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新型環保可降解聚烯烴材料助力農用薄膜回收

文章出處: 人氣:發表時間:2017-08-08 20:14
中國廣州華南農業大學研究人員研究了一種有效、環保和可降解的聚烯烴材料幫助解決農用聚烯烴難于回收問題。
聚烯烴廣泛用于農業應用(例如,用于溫室,覆蓋或隧道膜)。事實上,據報道,80%的塑料覆蓋物由聚烯烴(例如聚乙烯)制成。雖然這種材料可以促進良好的收獲,但大多數聚烯烴塑料地膜的處理是有問題的。
研究人員使用PMMA表面改性TiO2納米粒子作為添加劑,以促進聚乙烯的降解。他們發現,由LDPE制成的復合膜和這些改性納米粒子在紫外線照射后比純LDPE樣品顯示出更大的重量損失。此外,他們觀察到他們的輻射復合材料樣品的活力真菌生長,這可能導致膜的進一步的生物降解。
以前已經證明聚乙烯的氧化生物降解(例如非生物和生物降解)是解決這種塑料污染問題的有希望的途徑。在該方法中,將促氧化劑添加劑(例如二氧化鈦,TiO2,納米顆粒)引入聚乙烯基質中以加速非生物降解的速率。前氧化劑在UV照射下與水和氧反應形成羥基,然后可以引發聚乙烯的降解。結果,較小的親水性分子片段可以在微生物(例如細菌,真菌和藻類)的存在下進一步生物降解。然而,整個過程通常非常緩慢,并且受到納米顆粒附聚物的形成的限制。
新型環保可降解聚烯烴材料助力農用薄膜回收

UV照射后的低密度聚乙烯(LDPE)膜(a)和(b)的SEM圖像415小時。還顯示包含(c)二氧化鈦(TiO2)納米顆粒和(d)聚(甲基丙烯酸甲酯)改性的TiO2納米顆粒的照射的LDPE復合膜的圖像(©SPEPRO,10.2417/spepro.006909)
研究人員已經研究了使用聚(甲基丙烯酸甲酯),PMMA作為TiO2納米顆粒表面的移植物來加速極性乙烯光氧化過程。這種親水涂層促進水吸附,因此更多的水可用于光氧化。此外,研究人員意外地發現,這種TiO2納米顆粒的親水性改性改善了它們在聚乙烯基質內的分散性和相容性(從而進一步增強了光催化氧化)。
對于實驗,使用純低密度聚乙烯(LDPE)的樣品,以及含有TiO2納米顆粒(TiO2/LDPE)或PMMA改性的TiO2納米顆粒(TiO2-g-PMMA/LDPE)的LDPE復合材料。研究人員在UV燈箱中在環境空氣下對膜進行光催化氧化。從掃描電子顯微鏡(SEM)圖像可以觀察到幾種形態特征,表明TiO2-g-PMMA/LDPE樣品的氧化程度遠高于純LDPE和TiO2/LDPE薄膜(經過415小時的UV照射)。特別是研究人員發現,純LDPE薄膜的表面通過照射非常平滑和不變。相比之下,復合膜的結構基本上被照射過程所破壞。
此文關鍵字:新型,環保,可,降解,聚,烯烴,材料,助力,農用,
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