蓝藻/菌渣填充型可降解塑料的制备及性能研究

发布时间：2022-11-04 23:28

　　为解决巢湖水华蓝藻和青霉素菌渣难以资源化、规模化利用的问题,并克服生物质/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料力学性能较差和LDPE树脂降解能力较低的缺点,本文提出了以巢湖水华蓝藻、青霉素菌渣为生物原料,与LDPE树脂共混制备填充型可生物降解塑料的方法。通过单因素结合响应面法的实验方法,优化工艺组合和参数配置;通过紫外-可见光谱、表观形貌分析、X-射线衍射、红外光谱等技术手段分析实验过程中的机理变化;通过力学性能测试、熔融温度测试、青霉素残留实验、失重率实验等方法对制得的生物质/LDPE复合材料性能进行进一步分析。主要研究内容与结果如下:（1）研究了巢湖水华蓝藻干化工艺,其中蓝藻粉/LDPE复合材料的力学性能与蓝藻粉的含水率和颗粒粒径呈负相关,以二者为指标,获得干化巢湖水华蓝藻的最优工艺参数为:冻融破壁（-13℃、室温）2次、微波真空干燥（40℃,700W/h,真空度0.08,1 h）粉碎30 s。此条件下制得的蓝藻粉含水率约为6.71%,颗粒平均粒径为25.397μm。（2）研究了作为润滑剂的聚乙烯蜡和白油、作为增容剂的钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）、... 

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【学位级别】：博士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 巢湖富营养化现状
        1.1.2 巢湖水华蓝藻及其资源化利用现状
        1.1.3 青霉素菌渣及其处置现状
        1.1.4 选题依据
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 可生物降解塑料研究现状
        1.2.2 填充型可生物降解塑料研究现状
        1.2.3 主要问题和不足
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 巢湖水华蓝藻干化工艺研究
    2.1 前言
    2.2 实验材料和仪器
        2.2.1 主要实验材料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 破壁方式影响蓝藻粉性状实验
        2.3.2 破壁方式影响蓝藻粉/LDPE复合材料力学性能实验
        2.3.3 干燥方式影响蓝藻粉性状实验
        2.3.4 干燥方式影响蓝藻粉/LDPE复合材料性能实验
        2.3.5 粒径影响蓝藻粉/LDPE复合材料性能实验
        2.3.6 羟值测定
        2.3.7 性能测试与表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 蓝藻粉性状分析
        2.4.2 力学性能分析
        2.4.3 光谱分析
        2.4.4 羟值分析
    2.5 本章小结
第三章 几种常见助剂比选研究及机理分析
    3.1 前言
    3.2 实验材料和仪器
        3.2.1 主要实验材料
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 原材料制备
        3.3.2 蓝藻粉/LDPE复合材料单因素实验
        3.3.3 性能测试与表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 力学性能分析
        3.4.2 形貌分析
        3.4.3 X射线衍射分析
        3.4.4 红外光谱分析
    3.5 本章小结
第四章 响应面法优化蓝藻粉/LDPE复合材料力学性能
    4.1 前言
    4.2 实验材料和仪器
        4.2.1 主要实验材料
        4.2.2 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 原材料制备
        4.3.2 蓝藻粉/LDPE复合材料助剂添加量实验
        4.3.3 蓝藻粉/LDPE复合材料响应面实验
        4.3.4 性能测试与表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 力学性能分析
        4.4.2 响应面实验分析
        4.4.3 熔融曲线分析
    4.5 本章小结
第五章 响应面法优化蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE复合材料力学性能
    5.1 前言
    5.2 实验材料和仪器
        5.2.1 主要实验材料
        5.2.2 实验仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 原材料制备
        5.3.2 蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE复合材料粉末比例实验
        5.3.3 蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE复合材料助剂添加量实验
        5.3.4 蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE复合材料响应面实验
        5.3.5 青霉素残留测定实验
        5.3.6 性能测试与表征
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 力学性能分析
        5.4.2 响应面实验分析
        5.4.3 形貌分析
        5.4.4 红外光谱分析
        5.4.5 熔融曲线分析
        5.4.6 青霉素残留分析
    5.5 本章小结
第六章 复合材料降解性能研究
    6.1 前言
    6.2 实验材料和仪器
        6.2.1 主要实验材料
        6.2.2 实验仪器
    6.3 实验方法
        6.3.1 原材料制备
        6.3.2 蓝藻粉/LDPE复合材料降解实验
        6.3.3 蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE复合材料降解实验
        6.3.4 测试方法
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 蓝藻粉/LDPE降解性能分析
        6.4.2 蓝藻粉-青霉素菌渣/LDPE降解性能分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]石油基塑料的微生物降解[J]. 许楹,殷超凡,岳纹龙,周宁一.  生物工程学报. 2019(11)
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[3]响应面法分析优化藻蓝蛋白色素提取工艺的研究[J]. 熊勇,李冬梅,刘江波,张军兵,罗忠国,何志荣,张水军.  中国食品添加剂. 2018(11)
[4]巢湖生态环境现状及保护对策分析[J]. 王晓媛,江波,杨梦斐,毕雪.  人民长江. 2018(17)
[5]巢湖水体浮游藻类数量与主要水质指标关系的研究[J]. 张志芬,汪蔷,谢恩诚,赵程程,晏娟.  安徽农业科学. 2018(17)
[6]蓝藻资源化技术研究及应用进展[J]. 周海云,包健,王伟霞,陈赛楠,付博,张润叶.  环境监控与预警. 2018(03)
[7]响应面法优化超声波辅助冻融提取蓝藻多糖工艺研究[J]. 刘言炜,张发宇,汪家权.  食品科技. 2018(05)
[8]改性蓝藻基活性炭的制备及常压下对CO2的捕集性能[J]. 高俊,胡辉,刘雪岩.  高等学校化学学报. 2018(02)
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[10]青霉素废菌丝体制备石膏缓凝剂联产活性炭[J]. 陈蜜蜜,张蒙蒙,赵风清.  环境工程学报. 2017(06)

