可降解聚乙烯薄膜降解性能的研究進(jìn)展

霍艷苓

摘 要 近年來(lái)，可降解聚乙烯薄膜性能的研究在不斷發(fā)展，從光降解、生物降解和光生物降解等三個(gè)方面來(lái)看，都各自具有自身的特點(diǎn)，能夠在不同的領(lǐng)域得到推廣。

關(guān)鍵詞 可降解;聚乙烯薄膜;降解性能;研究

在各行各業(yè)中使用到了聚乙烯，這個(gè)材料具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)械性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、價(jià)格便宜等等，但是在自然環(huán)境中，聚乙烯的降解非常的慢，給環(huán)境帶來(lái)了很大的不利的因素，形成了白色污染，對(duì)人類的生存及發(fā)展而言，這是一個(gè)非常重大的難題，要想解決這個(gè)問題，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的科研工作者都對(duì)可降解聚乙烯薄膜進(jìn)行研發(fā)，當(dāng)前能夠產(chǎn)業(yè)化的品種還不是很多，主要集中在生物降解、光降解、光生物降解等三個(gè)方面。

1從光降解方面來(lái)看薄膜降解性能的研究

通過(guò)光的作用將光降解塑料吸收了紫外線等輻射能之后而引發(fā)作用，使得高聚物的鏈斷裂降低，其低分子量和量化合物最終被降解，光降解往往是通過(guò)光催化劑引入其中來(lái)進(jìn)行完成這個(gè)過(guò)程。利用煤降解劑而引發(fā)其交聯(lián)和降解的反應(yīng)，最終對(duì)薄膜的強(qiáng)度進(jìn)行控制，降低其柔韌性，那么，在整個(gè)的光照過(guò)程中就能夠使得斷裂生長(zhǎng)率不斷下降，而在整個(gè)過(guò)程中，前面的過(guò)程是對(duì)聚合物的氧化誘導(dǎo)期直至及其衰變期，后面才能夠進(jìn)入降解期，通過(guò)煤大分子光催化作用，能夠?qū)⒕垡蚁┏Ｒ?guī)光降解過(guò)程進(jìn)行改變，推動(dòng)聚乙烯大分子斷裂鏈和分子量的一個(gè)降低。把煤基材料對(duì)于薄膜的降解性能，我們通過(guò)觀察可以看出具有一定的推動(dòng)作用，同時(shí)將煤基材料及材料的量進(jìn)行不斷控制，還能夠?qū)到馑俣冗M(jìn)行改變，并通過(guò)不斷的試驗(yàn)得出45攝氏度是作為沒激光催化降解劑最合適的溫度。

同時(shí)，對(duì)于復(fù)合材料不斷地推，利用一些材料對(duì)高分子材料進(jìn)行填充性改良，如淀粉、碳酸鈣等，這樣既可以對(duì)高分子材料的降解性能進(jìn)行改善，又可以對(duì)成本進(jìn)行控制和降低。將碳酸鈣和淀粉分別都加入到聚乙烯薄膜當(dāng)中，利用紫外線照射的方式和自然暴露的方式來(lái)對(duì)其降解性能進(jìn)行研究，可以看出，碳酸鈣填充薄膜的光降解性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于淀粉填充薄膜的性能[1]。同時(shí)，將金屬元素也引入到高分子材料的降解過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，還有一些金屬摻雜物的薄膜在輻射降解過(guò)程中能夠降解并且不產(chǎn)生污染。氧化錳對(duì)于薄膜的光降解性能具有推動(dòng)作用。

2從生物降解方面來(lái)看薄膜降解性能的研究

從生物降解塑料來(lái)看，是將一類有自然界存在的微生物和藻類的作用，而激發(fā)起降解的塑料，當(dāng)然通常作為理想化的生物降解塑料就是一種非常具有優(yōu)良的性能，能夠在廢棄以后在自然環(huán)境中就被微生物所完全分解了的高分子材料，而在現(xiàn)實(shí)中很大一部分的純聚合物往往被微生物分解的可能性是有的，但是不是那么強(qiáng)大。 據(jù)悉，材料在自然環(huán)境中利用生物進(jìn)行降解是可行的，但是其時(shí)間尤其的長(zhǎng)，那么，通過(guò)添加淀粉的形式能夠提高聚乙烯的生物降解性能。淀粉和碳酸鈣相比，淀粉比碳酸鈣更加能夠被微生物所利用，因此淀粉作為填充薄膜的失重率就要高一些。復(fù)合材料的降解效率和處理玉米淀粉含量的增加比例越高而提升。將一些有機(jī)化合物中增加鐵等元素至于其環(huán)境中在新化合物氫化物中的濃度高低對(duì)于降解速度也起到了一定的影響作用。

