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近年来,各国科学工作者对高分子材料的生物降解性能做了大量的研究工作。聚乳酸(poly lactic acid,PLA)、聚琥珀酸丁二醇酯(poly butylene succinate,PBS)等脂肪族聚酯是一类具有广阔应用前景的可生物降解塑料,它具有传统塑料无可比拟的优点,由于其良好的生物降解性,可以有效缓解由聚乙烯(poly ethylene,PE)等传统塑料废弃后带来的环境负荷。因此,目前对脂肪族聚酯的生物降解性、降解机理及实际应用等方面的研究是一个热点。 本着对可生物降解塑料推广应用的宗旨,同时鉴于西北地区的土壤特性,我们选择陕西西安为实验测试地,通过PLA、PBS在普通土壤和活性污泥中的埋土生物降解实验和土壤培养液生物降解实验,研究了二者在陕西西安当地特有土壤环境中的生物降解性,分析了聚合物结构与降解性之间的相互关系,并对二者的降解机理进行了初步探讨,最终将此类聚合物材料的科学研究与实际应用相互关联起来。 此外,通过对PLA、PBS与金属氧化物的混合膜在普通土壤培养液中进行生物降解实验,研究了土壤环境中所富含的各类金属离子对聚酯类材料生物降解性的影响,并试图从改变材料的结构、性质等方面入手来改善此类聚合物材料在特有环境条件下的生物降解性。 一、PLA、PBS的生物降解性及降解机理的研究 分别将市售的PLA、PBS树脂颗粒溶解于氯仿(chloroform,CHCl3)中,制得一定浓度的氯仿溶液,待溶剂挥发完毕后,便制得各种聚合物薄膜。 采集一定数量的普通花园土壤和污水厂活性污泥,于控温(30℃)、控湿(60%)的培养室培养一周左右,将2×2cm2大小的PLA、PBS薄膜分别埋入各类土壤中,进行为期4个月的埋土生物降解实验。对降解前后的薄膜样品进行了质量损失率分析,并利用光学显微镜(light microscopy,LM)和扫描电镜(scanning electronmicroscope,SEM)对薄膜样品表面进行了观察,结果表明这两种脂肪族聚酯均能被西安当地土壤中所含的微生物降解,且PLA在两种土壤中的降解速度几乎是PBS的两倍,而PLA和PBS各自在两种土壤中的降解速度基本一致。 采集一定数量的普通花园土壤和污水厂活性污泥,曝气48小时、过滤后制