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tsm卷:12 (2)

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生物降解纤维素基聚氨酯泡沫材料的研究。

*通信:

Ekebafe L、部门聚合物工程技术、Auchi理工Auchi、尼日利亚、电话:+ 2348029320114,+ 2348088785639;电子邮件:lawekebafe@gmail.com

文摘

生物降解的聚氨酯泡沫的程度用糖从本地甘蔗蔗渣植物来源纤维素的天然纤维素纤维生产可生物降解聚氨酯泡沫是本研究探讨。从糖蔗渣纤维素微纤维被孤立。孤立的纤维素的化学和表面形态结构和红外光谱特征,SEM和木质素含量测定。聚氨酯泡沫是由多元醇含有多达25毫升液体纤维素。可生物降解的泡沫程度的评估使用短期加速实验包括微生物分析、和土壤埋藏实验,确定土壤中泡沫的完整性。实验结果表明,泡沫在厌氧条件下生物降解研究。减肥和抗拉强度的变化观察生物暴露后的泡沫。泡沫的成分和本研究中使用的液体纤维素可以扮演重要角色在收益率微生物攻击生物降解实验。

关键字

糖baggase;纤维素;聚氨酯;泡沫;生物降解

介绍

聚氨酯泡沫(PUFs)材料广泛应用在许多领域,如家具、汽车、结构性、鞋业、建筑和包装,农业和医学(1- - - - - -3]。然而,由于回收聚氨酯泡沫在使用后丢弃,并发症的构成环境污染问题,因为在瓦解他们的困难当暴露于环境条件(3),它已成为非常必要找到可持续的解决方案可能造成的环境公害处理泡沫。聚氨酯泡沫(PUFs)也在利用结构,垫,绝缘、电气和浮选应用程序。从植物材料准备生物质不仅打开一个新的和有效的方式使用可再生的自然资源,而且还拥有一个伟大的潜在的生物降解性和照片。后者的优势更显著的可持续环境保护的紧迫性。

环境问题已经创建了一个驱动器来评估新方法生产物品的使用可再生和生物可降解的资源而不是合成和petrol-based材料通常使用。今天聚氨酯泡沫的主要缺点是,它们由不可再生,再利用和可降解材料,如聚氨酯。大丰富的天然纤维素从植物生物量,连同其生物降解性的属性,使其成为有吸引力的替代这种环境有毒物质。纤维素但是必须先转化为液态形式通过直接解散或衍生化和随后解散导数产生灵活的形式(4]。生物降解测试是快速增长的兴趣和毒性测试现在已经逐渐融入在许多国家环境立法。这项研究的主要目的是评估生物降解能力的土壤和在实验室生产的形式。

材料和方法

糖的蔗渣纤维素在当地采购从Aviele Etsako西LGA江户状态,尼日利亚。德国的产品使用的所有试剂西格玛奥德里奇来自商业销售网点在帕斯州,尼日利亚。

聚氨酯泡沫塑料的制备和表征

从糖蔗渣纤维素微纤维被隔离,并使用标准方法的特点。聚氨酯泡沫的制备和表征是文献中描述5,6]。测量体积密度,泡沫切成立方体有2.00厘米,质量决定分析天平。分析了机械性能根据ASTM-D695M[描述的压缩方法7]。压缩压力在应变10%。聚氨酯泡沫的表面形态使用扫描电子显微镜(SEM)研究了。扫描电子显微镜(SEM)研究泡沫进行了电子显微镜。

生物降解实验

在实验期间,美国材料试验学会(ASTM)方法用于测试生物降解塑料在模拟环境条件下(8)和其他方法使用了目前用于出版的文献[9]。自肩部形状的块埋葬在土壤抗拉强度测试是一个标准的方法来评估生物降解塑料的敏感性(10]Eborieme市场的泡沫被埋,Auchi理工,尼日利亚,浪费转储土壤刺激相关的环境条件浪费转储。

生物利用度研究

一系列批文化建立评估生物降解性和监控降解的聚氨酯泡沫。重聚氨酯泡沫被封闭在一个无盖的塑料瓶子的重量,和瓶子葬在了浪费倾倒在一个角度45°C和开口向下,然后埋土。两周的间隔期间,瓶子取出,重了8周。

退化监测通过测量之前和之后的重量泡沫孵化土壤中的容器。泡沫被取出,用蒸馏水和乙醇洗净去除表面碎片。然后,泡沫是恒重干。

泡沫的退化百分比(DP)计算使用以下方程

% DP = [(W_o- W₁)/ W₁]x 100(我)

