含铁络合物类光敏剂降解塑料性能的研究

2019-05-29 06:43:12 106
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  含铁络合物类光敏剂降解塑料性能的钻研杨玉涛,廖明义(大连理工大学化工学院高分子系,辽宁大连116012)解试验和自然暴露试验,研宄了含光敏剂的LDPE膜的力学性能。粘均分子量。红外线吸收及羰基指数的变迁,比较探讨含上述铁盐光敏剂的LDPE的光降解性能。

  ;紫外光氧化:TQ325.12:A近年来,废旧塑料形成的白色污染"正日益重大地危害着生态环境,为此,世界各国在增强废旧塑料回收利用的同时,对可降解塑料停止了大量的钻研工作。

  其中,添加型光降解塑料依然是国内外钻研的主要方向。采纳的光敏剂以G.Scott最早提出的二正丁基二硫代氨基甲酸铁(FeDBC)为代表。众所周知,二硫代氨基甲酸铁在塑料加工成型过程中起抗热氧化稳定作用,而在光照下,又是有效的光敏剂,能促进塑料迅速降解在国外己得到宽泛应用。硬脂酸铁也是一种便宜而有效的光敏剂,己有对它停止钻研f5,但未见有对两类光敏剂光敏化降解成效停止比较钻研的报道。因此,本文合成了二硫代氨基甲酸铁类光敏剂和硬脂酸铁光敏剂,并钻研了含有两类光敏剂的LDPE膜的光降解性能,对这几种光敏剂的光敏化成效停止了比较。

  2实验2表1原材料与规格原材料规格消费厂二甲胺化学纯北京化工厂二乙胺化学纯北京瀛海化工厂二正丁胺化学纯北京瀛海化工厂二硫化碳剖析纯天津化学试剂二厂三氯化铁剖析纯沈阳试剂一厂氢氧化钠剖析纯沈阳试剂三厂硬脂酸化学纯大连第二橡胶厂LDPE粒料韩国大林公司22光敏剂的合成bookmark3 2.21二烷基二硫代氨基甲酸铁(FeDRC)的合本钱文合成了二甲基(DMC)、二乙基(DEC)、二正丁基(DBC)二硫代氨基甲酸铁。合成道路(参见)如下:主要原材料及规格见表1. 22.2硬脂酸铁的合成硬脂酸铁的合成道路(参见)如下:NaOH+HSt 3试样的制备首先将光敏剂与LDPE在高速搅拌机中混合,再经挤出、造粒,而后在平板压机上加热压膜,膜的厚度~0.50mm或经吹塑制成厚度为0. 03mm的薄膜。

  4光降解试验参照ISO4892的规定,使用自制灯箱(荧光紫外8),停止人工加速光降解试验。试样架与光源辐射平面平行相距40mm,控制箱内温度(40°C)和湿度。按国标GB3681―83在大连停止自然气候曝露试验,试样朝南,曝露角45°曝露期间为2000年7月~9月。

  5剖析与测试分光光度仪测试光敏剂的紫外线吸收状况。FeDRC的溶剂为氯仿,硬脂酸铁的溶剂为环己烷。

  用美国Nicolet20DXBFT-IR光谱仪测定LDPE薄膜的红外光谱图,计算LDPE试样的羰基指数(CI=规定,测试了LDPE膜试样的断裂伸长率,计算出断裂伸长率坚持率。

  使用乌氏粘度计按GB1841的规定,测试LDPE膜试样的特性粘数= 738计算其粘均分子量。

  3结果与探讨1光敏剂的紫外光吸收光谱在224nm,265nm,均有两个吸收峰。这正是这些光敏剂光敏作用的根底。由于LDPE分子构造对波长大于240nm的UV光吸收才干很小,难于紫外光降解通过引入能吸收波长为240nm~400nmUV光的铁盐光敏剂,利用光敏剂的敏化作用引发并加速LDPE的光氧化。产生能吸收波长以“以叫袖光的羰基而实现LDPE的可控光降解。

  2光敏剂对LDPE膜降解性能的影响关于PE膜光降解性能的评价,通常是考查断裂伸长率、羰基指数和粘均分子量的变迁停止评价,本文对此停止了钻研和测定。

  和别离显示了两种LDPE膜的断裂伸长率坚持率与紫外光照耀工夫的对应关系。显示了在自然曝露下膜的断裂伸长率坚持率与曝露工夫的对应关系。

  80%以下当坚持率降到20%时,在室内只需20天左右,室外需40天以上。比较而言,含0.1%FeDBC的LDPE膜的光降解成效明显优于含有其它光敏剂的膜试样,最大特点是诱导期较短,很快进入衰变期()。关于压制的LDPE膜,FeDRC和FeSt3也同样起到了有效引发和加速LDPE光降解的作用,但两类光敏剂的光降解成效未见明显差别,兴许是由于厚度的影响,具体起因仍需进一步钻研。

  经紫外光照耀35天的含各种光敏剂的LDPE膜的羰基指数见表2.表2受照耀35天LDPE膜(吹塑)试样的羰基指数光敏剂无羰基指数CI薄膜开裂、脆化是光降解的直观表现,所有样品在经紫外光照耀35天后,均破裂脆化,测定的羰基指数均大于10,而且此时所有膜试样的断裂伸长率坚持率均在20%以下,由此,我们认为羰基指数(CI)大于10就进入脆变期。由表2可见,含有0.1%FeDRC的LDPE膜的羰基指数均高于相对应的含0.3%的FeDRC的膜试样,而含有0.1%FeDBC的LDPE膜的光降解成效优于含FeDEC和FeDMC的膜试样,同时,含有硬脂酸铁光敏剂的LDPE的羰基指数明显大于含有FeDRC光敏剂的一般认为,UV光氧化PE膜的特性粘度损失率大于80%,或粘均分子量小于5000时,即进入脆变期,在此之后,PE膜逐渐脆裂成小碎片,脆化产物才干被水浸润,有条件被微生物侵蚀分解,从而进入生物降解由可见,不含光敏剂的LDPE膜,在受照耀20天后,其粘均分子量由初始的6.0X104变为8.IX104,照耀50天后分子量下降为3. 104.光照初期分子量大,可能是由于发作了交联的缘故,也有相似的报道。由图可见,粘均分子量要下降到5000以下,含有0.1%~0.3%FeDRC光敏剂的LDPE膜需40天以上,而含0.3%~0.5%FeSt3光敏剂LDPE膜只需35天左右。进入衰变后期,含FeSt3光敏剂的LDPE膜的断裂伸长率坚持率与含FeDRC光敏剂的LDPE膜相当(~),而含FeSt3光敏剂的LDPE膜的羰基指数(表2)和粘均分子量两项指标均明显优于含FeDRC光敏剂的LDPE膜()。由同样可见,含有0. 1%FeDRC的LDPE膜的羰基指数均高于相对应的含0.3%的FeDRC的膜试样。综合评价,FeSt3的光敏化降解成效要优于FeDRC系列光敏剂。

  3.3FeDRC与FeSt3作用机理的比较膜卜的机理如下:(2):876沈士堂,相景云,潘江庆。塑料工业,1985,(4)林宜超,张华集。合成树脂及塑料,1996,(1)陈忠汉等。塑料,1987,(杨晓红,朱至仪。现代塑料加工应用,1993,(4)上接第6页

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