不同环境条件下聚乳酸纤维降解行为的研究_毕业论文

不同环境条件下聚乳酸纤维降解行为的研究_ 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 分类号_______________ 密级________________ UDC _______________ 学号 毕业设计(论文) 论文 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 不同环境条件下聚乳酸纤维降解行为的研究 Research on Degradation of PLA Fiber in Diffirent Thesis Topic Environmental Conditions 学生姓名 学 号 所 在 院 系 专 业 班 级 导师姓名职称 完成日期 2013年6月10 日 2013年6月10日 编号: __________ 毕业设计,论文,答辩许可证 轻纺工程与美术学院 纺织服装 系 纺织工程 专业 学生 所编写的毕业设计(论文) 62页～字数 30358 ～符合毕业设计(论文)大纲的要求。 经审查:该生已学完教学计划规定的全部课程～成绩合格～毕业设计电子文档最后一稿已交～准予参加毕业设计,论文,答辩。 相 关 材 料 材 料 名 称 数量 毕业设计,论文, 1册 实习报告 1册 外文资料翻译 1册 毕业论文缩写 1册 毕业设计,论文,电子版 1套 指 导 教 师: (签名) 教研室主任: (签名) 系 主 任: (签名) 院 长: (签名) 年 月 日 第1页 毕业设计,论文,任务书 毕业设计(论文)题目; 不同环境下聚乳酸纤维降解行为的研究 毕业设计(论文)要求及原始数据(资料): 1.开题报告 查阅有关聚乳酸纤维降解相关文献资料～了解目前国内外聚乳酸纤维降解实验的发展历史与现状～通过实验研究聚乳酸纤维在不同条件下的降解行为～对实验结果进行分析～确定该课题的目的和意义、研究思路及 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ～完成文献综述报告～要求字数不少于2000字。 2.论文正文 根据文献综述与研究方案～并在老师的悉心指导下～制定有效可行的实验方案～按时间规划合理完成有关实验～记录有关数据～分析并整理～完成论文。 3.实习报告 认真参加实习～根据工作内容以及行业内外发展现状～将实习所得归纳、总结～完成实 习报告～要求不少于3000字。 4.外文文献翻译 仔细阅读课题相关的外文文献～准确翻译外文文献。 第2页 毕业设计(论文)主要内容: 开题报告 一、聚乳酸纤维研究领域概论 二、课题研究意义及目的 (一)已有成果的疏漏和不足 (二)观点及论文题目 (三)选题的目的和意义 三、研究思路及方案 (一)研究思路 (二)研究方法及手段 四、进度计划 五、参考文献 论文正文 一、前言 二、实验部分 三、结果与分析 四、结论 五、参考文献 第3页 学生应交出的设计文件(论文): 1. 开题报告 2. 论文正文部分和实习报告 3. 外文文献翻译 4. 论文缩写 另需交: 5. 有关文件的电子版 第4页 主要参考文献: [1] 洪杰.抗紫外线纺织品的测试与标签标识[J].上海纺织科技，2009，(9):40-41. 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[27] 樊愈波.聚乳酸纤维织物产品开发及服用性能研究[D].上海:东华大学，2012. 专业班级: 纺织0902班 学生姓名: 要求设计(论文)工作起止日期: 2013.03.15~2013.06.10 指导教师签字: 日 期: 教研室主任审查签字: 日 期: 系主任批准签字: 日 期: 第5页 太原理工大学毕业设计(论文) 不同环境下聚乳酸纤维降解行为的研究 【摘 要】 随着工业的发展,地球臭氧层遭到破坏,地表太阳光的紫外线辐射量逐渐增强,对人们的健康构成了危害,同时也对纤维产品的使用周期产生了影响。因此,不同环境条件下聚乳酸纤维产品的耐紫外线及降解性能的研究已成为一个热门课题。 本课题研究了聚乳酸纤维在紫外线、真空以及大气环境下的降解情况,主要研究在特定环境温度下对聚乳酸纤维的降解的影响。研究表明,外界温度对聚乳酸纤维的降解有主要影响。 【关键词】 聚乳酸纤维,紫外线,真空,大气环境,降解率 I 太原理工大学毕业设计(论文) Research on Degradation of PLA Fiber in Diffirent Environmental C0nditions Abstracts: With the development of industrial， the ozone layer have been destructed and the surface of the sun gradually increase the amount of ultraviolet radiation on people's health， it have constituted a hazard to the human， and it also have impacted on the fiber product life cycles. Therefore， research on degradation of PLA fiber in different environmental conditions has became a hot topic. resistant to UV rays and fiber products day-resistant performance research has become a hot topic. The degradation of polylactic acid fiber in the ultraviolet is studied in this topic,vacuum and atmospheric environment， and major studying the degradation of PLA in different environment temperature. It shows outside temperature principally affected the degradation of PLA. Keywords: Polylactic acid fiber; ultraviolet light; vacuum; atmospheric environment; degradation rate II 太原理工大学毕业设计(论文) 目录 开题报告....................................................................................................................................................- 1 - 一、聚乳酸纤维研究领域概论 ................................................................................................................- 2 - 二、课题的研究意义和目的 ....................................................................................................................- 8 - (一)已有成果的不足或疏漏 ....................................................................................................- 8 - (二)观点及论文题目 ................................................................................................................- 9 - (三)选题的目的和意义 ............................................................................................................- 9 - 三、研究思路及方案 ................................................................................................................................- 9 - (一)研究思路 ..........................................................................................................................- 10 - (二)研究方法及手段 ..............................................................................................................- 10 - 四、进度计划 ..........................................................................................................................................- 10 - 五、参考文献 ..........................................................................................................................................- 10 - 论文正文..................................................................................................................................................- 13 - 一、前言 ..................................................................................................................................- 14 - 二、实验部分 ..........................................................................................................................- 15 - 三、结果与分析 ......................................................................................................................- 17 - 四、结论 ..................................................................................................................................- 22 - 五、参考文献 ..........................................................................................................................- 24 - 毕业实习报告 ..........................................................................................................................................- 25 - 一、实习说明 ..........................................................................................................................- 26 - 二、实习单位简介 ..................................................................................................................- 26 - 三、实习环境 ..........................................................................................................................- 26 - 四、实习过程 ..........................................................................................................................- 26 - 五、致谢 ..................................................................................................................................- 28 - 外文资料及译文 ......................................................................................................................................- 29 - 英文原文: ..............................................................................................................................- 30 - 中文翻译: ..............................................................................................................................- 34 - 论文缩写..................................................................................................................................................- 40 - 致 谢........................................................................................................................................................