PBAT/PLA可降解地膜老化性能研究
发布时间：2022-01-24 12:23
高分子型可降解地膜因具有优异的降解性、优良的机械性能和加工性能而日益成为传统地膜的替代品。为加速可降解地膜在实际农业生产中的推广使用,解决应用中出现的老化、提前开裂等问题,亟需对高分子型可降解材料的老化性能进行研究。本论文采用田间实验和室内加速老化实验,研究在紫外光照、温度、湿度影响之下分子结构和性能变化规律,建立通过实验室加速老化实验预测田间地膜使用寿命的方法。1、恒温恒湿实验（THD）:将10片样膜放置在恒温恒湿箱中,设置条件为无光条件下60℃恒温8小时,后在50℃温度和90%湿度的无光环境下恒温恒湿4小时,每日9点取样1片;紫外加速老化实验（UVD）:将20片样膜放置在紫外老化箱中,设置条件为60℃下紫外光照8小时,后在50℃的黑暗环境下凝露4小时,每日9点取样2片;田间降解实验（CED）:将PBAT/PLA地膜铺设在实验蒜田,提供大蒜生长所需的充足水分和肥料,每月18日进行取样。三个实验所取得的样品经清洗晾干等处理后进行结构与性能测试。2、恒温恒湿实验（THD）分析结果显示:索氏提取交联度测试表明交联度为0;热重测试（TG）中,T10%从原始膜的358.1...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农业用天然覆盖物图
（土豆、红薯、玉米等常见的植物资源提取出的）作为原始材料先经糖化作用得到葡萄糖，后进一步由菌种发酵制成的高纯度乳酸经过脱水缩合得到的大分子聚合物。常温下聚乳酸呈白色粉末状。聚乳酸作为以植物为原始材料的生物降解聚合物具有良好的热稳定性、相容性、光泽度、透明性和很好的抗溶剂性，易于与其他聚合物进行共混加工(甄智勇等,2016)，也适合进行挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等各种加工工艺。因此，目前聚乳酸（PLA）在包装类、纤维类、农业用和医疗卫生等材料应用领域有着十分广泛的用途(Rudniketal.,2011)。图2聚乳酸分子式Fig.2MolecularformulaofPolylacticacidPLA是一种环境友好型高分子材料，且PLA具有优良的机械性能、耐菌性、阻燃性。因此PLA在性能上可以作为传统聚乙烯地膜合适的替代品。PLA在堆肥条件下微生物、水、酸、碱的作用下最终完全分解为二氧化碳和水。然而虽然PLA可以达到完全降解但是降解速率相对缓慢，降解周期长达数月甚至数年，且PLA具有相对较高的脆性。因此纯PLA材料在使用加工过程中仍然存在较大缺陷。
山东农业大学硕士学位论文172.3三种基本老化性能研究实验方法2.3.1恒温恒湿实验（THD）图4恒温恒湿实验箱Fig.4Constanttemperatureandhumidityexperimentbox恒温恒湿实验使用可控温可控湿的恒温恒湿箱（图4）。为便于比较，将THD和UVD实验中的温湿度设为一致，以便于考虑紫外光照对老化性能的影响。因此为对比数据的一致性，按照紫外加速老化实验主要参数设置标准，设定恒温恒湿实验条件。使用和紫外老化实验相同的PBAT/PLA可降解地膜作为实验材料。裁剪出10片尺寸大小为80cm×80cm的样品膜，将每片样品薄膜悬挂在恒温恒湿箱的样品架上。设置第一阶段在60℃无光环境下恒温8小时，设置第二阶段在50℃和98%湿度的无光环境下恒温恒湿4小时，在箱顶水箱中加入足够的去离子水并定期补充，以防止缺水引起的湿度不能维持现象。以为期12小时的两阶段实验为一个循环。对应紫外加速老化实验，恒温恒湿实验以10个循环为实验周期。每日9点取1片样品，在无光环境下自然晾干，然后对样品进行性能和结构测试表征。2.3.2紫外加速老化实验（UVD）实验地点泰安市是鲁中山区的代表城市，月平均紫外线指数从1月份至4月份逐渐增加。3月到9月紫外线强度变化范围约为20-25W/m2，对应级别为较强等级（7-9）。4月日平均紫外线指数最大值约为10.2W/m2。紫外加速老化实验使用QUA型紫外加速
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆农田残膜污染现状及防控策略[J]. 胡灿,王旭峰,陈学庚,汤修映,赵岩,严昌荣. 农业工程学报. 2019(24)
[2]生物降解地膜性能及对棉花产量的影响评价研究[J]. 冯欢,何文清,张凤华,刘琪,吕军,刘晓伟. 生态环境学报. 2019(03)
[3]PBAT型全生物降解地膜对南疆棉花和玉米产量及土壤理化性质的影响[J]. 王斌,万艳芳,王金鑫,孙九胜,王新勇,槐国龙,孔立明. 农业环境科学学报. 2019(01)
[4]聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料地膜高效降解菌群筛选及其群落结构演替特征[J]. 徐松,王敬敬,周婷婷,赵维,黄志勇. 微生物学通报. 2018(11)
[5]PBAT全生物降解地膜在玉米田中的降解特性[J]. 曲萍,郭宝华,王海波,赵永富. 农业工程学报. 2017(17)
[6]地膜残留污染防控技术现状及发展趋势[J]. 薛颖昊,曹肆林,徐志宇,靳拓,贾涛,严昌荣. 农业环境科学学报. 2017(08)
[7]对苯二甲酸/己二酸/丁二醇共聚酯的合成与表征[J]. 古隆,兰建武,石坤,郑威. 工程塑料应用. 2016(10)
