【摘要】 降解过程取决于大分子的化学结构,分子量以及内部和外部因素,例如官能团,结构缺陷,紫外线辐射,热量,氧气,水或活性杂质或催化剂的存在。
如今,在自然环境中自发分解的可生物降解和可降解聚合物引起了人们的广泛兴趣。它们被微生物加工成二氧化碳、水和生物质,进一步可能被植物吸收,并在小范围内用作能源。降解过程取决于大分子的化学结构,分子量以及内部和外部因素,例如官能团,结构缺陷,紫外线辐射,热量,氧气,水或活性杂质或催化剂的存在。所谓的“绿色聚合物”是植物来源的产物。这种聚合物是聚乳酸PLA,其物理性质与聚丙烯相似,已广泛应用于医药,制药和包装行业。由于PLA的优点和实际应用,近年来,人们研究了PLA的结构和性质[1],但仍然对其在纳米添加剂存在下的稳定性行为知之甚少。
如今,许多聚合物与各种添加剂一起使用,因为物理混合是简单而廉价的聚合物改性方法。一些改性剂可以提高机械强度和热阻,其他可能会影响材料的更快降解。矿物纳米粘土等纳米添加剂通常可改善聚合物材料的物理、机械性能和热稳定性,添加纳米粘土会导致水蒸气渗透性降低到75%[2]。另一方面,引入聚合物的纳米添加剂可以同时改变其降解动力学和机理。这取决于添加剂的化学结构以及与聚合物的可能相互作用,它们在复合材料中的存在导致其热稳定性的增加或降低。热重分析是研究聚合物材料热降解动力学最常用的方法之一。
在热重研究的基础上,McNeil和Leiper[3]表明PLA的热分解活化能Ea=119 kJ/mol。Aoyagi等人[4]发现PLA的Ea值在80-160 kJ/mol的范围内变化取决于重量损失。Babanalbandi等人[5]也通过热重分析研究了PLA的热降解。结果表明,随着重量减轻,Ea从103降低到72 kJ/mol,然后增加到97 kJ/mol。他们还研究了γ辐射后(在真空和氮气下)的PLA样品。在这个实验中,TGA曲线向更高的温度移动。他们通过羟基链端基团的修饰来解释这一观察结果。在空气中,γ射线分解导致聚合物中过氧化物的形成,并且未观察到TGA处的最大值偏移。
- Mucha M , Bialas S , Kaczmarek H .Effect of nanosilver on the photodegradation of poly(lactic acid)[J]. Journal of Applied Polymer ence, 2014, 131(8).
- K. Bharadwaj, A.R. Mehrabi, C. Hamilton, et al. Structure property relationships in cross-linked polyester clay nanocomposites[J]. Polymer, 2002, 43(13): 3699-3705.
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- Aoyagi Y, Yamashita K, Doi Y. Thermal degradation of poly[(R)-3-hydroxybutyrate], poly[epsilon-caprolactone], and poly[(S)-lactide][J]. Journal of Hydrology, 2002(1/4): 261.
- Babanalbandi A , D J T Hill, D S Hunter and,et al. Thermal stability of poly(lactic acid) before and after-radiolysis[J]. Polymer International, 1999.
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