乙烯基类聚合物及其纳米复合材料生物降解性的研究

《乙烯基类聚合物及其纳米复合材料生物降解性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、TITLETHESTUDYONBIoDEGR劁DATIONOFVINⅥ。PoLyMERSANDNANoCOMPoSITESAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByKaiDUSupervisor：Prof．HongruiMa，XiangfeiLvMarch2013乙烯基类聚合物及其纳米复合材料生物降解性研究摘要本文对皮革化学品中乙烯基类聚合物材料的生物降

2、解性进行研究，旨在分析不同结构的化学品生物降解性的差异，对其降解难易程度进行综合评价，并对部分材料的降解机理进行跟踪研究。涉及的聚合物材料包括乙烯基类聚合物鞣剂(LY系列)、聚丙烯酸复鞣剂(MD系列)、聚丙烯酸类鞣剂(LXJ系列)、丙烯酸酯涂饰剂(LJL系列)。参照国内外标准降解性评价体系，在好氧条件下，对聚合物材料的好氧生物降解性进行评价，并对纳米复合材料的降解机理进行研究；在厌氧的条件下，对聚合物材料的厌氧生物降解性及可生化性改变进行跟踪；使用相对指数法对受试物降解性的优劣进行评判。研究主要结论如下：1)好氧降解性评价实验中，聚二甲基二烯丙基氯化铵．丙烯酰胺．为丙烯酸．丙烯酸

3、羟乙酯纳米氧化锌复合鞣剂(阱8)好氧生物降解性最好，CODc，、TOC去除率分别为80％和40％，远高于其余各组；丙烯酸酯涂饰剂(L几．2，LJL．3)组TOC去除率在60％以上，降解率高于参比组，但二者02吸收量变化曲线与空白几乎重合，表明L儿．2、L儿．3组中微生物活动与空白组相似，L几．2、L几．3的去除以污泥吸附为主；聚丙烯酸复鞣剂(Ⅷ．1，MD．2)部分基团生物降解性较好，可以彻底降解为C02；聚二甲基二烯丙基氯化铵(LY-1)吸附性较好，CODc，和TOC削减率分别为45％和28％，但最终C02释放量最小，表明其与污泥结合后会抑制污泥的活性；聚二甲基二烯丙基氯化铵．丙

4、烯酰胺．为丙烯酸．丙烯酸羟乙酯鞣剂(LY-5)与污泥的作用极其微弱，几乎没有吸附及降解作用；其余受试物具有相似的降解性表现，吸附性及生物降解性均较弱且缓慢。2)厌氧降解性评价实验中，通过测定CODc，浓度、CH4产量作为厌氧降解性实验监测指标，LY-8、聚丙烯酸类鞣剂(LXJ．1)和聚丙烯酸纳米蒙脱土复合鞣剂(LXJ．2)三组CODc，浓度均有不同程度的降低；LY-8、聚二甲基二烯丙基氯化铵．丙烯酰胺．丙烯酸羟乙酯鞣剂(LY-4)产CH4量都较大，表现出一定的厌氧生物降解性；综合各指标来看，LY-8厌氧降解性最好，其余受试物厌氧生物降解性较弱。好氧段通过跟踪CODc，浓度的变化来

5、研究受试物可生化性改变程度，结果表明乙烯基类聚合物在长期厌氧处理后，其可生化性基本没有改变。3)无机纳米组分的引入对不同聚合物的降解性影响不同。纳米ZnO的引入提高了LY-5的生物降解性，但对L儿．2的影响不太显著，纳米蒙脱土的引入及分子量大小的差异在该试验中对聚合物降解性的影响都极为有限。通过非特性参数的测定，包括液相粒径分布、分子量分布，泥相的红外图谱及表面形态观察，对LY-8生物降解性较好的机理进行分析，LY-8为有机无机纳米复合结构，含有多种活性基团，纳米ZnO的引入，使得聚合物材料的电荷向正方向移动，由于污泥呈负电性，其吸附性得到了改善，与污泥的充分接触使得生物降解过程

6、易于发生，最终表现为较LY-5生物降解性的提高，且基团中含有酰胺基和酯基也促进了生物降解的发生。4)通过分析不同结构化学品降解程度的高低，对后续乙烯基类鞣剂和涂饰剂的研发及使用提供生物降解角度的引导，在保证化学品核心功能的前提下，要提高其生物可降解性，可以考虑增加易降解基团，如酰胺基和酯基，引入无机纳米材料，通过引入带电基团或无机纳米材料改变材料的电荷性，提高其吸附性，最终达到改善其生物降解性能的目的。5)以参比作为基准，用生物降解性相对指数法对受试物进行降解性评价，结果表明，LY-8生物降解性最好，L几．2、L几．3、MD．2、MD．1属于弱生物降解性范畴，而LY-1、LY-2

7、、LY-3、LY-4、LY-5、LY-7、LXJ-1、LXJ．2为难生物降解性物质。关键词：乙烯基类聚合物，鞣剂，生物降解性评价，纳米复合材料IITHESTUDYoNBIoDEGRADATIoNoFVINYLPoLYMERSANDNANoCoMPoSITESABSTRACTInthispaper,aerobicandanaerobicwereusedtostudythebiodegradabilityoftypicalrepresentativevinylpolymertanni