Деградация производных целлюлозы в лабораторных, искусственных и природных условиях

Биоразлагаемые полимеры дополняют перерабатываемые материалы в борьбе с пластиковыми отходами, поскольку некоторые изделия трудно перерабатывать, а другие попадают в окружающую среду вследствие особенностей применения или износа. Природные биополимеры, такие как целлюлоза, обладают естественной биоразлагаемостью, однако химическая модификация, обычно необходимая для придания термопластичных свойств, растворимости или других желательных характеристик, может замедлять или даже полностью предотвращать процесс биодеградации. В настоящем обзоре обобщены современные данные о деградации распространённых производных целлюлозы в различных лабораторных, природных и созданных человеком средах. В зависимости от среды деградация может происходить исключительно за счёт биодеградации либо включать сочетание нескольких процессов, таких как химический и ферментативный гидролиз, фотодеградация и окисление. Очевидно, что тип модификации и особенно степень замещения — важные факторы, определяющие деградацию производных целлюлозы во взаимосвязи с условиями среды. Также кратко рассмотрены значительные различия условий в разных средах, важность правильного выбора среды для испытаний, характеристики процесса деградации и подтверждение биоразлагаемости. Для обеспечения полной устойчивости новых производных целлюлозы, разрабатываемых в настоящее время, ожидаемый сценарий завершения жизненного цикла — переработка материала или «биологическая» переработка — следует учитывать как важный параметр проектирования.