- 53 - III 太原理工大学毕业设计(论文) 开题报告 - 1 - 太原理工大学毕业设计(论文) 学院: 系别:纺织服装系 专业班级: 姓名: 指导老师: 一、 聚乳酸纤维研究领域概论 1.1 聚乳酸的研究背景 聚乳酸(Poly一lactic一acid)简称，PLA，是以乳酸为主要原料，聚合所得到的高分子聚合物。乳酸的生产主要有两条路线，一是石油原料合成法，另一个是发酵法。自20世纪80年代后期，从玉米淀粉中得到右旋葡萄糖，经过微生物发酵生产乳酸的工艺获得成功后，使发酵法生产乳酸的成本远远低于合成法。用玉米加工乳酸的工艺流程如下: 玉米?玉米淀粉?微生物发酵?乳酸 目前乳酸聚合主要采用丙交酝法，又称两步法，其生产工序为:第一步将乳酸脱水环化制成丙交醋;第二步将丙交酷开环聚合制得聚乳酸。 聚乳酸纤维是一种性能较好、可自然降解的纤维，可采用玉米的自然资源制取，从原料到废弃物完全可以再生利用。用玉米等天然原料加工聚乳酸产品对综合利用资源、减少环境污染具有重要的意义和开发价值，因而受到了广泛的关注。 1.2 聚乳酸纤维国内外发展的历史和现状 当今世界随着以石油为原料制造合成纤维的生产过程所排放的二氧化碳造成严重的大气污染和温室效应以及世界范围的原油消耗量扩大，原始自然资源的严重减少。绿色环保问题已成为全球关注的核心。聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种完全自然循环、可持续发展的绿色环保生态纤维。 聚乳酸的结构中含有酯键，易水解，这使制品具有良好的降解性能(被废弃后能迅速降解，最终降解产物为CO2和H2O，不会污染环境。聚乳酸的降解可分为简单水解降解和酶催化水解降解2种。 1.3聚乳酸纤维的性能 - 2 - 太原理工大学毕业设计(论文) 1.3.1 聚乳酸纤维的机械性能 聚乳酸纤维的细度1.5dtex，强度30- 50CN/tex，伸长率%30- 40，回潮率% 0.4- 0.6，卷曲30- 50/10，cm 比重1.25g/cm3，熔点170。聚乳酸纤维的比重小于涤纶，大于锦纶6，因此聚乳酸纤维的制成品比较轻盈。聚乳酸纤维的熔点与涤纶，锦纶比较要明显低，聚乳酸纤维的断裂强度和断裂伸长率都于涤纶接近;因此，聚乳酸纤维属于高强、中伸、低模型，这些使得其面料能够制成高强力、延伸性好、手感柔软、悬垂性好、回弹性好以及较好卷曲性和卷曲持久性的纺织品。 1.3.2 聚乳酸纤维的热学和光学性能 聚乳酸纤维具有良好的耐热性，并且极限氧指数是常用纤维中最高的，它的发烟量少，在燃烧中只有轻微的烟雾释放;聚乳酸虽不属非燃烧性的聚合物，但是与涤纶和棉相比更易自熄，且放出的热量少，引起火灾的危险性小。耐紫外线，和涤纶相比，它在紫外线下吸收值较低，可以在疝弧光下不褪色，故能保持其织物不受侵害。 1.3.3 聚乳酸纤维的特殊性能 生物可降解性 (绿色环保性) 聚乳酸纤维及其共聚物有良好的生物降解性，在土壤、淤泥、海水等具有一定温湿度的自然环境中，PLA 纤维首先开始水解，降低聚合度，分解为CO2 和H2O，二者通过光合作用，又可变成乳酸的原料—淀粉。 抑菌性 聚乳酸纤维制品具有抗菌和防腐性能，可用于服装、服饰医用防护及其他各领域的纺织品。 人体可吸收生态性 聚乳酸纤维具有无毒、防毒和抗菌作用，它的人体可吸收性在医学上开发了免拆手术缝合线。 1.4 聚乳酸纤维的降解特性 从化学结构角度看，高分子材料的降解主要有3 种方式:( 1)主链降解生成低聚体和单体; ( 2) 侧链水解生成可溶性的主链高分子;( 3) 交链点裂解生成可溶性的线性高分子。聚乳酸的降解， 一 [1] 般认为主要方式为本体降解，即以第1 种方式降解。 从聚乳酸类材料来看其降解又可分为简单水解降解和酶催化水解降解。 简单水解降解是水分子攻击聚乳酸分子中的酯键，使其分解为羧酸和醇的反应，是酯化反应的 [2] 逆反应。脂肪族聚酯的水解起始于水的吸收，小分子的水接触样品的表面，扩散进入酯键或亲水 - 3 - 太原理工大学毕业设计(论文) 基团的周围，在介质中酸、碱的作用下，大分子主链中的酯键发生自由水解断裂，样品的数均分子量缓慢降低，失去原有的力学强度，当分子量小到可溶于水的极限值时，整体结构即发生变形和失 [ 3]重，样品开始溶解，生成可溶的降解产物 。有些研究认为降解时不仅发生酯键的自由水解断裂， [ 4] [ 5]末端基也起着重要的作用，降解生成的羧基末端基对水解的自催化现象就是证明。ChungShih 对聚D，L- 乳酸的水解研究发现，末端基(羟基或羧基)的水解断裂速度比自由链断裂速度快10倍。 聚乳酸的酶催化降解和纤维素等天然聚合物的降解是不同的。天然聚合物的降解，一般是直接和酶反应;而聚乳酸酯不接受直接的酶攻击，在自然降解环境下首先发生水解，使其相对分子质量有所降低，分子骨架有所破裂，形成较低相对分子质量的组分。水解到一定程度，方可以进一步在酶的作用下新陈代谢，使降解过程得以完成。在这里，第一步的水解作用几乎是不可避免的。因此， [6]聚乳酸酯的酶降解过程是间接的。研究表明 ，唯一能使聚乳酸酯不经水解而直接发生作用的只有蛋白酶K，但水的加入也起了重要的作用，它导致聚合物溶胀而容易被酶进攻。聚乳酸及其共聚物 [7]由于主链上含有酯键，可以被酯酶加速降解。早在20世纪80年代Williams 就指出 : 链霉蛋白酶、 [8]K-蛋白酶和波罗蛋白酶，在L-聚乳酸的降解中起着重要的作用。随后Ashley和McGinit y 证实， D， L-聚乳酸可以被K-蛋白酶降解。另一方面，Fukuzaki等人发现PLLA 的低聚物可以被大量脂肪酶型 [9]生化酶加速降解，尤其是根霉脂肪酶 。 1.5 聚乳酸纤维的降解影响因素 高分子材料生物降解机理是非常复杂的，且影响其降解的因素更加繁多，其中:分子结构、结晶度、分子量、pH 值等因素对其降解具有较显著的影响作用，以下就这些因素对聚乳酸的降解的影响作详细阐述。 1.5.1 分子结构的影响 分子结构是影响聚乳酸类材料特性的一个重要因素。本身有部分酸性成份的聚合物比放在酸性环境中的聚合物的降解速率要快，这说明聚合物本身的结构比降解的自然环境更重要。S. H . Lee [4]等 制备了3 臂、4 臂的聚乳酸，相同分子量的不同星形结构的聚乳酸分子的端基数目不同，降解 [10] 速度也不相同。Li 等人报道随着极性端基数目的增加降解速度呈上升趋势，由于含支化结构的聚合物具有较低的结晶度和较多的末端基，因此这同样可以解释相同分子量的星形结构的比线性结构的聚乳酸降解快的道理。 人们通过合成聚乳酸为基的各类共聚物来改变化学结构及性能，达到控制其降解速度。如PLGA - 4 - 太原理工大学毕业设计(论文) [ 11]共聚物，PEG的引入不但提高了PLA 的亲水性，降低了其结晶度，使聚合物的降解速度加快，同时还赋予材料新的特性和功能。共混改性中，引入基团的亲水性在聚合物的水解过程中起决定作用， [ 12]亲水性越好，水解降解越显著。S.M.N.Scapin 通过添加柠檬酸三乙酯改变PLLA 的多孔性可以控制PLLA 的降解时间，而且没有破坏聚合物的生物适应性。 [ 4]端基的种类对PLA的降解也有重要的影响。S.H.Lee 等合成了不同端基(胺基、氯酰基、羧基和羟基) 的聚乳酸，并对其降解性进行了研究，发现NH2-PLA、C-lPLA 比COOH-PLA、OH-PLA的降解速度较慢，说明NH2-PLA和C-lPLA有一定的抗水解性能。可能由于Cl-和NH -2极性比OH-的小，导致较低的降解情况。另外，NH-2能和加速水解降解的酸性基团配位，可能也是导致降解速度降低的原 [ 6] 因之一。乳酸的构型也会对其降解产生影响。McCarthy的研究小组用K-蛋白酶在PLLA 降解方面做了大量的研究。根据实验观测，和D- 聚乳酸相比，K- 蛋白酶优先降解L-聚乳酸，D-聚乳酸几乎不能被降解。在K-蛋白酶降解3 种混合共聚物的实验中，可以得出结论，K- 蛋白酶优先降解L-L、L-D、D- L， 不降解D-D的共聚物。 1.5.2 结晶度的影响 [ 13] 聚乳酸在蛋白酶中的酸性水解降解速率与结晶度有关，Lijian Liu 等 在用K- 蛋白酶降解聚乳酸的研究中，发现K-蛋白酶优先降解PLLA 的无定型区域， 很难降解PLLA 晶体。无定型的PLLA- PDLA 共聚物的降解速率比部分结晶的PLLA-PDLA 的快的多，这可以认为是链的排列分布不同导致的， 反映出K- 蛋白酶对聚乳酸的结晶度具有很高的敏感度。在结晶区域分子结构排列紧密，酶分子很难进入到聚乳酸分子内部，因此降解速度很慢。但也有人认为结晶度的增加是由于无定型区的水解使得剩余样品中结晶相的比例增加的原因。无定型领域降解速度快，生成的短链产物迅速增加， 分子链重排也可能导致结晶度增加。 [14]Yo shihiro Kikkaw a 等用不可结晶的和可结晶的两种类型的聚乳酸来做实验的试样，研究它们在K-蛋白酶缓冲液中的降解。在降解的初期同样可以直接的观察到，晶体周围的无定形区域优先降解，晶体PLLA薄片在酶的降解过程中没有明显变化，然而在碱性水解中薄片减少。纯晶体PLLA 的酶降解优先出现在晶体边缘而不是排列整齐的表面，而碱性水解同时侵蚀晶体边缘和表面。T [ 15] suji也研究了在K蛋白酶作用下PLLA膜降解过程中晶粒的影响，发现和晶粒之间的无定性区域相比，降解主要发生在晶粒外界的无定形区域。 1.5.3 分子量的影响 对于不同分子量的聚合物，在相同降解时间和相同降解环境下，分子量较高的降解相对较慢， 分子量低的降解相对较快。几乎所有降解实验的结果都符合这个规律。 - 5 - 太原理工大学毕业设计(论文) [16]X.S.Wu 等人 认为: 共聚物的分子量和聚合度分布性显著影响材料的水解速度。分子链上的酯键水解是无规则的，每个酯键都可能被水解，分子链越长，被水解的部位越多，分子量降低地也越快。分子量低了，端基数目增多，是直接加速其降解的原因之一。且共聚物的结晶度和熔点亦与分子量直接相关，因此分子量的大小对聚乳酸的降解有着关联影响。 1.5.4 PH的影响 聚乳酸类聚合物的化学降解是在酸性条件下，由于氢离子的作用是酯键断开引起的，因此溶液的pH 是影响聚乳酸及其共聚物降解的又一因素。 [ 17]Hideto Tsuji 等研究了在pH 范围从0.9, 12.8的水溶液中聚乳酸的降解情况，GPC和DSC 结果说明，残余晶体的水解从pH 背离7 时开始加速，说明氢离子和氢氧根离子的接触对晶体的水解有影响。 [18] 马晓妍等的研究发现，聚乳酸在去离子水、0.01mol /L盐酸溶液、pH 为7.4的磷酸缓冲液、0.01mol/L氢氧化钠溶液4种降解介质中的降解速率，从快到慢的顺序为: 碱液，酸液，去离子水，缓冲液。在碱液中的降解速率最快，是因为聚乳酸水解生成羧酸产物与碱中和，促进了水解反应向正反应方向进行。聚乳酸在磷酸缓冲液中的降解，虽然生成羧基使溶液酸性增加，但是由于磷酸缓冲液可以保持溶液的pH在一个恒定的范围内，因此降解较慢。而在去离子水中，由于聚乳酸水解产生的羧基可以催化和加速酯键的水解，所以聚乳酸在去离子水中的降解比在磷酸缓冲液中快。 1.5.5 湿度的影响 由于聚乳酸酯在降解机理上存在的特殊性，它的降解总是必须先行水解，并在水解至一定程度后方可以进行酶解。因此，适宜水解的环境条件，可以明显地影响降解的速度。 [19]聚乳酸酯的水解速度与环境温湿度条件有很大关系。钱以宏 专门对聚乳酸在不同湿度下的降解性能进行了研究，结果显示相对湿度为80%时的降解速度是相对湿度20%时的降解速度的3 倍以上。环境湿度越大，温度越高，水解就越快，降解时间便越短。 [14]Yo shihiro Kikkaw a 等 在真空环境和在水环境下，用原子显微镜( AFM) 研究300nm 厚的PLAs 膜的性质和薄膜表面分子的活性的关系。观测发现PLA 表面在水环境中比在真空条件下有更低的玻璃熔融温度。在水环境下c-PLA 的冷结晶温度比在真空条件下降低。这些都充分证明环境湿度增大，分子活性增强，加快降解速度。 除了环境的湿度，材料本身的亲水性对其降解和应用也有重要的影响。共混改性中，填料的亲 [20]水性在聚合物的水解过程中起决定作用，填料的亲水性越好，水解降解越显著。Yun-Qi WANG 等通过改变聚乳酸表面的亲水性和粗糙度，用鼠L929 纤维原细胞来测定PLLA表面的细胞亲和力，发 - 6 - 太原理工大学毕业设计(论文) 现随着亲水性的改善和粗糙度的增加，PLLA 表面鼠L929纤维原细胞的支持和生长都得到了明显的改进。因此改良表面的亲水性是聚乳酸在组织工程方面应用的研究重点之一。 1.5.6 其他 [21] 张敏等考察了环境中微量金属离子的存在对PLA 降解的影响。实验表明M g2+ 、Zn2+ 和Ca2+ 这3种金属离子对PLA 的生物降解速度为:Ca2+，Mg2+，Zn2+，普通土壤提取液。 此外UV 照射、聚合物共混物的相分配、等离子体处理等均对聚合物的生物降解能力产生很大影响。将醋酸纤维素膜在UV照射下进行微生物酶的降解，其质量损失率可提高37%，表明UV照射对 [ 22][ 23]生物降解性有大的影响。共混物相分离情况的考察是通过热处理后，使混合物形成了被分离的微小结构，使混合物产生最佳相位分配，这样可提高生物降解能力。 1.6 聚乳酸纤维的抗紫外线研究 1.6.1 国内外发展的历史及现状 全球气候变暖，尤其夏季紫外线照射强烈，而人们穿着较薄、衣服颜色较浅，这很容易对人体 [24]皮肤造成伤害，严重者还可能导致皮肤癌的发生。有资料显示，臭氧层每减少1 %，紫外线辐射 强度就增大2 %，患皮肤癌的可能性将提高3 %。这样一来，就要求构成织物的纱线具有一定的防 [25]紫外线性能，以此来减少紫外线的辐射。 [26]抗紫外线纤维最早产生于上世纪90年代初期的日本。由于涤纶在20世纪50年代就开始了工业化生产，且产量居三大合成纤维之首，所以，最初的抗紫外线纤维就以涤纶为研究对象。90 年代后期，美国两家大公司联合开发了玉米聚乳酸纤维，它们以玉米为原料，首先建立了生产能力很 [27-29]大的试验工厂，从此聚乳酸纤维也被纳入抗紫外线纤维的研究领域。在2002 年我国上海华源股份有限公司与美国CDP公司合作，成为国内第一家实现工业化开发聚乳酸纤维产品的化纤企业。从此，我国开始了对涤纶及聚乳酸纤维的抗紫外线性能研究。经过几年的发展，我国现在的抗紫外 [30]线品种有涤纶短纤维、POY、FDY、DTY等品种，部分产品的紫外线阻挡率可达94%,98%。 1.6.2 前沿发展状况 1. 现阶段的主要理论观点和技术 目前，国内外生产抗紫外线涤纶纤维主要采用共混法、共聚法。是指在合成纤维生产过程中掺入二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙等无机添加剂，或者有机防紫外线添加剂来达到耐紫 [31]外线的目的，用共混、芯硝等方法纺丝，使涤纶纤维具有耐紫外线的功能。这种方法所得到的织 - 7 - 太原理工大学毕业设计(论文) [32]物，抗紫外线效果明显，耐久性强，手感好，并能满足服装面料的要求。然而，聚乳酸纤维本身就是一种优良的防紫外线纤维，而且可自然降解，在紫外线的长期照射下，其断裂比强度和断裂伸 [33]长率均变化不大。 现阶段对织物耐外线性能的测量与评价有许多 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，如澳大利亚和新西兰AS/NZS 4399，中国 [34]GB/T18830，美国AATCC183和ASTM13.65，英国BS7914、BS7949。 2. 