聚乙烯醇的生物降解环境
聚乙烯醇氧化改性对其生物降解的影响
摘 要 高分子 量 、 醇解度 的聚乙烯 醇(V ) 自然环境 中的生物降解性较差 , 高 PA在 难以实现水体 自净化 的要求。为
从 根 本 上 提 高 P A的 生 物 降 解 性 能 , 用 H V 采 与 F 的 复合 体 系 对 P A进 行 氧化 处 理 , P A分 子链 上 的一 0 e V 使 V H 部 分 氧 化 为 O 结 构 , P A发 生 主 链 断 裂 提 供 条件 。 通 过 埘 P A 的氧 化 动 力 学 研 究 和 分 子 量 测 定 , 定 了 氧 为 V V 确
Ab ta t P lvn lach l( V sr c oy iy lo o P A)w t ih moeua eg tad hg ui srte i c l t ebo i hg lc lrw ih n ih p r yi ah rdf ut ob i— h t i f
i rvn t id ga a ii mp o ig i b o e r d b l y, h d o e eo ie a d F s t y rg n p rxd n e
s se y tm i s d o o ie t e y o y go p o s e t xd h h drx l ru s f u
d ga e n t e n t rle v rn n n o s tsy t e r q ie n fs l la i g o h t rs se . F r e rd d i h au a n i me ta d t aif h e u rme to ef ce nn ft e wae yt m o o
聚乙烯醇的合成与降解详解
综合国内外的研究,我们可以知道PVA的降解机理主要是 聚合链的内部断裂,第一步由微生物产生的PVA氧化酶和 脱氢酶作用,形成特定的基团然后被水解酶催化促使碳碳 链的断裂。同时PVA的结构以及其本身的聚合度的不同造 成PVA降解酶活性的不同,使得对PVA的降解产生较多的问 题。但是相信由于自然界PVA的逐渐增多,会有越来越多 的微生物被发现可以降解PVA。
基本特性
【溶解性】PVA溶于水,水温越高则溶解度越大,但几乎不溶于有机 溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的 PVA溶解极快,而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。一般规律,对 PVA溶解性的影响,醇解度大于聚合度。PVA溶解过程是分阶段进行的, 即:亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。 成膜性PVA易成膜,其膜 的机械性能优良,膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强。 粘 接性PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力。一般情况,聚合度、醇 解度越高,粘接强度越强。
聚 乙 烯 醉 (P V A )是 较 少 的 可 溶 于 水 并被 生 物 降 解 的 乙 烯 聚 合 物 之 一 。 研 究表 明 , 在 受P V A 污 染 的 自然 环 境 中存在 着 能 降解 P V A 的 微 生 物 , 并从 中提 取 出 了 P V A 降解 酶。
国内PVA生物酶研究
聚乙烯醇的合成与降解
化学1203 厉剑
基本介绍
分子式:[C2H4O]n
聚乙烯醇(简称PVA)外观为白色粉末,是一种用 途相当广泛的水溶性高分子聚合物,性能介于塑 料和橡胶之间,它的用途可分为纤维和非纤维两 大用途。聚乙烯醇具有较佳的强力粘接性、皮膜 柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护 性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的 耐水性等,在纺织、食品、医药、建筑、木材加 工、造纸、 印刷、 农业以及冶金等行业具有广 泛的应用前景,开发利用前景广阔。
pva的化学式-概述说明以及解释
pva的化学式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚乙烯醇(PVA)是一种重要的合成树脂,具有广泛的应用领域。
它是由乙烯醇单体聚合而成的聚合物,具有优良的物理化学性质,包括良好的耐水性、韧性和耐热性。
PVA在纺织、包装、医药、建筑等领域都有重要的应用,被誉为“人造丝”和“塑料钢”。
本文将对PVA的化学式及其分子结构、性质与用途进行详细介绍,旨在展现这一重要聚合物的重要性和未来发展前景。
1.2 文章结构本文主要分为三个部分:引言、正文和结论。
第一部分引言包括概述PVA化学式的重要性,文章结构介绍了全文的框架,目的则明确了本文的写作目标。
第二部分正文将详细介绍PVA的全称和简介,PVA的分子结构以及PVA的性质与用途。
通过这些内容的介绍,读者可以全面了解PVA及其在化学领域的重要性。
第三部分结论将总结PVA的重要性,并展望PVA未来的发展趋势。
最后,通过结束语,对PVA化学式的意义进行深刻的思考和总结。
整篇文章结构严谨,内容丰富,旨在向读者展示PVA的化学奥秘和应用前景。
1.3 目的本文旨在深入探讨PVA(聚乙烯醇)这一重要化学物质的化学式及相关知识。
通过对PVA的全称、分子结构、性质和用途等方面进行详细介绍,旨在帮助读者更好地了解和认识这一化合物。
同时,通过深入分析PVA 的重要性和未来发展潜力,探讨其在各个领域的应用前景。
通过本文的阐述,希望读者能够对PVA有更加全面和深入的认识,促进对这一化合物的研究和应用。
2.正文2.1 PVA的全称和简介PVA,全称为聚乙烯醇,是一种非常重要的合成高分子化合物。
它是由乙烯醇单体经聚合反应得到的聚合物,具有许多优异的性质和广泛的用途。
PVA在工业和日常生活中被广泛应用,是一种常见的合成树脂材料。
PVA是一种水溶性聚合物,在水中可以形成均匀的胶体溶液,具有良好的黏附性和韧性。
