[发明专利]一种海洋回收的聚乙烯再生制备方法

说明书

本发明提供一种海洋回收的聚乙烯再生制备方法，具体涉及一种针对海洋回收聚乙烯的再生利用技术，采用活性交联剂连接海洋回收PE老化断裂的分子链，从而使废旧聚乙烯塑料分子链增长，相对分子量增加，提高其综合性能，解决了现有回收技术无法对海洋聚乙烯的再利用的问题。

技术领域：本发明涉及废弃塑料回收改性加工的技术领域，具体为一种海洋回收的聚乙烯再生制备方法。

背景技术：

尽管目前对于消费后回收的聚乙烯PE有相关报道，然而相比消费后回收的聚乙烯PE或者陆地回收的聚乙烯PE，海洋回收的PE受影响的因素更多且更复杂，

如海洋环境的高盐的海水浸泡、更高温度、更强烈的阳光照射尤其是强烈的紫外线、更复杂的海洋微生物的影响以及海水冲击的机械破坏等，而消费后回收或者陆地回收的聚乙烯PE并不存在上述因素的影响。

刘少通在聚乙烯和聚苯乙烯塑料在青岛海洋大气环境中的自然老化行为研究的报道中，指出PE老化性能大多通过室内模拟试验或针对内陆环境，对于在海洋大气环境的环境适应性报道较少，相关文献对塑料材料在海洋环境的自然环境试验数据报道相对缺乏。研究发现，PE在1716cm^－1附近出现明显的羰基特征吸收峰，说明自然老化过程中发生了氧化反应，羰基基团增多，且试样正面的吸收峰强度高于试样反面，证明光照对材料的氧化有明显促进作用。由于PE塑料在老化过程中发生的光氧老化反应和水分扩散:氧化反应使羰基基团替换组织内原有结构，导致应力不均匀，造成局部应力不均导致力学性能下降；水的渗透同样破坏了基体的化学键，同时在内部生成缺陷，当材料受力后基体传递载荷作用降低，力学性能下降。老化前的PE塑料整体光滑平整，但其中存在一定量的表面缺陷。经过一年的自然环境暴露后，表面缺陷数量增多，范围扩大，且其中大多附着杂质；在清洗过后依然存在的杂质证明其与PE表面的结合十分紧密，可能已经进入到高分子链的间隙之中。这些分布于表面坑洞会导致材料不能均匀受力，也是导致力学性能下降的主要因素。表面缺陷的发展加深证明PE的局部的老化和侵蚀速率高于表面整体的速率。PE较柔性的材质易于生成表面缺陷，在海洋地区更容易使盐颗粒在其中沉积，进而潮解带入更多水分，使局部老化侵蚀加速，这是导致PE的局部的老化侵蚀速率高于表面整体老化侵蚀速率的原因。PE塑料经过一年自然环境老化后，压缩性能、弯曲性能、拉伸性能等力学参数均明显下降。

蒋凤华报道6种塑料膜的断裂伸长率均随光照时间增加而降低,杨氏模量一般随光照时间增加先升高后降低,而拉伸强度随光照时间增加呈先升高后降低或者持续降低的变化趋势,食品包装袋和可降解垃圾袋在光照强度为紫外UV光照射36h后发生脆化无法进行拉伸性能测试,易于破碎为微塑料。聚乙烯在UV 光作用下发生断链反应,产生羰基和乙烯基产物,分子排列结构发生变化,宏观上表现为拉伸性能的断裂伸长率和拉伸强度降低,微观上表现拉伸断面的碎片化.研究结果表明,聚乙烯塑料老化12个月以后表面布满裂纹和小孔,且裂纹顺着同一方向排布,发生脆化。

Sudhakar等以不同底物设立3个实验组，分别是未经预处理的LDPE和HDPE、热处理后的LDPE和HDPE，以及未经预处理的淀粉共混LDPE，选择了2种海洋微生物Bacillussphericus和B.cereus，在pH 7.5和温度30℃的条件下利用 3个实验组的材料作为唯一碳源，结果发现，在B.sphericus的作用下，热预处理的LDPE和HDPE样品的重量损失分别约为19％和9％，而未经预处理的样品分别为10％和3.5％。Harshvardhan等从浮游水域分离出60种海洋细菌，并从中筛选出了3种具有降解LDPE的能力菌株，这3株菌能够在以PE为唯一碳源的培养基中生长，与这3株菌共同培养30d后，PE的失重分别为1％、1.5％和1.75％，通过ATR-FTIR光谱测定，发现酮基羰基键指数、酯基羰基键指数和乙烯基键指数增加，进一步证实了PE的生物降解。因此，海洋回收的PE在长期海水浸泡与腐蚀等复杂环境下，海洋塑料PE分子结构、理化性能已发生较大变化，与一般回收的PE相比，在再生利用方面，存在自身的特殊问题亟待解决。