Page 225 - 《水产学报》2025年第12期
P. 225

邱昱，等                                                                 水产学报, 2025, 49(12): 129717

              料在海水环境中会受到各种微生物的侵蚀。                              PBAT  单丝及    PBAT/淀粉复合单丝的力学性能
              Accinelli 等  [26]  探究了水环境中生物降解过程，                影响较为微弱，从而在降解初期使单丝的整体
              发现细菌群落在塑料降解中起促进作用。黏附                             结构较为完整，得以保持较好的力学性能。随
              在材料表面的微生物与材料发生作用，通过水                             着水解程度的加剧，PBAT/淀粉复合单丝中最
              解、酶解等反应导致酯键断裂，生成的中间体                             先降解的成分是淀粉，导致单丝内部出现断面，
              物质被微生物利用 ，高分子长链发生化学断                             大分子链的水解由单丝表面逐渐渗透至单丝内
                                [27]
              裂，最终转化为二氧化碳和水。生物可降解材                             部，单丝内部结构中包含的自由基数量逐渐增
              料的降解原理归根到底为水解和生物质酶降解                             多，缠结分子链发生降解，单丝的力学性能呈
              的协同作用。                                           加速下降趋势。水解后期，PBAT                大分子链形
                   不同   pH  条件下热学性能变化呈现出不规                     成的晶区部分开始水解，直至单丝出现破损完
                                                                              [30]
              律现象。可能归结于组分中不同物质在降解过                             全丧失力学性能 。
              程中的复杂反应的综合作用：如                  PBAT  在碱性            目前，生物可降解性是评估海洋环境中渔
                                                                                      [31]
              环境中可能导致         PBAT  分子链的酸催化分解加                 用可降解材料的重要指标 ，但实验环境                     (量杯
              速，引发反应副产物，并对其结晶和熔融过程                             尺度) 与自然环境差异巨大，材料的生物可降解
              产生影响；碱性环境可能改变                 PBAT  分子链的         性难以有效评估和对比。Lott 等             [32]  设计了中尺
              构象和晶体结构，从而影响其熔融过程；碱性                             度生态系统下塑料等材料生物降解的实验方案
              环境可能影响        PBAT  分子链的分子质量和分子                  以理解调控生物降解的基本参数，该方案能同
              质量分布，进而影响其热力学性质。淀粉在碱                             时模拟潮间带沙滩、中上层水体和海底                     3  个降
              性条件下发生水解反应，被分解成小分子基体；                            解场景，并试图基于场景对生物降解实验方法
                                                                       [33]
              在较高的碱度条件下，淀粉材料可能发生碱解                             进行分类 。因此，迫切需要建立一套全面而
              反应，导致淀粉分子链被切断；此外，淀粉具                             明确的实验标准或指南以规范渔用材料的海洋
              有较低的热稳定性，淀粉的引入对体系的热稳                             生物降解性测试，尤其是对如               PLA、PBAT、聚
                                                               丁二酸丁二醇酯         (PBS) 等新兴降解材料。降解
              定性能会产生一定影响，从而影响复合材料的
              热学性能规律性。                                         材料的海洋生物降解性能是其成为不可生物降
                                                                                         [34]
                                                               解材料可持续替代品的关键 ，通过规范实验
                   对于   PBAT  而言，降解主要通过          2  种途径：
                                                               方法、深入理解生物降解过程有助于新型生态
              ①细菌、真菌及藻类分泌的酶在生物降解过程
                                                               渔具的设计及性能优化，促进生态型降解渔具
              中发生作用，即酶解，而降解温度和介质、聚
                                                               的推广与使用。
              合过程中对苯二甲酸酯的含量、填料对                      PBAT
                                                                   解决海洋污染问题和幽灵捕捞问题，提升
              的酶降解具有显著作用 。②热降解、化学水
                                     [17]
                                                               新型渔用材料的捕捞实用性能和降解性能显得
              解等非酶解过程。水解过程主要表现为表面侵
                                                               尤为重要。故开发价格低廉、综合性能优异、
              蚀和本体侵蚀：在临界厚度以上，降解过程中
                                                               降解性能可控的环境友好型材料是未来研究工
              主要表现为从表面向内部逐步进行降解的表面
                                                               作的热点和难点，可降解材料在渔具上的应用，
              侵蚀；在临界厚度以下，降解过程主要表现为
                                                               通过一种新的技术途径助力我国现代渔业的高
              质量及力学性能等其他性能的变化 。
                                              [28]
                                                               质量发展。
                   本实验研究的非生物环境因素主要为温度
              和  pH。当环境温度在玻璃化转变温度以上时，
                                                               参考文献
              高聚物运动单元的热运动能量提高，高分子链                                      (References)：
                                                              [  1  ]   Thompson R C, Olsen Y, Mitchell R P, et al. Lost at sea: where
              段的运动速率随环境温度升高而加快；而环境
                                                                    is all the plastic?[J]. Science, 2004, 304(5672): 838.
              中水分、碱性离子的存在会引发酯键断裂，促
                                                              [  2  ]   欧阳春平, 卢昌利, 郭志龙, 等. 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇
              使水解反应正向进行，进而导致                   PBAT  降解，
                                                                    酯  (PBAT) 合成工艺技术研究进展与应用展望       [J]. 广东化
              2  种因素相互促进、相互增强              [29] ，最终影响单              工, 2021, 48(6): 47-48.
              丝的综合性能。                                               Ouyang C P, Lu C L, Guo Z L, et al. Prospection about applica-
                   在一段时间内，降解环境中的水分子对                                tion  and  research  progress  of  synthesis  technology  of  poly
              https://www.china-fishery.cn                           中国水产学会主办    sponsored by China Society of Fisheries
                                                            10
   220   221   222   223   224   225   226   227   228   229   230