生物降解塑料研究进展_图文

1、第26卷第4期2001年12月广州化学G|枷l咖u a期nisy VoI.26.N0.4Dec.加0l文耄编号:I('09220X(2001(140038一08生物降解塑料研究进展王东山12黄勇+23沈家瑞1(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广州510641(2.中国科学院广州化学研究所纤维索化学研究开放实验室,广州510650(3.中国科学院化学研究所,北京l咖摘要:综述了国内外生物降解塑料的现状与发展趋势,介绍了生物降解塑料的分类、影响生物降解的因素、生物降解的表征以及生物降解塑料的发展方向。关键词:生物降解;塑料;现状;发展趋势中图分类号:TQ32文献标识码:A半个多世纪以来

2、,塑料在工农业和人们生活领域中得到广泛的应用,但随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用的制品如塑料包装购物袋、塑料餐盒和地膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所、海洋或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害。合成树脂和塑料制品的大量生产和消费,是现代人类大量消费生活方式的直接结果。据预测2000年世界塑料工业总产量将达到1. 46亿吨.2010年将达到1.86+亿吨。为解决塑料废弃物带来的污染问题,70年代以来,科学家们对降解塑料的探索与开发已经开始,并引起世人的关注,它将随着技术的进步出现名目繁多的降解塑料。国际标准化组织(璐O对降解的定义为:伴随着性能

3、下降的化学结构的变化。美国试验与材料学会(ASTM以ISO的定义为基础给出如下定义:降解塑料是指在特定环境条件下其化学结构发生显著变化,且同时造成某些性能下降的塑料。生物降解塑料是指可被土壤、污水及海水中的细菌、霉菌、藻类等微生物分解的降解塑料。由于最终产物多为二氧化碳和水,因此避免了对环境的污染旧j。其降解反应是由微生物中的酶将聚合物分解成分子质量小的碎片,然后进一步被细菌分解、消化、吸收,生成二氧化碳、水等物质。目前,美国、日本、德国等发达国家积极发展生物降解塑料,并先后都制订了限用或禁用非降解塑料的法规bj,不少国家还制订了降解塑料的研制开发计划和措施。因而降解塑料的发展是极为迅速的,某

4、些产品已实现工业化生产,大量代替非降解塑料。我国一些科研单位对降解塑料已有研究和试用,但并未得到普遍认识和形成大规模生产。随着时代的发展,可降解塑料必定会得到广泛的应用。收稿日期:20001228基金项目:中国科学院重点项目(980107*通讯联系入第4期王东山等:生物降鸺塑料研究进展391生物降解的形式与优点1.1生物降解的形式生物降解又可分为生物物理降解和生物化学降解两种¨1。(1生物物理降解:当微生物攻击侵蚀高聚物材料后,由于生物细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化而分裂成低聚物碎片,聚合物分子结构不变,这是聚合物生物物理作用而发生的降解过程。(2生物化学降解:由于微生物或

5、酶的直接作用,使聚合物分解或氧化降解成小分子,直至最后分解成为二氧化碳和水,这种降解方式属于生物化学降解方式。1.2生物降解塑料的优点可制成堆肥回归大自然;因降解而使体积减少,从而延长填埋场地寿命和使填埋地稳定;焚烧时的发热量减少;减少因随意丢弃造成的对野生动物的危害5。2生物降解塑料的分类按降解机理和破坏形式可分为完全生物降解和生物破坏性塑料两种引。2.1完全生物降解塑料完全生物降解塑料是对高分子化学结构的分子水平而言的,主要包括以下几种。2.1.1微生物型降解塑料微生物型降解塑料是指微生物可把某些有机物作为食物来源,通过发酵作用合成高分子。大多数微生物能合成光活性聚酯作为能源储存物质,以颗

6、粒状存在菌体内,用作能源的储备。PHB是本世纪20年代从微生物中分离出的羟基丁酸酯聚合物。近年来,英国IcI 公司7j发现能产生PHB的细菌(名为Aicaligens Entmphus,可在培养基混入作为碳源的丙酸而发酵成长,成功培养出了3一羟基丁酸酯(3HB和3一羟基戊酸酯(3HV的共聚物。IcI公司以Biopol的商品名试销这种产品,在1989年投入批量生产。胡平等人喁1也研究了聚一3一羟基丁酸酯和聚3一羟基戊酸酯的共聚物。其分子结构如(1。日本东京工业大学也培育了如(2结构的(3H助和(4HB共聚酯。扯H2趾士熙砖4。王:H2亘王。c峪叩H:啦3HB3HV3HB7(1(22.1.2合成高

