LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的降解规律研究

摘要

聚乙烯（PE）的分子量通常在2万以上，很难发生降解，其废弃物对环境造成了污染，腐植酸（HA）是一种能够被光解以及微生物降解的高聚物，在生活中通常用作肥料（腐植酸铵、腐植酸钾、腐殖酸钠等）来改善土壤，聚丙烯（PP）的光降解性能优异，以PE、PP作为基体树脂，HA作为填充料，三者的光解、微生物降解规律以及能否对土壤改良带来帮助还不清楚。因此，本文通过紫外光降解实验、水环境影响实验以及微生物降解实验，对LDPE/HA复合材料、LDPE/PP/HA复合材料及LDPE/AHA（氨化腐植酸）复合材料和LDPE/PP/AHA复合材料的降解规律进行了研究，得出以下结果： （1）高含量的HA能够改善LDPE的紫外光降解性能。在紫外光照射2310h后，HA含量为65%、55%及45%的LDPE/HA复合材料样条的拉伸强度分别下降了16.9%、22.5%及16.49%，断裂伸长率分别下降了45.83%、69.16%及75.93%；HA含量为35%和25%的LDPE/HA复合材料样条的拉伸强度和断裂伸长率在不同的照射时间内出现振荡变化规律，说明此HA含量下的LDPE/HA复合材料的UV光降解过程中存在多元反应，包括LDPE分子链的断裂、LDPE分子链之间的交联以及HA降解产物与LDPE分子链的交联。 （2）腐植酸氨化后（AHA）不能很好的促进LDPE的紫外光降解，也使得复合材料的紫外老化寿命有所延长。 （3）LDPE/HA复合材料中加入PP后，PP的含量为9%～13%时，复合材料表现出较好的紫外光降解性能，并且降解效果要好于LDPE/HA复合材料；LDPE/AHA复合材料中加入PP后，PP的含量为9%～13%时，复合材料表现出较好的紫外光降解性能，但主要是PP的降解所引起的。 （4）水环境影响实验中，四种复合材料在纯净水和有机腐植溶液中放置120d后，几种配方的复合材料使纯净水及有机腐植溶液的pH轻微下降，原因与HA及AHA从基体树脂中迁移的程度以及发生的反应有关。四种复合材料使酸性土壤的酸性轻微增加，但不会造成土壤板结。 （5）四种复合材料在碱性环境（盐碱溶液）中放置120d期间，盐碱溶液的pH呈现振荡变化；在120d后，略微增加了盐碱溶液的pH，说明四种复合材料对盐碱地土质没有改善。 （6）在微生物降解实验中发现，HA含量为65%时，绿色木霉、荧光假单胞杆菌以及烟曲霉菌对LDPE具有一定的降解作用;在微生物环境中，LDPE中同时存在着降解与交联。HA氨化后可以增加荧光假单胞杆菌和烟曲霉菌对LDPE的降解作用；绿色木霉、荧光假单胞杆菌以及烟曲霉菌可能会对丙烯产生一定的降解作用。 （7）在绿色木霉环境中120d，LDPE/PP/HA复合材料的降解效果最好，并且样条的拉伸强度和断裂伸长率与初始值相比分别下降了13.03%和43.53%；在荧光假单胞杆菌中120d，LDPE/PP/AHA复合材料的降解效果最好，并且样条的拉伸强度和断裂伸长率与初始值相比分别下降了8.64%和17.81%；在烟曲霉菌环境中120d，LDPE/PP/AHA复合材料的降解效果最好，并且样条的拉伸强度和断裂伸长率与初始值相比分别下降了14.38%和14.16%。

目录

1 绪论

1.1 聚乙烯的降解研究现状

1.1.1 聚乙烯的光降解研究现状

1.1.2聚乙烯的微生物降解研究现状

1.2 聚丙烯的降解研究现状

1.2.1 聚丙烯的光降解研究现状

1.2.2 聚丙烯的微生物降解研究现状

1.3 腐植酸降解特性及其应用研究进展

1.3.1 腐植酸的降解研究现状

1.3.2 腐植酸的应用研究进展

1.4 本论文研究的内容及意义

1.4.1 论文研究的内容

1.4.2 论文研究的意义

2 实验

2.1 实验原料与仪器

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验仪器

2.2 LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的制备

2.3 实验方法

2.3.1紫外光降解LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的实验方法

2.3.2 LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料受水环境影响的实验方法

2.3.3微生物降解LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的实验方法

3 LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的紫外光降解规律研究

3.1 LDPE/HA复合材料的紫外光降解性能分析

3.2 LDPE/AHA复合材料的紫外光降解性能分析

3.3 LDPE/PP/HA复合材料的紫外光降解性能分析

3.4 LDPE/PP/AHA复合材料的紫外光降解性能分析

3.5 本章小结

4 LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料受水环境影响的规律研究

4.1 LDPE/HA复合材料受水环境影响的规律

4.1.1 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在纯净水中的实验结果分析

4.1.2 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在有机腐质溶液中的实验结果分析

4.1.3 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在盐碱溶液中的实验结果分析

4.2 LDPE/PP/AHA复合材料受水环境影响的规律

4.2.1 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在纯净水中的实验结果分析

4.2.2 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在有机腐植溶液中的实验结果分析

4.2.3 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在盐碱溶液中的实验结果分析

4.3本章小结

5 LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的微生物降解规律研究

5.1 LDPE/HA复合材料的微生物降解规律

5.1.1 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在绿色木霉中的降解性能分析

5.1.2 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在荧光假单胞杆菌中的降解性能分析

5.1.3 LDPE/HA及LDPE/AHA复合材料在烟曲霉菌中的降解性能分析

5.2 LDPE/PP/HA复合材料的微生物降解规律研究

5.2.1 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在绿色木霉中的降解性能分析

5.2.2 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在荧光假单胞杆菌中的降解性能分析

5.2.3 LDPE/PP/HA及LDPE/PP/AHA复合材料在烟曲霉菌中的降解性能分析

5.3 微生物降解效果对比

5.4 本章小结

6 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