退化和恶化

  • 大自然总是以相当数量和种类提供具有有趣组成和结构的高分子材料。
  • 这些天然聚合物包括多糖,如纤维素,甲壳素,淀粉,海藻酸盐,半乳糖,透明质酸,右旋糖酐,和结冷胶,从植物、动物和微生物来源和聚酯,如聚(b-羟基丁酸)和聚(b-羟基丁酸-co-b- - - - - -hydroxyvalerate),由许多细菌产生。
  • 在生物系统中,多糖及其衍生物被发现作为能量储存库,作为植物细胞壁的成分,在细菌和结缔组织中。

降解和变质过程都涉及包括聚合物在内的材料的分解。然而,“生物降解”和“生物退化”是有区别的。

“生物降解”指的是利用微生物以积极或有用的目的来修饰材料,而“生物降解”指的是“生物活性的负面影响”。生物降解过程是生物降解的主要原因。

退化和恶化

退化

  • 将一种化合物还原为一种不那么复杂的化合物,如通过分离一个或多个基团而实现的过程称为降解。
  • 当某些微生物的酶分泌导致聚合物解聚时,自然聚合物和某些合成聚合物就会发生生物降解。
  • 这些酶通过攻击聚合物链的主要官能链和端基来氧化或水解聚合物,因此具有低结晶度的聚合物链最容易受到氧化或水解的影响。
  • 因此,符合大多数这些标准的天然纤维是高度生物降解的,而合成纤维,如聚丙烯和聚乙烯,最不可能受到生物攻击和降解。
  • 芳香族聚酯和聚酰胺,尽管它们各自的分子链中含有氧和氮,但由于它们的分子链刚性和较高的结晶度,它们也能抵抗生物降解。
  • 材料降解是物理、化学和生物降解过程相互作用的结果。
  • 生物降解一词通常用来表示在生物环境中发生的降解。它可以被定义为“特定生物活动介导的物质逐渐分解”。
  • 降解是转化或积累环境污染物的重要过程,包括碳氢化合物(如石油)、多氯联苯(PCBs)、多芳烃(PAHs)、杂环化合物(如吡啶或喹啉)、药物、放射性核素和金属。
  • 此外,它还确保了环境中的养分循环。

恶化

  • 变质是指在质量、功能或条件上受损或下降的行为或过程。
  • 劣化被定义为外部因素作用或材料浸出导致的结构能力随时间的损失(Sanchez-Silva et al. 2008)。
  • 生物变质被广泛接受的定义形式是:“由生物体的重要活动引起的材料性质的任何不良变化”(Hueck, 1968)。
  • 另一个定义是:“生物制剂(即活生物体)导致(结构性)质量或价值下降的过程”。
  • 室外环境因素引起的材料变质过程是气候和当地气象特征的影响、生物过程以及通常由周围环境中的污染物和自然成分影响而产生的复杂化学过程的复杂相互作用的过程。
  • 除了衰变由灾变事件引起的影响材料变质的主要自然环境因素包括但不限于:水分、温度、太阳辐射、空气运动和压力、降水、化学和生化攻击、微和侵入macro-organisms
  • 自然因素,加上那些可能成为污染过程一部分的因素,不断促进风化和材料衰变,包括金属腐蚀。
  • 由虫害和/或真菌生长造成的生物退化和其他形式的退化是由不利的环境条件造成的,如极端潮湿或与昼夜温度、光线和大气污染物的巨大变化有关的相对湿度的大幅波动。

生物因素的恶化

  • 在因高湿度而凝结或潮湿的地方,总会有生物生长,如霉菌或真菌、昆虫和啮齿动物,造成侵扰。
  • 当温度和湿度不受控制时,生物剂会腐蚀纸张和其他有机材料。
  • 霉菌孢子悬浮在空气中,直到它们找到适合生长的条件。如果在收藏品中发现了霉菌,但环境条件没有改变来阻止它的增殖,霉菌就会消化它开始生长的材料。
  • 这导致了材料的染色和变质,并在有机材料的强度迅速损失。

参考文献

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  3. https://core.ac.uk/download/pdf/55614175.pdf
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