博士论文
[1]巢湖水体氮、磷结构特征、环境效应与防控对策研究[D]. 奚姗姗.中国科学技术大学 2016
[2]环境友好大豆蛋白质材料改性研究[D]. 郭改萍.北京化工大学 2015
[3]天然蛋白质可降解热塑膜及纺织浆料的制备与性能研究[D]. 陈李红.东华大学 2013

硕士论文
[1]柱色谱法纯化藻蓝蛋白的优化研究与机理分析[D]. 武康.合肥工业大学 2019
[2]LDPE/HA及LDPE/PP/HA复合材料的降解规律研究[D]. 李昊.中北大学 2019
[3]玉米全粉/PVA共混膜的制备及性能研究[D]. 屈奥运.兰州交通大学 2018
[4]Fe/C微电解-Fenton耦合工艺处理老龄垃圾渗滤液的实验研究[D]. 王利群.湖南大学 2017
[5]藻毒素的检测、去除及藻蓝蛋白稳定性的研究[D]. 鲁轶男.合肥工业大学 2017
[6]巢湖蓝藻藻蓝蛋白提取的破壁方法研究[D]. 陈裕.合肥工业大学 2015
[7]巢湖西半湖浮游藻类群落及体内微量元素的研究[D]. 李梦.合肥工业大学 2015
[8]青霉素菌丝体堆肥研究[D]. 张大璐.河北科技大学 2014
[9]从青霉素菌丝体中提取蛋白、麦角固醇、壳聚糖的工艺研究[D]. 刘玲.湖北工业大学 2013
[10]互穿网络SBS/PBMA的合成及其在聚氯乙烯力学改性、加工中的应用研究[D]. 刘欢.石河子大学 2013



本文编号：3701528