PBAT‒PLA膜袋受控需氧堆肥条件下的降解研究

目的 通过对广泛使用的PBAT–PLA生物降解膜袋在受控需氧堆肥条件下的降解机制研究，为生物降解塑料的大规模推广提供重要理论基础。方法 根据GB/T 19277.1—2011，在(58±2)℃需氧条件下，对PBAT–PLA膜袋进行为期160 d的生物降解测试(即工业堆肥)，并以常见的可降解材料微晶纤维素作为参比样品。对降解前后的材料进行红外、扫描电镜、能谱分析，并结合其所在堆肥样本的脂肪酶活性，从多角度探寻降解机制。结果 PBAT–PLA膜袋与微晶纤维素所在的堆肥脂肪酶活性都达到空白堆肥的3倍以上。红外显示由微晶纤维素水分子吸附、糖环打开、基团氧化形成的吸收峰加强，PBAT–PLA膜袋中的酯键峰明显减弱;扫描电镜发现降解的PBAT–PLA膜袋表面覆盖了微生物膜;能谱分析发现，碳元素大幅减少，氧元素增加。结论 微生物在PBAT–PLA膜袋表面生长形成生物膜，分泌大量脂肪酶，水解PBAT–PLA的酯键，使聚合物降解为不同链长的中间体或小分子，同时伴随着氧化，随后被作为碳源，在相关微生物体内被代谢利用，形成最终产物。     

差示扫描量热法和调制差示扫描量热法在线性低密度聚乙烯回料鉴别中的应用

对比了差示扫描量热法(DSC)与调制差示扫描量热法(MDSC)的技术差别,并使用DSC和MDSC分别对不同回料添加量线性低密度聚乙烯(LLDPE)的熔融行为进行了分析。对测试结果进行了比较,得出了分辨疑似LLDPE回料的优化MDSC测试条件:温度范围40℃～200℃,升温速率3℃/min,调制周期60s,调制振幅±1℃,吹扫气体为N_2,吹扫流量50mL/min。结果表明,采用MDSC测试方法能快速分辨LLDPE样品中是否含疑似回料,同时能区分实验中的可逆和不可逆过程,弥补了DSC测试方法的局限性。     

含有植物纤维或玉米淀粉的食品接触产品质量安全风险研究

研究市售的含有植物纤维或玉米淀粉的食品接触产品质量状况并对其安全性进行初步评价。参考标准要求并结合可能存在的质量安全隐患,从傅里叶变换红外(FTIR)材质分析、总迁移量、重金属(以Pb计)、脱色试验、五氯苯酚特定迁移量及砷、镉、铬、铅含量等维度对含有植物纤维或玉米淀粉的食品接触产品进行研究。35批次样品中有2批次塑料主体材质为密胺,2批次塑料主体材质为聚乳酸,31批次塑料主体材质均为聚丙烯;35批次样品的重金属(以Pb计)、脱色试验、五氯苯酚特定迁移量等项目均符合所参照标准的要求;35批次样品均检出至少含2种重金属,有4批次一次性淀粉餐具总迁移量超标。从检验结果可知,市面上销售的含有植物纤维或玉米淀粉的食品接触产品存在总迁移量超标及样品含重金属的情况,说明市场上该类产品确实存在一定的潜在风险。     

PBAT农膜氙灯老化研究

目的 利用人工加速氙灯老化试验机对聚对苯二甲酸–己二酸–丁二酯(PBAT)农膜进行人工加速老化试验,明确PBAT农膜在光氧条件下的老化规律。方法 利用人工加速氙灯老化试验机对PBAT农膜进行168、336、504和672 h的人工加速老化试验,分析老化时间对PBAT结构及热稳定性的影响。结果 随着老化时间的增加,样品羟基指数及断链指数不断增加,羰基指数不断减小,结晶结构被逐步破坏,同时热稳定性变差。从扫描电镜结果来看,随着老化时间的增加,样品表面逐渐出现孔洞,样品结构被逐步破坏。结论 PBAT在光氧化、水解等的作用下产生了一系列老化现象,样品的结构和性能均遭到了较大的破坏。     

食品包装用复合膜材质分析方法研究

目的 研究食品包装用复合膜材质的分析方法。方法 样品截面经包埋抛光后, 采用扫描电镜-能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer, SEM-EDS)对样品层数及各层元素信息进行表征。样品经甲酸浸泡分层后, 采用傅里叶变换红外光谱仪(fourier transforminfrared spectroscopy, FT-IR)、差式扫描量热仪(differential scanning calorimetry, DSC)、SEM-EDS对分层后各层薄膜的红外特征吸收峰、熔点、元素信息进行表征。结果 确认该复合膜具有4层结构, 从外表面到内表面材质依次为PET层(厚度约13 μm)、PA层(厚度约16 μm)、铝层(厚度约10 μm)、PP/PE共混层(厚度约67 μm)。结论 通过溶剂剥离分层, SEM-EDS、FT-IR、DSC连用表征分析, 可以确认食品包装用复合膜的多层膜整体结构及每层薄膜材质。     

