生物质基抗紫外透明膜的制备及其性能研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoqiudyy1988
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为了缓解普通塑料和紫外线对生活及环境造成的影响,开发林副产品,提高木材加工剩余物利用率,本论文以桢楠木材加工剩余物和聚乳酸为原料,制备出三种均质平整、混合良好的生物质基抗紫外透明膜,分别表征其抗紫外性能、紫外光照射稳定性、官能团结构、热稳定性、力学性能和生物降解情况,从桢楠抽提物化学成分入手,探讨薄膜抗紫外机理,为抗紫外材料领域提供一种新选择和理论依据。研究所得主要结论如下:1、在11种桢楠木材抽提物中,桢楠木材甲醇抽提物得率最高,为8.16%,三氯甲烷抽提物得率最低,为2.75%;1%Na OH抽提液颜色偏红,甲醇等抽提液颜色偏黄,热水抽提液和1%Na OH抽提液颜色偏暗,甲醇抽提液、丙酮抽提液、乙醚抽提液和三氯甲烷抽提液等颜色偏亮;上述抽提物与聚乳酸(PLA)混合进行薄膜制备,成膜成功的抽提物有三种,分别为乙醚抽提物、乙酸乙酯抽提物和三氯甲烷抽提物,制备出的三种薄膜都高度透明,膜的颜色为浅黄色,抽提物含量越高,薄膜颜色越深,三种桢楠木材抽提物与聚乳酸皆具有良好的混溶性。2、具有24%乙醚抽提物的抗紫外薄膜(PF+24%DE-EX)几乎阻挡所有UV-B波段(280-315 nm)和超过90%的UV-A波段(315-400 nm),具有24%乙酸乙酯抽提物的抗紫外薄膜(PF+24%EA-EX)几乎阻挡所有UV-B波段(280-315 nm)和89%的UV-波段A(315-400nm),具有24%三氯甲烷抽提物的抗紫外薄膜(PF+24%TR-EX)几乎阻挡所有UV-B波段(280-315 nm)和88%的UV-A波段(315-400 nm);制备的三种抗紫外透明膜(PF-EX)在紫外灯照射下具有良好的稳定性;红外光谱中,含有抽提物的抗紫外薄膜相应峰的强度降低,可能是因为桢楠木材乙醚抽提物中的一些成分与聚乳酸发生反应,使得桢楠木材乙醚抽提物与聚乳酸混合充分,形成质地均匀的薄膜;三种生物质基抗紫外薄膜的热稳定性相较于空白聚乳酸薄膜有轻微下降;添加乙醚抽提物和乙酸乙酯抽提物的抗紫外薄膜的拉伸强度轻微增加。3、对制备的薄膜进行野外降解实验,不同林地的土壤理化性质具有显著差异,土壤中的微生物主要包括变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,生物降解后的薄膜质感明显变脆,添加三氯甲烷抽提物的抗紫外透明膜降解率最高,表明其废弃后的生物降解速度更快;不同林地间,乙酸乙酯抽提物的抗紫外薄膜的降解率有显著性差异,其余薄膜在林地间皆差异不大。4、三种抽提物中检测到六种相同物质,占各自所有检测物质的37.62-38.55%;抽提物中的主要化合物有3,7-苯并呋喃二醇,2,3-二氢-2,2-二甲基、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基[4.4.0]癸-1-烯、N-α-BOC-L-赖氨酸、B-愈创木烯、雅榄蓝烯(7CI)、γ-马榄烯和2-甲基-5-(2,6,6-三甲基-环己-1-烯基)-戊烷-2,3-二醇;三种抽提物中皆含有烯烃、酚类、醇类、醚类、酮类和芳香烃类化合物,且烯烃、酚类、醇类相对含量较高;上述抽提物中化合物皆具有苯环结构、C=C双键和C=O双键,这些结构能够产生π→π+电子跃迁,取代基使得苯环π→π+电子跃迁产生的吸收带发生红移,且π→π+电子跃迁过程中吸收较低的能量,苯环、C=C、C=O在近紫外区域(200-400 nm)有吸收峰,使得化合物具有紫外吸收能力,进而生物质基抗紫外薄膜能够阻挡紫外线。
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