7、分子型生物降解塑料合成高分子型生物降解塑料是指利用化学方法合成制造的生物降解塑料。它较微40广州化学第26卷生物合成具有更大的灵活性,容易控制产品,研究开发工作是合成具有类似于天然高分子结构的物质或含有容易生物降解的官能团的聚合物。合成高分子材料对微生物侵蚀的敏感性依赖于其结构,通常主链上含CN,CO等杂键的高分子比仅含CC键的高分子对微生物更为敏感,带有支链结构的比直链结构的更为敏感。在热塑性塑料中,只有脂肪族聚酯及其衍生物可被微生物降解。如分子质量为40000的无支链型聚一己内酯显示出很高的微生物降解性。聚己内酯(PCL塑料可在海水中溶解。该种塑料在海水及海洋生物作用下,首先产生变形而最终

8、可完全降解。根据PCL的这种性质可使之成为最有前途的一种生物可降解的医用材料【910J。聚乳酸(PLA也是一种性能极佳的生物降解材料,是以乳酸为单体反应的聚合物。通常能被水解成低分子,其后再被微生物分解¨1I。聚乙醇酸交酯、聚丙醇酸交酯不仅具有生物降解性能,而且具有很好的生理适应性,可作为外科缝合线、人工骨、缓释性药膜材料。这一类生物降解塑料可用来取代吹瓶等原料,但因要求完全分解,如何控制其结构尚需进一步研究,而且其成本也有待进一步降低。.2.1.3天然高分子生物降解塑料天然高分子生物降解塑料是利用生物可降解的天然高分子如植物来源的生物物质和动物来源的甲壳质等为基材制造的塑料。植物来

9、源包括细胞壁组成的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、多糖类及碳氢化合物,动物来源就是虾、螃蟹等甲壳动物。纤维素和甲壳质在化学结构上相似,是分布在自然界的碱性多糖,可生物合成及分解,不会造成环境污染¨引。美国wamer一n公司【13j开发了一种可生物降解塑料,该产品适用于注塑模制品,有良好的脱模性,且注塑周期短、流动性好。另据报道,一种得自于淀粉废物及副产物的乳酸基塑料是利用酶将食品废物中的淀粉转化为单糖,之后单糖发酵,生产乳酸,最后由乳酸聚合生产聚乳酸,有可能用于垃圾袋、种子、农药和肥料的涂层以及可缓释农药、肥料和农用地膜。直链淀粉和支链淀粉相比,由于结晶性增加,拉伸强度等材料特性提高

10、,具有类似热塑性塑料的性能。德国BatteIle研究所【14j研制出直链含量很高的淀粉,可以直接用通用的加工方法成型,得到的膜透明、柔软,作为聚氯乙烯的替代产品广泛应用,在水中或潮湿土壤中可完全分解。谷壳、谷杆具有高纤维素、高二氧化硅含量,是制造降解材料的理想原料,其加工方法是由造纸工业中的制浆法改良而得。这种硅酸盐交联纤维素聚合物含水浆料的物理性质与天然纤维素不同,表现在吸水性、缓冲性、键合韧性、弹性模量和热稳定性的差别上。该浆料由于是一种具有独特聚合物性质的纤维素,还具有各种各样的用途,可以直接流延或模塑制成不同形状的非发泡产品,如膜、保护性涂层;还可以喷涂到纸张上形成薄膜,使纸张具有独特

11、的防水、抗撕性能【15J。韩青原H钊发明了一种淀粉聚合物替代传统的塑料。含淀粉、粘合增强剂、润滑剂、增塑剂、防水剂的物料充分混合后,在双螺杆挤出机挤出,在一定温度压力下经水蒸汽发泡而成,可广泛用于制作防震包装填料和快餐盒等一次性包装用品等。由于其废弃物极易分解,不仅可通过废弃物的回收利用降低其生产成本,更重要的是避免了包装废弃物对环境的严重污染,具有极大的社会效益。第4期王东山等:生物降懈塑料研究进展4l2.2生物破坏性塑料生物破坏性塑料是对材料水平而言的,主要是天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚以制取具有良好的物理机械性能和加工性能的生物可降解材料。其组合方式有以下几种:用熔融和溶液