已有的研究成果 国际上抗紫外线纺织品始于90年代初， 以澳大利亚为代表的地处低纬度、日照较强的国家， [35]率先开发抗紫外线纺织品对人体进行防护，并使抗紫外线纺织品进入了商品化阶段。日本在开发抗紫外线织物中一直处于国际领先地位，相继推出具有抗紫外线辐射功能的运动服、衬衫、帽子和太阳伞等制品，受到广大消费者的青睐。 国内方面:东华大学化纤工程研究中心研制出化纤级抗紫外线超微粉体和母粒;山东巨龙化工公司将紫外线吸收剂和屏蔽剂合理配合，研制成功用于棉织物的抗紫外的线整理剂;厦门华普高技 [36]术产业有限公司开发的纳米级陶瓷棉纺织品，同时具有抗紫外线、抗菌及远红外保温功能;上海交通大学的科研人员采用具有自主知识产权的纳米氧化钛与聚酯原位聚合使材料的力学、热学性能 [37]得到了较大提高，在280,400 nm 波段紫外线屏蔽率大于 95%，紫外线透过率小于3%。 已有研究成果认为:涤纶长丝和聚乳酸纤维的断裂强度分别是涤纶4.0,4.8cn/dtex、聚乳酸纤 [38]维4.0,4.4cn/dtex，断裂伸长方面涤纶长丝19,25%、聚乳酸纤维25,35%。相关研究表明，聚乳酸纤维具有很好的抗紫外线、耐日晒耐气候性(PLA纤维在室外暴晒500小时后，强度仍可保留55%左右)的特长，而且聚乳酸纤维具有良好的可生物降解性，被废弃后可在自然界中完全分解我水和二氧化碳。聚酯纤维中的PEN类纤维与涤纶相比具有较好的抗紫外线和耐老化性能。 二、 课题的研究意义和目的 ,一,已有成果的不足或疏漏 已有成果对如何提高涤纶长丝和聚乳酸纤维的抗紫外线性能提出了很多有效的方法，而且也生产出了许多高性能的产品，对抗紫外线产品在服装的生产方面具有很好的实用性。但是对于一些经常暴露在户外的产业用纺织品来说，特别是在一些海拔较高的地方，日晒强烈，阳光辐射中的紫外光等高频光波对产品的破坏更为强烈，使用者对产品的屏蔽紫外线性能要求不高，使用者关心的是 - 8 - 太原理工大学毕业设计(论文) 产品在风吹日晒的情况下的耐受程度、产品的使用寿命以及产品废弃后对环境的影响等。现有成果对这方面的研究却很少见，因此，研究未经处理的纤维产品的耐日晒、耐紫外线程度就成为一个值得研究的课题。 ,二,观点及论文题目 在装饰和产业用纤维产品的使用过程中，人们总会选择成本较低的涤纶、丙纶做原料，但是在如今生态环保理念深入人心的背景下，具有良好自然降解性的聚乳酸纤维似乎更具优势。本论文选取涤纶纤维做参照，研究聚乳酸纤维对阳光以及紫外线的耐受能力，用两者的性价比来指导生产，从而达到既经济实用又生态环保的目的。 我的研究题目为:紫外线、真空和大气环境下聚乳酸降解行为的研究 ,三,选题的目的和意义 为了研究聚乳酸纤维在不同环境条件下，如大气、真空、温度、水环境下、不同酸碱溶液中的降解行为，笔者进行多次实验，得到相关实验数据，进而对聚乳酸的降解行为有更加系统和深入的了解。考察其在不同条件下的降解情况，可以有效的指导聚乳酸相关材料的开发和生产。 随着环境和能源危机的日益严重，人们已经认识到可降解塑料的应用势在必行。目前，全世界范围都在倡导和推广生物可降解塑料的使用。在这种情况下，开展对这些塑料的生物降解研究是十分必要的。国内对PLA的研究和开发尚处于起步阶段，随着研究的深入，加大对PLA系列产品的开发和应用，对解决长期以来困扰国民经济可持续发展的白色污染问题有积极的作用;同时，PLA产品的原料来源于每年再生的天然资源如农产品玉米等，对人类的可持续发展具有极其重要的意义。 研究聚乳酸类高分子材料的降解机理和影响降解的因素，对其作为生活及医用材料的研究和可行性应用具有重要的指导意义。例如作为纺织材料、无纺布、药物载体，作为纺材的性能要求，无纺布的适用条件，精确控制药物释放距离、释放量以及达到靶向定点释放，这些都和聚乳酸的降解速度，以及在生物体内的降解情况有着直接的关系。 总之，了解PLA的降解机理，发现更多影响其降解的因素，将有利于新产品的开发和应用。聚乳酸具有良好的生物相容性，又有可持续的原料来源，因此作为新型高分子材料，将在人类社会经济活动和日常生活中发挥越来越大的作用，发展前景可观。 三、 研究思路及方案 - 9 - 太原理工大学毕业设计(论文) (一)研究思路 1.通过阅览相关文献资料，了解影响聚乳酸纤维降解的因素，针对现阶段国内聚乳酸相关研究现状和不足之处，结合实验条件，确定课题研究方向。 2.根据课题，设计实验方案，规划实验步骤，统计实验数据。 3.利用Excel和lingo等数据处理软件对已有实验数据进行统计，模拟，拟化成相关变化曲线，绘制成图，结合已有相关理论知识分析实验结果，得出结论。 4.根据结论，展望聚乳酸的应用前景并作出相关陈述。 (二)研究方法及手段 1.根据课题，选定实验条件，合理选择实验材料，确定所需实验仪器。 w，置于培养皿中，实2.用FA1004N电子天平准确称量多份实验所需聚乳酸纤维样品，重量为0验前先进行恒温烘干以备用。 为了减小实验误差，对实验器材进行必要的调试、校正。 配置不同PH的酸碱性溶液，置于200ml滴瓶中备用。 3.对不同实验条件分步进行，设定时间所需时间，实验结束后称量样品重量为w。 1 4.计算不同实验条件下样品重量的变化百分率，统计成表格，利用相关数据处理软件对实验数据进行拟化，绘制成图。 5.分析实验数据和结果，定性分析图像，得出实验结论。 四、 进度计划 日 期 周 次 内 容 2013(3.25,31 5 撰写实习报告 2013(4.1,14 6,7 初步拟题与文献检索 2013(4.15,28 8,9 文献阅读与开题报告撰写 2013(4.29,5.12 10,11 开始试验 2013(5.13,19 12 拟写论文初稿 2013(5.20,31 13,14 修改定稿 2013(6.1,15 15,16 毕业答辩和成绩评定 - 10 - 太原理工大学毕业设计(论文) 参考文献 [1] 张绍华.绿色包装——包装工业和环境保护协调发展的最佳途径[J] .中国包装，2001，(1):51,55. 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[37] 常涛.抗紫外线纺织品[J].陕西纺织，2009(4):35-37. [38] 葛明桥，吕仕元.纺织科技前沿[M].北京:中国纺织出版社，2004(1):92. - 12 - 太原理工大学毕业设计(论文) 论文正文 - 13 - 太原理工大学毕业设计(论文) 不同环境下聚乳酸纤维降解行为的研究 一、 前言 当今世界随着以石油为原料制造合成纤维的生产过程所排放的二氧化碳造成严重的大气污染和温室效应以及世界范围的原油消耗量扩大，原始自然资源的严重减少。绿色环保问题已成为全球关注的核心。聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种完全自然循环、可持续发展的绿色环保生态纤维。 聚乳酸纤维性能非常优良，可制成长丝、短丝、单丝和非织造布等制品，是一种成功的商业性环 保纤维。聚乳酸纤维具有合成纤维的特性，介于聚酯和聚酰胺纤维之间。用它制成的面料柔软，有丝绸般的光泽和舒适的手感，皮肤接触感觉良好，非常适合于衬衫、内衣、运动衣等服用纺织品的开发;聚乳酸纤维能抵抗细菌生长，是无臭、防霉且染色性好的新型纤维;聚乳酸纤维具有良好的回弹性，在5% 应变作用下，回弹率是 93% 具有良好的水扩散性能，能很快吸收并迅速干燥，故其织物容易将汗水排出，且其织物的悬垂性、滑爽性好，富有光泽并具有免烫效 果;聚乳酸纤维能与棉、羊毛混纺生产具有丝感外观的 T 恤、夹克 衫、长袜、晚礼服等。 目前，国内对聚乳酸的研究和开发主要处于起步阶段，在国外，聚乳酸的研究开发起步较早，处于领先地位。目前世界上大型的生产聚乳酸原料的企业主要集中在美国和西欧。加大对聚乳酸系列产品的开发和应用，对解决长期以来困扰国民经济可持续发展的“白色污染”问题有积极的作用。同时，聚乳酸产品的原料来源于每年再生的天然资源，如农产品玉米等，对人类的可持续发展具有重要的意义。展望未来，可以预见随着人们环保意识的加强、研究的深入和生产成本的下降，聚乳酸复合材料必将从生物医用 [ 6]领域走向通用高分子领域，应用前景十分广阔 。 本文通过对聚乳酸纤维在紫外线的照射下，以及在大气和真空环境中的降解实验，研究聚乳酸纤维在自然环境下的降解规律，对比不同条件下纤维的降解率，对聚乳酸的性能有更充分的认识和了解。 - 14 - 太原理工大学毕业设计(论文) 二、 实验部分 2.1实验材料与试剂 聚乳酸纤维，注塑级，美国Nature Works化学公司 2.2实验仪器 FA1004N 电子天平(上海精科仪器); PHS-3C PH测试仪 (上海佑科仪器仪表有限公司); 电热恒温培养箱HPX-1082MBE (上海博迅实业有限公司); 二氧化碳培养箱(水套红外) BC-J160(上海博迅实业有限公司); 真空干燥箱 DZF-6050 (上海申贤恒温设备有限公司); 培养皿; 紫外线暗箱。 2.3实验方案 进行相关实验前，先将培养皿中的聚乳酸样品放置在二氧化碳培养箱中恒温烘干脱去水分，以减小实验误差。实验时，对聚乳酸样品进行称重，初始重量为W。在不同条0件下进行聚乳酸的降解实验，观察聚乳酸纤维外观形态的变化，实验结束后准确称量聚乳酸纤维的降解量。 聚乳酸的降解条件分为3种，分别为紫外线条件、真空条件、现大气条件;并且在大气环境下特定温度条件，不同的加热时间的降解实验。 2.3.1紫外线条件下实验方案 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编0 号，将原始编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。 将干燥后的聚乳酸样品依次放置在紫外线暗箱中，合理调节紫光灯与样品之间的距离，使样品得到充分照射。每2小时进行一次取样，准确称重，记录数据。 - 15 - 太原理工大学毕业设计(论文) 研究紫外线照射时间这个工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表1。 表1紫外线照射时间实验方案 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 时间 2h 4h 6h 8h 10h 12h 2.3.2 真空条件下实验方案 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编0 号，将原始编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。将干燥后的聚乳酸样品放置在真空环境下，避免纤维吸收空气中的水分，减小实验误差。放置，备用。 根据编号依次进行大气环境下，不同温度的聚乳酸降解试验，将聚乳酸样品放入电热恒温培养箱中，设定不同温度，实验时间均为4小时。实验结束后，准确称量样品的重量，记录数据。 研究大气环境下，不同温度的工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表2。 表2 大气条件下不同温度聚乳酸降解的研究 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 2.3.3 真空条件下实验方案 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编0 号，将原始编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。将干燥后的聚乳酸样品放置在真空环境下，避免纤维吸收空气中的水分，减小实验误差。放置，备用。 根据编号依次进行真空条件下，不同温度的聚乳酸降解试验，将聚乳酸样品放入真空干燥箱 DZF-6050中，并对仪器进行抽真空，当真空度达到0.09Mpa时，设定实验所需温度，待仪器达到设定温度时开始计时，实验时间为4h。实验结束后，准确称量样 - 16 - 太原理工大学毕业设计(论文) 品的重量，记录数据。研究真空条件下，不同温度的工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表3。 表3真空条件下不同温度聚乳酸降解的研究 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 2.3.4 大气条件下120?实验方案 参照2.3.3 大气环境下，不同温度聚乳酸降解实验的研究方案，将聚乳酸样品放入电热恒温培养箱中，设定温度为120?，每2小时依次取出样品，准确称量聚乳酸样品的重量，记录数据。 实验方案见表4。 表4 120?大气环境下，不同加热时间聚乳酸降解研究方案 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# W,W01A%,时间 1h 2h 3h 4h 5h 6h W0 2.4降解率测试方法 实验结束后准确称量样品重量为W，然后按照公式(1)计算聚乳酸纤维的重量损1 失率，以表征其降解率。 (1) 式(1)中: W表示实验前聚乳酸样品的重量; 0 W表示实验后聚乳酸样品的重量; 1 A%表示聚乳酸的降解率。 按照公式(1)计算聚乳酸纤维的重量损失率。 三、 结果与分析 - 17 - 太原理工大学毕业设计(论文) 3.1 紫外线条件下 在紫外线照射下，聚乳酸的降解率测试结果见表5。 表5聚乳酸纤维在紫外线照射下降解研究 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 时间 2h 4h 6h 8h 10h 12h 初始重量W 0.92421 0.95534 0.97648 0.92763 0.96682 0.96943 0 0.924 0.955 0.976 0.927 0.9663 0.969 试验后重量 W1 降解量 0.00021 0.00034 0.00048 0.00063 0.00052 0.00043 降解率 0.0227% 0.0356% 0.0492% 0.0679% 0.0538% 0.0444% 由上表数据，得到聚乳酸纤维降解率的变化曲线，见图1。 图1紫外线条件下不同照射时间对聚乳酸纤维降解率的影响 由图1可以看出，紫外线照射时间不同，聚乳酸的降解率也随着照射时间不同而改变。当照射时间小于8小时，随着照射时长的增加，纤维的降解率随着增大，8小时达到峰值0.068%，随后纤维的降解率反而下降。有资料研究表明:在大气环境下，分子 [1]量的降低是反映高聚物光降解程度最主要的指标之一。说明聚乳酸在紫外线照射下，当照射时间小于8小时时，纤维发生光降解和自然降解，随着照射时间的加长，样品的重量自然减小，并且由图上可以看出重量下降的幅度基本相同，当照射时长大于8小时 - 18 - 太原理工大学毕业设计(论文) 后，纤维样品的降解率反而下降，说明此时纤维的分子量已经降低到最低值，光降解趋于为零，所以出现上图中降解率的变化曲线。 3.2 现有大气条件下 调节电热恒温培养箱设定不同温度，实验时间均为4小时，聚乳酸纤维降解率在不 。 同条件下得到的数据，见表6 表6 大气环境下，不同温度聚乳酸纤维降解率 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 初始重量W 0.98566 0.92365 1.0265 1.0856 1.0101 0.98653 0.99356 1.01587 0 试验后重量W 0.98246 0.91905 1.0212 1.0772 0.9993 0.9707 0.97386 0.99317 1 降解量 0.0032 0.0046 0.0053 0.0084 0.0108 0.01583 0.0197 0.0227 大气降解率 0.325% 0.498% 0.516% 0.774% 1.069% 1.605% 1.983% 2.235% 由以上数据可以得到聚乳酸纤维降解率变化曲线，见图2。 