อัตราการย่อยสลายของถุงชา PLA (polylactic acid) ได้รับผลกระทบจากปัจจัยที่หลากหลายซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นคุณสมบัติของวัสดุสภาพแวดล้อมและปัจจัยภายนอกอื่น ๆ ต่อไปนี้เป็นปัจจัยเฉพาะและกลไกที่มีอิทธิพลของพวกเขา:
1. คุณสมบัติของวัสดุ
1. โครงสร้างโมเลกุล:
- โครงสร้างโมเลกุลของ PLA มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออัตราการย่อยสลาย ยิ่งจำนวนสาขามากเท่าไหร่อัตราการย่อยสลายก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น
- การปรับเปลี่ยนโคพอลิเมอไรเซชันสามารถเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลของ PLA ซึ่งจะควบคุมอัตราการย่อยสลาย ตัวอย่างเช่น PLGA copolymer จะลดลงเร็วกว่า PLA บริสุทธิ์
2. ผลึก:
- PLA เป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึกและผลึกของมันมีผลกระทบที่สำคัญต่ออัตราการย่อยสลาย ยิ่งมีความเป็นผลึกมากเท่าไหร่อัตราการย่อยสลายก็จะช้าลง
- นี่เป็นเพราะในพื้นที่การตกผลึกโซ่โมเลกุลจะถูกจัดเรียงในลักษณะปกติและเป็นระเบียบซึ่ง จำกัด การแพร่กระจายของโมเลกุลของน้ำและลดอัตราการย่อยสลาย
3. น้ำหนักโมเลกุล:
- ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลของ PLA สูงขึ้นเท่านั้น นี่เป็นเพราะ PLA ที่มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างใหญ่มีฐานน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่และจะใช้เวลานานกว่าในการย่อยสลายเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก
2. สภาพแวดล้อม
1. อุณหภูมิ:
- มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างอุณหภูมิและปฏิกิริยาการสลายตัวของ PLA ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใดก็ยิ่งแรงมากขึ้นระหว่างโมเลกุลมากเท่าไหร่การเคลื่อนที่ของโมเลกุลก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น
2. ค่า pH:
- ทั้งความเป็นกรดและความเป็นด่างสามารถส่งเสริมปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสของเอสเตอร์ แต่ PLA จะลดลงเร็วขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง อัตราการย่อยสลายช้าที่สุดภายใต้เงื่อนไขที่เป็นกลางและช้าที่สุดในการแก้ปัญหาบัฟเฟอร์
3. ความชื้น:
- ความชื้นยังมีผลกระทบที่สำคัญต่อการเสื่อมสภาพของ PLA ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงโมเลกุลของน้ำมีแนวโน้มที่จะแทรกซึมเข้าไปในการตกแต่งภายในของ PLA และส่งเสริมการไฮโดรไลซิสของพันธะเอสเตอร์ซึ่งจะช่วยเร่งอัตราการย่อยสลาย
3. ปัจจัยภายนอกอื่น ๆ
1. บรรยากาศแก๊ส:
- การปรากฏตัวของออกซิเจนจะช่วยเร่งการแตกของโซ่โมเลกุล PLA นี่เป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของออกซิเจนช่วยลดพลังงานการเปิดใช้งานของปฏิกิริยาการย่อยสลายความร้อนและกลุ่มเอสเตอร์จะแตกหักอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกันผลิตภัณฑ์การย่อยสลายที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลเทอร์มินัลถูกสร้างขึ้นภายใต้การกระทำของออกซิเจนซึ่งทำให้กลุ่มไฮดรอกซิลเทอร์มินัลเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยา depolymerization แบบเปิดโซ่ของ PLA
2. การฉายรังสีอัลตราไวโอเลต:
- ในระหว่างกระบวนการย่อยสลายรังสี UV ของ PLA ความเข้มข้นของสารละลายก็จะยิ่งลดลงได้ง่ายขึ้นเท่านั้น
สรุปแล้ว
เพื่อสรุปอัตราการย่อยสลายของถุงชา PLA ได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการรวมถึงโครงสร้างโมเลกุลความเป็นผลึกน้ำหนักโมเลกุลอุณหภูมิ pH ความชื้นบรรยากาศก๊าซและการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต ปัจจัยเหล่านี้มีปฏิกิริยาต่อการกำหนดอัตราการย่อยสลายของถุงชา PLA ในการใช้งานจริงความเร็วการย่อยสลายของถุงชา PLA สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมปัจจัยเหล่านี้เพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่แตกต่างกัน
