Analyse der Mikroplastikfreisetzung im Alterungs- und Abbauprozess von PBAT basierend auf multitechnischer Methode

WANG Jia-min ,  

FENG Yue-chao ,  

SHI Ying-jie ,  

GAO Yuan ,  

MAO Lu ,  

LIU Yan ,  

GAO Xia ,  

摘要

Diese Arbeit untersucht Polybutyladipat/terephtalat (PBAT) Folien als Untersuchungsobjekt. Es wurde ein gekoppeldes System aus UV-Alterung und enzymatischem Abbau aufgebaut und mittels multitechnischer Methoden das Freisetzungsverhalten von Mikroplastik sowie dessen Struktur bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass Kerasin einen signifikanten Abbaueffekt auf PBAT hat. Bei einer Konzentration von 1,0 mg/mL beträgt der Massenverlust nach 7 Tagen 63,5 %. Nicht gealtertes PBAT erfährt hauptsächlich eine oberflächenbezogene Erosionsdegradation, mit einem Abfall der durchschnittlichen Molekularmasse der Rückstände und einer erhöhten Oberflächenrauigkeit. Die UV-Alterung erhöht den Sauerstoffgehalt auf der PBAT-Oberfläche von 19,5 % auf 23,3 % und führt zu Oxidation, Kettenbrüchen sowie Vernetzungs-/Verzweigungsreaktionen. Die Partikelanalyse zeigt außerdem, dass UV-Alterung das Freisetzungsverhalten von Mikroplastik im enzymatischen Abbauprozess von PBAT signifikant verändert: Die Freisetzungspartikelanzahl bei nicht gealterten Proben erreicht ihren Höhepunkt bei etwa 2,23×10³ Stück/50 μL (ca. am 10. Tag) und sinkt danach schnell; während Proben mit 15-tägiger UV-Alterung auch in der späten Abbauphase (29. Tag) noch bis zu 4,02×10³ Stück/50 μL freisetzen, mit einem Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers auf 998 μm. Das Freisetzungsverhalten ändert sich von einem frühen schnellen Ausbruch zu einer langsameren, anhaltenden Rückstandsfreisetzung. Diese multitechnische Methode kann eine Analysebasis für die Bewertung der Mikroplastikfreisetzung im Alterungs- und Abbauprozess biologisch abbaubarer Kunststoffe bieten.

关键词

PBAT;Mikroplastik;Partikelgrößenanalyse;enzymatischer Abbau;UV-Alterung

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