聚碳酸亞丙酯的生物降解和熱降解性能研究.pdf

1、聚碳酸亞丙酯(PPC)是以溫室氣體二氧化碳為主要原料制得的高分子材料，又具有生物降解性，因而是節(jié)省石油資源的綠色環(huán)保材料。對(duì)其性能展開(kāi)深入的研究不僅具有理論價(jià)值，還可為其今后的廣泛應(yīng)用提供依據(jù)，本論文研究了PPC的生物降解性能和熱降解性能。
　　 在堆肥條件下，進(jìn)行了PPC薄膜的堆肥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分子量對(duì)降解速度有明顯的影響，分子量為2萬(wàn)的薄膜在短短一個(gè)月內(nèi)完全崩解，分子量為8萬(wàn)的薄膜在半年的堆肥中的降解速度相比明顯減慢，

2、CO2釋放實(shí)驗(yàn)表明PPC的最終降解產(chǎn)物為CO2等。PPC的生物降解過(guò)程:PPC分子在微生物的作用下，僅發(fā)生以無(wú)規(guī)斷鏈為主的降解，斷鏈位置發(fā)生在羰基處,微生物實(shí)驗(yàn)表明微生物降解PPC的機(jī)理復(fù)雜，
　　 在非堆肥條件下，進(jìn)行了PPC薄膜的城市固體垃圾土埋實(shí)驗(yàn)和塘泥土埋實(shí)驗(yàn)，分子量為2萬(wàn)的薄膜經(jīng)半年的降解無(wú)分子量的變化但發(fā)生了明顯的失重現(xiàn)象，而分子量大于8萬(wàn)的薄膜沒(méi)有失重，但數(shù)均分子量有變化；同分子量的試樣在固體垃圾中的降解效果稍好于

3、塘泥,分子量為2萬(wàn)的試樣表現(xiàn)出良好的生物降解性能。相比之下，PPC在堆肥條件下的降解速度更快。
　　 PPC復(fù)合材料的系列堆肥實(shí)驗(yàn)表明:高分子量的PPC/淀粉復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的可堆肥能力.在堆肥實(shí)驗(yàn)過(guò)程中淀粉與PPC的相互作用表現(xiàn)得更加明顯，伴隨淀粉的降解，PPC的分子量急劇下降，多分散指數(shù)迅速上升，在為時(shí)半年的堆吧過(guò)程結(jié)束時(shí)，四種不同淀粉含量的復(fù)合材料薄膜幾乎完全崩解，其中淀粉含量為70％的復(fù)合材料在堆肥120天已100％崩

4、解。PPC/木粉復(fù)合材料在堆肥條件下發(fā)生了有限的降解,木粉的加入，在堆肥前期可加快材料的崩解，但后期的作用不明顯.而CaCO3與PPC共混后，對(duì)材料生物降解性能的改善沒(méi)有幫助,在共混過(guò)程中，CaCO3可使PPC分子的分子量明顯下降。
　　 在非堆肥條件下，還考察了不同淀粉含量的PPC/淀粉復(fù)合材料薄膜在城市固體垃圾和塘泥中的降解性能。在塘泥實(shí)驗(yàn)中，分子量下降稍緩些，失重稍大些。PPC/淀粉復(fù)合材料的降解可分為三個(gè)階段。在第一階段

5、，微生物附著在復(fù)合材料表面繁殖；第二階段，微生物分泌的淀粉酶導(dǎo)致淀粉的降解，淀粉降解留下了大量孔洞和相界。第三階段，主要是PPC的緩慢降解，但仍有少量淀粉被包裹在PPC中,盡管降解效果不如堆肥，但淀粉含量大于50％的復(fù)合材料在非堆肥條件仍表現(xiàn)出較好的生物降解性能。
　　 用Ozawa、Friedman、Kissinger三種方法分別計(jì)算了不同大小分子量的PPC的熱分解活化能，各種方法擬合得到的活化能E值比較接近，不同大小分子量的