聚乙烯低温热氧化降解机理研究

论文摘要

本文将淀粉及自由基捕捉剂添加到聚乙烯中，分别在375W紫外灯的照射和模拟堆肥的条件下，考察了随着光照时间和堆肥时间的增加，聚乙烯及自由基捕捉剂的变化情况，同时对比了以三种多羟基化合物（淀粉、山梨醇醚、甘油醚）为降解促进剂，二苯胺为自由基捕捉剂，在模拟堆肥条件下对聚乙烯降解的加速过程。利用薄层色谱分离得到自由基捕捉剂捕获的部分链反应中间产物，并通过紫外光谱、红外光谱和质谱等对捕获的中间产物进行了分析和测试。主要实验结果如下：1、在光照和多羟基化合物存在的条件下，聚乙烯在没有引发剂存在的情况下发生了光降解。从降解样品中提取的小分子物质中发现有羧酸类物质生成；同时发现有小分子N-烷基取代二苯胺生成。小分子N-烷基取代二苯胺的生成说明在实验条件下含多羟基化合物的聚乙烯样品以自由基的方式发生了降解，而且降解过程中有小分子烷基自由基产生。由于在未添加多羟基化合物的聚乙烯样品中没有发现相同的结果，因而被认为是多羟基化合物对聚乙烯所产生的诱导光降解作用的证据。2、在堆肥条件下，多羟基醚的存在能加速聚乙烯的降解。在聚乙烯链反应所产生的碎片中带有羟基，说明多羟基醚碎片可能与聚乙烯链反应的碎片产生了重排。实验表明这种降解是以自由基的方式进行的，其中氧气起到了重要的作用。其作用机理可能为：在多羟基化合物／聚乙烯体系中，添加物起到增大表面积的作用，使得氧气能更顺利地进入体系内部，发生氧化反应。此外也有可能是在堆肥条件下，多羟基化合物发生了断链，从而引发一系列的反应，使得聚乙烯发生降解。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 绪论
• 1.1 聚合物光降解机理
• 1.1.1 光降解概述
• 1.1.2 光降解机理
• 1.2 聚合物生物降解机理
• 1.2.1 生物降解概述
• 1.2.2 生物降解机理
• 1.3 聚合物热氧化降解机理
• 1.3.1 热氧化降解概述
• 1.3.2 热氧化降解机理
• 1.4 低温热氧化降解研究现状
• 1.4.1 国外研究概况
• 1.4.2 国内概况
• 1.5 热氧化主要分析测试技术
• 第二章 非光敏剂引发下聚乙烯光降解机理研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料、试剂及仪器设备
• 2.1.2 试样的制备
• 2.1.3 试样处理——降解实验
• 2.1.4 试样性能表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 样品外观及强度分析
• 2.2.2 交联度测定
• 2.2.3 分子量测定
• 2.2.4 薄层色谱分析
• 2.2.5 UV分析
• 2.2.6 IR分析
• 2.3 结论
• 第三章 堆肥环境下聚乙烯湿热氧降解机理研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料、试剂及仪器设备
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.3 试样性能表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 外观及强度分析
• 3.2.3 薄层分析
• 3.2.4 UV分析
• 3.2.5 DSC分析
• 3.2.6 红外光谱分析
• 3.2.7 质谱（MS）分析
• 3.3 结论
• 第四章 降解机理探讨
• 4.1 光降解机理探讨
• 4.1.1 前言
• 4.1.2 机理探讨
• 4.2 湿热氧降解机理探讨
• 4.2.1 前言
• 4.2.2 机理探讨
• 4.3 结论
• 第五章 结果与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录一 自制光反应器装置
• 附录二 堆肥反应装置图
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文