生物降解材料的研究进展

高分子材料在国民经济各部门已经得到普遍应用，但同时又带来严重的环境污染，文章主要介绍目前研究的几种可生物降解的高分子材料（包括淀粉基基降解材料、聚乳酸类降解材料、聚酸酐、可降解聚氨酯、PET／PEG可降解材料）的合成、性能等。     

可降解高淀粉塑料膜材料

人们常说的绿色化学中核心部分之一,是保持生态环境良性循环的生态自然性和经济合理性协调发展的可持续.可降解地膜研究的是一种淀粉生物天然材料的塑料膜,该膜以小麦、玉米与马铃薯淀粉为原料制成,能被微生物分解,降解后无污染物质残留在土壤中,不会对农田环境与耕层土壤造成永久性污染.     

淀粉地膜的生物降解与应用性能研究

研究了淀粉含量为３３％的淀粉地膜在使用过程中的降解失重情况，并与塑料地膜的保温、保湿以及增产性能进行了对比．结果表明，淀粉地膜除了具有预期的降解作用外，还具有与塑料地膜相同的保温、保湿和增产性能．研究中还发现，淀粉地膜中的聚乙烯也发生了降解．     

新型环保液体地膜

利用聚乙烯醇、壳聚糖、玉米淀粉等原料,通过特定工艺,制得一种可降解的环保液体地膜,来替代常用的固体塑料地膜,减少“白色污染”。液体地膜成膜后,一般30-50天裂开,120-180天全部降解,不会对环境造成污染。     

干旱绿洲区可降解地膜覆盖对滴灌棉田土壤水分和温度的影响

为探索干旱绿洲区棉田"白色污染"问题的有效解决途径,研究可降解地膜覆盖在棉田滴灌技术应用过程中的蓄水保墒能力,本文通过4种可降解地膜、1种普通塑料地膜覆盖处理和无覆盖裸地种植棉花为对照,分析不同处理对棉花生育期内棉田土壤水分及温度的影响。结果表明:可降解地膜和普通塑料地膜都有增温、保墒的效果,但可降解地膜的性能略低于普通塑料地膜,且可降解地膜和普通塑料地膜的增温、保墒效果在棉花生育前期和浅层0～15 cm土壤的作用更明显;在棉花生育后期,受可降解地膜逐步降解、地膜破坏以及棉花植株生长的影响,可降解地膜和塑料地膜的增温、保墒效果逐渐减小;不同材质、工艺的可降解地膜的增温、保墒效果略有不同。本文研究结果可为干旱绿洲区"白色污染"的治理提供一定的理论依据。     

不同地域气候条件下降解地膜的光降解可控性试验研究

为了提高可降解地膜的降解可控性,通过实验筛选出自主制备的降解性能较好的PE-3和PE-4降解地膜,以普通的地膜为对照材料在新疆天山北坡石河子和博乐2种气候条件有一定差异的地区进行了试验研究。通过拉伸强度、断裂伸长率、黏均相对分子质量以及羰基指数等物理指标的测定,分析了地膜在石河子和博乐2个地区气候条件下降解过程中结构和力学性能的变化,并考察了外界的气候条件对地膜降解的影响。结果表明:1)随着铺膜时间的增加,2个地区地膜的力学性能和相对分子质量呈下降趋势,而羰基指数呈上升趋势;2)相同光敏剂含量的地膜,在日照强度、温度和相对湿度较高的地区,光降解程度较大。因此,通过调节光敏剂的含量,能够实现地膜在不同地域条件下降解的可控性,可以满足地膜在不同地区气候条件下的覆膜需要。     

纤维素纳米晶对木薯淀粉基复合膜性能的影响

为改善提高木薯淀粉基复合膜的性能,以木薯淀粉为原料,附加甘油、壳聚糖,加入纤维素纳米晶,采用流延法制备淀粉基复合膜,研究纤维素纳米晶对木薯淀粉基膜理化性能的影响。实验结果显示纤维素纳米晶含量增加,淀粉基膜的吸水率、透光率及透油率均呈下降趋势,膜的生物降解性提高。纤维素纳米晶添加质量分数为2.5%、降解7 d时,降解率达18.28%。结果证明纤维素纳米晶改善了木薯淀粉基膜的性能,增强了膜的生物降解性。可为用作绿色生物包装材料、减少环境污染提供参考。     