图2 大气条件下不同温度聚乳酸纤维降解率的变化 由上图可以看出，在相同环境下，同样的加热时间，随着温度的升高，聚乳酸纤维的降解率随之增大，当温度达到120?时纤维降解率在单位时间内提高幅度最大，也就 - 19 - 太原理工大学毕业设计(论文) 是说120?是纤维降解规律变化的拐点。 3.3 真空环境下,不同温度聚乳酸纤维降解行为研究 聚乳酸纤维在真空干燥箱 DZF-6050中，依次进行不同温度，相同加热时间后，准确称量纤维样品的重量，得到不同温度纤维降解率的实验数据，见表7。 表7 真空条件下不同温度聚乳酸降解率 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 0.9645 0.9854 0.9723 1.0021 0.9756 0.94271 0.9563 0.9754 初始重量W 0 0.962 0.9823 0.96839 0.99772 0.97034 0.93508 0.94654 0.9634 试验后重量W 1 降解量 0.0025 0.0031 0.00391 0.00438 0.00526 0.00763 0.00976 0.012 真空降解率 0.259% 0.315% 0.402% 0.437% 0.539% 0.809% 1.021% 1.230% 由上表中的数据得到聚乳酸在真空环境下，不同温度其降解率的变化曲线，见图3。 图3 真空条件下不同温度聚乳酸的降解率变化曲线 - 20 - 太原理工大学毕业设计(论文) 上图的变化曲线说明，聚乳酸在真空条件下其降解率的变化与大气环境下的降解行为相似，都是随着温度的升高，降解率也随之增大，并且在一定温度时降解率变化速度达到最大值，由上图可以看出，在110?时到达拐点，变化率最快。 将大气和真空环境下，相同温度条件下得到聚乳酸降解率的不同数据整合在一起，通过Excel绘图工具，可以得到两种条件下，聚乳酸纤维降解率变化的对比直观图，见图4。 图4 真空和大气环境下聚乳酸纤维降解率变化曲线对比 由以上聚乳酸降解对比图，可以直观的发现纤维在相同温度条件下，大气环境中的降解速率大于真空环境下，温度越低，两种环境下降解率的差异越小，当温度达到100摄氏度以上时差距越来越大。 聚乳酸的降解不仅受环境的温度影响，而且受到环境中水分的影响，聚乳酸的水解是其降解的最主要反应，因为真空环境下聚乳酸无法发生水解，酯键无法断裂，不能大 ,2,规模的发生自由基的降解，阻碍聚乳酸纤维水解的进行，所以表现为真空环境下聚乳酸的降解率明显小于大气环境下纤维的降解率。 3.4加热时间对聚乳酸降解的影响 - 21 - 太原理工大学毕业设计(论文) 聚乳酸样品在120?大气条件下，对多份聚乳酸样品进行加热，每1小时依次取出样品，得到纤维的降解率，见表8。 表8 大气条件下120?，不同加热时间聚乳酸降解率 120?大气环境 时间 初始重量W 试验后重量W 降解量 降解率 01 1h 0.95684 0.94882 0.008018 0.838% 2h 0.98421 0.97488 0.009330 0.948% 3h 0.9724 0.95975 0.012653 1.301% 4h 1.0014 0.98533 0.016068 1.605% 5h 0.9432 0.92302 0.020184 2.140% 6h 0.9864 0.95819 0.028211 2.860% 由以上数据得到聚乳酸纤维降解率变化曲线，见图5。 图5 大气条件下120?不同加热时间聚乳酸降解率变化曲线 由上图变化曲线可知，聚乳酸纤维在大气环境120?条件下，随着加热时间的加长，纤维的降解率也变大，说明在温度相等时，聚乳酸纤维的降解率的主要影响因素为时间。 四、 结论 - 22 - 太原理工大学毕业设计(论文) (一) 聚乳酸在紫外线照射条件下，首先纤维内部发生光降解和自然降解，当照射时长逐渐延长时，聚乳酸的光降解作用逐渐减弱，但自然降解始终在进行，随着光降解的逐渐减弱直至为零，纤维内部只存在自然降解，并且紫外线长时间的照射可以杀死自然环境中的微生物，当微生物对聚乳酸的酶降解作用减弱时，聚乳酸纤维的降解作用也减小，所以表现出纤维的降解率先增大后减小的趋势。 (二) 聚乳酸纤维在真空和大气环境下，纤维的降解率明显不同，聚乳酸的降解不仅受环境的温度影响，而且受到环境中水分的影响，聚乳酸的水解是其降解的最主要反应，因为真空环境下聚乳酸无法发生水解，酯键无法断裂，不能大规模的发生自由基的降解，阻碍聚乳酸纤维水解的进行，所以表现为真空环境下聚乳酸的降解率明显小于大气环境下纤维的降解率。 (三) 聚乳酸热降解是一个无规断裂的过程，首先发生分子量降解，其次才是重量损失，在120摄氏度，聚乳酸的分子量迅速发生降解，形成聚乳酸的低聚物，随着加热时间的延长，低聚物继续发生裂解，形成单体并挥发，表现为聚乳酸的重量的损失增加，并且聚乳酸在大气环境下，时间越长纤维的降解量越大。 - 23 - 太原理工大学毕业设计(论文) 参考文献 [1]王华印.PET纤维紫外光降解研究[J].广西轻工业，2009(8):23. [2]刘磊，吴若峰聚乳酸类材料的水解特征[J]合成材料老化与应用，2006，35(1):44–48. - 24 - 太原理工大学毕业设计(论文) 毕业实习报告 - 25 - 太原理工大学毕业设计(论文) 一、 实习说明 (1)实习时间:2013年1月4日至2013年3月29日 (2)实习地点:山西省太原市邮政储蓄银行建南支行 (3)实习性质:毕业实习 二、 实习单位简介 中国邮政储蓄银行于2007年3月20日正式挂牌成立，是在改革邮政储蓄管理体制的基础上组建的商业银行。中国邮政储蓄银行承继原国家邮政局、中国邮政集团公司经营的邮政金融业务及因此而形成的资产和负债，并将继续从事原经营范围和业务许可文件批准、核准的业务。2012年2月27日，中国邮政储蓄银行发布公告称，经国务院同意，中国邮政储蓄银行有限责任公司于2012年1月21日依法整体变更为中国邮政储蓄银行股份有限公司。 三、 实习环境 在2013年1月份，我开始了我的校外实习工作，我来到了中国邮政储蓄银行山西省分行太原市建设南路支行，开始了我为期3个月的大堂经理的实习生活。 建南支行坐落于太原市朝阳街同至人，处于太原市最繁华的的地段之一，每天所接受的客户流量在300左右，是太原市客户流量最多的邮储支行。 柜员:6名 宗柜:2名 大堂经理:2名 客户经理:2名 行长:1名 四、 实习过程 (1)了解过程 在刚到银行的时候，我是跟随的一名大堂经理学习作为一名大堂所应该掌握的一些知识和技能。在她的教导下，我用了两天的时间就基本掌握了作为一名银行的大堂经理 - 26 - 太原理工大学毕业设计(论文) 应该知道些什么、了解些什么、具备什么能力以及技能。 在学习了这些技能以后，我已经可以一个人完全担当起大堂经理所有的工作内容，并与客户以及各柜柜员相处融洽。 (2)摸索过程 在临近年关的时候，我们银行推出了一项名为“巧媳妇，好理财”的活动，本活动行内决定由我全权负责。在经过经理给我讲解了这项活动的中心思想后，我也查阅了如何去做这类活动的方案，开始了我个人的第一次全权执行银行内部的大型活动。 (3)实际历练 在自己全部接手一项大型任务的时候，才发现其实并没有你想想的那么简单。首先你得要有一颗坚强的心，因为不是每个客户都会听你在那里为他介绍这项活动是什么，也不是每个客户都会参加到你的活动中来。 在我真正做这项工作的第一天，我只是引进了7名客户参加到了我们的活动。回到家中以后，我一直在思考我今天的推荐介绍的每一个环节，把其中的不足补全，同时针对各类客户种群，研究出不同的说辞，向他们介绍我们的活动并鼓励其参加进来。第二天，我用我所研究出来的方法向客户介绍我们的活动，第二天我完成的任务量增加到了25人，于是，我每天下班回家后都是先总结今日向客户介绍时的用语以及方法，每天都在改进，于是，我每天的完成量都在30多人，每天都能超额完成行内的任务，受到了行内领导的表扬。 五.实习期 工作总结 关于社区教育工作总结关于年中工作总结关于校园安全工作总结关于校园安全工作总结关于意识形态工作总结 和收获 通过这次的实习工作，我学习到了很多作为一名大堂经理所应该具备的条件以及素质。在做大堂经理的这段日子里，我掌握了如何去策划实施一项大型活动，以及怎么样才能够使得这项活动变得成功。在这段日子里，我也锻炼了我的交际能力，提升了我的外交手段，锻炼了我的口才，升华了我的公关能力，以及应变能力，同时也学到了一些危机公关的知识。 工作总结，认识自身不足。通过实习我发现大堂经理是门实践性很强的专业，它不光要求我们有扎实的理论知识而且必须具有很强的动手操作能力，更重要的是学会如何与人沟通，怎么建立人际关系，这些是课本中学不到的，只有融入社会的大舞台并不断的历练才能得到提高，还有加强各方面素质的提高。大堂工作同时是一个涉外行业，因此对各方面的要求都很高，对外代表的不仅仅是个人形象，甚至是企业形象，因此必须 - 27 - 太原理工大学毕业设计(论文) 加强自己各方面素质的修炼，如礼仪等。熟练掌握好本专业的知识。专业知识是我们从事大堂工作的基础。 在这次实习生活中，我不仅在工作能力上得到了极大的提升，同时，我的为人处事方面也变得更加圆润，在短短的三个月中，我就与行内的兄弟姐妹们处的如同一家人。由于我在学校的时候就是班里的团支书，所以，在调节及团结行内人员方面有自己的优点，能够很好地组织起大家。 在这次实习过程中，我深刻体会到，走出校门，只是万里长征的第一步，我们在工作经验，社会历练，人际交往上体现出来的稚嫩，在这一次的实习中完全表露出来，而且我们所缺乏的还不仅仅如此，所以在以后的生活和工作中，我要不断的充实和丰富自己，不放弃任何能够锻炼自己的机会，使自己能迅速的成长为一名优秀的商务人士。阶段在务实与创新的行动纲领下，未来的经营策略仍将积极开创，确实掌握产业趋势，延伸核心事业和相关产业的发展。绿色的标志，象征着邮储银行的阳光，散发着光明与活力;同时在内涵上，秉持着稳健踏实的一贯经营风格，蕴含创新突破的经营魄力。 五、 致谢 非常感谢中国邮政储蓄银行山西省分行太原市建设南路支行能给与我这一次大堂经理的实习机会，让我能够认识到自己的不足之处，同时也让我提高了自身的很多能力，让我了解到了自身的潜力有多少。同时也要感谢我们建南支行的各位同事以及领导，感谢你们在工作中对我的关照以及教导，非常感谢你们能够全心全意的教导我，让我能够在做大堂这方面的工作的能力飞速成长，真心的非常感谢我的无私的同事以及领导。 - 28 - 太原理工大学毕业设计(论文) 外文资料及译文 - 29 - 太原理工大学毕业设计(论文) 英文原文: Characterization of polylactic acid (PLA)/kenaf composite degradation by immobilized mycelia of Pleurotus ostreatus 1. Introduction The production of synthetic plastics was estimated to increase from over 130 million tons/yr in 2001 (Formin，2001) to 245 million tons/yr in 2008 (Dacko et al.，2008) and accounts for about 10–11% of total waste in the world (Fukushima et al.， 2010). Synthetic plastics are a problem because they are very difficult to break down or degrade. The discovery of biopolymers that are biologically biodegradable is the current leading edge of research. Biopolymers are divided into 2 groups: (1) agro-polymers (polysaccharides， protein， etc.) and (2) biopolyesters (polylactic acid [PLA]， polyhydroxyalkanoates [PHAs]， aromatic and aliphatic copolyesters). Among them， PLA is the most widely developed and used. It is produced by condensation of lactic acid obtained by fermentation (Kolybaba et al.， 2003). Biocomposites are defined as materials made with a combination of natural fibers and biodegradable or non-biodegradable polymers， which， if derived from natural fibers and biodegradable plastics， are likely to be more eco-friendly (Shinoj et al.， 2011). Demand for these products has continually increased. The development of biocomposites is based on polyester and fiber; therefore the micro-structure of each， especially the association between the polymer and fiber component， will affect its ability to be degraded (Pamula et al.， 2001). There are several examples of the use of biocomposites. Daimler Chrysler use a flax–sisal fiber mat embedded in an epoxy matrix for the door panels of its Mercedes Benz E-class model (John and Thomas， 2008). Cambridge Industry is making flax-fiber-reinforced polypropylene for Freightliner century COE C-2 heavy trucks， and also for rear shelf trim panels of the 2000 model Chevrolet Impala (Shinoj et al.