研究背景:
在过去的几十年中,人类活动产生的大量塑料垃圾不仅对陆地环境产生了严重的破坏作用,也使整个海洋生态系统遭受了前所未有的打击。目前,海洋塑料污染问题已引起国内外的广泛关注,而研究开发在海水中能够降解的材料才是解决问题的关键所在。因此,基于生物基的可降解聚合物如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等已经成为研究的热点。现有文献中对PLA在海水中降解性能的研究已经较多,但大多数仅涉及短期研究(不到100天),并且对PLA在不同环境的降解情况缺乏对比。
研究内容:
研究人员将PLA试样置于蒸馏水、再生海水和天然海水三种不同的水体环境中,并且设置不同的环境温度,进行为期180天的实验,最后对样品性能进行测定,从而为PLA在海水中的降解机制和降解动力学的研究提供基础。
研究结果:
1、放置在蒸馏水中的 PLA 样品,在50、40、30和25 ℃下,吸水率随时间平方根的变化图。
2、PLA试样在不同温度的蒸馏水中180天后的分子量及其分布
3、未降解的PLA(a)、在天然海水(b)、在40 °C的海水(c)和40 ℃的蒸馏水(d)中放置6 个月后的PLA 断裂表面的SEM显微照片。(红色圆圈显示孔洞)。
4、PLA试样在不同温度的水体环境中180天后的分子量及其分布
研究结论:
PLA在蒸馏水中的吸水量与温度有关,25和30 ℃时符合菲克扩散行为,40和50 ℃时出现偏差。PLA降解机理在40 ℃时发生改变,这一点已被SEC和DSC证实,这也为预测PLA在海水中的降解周期加大了难度。结合实验前后分子量的变化及SEM图像来看,PLA在蒸馏水和海水两种水体环境中都发生了降解,但降解的程度不同,在蒸馏水中的降解速度要比在海水中快。
参考文献:
Deroine M, Duigou A L, Corre Y M, et al. Accelerated ageing of polylactide in aqueous environments: Comparative study between distilled water and seawater[J]. Polymer Degradation & Stability, 2014, 108(oct.):319-329.
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391014000226