12、共混的方法将一种高分子材料分散在另一种高分子的水溶液中,形成悬浮体系,晟后制成各种复合物;将天然高分子材料分散或溶解在可进行聚合反应的体系中进行均聚或共聚合反应,使体系中的单体聚合,得到含天然高分子的复合材料;将天然高分子在适当的条件下降解,并使降解后的分子链段与其它单体聚合反应,从而制备具有生物降解性能的新型共聚物。下面将分述淀粉、纤维素、蛋白质与合成高分子组合的研究现状及发展情况。2.2.1淀粉基塑料淀粉基塑料的制造方法主要有两种:(1共混。由于淀粉分子中含有大量的羟基等强级性基团,与非极性的聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇Ll7|、聚氯乙烯等很难相容,人们采用偶联剂法、淀粉接枝改性法、加

13、入第三组分及母料等多种方法对淀粉进行化学改性,可有效地改善淀粉与聚烯烃的相容性,可以制造农用薄膜和包装材料。加拿大的St.Lawrence淀粉公司【】8j采用硅烷偶联剂法处理淀粉以改善淀粉与聚烯烃的相容性。同时,该公司还采用母料生产方式生产Ecostar生物降解母料。该母料是以改性后的淀粉为基础的添加体系,可与聚烯烃如聚乙烯和聚苯乙烯等在230下加工,所得产品可在4个月内分解。淀粉聚氯乙烯型可降解塑料通常采用两种共混工艺进行加工:利用机械干混法;糊化淀粉和聚氯乙烯胶乳混合再凝结法。第一种方法简便易行,但效果不佳。这主要是由于淀粉的大颗粒和强极性使之很难与聚氯乙烯相容。人们采用不同的改性方法来增

14、容f19。赵建青等人f20j利用淀粉接枝改性取得了良好的效果。把甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的混合单体接枝到木薯淀粉上,用这种接枝淀粉填充聚氯乙烯可获得力学性能优良的微生物可降解聚氯乙烯薄膜。经红外光谱和和扫描电镜分析,证实淀粉上发生了接枝反应。刘光烨等人【21j以硝酸铈胺盐为引发剂,丙烯酸酯与玉米淀粉接枝反应共聚合成改性玉米淀粉,对聚乙烯有良好的添充作用。该材料具有较好的综合性能.其成膜性、力学强度和加工性能均有不同程度的改善。Otey等人122J采用加入适宜的第三组分也达到了增容的目的,较为有效的第三组分主要有乙烯一丙烯酸共聚物(EAA。由于EAA与淀粉和聚烯烃均有良好的相容性.因此使淀粉一

15、聚乙烯等聚烯烃共混材料具有良好的共混结构,从而使材料获得优异性能。(2淀粉与不饱和单体如苯乙烯、乙烯、丙烯、丙烯酸及其酯类等共聚而得到的降解材料。已开发的淀粉基塑料主要有:淀粉接枝丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等【23-。2.2。2纤维素基塑料纤维素基塑料也有两种制备方法,一是共混,二是化学改性。(1纤维素和壳聚糖的共混日本四国工业实验所已开发出纤维素为主的塑料作为薄膜、包装材料等应用。他们把乳胶状的纤维素和壳聚糖混合加热,纤维素的羟基与壳聚糖的酰氨基反应,干燥42广州化学第26卷后得到半透明的薄片。该材料加工成片材后,干燥状态的片材气密性是聚乙烯的10100倍,抗张强度是聚乙

16、烯的10倍。日本Nishiyama等L2纠用纤维素和甲壳质为主制成包装袋、农用薄膜等,其纤维素可以是天然纤维素,也可为半合成纤维素。(2纤维素和蛋白质的共混纤维素和蛋白质分别单独作为降解材料时,在水中和润湿状态下强度低,甚至无法保持原形,然而二者共混的水溶液经流延干燥制成的膜材料却不仅具有良好的干燥强度,润湿强度强度也令人满意。这可能是因为在干燥过程中,纤维素的羟基与蛋白质的氨基、羧基相互以化学键结合,形成了某种复合结构lllj。(3纤维素与其衍生物的共混将未改性纤维素加入纤维素衍生物溶液中,根据不同要求选择加工工艺,如注射成型、流延成膜等,得到各种成型制品或膜材料。制品的力学性能良好,生产成