尼龙餐厨具在热氧条件下的老化行为研究

目的对尼龙餐厨具样品进行差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)原位热氧加速老化行为研究,分析老化温度和老化时间对样品熔点和热稳定性能的影响。方法采用傅立叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)探究老化温度和老化时间与样品分子结构变化之间的关系。结果在模拟使用温度100～260℃范围内,随着DSC热氧老化温度的上升,样品的短期老化作用不明显。在模拟极限使用温度240℃条件下,样品的老化以氧化作用为主,且随热氧老化时间的延长,样品分子链的支化和断链程度加剧,同时伴随着交联现象,总体氧化稳定性变差。结论在极限使用温度240℃条件下,当热氧老化时间短于30min时,市售尼龙餐厨具具有良好的耐热氧稳定性,但若热氧老化时间在延长至60min以上时,其内在结构可能因热氧老化作用发生变化且产生酮等氧化产物,存在安全风险。     

热重分析聚亚苯基砜奶瓶的原位加速老化

目的 建立一种聚亚苯基砜(polyphenylene sulfone, PPSU)奶瓶热重分析(thermogravimetric analysis, TGA)原位加速老化及奶瓶使用寿命的评估方法。方法 采用热重分析仪对PPSU奶瓶在500, 510, 520, 530和540 ℃恒温条件下进行原位加速老化实验, 计算出样品在5%, 10%, 15%失重情况下所需老化时间, 然后通过Arrhenius方程建立温度和老化时间之间的关系, 最终估算PPSU奶瓶样品的实际使用寿命。结果 以失重5%作为失效条件计算PPSU奶瓶的使用寿命, 其使用时限约为319 d。结论 该方法适合对PPSU奶瓶的使用寿命进行快速评估。     

食品接触材料中微塑料的释放及检测

目的 讨论微塑料从食品包装、餐具、厨具、加工机械等食品接触材料中的释放途径和检测技术,为食品接触材料中微塑料选择和组合多样化的分析方法提供建议,为食品接触材料中微塑料及相关有毒有害物质的监测研究提供依据。方法 首先概述食品接触材料中微塑料的释放途径及影响因素,其次系统阐述食品接触材料中微塑料的分离富集技术,以及显微镜法、光散射法、光谱法和热裂解气相色谱质谱法等多种检测技术,针对不同技术的适用范围和特点进行比较和分析,并提出具有代表性的食品接触用材料中微塑料从样品处理到颗粒分析的框架和技术路线图,以识别微塑料的化学成分、形貌、丰度、尺寸及分布等特性。结论 针对不同的样品和场景,有必要选择和组合多样化的技术,以达到最优的路径,同时标准化的分析方法和检测技术处理仍是食品接触材料中微塑料风险评估的一大挑战,还亟待提出更为规范的标准化操作流程和检测技术,以提高结果准确性。     

生物降解塑料制品指纹数据一致性评价研究

针对目前国内外生物降解塑料产品指纹数据库研究和应用的短缺,以及市场对于生物降解材料一致性验证的需求,建立生物降解塑料产品指纹数据库和一致性评价方法。通过采集各种生物降解塑料产品的红外光谱分析(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)指纹信息,建立生物降解塑料产品指纹数据库,通过指纹数据有效性研究,将指纹数据库应用于生物降解塑料产品一致性评价。本文通过优化指纹采集条件并研究指纹数据有效性,建立了生物降解塑料产品一致性判定准则。通过本研究可以开展生物降解塑料产品一致性评价工作,为广大企业提供质量控制技术服务,为监管部门提供一致性监管技术支持,并为后续开展生物降解产品认证打下基础,具有重要的现实意义。     

生物降解塑料制品快速组分分析技术研究

目的 针对目前国内外生物降解塑料产品快速组分分析方法的空白，建立生物降解塑料制品组分分离及鉴定方法。方法 通过采用红外光谱分析（FTIR）、差示量热扫描（DSC）和热重分析（TGA）方法，研究生物降解塑料产品快速组分分析方法。结果 结合FTIR和DSC对树脂组分进行鉴定，结合FTIR和TGA对填料组分进行鉴定，建立了生物降解塑料产品快速组分分析方法。结论 通过本研究可以开展生物降解塑料制品快速组分分析工作，为广大企业提供质量控制技术服务，为监管部门提供监管技术支持，具有重要的现实意义。