环境降解高分子材料课件.ppt

《环境降解高分子材料课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章环境降解高分子材料概述光降解高分子材料生物降解高分子材料主要内容高分子——二十世纪崛起的材料巨人1932年高分子学科出现，Staudinger1935年合成尼龙66，Carothers广泛应用6.1概述高分子材料60％陶瓷10％金属30％三分天下有其一高分子材料的正负面影响给人们的生活带来便利。消耗大量的天然资源。造成环境污染。高分子材料使用废弃后如何处理？国际上通常使用三种方法填埋焚烧回收再利用占用大量土地，造成土壤劣化。产生有害气体，造成二次污染。难度大、成本高。保证人们的生活品质减少环境污染治标治本:推广

2、环境可降解高分子材料符合高分子材料绿色化的潮流。概念：指高分子材料在一定的条件下会自动分解、消失。原因：高分子材料的化学结构发生显著的变化，造成某些性能下降，能被生物体侵蚀或代谢而降解。高分子材料的降解性降解反应热降解机械降解氧化降解化学降解光降解生物降解环境降解按降解高分子的组成和结构掺混型在普通高分子中加入可降解的物质或可促进降解的物质结构型本身具有降解结构的高分子。农用地膜园艺用品包装材料垃圾袋一次性餐具卫生用品应用领域降解性能评价标准和方法不统一降解塑料的性能不尽如人意，力学性能一般，耐水性差，湿强度不高，耐

3、热性差价格昂贵，高15%以上存在问题6.2光降解高分子材料1.光降解机理在光的作用下，引起光化学过程，使高分子化学物的链断裂和分解。（引入吸光基团，即发色团）。结果：使材料老化、力学性能变坏，失去使用价值。无氧光降解有氧光降解有光敏剂参加的光降解无氧光降解主要发生在聚合物分子中含有发色基团或含有光敏剂时。机理不清楚有氧光降解自由基引起聚合物的断链、降解典型的：聚丙烯的光降解过程有光敏剂参加的光降解高聚物中含光敏剂，光敏剂吸收光能传递给聚合物，发生降解反应DhvD*D*+Cell-HDH●+Cell●DH●+O2DOO

4、HCell●+O2CellOO●CellOO●+O2氧化纤维素+●OOHCell-H+●OOH纤维素的氧化分解影响光降解过程的因素光的波长材料的吸光度光量子效率2.光降解高分子材料的制备结构中含发色团：聚砜、聚酰胺，羰基，双键（PB、PI）使用时有良好的稳定性，废弃时迅速分解两种：共聚、共混（1）合成光降解高分子材料通过共聚在大分子中引入感光基团，如酮基、双键等，并通过控制感光基团的含量控制聚合物的寿命。含羰基的单体有：CO、甲基乙烯基酮、甲基丙烯基酮如：E/CO：羰基含量0.1%，寿命655h；12%，脆化时间40

5、h（2）掺入光敏剂能诱导和促进光降解反应羰基化合物：二苯甲酮及其衍生物金属络合物：二丁基二硫代氨基甲酸铁含有芳烃环结构的物质：蒽醌、二茂铁卤化物：氯化铁最有效3.应用包装材料和农膜：80%为聚烯烃（PE、PP、PS）农膜：保墒、提高土壤温度、抑制杂草当聚烯烃分子量小于500时，容易受微生物破坏进入自然界的生物循环起步早，发展快。应用条件要求高，价格昂贵6.3生物降解高分子材料1.概念在生物或生物化学作用过程中或生物环境中可以发生降解的高分子对环境要求不苛刻更容易完全降解成小分子质量小、加工容易、强度高、便宜不产生二次

6、污染高分子材料的表面被微生物粘附。在微生物分泌的酶的作用下，高分子断裂成相对小的分子碎片。微生物吸收或消耗碎片，经代谢最终形成二氧化碳和水等。2.生物降解过程3.生物降解性与高聚物结构的关系易降解高分子结构难降解高分子结构表面粗糙表面光滑直链侧链、支链、交联柔软晶态脂肪族芳香族低相对分子量高相对分子量亲水性疏水性4.生物降解高分子材料的分类生物降解塑料不完全生物降解塑料完全生物降解塑料高分子仅能被分解为散乱碎片，降解不彻底。生物降解高聚物与普通塑料共混。如淀粉添加的PS。微生物合成高分子化学合成高分子天然高分子及其衍

7、生物完全分解为CO2和H2O5.天然生物降解高分子材料多糖：是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子结构复杂且庞大的糖类物质。淀粉纤维素壳聚糖木质素最令人感兴趣（1）淀粉淀粉塑料产量居生物降解塑料的首位开发最早完全降解成二氧化碳和水，无污染采用适当的工艺使淀粉热塑性化制造各种塑料制品具有一定的力学性能绿色可再生，最经济的生物降解材料-1,4-苷键-1,4-苷键-1,6苷键OOHOOHOHOOCH2OH141OHOOHOHOCH2OHOHCH2O6直链淀粉支链淀粉填充型淀粉塑料热塑性全淀粉塑料淀粉或改性淀粉与普

8、通塑料共混生物崩坏性，不能完全降解对解决污染意义不大淀粉含量>90%，其他添加物也可生物降解使淀粉分子改变构型而无序化价格太高，比PE贵4-8倍（2）纤维素纤维素是植物细胞壁的主要成分。棉花：90%，亚麻：80%，木材：50%，竹子、芦苇、稻草、野草氢键，高结晶度，不溶于水和有机溶剂，加热分解，不熔化。应用时需改性，破坏氢键，醚化、酯化、缩醛化