， 2011). Besides the automobile industry， lignocellulosic fiber composites are also used for building and construction as panels， ceilings， and partition boards (Hariharan and Khalil， 2005). The PLA/kenaf composite is a biocomposite made from a combination of kenaf fiber (Hibiscus cannabinus) and PLA with a ratio of 70:30; it has properties similar to those of particleboard. Wood production is decreasing due to huge increases in the human population and forest degradation; therefore kenaf (or some other components such as bamboo， grass， palm oil， or straw (Pamula et al.， 2001)) could be one of the substitute materials for wood. Kenaf is a plant that grows wild in the tropics and sub-tropics of Africa and Asia. It is a fast-growing species， reaching about 5–6 m in height and 2.5–3.5 cm in diameter within 5–6 months (Nishino et al.， 2003). Kenaf also has cellulose， hemicellulose， and lignin 0.75–2.22 mm in length and 17.34–19.23 μm in width (Akil et al.， 2011). The creation of new products that are eco-friendly and sustainable are a basic philosophy that must be considered. Thus， the characteristics of PLA/kenaf degradation are important to investigate. Bioremediation was selected in this study because it has been shown to be a viable， relatively low-cost， low technology， and its use is widespread (Bogan and Lamar， 1996; Kang and Oulman， 1996; Vidali， 2001). A fungus was used as the microbial degrader because of its ability to degrade celulose， - 30 - 太原理工大学毕业设计(论文) hemicellulose， and lignin. The white-rot fungi Phanerochaete chrysosporium， Trametes versicolor， Pleurotus ostreatus， and Bjerkandera sp.， and a brown-rot fungus， Neolentinus lepideus， have been reported to degrade various organic pollutants (Verdin et al.， 2004; Matsubara et al.， 2006). Fungi have advantages over bacteria in being highly plastic， highly tolerant， totipotent (regenerating not only via spores but also from hyphal fragments)， and able to access or penetrate xenobiotics through hyphal elongation (Cerniglia and Sutherland， 2001; Potin et al.， 2004; Sing， 2006). Degradation processes happen because fungi secrete an important group of enzymes such as mono-oxygenase， epoxide hydrolase， di-oxygenase， peroxidase， and laccase. The aim of the present study was to investigate the ability of P. ostreatus mycelia immobilized with Ca-alginate beads to degrade PLA/kenaf composite. The production of enzymes and characteristics of the degradation process were also investigated. The enzymatic activity was observed for 1， 2， 3， and 6 months. The PLA/kenaf sample (5 g) was added to 30 ml of water and homogenized at 10，000 rpm for 10 min. The enzymatic activity in the crude supernatant was investigated using a Shimadzu UV-1600 spectrophotometer. Manganese peroxidase activity was assayed using 50 mM malonate buffer and dimethoxyphenol in 20 mM MnSO4 (Wariishi et al.， 1992). All experiments were carried out at 25 ?C. 2.4. Degradation analysis 2.4.1. Weight loss 2.4.2. Mechanical properties Mechanical properties were tested based on flexural strength. A sample was loaded with the axial tension as shown in Fig. 2. Measurements of mechanical properties were carried out in duplicate 2.4.4. Infrared spectroscopy The infrared absorption spectrum of each sample in KBr pellets was recorded using Fourier transform infrared spectroscopy with an FT Horiba T20 - Freexact II at room temperature. The scan was done from 400 cm?1–4000 cm?1 at a resolution of 4 cm?1 per sample. 3. Results and discussion 3.1. Weight loss Polylactic acid/kenaf composites are made from a combination of PLA as the matrix resin and kenaf fiber as reinforcement (fiber content = 70% vol.). Previous researchers have conducted biodegradability tests for this material using enzymatic controlled composting and natural soil burial tests (Ohkita and Lee， 2006; Ochi， 2008; Yussuf et al.， 2010). In our research， the biodegradability of PLA/kenaf composite was examined using Ca-alginate beads with immobilized mycelia of P. ostreatus， which is used for several purposes in the field of bioremediation. The residual weight percentage of the PLA/kenaf composite is displayed in Fig. 3. The P. ostreatus degraded the composite as shown by the increase in the weight loss of samples during the extension of incubation time. The weight loss was fastest after 3 months' incubation. The weight loss was 12%， 21%， 30%， and 48% (P < 0.05) after 1， 2， 3， and 6 months， respectively. The weight loss caused by P. ostreatus at 6 months (48%) was higher than that for the control (18%). This indicates that P. ostreatus has the ability to improve the degradation of the composite. Other studies reported that the weight loss of PLA/kenaf composite was about 38% after 1 month of enzymatic degradation (Ochi， 2008)， whereas with degradation in natural soil the weight loss was only 1.2% after 3 months (Yussuf et al.， 2010). The results indicate that microbial and enzymatic activities are crucial to the degradation. Weight loss of PLA/kenaf composite also occurred in the control (Fig. 3)， although almost no change occurred before 3 - 31 - 太原理工大学毕业设计(论文) months. This indicated that P. ostreatus was the dominant factor in the degradation of the PLA/kenaf composite. Nishino et al. (2003) reported that PLA/kenaf composite with 70% kenaf fiber has a Young's modulus of 6.3 GPa and tensile strength of 62 MPa. Other studies have reported the flexural strength of PLA/kenaf composite as 52 MPa (Lee et al.， 2009)， 90 MPa (Yussuf et al.， 2010)， and 254 MPa (Ochi， 2008). These studies indicated that a wide variety of shapes is needed to fulfill the demand of producing composites with desired properties. In our research， pre-treatment of PLA/kenaf composites was conducted by immersion in water and sterilization， in an effort to produce suitable conditions for fungal (P. ostreatus) growth. This approach also has undesirable effects on the mechanical properties and dimensional stability of the composite (Akil et al.， 2011). Fig. 3 shows that the flexural strength of PLA/kenaf decreased to 43 MPa after pre-treatment compared with previous studies (Ochi， 2008; Lee et al.， 2009; Yussuf et al.