聚乳酸薄膜的降解行为及其降解性能快速检测方法研究

发布时间：2017-04-11 20:23

  本文关键词：聚乳酸薄膜的降解行为及其降解性能快速检测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过传统的土埋降解、模拟暴露在自然环境下降解、室温水解降解以及水热法降解等方法,研究了863项目组提供的聚乳酸薄膜的降解行为及其降解性能快速检测方法。在水热法快速降解聚乳酸薄膜实验中,探讨了降解温度、环境酸碱度对快速检测聚乳酸薄膜降解性能的影响;并按照理论方程模型,对失重率与降解时间进行非线性拟合,探讨水热法检测聚乳酸薄膜降解性能的可靠性研究。实验通过质量损失率、红外光谱图、X-射线衍射图、凝胶渗透色谱、扫描电镜图等分析测试手段,研究聚乳酸薄膜的降解行为和降解性能,其研究结果如下。(1)采用传统的土埋降解方法,对Revode 101、Revode 190、Revode 210和Revode 290四种聚乳酸薄膜进行降解实验,在3个月后,其质量损失率分别为9.52%,5.93%,6.50%和4.76%;采用老化实验箱模拟暴露在自然环境下的降解,四种聚乳酸薄膜的拉伸性能随着老化时间的增加逐渐下降,其依次在15天、30天、20天和30天后的最大拉伸力为0;采用室温水解降解方法,对这四种聚乳酸薄膜在酸性、中性和碱性溶液中进行水解降解12周,其质量损失率低于10%,其在碱性溶液中的降解速度最快。表面形貌分析表明,聚乳酸薄膜在降解过程中表面变得越来越粗糙;结晶度分析表明,聚乳酸薄膜在降解过程中结晶度不断升高;分子结构分析表明,聚乳酸薄膜在降解过程中分子量和酯键含量都不断降低。降解结果分析表明,通过传统的土埋降解、模拟暴露在自然环境下降解、室温水解降解等传统方法,得到这四种聚乳酸薄膜的降解速度快慢为:Revode101Revode 210Revode 190Revode 290,且降解速度都比较慢,即使降解3个月后,其质量损失率都低于10%。(2)探讨水热法降解聚乳酸薄膜的影响因素,并对其降解性能的快速检测方法进行研究,结果表明:随着温度的升高,酸碱性对降解速度的影响越来越小,温度成了影响水热降解聚乳酸薄膜的主要因素;当降解温度从130℃升高到170℃时,聚乳酸薄膜薄膜降解性能的检测时间从8h降低到2h;在170℃下降解2h后,Revode 101、Revode 190、Revode 210和Revode 290等四种聚乳酸薄膜的质量损失率分别69.86%、35.6%、50.2%和28.53%;这四种聚乳酸薄膜薄膜降解降解性能检测结果不受环境温度和酸碱度的影响。水热法与传统降解方法比较,其降解时间从3个月降低到2小时,其降解速度从低于10%升高到最高70%左右,且结果都为Revode101Revode210Revode190Revode290,由此说明水热法能够加速降解聚乳酸薄膜。(3)按照理论方程模型,对聚乳酸薄膜水热法降解所得失重率和降解时间进行非线性拟合,结果表明:非线性拟合参数值R2都接近于1,说明实验数据与理论模型能够很好拟合;并利用理论模型计算Revode 101、Revode 190、Revode210和Revode 290等四种聚乳酸薄膜的动力学常数,其计算值分别为8.217、4.262、4.853和3.471,说明其降解速度大小为Revode 101Revode 210Revode 190Revode 290,这个计算结果与传统降解法、水热法所得实验数据完全一致,由此可见,利用水热法降解检测聚乳酸薄膜降解性能具有可行性。因此,相对于聚乳酸薄膜降解性能的传统检测方法,使用水热法具有检测周期短、操作简便、测试费用低等优点,由此说明该方法具有应用前景。这一研究成果为快速检测聚乳酸薄膜降解性能奠定了一定基础。
【关键词】：聚乳酸 降解行为 降解性能 快速检测 水热降解
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O633.14;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 聚乳酸薄膜的特性、制备及应用现状10-13
• 1.1.1 聚乳酸薄膜的特性10-11
• 1.1.2 聚乳酸薄膜的制备11-12
• 1.1.3 聚乳酸薄膜的应用现状12-13
• 1.2 聚乳酸薄膜降解行为研究进展13-18
• 1.2.1 水解降解13-15
• 1.2.2 微生物降解15-16
• 1.2.3 热降解16-17
• 1.2.4 光降解17-18
• 1.3 聚乳酸薄膜降解性能检测方法研究进展18-20
• 1.3.1 堆肥降解试验法18-19
• 1.3.2 土埋降解试验法19
• 1.3.3 酶降解试验法19-20
• 1.4 研究的目的和意义20
• 1.5 本课题研究的主要内容20-22
• 2 聚乳酸薄膜的降解行为研究22-56
• 2.1 实验部分22-25
• 2.1.1 实验原料和仪器设备22-23
• 2.1.2 实验内容23-24
• 2.1.3 性能测试及表征24-25
• 2.2 结果与讨论25-54
• 2.2.1 降解前聚乳酸薄膜的组成结构分析25-28
• 2.2.2 土埋降解聚乳酸薄膜的降解行为分析28-36
• 2.2.3 模拟自然环境下聚乳酸薄膜的降解行为分析36-43
• 2.2.4 室温水解聚乳酸薄膜的降解行为分析43-54
• 2.3 本章小结54-56
• 3 聚乳酸薄膜降解性能的快速检测方法研究56-76
• 3.1 实验部分56-57
• 3.1.1 实验原料和仪器设备56
• 3.1.2 实验内容56-57
• 3.1.3 测试和表征57
• 3.2 结果与讨论57-75
• 3.2.1 温度对聚乳酸薄膜降解性能快速检测的影响57-63
• 3.2.2 环境酸碱性对聚乳酸薄膜降解性能快速检测的影响63-67
• 3.2.3 水热降解聚乳酸薄膜的机理分析67-69
• 3.2.4 水热法快速检测聚乳酸薄膜降解性能的可行性分析69-73
• 3.2.5 水热法降解与土埋降解的换算关系73-75
• 3.3 本章小结75-76
• 结论76-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果85

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本文编号：299911