它的分子结构中含有大量的羟基官能团,使得它具有很好的亲水性和与许多物质的相容性,这也是PVA在各种领域得到广泛应用的重要原因之一。
pbat生物降解原理
pbat生物降解原理生物降解是一种新型的包装材料制造工艺,它采用生物可降解的材料,如聚乙烯-丙烯腈共聚物(PBAT)和聚氯乙烯(PVC)等,运用生物降解菌如细菌,酵母菌等对聚合物材料进行降解,可以有效地改善生活环境并降低给环境带来的垃圾污染。
PBAT是一种聚合物,它由聚乙烯醇(PBD)和丙烯酸甲酯(MA)共聚而成,因其可降解性能而备受关注。
聚乙烯醇-丙烯酸甲酯共聚物是一种生物可降解聚合物,可以被自然环境中的微生物降解,使其达到自然分解的效果,以提供给环境良好的经济效益。
此外,PBAT还具有良好的机械性能和耐水性能,通常用于制备药物的非刺激性和抗水性的新型共聚物载体,以及水凝胶或水溶性药物制剂。
此外,PBAT还可用于制备复合材料,如复合膜,复合编织物,复合织物,织物和衬衫等。
此外,PBAT还具有经济性,可以持久地抵御外界环境污染,并且具有良好的耐化学性能,可以耐受高温、抗污染和适应复杂环境。
生物可降解聚合物PBAT的生物降解可分为三个步骤:降解、细胞内合成和细胞外放射性物质的排出。
首先,微生物将PBAT的降解产物分解为短链醇、水和少量的纤维素,这些降解产物可以用来作为细菌细胞组件,参与后续的细菌细胞合成过程,并可以补充营养物质,从而更加有效地降解PBAT。
其次,细菌将其内部组件合成为各种有机物质,如乙醇酸、糖类等,这些组分可以用来维持细菌的正常生长及其内部细胞的能量转换。
最后,细菌将细胞质内的放射性物质,如氯化钙和钙离子通过水解的方式排出体外,污染物质随着时间的推移逐渐衰减,最终达到环境的污染物净化作用。
因此,PBAT可以用于改善环境,维护可持续发展,具有很好的经济性,抗老化性能和环境友好性能。
由于其可降解性能和耐水性能,PBAT已被广泛应用于各种领域,如医疗,建筑,物流等,以满足现代社会对资源回收和可持续发展的需求。
从上述内容可以看出,PBAT生物降解具有独特的优势:可降解性、耐水性,机械性能,经济性,可改善生活环境。
聚乙烯醇性能介绍
聚乙烯醇性能介绍聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,简称PVA)是一种水溶性高分子材料,具有优异的物理性能和化学稳定性。
以下是对聚乙烯醇的性能进行详细介绍:1.溶解性和吸水性:聚乙烯醇具有良好的溶解性,可以在水中迅速溶解,形成稳定的溶液。
PVA溶液具有高黏度和粘附力,可用于制备涂料、胶水等产品。
此外,聚乙烯醇还具有很高的吸湿性,可以吸收和释放水分,因此广泛应用于纺织品、纸张、烟草等领域。
2.物理性能:聚乙烯醇是一种透明无色的固体,具有良好的柔韧性和延展性,可以制备成薄膜和纤维等形式。
PVA薄膜具有高强度、高亮度和优异的阻隔性能,广泛应用于包装材料、光学膜等领域。
PVA纤维具有良好的拉伸性能和耐磨性,可以用于制作纺织品、绳索等产品。
3.热稳定性:聚乙烯醇在常温下稳定,但在高温下容易分解,熔点一般在180-230°C之间。
PVA在水中加热过程中会逐渐失去结晶水结构,当温度达到200°C时,PVA会变为无色透明的玻璃状物质。
因此,聚乙烯醇可以用于热熔薄膜、纺织品、烟草等领域。
4.化学稳定性:聚乙烯醇具有较好的化学稳定性,在常见有机溶剂中难以溶解。
但对于一些强氧化性酸和氧化剂,如浓硫酸和高浓度氯化钠等,聚乙烯醇会发生降解和溶解。
因此,在使用过程中需要注意避免与这些化学物质接触。
5.环境友好性:聚乙烯醇属于可再生资源,其主要原料乙烯通常从石油或天然气中提取。
聚乙烯醇本身不含有害物质,可生物降解,在环境中会逐渐降解为CO2和水。
因此,聚乙烯醇是一种环保材料,广泛应用于包装、纺织、医疗等领域。
总之,聚乙烯醇具有良好的溶解性、吸水性、物理性能、热稳定性、化学稳定性和环境友好性等优异特点。
这些性能使得聚乙烯醇在工业生产和日常生活中有着广泛的应用前景。
PVA浆料的生物降解性及应用
聚乙烯醇(PVA)是常见的水溶性高分子之一。其分子主链为碳链,每一个重复单元上含有一个羟基,由于羟基尺寸小,极性强,容易形成氢键,因此PVA具有良好的水溶性、成膜性、粘结力和乳化性,良好的耐油脂性和耐溶剂性以及低毒性。自1939年由美国杜邦公司首次生产以来,已广泛用于粘合剂、造纸涂饰和施胶剂、纺织浆料、药品、食品包装和田化学品等。在上世纪末,全世界供需量已超过50万吨/年。我国PVA生产始于20世纪60年代,发展迅速,目前的生产能力和表观消费量均居于世界首位? 。作为合成纤维短纤和细号高密织物经纱的主浆料,PVA得到了最广泛的应用。在经纱的增强、耐磨、减伸等综合指标上,至今没有任何一种天然或合成浆料能与之匹敌。但是PVA的致命弱点是它的非环保性,被人们秒为“不洁浆料”,欧洲一些国家已明令禁止含PVA浆料的坯布进口。至少十几年前人们就在寻找替代PVA的浆料,然而至今仍未找到理想的替代品。若浏览纺织方面的刊物,可以发现相当部分的论文都涉及到用其他浆料替代PVA,足以证明人们对此关心的程度。然而由于纺织品总量和纺织品档次的提高,PVA浆料的使用量仍然每年都在增长。这使得人们对PVA的生物降解性和生态学命运产生了浓厚的兴趣。对此本文试图探讨以下几个问题。
参考文献[8]中对生物降解PVA的机理有详细的描述,包括仲醇氧化酶、13一二酮水解酶、PVA脱氢酶、醛缩酶以及生物酶对PVA、部分乙酰化PVA等衍生物降解的路径和机理。提出这些路径和机理都有一些试验数据支持,散见于所引用的文献中,很明显这些试验的条件之间有很大差别。关于PVA代谢的综合机理还有许多细节需要研究。例如微生物攻击PVA的位点以及微生物对这种位点的可及性。后者涉及PVA大分子的构象和大分子之间的相互作用。由于PVA主链上的羟基形成分子之间氢键,封闭了羟基,可能因此屏蔽了仲醇氧化酶进攻的位点,致使固态或土壤中的PVA与水溶液状态相比不易被降解,这方面的研究显然属于化学和高分子科学的领域。
PVA可生物降解材料研究进展
V0 l _ 2 2 N0 . 2
北 京 印 刷 学 院 学 报
