聚乙烯的生物及光降解改性

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摘要聚乙烯薄膜作为包袋材料(Material Science)、农用地膜以及购物方便袋等,在工业(Industry)生产(production)及生活(Life)中被普遍使用(Use)...

聚乙烯薄膜作为包袋材料(Material Science)、农用地膜以及购物方便袋等,在工业(Industry)生产(production)及生活(Life)中被普遍使用(Use)。由于(Because)这些薄膜一般(commonly)都是一次性使用(Use),并且(also)不容易分解(decompose),对环境酿成的污染越来越严重。特别是农用地膜,在土壤中分解(decompose)很慢,长期使用(Use)会影响(Influence)农作物的产量。世界发达国家对在农业、包装和其余领域内使用(Use)的可降解塑料进行了普遍的研究(Research),有些产品(product)已投入工业(Industry)化生产(production)。现在,聚乙烯的降解主要(main)采用(Use)光降解及生物降解的办法进行。

光降解聚乙烯的制备一般(commonly)可以(Sure)采用(Use)两条技术(technology)途径。一是将对光反应敏感的发色团或弱键引人到高分子键中。通常(usually)以一氧化(oxidation)碳或乙烯基酮为光敏单体与乙烯单体共聚,合成含羰基结构(structure)的光降解聚乙烯。井以此作为光降解母料,与聚乙烯共混,制备光降解簿膜制品。还可以(Sure)经过转变共混比例来控制光降解时间。比如,70年代初美国化学家Guillet用PE与乙烯基酮共聚,制得Guillet共聚物,商品名为Ecolyte。第二条途径无需昂贵的共聚工艺(Technology),仅在聚乙烯中添加(add to)少量的光敏剂、光降解剂和其余助剂等,即可制得较理想的可控光降解聚乙烯产品(product)。比如,80年代中期英国Scott教授和以色列塑料技术(technology)大学Gilead博士共同发明了一种二烷基二硫代氨基甲酸铁和镍双组分体系的商用技术(technology),可实现光降解过程的光敏控制,其商品名为Plastigone。

生物降解聚乙烯的研究(Research)主要(main)集中在淀粉-聚乙烯体系,即采用(Use)在聚乙烯中添加(add to)淀粉的办法来实现,由于(Because)淀粉和聚乙烯之间性质差异很大,相容性差,相间结合力很弱,为提高淀粉和聚乙烯共混物的性能(performance),一定改进组分的性质,以提高相容性。在淀粉-聚乙烯体系中,参加具有与聚乙烯相仿结构(structure)或溶解度参数靠近的烯基单体与淀粉的接枝物(如淀粉接枝丙烯酸丁酯,淀粉接枝丙烯酸乙酯、淀粉接枝甲基丙烯酸甲酯丙烯腈共聚物,淀粉接枝丙烯酸等)或其余聚乙烯同系物和界面活性物质(如乙烯-丙烯酸共聚物,EAA),可降低淀粉与聚乙烯之间的界面张力,提高两相界机的粘接力,从而得到稳定、均匀(uniformity)的多相分散体系,使复合材料(Material Science)的力学性能(performance)明显提高。此外(in addition),进一步将淀粉变性,改进淀粉外表的性质,降低淀粉链间的缠绕性质,提高淀粉在聚乙烯中的分散性,减少共混体系中各组分之间的性质差别,又进一步提高了共混材料(Material Science)的力学性能(performance)。

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