， 2010). The mechanical properties of PLA/kenaf composite after biodegradation are also presented in Fig. 3. The flexural strength of the composite decreased after 1 month by 58% and continued to decrease to 69%， 72%， and 84% (P < 0.05) after 2， 3， and 6 months， respectively， of the original strength. This was caused by the action of P. ostreatus. This suggests that cross-linking bonds between the matrix resin (PLA) and kenaf fiber were cleaved by P. ostreatus via enzymatic action. This could have happened by depolymerization of the polymers into shorter molecular polymers， and by breaking down the fibers thus weaken the composite. In the control， the flexural strength also tended to decrease， but the decrease in flexural strength was significantly different from the decrease in the composite inoculated with P. ostreatus. This result shows a tendency similar to that of the weight loss of PLA/kenaf composite. Visual observation of the physical alteration of PLA/kenaf composite after and before degradation is shown in Fig. 4. The composite became very soft and fragile and suffered weathering in some parts. That P. ostreatus has the ability to degrade PLA/kenaf composite was indicated by significant changes on the surface， which became pale whitish， and by progressive fragmentation. Thus there are more evident forms for PLA/kenaf composite after 1， 2， 3， and 6 months' incubation. The change in surface color and withering were clearly distinguishable after 2 months; also evident were fragility， and loss of weight and flexural strength during degradation by P. ostreatus. The degradation progressed with the incubation with the fungus. . Examination by SEM was conducted after bio-washing the sample. Fig. 5 shows SEM photos of one microfiber of PLA/kenaf before and after degradation. Degradation appeared clearly on the surface. The figure also clearly shows that PLA was fully impregnated into inter-fibrillar voids (control); a hole appeared at 1 month， although it was still small (see red circle in Fig. 5). With the extension of incubation time， the hole became bigger and did not appear again and kenaf fiber became shorter at the end of incubation. This indicates that the hole may be the result of enzyme action to break down PLA on the surface， and that P. ostreatus also consumed kenaf fiber as an energy and carbon source. These results correlate well to the loss of weight and flexural strength， and to the physical alteration of PLA/kenaf composite. These findings support the degradation of PLA fibers by P. ostreatus. Characterization of the degradation Infrared spectroscopy was carried out to prove the existence of changes before and after degradation. The infrared spectrum of PLA/kenaf composite is illustrated in Fig. 6. Discolorations during degradation are clearly shown by the changes in the infrared spectrum. The spectrum shows the presence of a sharp stretching vibration on the control for the CO group at 1720–1840 cm?1， and –OH groups at - 32 - 太原理工大学毕业设计(论文) 3040–3560 cm?1 characterize the formation of aldehyde， ketones， acids， and ester groups. After degradation， a difference occurs at 1040–1115 cm?1 (C–O–C group)， 1300–1500 cm?1 (–CH)， 2500–3000 cm?1 (–OH in carboxylic acids)， 2800–3000 cm?1 (hydrocarbon groups， such as –CH2 and –CH3)， and 3040–3560 cm?1 (–OH free). The infrared spectra of the PLA/kenaf composite samples are clearly distinguishable in the difference of incubation time Indications described above， P. ostreatus was able to degrade PLA/kenaf composite. First-step degradation occurred via hydrolytic degradation because the pre-treatment of the composite can be hydrolyzed back to the oligomers and monomers with boiling water (Lucas et al.， 2008; Nampoothiri et al.， 2010). As shown in Fig. 6， the appearance of stretching vibrations at 3040–3560 cm?1 attributed to –OH groups derived from PLA showed depolymerization and kenaf fiber. Two monomers of lactic acid will be obtained via hydrolysis of the free lactide in the next step of degradation (Nampoothiri et al.， 2010). Pre-treatment also induced water absorption of PLA/kenaf composite as a consequence of the diffusion of water molecules into the micro gaps between chain polymers， involving capillary transport into gaps and flaws， and the transport of micro-cracks in the matrix (Akil et al.， 2011). These phenomena have advantages for a fungus making it easier to degrade the composite， reduce the molecular weight of a matrix resin such as PLA (Garlotta， 2001)， and decrease the mechanical properties and dimensional stability of composites. The second step of degradation occurred faster after the inoculation of P. ostreatus in the PLA/kenaf composite. This demonstrated that the decrease in weight (48%) and mechanical properties (84%) at the end of incubation was due to changes in the micro-structure of the matrix and in the length of kenaf fibers. In this step， degradation occurred via oxidation. Fig. 6 shows that the lower-intensity band at 3040–3560 cm?1 is related to stretching the vibration-free hydroxyl group and the higher-intensity band at 2500–3000 cm?1 is attributed to stretching of the vibration hydroxyl group in carboxylic acids. These results revealed that degradation of PLA/kenaf composite by P. ostreatus occurred with the rupture of hydroxyl groups and the formation of carboxylic acids groups via oxidation reactions. On the other hand， the increase in intensity at 1200–1300 cm?1 and 1720–1840 cm?1 is indicative of oxidation products formed， such as a carbonyl bond formed during degradation (Chatterjee et al.， 2010; Nowak et al.， 2011). Furthermore， manganese peroxidase was also detected during the degradation of PLA/kenaf composite by P. ostreatus. Glycosylated extracellular heme proteins are able to oxidize Mn (II) to form Mn (III)， which then oxidizes a phenolic substrate to produce phenoxy radicals with hydrogen peroxide (H2O2). Manganese peroxidase is a main enzyme secreted by lignolytic fungi that can catalyze transformation of molecular edifices including lignin， cellulose， and hemicelulose. The activity level of manganese peroxidase was 0.01， 0.14， 0.20， and 0.26 U mg?1 after 1， 2， 3， and 6 months' incubation， respectively. This indicates that degradation of PLA/kenaf composite by P. ostreatus did indeed occur via oxidation. Despite some indicators of a hydrolytic reaction in the degradation of PLA/kenaf composite by P. ostreatus as explained above， a degradation product as shown in the FT-IT analysis was not apparent， and the enzyme responsible for its mechanism was unfortunately not detected. Additionally， biodegradation mainly occurred via enzymes that belong to oxidoreductases such as manganese peroxidase， laccase， mono-oxygenase， and di-oxygenase， and hydrolases such as esterase， lipases， protease， epoxide hydrolase， and glycosidase (Lucas et al.， 2008; Soni et al.， 2009). The results of this study clearly demonstrated the degradation of PLA/kenaf composite by P. ostreatus with an increase in weight loss and a decrease in mechanical properties as a consequence of the reduction - 33 - 太原理工大学毕业设计(论文) in molecular weight of the matrix， PLA， and kenaf fiber properties. This study is the first evidence of the involvement of P. ostreatus in the degradation of PLA/kenaf composite via the secretion of ligninolytic enzymes. Acknowledgments The authors are grateful to Prof. Hayashi Kazuo and Prof. Sugimori Masatoshi， Department of Bioresources， Faculty of Agriculture， Ehime University， Japan， for providing the Scanning Electron Microscope (SEM). The authors would like to thank Associate Professor Tani Hiroyuki， Advanced Instrumentation Center for Chemical Analysis， Ehime University， for help with the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). The authors thank their colleagues for critical reading and suggestions to improve the manuscript. 