J o u r n a l o f Be i j i n g I n s t i t u t e o f Gr a p h i c C o mmu n i c a t i o n
如, 塑料 包装 分类 回收 困难 , 在 土 壤 中难 以 降解 会
材 料 的 方 法 与研 究 成 果 , 对 聚 乙 烯 醇 的 研 究成 果 进 行 了分
析, 指 出低 成 本 、 力学性能优 良、 降解 完 全 的 P V A可生物 降 解 改 性 薄膜 将 是 今 后 的研 究 重 点 ; 聚 乙 烯 醇/ 纳米 黏 土 改 性 高 阻 隔包 装 材 料 也 是 主 要 的研 究方 向 。
2 0 1 4年 4月
Ap r .2 01 4
P V A 可 生 物 降 解 材 料 研 究 进 展
刘 鹏 ,李 东 立 ,许 文 才 ,付 亚 波
( 1 .北 京 印 刷 学 院 印 刷 与包 装 材 料 重点 实 验 室 ,北 京 1 0 2 6 0 0; 2 .天 津 科 技 大 学 包装 与 印刷 工 程学 院 ,天 津 3 0 0 2 2 2)
中图 分 类 号 : T B 4 8 4 . 3 文 章 编 号 :1 0 0 4 — 8 6 2 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2 - 0 0 2 3 — 0 4
注, 寻找 环境 友好 型可 生物 降解 材料成 为解 决该 问 题 的有效 途径 。生 物 降解 材 料 指 的 是 在 土壤 微 生 物 和酶 的作 用下 能 降 解 的 材料 , 即 在一 定 条 件 下 , 能 在细 菌 、 霉菌 、 藻类 等 自然 界微 生物 的作 用下 , 进
聚乙烯醇分解产物
聚乙烯醇分解产物一、前言聚乙烯醇(PVA)是一种重要的高分子材料,由于其良好的物理性质和化学稳定性,被广泛应用于纺织、造纸、医药等领域。
然而,PVA在自然环境中难以降解,长期存在会对环境造成污染。
研究PVA的降解机理和产物具有重要意义。
二、PVA的降解机理1. 光催化降解光催化是指在光照作用下,利用半导体材料表面产生的电子-空穴对进行化学反应的过程。
PVA在光催化剂的作用下可以被分解为低分子量产物。
2. 热降解热降解是指在高温条件下,由于链断裂和氧化反应等原因导致高分子材料分解成低分子量产物。
PVA在高温条件下可以经历裂解、脱水和氧化等反应步骤。
3. 生物降解生物降解是指通过微生物或酶类等生物体内代谢过程使高分子材料转化为低分子量产物。
PVA可以通过微生物代谢被分解为低分子量产物。
三、PVA的主要降解产物1. 乙醇乙醇是PVA热降解的主要产物之一,其生成是由于PVA分子内部的酯键断裂形成的羟基和醛基反应生成醇类。
2. 甲醛甲醛也是PVA热降解的主要产物之一,其生成是由于PVA分子内部的酯键断裂形成的羟基和醛基反应生成甲酸乙酯,随后经过脱羧反应生成甲醛。
3. 乙烯乙烯是PVA光催化降解和热降解的产物之一。
在光催化降解中,PVA 受到紫外线作用后会发生链断裂,形成碳氢自由基,随后发生加成反应生成乙烯。
在热降解中,高温条件下PVA分子内部发生链断裂和脱水反应,最终生成乙烯。
4. 二氧化碳二氧化碳是生物降解过程中产生的主要产物之一。
微生物代谢过程中将PVA转化为二氧化碳和水等低分子量产物。
5. 乙酸乙酸是生物降解过程中产生的主要产物之一。
微生物代谢过程中将PVA转化为乙酸和水等低分子量产物。
四、结论通过对PVA的降解机理和主要降解产物的研究,可以为PVA的环境友好性改进提供理论基础。
同时,也可以为高分子材料的研究提供参考。
聚乙烯醇简介
聚乙烯醇简介聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物,由醋酸乙烯(VAC)经聚合醇解而制成,其性能独特,具有较好的粘接性、成膜性、耐油性、胶体保护性,除作合成维尼纶纤维的原料之外,在纺织浆料、粘合剂、涂料、薄膜、土壤改良剂、食品包装、建材、医药、造纸等行业有着广泛的应用前景。
PVA的生产工艺流程长,技术难度大,环保投入较多,配套工程投资高等决定了其入门门槛较高,所以目前世界上仅20个国家生产。
国内自70年代引进国外生产技术消化吸收建设13家生产企业以来,已有30年余年未再建新厂,只是在1995年~1997年(行业称为第一轮扩改),2001年~2003年(行业称为第二轮扩改)这两个阶段同行业厂家相继扩产技术改造,使聚乙烯醇的生产能力从1996年的337kt/a扩大至586kt/a。
但仍不能满足市场的需求,近10年来,出现了表观消费年均增长率高于产能增长率的良好发展态势,加上国际原油价格的高位徘徊,削弱了石油乙烯法的成本优势,使我国聚乙烯醇出口量逐年增多,聚乙烯醇市场出现供不应求的行情。
聚乙烯醇新的应用领域正在不断地开发之中,对聚乙烯醇需求量较大。
聚乙烯醇改性后,与淀粉共混生产的生物降解材料,在一定的环境中能降解成二氧化碳和水,解决“白色污染”这一世界公害。
我国在此领域已经取得多项科研成果和发明专利。
“绿色奥运”、“上海世博会”等历史机遇,将助推我国生物降解材料产业快速发展,成为聚乙烯醇的主要消费市场和领域,对聚乙烯醇的需求将会大幅增长。
湘维公司计划在怀化工业园征地200亩建一套年产200kt的聚乙烯醇(PVA)/淀粉型完全生物降解塑料项目,分期建设。
项目建成后将年需聚乙烯醇(PVA) 40kt。
本工程也是200kt聚乙烯醇(PVA)/淀粉型完全生物降解塑料项目的配套工程。
聚乙烯醇生物降解
分子量、 结晶度对其生物降解性具有决定作用, 通 过等离子体作用或氧化处理, 可在 &’( 分子上引 入 A B " C、 —C " B—C、 — BCCD 等基团, 从而提 高 &’( 的生物降解性和降解速率。
%] 廖劲松等[ 从自然界样品中分离到 % 株能降 解聚乙烯醇的细菌, 经紫外线诱变, 得到 ! 株具有
# 7 "] 的详细研究。 12324256 和他的合作者们[ 对高
分子量 ./0 降解的酶反应做了重要的研究。他们 从 ! 种假单胞菌的培养液中提取 ./0 降解酶, 这 是 ! 种 $-(82 胞外酶, 可以极大的降低 ./0 缓冲液 的粘度, 这种酶被称作仲醇氧化酶, 因为它可以降 解一些低分子量的仲醇, 在降解过程中消耗 9+ 生 成 :+ 9+ 。 研究表明, 在假单胞菌的培养液中, 由另一种
