. uskoivat, että kampakopolymeerin laatu ja molekyylipaino laskivat nopeasti johtuen rungon napaisuudesta, mikä vaikutti esterisidoksen katkeamiseen. Siksi kampamolekyylikopolymeerin hajoamisnopeus on suurempi kuin lineaarisen molekyylin.

(5) Monomeerikoostumussuhteen vaikutus biohajoaviin kuituihin
Materiaalien hajoamiskäyttäytyminen liittyy materiaalien fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Polymeerien napaisuus, molekyylipaino ja jakautuminen vaikuttavat kaikki materiaalien hajoamiskykyyn. Tutkimuksen jälkeen Wu et ai. uskoivat, että kopolymeerin hajoamisella oli suuri suhde kopolymeerin molekyylipainoon ja kiteisyyteen. Esimerkiksi glykolidi- ja laktidikopolymeerien kiteisyys on alhaisempi kuin näiden kahden monomeerin homopolymeerien kiteisyys. Glykolihappo on hydrofiilisempi kuin maitohappo. Siksi enemmän glykolidia sisältävän PGLA-kopolymeerin hydrofiilisyys on parempi kuin runsaasti laktidia sisältävän PGLA-kopolymeerin, joten hajoamisnopeus on nopeampi. Hydrofiilisellä polymeerillä on suuri veden absorptiokyky, ja materiaalin sisäiset molekyylit voivat olla täysin kosketuksissa vesimolekyylien kanssa, ja hajoamisnopeus on nopea. Päinvastoin, hydrofobisten polymeerimateriaalien sisäiset molekyylit ovat vähemmän kosketuksissa vesimolekyylien kanssa ja hajoamisnopeus on hidas.

(6) Entsymaattisen hydrolyysin vaikutus biohajoaviin kuituihin
Monet elävien organismien reaktiot johtavat polymeerien hajoamiseen, mukaan lukien hapettuminen, kemiallinen hydrolyysi ja entsymaattiset reaktiot kehon nesteissä. Hollald et ai. uskovat, että varhaisessa lasitilassa entsyymien on vaikea osallistua hajoamiseen, mutta entsymaattinen hydrolyysi on tärkein tekijä, joka vaikuttaa kopolymeeriin kumitilassa.
(7) Polymeeriaffiniteetin/hydrofobisuuden vaikutusbiohajoavat kuidut
Hydrofiiliset polymeerit voivat absorboida suuren määrän vettä, ja hajoamisnopeus kiihtyy; hydrofobiset polymeerit imevät vähemmän vettä ja hajoamisnopeus on hidas. Erityisesti hydroksyyli- ja karboksyyliryhmiä sisältävät polymeerit ovat suhteellisen helposti hajottavia