[8]增容剂DT对PLA/PBAT共混物性能的影响[J]. 甄智勇,张陆祥,裘煜,裘陆军,戴文利. 中国塑料. 2016(03)
[9]生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展[J]. 曹燕琳,尹静波,颜世峰. 高分子通报. 2006(10)
[10]光/生物降解聚乙烯薄膜的光降解性能[J]. 刘再满,丁生龙,柳明珠. 应用化学. 2006(08)
本文编号：3606565
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
农业用天然覆盖物图
（土豆、红薯、玉米等常见的植物资源提取出的）作为原始材料先经糖化作用得到葡萄糖，后进一步由菌种发酵制成的高纯度乳酸经过脱水缩合得到的大分子聚合物。常温下聚乳酸呈白色粉末状。聚乳酸作为以植物为原始材料的生物降解聚合物具有良好的热稳定性、相容性、光泽度、透明性和很好的抗溶剂性，易于与其他聚合物进行共混加工(甄智勇等,2016)，也适合进行挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等各种加工工艺。因此，目前聚乳酸（PLA）在包装类、纤维类、农业用和医疗卫生等材料应用领域有着十分广泛的用途(Rudniketal.,2011)。图2聚乳酸分子式Fig.2MolecularformulaofPolylacticacidPLA是一种环境友好型高分子材料，且PLA具有优良的机械性能、耐菌性、阻燃性。因此PLA在性能上可以作为传统聚乙烯地膜合适的替代品。PLA在堆肥条件下微生物、水、酸、碱的作用下最终完全分解为二氧化碳和水。然而虽然PLA可以达到完全降解但是降解速率相对缓慢，降解周期长达数月甚至数年，且PLA具有相对较高的脆性。因此纯PLA材料在使用加工过程中仍然存在较大缺陷。
山东农业大学硕士学位论文172.3三种基本老化性能研究实验方法2.3.1恒温恒湿实验（THD）图4恒温恒湿实验箱Fig.4Constanttemperatureandhumidityexperimentbox恒温恒湿实验使用可控温可控湿的恒温恒湿箱（图4）。为便于比较，将THD和UVD实验中的温湿度设为一致，以便于考虑紫外光照对老化性能的影响。因此为对比数据的一致性，按照紫外加速老化实验主要参数设置标准，设定恒温恒湿实验条件。使用和紫外老化实验相同的PBAT/PLA可降解地膜作为实验材料。裁剪出10片尺寸大小为80cm×80cm的样品膜，将每片样品薄膜悬挂在恒温恒湿箱的样品架上。设置第一阶段在60℃无光环境下恒温8小时，设置第二阶段在50℃和98%湿度的无光环境下恒温恒湿4小时，在箱顶水箱中加入足够的去离子水并定期补充，以防止缺水引起的湿度不能维持现象。以为期12小时的两阶段实验为一个循环。对应紫外加速老化实验，恒温恒湿实验以10个循环为实验周期。每日9点取1片样品，在无光环境下自然晾干，然后对样品进行性能和结构测试表征。2.3.2紫外加速老化实验（UVD）实验地点泰安市是鲁中山区的代表城市，月平均紫外线指数从1月份至4月份逐渐增加。3月到9月紫外线强度变化范围约为20-25W/m2，对应级别为较强等级（7-9）。4月日平均紫外线指数最大值约为10.2W/m2。紫外加速老化实验使用QUA型紫外加速
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆农田残膜污染现状及防控策略[J]. 胡灿,王旭峰,陈学庚,汤修映,赵岩,严昌荣. 农业工程学报. 2019(24)
[2]生物降解地膜性能及对棉花产量的影响评价研究[J]. 冯欢,何文清,张凤华,刘琪,吕军,刘晓伟. 生态环境学报. 2019(03)
[3]PBAT型全生物降解地膜对南疆棉花和玉米产量及土壤理化性质的影响[J]. 王斌,万艳芳,王金鑫,孙九胜,王新勇,槐国龙,孔立明. 农业环境科学学报. 2019(01)
[4]聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料地膜高效降解菌群筛选及其群落结构演替特征[J]. 徐松,王敬敬,周婷婷,赵维,黄志勇. 微生物学通报. 2018(11)
[5]PBAT全生物降解地膜在玉米田中的降解特性[J]. 曲萍,郭宝华,王海波,赵永富. 农业工程学报. 2017(17)
[6]地膜残留污染防控技术现状及发展趋势[J]. 薛颖昊,曹肆林,徐志宇,靳拓,贾涛,严昌荣. 农业环境科学学报. 2017(08)
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[8]增容剂DT对PLA/PBAT共混物性能的影响[J]. 甄智勇,张陆祥,裘煜,裘陆军,戴文利. 中国塑料. 2016(03)
[9]生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展[J]. 曹燕琳,尹静波,颜世峰. 高分子通报. 2006(10)
[10]光/生物降解聚乙烯薄膜的光降解性能[J]. 刘再满,丁生龙,柳明珠. 应用化学. 2006(08)
本文编号：3606565
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