【摘 要】
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本论文以聚己内酯(PCL),聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二酯(PBS)为原料,用微生物降解的方法,研究成膜工艺,金属氧化物的添加,微生物的种类,材料结晶形态,表面亲水性,端基的差异以及共混改
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本论文以聚己内酯(PCL),聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二酯(PBS)为原料,用微生物降解的方法,研究成膜工艺,金属氧化物的添加,微生物的种类,材料结晶形态,表面亲水性,端基的差异以及共混改性对脂肪族聚酯微生物降解性的影响。
本研究得到的结论如下:
(1)溶剂成膜工艺可以略微提高PCL的亲水性,增大PCL结晶尺寸:而压延成膜工艺由于静压力的存在,使得PCL表面致密,PCL结晶尺寸减小,降低PCL亲水性,但对PCL的结晶形态和结晶度影响不大,溶剂成膜工艺PCL的微生物降解效果好于压延成膜工艺。
(2)金属氧化物的添加提高了PCL膜的结晶度,而对PCL的结晶形态影响不大,但ZnO的添加使得PCL膜表面晶体排列最为致密。100天降解后所有膜的结晶度均有所降低;除纯PCL外,其它试样结晶形态都发生明显的变化。金属氧化物对PCL膜降解速度的促进作用表现为:MgO>CaO>ZnO,但ZnO对PCL膜的降解有部分抑制作用。
(3)PCL微生物降解过程存在结晶细化和结晶重排的过程,结晶重排使降解后纯PCL晶形未发生变化,只是晶面粗糙;金属氧化物的存在使得重排受阻,PCL的晶体形态发生变化,而且随着降解时间的增加,降解后PCL的结晶度下降
(4)PCL的降解过程中分为两种进程,一种PCL主链近链端部分的酯键断裂,另一种是PCL主链中间部分的酯键无规断裂。降解过程中PCL分子量分布系数的变化就取决于哪种断裂占主导地位。
(5)在微生物的作用下PCL可以快速的降解;降解液中微生物的数量对PCL的降解有较大影响。从降解液中初步分离出7株菌落形态有差异的细菌,经过鉴定X1,X2,X5,X6,X7属于假单胞菌属,X3,X4属于芽孢杆菌属,同一属的细菌在生理生化试验中存在部分差异,初步判定是7中不同的细菌。这些细菌在PCL的降解过程中都起到一定的作用,同时又受到材料的结晶形态、表面亲水性以及金属氧化物添加剂等的影响。
(6)不同的端基对PBS降解性有一定影响,端羧基PBS的降解效果好于端羟基PBS;端羟基PBS在降解过程中存在端基氧化成羧基的过程,其羧值增加。PBS的降解与材料表面积成正比,与微生物接触的表面积越大降解越快。
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