>] 。根据以上结论认为, 甲基酮和羧酸[ ./0 的生物
7-:+1,/.5 /;:+3+; +<’,/7- ( =%>)/1, 9",’?-0+1-
降解途径是经历了从假单胞菌分离出的 + 个酶的 作用完成的。
[, ] 继 12324256 和其合作者之后, %&’&() 等 * !! 进
一步研究了 ./0 的生物降解。他们从污泥样本中 分离出 ! 种 !"#$%&’&()" *&+#)-." 9$ 菌能够把 ./0 作为唯一碳源。这种菌的细胞分泌一种 ./0 降解 酶系, 当 存 在 乙 烯 聚 合 物 时, 这种酶消耗氧产生 证明其有氧化酶的性质。且 ./0 链的内部 :+ 9+ , 断裂是随机的。通过对酶降解产物的分析认为, 在 代谢物中有羧基和甲基酮基团。根据羧基和甲基 研究者提出了一 酮数量的一致和 !, $;二酮的生成, 种 ./0 降解机理见图 +。他们也推测化学不稳定 的 !, 而是自发水解生 $;二酮不是经水解酶的催化, 成以羧酸和甲基酮为端点的 ./0 断链。这种机理 和 12324256 等提出的机理类似。
聚乙烯醇生物降解的研究进展
v i r o n me n t Re s e a r c h I n s t i t u t e , S h a n d o n g Un i v e r s i t y, J i n a n S h a n d o n g 2 5 0 1 0 0 ; 2 . I n s t i t u t e o f E c o l o g y a n d B i o d i v e r s i — t y, S c h o o l o f L i f e S c i e n c e s , S h a n d o n g U n i v e r s i t y, J i n a n S h a n d o n g 2 5 0 1 0 0 ; 3 . S h a n d o n g P r o v i n c i a l E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y Re s e a r c h C e n t e r f o r V e g e t a t i o n E c o l o g y, S h a n d o n g U n i v e r s i t y, J i n a n S h a n d o n g 2 5 0 1 0 0 )
聚乙烯醇的生物降解
聚乙烯醇的生物降解中国古语有云:“万物相生相克”,“一物降一物”。
作为万物之灵的人类,在第一次工业革命的新的科学技术方法以及能源利用方式的的产生,使得的人类可以大幅度的加快自身的进化程度。
但是随着时代的进步,人类发现这种进化带来的种种弊端。
大自然对人类的惩罚(海啸,地震,泥石流等),全球的环境问题日益严重,这些都越来越成为制约人类进一步发展的因素。
各类污染物的存在进一步压缩了人类的发展空间,因此处理各种污染物被人类提上日程,但是并不是所有的污染物都能够找到合适的处理方法。
聚乙烯醇(PVA)是极少的可溶于水并被生物降解的乙烯聚合物之一。
研究结果表明PVA 污染的自然环境中存在着能降解PVA的微生物。
1 国内PVA生物酶研究通过参照Finley法测定PVA的原理,PVA和碘的作用,王银善等建立一种快速筛选PVA降解菌的简便方法,他们从中培养分离SBI 菌落,此菌落对聚乙烯醇有很好的降解效果。
同时研究表明,PVA的分子量,结晶度对生物降解性具有决定性作用,通过等离子里作用或者氧化处理,可以在PVA分子上引入一系列的集团,从而提高PVA 的生物降解性和降解速率。
在自然界样品中分离得到的能降解聚乙烯醇的细菌,通过正交试验,对原生质体的融合条件进行优化得到能够高效降解聚乙烯醇的菌株。
2国外PVA生物降解研究相比于国内,国外的科学家对PVA的生物降解同样进行了深入的研究,从一种假单胞菌的培养液中提取的PVA降解酶,此种降解酶可以降低一些低分子量的仲醇。
研究证明PVA链的内不断裂时随机的,PVA脱氢酶的发现使得人们对PVA的降解能够更加明确其降解机理。
同时对此种酶的研究也发现各种影响酶活性的过程.同样科学家也发现共生细菌对PVA的降解,一种细菌产生PVA降解酶,另一种细菌提供必要的生长因子。
更多的研究表明此PVA的共生降解是基于一种维生素类因子的交叉补给。
此共生菌降解PVA的研究也使得人们对于PVA降解酶的产生有一定的了解。
全生物降解材料聚乙烯醇(PVA)淀粉合金项目简介
全生物降解材料聚乙烯醇(PVA)/淀粉合金项目简介塑料包装材料质轻、强度高,可制成适应性强的多功能包装材料,因此人们对塑料包装的依赖愈来愈大。
但塑料包装物的大量一次性使用也产生大量废弃物,由于这些废弃物量大、分散、收集再生利用成本高昂,而且其原料大部分属惰性材料,很难在自然环境中降解等原因,使得它们对环境造成的污染和生态平衡的破坏不断积累,已经成为二十一世纪社会与生态的噩梦。
因此解决塑料的自然降解,使塑料进入生态良性循环,解除其对自然与环境的破坏,成为各国科学家与企业开发热点。
降解塑料的研究开发可追溯到20世纪70年代,当时在美国开展了光降解塑料的研究。
20世纪80年代又研究开发了淀粉填充型“生物降解塑料”,其曾风靡一时。
但经过几年应用实践证明,这种材料没有获得令人信服的生物降解效果。
20世纪90年代以来降解塑料技术有了较大进展,并开发了光生物降解塑料、光热降解塑料、淀粉共混型降解塑料、水溶性降解塑料、完全生物降解塑料等许多新品种。
近年来,生物降解塑料特别是生物物质塑料,完全可以融入自然循环,是最有社会与市场前景的降解材料,已在业界成为共识,并有成果不断涌现。
降解塑料是塑料家族中的一员,对它既要求在用前保持或具有普通塑料的特性,而用后又要求在自然环境条件下快速降解。
稳定与降解本是一对矛盾,而要求它在同一产品不同阶段实现,难度很大,是集合尖端高新技术的材料。
降解塑料由于它具有易降解功能,只适于特定的应用领域和某些塑料产品,如一次性包装材料、地膜、医用卫生材料等。