可降解桥塞研制及其性能评价

针对水平井分段压裂施工后存在钻塞周期长,施工成本高等问题,研制了一种新型免钻铣的可降解桥塞。介绍了可降解桥塞的结构组成和工作原理,对可降解材料进行了不同温度,不同浓度条件下的降解性能试验,分析了可降解材料的力学性能,并对可降解桥塞试验样机进行高温环境下室内承压性能试验。试验结果表明：可降解材料为一种Mg-Al合金为基质,Ni-Cu合金为包覆层的金属材料,在NaCl溶液中可自行降解,且浸泡温度越高,NaCl质量分数越大,Cl_－浓度越高,降解速度越快;可降解材料的最大抗拉强度342 MPa,变形量约在5mm处发生断裂;由可降解材料加工而成的可降解桥塞试验样机在150℃高温环境下满足70MPa承压密封性能要求。研制的新型可降解桥塞在长庆油田进行了现场试验,试验效果较好。     

马铃薯交联羟丙基淀粉的制备研究

以实验室自制马铃薯羟丙基淀粉为原料,三偏磷酸钠为交联剂制备马铃薯交联羟丙基淀粉.通过单因素实验考察了三偏磷酸钠用量、pH值、反应温度、反应时间对马铃薯交联羟丙基淀粉交联度的影响.结果表明,三偏磷酸钠用量为1％,pH值11,反应温度35℃,反应时间2h时交联度最高.性能实验表明,交联羟丙基淀粉的冻融稳定性、热稳定性、透明度较原淀粉有所提高.     

可降解地膜的热解和红外光谱特征分析

地膜降解性能是解决地膜"白色污染"的关键技术问题之一.采用热重(TG)和微分热重(DTG)分析对1种普通膜和3种可降解膜的热解过程进行研究,采用红外光谱法分析地膜在使用前后组成的变化.结果表明,4种地膜的热重曲线有相似,但也有所差异,说明降解膜与普通膜的基本组分相同,而添加组分有较大差异.从热重曲线可测算出生物降解膜中淀粉的含量约为21.05%,生-光双降解膜中碳酸钙含量约为10.91%.不同类型地膜的红外光谱不同,覆盖一定时期降解膜样品的红外光谱可显示出其组分和性状的一些变化.3种降解膜原样的羰基指数大小顺序为:生物降解膜>生-光双降解膜>光降解膜,这与它们在田间试验中的降解速率相同.热重是测定地膜组成的一种简便而有效的方法.地膜DTG曲线和红外光谱可作为普通膜与降解膜,以及不同类型降解膜之间的鉴别手段.羰基指数可作为评价地膜降解状况的指标.     

分段压裂用可降解桥塞研制及其性能评价

针对水平井分段压裂施工后存在钻塞周期长,施工成本高等问题,研制了一种新型免钻铣的可降解桥塞。介绍了可降解桥塞的结构组成和工作原理,对可降解材料进行了不同温度,不同浓度条件下的降解性能试验,分析了可降解材料的力学性能,并对可降解桥塞试验样机进行高温环境下室内承压性能试验。试验结果表明:可降解材料为一种Mg-Al合金为基质,Ni-Cu合金为包覆层的金属材料,在NaCl溶液中可自行降解,且浸泡温度越高,NaCl质量分数越大,Cl-浓度越高,降解速度越快;可降解材料的最大抗拉强度342MPa,变形量约在5mm处发生断裂;由可降解材料加工而成的可降解桥塞试验样机在150℃高温环境下满足70MPa承压密封性能要求。研制的新型可降解桥塞在长庆油田进行了现场试验,试验效果较好。     

秸秆纤维增强复合材料的可降解性能研究

秸秆是一种来源丰富的可降解天然高分子材料。采用秸秆纤维为增强材料，以淀粉为基体，研制出一次性可降解秸秆纤维增强复合材料。采用土埋法研究了该复合材料的可降解性能。将该复合材料模压成花盆，并在实际栽培过程中对样品进行了跟踪测试，结果发现该复合材料具有优良的可降解性能。     

酶解-热醇协同处理制备淀粉基吸附材料

以玉米淀粉为原料,采用酶解-热醇协同处理制备一种新型的淀粉基吸附材料.利用比表面积孔隙分析仪、扫描电子显微镜对该吸附材料的比表面积、颗粒形貌特征进行表征,并考察该吸附材料的吸水性能和吸油性能.结果表明,淀粉颗粒经酶解-热醇协同处理后,淀粉颗粒上形成许多孔洞,结构松散,比表面积、孔的直径和孔的容积增大;淀粉颗粒经协同处理后,被赋予了良好的吸附性能,当酶添加量为0.9%时,其吸水率是原淀粉的5.1倍,吸油率是原淀粉的1.9倍.     

