聚乙烯可降解塑料

本科毕业论文

聚乙烯可降解塑料薄膜的研究进展

The research progress of polyethylene biodegradable membrane

学院化工与药学院

专业化学工程与工艺

年级班别 2010级2班

学号____2010402010233

学生姓名张磊

指导教师张冕

2014年5月28日

聚乙烯可降解塑料的研究进展

摘要

常见的塑料有2种：一种是聚乙烯薄膜、一种是聚氯乙烯薄膜；聚乙烯薄膜具有一定的透气性而且无毒所以被大量应用在包装材料和农用薄膜方面。而聚氯乙烯薄膜是有毒的因而不能与食品直接接触常被用于做雨衣、鞋底、手提包等。

随着聚乙烯薄膜被广泛应用,塑料废料造成的环境污染已引起人们的关注,因而,研究降解性塑料是解决塑料废料问题的基本途径之一。本课题是针对当前造成严重环境污染的高分子材料,特别是广泛应用的农用薄膜难以降解,难以收集造成“白色污染”的现状而提出的。综述了可降解塑料的基本概况及其研究进展,以及降解塑料的降解机理。介绍聚乙烯薄膜中光降解、生物降解、光-生物降解材料的研究进展，聚乳酸、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯三种常用的降解材料，以及两种光敏剂硬脂酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁的作用机理。研究了光、热、微生等因素的协同作用下的降解性能和作用机理。

关键词：聚乙烯薄膜; 降解性塑料; 降解机理; 降解材料; 光敏剂

Abstract

With the wide application of polyethylene film in packaging materials and agricultural film, plastic waste pollution has aroused people's concern, therefore, study on the degradable plastics is one of the basic ways to solve problem of plastic waste. This topic is for polymer materials currently causing serious environmental pollution, especially agricultural film is widely applied to degradation, it is difficult to collect status of "white pollution" caused by the reviews the basic situation of degradable plastics and research, describes the degradation mechanism of biodegradable plastics. To introduce the research progress of photo degradation, biodegradation photo biodegradable materials of polyethylene film, the poly lactic acid, starch, poly butylene succinate three commonly used degradable material, illustrates the mechanism of two kinds of photosensitizer Ferric Stearate, two Ding Ji two dithiocarbamate iron. Studyon the degradation mechanism of synergistic effect and effect of light, heat, and other factors under .

Keywords:polyethylene film; degradable plastics; the degradation mechanism;

biodegradable materials; photosensitizer

目录

1 绪论 (1)

1.1 选题背景 (1)

1.1.1 本课题的研究目的 (1)

1.1.2 本课题的研究意义 (1)

1.2 塑料对人类和环境的影响 (1)

1.3聚乙烯可降解薄膜的研究进展 (2)

2 降解塑料 (3)

2.1 降解塑料的定义 (3)

2.2 降解塑料的降解机理 (3)

2.2.1 光降解机理 (3)

2.2.2 生物降解机理 (4)

2.2.3 光-生物降解机理 (5)

2.3 降解塑料的分类及研究进展 (5)

2.3.1 光降解材料 (5)

2.3.2生物降解塑料 (6)

2.3.3 光-生物降解塑料 (8)

3 降解材料及光敏剂 (9)

3.1 常用降解材料简介 (9)

3.1.1 聚乳酸 (9)

3.1.2 淀粉 (10)

3.1.3 聚丁二酸丁二醇酯 (11)

3.2 光敏剂的作用机理 (12)

3.2.1 光敏剂硬脂酸铁的作用机理 (13)

3.2.2 光敏剂二丁基二硫代氨基甲酸铁的作用机理 (14)

4 总结 (16)

5 谢辞 (17)

6 参考文献 (18)

1 绪论

1.1 选题背景

随着聚乙烯薄膜在组装和农膜中的广泛应用,大量塑料废弃物在环境中难降解造成坏境污染日益引人关注，关于聚乙烯薄膜可生物降解的研究越来越多，可降解塑料的研究热点目前主要集屮于光和生物双降解塑料上。

1.1.1 本课题的研究目的

本课题研究的目的在于通过了解降解塑料的分类及研究进展、降解机理，研究聚乙烯薄膜的降解性。从光降解塑料、生物降解塑料的基础上，探索出光-生物双降解薄膜的研究的必要性和重要性。通过研究所制得光降解薄膜的分子量变化,以及碳基指数的变化得到具有合适光降解效果的降解薄膜,并进一通过生物降解,得到光一生物双降解薄膜。从降解材料聚乳酸、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯以及光敏剂硬脂酸铁、二丁基二硫代氨基甲酸铁等方面探索可降解薄膜的发展潜能。

1.1.2本课题的研究意义

催化氧化一生物双降解薄膜已经成为当前解决“白色污染”的重要途径。目前大家公认的光氧化降解机理是:通过添加光敏剂，聚合物经光引发发生光催化氧化反应，断裂成含有拨基的低分子量物质。进而被微生物最终降解成二氧化碳，水以及微生物可以同化吸收的生物质。但是对于光催化氧化降解聚乙烯薄膜的理论依据还存在很多不足；如没有得出影响光降解的主要因素，没有确定光催化降解的具体过程以及光催化降解的时间可控性等。另外；目前光一生物双降解聚乙烯薄膜最需要解决的一个理论问题是：微生物对光降解之后降解薄膜的生物降解机理，影响因素以及微生物是否主动参与降解等。本课题从降解机理以及光敏剂的作用机理得到光催化氧化降解的具体过程及生物降解的降解机理,影响因素以及如何调整光敏剂的量来实现降解薄膜的降解可控性。

1.2 塑料对人类和环境的影响

塑料制品具有稳定性强、质轻、生产成本低等优点,因而深受人们的亲睐。几十年来塑料工业获得迅猛发展,大量塑料制品尤其是一次性塑料制品的使用,给人类的生活带来了极大的方便。但是,由于通用塑料(PE、PS、PVC等)本身的化学稳定性,当其被遗弃后会

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