中文翻译: - 34 - 太原理工大学毕业设计(论文) 性能优异的抗降解性的聚乳酸/聚丙烯共混物 的纤维 1.前言 生产合成塑料废弃物总量的10-11,左右估计超过130万吨/年，2001年(一种形成，2001年)增加至2.45亿吨/年，在2008年(达科等，2008)及账目在世界上(Fukushima等人，2010年)。合成塑料是一个问题，因为他们很难分解或降解。生物降解的生物聚合物的发现，是当前的研究前沿。生物聚合物分成2组:(1)农业聚合物(多糖，蛋白质等)和(2)的生物聚酯(聚乳酸[PLA]，聚羟基链烷酸酯[PHAs的，芳香族和脂肪族共聚酯)。其中，聚乳酸是最广泛的开发和使用。它是由缩合的乳酸发酵(Kolybaba等人，2003)通过以下方式获得。 生物复合材料被定义为与天然纤维和可生物降解的或非生物降解的聚合物，其中，如果是来自于天然纤维和可生物降解的塑料，可能是更环保(Shinoj等人，2011)的组合材料制成。对这些产品的需求不断增加。生物复合材料的发展是基于聚酯和纤维，因此，微观结构，特别是聚合物和纤维组分之间的关联，也会影响其降解(Pamula，等人，2001)的能力。有生物复合材料的使用的几个例子。戴姆勒 - 克莱斯勒使用亚麻，剑麻纤维垫嵌入在环氧树脂基体的门板旗下梅赛德斯奔驰E级模型(约翰和托马斯，2008)。剑桥工业亚麻纤维增强聚丙烯，为福莱纳世纪COE C-2重型卡车，还为2000款的雪佛兰Impala(Shinoj等，2011)的后置搁架饰板。除了汽车行业，也用于木质纤维素纤维复合材料板，天花板，隔板(哈里哈兰和方大同，2005年)的建设和施工。 PLA /红麻复合材料是一种生物复合材料制成的以70:30的比例与槿麻纤维(红麻)和聚乳酸的组合，它具有属性类似于刨花板。木材生产减少，由于巨大的人口的增加和森林退化，因此红麻(或其他组件，如竹，草，棕榈油，或稻草(Pamula等，2001))可能是一个替代材料木材。红麻是一种野生的植物，生长在热带和亚热带地区，非洲和亚洲。这是一个快速增长的品种，达到大约5-6米的高度和直径在2.5-3.5厘米5-6个月内(西野等人，2003)。槿麻也有纤维素，半纤维素和木质素0.75-2.22毫米的长度和17.34-19.23μm的宽度(阿基勒阿基等人，2011)。 创造新产品，具有环保和可持续是必须考虑的一个基本理念。因此，PLA /红麻降解的特点是重要的调查。生物修复技术在这项研究中被选中，因为它已被证明是可行的，相对低成本，低技术，其用途十分广泛(拨杆和拉马尔，1996年康和Oulman，1996 Vidali，2001年)。 Celulose的，半纤维素和木质素降解能力的微生物降解物，因为作为一种真菌。白腐真菌白腐菌，变色栓菌，平菇，烟管菌藻，和褐腐的木耳，Neolentinus lepideus，已上报降解各种有机污染物(Verdin介绍等， - 35 - 太原理工大学毕业设计(论文) 2004年，松原等， 2006年)。真菌有优势菌在高塑性，高度宽容，全能性不仅通过孢子，但也从菌丝片段(再生)，并能够访问或外来物质通过渗透的菌丝伸长率(Cerniglia和萨瑟兰，2001年; Potin等人，2004年唱歌，2006年)。降解过程的发生，因为真菌分泌的一组重要的酶，如单氧酶，环氧化物水解酶，二加氧酶，过氧化物酶，漆酶。本研究的目的是调查海藻酸钙珠降解PLA /红麻复合材料的固定平菇菌丝的能力。生产的酶和降解过程的特性进行了研究。 2。材料与方法 2.1。化学品和其他材料 功能材料发展中心，东丽株式会社，日本滋贺县大津市，PLA /红麻复合材料的样本。琼脂，葡萄糖，褐藻酸钠，氯化钙氯化钙(CaCl2)，麦芽提取物，多聚蛋白胨购形式和光。有限公司(日本)。平菇分离的基础上，其矿化能力2，7 - 二苯并-P-二恶英和2，4，8 - trichlorodibenzofuran 的(橘等，2005)和麦芽浸膏琼脂作为一种文化上保持在4?C之前使用。 2.2。生物降解制备 培养液的制备在100毫升的锥形烧瓶中含有20毫升的麦芽提取物培养基(麦芽提取物，20号gl-1，葡萄糖，20号gl-1，琼脂，20号gl-1，多聚蛋白胨，1号gl-1) 。培养基，用1N HCl调节pH至4.5，在121?下灭菌20分钟螟用软木塞从琼脂上生长活跃的真菌得到的三个磁盘(?5毫米)被放置到每个烧瓶中。将接种的烧瓶中预孵育数天来实现类似的径向生长，减少生长变化。通过包封平菇菌丝体的固定化，根据先前所述的方法进行的，有一些修改(阿里卡等人，2004)。简单地说，匀浆以10，000 rpm离心10分钟，在灭菌的搅拌器的液体培养物和菌丝体，然后与褐藻酸钠(1.5,)混合。的混合物引入到含有0.1M氯化钙的溶液通过喷嘴使用体积移液管，将溶液搅拌，以防止聚集的海藻酸钙珠。菌丝体与固定化的有孔玻璃珠进行筛分，然后用无菌蒸馏水洗涤。 PLA /红麻样品(2×2×0.5毫升)中浸渍在溶液中的葡萄糖(2,)，和藻酸盐的Na-(2,)和香菇之乡，一种营养物，被添加到一个表面上。菌丝体与固定化的有孔玻璃珠的海藻酸钙接种的样品的两片之间，如图所示。 1。三对样品被放置在一个塑料培养盒(6枚的PLA /红麻复合材料)，并在25?下温育1，2，3，和6个月。在一个固定的时间，5枚样品生物用水洗涤并在室温下干燥，以获得恒定的重量。其他样品用于确定酶活性。 3.1力学性能 PLA/聚丙烯共混物纤维的机械性能示于表2。从表中可以看出，纯的纤维具有更高的强度比的共混物和共混物的强度与所述第二共混物组分的浓度的增加而减小。50/50的共混物具有最低的共混物的强度，和80/20的共混物具有相似的强度。纯和共混物的纤维的断裂强度，这种趋势在示于 - 36 - 太原理工大学毕业设计(论文) 图中。1。在一个理想的或高度相容的聚合物共混物，共混物预期有强度高于或至少在纯聚合物之间。在PLA/聚丙烯的情况下，聚合物共混物的等比例混合时，比纯的聚合物具有较低的强度。即使添加到共混物中的第二聚合物的20,，大大降低了共混物的强度相比，各自的纯聚合物，如从表2和图。1。在共混物之间的界面相互作用的差异，单独的聚合物，相体积比，存在空隙，所采用的加工条件下的Tg是一些管的机械性能的聚合物共混物系统中的主要因素。 共混物纤维的比例如表2中所示的共混物显示了相当大的变化。此外，甚至20,的PLA到聚丙烯纤维的伸长率降低45,左右到PLA纯聚丙烯和另外的20,的聚丙烯相比，降低约28,的伸长率。50/50的共混物具有伸长率类似纯PLA，但低于纯聚丙烯的59,。由于PLA和聚丙烯不完全兼容，不能完全拉伸的聚丙烯聚合物相比，纯聚合物，因此断裂伸长率降低。 共混物的纤维的弹性模量相比，强度和伸长率的变化，在混合比的变化显示了相对较少的变化。此外，与断裂强度和伸长率，弹性模量的共混物是类似的纯聚合物的权重的加权平均。加权平均重量80/20，50/50和20/80PLA/聚丙烯共混物的模量为45，38和31克/旦44，33和23克/旦，分别与实验值相似。实际的和理论的弹性模量的纤维之间的这种密切的关系表明，这两种聚合物在一定程度上兼容。进行了进一步的研究，以确定两种聚合物的相容性，如下面所讨论。 3.2兼容性 PLA和聚丙烯聚合物具有较差的相容性和不相容的聚合物混合在一起时，相分离。这样的PLA和聚丙烯聚合物之间的相分离被认为是从50/50的聚乳酸/聚丙烯共混物示于图AFM相位图像。2。然而，聚丙烯聚合物不具有预期看出，在不兼容的聚丙烯共混物的良好定义的球形形状。例如球形颗粒的存在下，观察到一个不兼容的聚乳酸/聚乙烯(PE)共混物。PLA和聚丙烯之间的界面还不太明确界定，是类似的接口之间的相容化的共混物进行了研究的PLA和PE，所说。这表明，在这里生产的PLA/聚丙烯纤维混纺的部分相容。PLA与聚乙烯的共混物相比，PLA/聚丙烯的更好的相容性可能是由于聚合物的纤维在拉丝过程中更好地对齐。 1，2，3，和6个月，观察到的酶活性。的PLA/红麻样品(5克)溶液中加入30ml水，并以10，000 rpm的转速匀化10分钟。用Shimadzu UV-1600分光光度计在粗上清液中的酶活性进行了研究。在20mM硫酸锰，锰过氧化物酶的活性测定，采用50mM的丙二酸缓冲液和二甲氧基苯酚(Wariishi等人，1992)。进行的所有实验均在25?下 2.4。降解分析 2.4.1。重量损失 2.4.2。力学性能 - 37 - 太原理工大学毕业设计(论文) 基于抗弯强度，机械性能进行了测试。将试样装入的轴向张力，如图所示。 2。的机械性能的测定进行了一式两份。 2.4.4。红外光谱 FT堀T20 - Freexact II采用傅里叶变换红外光谱在室温下记录每个样品的红外吸收光谱，KBr压片。 400 cm-1的-4000 cm-1的分辨率为4 cm-1的每个样品进行扫描。 3。结果与讨论 3.1。减肥 聚乳酸/洋麻复合材料是由聚乳酸作为基质树脂和洋麻纤维作为增强材料(纤维含量= 70,)。的组合。先前的研究人员进行了生物降解性测试这种材料采用酶法受控堆肥和自然土埋试验(Ohkita和Lee，2006;越智，2008年;尤素夫等，2010)。在我们的研究中，PLA /红麻复合材料的生物降解性，与固定平菇菌丝体，这是用于多种用途，在生物修复领域的研究用海藻酸钙珠。 PLA /洋麻复合的显示在图中的剩余的重量百分比。3。平菇降解的复合体在减肥中对样品进行温育时间的延长增加所示。减肥是最快的，3个月后孵化。 1，2，3，和6个月后的重量损失为12,，21,，30,和48,(P <0.05)。平菇在6个月(48,)引起的损失的重量显着高于对照(18,)。这表明，平菇具有的能力，提高复合材料的降解。其他研究报道，PLA /红麻复合材料减重38,左右，而在自然土壤中的降解酶降解后1个月(越智，2008)的重量损失率仅为1.2,，3个月后(尤素夫等。 2010)。结果表明，微生物和酶活性是至关重要的退化。解放军/红麻复合的减肥控制(图3)也发生在3个月前，但几乎没有发生变化。这表明，平菇的主导因素在PLA /红麻复合降解。 西野等人(2003)报告说，用70,的洋麻纤维的PLA /洋麻复合具有的杨氏模量为6.3 GPa和拉伸强度为62 MPa。其他研究报道PLA /红麻复合材料的抗弯强度52兆帕(Lee等，2009)，90兆帕(尤素夫等，2010)，和254兆帕(越智，2008)。这些研究表明，各种各样的形状需要满足的需求，生产具有所需性能的复合材料。在我们的研究中，进行预处理PLA /红麻复合材料浸泡在水和消毒，在合适的条件下努力产生真菌(平菇)增长。这种方法也有不良影响的机械性能和尺寸稳定性的复合(阿基勒阿基，等人，2011)。图3可以看出，PLA /红麻的抗弯强度预处理后下降至43兆帕(越智，2008年Lee等，2009;优素福等人，2010)与以往的研究相比。 后生物降解PLA /红麻复合材料的力学性能也列于图。 3。复合材料的抗弯强度下降了58,1个月后，继续后2减少到69,，72,和84,(P <0.05)，3，和6个月，分别，原来的强度。这是由于平菇的作用。这表明，交联基质树脂(PLA)和洋麻纤维之间的键裂解平菇，通过酶的作用。这种情况可能发生解聚成较短的高分子聚合物的聚合物，并打破，从而削弱纤维复合材料。在控制， - 38 - 太原理工大学毕业设计(论文) 弯曲强度也呈下降趋势，但减少接种平菇的复合抗弯强度的下降是显着的不同。此结果表明类似的PLA /红麻复合材料的重量损失的倾向。 PLA /红麻复合材料的物理改变后和降解前的视觉观察显示在图中。 4。复合材料变得非常柔软和脆弱，并在一些地区遭受风化。平菇有能力降解PLA /红麻复合材料的表面上的显着变化，大变发白，逐渐破碎。因此，有PLA /红麻复合后更加明显的形式1，2，3，6个月的孵化。 2个月后，表面颜色和枯萎的变化是清晰可辨，也很明显的脆弱性，重量和抗弯强度和损失的降解过程平菇。用真菌培养的劣化的进展。 通过SEM的考试已于后，生物-洗涤的样品进行。图超细纤维PLA/红麻降解前后的SEM照片5所示。表面上出现明显的降解。该图还清楚地表明，解放军被充分浸渍成纤维状的间-的的空隙(对照组);了一个洞出现了在1个月，虽然它仍然是小的(请参阅在图。5的红色的圆圈)。随着孵育时间的扩展名，内孔成为更大的，并没有出庭应讯再次，并红麻纤维成为更短的在的潜伏期的末尾。这表明的孔可能是由于酶的作用分解PLA的表面上，并且，平菇洋麻纤维作为能源和碳源的消耗。这些结果以及相关的损失的重量和抗弯强度，PLA/红麻复合材料的物理改变。这些发现支持了平菇降解聚乳酸纤维。 - 39 - 太原理工大学毕业设计(论文) 论文缩写 - 40 - 太原理工大学毕业设计(论文) 不同环境下聚乳酸纤维降解行为的研究 学院: 系别: 专业班级: 姓名: 指导老师: 【摘 要】 当今世界随着以石油为原料制造合成纤维的生产过程所排放的二氧化碳造成严重的大气污染 和温室效应以及世界范围的原油消耗量扩大,原始自然资源的严重减少。绿色环保问题已成为全球 关注的核心。聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维,它可从谷物中取得。其制品废弃后在 土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染,是一 种完全自然循环、可持续发展的绿色环保生态纤维。 本文通过对聚乳酸纤维在紫外线的照射下,以及在大气和真空环境中的降解实验,研究聚乳酸 纤维在自然环境下的降解规律,对比不同条件下纤维的降解率,综合前人的研究成果,对聚乳酸的 性能有更充分的认识和了解。 【关键词】 聚乳酸纤维,降解,紫外线,温度,降解率,大气,真空 Research on Degradation of PLA Fiber in Diffirent Environmental C0nditions Abstracts: With the development of industrial， the ozone layer have been destructed and the surface of the sun gradually increase the amount of ultraviolet radiation on people's health， it have constituted a hazard to the human， and it also have impacted on the fiber product life cycles. Therefore， research on degradation of PLA fiber in different environmental conditions has became a hot topic. resistant to UV rays and fiber products day-resistant performance research has become a hot topic. This topic is studying the degradation of polylactic acid fiber in the ultraviolet， vacuum and atmospheric environment， and major studying the degradation of PLA in different environment temperature. It shows outside temperature principally affected the degradation of PLA. - 41 - 太原理工大学毕业设计(论文) Keywords: Polylactic acid fiber; ultraviolet light; vacuum; atmospheric environment; degradation rate 一、 前言 聚乳酸纤维性能非常优良，可制成长丝、短丝、单丝和非织造布等制品，是一种成功的商业性环 保纤维。