生物降解是指微生物在一定温度、湿度、pH值和矿物质含量等条件下,将聚合物材料水解或酶解成可溶性小分子,再由微生物吸收代谢最终完全分解为水、二氧化碳和生物质的过程,对自然界无毒无害。
生物降解一般分为3步,首先微生物吸附在材料上,通过微生物生长和代谢对材料产生一定的物理降解作用;然后微生物生产和代谢对材料产生一定的物理降解作用;然后微生物代谢产生的胞外解聚酶作用于高分子材料,使材料高分子链发生水解和酶解,降解为小分子可溶性分子;最后可溶性小分子被微生物吸收,在胞内解聚酶和体内其他代谢的作用下最终完全分解为水、二氧化碳和其他生物质,并被排到体外。光降解是指材料在光的作用下实现材料分子链断裂降解的过程。材料中的光敏剂或光敏感基团在光的照射下激发出电子活性,在材料中分子链发生光化学反应。在一定温度、湿度以及氧气环境下,材料分子链发生光氧化反应,材料分子链降解断裂为可溶性小分子物质,进而实现材料降解。但由于受光照的限制,光降解材料的使用有较大的局限性。自然光中的紫外线会在光降解材料的降解过程中发挥作用。光降解材料在吸收紫外线后,部分链段和集团处于激发状态,然后发生降解反应,致其化学键、化学链断裂。普通塑料对光照的吸收能力较低,且吸收速度有限,加入有色基团会使塑料进入活化状态,进而加速光的吸收,最终导致塑料在氧、热、水等自然环境下的降解过程加快。在聚乙烯中加入光敏性基团和物质,可以加速PE分子在光照下的光降解反应。光降解主要包括光化学降解和光氧化降解,高分子聚合物在吸收紫外光后发生光化学降解反应。