这些产品受污染严重,不易回收,或即使强制收集利用价值不大,效益甚微或无效益。
当前市场所见的相当部分降解塑料属崩坏性降解,尚不能快速降解和完全降解。
它在一定环境条件下和一定周期内可劣化、碎裂成相对较易被环境消纳的碎片(碎末),再经过很长时间,最终能降解,但降解的速度远赶不上废物产生的速度。
完全生物降解塑料在一定环境条件下,能较快和较完全生物降解成CO2和水,它与堆肥化处理方法相结合,作为回收利用的补充,被认为是治理塑料包装废弃物污染环境的好办法,是当前国际上的开发方向。
聚乙烯醇及其纳米复合材料
聚乙烯醇及其纳米复合材料7.1 概述聚乙烯醇[poly(vinyl alcohol),PVA]是由醋酸乙烯(PVAC)皂化而成的,是目前发现的唯一具有水溶性的聚合物。
它是一种无色、无毒、高阻隔、可生物降解的水溶性有机高分子聚合物。
事实上,PVA是聚醋酸乙烯酯的精炼产物,因为其最为常见的制备工艺是在碱性催化剂,如氢氧化钠等存在的情况下通过水解(醇解)用羟基代替醋酸酯基而得。
水解程度决定了残存乙酰基的量,这进而影响PVA的黏度特性。
PVA只以聚合物的形式存在,还没有分离出单体。
PVA具有优良的综合性能,力学性能和耐热性能远优于聚烯烃,与工程塑料聚酰胺、聚碳酸酯等相当,阻隔性能优异。
PVA有很多种工业应用,可以用在医疗、建筑、包装等领域。
PVA是重要的可由煤、天然气等非石油路线大规模工业化生产的高分子材料,近年来发展十分迅速。
我国PVA产能由2008年的66万t增加到2012年的120万t,居世界第一。
7.2 PVA的合成PVA是由聚醋酸乙烯酯水解而得到的,其合成与分子式如图7-1所示。
聚合度的高低决定了其相对分子质量的大小和黏度高低,水解的程度也反映了由聚醋酸乙烯酯到PVA的转变程度。
部分水解得到的PVA的T g为58℃,T m为180℃;完全水解得到的PVA T g和T m则分别为85℃和230℃。
图7-1 PVA的分子结构7.3 PVA的性能PVA分子结构中含有大量的羟基,分子链为锯齿形直链状,结构规整,分子内或分子间均易形成较强的氢键,结晶度高,因此具有独特的性能。
1.吸湿性PVA是易吸潮的高分子材料,其粉末原料的吸湿性较加工成膜的差,但成膜过程中使用的增塑剂通常会增加其吸湿性。
虽有高吸湿性,但其薄膜在高湿度下仍保持不粘和干燥。
2.热稳定性PVA在170℃以上会软化而不熔,在有氧存在的条件下其热稳定性极差,加热时色泽由浅变深,直至分解。
其分解温度为180℃,在真空中为200℃。
3.气体阻隔性PVA对许多气体都有很高的阻隔性能,如氧气、二氧化碳、氢气、氦气和硫化氢气体。
聚乙烯醇_PVA_厌氧生物降解特性试验研究
PVA 的降解作用 ,试验水质见表 2 ;以纯 PVA 为基 2. 1 污泥特性对 PVA 厌氧生物降解特性的影响
质 ,研究降解特征及 p H 和碱度对 PVA 降解特性的 2. 1. 1 ABR 厌氧污泥特性
影响 。
对一般菌种而言 ,聚乙烯醇属于生化难降解物
1. 2 试验用水
质 ,菌种对聚乙烯醇的降解影响较大 ,在用活性污泥
第 5 卷第 10 期 2004年10月
环境污染治理技术与设备 Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control
Vol . 5 , No . 10 Oct . 2 0 0 4
聚乙烯醇( PVA) 厌氧生物降解特性试验研究
徐金兰 黄廷林 王志盈
表 3 ABR反应器厌氧污泥特性 Table 3 Characteristics of granular sludge in ABR
F420 (μg/ g VSS)
128 5541 11 549 12 669
产酸菌 (MPN 计数)
3 ×107 3 ×106 6 ×105 3 ×105
产甲烷菌 (MP 计数)
Abstract The biological characteristics of PVA were studied. The results showed that the microorganism and diameter of granular sludge directly influence PVA removal efficiency. When granular sludge including acidogenic bac2 terium decomposed PVA , PVA removal efficiency achieved 70 % in 20 d1Otherwise , when granular sludge including methanogenics bacterium decomposed PVA , PVA removal efficiency achieved 6. 3 % in 20 d. p H hardly influenced re2 moval efficiency of PVA , high alkaline was unfavorable for anaerobic treatment of PVA . Co2degradation test result in2 dicated : When glucose regarded as carbon source , the characteristics of sludge surface changed , sludge surface adsorbed amount of PVA , but concentration of PVA raised along with time , high glucose concentration led to low PVA re2 moval. When starch regarded as carbon source , PVA removal efficiency was low. Increased nitrogen source was ad2 vantageous of PVA decomposing under low concentration PVA condition.
