聚乙烯环境降解过程中结构变化及产物研究

• 作 者: 蒋作刚
• 机 构: 广西大学
• 出 处: 广西大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 降解母料 聚乙烯 自由基捕捉剂 核磁共振谱 质谱联用技

本文将降解母料和自由基捕捉剂添加到聚乙烯中，分别在模拟堆肥环境和36W紫外灯的照射下考察了聚乙烯的降解过程，并用薄层色谱法分离得到自由基捕捉剂捕获的部分链反应的中间产物，通过红外光谱，核磁共振谱，气相色谱，质谱联用技术对聚乙烯在上述环境中的降解产物进行了测试和分析。主要实验结果如下：　　
1、在紫外光照的条件下，随着光照时间的延长，聚乙烯分子量逐渐下降、羰基指数不断上升，降解生成的小分子物质也不断增多。从降解样品中提取的小分子物质中发现，聚乙烯降解产物中极性较大的主要成份是醛、酮、羧酸类，极性较小的主要成份是烷烃类；醛、酮、羧酸类物质的生成说明实验条件下聚乙烯在紫外光作用下发生了自由基光氧化反应，聚乙烯分子长链分裂成低分子量的碎片，含氧自由基在光氧化过程中转化为醛、酮、羧酸类物质。极性较小的烷烃类物质的生成说明自由基光氧化过程的链反应中还生成了不含氧的烃基自由基，烃基自由基在聚乙烯链上获取氢或与另一烃基自由基结合生成了短链烷烃。　　
2、在堆肥条件下，随着堆肥时间的加长，产生的C02量不断增加、聚乙烯分子量不断下降、羰基指数不断上升、生成的小分子物质也不断增多。从降解样品中提取的小分子物质中发现，与紫外光降解反应类似，聚乙烯降解生成的小分子产物中极性较大的主要成份是醛、酮、羧酸类，极性较小的主要成份也是烷烃类；这说明在堆肥条件下，聚乙烯同样以自由基反应的方式产生了降解。不同的是，在堆肥条件下，降解产生的小分子化合物的一部分可能被微生物分解和利用，因而降解过程才会不断产生二氧化碳。