硬脂酸锰改性LDPE降解材料的研究
低密度聚乙烯(LDPE)是一种重要的通用塑料,常被用于制作薄膜或塑料袋,在日常生活中应用十分广泛。LDPE具有质优价廉、无臭无毒、吸水率低、力学性能优异及成型工艺性好等特点,但由于其性质很稳定,也带来了“白色污染”问题。传统的处理方法(填埋、焚烧、回收利用等)存在很多缺陷,因此发展可降解LDPE具有重要意义。
可降解LDPE的研究已经开展近半个世纪,取得了很多成果。对于添加型LDPE降解材料来说,目前应用最广泛的是在其基体中加入淀粉、聚乳酸或光敏剂,但其降解时间较长,有的受到地域限制或非完全降解,光和氧化降解效果不甚理想。本实验将维生素C、聚乙二醇1000和交联淀粉作为降解剂按一定配比加入到LDPE基体中,然后通过加入硬脂酸锰来共同改善材料的完全降解性。
1实验部分
1.1主要原料
1.2主要仪器与设备
1.3样品制备
首先将LDPE、1%维生素C、1%聚乙二醇1000、8%淀粉在高速混合机中混合均匀,然后分别与0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的硬脂酸锰共混挤出造粒,采用的相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物EAA,用量为6%,单螺杆挤出机温度为120~140℃。粒料一部分注塑成样条(注射机工艺温度为110~130℃),一部分压延成膜,分别放入老化箱中进行老化试验。最后测试其性能变化,并计算薄膜质量损失率。
1.4性能测试
力学性能:拉伸性能按GB/T1040.3—2006和GB/T1040.2—2006测定;冲击强度按GB/T1843—2008测定。氧化降解模拟按GB/T3512—2001测定,老化温度90℃,老化时间分别为4、8d;光降解模拟按GB/T16585—1996测定,老化时间分别为4、8d。
2结果与讨论
2.1硬脂酸锰对LDPE热氧降解性的影响
2.1.1对力学性能的影响
图1为硬脂酸锰用量对LDPE热氧老化前后拉伸性能的影响。从图1可以看出,热氧老化8d后,含有硬脂酸锰的降解材料的拉伸强度和断裂伸长率出现了不同程度的下降。这是因为聚合物中存在的微量金属离子(锰离子),通过氧化还原反应产生自由基,对聚合物的氧化具有明显的催化作用,LDPE氧化与降解(或低温热氧化与降解)遵循自由基引发的无规断链反应机理。在热氧和硬脂酸锰的催化作用下,首先发生弱键断裂,产生大分子自由基;继而在氧气的作用下生成氢过氧化物;氢过氧化物在锰离子的作用下发生分解,成为自由基;其....
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