聚乙烯醇生物降解菌群的结构分析及优势菌株降解特性
文章栏目:环境生物技术DOI 10.12030/j.cjee.201904151中图分类号 X172 文献标识码 A陈萍,王晨媛, 贾智锐, 等. 聚乙烯醇生物降解菌群的结构分析及优势菌株降解特性[J]. 环境工程学报,2020, 14(2): 560-568.CHEN Ping, WANG Chenyuan, JIA Zhirui, et al. Analysis of microbial community structure of poly(vinyl acohol) degradation and the degradation characteristics of the dominant strain[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2020, 14(2): 560-568.聚乙烯醇生物降解菌群的结构分析及优势菌株降解特性陈萍,王晨媛,贾智锐,荆硕,张毅*华南理工大学生物科学与工程学院,广州 510006第一作者:陈萍(1994—),男,硕士研究生。
研究方向:生物工程。
E-mail :201721044353@ 摘 要 对堆肥中降解聚乙烯醇材料的微生物菌群结构进行了分析。
结果表明:降解聚乙烯醇材料的优势菌群属于芽胞杆菌科(Bacillaceae )。
从降解了3年的材料表面筛选出了1株聚乙烯醇降解菌DG01,鉴定为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis sp.)。
分别以聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol),PVA)浓度和二氧化碳排放量为指标,对PVA 的降解动力学进行了研究。
结果表明:PVA 生物降解过程符合一级动力学模型,R 2分别为0.984 0和0.983 5。
对摇瓶培养条件进行了单因素优化实验。
最佳降解温度,初始pH 和酵母粉浓度分别为41 ℃、7和1.40 g·L −1。
aes生物降解率
aes生物降解率AES生物降解率随着人们对环境保护意识的提升,对于材料的生物降解性能的要求也越来越高。
AES(聚乙烯醇-聚乙二醇-聚乙烯醇三聚氰胺酸酯)作为一种生物降解材料,具有广泛的应用前景。
本文将从AES的定义、生物降解机制、生物降解率以及优缺点等方面进行探讨。
我们来了解一下AES的定义。
AES是一种由聚乙烯醇、聚乙二醇和聚乙烯醇三聚氰胺酸酯组成的共混物。
其中,聚乙烯醇是一种可生物降解的高分子材料,具有良好的可溶性和可加工性;聚乙二醇是一种低分子量的聚合物,具有良好的生物相容性;而聚乙烯醇三聚氰胺酸酯则是一种能够提高材料力学性能的添加剂。
接下来,我们来探讨一下AES的生物降解机制。
AES的生物降解主要是通过微生物的作用进行的。
当AES材料进入土壤或水体中时,其中的聚乙烯醇会吸引微生物的注意,微生物会分泌酶类来降解聚乙烯醇。
聚乙烯醇的降解产物可以被微生物利用为营养源,从而加速降解过程。
此外,聚乙烯醇的降解还会产生二氧化碳和水等无害物质,对环境几乎没有污染。
然后,我们来了解一下AES的生物降解率。
根据相关研究,AES的生物降解率通常在50%以上。
具体来说,当AES材料置于土壤中时,降解时间通常在数月至数年之间,具体取决于土壤中的微生物种类和环境条件。
而当AES材料置于水体中时,降解时间则更长一些,通常需要几年甚至更久的时间。
可以看出,AES具有较高的生物降解性能,能够很好地减少对环境的污染。
我们来总结一下AES的优缺点。
首先,AES具有良好的生物降解性能,能够在一定时间内完全降解为无害物质,对环境友好。
其次,AES具有较高的力学性能,可以满足一些特殊需求。
再次,AES具有良好的可加工性和可溶性,能够方便地进行加工和制备。
然而,AES的降解速度相对较慢,可能无法满足一些特殊应用的需求。
此外,AES的制备成本相对较高,限制了其在一些领域的推广应用。
AES作为一种生物降解材料,在环境保护和可持续发展方面具有重要的应用前景。
聚乙烯醇 低分子量
聚乙烯醇低分子量1. 介绍聚乙烯醇低分子量是一种具有特殊化学结构的高分子化合物。
它由乙烯醇分子通过聚合反应形成,具有多个羟基基团。
聚乙烯醇低分子量的分子量较小,通常在1000到10000之间,这使得它具有许多特殊的性质和应用。
2. 特性2.1 溶解性聚乙烯醇低分子量具有良好的溶解性,可以在水和许多有机溶剂中溶解。
这是由于其分子中的羟基基团可以与水分子或有机溶剂分子形成氢键,从而增强其溶解性。
这种溶解性使得聚乙烯醇低分子量在许多应用中成为理想的溶剂、抗静电剂和增稠剂。
2.2 热稳定性聚乙烯醇低分子量具有良好的热稳定性,在高温下仍能保持其性质和结构的稳定。
这使得它在高温条件下的应用变得可能,例如在塑料加工中作为防止熔融聚合物粘附的剂。
2.3 生物相容性聚乙烯醇低分子量具有良好的生物相容性,可以与生物体组织相容,不会引起明显的免疫反应。
这使得它在医疗领域中具有广泛的应用,例如作为药物载体、人工关节润滑剂和组织工程材料。
2.4 表面活性性质聚乙烯醇低分子量具有良好的表面活性性质,可以降低液体的表面张力。
这使得它在表面活性剂、乳化剂和润滑剂等方面有广泛的应用。
3. 应用3.1 医疗领域聚乙烯醇低分子量在医疗领域中有许多应用。
它可以作为药物载体,可以通过调控聚乙烯醇低分子量的分子量和结构来控制药物的释放速率和稳定性。
此外,聚乙烯醇低分子量还可以用作人工关节润滑剂,减少关节磨损和疼痛。
它还可以作为组织工程材料,用于修复和替代受损组织。
3.2 工业领域聚乙烯醇低分子量在工业领域中也有广泛的应用。
它可以用作润滑剂,减少摩擦和磨损。
此外,由于其良好的溶解性和增稠性,聚乙烯醇低分子量还可以用作油漆、胶水和涂料的增稠剂。
