淀粉复合膜的堆肥降解性能研究
发布时间：2021-08-02 21:54
目的研究淀粉三层复合膜的降解过程及降解周期。方法通过测定淀粉复合膜在受控堆肥条件下其排放的二氧化碳量来确定其最终需氧生物分解能力及其崩解程度,通过测定失重率、扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱等方法观察降解前后淀粉复合膜的形貌、结晶度、化学结构等变化。结果淀粉复合膜在受控堆肥条件下表现出良好的生物降解性,56d后生物分解率可达47.23%,与失重率相一致。淀粉复合膜在土埋降解的56d内,外观和微观形貌都发生了显著变化,结晶度降低,晶体结构被破坏,降解前后没有产生新的基团,只是大分子分解为小分子的过程,降解周期为42d。结论淀粉复合膜在受控堆肥条件下具有良好的生物降解性。
【文章来源】：食品安全质量检测学报. 2019,10(23)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PE膜、PLA/PBAT膜和淀粉复合膜降解过程中的外观形貌
图6(c)中,3358 cm-1处为-OH伸缩振动吸收峰,2945 cm-1处对应的是C-H伸缩振动吸收峰,1722 cm-1处为C=O伸缩振动吸收峰,1161 cm-1处的吸收峰为非对称的C-O-C伸缩振动[19],1041 cm-1处为C-H摇摆振动吸收峰[16]。从图中可以看出,随着降解时间的增加,淀粉复合膜特征峰位置基本没有发生变化,说明降解前后没有产生新的基团,只是大分子分解为小分子的过程,不会出现新的吸收峰[17],但是随着降解时间的变化,淀粉复合膜特征峰强度逐渐变化,在3358、2945和1041 cm-1处吸收峰强度逐渐降低,而在1722和1161 cm-1处吸收峰强度逐渐升高,出现这种现象原因可能是淀粉复合膜中间淀粉/PVA层在土壤中受到水分子和微生物的作用先降解为CO2和H2O逸出,所以各吸收峰强度逐渐降低,而PLA/PBAT外层降解较慢,由图6(b)可知,PLA/PBAT的主要特征峰在1711和1151 cm-1处,将PLA/PBAT与淀粉/PVA复合后特征峰位置会有偏移,可以推测1722和1161 cm-1处为淀粉复合膜中PLA/PBAT的主要特征峰,随着中间层含量的减少,PLA/PBAT相对含量逐渐增大,所以1722和1161 cm-1处C=O和C-O-C的吸收峰强度逐渐增大。3.6 淀粉复合膜的结晶性能变化
图7(b)中,2θ=19.5°和2θ=22.5°处衍射峰为PLA/PBAT的特征衍射峰,从图中可以看出,PLA/PBAT膜在前42 d特征衍射峰在增强,之后开始逐渐减弱。前42 d衍射峰增强可能是由于降解前期基体中的部分无定形态更易降解,随着非晶区面积不断减小,晶区面积所占的百分比不断增加[20],所以结晶度有所增强。随着降解时间的延长,42 d后2θ=19.5°和2θ=22.5°处的衍射峰强度明显降低,反映了相对结晶度的降低,进而说明土埋降解使得PLA/PBAT膜晶体区域转为不规则的非晶态区域。相对结晶度的降低表明PLA/PBAT膜发生了降解,且膜的分子有序性降低[21]。同时,降解试验后期特征峰高度变化较初期显著,说明降解试验初期PLA/PBAT降解速度较慢,随着降解时间的增加,水分和微生物进入膜内部的途径不断增多[22],所以结晶度变化较初期明显。图5 PE膜、PLA/PBAT膜和淀粉复合膜降解过程中的失重率
本文编号：3318344
【文章来源】：食品安全质量检测学报. 2019,10(23)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PE膜、PLA/PBAT膜和淀粉复合膜降解过程中的外观形貌
图6(c)中,3358 cm-1处为-OH伸缩振动吸收峰,2945 cm-1处对应的是C-H伸缩振动吸收峰,1722 cm-1处为C=O伸缩振动吸收峰,1161 cm-1处的吸收峰为非对称的C-O-C伸缩振动[19],1041 cm-1处为C-H摇摆振动吸收峰[16]。从图中可以看出,随着降解时间的增加,淀粉复合膜特征峰位置基本没有发生变化,说明降解前后没有产生新的基团,只是大分子分解为小分子的过程,不会出现新的吸收峰[17],但是随着降解时间的变化,淀粉复合膜特征峰强度逐渐变化,在3358、2945和1041 cm-1处吸收峰强度逐渐降低,而在1722和1161 cm-1处吸收峰强度逐渐升高,出现这种现象原因可能是淀粉复合膜中间淀粉/PVA层在土壤中受到水分子和微生物的作用先降解为CO2和H2O逸出,所以各吸收峰强度逐渐降低,而PLA/PBAT外层降解较慢,由图6(b)可知,PLA/PBAT的主要特征峰在1711和1151 cm-1处,将PLA/PBAT与淀粉/PVA复合后特征峰位置会有偏移,可以推测1722和1161 cm-1处为淀粉复合膜中PLA/PBAT的主要特征峰,随着中间层含量的减少,PLA/PBAT相对含量逐渐增大,所以1722和1161 cm-1处C=O和C-O-C的吸收峰强度逐渐增大。3.6 淀粉复合膜的结晶性能变化
图7(b)中,2θ=19.5°和2θ=22.5°处衍射峰为PLA/PBAT的特征衍射峰,从图中可以看出,PLA/PBAT膜在前42 d特征衍射峰在增强,之后开始逐渐减弱。前42 d衍射峰增强可能是由于降解前期基体中的部分无定形态更易降解,随着非晶区面积不断减小,晶区面积所占的百分比不断增加[20],所以结晶度有所增强。随着降解时间的延长,42 d后2θ=19.5°和2θ=22.5°处的衍射峰强度明显降低,反映了相对结晶度的降低,进而说明土埋降解使得PLA/PBAT膜晶体区域转为不规则的非晶态区域。相对结晶度的降低表明PLA/PBAT膜发生了降解,且膜的分子有序性降低[21]。同时,降解试验后期特征峰高度变化较初期显著,说明降解试验初期PLA/PBAT降解速度较慢,随着降解时间的增加,水分和微生物进入膜内部的途径不断增多[22],所以结晶度变化较初期明显。图5 PE膜、PLA/PBAT膜和淀粉复合膜降解过程中的失重率
本文编号：3318344
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nyxlw/3318344.html