17、本低,降解速度快,可用于食品、化妆品、洗涤剂和日用品的包装26。纤维素衍生物可选用醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素或醋酸一丁酸纤维素。(4纤维素和高分子单体共聚有关纤维素和高分子单体共聚有很多报道,主要有美国Kim等旧j制成纤维素的聚氨酯,如醋酸纤维素/二甲苯二异氰酸酯共聚物、醋酸纤维素/二甲苯二异氰酸酯/聚丙烯醇共聚物等。2.2.3蛋白质基塑料蛋白质虽然具有较好的生物降解能力,但热性能和机械性能较差,用化学处理确可改善其热性能和机械性能。但这方面的研究还处于基础研究阶段。3影响生物降解的主要因素2830(1聚合物的结构及柔顺性聚合物链含有易水解键,如酯键、酰胺键、脲键、氨酯键等,较易进行生

18、物降解;链的柔顺性也有一定影响,柔顺性大,降解速度也大。(2分子量及其分布许多由微生物参与的聚合物降解都是由端基开始的,高分子量的聚合物因端基数目少,降解速度较低。对于宽分布的聚合物,总是低分子量部分先降解。(3聚合物的形态结构对于晶态聚合物与它的结晶度和晶形有关,对于无定形聚合物与其玻璃化温度有关。非晶态聚合物比晶态的较易进行生物降解。(4环境条件温度、pH值、湿度、氧含量、土质等,以及微生物生长所需的其它营养条件3¨。(5微生物的分布真菌与细菌的数量、类型及相互作用。第4期王东山等:生物降懈塑料研究进展434生物降解塑料的表征专利与文献中所用的生物降解性测试方法很多,大致有下列几

19、种:(1机械强度法:将塑料件埋在土中,保持一定温度、湿度、时间后取出,测定其拉伸强度、冲击强度、伸长率等变化,并于非降解塑料件作对比。(2分子量法:在土壤中埋藏后,如分子量下降,表示降解了。(3残量测定:埋在土中一定时间后,用萃取法测定土壤中残留的聚合物,或者测定埋人士中塑料失去的质量。(4霉菌法:经接种各种不同霉菌,凡能长霉的就能降解,长酶面积越大,降解越快。(5酶处理法:用a一淀粉酶,酯酶等溶液浸泡后,观察强度的变化和溶液中碳量的增加32j。(6放射性14C示踪研究:将标记的降解塑料磨成粉状,与新鲜的庭院土壤混合,在含有饱和水的空气存在下使样品发生生物降解,测定每分钟14C量的数值,再与原

20、来标记样品比较,即可测定被分解成二氧化碳的试样聚合物的碳量的百分数。(7二氧化碳释放量测定:此法采用气相色谱仪测降解塑料作为唯一碳源时的二氧化碳释放量与对照的变化来定量表征降解速度和速率【33。(8氧气消耗量测定:将降解塑料试样和活性淤泥混合培养在密封培养瓶中,根据耗氧量来表征降解性能J。5生物降解塑料的发展方向(I天然高分子材料利用纤维素、淀粉、甲壳素等天然高分子材料制取生物降解塑料,进一步开发改良天然高分子的功能与技术。(2合成生物降解塑料利用分子设计、精细合成技术合成生物降解塑料。通过对具有生物降解性的合成高分子生物降解机理的解析,制取生物降解塑料;同时对这类高分子与现有通用聚合物、天然

21、高分子、微生物类聚合物等的嵌段共聚进行研究开发。(3微生物培养生物降解塑料通过微生物的培养获得生物降解塑料。寻找能生产高分子塑料的微生物,发现新的高分子,并解析其合成机理,同时通过现有方法及基因工程的手段提高其生产性,研究高效培养微生物的方法。6结束语尽管目前开发的可降解塑料尚未彻底解决日益严重的“塑料垃圾问题”,但仍然是一条缓解矛盾的有效途径。它的出现,不仅扩大了塑料的功能,缓解了人类和环境的关万方数据广州化学第26卷系,而且从合成技术上展示了生物技术的威力和前景,这将是2l世纪新材料的重要领域,其重点发展的方向是发掘新的原材料及其基础理论和应用研究。参考文献杨惠娣.国内外生物降解塑料标准化

22、现状和动向.中国塑料,1999,13(2:13者东梅,徐定宇.生物可降解塑料进展.塑料加工应用,1994,(1:3l钱凤珍.国外降解性塑料的发展现状.化学工程师,199l,(1:4l张元琴.黄勇.以纤维素材料为基质的生物降解材料的研究进展.化学世界,1999,40(1:3杨惠娣.生物降解塑料开发现状与发展趋势.中国塑料,1996,10(4:l陈文瑛.生物分解性塑料研究与开发现状.塑料工程,1992,(2:l苏家齐.Biopol一细菌合成塑料.化工科技动态,1995,(2:4胡平,陈国强,张增民,吴琼.生物可降解塑料聚羟基脂肪酸酯的生产及物性表征.合成树脂及塑料.1997,14(2:45唐赛珍.

