[发明专利]能够集成收集高分子材料老化产物的老化试验箱及试验方法

说明书

本发明公开一种能够集成收集高分子材料老化成分的老化试验箱及试验方法，能够收集高分子材料老化颗粒、收集高分子材料的挥发性老化产物以及高分子材料水溶性老化产物。包括：用于为高分子材料粉体提供老化和分解环境的具有光源的密闭老化试验箱体；设置在所述老化试验箱体内装有水的所述玻璃收集水槽，高分子材料粉体置于所述玻璃收集水槽内，在所述玻璃收集水槽内老化和分解；同时所述老化试验箱体收集高分子材料老化颗粒及高分子材料水溶性老化产物；用于在所述老化试验箱体与气泵之间形成气流闭循环的气流循环单元，所述气流循环单元中设置有用于收集高分子材料挥发性老化产物的气体吸附管。

技术领域

发明涉及一种老化试验箱，具体涉及一种能够集成收集高分子材料老化产物的老化试验箱。

背景技术

高分子材料种类繁多、数量庞大，经老化、降解过程会产生复杂多样的化学物质，这些产物进入生态循环中会对环境产生影响，尤其是“微塑料”已经存在于湖海山川和我们生活中的方方面面。

高分子材料难以完全降解，处理不当会造成白色污染，在环境中也会发生复杂的物理变化和化学反应。在机械作用力、日光照射、磨损等作用下，经过长时间的暴露积累，高分子分解为尺寸很小的碎片，即“微塑料”；同时，材料中的基体高分子链段在光、氧等作用下，会发生断裂生成小分子化学物质，加入的有机小分子添加剂也会发生氧化、分解等反应。

高分子材料发生物理变化分解或脱落产生的微塑料(通常指直径或长度小于5mm的纤维、碎片或颗粒)，存在于我们生活中的方方面面，在德国啤酒、法国蜂蜜、中国食盐以及全球范围内瓶装饮用水中都发现了它的身影，其广泛分布于大气、土壤和水体中，已经入侵到了南极海域和北冰洋。由于其具有较大的比表面积、能吸附更多的污染物及更容易进入生物体等特殊性质，对水体环境造成的危害比大块塑料大的多。然而目前我国水体中微塑料的浓度、种类、分布等数据非常缺乏，相关基础研究较少，不利于微塑料的监测、管理和控制，目前，还没有规范性检测技术与相关管理措施。

高分子材料发生化学反应的产物多数为醇、醛、酸、酯、酮、酚类等有机小分子。这些种类复杂、数量庞大的高分子相关有机污染物进入环境后，对环境的影响尚不明确，鲜有研究报道。因此对高分子相关的有机污染物进行鉴定及溯源研究，是进行环境安全评价和相关毒理研究的基础，能为未来环境监测指引方向。

但是，目前其对环境的影响及相关基础研究还很不足。针对高分子相关有机污染物的鉴定及溯源研究，分析其中高分子相关污染物的种类含量，进行成分溯源时必须在自然环境中采集到有效的样品。但是样品的收集难度很大，比如从水体里采集到的水样，对其中的物质进行分离和富集时很难得到有效样品，效率低、代价大，而且富集到的样品的代表性和多样性有限，无法获得在环境中所发生的复杂的物理变化和化学反应的详细信息，特别是难以获得在复杂的物理变化和化学变化中产生的水溶性和挥发性产物的详细信息，不利于开展针对性研究。通常的研究方法是利用老化试验箱，模拟高分子材料老化降解、使用过程和暴露环境，加速高分子材料的老化和分解。

从试验研究角度来说，在老化试验箱内对高分子材料颗粒进行老化和分解与自然环境中的高分子材料的老化和分解更为相似。但目前老化试验箱存在的问题为：

(1)难以收集高分子材料老化颗粒，难以收集高分子材料挥发性老化产物，难以收集高分子材料水溶性老化产物等问题。

(2)难以在老化箱内获得实时数据信息：高分子材料挥发性老化产物通过采用化学传感器或光学传感器进行检测，但利用化学传感器直接检测挥发性老化产物浓度时，由于此类传感器易出现中毒现象，影响检测结果；而且此类传感器的输出在很大程度上会受空气扰动、现场环境变化的影响，因此该检测方法具有较差的稳定性，测量精度也不理想；利用光学传感器检测时，虽然此类传感器的核心元件外形尺寸可以很小，但是解析电路复杂，功率较大，都不适合在老化箱内使用。

此外，在不破坏老化箱的情况下，内部信息无法由外界获得。

发明内容