它还可以用作纺织品的防皱剂和防静电剂。
3.3 环境领域由于聚乙烯醇低分子量具有良好的生物降解性,它在环境领域中也有一定的应用。
它可以用作土壤修复剂,帮助去除土壤中的有害物质。
此外,聚乙烯醇低分子量还可以用作水处理剂,帮助去除水中的污染物。
pva研究报告
pva研究报告根据您的要求,以下是一个关于PVA(聚乙烯醇)的1000字研究报告。
PVA(聚乙烯醇),化学上称为聚乙烯醇,是一种具有很高解溶度和可溶于水的合成聚合物。
它由乙烯醇单元通过缩聚反应形成。
PVA具有许多出色的性质,使其在许多领域中得到广泛应用。
首先,PVA是一种优良的粘合剂。
由于其溶解性和可溶性,PVA被广泛用于各种粘合剂应用中。
在纸张和纤维制造中,PVA可以用作黏合剂,可以将不同的纤维和纸张组合起来。
它也可以用于纸张涂料和胶合板的生产中,以增加其耐水性和黏附力。
其次,PVA还可以用作防腐剂。
PVA有一些抗菌和抗生物降解性能,使其成为保护木材和纸张免受真菌和昆虫侵害的理想选择。
通过涂覆或浸泡木材和纸张,可以有效延长其使用寿命。
此外,PVA还可以用于医疗应用。
由于其良好的生物相容性和溶解性,PVA常被用于药物传输系统和生物医用材料中。
例如,它可用作药物包埋剂,可以在体内缓慢释放药物。
此外,PVA还常用于眼药水、人工眼泪和软性隐形眼镜等眼科产品中。
此外,PVA还具有较强的膜形成能力,使其在纺织品和涂料工业中得到广泛应用。
PVA可以形成柔软、耐用和具有特定功能的膜。
它可以用于纺织品的涂层和增加其抗静电性能。
此外,PVA膜还可以用作食品包装材料和荧光屏保护膜。
总的来说,PVA是一种多功能的合成聚合物,具有广泛的应用前景。
它可以用作粘合剂、防腐剂、医疗材料和膜材料。
随着科学技术的不断进步,PVA在新领域中的应用也将不断扩展。
然而,需要注意的是,PVA在长期暴露在高温和湿度条件下可能会发生降解,因此在应用时需要注意环境因素的影响。
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a
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圈 2 筏P VA 降解苗 生物降 解的 P VA
2 2 环境 p 对 P A降解菌生长爰降解 作 H V 用 的影 响
图 3是 筛 选 的 P VA 降 解 菌 在 不 同 p H
生长 最 好 , 境 中 的菌 体 数 最 高 I 当 p 为 环 而 H 6 ~8时 , 降解 能 力 最 强 。 一现京 表 明 , 其 这 筛 选 菌体对 P VA 的 降 解 不 仅 与 其 浓 度 有 关 , 更 重 要 的是 取 决 于 菌 体 在 不 同 p 环境 中 的 H 生 理 状 态 。 推 测 , 境 p 为 6 8时 , 利 可 环 H ~ 有
o
越多 。 当有机物 的含量达 0 6 时 , . 菌体的生
长 趋 于 稳 定 。但 是 , 境 中有 机 物 的含 量 为 环
5 l 0 l 5 20
时间 ( ) 天
0 1 时 , 解 菌 对 P .5 降 VA 的 降 解 能 力 达 最 大 值 ; 过 此 值 , 降解 能 力 大 幅 度 降 低 。当 超 其 有 机物 含 量 为 0 7 时 , 解 菌 的 降解 能 力 .5 降 已低于 环境 中不 含有 机 物 时的 降解 能 力 。此 2 5 降解 环境 的建 立 及 其 效 用 . 由以上 实验 , 建 立 P 可 VA 的 生 物 降 解 环 境 。该 环 境 包 括 :) 次驯 化 的 P 1多 VA 降解
条件 下 的生 长 曲线和 对 P VA 的降解 曲线 。 可知 , 当环境 p 为 4 时 。 V 降解菌的 H ~5 P A
于筛选菌对涉 及 P VA 降解 的 一系列酶 的合
成与 分 泌 。
量
重 23 环境中有机物含量对 P A降解菌生长 V
g 与降解能 力的影响
图 3 p 值对 P H VA 降解 苗的 生长 及其 生物 降解 的影 响
不 同 浓 度 的 有 机 物 时 , VA 降解 菌 的 生 长 曲 P 线和对 P VA 的 降解 曲线 。
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19 9 9年 第 l 0卷 第 1期
聚 乙烯酵 的 生物 降解环 境
1 g p :. ~ 7 2 高 压 灭 菌 。 0 、H 7 O . ,
1 3 测 试 与 表 征 .
.
驯化 对 P VA 降 解 菌 的 降解 性 能 的 影 响 , 以
1降解环境 中 P ) VA 浓 度 的 测 定 ”: 含 对 有 P VA 的 降解 液经 离 心 过 滤 , 去 细 菌 , 除 用 KII HaO —。 B 溶 液 显 色 , 7 1分 光 光 度 计 一 用 2
四 川维 尼纶 厂 生 产 。
结 构特征 , 降解环境则是决 定材料 降解快 而
慢 的 主 要 的 外 部 因 素 降解 环 境 涉及 到 降 解 菌 、 度 、 度 、 机 物 浓 度 、 量 元 素 、 H、 温 湿 无 微 p 静 态 或 动 态 等 , 中 最 重 要 的是 具 有 降解 性 其
4稀 释
2 结 果 与 讨 论
21 P . VA 降解 菌 的 筛选 在 经 常使 用 P VA 的 环 境 中 , 易 筛 选 最 出P VA 降 解 菌 。本 研 究 由纺 织 厂 、 织 研 究 纺 所 的 下 水 道 、 城 市 污 水 处 理 厂 活性 污 泥 中 及 采 样 , 以下 流 程 进 行 P 按 VA 降解 菌 的筛 选 :
解 环 境 , 要 探 讨 了 环 境 p 有 机 物 浓 度 及 主 H、
少 量微 量元 素 , 压 灭 菌 。内含 1 5 的琼 脂 高 .