23、国外生物降解塑料近期发展动向及问题.石油化工,1995,24(5:344Evens B.Polvmer finds new use as bi(JI|e舯dable additives.P1硒tics Technology,1990,36(5:4l熊成东,戴琦,邓先模.聚乳酸一聚丙二酸嵌段共聚物的合成与表征.化学通报,1994,(5:59陈礼跷,魏金芳,赵玲.利用甲壳素制取生物降解塑料的探讨.中国塑料,1996,10(2:6赵岳荣,苏灼佳,钟松辉.新一代塑料生物降解塑料.化学世界,199l,32(11:48l张捷.多糖类生物降解材料的研究进展.中国塑料,1995,9(6:17Joha衄es S

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26、l c.P眦ess for fo咖ing expaIlded liglltwejglIt ceutIl盯products如m pknt w8ste.US 5J33834Kim s,s嵋nnet V T.A new class of biodegradableymer.J Polym sci Polym ktt Ed,1973,1l:73lKumar C S,Kalpagam V,Nandi u S.Bi哦grad圳eymer:pmspects,p咄lems and progre鹃.J Macroml sciRev Macromol Chem Phys,198283,c22(2:225saya眦

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28、测方法.塑料,】997,26(4:499¨位B 凹引弛驺弘万方数据第4期王尔山等:生物降解耀料研究进展45Pl嬲tics Progress of R电search on The BiOdegradablewANG Dongsh锄1一,HuANG Yon92一,sHEN Jiamil(1.College0f Mat“a1seience aTld En舀ne商ng,sH0uth china University of代cllIlology,(沁锄g小0u51064l,chiIla(2.Idb嘲t啊of Ce】山ose all(1L;印0ce脚舾ics Cb鲫is呵,Gu锄gdl鲫Jnst

29、j山比of ch鲫jghy,chinese Academy of Sciences,GuaIIgzhou510650,china(3.Beijing lnstimte of Chemis町,chinese Acad锄y of sciences,Beijing100080,ChinaAbs妇ct:T11is review deaIs with the recent research pmgress on the biodegradabJe plastics.This review f如uses on the classi-ication of biodegradable materials、th

30、e d托cts on the biodegradability、the characterization of biode铲adable materials and tends of deVelopment of biodegradable materials.Key words:biodegradable;plastics;present state;t托ndsdeVelopIrlent(上接30页synthesis of1,4一Dieth假ybe毗ene Catalyzedby Ph鹬e Transfer CatalystYAN Guiyallg,ZHENG“uping,LIN shen(

31、Depanment of Chemis时,FujiaIl Nornlal Unjversity,Fu小ou FIuji粕350007,Chi腿Abs仃act:A new type of quatemary phosphine salt polystrenesupponed phase trans如r catalyst has been prepared.It was used for synthesizing l,4一diethoxybenzene.Experiment results showed that under tlle conditions of70,with weight of

32、catalyst of3.Og,paradioxybenzenemonbmmethane ratio(n101l:3.5and a reaction time of4h,a yield of84.3%caIl be obtained. Key words:phase transfer cataIyst;1,4一diethoxybenzene;synthesis万方数据 生物降解塑料研究进展作者:王东山, 黄勇, 沈家瑞作者单位:王东山(华南理工大学,材料科学与工程学院,广州,510641;中国科学院广州化学研究所,纤维素化学研究开放实验室,广州,510650, 黄勇(中国科学院广州化学研究所,