3從光生物降解方面來(lái)看薄膜降解性能的研究

光生物降解聚乙烯往往是利用光、熱、氧，引發(fā)光明系等各種物質(zhì)的一些字氧化和光氧化作用來(lái)將高聚物的鏈進(jìn)行氧化斷裂下降，分子量，最終達(dá)到起降解的這個(gè)過(guò)程，但是不管用哪一種材料來(lái)進(jìn)行降解都需要將材料和化學(xué)結(jié)構(gòu)上的化學(xué)鏈以及大分子進(jìn)行降解，再將材料進(jìn)行降解的之前往往要進(jìn)行一些非生物的處理，這樣一方面可以將降解時(shí)間縮短，一方面則利用加入光敏劑或者是氧化劑來(lái)產(chǎn)生利于降解的一些功能團(tuán)。

從薄膜相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定來(lái)看在聚乙烯的結(jié)晶度，伴隨著降解的這個(gè)過(guò)程程度不斷加深而不斷增大，由于其分子質(zhì)量較高，其物理纏結(jié)鏈很多，使得其運(yùn)動(dòng)被限制，很難進(jìn)行規(guī)則地排列，因此及晶體缺陷就更大，結(jié)晶度更低[2]。在光生物降解的過(guò)程中，很多不同的參數(shù)都具有了一些變化規(guī)律，如結(jié)晶度等等，伴隨著降解過(guò)程中而不斷穩(wěn)定而增加，使得降解過(guò)程往往是先發(fā)生在試樣的表層，并隨著降解過(guò)程而不斷的穩(wěn)定增加，因此光生物降解過(guò)程往往是發(fā)生在一些無(wú)定形區(qū)域。

從光降解聚乙烯來(lái)看，其加工成本非常的低廉，但是有局限性，他的經(jīng)濟(jì)行為往往只能在有光的地方進(jìn)行，而生物降解聚乙烯則利用了添加性的淀粉以及其他物質(zhì)來(lái)得以實(shí)施，但是從產(chǎn)品的外觀和性能來(lái)看，是具有一定影響性的，往往廢棄之后是添加物降解，而從有機(jī)聚合物本身來(lái)看，沒有產(chǎn)生其根本性的降解，因此生物降解的推廣領(lǐng)域存在著一定的局限性。因此，需要從多方面著手來(lái)進(jìn)行協(xié)同的聚乙烯薄膜降解，從今后的工作發(fā)展來(lái)看，這是一個(gè)重要的發(fā)展方向，這樣才能夠獲取新的創(chuàng)意和新的降解聚乙烯材料，這樣在研究過(guò)程中并將pH溫度微生物種類等這些對(duì)于生物降解能夠起到影響作用的因素都考慮進(jìn)去。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這些才能夠?qū)垡蚁┍∧さ慕到饧夹g(shù)研發(fā)起到積極的推動(dòng)作用。

總而言之，從當(dāng)前對(duì)于白色污染問題的解決方案來(lái)看，利用可降解聚乙烯來(lái)替代傳統(tǒng)的非降解性塑料是大家所認(rèn)知的，目前最好的一個(gè)方案，同時(shí)開發(fā)生物基可降解材料來(lái)替代和降低。對(duì)于傳統(tǒng)塑料的使用率，但是從當(dāng)前的使用來(lái)看，傳統(tǒng)塑料價(jià)格低廉成本很低工藝簡(jiǎn)單，具有耐熱性，而當(dāng)前的一般的生物降解材料則在這些方面不占據(jù)優(yōu)勢(shì)，往往耐熱性能差工藝復(fù)雜成本偏高，在推廣過(guò)程中困難重重，怎樣對(duì)傳統(tǒng)的聚乙烯塑料進(jìn)行性能上的轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚪到獾牟牧?，那么就既能夠?jié)約成本，同時(shí)又能夠緩解環(huán)境污染問題，對(duì)于當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，具有非常積極的社會(huì)意義。從現(xiàn)有的聚乙烯材料降解方式來(lái)看，不同的降解方式具有各自不同的特點(diǎn)，怎樣將它們進(jìn)行有效的技術(shù)處理，進(jìn)而提升其使用率，使我們當(dāng)前需要思考的問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖戎.聚乳酸和ε-己內(nèi)酯共聚物生物可降解材料的體外降解研究[J]. 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（2）：252-256.

[2] 張書洋，陳哲峰，吳楓，等.四臂聚乳酸/線性聚乳酸共混物的結(jié)晶行為及機(jī)理研究[J].高分子學(xué)報(bào)，2016（5）：679-684.