多重技術連携に基づくPBAT劣化・分解過程におけるマイクロプラスチック放出量の分析

WANG Jia-min ,  

FENG Yue-chao ,  

SHI Ying-jie ,  

GAO Yuan ,  

MAO Lu ,  

LIU Yan ,  

GAO Xia ,  

摘要

本稿は、ポリブチレンアジペート/テレフタレート(PBAT)フィルムを研究対象とし、紫外線劣化と酵素分解を連結させた体系を構築し、多重技術連携手法を用いてマイクロプラスチックの放出挙動および構造を評価した。結果は、ケラチナーゼがPBATに対して顕著な分解効果を示し、1.0 mg/mL条件下で7日間の質量損失率は63.5%に達したことを示した。未劣化PBATは主に表面浸食型の分解を受け、残存固体の平均分子量減少および表面粗さの増加がみられた。紫外線劣化によりPBAT表面の酸素含有量は19.5%から23.3%へ上昇し、酸化、鎖断裂および架橋/分岐反応が発生した。粒子解析はさらに、紫外線劣化がPBATの酵素分解過程におけるマイクロプラスチック放出挙動を著しく変化させることを示した。未劣化試料の放出粒子数は約2.23×10³個/50μL(10日頃)でピークに達し、その後急速に減少した。一方、15日間の紫外線劣化試料は分解後期(29日)にもなお4.02×10³個/50μLもの粒子を放出し、平均粒径のピークは998 μmに増加し、放出挙動は初期の急速な爆発的放出からより緩やかで持続的な残留放出へと変化した。この多重技術連携手法は、生分解性プラスチックの劣化・分解過程におけるマイクロプラスチック放出評価に対する分析的検査の根拠を提供することができる。

关键词

PBAT;マイクロプラスチック;粒径解析;酵素分解;紫外線劣化

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