33、纤维素化学研究开放实验室,广州,510650;中国科学院,化学研究所,北京,100080, 沈家瑞(华南理工大学,材料科学与工程学院,广州,510641刊名:广州化学英文刊名:GUANGZHOU CHEMISTRY年,卷(期:2001,26(4被引用次数:3次参考文献(34条1.杨惠娣国内外生物降解塑料标准化现状和动向 1999(022.者东梅.徐定宇生物可降解塑料进展 1994(013.钱凤珍国外降解性塑料的发展现状 1991(014.张元琴.黄勇以纤维素材料为基质的生物降解材料的研究进展期刊论文-化学世界 1999(015.杨惠娣生物降解塑料开发现状与发展趋势 1996(046.陈文瑛生物

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37、panded lightweight cellular products from plant waste27.Kim S.Stannet V T A new class of biodegradable polymer 197328.Kumar G S.Kalpagam V.Nandi U S Biodesradable polymer: prospects problems and progress 1982(0229.Satyanarayana D.Chatterji P R Biodegradable polymers: challenges and strategies 1993(0

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39、.介绍了生物降解包装塑料的种类,分析了生物降解包装塑料的机理,综述了生物降解包装塑料的研究进展,指出了生物降解包装塑料的发展趋势.2.期刊论文杨军.宋怡玲.秦小燕.YANG Jun.SONG Yi-ling.QIN Xiao-yan聚乙烯塑料的生物降解研究-环境科学2007,28(5塑料废弃物是目前最严重的固体废物污染问题,它正以每年4000万t的速度在环境中积累,而塑料在自然界几乎完全不能被生物降解和参加物质循环,所以从不同方式提高其生物降解效率一直是重要的研究方向.本文从聚乙烯塑料的改性及降解预处理、生物降解途径、主要降解微生物及其酶,以及聚乙烯降解后的物理、化学与生物学性质的变化等方面总

40、结了近年来聚乙烯生物降解的研究进展.提出了开拓聚乙烯降解的生物研究种类,分离并克隆能产生活性基团的关键酶及其基因,以及加强无添加剂的聚乙烯降解研究等方面的研究方向.3.学位论文谢孝勋光/生物降解聚乙烯塑料的研究2009随着石油化学工业的发展,通用塑料聚乙烯(PE产品广泛应用于生活用品、航天材料、农业薄膜等领域,极大地推动了人类社会的发展,但同时又给人类社会带来严重的“白色污染”,目前,对这些废弃物的处理,主要采取填埋、焚烧、热裂解和回收利用等方法,但效果均不理想。因此,对聚乙烯材料的降解研究对解决“白色污染”具有重要的现实意义。 本文分别采用硬脂酸铁(FeSt3和硬脂酸铈(CeSt4光敏剂,添

41、加改性纳米TiO2、硬脂酸钙和硬脂酸锌,制备出一类可控光降解聚乙烯薄膜,并对薄膜进行人工紫外光老化实验。采用红外光谱、粘均法测分子量、DSC热分析和力学性能测试等方法,对老化后的LDPE薄膜进行了结构表征和性能测试。结果表明:硬脂酸铁(FeSt3和硬脂酸铈(CeSt均是聚乙烯高效的光敏剂,改性纳米TiO2可以延缓聚乙烯光降解诱导期,硬脂酸钙和硬脂酸锌同时加入可以促进聚乙烯的光降解。通过控制光敏剂、改性纳米TiO2、硬脂酸钙和硬脂酸锌含量,可以实现聚乙烯薄膜的可控光降解。 本文采用了三种淀粉改性的方法:塑化改性、硅烷偶联剂改性(KH570-starch和丙烯酸丁酯接枝改性(BA-g-starch

42、。以EVA做为增容剂,制备出一类淀粉/聚乙烯可降解材料,测试材料的机械性能。研究表明:三种淀粉改性方法,以BA-g-starch的改性方法效果最好。在制备淀粉共混聚乙烯(BA-g-starch/EVA/LDPE降解材料的基础上,考察了马来酸酐(MAH和过氧化二异丙苯(DCP加入量对材料的力学性能的影响。研究表明,MAH和DCP的加入可以提高材料的力学性能,对于BA-g-starch/EVA/LDPE为15/20/65的体系,当MAH含量2%和DCP含量0.8%时,材料的拉伸强度达13.87MPa,断裂伸长率为374%。与未加MAH和DCP的体系相比,材料的拉伸强度增大了71.66%。DSC分析