时 , 制 成 固态 培 养 基 。 可 LB培 养 基 ( 于 降 解 菌 培 养 与 增殖 ) 用
每 升 中含 : 白胨 1g 牛 肉膏 5 、 C 蛋 0、 g Na 1
能的微生物”
12 培 养 基 . 无 机培 养 基 ( 于 P 用 VA 降 解 菌 的 筛 选
与驯化)
聚 乙 烯 醇 ( VA) 合 成 高 分 子 中 为 数 P 是 不 多 的 可 生 物 降 解材 料 之 一 , 产量 大 、 种 其 品 多, 在代 替 聚 烯 烃 制 备 可 生 物 降 解 材 料 中 占
2 5
果 表 明 , 化 过 程 对 增 强 降 解 菌 的 降 解 能 力 驯 有 明显 影 响 。 5 经驯 化 的 第 四代 、 五 代 图 是 第
;
一 一 餐朝栅 i 鬟 i皂 蛊
菌体对 P VA 的 降 解 曲线 。
第 五代 驯 化 菌 是 在 低 无 机 离 子 、 P 高 VA 含 量 , 它 营 养成 分 浓 度 极 低 的 十分 荷 刻 的 其 环 境 中培 养 出来 的 。 这 种 条 件 下 , 体 只能 在 菌 靠分解 P VA 来 维 持 自身 的 新 陈代 谢 , 而 因 体 内将 加 速 对 P VA 分 解 酶 的 合 成 与 分 泌 。 由 图 5可 知 , 五 代 降 解 菌 对 P 第 VA 的 降 解 能 力 大 大 高 于 第 四代 。
0
O 3
0 .6
O 9
L .2
1 5 .
有机 营养物 ( ) 图 4 有机 营养物 对 P VA 降解 苗的
2
S
生 长及 生物 降解性 的影 响
5
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O
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^ 。 甘 0v 嵌 粗 EE 啦 口
由 图 4可 知 , 解 环 境 中 有 机 物 的 浓 度 降 对 P VA 降 解 菌 的 生 长 影 响 明 显 , 机 物 的 有 浓 度越 高 , 解 环 境 中 P 降 VA 降 解 菌 的 数 量
P VA 浓 度 的 条 件 下 , 复 进 行 以上 操 作 。将 反
所 筛 选 的 菌体 保 存 在 含 有 4 甘 油 的 L 0 B培
养基中 ,
b
图 1 筛选的 P VA 降解菌 S EM 图片 a 来 自纺 织 厂下水道 : b: 自城 市污水 处理 厂活性 污泥 来
微 生 物 的 生 长需 要 多 种 营 养 物 质 , 一 除
苎 定量的无机离子外, 碳源与氢源及其两者比
。 例对微生物生长 、 繁殖非 常重 要 , 也影响其降
解 能力 。 在 P VA 为 唯 一 碳 源 条 件 下 筛 选 出来的 P VA 降 解 菌 , 境 中 有 机 物 是 如 何 环 影 响 其 降 解 能 力 的 呢 ? 图 4是 环 境 中 存 在 着
接 种 于 无 机 培 养基 中
●播 床 培 养 3 5天 , 7 ,5 9 rm[ ~ 3 " 8  ̄ 0/ n C
划线接种在含 P VA 的 固态 培 养 基 上
+生 化 培 养 葙 中 培 养 3 5 ,7 - 天 3 C
用无 机 培养 基 洗 涤 菌 体
离 心
收 集 菌 体
对 收 集 菌 体 , 不 断 提 高 培 养 基 中 的 在
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维 纶 通 讯
19 年 第 1 99 9卷 第 1期
图 1为 筛 选 的 P VA 降解 菌 S EM 照 片 。由照
片可 知 , 管 采 样 地 点 不 同 , 降解 菌 具 有 相 尽 但
似 的 棒 状 结 构 。 量 的研 究 表 明 . 棒 状 结 构 大 里 的微 生 物 多 具 有 降 解 作用 。 将筛 选 盼 菌体 接 种 在含 有 1 P vA 的
002 、 . 0 g NH4 . g M n O‘ . 0 g 以 及 NO31 0 、 S 0 0 2
生 物 降解 的 诸 多 因 素 , 以 P 对 VA 为 主 要 原 料 , 备 与 开 发 具 有 不 同使 用 性 能 的 可 生 物 制 降解 材 料 意 义 重 大 , 其 在 不 同条 件 下 的 生 对 物 降 解性 能 的评 价则 成为 问题 的 关 键 。本 文 研究和建 立了实验室可用 的 P VA 的 生 物 降
有 重要 地 位 。 究 P 研 VA 的生 物 降解 和影 响
每 升 中 含 : P . g K2 Od . g KH2O4 5 、 HP 5 、 0 0
M g O 2 . g、 CI 0 2 N a . g、 e Od S 2 Ca 2 . g、 C10 2 F S 0
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2 2Leabharlann 维 纶 通 讯 19 9 9年 第 1 0卷 第 1 期
聚 乙 烯 醇 的 生 降 解 环 境
…
、
1 9 \
[ 擒
成0  ̄ 剿 , 劬 6 1
降 解菌 降解 环擅一
J
要 ] 探讨 了 P VA 的生 物 降解环 境 研 究发 现 , 自然 环境 中广 泛存 在 着 可降 解 P 在 VA
固态 无 机 培 养 基 上 , 繁 殖 长 成 菌 落 后 , 待 用
K +I I 。 O 溶液 浸 泡 , +H B : 得到 图 2所示 结 果 。 +I+H ̄O3 解 与 P KI B 溶 VA 反 应 可 生 成 兰 色 , 2中菌 落周 围 出现 无 色 区 , 明0菌落 5 0 5 0 5 图 说 5 0 黜 周 围的 P VA 已 被 降 解 , 明 所 筛 选 的 菌 体 表
在 6 0 m 处 测 定 吸光 度 , 过 标 准 曲线 换 算 3n 通 出P VA 的浓 度
及建 立的生物 降解环境 对 P VA水溶 液和 薄 膜 的 降解 作 用 。
* 国家 自然科学 基金 资助 项 目 水溶性高 分子可 生物降 解研究 “
收稿 日期
1 9— oz 9 8 1+ 5
[ 关键 词] 聚 乙烯醇
生 物降 解