通常,纤维材料在自然界中的主要降解方式包括光降解、化学降解和生物降解等。而在实际条件下,这三种方式会同时发生且交叉进行,因此纤维材料在自然环境中的降解行为通常表现出复杂性和多元性。
7.1.1.1 光降解反应
在太阳光辐射条件下,纤维材料会吸收紫外线等辐射光后而引发多种反应,使纤维分子链结构分解为中小分子化合物,导致其物理机械性能严重下降。这些中小分子化合物被空气进一步氧化,产生能被生物分解的小分子化合物。它们经自然侵蚀后变为极小粉末并进入土壤系统,在微生物作用下重新进入生物循环,最后被完全转化为CO2、水和无机盐类等。
7.1.1.2 化学降解反应
纤维材料在自然界中与酸、碱、氧化剂或还原剂等接触时,发生一系列如水解、酸解、醇解、氧化和还原等化学反应,不仅分子中共价键等发生断裂,使其分子中碳原子数目减少、相对分子质量降低,而且还会引起力学强度、弹性和黏度等其他方面发生显著变化。(www.daowen.com)
7.1.1.3 热降解反应
纤维材料在自然界中遇到高温或火焰时发生热裂解,产生可燃性气体和挥发性有机物等低相对分子质量化合物,并出现明显的碳化现象。不同结构纤维材料的热降解反应存在着较大差异。如聚丙烯纤维的热降解反应表现为无规降解行为,加热时聚合物主链从中部薄弱处断裂,相对分子质量明显下降,力学性能大幅度降低。而聚四氟乙烯的热降解反应属于“拉锁降解”方式,其降解反应从聚合物分子链一端开始,大分子链中的单体像拉锁一样逐个地分解脱落。
7.1.1.4 生物降解反应
生物降解反应是自然界中细菌等微生物通过自身生物酶的作用而分解纤维材料的过程,更多地发生在土壤、河流湖泊和污泥中。生物降解反应通常受到当时环境的温湿度、pH、光辐射条件和养分等因素的影响。此外。除微生物之外,自然界中食木性和草食性的动物也会使纤维材料发生降解反应。
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