43、结果表明:LDPE基体的结晶度随着MAH的加入先增加后降低;同时,DCP的加入也能使LDPE的结晶度降低。SEM分析结果表明:MAH和DCP的加入,能提高共混体系两相的分散性,改善淀粉与聚乙烯的相界面,增加淀粉与PE的相容性。4.期刊论文陈庆.陈坷.CHEN Qing.CHEN Ke生物降解淀粉塑料加工中双螺杆挤出机螺杆组合-塑料工业2006,34(z1在介绍了啮合同向双螺杆挤出机特点的基础上,对其在生物降解淀粉塑料加工工艺中的关键问题-螺杆组合进行了探讨,结合双螺杆挤出机每个功能段的作用提出了螺杆最佳组合原则.5.期刊论文邱威扬.邱贤华.喻继文国内生物降解淀粉塑料研究现状与展望-江苏化工20

44、03,31(4概述了目前国内几种全生物降解淀粉塑料的开发现状,展望其十分广阔的发展前景.6.期刊论文陈公安.戚严磊可完全生物降解蛋白质塑料-天津化工2006,20(3本文对可生物降解的蛋白质及大豆蛋白质塑料的研究状况做了介绍,对蛋白质塑料的生物降解机理也进行了分析,同时对大豆蛋白质塑料的降解性进行了研究.7.学位论文巢维低密度聚乙烯(LDPE膜光生物降解的研究2006目前,对塑料废弃物的处理,主要采取填埋、焚烧、热裂解和回收利用等方法,但效果均不理想。在继可降解塑料的开发研究以及研究可降解塑料的降解性以后,研究通用塑料的生物降解性,将废旧塑料在微生物作用下重新进入生物循环已成为当今的热门课题之

45、一。目前,对普通聚烯烃类特别是聚乙烯的生物降解研究已经成为研究的主要方向,这能最终解决白色污染问题。塑料降解应该是光降解和生物降解联合效应的结果,先始于光解,后完全代谢于生物降解,最终转化为腐殖物质、H2O和CO2。本文通过在LDPE薄膜中加入光敏剂研究发现,加入不同种类的光敏剂对LDPE薄膜有不同程度的光降解。光敏活性FeSt3效果最好,其次为CeSt4,MnSt2最差。三种硬脂酸盐含量不同和光照时间不同时,可以控制光降解LDPE膜的使用寿命,对LDPE有不同程度的降解。本文对含0.4%FeSt3试样的LDPE光照60h后研究发现,力学性能已不能满足使用的需要,粘均分子量下降到9000,能被

46、简青霉(P.simplicissimum用作碳源生长而降解。为了提高微生物对LDPE膜中碳源的利用从而增强LDPE膜的生物降解性,通过在培养基中添加三种不同的表面活性剂的研究发现,石蜡油能很明显的改善简青霉(P.simplicissimum在LDPE膜表面的生长情况,而加入Tween80和TritonX-100对简青霉(P.simplicissimum的生长并没有什么影响。将LDPE薄膜用UV-光照120h后,在傅立叶红外光谱中1715cm-1处和920cm-1发现了典型的羰基峰和双键。但是经过28d的微生物培养后,羰基指数和双键指数由于被简青霉(P.simplicissimum利用,都有了不

47、同程度的下降。随着石蜡油浓度的增加,附着在LDPE膜表面的菌落也越来越多。在一定的范围内,LDPE膜的质量损失率也增加,但是石蜡油的浓度过高时,却会抑制LDPE膜的降解。添加石蜡油的培养基用简青霉(P.simplicissimum培养28d后,粘均分子量下降了11.25%,而没有添加的却只下降2.5%。添加的石蜡油的确促进了LDPE膜的生物降解。8.期刊论文付秀娟.李庆新.黄进.付超.Fu Xiujuan.Li Qingxin.Huang Jin.Fu Chao助剂对完全生物降解淀粉基塑料性能的影响-现代塑料加工应用2003,15(4主要研究了加工助剂增塑剂、无机填料CaCO3及有机填料纸浆的含量对淀粉基降解材料性能的影响.结果表明,随着增塑剂含量升高,材料的机械性能有较大提高,尤其是断裂伸长率变化显著;加入CaCO3可以提高制品的刚度、尺寸稳定性等,但强度、断裂伸长率有所下降.纸浆添加量质量分数为6%左右时试样综合机械性能最好.9.期刊论文付秀娟.李庆新.黄进可完全生物降解淀粉基塑料片的研制-化工新型材料2003,31(4制定了以淀粉为主要原料,制备可完全生物降解材料的工艺路线.制备的降解材料透明