可降解材料生物降解率的检测方法比较

基于现行的材料降解率测定标准及特定微生物的降解性能,设计了4种材料降解率的检测方法,即两种标准方法(接种物:腐熟堆肥、蛭石+腐熟堆肥浸提液)和两种实验方法(接种物:蛭石+芽孢杆菌、蛭石+嗜热菌).采用生产环保胶带所用的原纸、塑料薄膜(主要成分为polylactic acid, PLA)和胶带成品作为受测材料,对比不同处理方法下材料降解性能的效率.结果表明,在60 d的实验周期中,原纸和PLA薄膜在4种方法处理下均呈现快速降解.然而,胶带成品降解率在腐熟堆肥、蛭石+腐熟堆肥浸提液处理下上升缓慢;在蛭石+芽孢杆菌处理下略高;在蛭石+嗜热菌处理下上升速率显著高于其他处理方法(约1.7～7.5倍).添加微生物菌剂尤其是嗜热菌,能有效提升产品降解率的测定效率.因此,优化降解接种物的方法可提高材料降解率的测试效率,有利于企业缩短可降解材料的研发及生产周期.     

土壤中低相对分子质量聚乙烯(L-PE)的提取及其降解特性研究

环境可降解地膜降解后形成大量低相对分子质量残体,这些低相对分子质量残留物累积在土壤耕作层,对土壤微环境及作物生长发育构成潜在危害.这些残留物可在土壤中进一步降解,但其降解进程尚不清楚.研究这类低相对分子质量残留物碎化降解和无机矿化进程,对进一步优化可降解地膜配方、生产工艺及提高可降解地膜的环境安全性具有重要的实践意义.选用相对分子质量分别为2 000(M1)、5 000(M2)和100 000以上(M3)的聚乙烯(L-PE),以不同累积量(1、10、50和100 a量)添加到不同质地(壤土、砂土、黏土)的土壤中,经盆栽种植一季小麦后,采用十氢萘高温融化法从土壤中提取L-PE,用凝胶渗透色谱法(GPC)检测L-PE相对分子质量及其分布的变化.结果显示,十氢萘高温融化法未改变L-PE的结构特征;L-PE相对分子质量大于5 000时,其提取率达74.47%~97.48%,提取率随相对分子质量增加而提高;经盆栽种植一季小麦后,添加到土壤中的3种相对分子质量的L-PE(M1、M2、M3)均发生了不同程度的降解,降解效果为M3M1M2.     

交联改性PBS材料降解性能研究

借助对交联改性聚丁二酸丁二醇酯(PBS)材料的水蒸气透过量测试、失重率测试、力学性能测试和电镜扫描等,研究了该材料的透水性能、降解性能和力学性能。结果表明,聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的加入提高了交联改性PBS材料的断裂伸长率,降低了材料的拉伸强度、透水性能和降解性能;聚乳酸(PLA)可以提高该材料的拉伸强度和断裂伸长率,并提高PBS/PBAT材料的降解性能。通过聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)改性提高了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在可降解农膜上的应用。     

安徽省技术市场技术供求信息发布(第1辑)

001 可降解可除草农用地膜 项目内容 该项研究运用自行合成的光敏剂并复配成复合光敏剂体系,同时添加自制的除草剂微胶囊,研制出具有光和微生物双重降解性和除草功能的农用塑膜,塑膜降解的诱导期可加以控制,抑草效果良好,能保证一茬作物不受草害。 1.产品的物理机械性能符合CB13735—92标准。 2 可降解可除草地膜在农田覆盖60天左右出现裂纹。80～90天出现大崩裂。经4～5个月的农田曝晒,地膜降解为碎片。     

铁钛双金属MOF类芬顿材料的制备及其对卤代苯醌的吸附降解研究

为了研究铁基双金属MOF材料降解水中卤代苯醌的应用可能性,采用溶剂热法以钛酸异丙酯、乙酰丙酮铁和2-氨基对苯二甲酸为原材料成功合成了铁钛双金属MOF材料,并对材料的结构和热学性能进行了表征,探讨了该材料对2,6-二氯-1,4-苯醌的吸附降解率.结果表明:当DCBQ初始浓度为1.8 mg/L,投加30 mg Fe-Ti(...     

淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的生物降解性能研究

文章对淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂的生物降解性能进行了研究.采用无机盐平板法考察了黑曲霉、米曲霉、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对高吸水树脂的降解作用,探讨了温度、pH值对降解过程的影响,分析了降解率与淀粉酶活、接枝率的关系.结果表明,黑曲霉、米曲霉对树脂的降解率大于树脂的未接枝率,淀粉接枝丙烯酸高吸水树脂具有较好的生物降解性能.     

稀土微肥对腐植酸可降解液态地膜应用性能的影响研究

研发和使用可降解液态地膜被认为是治理塑料地膜白色污染的一种有效应对措施。研究了在腐植酸可降解液态地膜中添加稀土微肥硝酸镧对地膜使用性能的影响。结果表明,添加稀土微肥不仅可以明显改善地膜的增温性能,使其达到或接近普通塑料地膜的水平,而且加入稀土微肥后还能更有效促进作物生长发育,达到增产增收的目的。在腐植酸液态地膜中添加稀土微肥是改进液态地膜性能的一种有效措施,有必要开展进一步的深入细致研究。