光降解型塑料.ppt

光降解影响因素 三、影响塑料光降解的主要因素包括： 1．塑料分子结构 光降解塑料的分子结构是光降解的主要影响因素。塑料分子若含有下列基团： C=O， —N=N—NH → ， —NH—NH—， —S—， —O—， —CH2N=N—， —CH2—CH2— 容易发生光降解反应。 2．光敏剂 添加光敏剂可促进光降解。光敏剂在初期能延续其光化学反应。经诱导期后，被光激发可以将其激发态能量转移给聚合物(塑料)，加速其光化学反应，使塑料发生降解和氧化。 常用的光敏剂有乙酰丙酮金属化合物、二硫代氨基甲酸金属化合物、二茂铁、硬脂酸盐和肪盐等。 光降解影响因素 3. 光波长 根据光量子理论，光波长越短，光量子所具有的能量越大，在290pm～400μm 范围的紫外光所具有的光能量一般高于引起塑料高分子链上各种化学键断裂所需要的能量。但是各种高分子结构对光波波长的敏感性各有不同。如果所吸收的波长不是某种高分子的敏感波长，其光降解作用就很小。所以，紫外光的波长必须与塑料高分子断裂的敏感波长相匹配。 4. 大气条件 大气中的氧、热、湿度会加速光降解。若升高温度，高分子热运动加剧，大分子碰撞次数增多，有利于与氧接触发生光氧化反应。 光降解型塑料开发现状 光降解塑料的应用 对于光降解塑料的未来发展，也存在以下不利因素。 * PHTOTDEGRADABLE PLASTIC 光降解型塑料 光降解型塑料的降解机理 光降解影响因素 光降解塑料开发现状 4 1 2 3 5 光降解塑料的应用 光降解型塑料 光降解型塑料的降解原理 一、高分子光降解概念： 高分子光降解是指聚合物吸收紫外光，使聚合物产生水解，胺解，酸解，氧化等化学反应，导致聚合物分子链断裂，分子量变小。光降解的机理主要是通过生成自由基活性中间体的方式。 日本龙尼卡公司 适合做生活垃圾袋 接触阳光中的紫外线后，O2活化，把外部的O2结合起来，CO就变成 CO2，然后散发到空气中，从而使聚乙烯的结合受到破坏而分解开来，形成粉末状 乙烯和一氧化碳 聚合塑料 英国公司 超市购物袋 在18个月内分解成CO2，H2O和其他的矿物质 环保塑料袋 上海塑料制品研究所 日用品，工业品或食品的包装材料，农田地膜 在日光直接照射一段时间后，可自然分解 降解聚乙烯 包装薄膜 产地 用途 性能 名称 常见的种类 光降解型塑料的降解原理 二、机理： 光降解是指在日光照射下，光降解塑料吸收紫外线等辐射能后发生光引发作用，使键能减弱，长链分裂成较低分子量的片，聚合物的完整性受到破坏，物理性能下降。较低分子量的碎片在空气中进一步发生氧化作用，产生自由基断链反应，降解成为能被生物分解的低分子量化合物，最后被彻底氧化为C02 和H20。整个降解过程是由光降解和自由基断链氧化反应相结合的Nor-rish反应。见图1所示。 羰基 （tāng jī）(carbonyl group) 是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团（C=O)。是醛，酮，羧酸，羧酸衍生物等官能团的组成部分。 羰基 羰基化合物 有机化学中，羰基化合物指的是一类含有羰基的化合物。 性质 物理性质：具有强红外吸收。 化学性质：由于氧的强吸电子性，碳原子上易发生亲核加成反应。其它常见化学反应包括：亲核还原反应，羟醛缩合反应。 光降解塑料开发现状 降解塑料的研究开发始于70 年代，80 年代经历了较大的起伏，90 年代是进入了比较求实和稳定的发展阶段。从技术、经济、性能总体而言，当前光降解塑料的研究开发已比较成熟，正逐步推向实用化阶段。 近年来，可光降解塑料重点集中在聚烯烃，因为此类材料使用广泛且易于光降解。根据制备路线不同，光降解塑料可分为共聚型光降解塑料和添加型光降解塑料。 光降解塑料开发现状 1.共聚型光降解塑料 将适当的光敏感基团(如-CH=0)通过共聚的方式引入聚合物材料的分子结构中，从而赋予高分子材料光降解的特性。 目前，合成的光降解聚合物，主要是烯烃和一氧化碳或烯酮类单体的共聚物。这样，就能够得到含有羰基结构并可以发生光降解的PE、PP、PVC、PET等。表1 为国外已经实现工业化的合成型光降解塑料产品。 最近，美国和加拿大合作开发的Ecolyte 是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物，据称不仅可以使PP、PVC等塑料具有光降解性，并且可以通过调节乙烯基酮的含量来控制光降解的时间。 羰基化聚合物的主要缺点是一旦在光的作用下就发生降解，没有诱导期，使用时必须加入适当的稳定剂，以控制光降解过程。 光降解塑料开发现状 2.添加型光降解塑料 把含有发光基团的光敏化物质或