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2025-04-07塑料生物降解性能的方法有哪些?
塑料的生物降解性能常用的方法包括可視化觀察、質(zhì)量損失、力學(xué)性能和分子量的變化、CO釋放量/氧氣吸收量、平板培養(yǎng)法等。還有一些技術(shù)可以用來評(píng)估聚合物材料的生物降解性能,包括傅里葉紅外光譜(FTIR)、差示掃描量熱(DSC)、核磁共振(NMR)、X能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)、接觸角分析、吸水率等。
斷裂伸長率對(duì)于聚合物的分子量變化十分敏感,當(dāng)降解試樣分子量發(fā)生少量變化時(shí),可用斷裂伸長率表征塑料生物降解性能的情況。只有當(dāng)分子量出現(xiàn)較大損失時(shí),才表示酶導(dǎo)致解聚反應(yīng)的發(fā)生,材料出現(xiàn)明顯降解,對(duì)于非生物降解進(jìn)程,材料的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生顯著變化。這種塑料生物降解性能檢測方法通常用于第一階段非生物降解的情況,如PLA的降解。在有氧條件下,微生物利用氧進(jìn)行新陳代謝生成較終產(chǎn)物CO2,微生物所消耗的氧或生成的CO2可作為塑料生物降解性能情況的一個(gè)檢測指標(biāo),也是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行降解較常用的方法。傳統(tǒng)方法是采用堿液吸收CO2,通過人工滴定、紅外和順磁性氧檢測儀均可檢測裝置中氧和CO2濃度。但是,自動(dòng)化和連續(xù)性的方法要求測定排出氣流的檢測儀信號(hào)要在一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定,如果降解過程較緩慢,CO2和氧氣濃度過低會(huì)導(dǎo)致信號(hào)很弱,會(huì)增加系統(tǒng)誤差影響準(zhǔn)確性。
平板培養(yǎng)法是一種簡單塑料生物降解性能檢測半定量方法。將聚合物的細(xì)小顆粒均勻撒布在合成瓊脂平板中,瓊脂平板不透明且不能為微生物提供碳源。接種微生物在平板中培養(yǎng)一段時(shí)間后,若在菌落周圍形成一個(gè)清晰的暈輪,表明微生物能分解聚合物,這是微生物降解材料檢測的第一步。此法通常用于微生物能否降解特定的聚合物,同時(shí)可分析清晰的暈輪區(qū)域面積作為一種半定量的降解方法。
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