聚乳酸纤维具有合成纤维的特性，介于聚酯和聚酰胺纤维之间。用它制成的面料柔软，有丝绸般的光泽和舒适的手感，皮肤接 触感觉良好，非常适合于衬衫、内衣、运动衣等服用纺织品的开发;聚乳酸纤维能抵抗细菌生长，是无臭、防霉且染色性好的新型纤维;聚乳酸纤维具有良好的回弹性，在5%应变作用下，回弹率是 93% 具有良好的水扩散性能，能很快吸收并迅速干燥，故其织物容易将汗水排出，且其织物的悬垂性、滑爽性好，富有光泽并具有免烫效果;聚乳酸纤维能与棉、羊毛混纺生产具有丝感外观的 T恤、夹克衫、长袜、晚礼服等。 目前，国内对聚乳酸的研究和开发主要处于起步阶段，在国外，聚乳酸的研究开发起步较早，处于领先地位。目前世界上大型的生产聚乳酸原料的企业主要集中在美国和西欧。加大对聚乳酸系列产品的开发和应用，对解决长期以来困扰国民经济可持续发展的“白色污染”问题有积极的作用。同时，聚乳酸产品的原料来源于每年再生的天然资源，如农产品玉米等，对人类的可持续发展具有重要的意义。展望未来，可以预见随着人们环保意识的加强、研究的深入和生产成本的下降，聚乳 [ 6]酸复合材料必将从生物医用领域走向通用高分子领域，应用前景十分广阔 。 二、 实验部分 2.1 实验材料与试剂 聚乳酸纤维，注塑级，美国Cagile-Dow化学公司 2.2 实验仪器 FA1004N 电子天平 (上海精科仪器) PHS-3C PH测试仪 (上海佑科仪器仪表有限公司) 电热恒温培养箱HPX-1082MBE (上海博迅实业有限公司) 二氧化碳培养箱(水套红外) BC-J160(上海博迅实业有限公司) 真空干燥箱 DZF-6050 (上海申贤恒温设备有限公司) 培养皿 紫外线暗箱 - 42 - 太原理工大学毕业设计(论文) 2.3实验方案 进行相关实验前，先将培养皿中的聚乳酸样品放置在二氧化碳培养箱中恒温烘干脱去水分，以减小实验误差。实验时，对聚乳酸样品进行称重，初始重量为W。在不同条件下进行聚乳酸的降解0 实验，观察聚乳酸纤维外观形态的变化，实验结束后准确称量聚乳酸纤维的降解量。 聚乳酸的降解条件分为3种，分别为紫外线条件、真空条件，大气条件;并且在大气环境下特定温度条件，不同的加热时间的降解实验。 2.3.1紫外线条件下聚乳酸降解行为的研究 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编号，将原始0 编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。 将干燥后的聚乳酸样品依次放置在紫外线暗箱中，合理调节紫光灯与样品之间的距离，使样品得到充分照射。每2小时进行一次取样，准确称重，记录数据。 研究紫外线照射时间这个工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表1。 表1紫外线照射时间实验方案 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 时间 2h 4h 6h 8h 10h 12h 2.3.2 真空条件下聚乳酸降解行为的研究 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编号，将原始0 编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。将干燥后的聚乳酸样品放置在真空环境下，避免纤维吸收空气中的水分，减小实验误差。放置，备用。 根据编号依次进行大气环境下，不同温度的聚乳酸降解试验，将聚乳酸样品放入电热恒温培养箱中，设定不同温度，实验时间均为4小时。实验结束后，准确称量样品的重量，记录数据。 研究大气环境下，不同温度的工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表2。 表2 大气条件下不同温度聚乳酸降解的研究 - 43 - 太原理工大学毕业设计(论文) 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 2.3.3 真空条件下聚乳酸纤维降解行为的研究 分别称取多份聚乳酸纤维样品，记录纤维的初始重量为W，放入培养皿中，依次编号，将原始0 编号和数据依次填入表格内。实验前，将聚乳酸样品预先在二氧化碳培养箱BC-J160中恒温干燥8小时，温度设定为60?。将干燥后的聚乳酸样品放置在真空环境下，避免纤维吸收空气中的水分，减小实验误差。放置，备用。 根据编号依次进行真空条件下，不同温度的聚乳酸降解试验，将聚乳酸样品放入真空干燥箱 DZF-6050中，并对仪器进行抽真空，当真空度达到0.09Mpa时，设定实验所需温度，待仪器达到设定温度时开始计时，实验时间为4h。实验结束后，准确称量样品的重量，记录数据。 研究真空条件下，不同温度的工艺参数对聚乳酸的降解的影响，实验方案见表3。 表3真空条件下不同温度聚乳酸降解的研究 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 2.3.4 大气条件下,120?不同加热时间聚乳酸降解的研究 参照2.3.3 大气环境下，不同温度聚乳酸降解实验的研究方案，将聚乳酸样品放入电热恒温培养箱中，设定温度为120?，每2小时依次取出样品，准确称量聚乳酸样品的重量，记录数据。 实验方案见表4。 表4 120?大气环境下，不同加热时间聚乳酸降解研究方案 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 时间 1h 2h 3h 4h 5h 6h - 44 - 太原理工大学毕业设计(论文) 2.4降解率测试方法 实验结束后准确称量样品重量为W，然后按照公式(1)计算聚乳酸纤维的重量损失率，以表1 征其降解率。 WW,01A%, (1) We 式(1)中: W表示实验前聚乳酸样品的重量; 0 W表示实验后聚乳酸样品的重量; 1 A%表示聚乳酸的降解率。 按照公式(1)计算聚乳酸纤维的重量损失率。 六、 结果与分析 3.1 紫外线条件下 在紫外线照射下，聚乳酸的降解率测试结果见表5。 表5聚乳酸纤维在紫外线照射下降解研究 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 时间 2h 4h 6h 8h 10h 12h 初始重量W 0.92421 0.95534 0.97648 0.92763 0.96682 0.96943 0 试验后重量W 0.924 0.955 0.976 0.927 0.9663 0.969 1 降解量 0.00021 0.00034 0.00048 0.00063 0.00052 0.00043 降解率 0.0227% 0.0356% 0.0492% 0.0679% 0.0538% 0.0444% 由上表数据，得到聚乳酸纤维降解率的变化曲线，见图1。 - 45 - 太原理工大学毕业设计(论文) 图1紫外线条件下不同照射时间对聚乳酸纤维降解率的影响 由图1可以看出，紫外线照射时间不同，聚乳酸的降解率也随着照射时间不同而改变。当照射时间小于8小时，随着照射时长的增加，纤维的降解率随着增大，8小时达到峰值0.068%，随后纤维的降解率反而下降。有资料研究表明:在大气环境下，分子量的降低是反映高聚物光降解程度最 [1]主要的指标之一。说明聚乳酸在紫外线照射下，当照射时间小于8小时时，纤维发生光降解和自然降解，随着照射时间的加长，样品的重量自然减小，并且由图上可以看出重量下降的幅度基本相同，当照射时长大于8小时后，纤维样品的降解率反而下降，说明此时纤维的分子量已经降低到最低值，光降解趋于为零，所以出现上图中降解率的变化曲线。 3.2 现有大气条件下 调节电热恒温培养箱设定不同温度，实验时间均为4小时，聚乳酸纤维降解率在不同条件下得到的数据，见表6。 表6 大气环境下，不同温度聚乳酸纤维降解率 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 初始重量W 0.98566 0.92365 1.0265 1.0856 1.0101 0.98653 0.99356 1.01587 0 试验后重量W 0.98246 0.91905 1.0212 1.0772 0.9993 0.9707 0.97386 0.99317 1 降解量 0.0032 0.0046 0.0053 0.0084 0.0108 0.01583 0.0197 0.0227 - 46 - 太原理工大学毕业设计(论文) 大气降解率 0.325% 0.498% 0.516% 0.774% 1.069% 1.605% 1.983% 2.235% 由以上数据可以得到聚乳酸纤维降解率变化曲线，见图2。 图2 大气条件下不同温度聚乳酸纤维降解率的变化 由上图可以看出，在相同环境下，同样的加热时间，随着温度的升高，聚乳酸纤维的降解率随之增大，当温度达到120?时纤维降解率在单位时间内提高幅度最大，也就是说120?是纤维降解规律变化的拐点。 3.3 真空环境下,不同温度聚乳酸纤维降解行为研究 聚乳酸纤维在真空干燥箱 DZF-6050中，依次进行不同温度，相同加热时间后，准确称量纤维样品的重量，得到不同温度纤维降解率的实验数据，见表7。 表7 真空条件下不同温度聚乳酸降解率 编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 温度 20? 40? 60? 80? 100? 120? 140? 160? 0.9645 0.9854 0.9723 1.0021 0.9756 0.94271 0.9563 0.9754 初始重量W 0 0.962 0.9823 0.96839 0.99772 0.97034 0.93508 0.94654 0.9634 试验后重量W 1 降解量 0.0025 0.0031 0.00391 0.00438 0.00526 0.00763 0.00976 0.012 - 47 - 太原理工大学毕业设计(论文) 真空降解率 0.259% 0.315% 0.402% 0.437% 0.539% 0.809% 1.021% 1.230% 由上表中的数据得到聚乳酸在真空环境下，不同温度其降解率的变化曲线，见图3。 图3 真空条件下不同温度聚乳酸的降解率变化曲线 上图的变化曲线说明，聚乳酸在真空条件下其降解率的变化与大气环境下的降解行为相似，都是随着温度的升高，降解率也随之增大，并且在一定温度时降解率变化速度达到最大值，由上图可以看出，在110?时到达拐点，变化率最快。 将大气和真空环境下，相同温度条件下得到聚乳酸降解率的不同数据整合在一起，通过Excel绘图工具，可以得到两种条件下，聚乳酸纤维降解率变化的对比直观图，见图4。 - 48 - 太原理工大学毕业设计(论文) 图4 真空和大气环境下聚乳酸纤维降解率变化曲线对比 由以上聚乳酸降解对比图，可以直观的发现纤维在相同温度条件下，大气环境中的降解速率大于真空环境下，温度越低，两种环境下降解率的差异越小，当温度达到100摄氏度以上时差距越来越大。 聚乳酸的降解不仅受环境的温度影响，而且受到环境中水分的影响，聚乳酸的水解是其降解的最主要反应，因为真空环境下聚乳酸无法发生水解，酯键无法断裂，不能大规模的发生自由基的降,2,解，阻碍聚乳酸纤维水解的进行，所以表现为真空环境下聚乳酸的降解率明显小于大气环境下纤维的降解率。 3.4加热时间对聚乳酸降解的影响 聚乳酸样品在120?大气条件下，对多份聚乳酸样品进行加热，每1小时依次取出样品，得到纤维的降解率，见表8。 - 49 - 太原理工大学毕业设计(论文) 表8 大气条件下120?，不同加热时间聚乳酸降解率 120?大气环境 时间 初始重量W 试验后重量W 降解量 降解率 01 1h 0.95684 0.94882 0.008018 0.838% 2h 0.98421 0.97488 0.009330 0.948% 3h 0.9724 0.95975 0.012653 1.301% 4h 1.0014 0.98533 0.016068 1.605% 5h 0.9432 0.92302 0.020184 2.140% 6h 0.9864 0.95819 0.028211 2.860% 由以上数据得到聚乳酸纤维降解率变化曲线，见图5。 图5 大气条件下120?不同加热时间聚乳酸降解率变化曲线 由上图变化曲线可知，聚乳酸纤维在大气环境120?条件下，随着加热时间的加长，纤维的降解率也变大，说明在温度相等时，聚乳酸纤维的降解率的主要影响因素为时间。 四、 结论 - 50 - 太原理工大学毕业设计(论文) (一) 聚乳酸在紫外线照射条件下，首先纤维内部发生光降解和自然降解，当照射时长 逐渐延长时，聚乳酸的光降解作用逐渐减弱，但自然降解始终在进行，随着光降解的逐渐减弱 直至为零，纤维内部只存在自然降解，并且紫外线长时间的照射可以杀死自然环境中的微生物， 当微生物对聚乳酸的酶降解作用减弱时，聚乳酸纤维的降解作用也减小，所以表现出纤维的降 解率先增大后减小的趋势。 (二) 聚乳酸纤维在真空和大气环境下，纤维的降解率明显不同，聚乳酸的降解不仅受环境的温度影响，而且受到环境中水分的影响，聚乳酸的水解是其降解的最主要反应，因为真空环境下聚乳酸无法发生水解，酯键无法断裂，不能大规模的发生自由基的降解，阻碍聚乳酸纤维水解的进行，所以表现为真空环境下聚乳酸的降解率明显小于大气环境下纤维的降解率。 (三) 聚乳酸热降解是一个无规断裂的过程，首先发生分子量降解，其次才是重量损失，在120摄氏度，聚乳酸的分子量迅速发生降解，形成聚乳酸的低聚物，随着加热时间的延长，低聚物继续发生裂解，形成单体并挥发，表现为聚乳酸的重量的损失增加，并且聚乳酸在大气环境下，时间越长纤维的降解量越大。 - 51 - 太原理工大学毕业设计(论文) 参 考 文 献 [1]王华印.PET纤维紫外光降解研究[J].广西轻工业，2009(8):23. [2]刘磊，吴若峰聚乳酸类材料的水解特征[J]合成材料老化与应用，2006，35(1):44–48. - 52 - 太原理工大学毕业设计(论文) 谢 致 在为期三个多月的毕业设计,论文,中,指导老师和同学给了我们不少的帮助,和我们一起克服难题,使我最终按时顺利完成了毕业论文的创作。 在这里我要特别感谢我的指导老师刘淑强老师,感谢刘老师在百忙之中和我们一起讨论课题,帮助我们解决了设计及创作上的不少困难,同时感谢许文强老师亲身指导,一直以来的对我们实验部分的支持和帮助,是你们让我一次次克服困难,坚持到底,感谢我的各位专业老师平日里对我的关怀和鼓励,是你们的坚持和努力,让我取得了现在的成功,感谢同组同学的配合与支持,忘不了一起努力、一起奋斗的日子,谢谢大家， 谢谢， - 53 -