可降解聚乙烯薄膜降解性能的研究進展

霍艷苓

摘 要 近年來，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方面來看，都各自具有自身的特點，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，這個材料具有非常多的優(yōu)點，如機械性能好、穩(wěn)定性強、價格便宜等等，但是在自然環(huán)境中，聚乙烯的降解非常的慢，給環(huán)境帶來了很大的不利的因素，形成了白色污染，對人類的生存及發(fā)展而言，這是一個非常重大的難題，要想解決這個問題，當前國內(nèi)外的科研工作者都對可降解聚乙烯薄膜進行研發(fā)，當前能夠產(chǎn)業(yè)化的品種還不是很多，主要集中在生物降解、光降解、光生物降解等三個方面。

1從光降解方面來看薄膜降解性能的研究

通過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，光降解往往是通過光催化劑引入其中來進行完成這個過程。利用煤降解劑而引發(fā)其交聯(lián)和降解的反應，最終對薄膜的強度進行控制，降低其柔韌性，那么，在整個的光照過程中就能夠使得斷裂生長率不斷下降，而在整個過程中，前面的過程是對聚合物的氧化誘導期直至及其衰變期，后面才能夠進入降解期，通過煤大分子光催化作用，能夠?qū)⒕垡蚁┏Ｒ?guī)光降解過程進行改變，推動聚乙烯大分子斷裂鏈和分子量的一個降低。把煤基材料對于薄膜的降解性能，我們通過觀察可以看出具有一定的推動作用，同時將煤基材料及材料的量進行不斷控制，還能夠?qū)到馑俣冗M行改變，并通過不斷的試驗得出45攝氏度是作為沒激光催化降解劑最合適的溫度。

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

2從生物降解方面來看薄膜降解性能的研究

從生物降解塑料來看，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，但是不是那么強大。 據(jù)悉，材料在自然環(huán)境中利用生物進行降解是可行的，但是其時間尤其的長，那么，通過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將高聚物的鏈進行氧化斷裂下降，分子量，最終達到起降解的這個過程，但是不管用哪一種材料來進行降解都需要將材料和化學結(jié)構(gòu)上的化學鏈以及大分子進行降解，再將材料進行降解的之前往往要進行一些非生物的處理，這樣一方面可以將降解時間縮短，一方面則利用加入光敏劑或者是氧化劑來產(chǎn)生利于降解的一些功能團。

從薄膜相對分子質(zhì)量測定來看在聚乙烯的結(jié)晶度，伴隨著降解的這個過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，使得其運動被限制，很難進行規(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，伴隨著降解過程中而不斷穩(wěn)定而增加，使得降解過程往往是先發(fā)生在試樣的表層，并隨著降解過程而不斷的穩(wěn)定增加，因此光生物降解過程往往是發(fā)生在一些無定形區(qū)域。

從光降解聚乙烯來看，其加工成本非常的低廉，但是有局限性，他的經(jīng)濟行為往往只能在有光的地方進行，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)來得以實施，但是從產(chǎn)品的外觀和性能來看，是具有一定影響性的，往往廢棄之后是添加物降解，而從有機聚合物本身來看，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進行協(xié)同的聚乙烯薄膜降解，從今后的工作發(fā)展來看，這是一個重要的發(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，這樣在研究過程中并將pH溫度微生物種類等這些對于生物降解能夠起到影響作用的因素都考慮進去。從長遠來看，這些才能夠?qū)垡蚁┍∧さ慕到饧夹g(shù)研發(fā)起到積極的推動作用。

總而言之，從當前對于白色污染問題的解決方案來看，利用可降解聚乙烯來替代傳統(tǒng)的非降解性塑料是大家所認知的，目前最好的一個方案，同時開發(fā)生物基可降解材料來替代和降低。對于傳統(tǒng)塑料的使用率，但是從當前的使用來看，傳統(tǒng)塑料價格低廉成本很低工藝簡單，具有耐熱性，而當前的一般的生物降解材料則在這些方面不占據(jù)優(yōu)勢，往往耐熱性能差工藝復雜成本偏高，在推廣過程中困難重重，怎樣對傳統(tǒng)的聚乙烯塑料進行性能上的轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚪到獾牟牧希敲淳图饶軌蚬?jié)約成本，同時又能夠緩解環(huán)境污染問題，對于當前的社會經(jīng)濟發(fā)展來看，具有非常積極的社會意義。從現(xiàn)有的聚乙烯材料降解方式來看，不同的降解方式具有各自不同的特點，怎樣將它們進行有效的技術(shù)處理，進而提升其使用率，使我們當前需要思考的問題。

參考文獻

[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]. 西南民族大學學報（自然科學版），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)晶行為及機理研究[J].高分子學報，2016（5）：679-684.