其中W_o和W₁瓶子里的湿重泡沫之前和之后的退化。

实验室微生物降解的聚氨酯泡沫的分析

目前使用的方法在测试中微生物降解和恶化的各种聚氨酯泡沫材料最近看过的顾,顾11,12]。其中最常见的练习方法来评估生物降解性聚氨酯泡沫在不同环境条件下的抗拉强度,减肥,细菌生长。体检的泡沫恶化被认为是一个重要的方法来评估生物腐蚀的泡沫13因为生理变化在聚氨酯泡沫的结构更容易发生之前完全降解的泡沫。采样泡沫的恶化程度是评估每周通过测量改变选定的物理性质包括抗拉强度和减肥后适当的样本清洗程序。减肥(WL)泡沫比例计算使用以下方程

% W_l= [(W_o- W₁)/ W₁]×100 (2)

其中W_o和W₁将聚氨酯泡沫塑料瓶子里的湿重量之前和之后的退化。

抗拉强度测量

抗拉强度的测量力,通常在磅每平方英寸(psi),需要打破聚合物泡沫。断点的泡沫的抗拉强度是衡量ASTM程序D638 [14英斯特朗通用测试仪器使用。

增长分析

的总数微生物在示例可能有能力退化和恶化的泡沫是由直接微生物种群密度/计数和集落形成单位(CFU)数目表示每毫升。2毫升的样品是从收集到的样本和0.2毫升的0.1%吖啶橙染色。彩色微生物混合可以站在室温下为1或2分钟与染色反应。然后,对滤纸是放置在一个真空过滤漏斗和殖民地的样本筛选得到分布在滤纸上。然后,潮湿的过滤器被放在一个玻璃显微镜幻灯片(2厘米×5厘米)进行分析。的数量微生物每毫米面积估计至少5 - 6的数随机选择显微镜领域。

的特点浪费转储土壤

表层土壤样品(0厘米到15厘米,深度)收集的网站使用钻。核心取样器被用来获取样本体积密度决定。除了核心样本,其他土壤样本风干和已筛用2毫米筛准备实验室分析。

土壤的取样和制备

一个小坑挖深的砂质壤土土在15厘米浪费垃圾场和样品都被切割片的从墙上一把铁锹。样品风干了三天,混合,轻轻压碎一块木头,取出大的肿块,塑料,然后通过2毫米筛,和根被移除。通过筛的部分是用作研究。土壤样品的理化特征和生物属性使用标准的方法。

结果与讨论

基于纤维素的制备和表征聚氨酯泡沫

隔离,描述从糖蔗渣纤维素微纤维和聚氨酯泡沫的制备和表征已报告(15]。

生物降解分析

的物理化学性质浪费转储土壤

表1显示了一些物理特性和表2的化学特征浪费土壤转储。

表1。土样的物理特性的结果。

表2。由于种植前土壤样本的化学特性。

初步目视检查表明,土壤是深灰色的颜色显示低腐殖质。颜色是土壤的特点之一,它告诉很多关于土壤的起源及其组成(16]。结构分析显示大量砂比例(69.22%),其次是粘土(16.38%),然后淤泥(14.40%),因此土壤为砂壤土土分类。微碱性pH值8.10记录的范围内的土壤是农业土壤。土壤pH值起着主要功能在吸附重金属的直接控制金属氢氧化物的溶解度和水解,碳酸盐和磷酸盐。它还影响离子对形成、溶解性有机物,以及表面电荷的铁、锰和Al-oxides,有机质和粘土边缘(17]。土壤pH值表明土壤的酸度或碱度。土壤pH值(8.1)也可以解释的低总酸度水平(0.2)。这意味着低土壤中存在的氢离子。

土壤容重(1.33克/厘米³)是一种土壤的结构性质。土壤体积密度是指单位体积的质量(重量)的干燥的土壤。它是有用的估计一个给定的差异压实土壤。

土壤平均阳离子交换容量(CEC) 286.02毫克/公斤。特别措施的能力土壤CEC参数允许简单的表面之间的阳离子交换和解决方案。的土壤有机碳记录为0.544克/公斤,表明土壤有机质和土壤中腐殖质的含量。

然而,土壤中有机质的分解速率通常取决于氮存在的数量(17]。土壤中的总氮记录了0.750%,表明低土壤中的腐殖质评估水平的碳,氮比率和高土壤有机质分解速率。土样的意味着有氧细菌数是1.94×10⁴cfu / g的土壤来自垃圾场。的意思是异养真菌重要的是3.8×10³cfu / g。六细菌和四真菌从垃圾场土壤分离的特点,确定。细菌隔离;芽孢杆菌sp,假单胞菌sp,气单胞菌属sp,肠杆菌sp,克雷伯氏菌sp。和葡萄球菌sp。而真菌隔离;曲霉属真菌sp,毛霉菌sp,酿酒sp。和镰刀菌素sp。分别。这两个芽孢杆菌sp。和假单胞菌sp。是最主要的细菌隔离而葡萄球菌sp.至少发生细菌隔离。曲霉属真菌sp.频率最高的孤立而孤立真菌文化酿酒sp。这种现象可能的结果增加了可用性的可生物降解的有机和无机基质废物不断倾倒。的隔离杆菌sp,假单胞菌sp, sp。克雷伯氏菌,葡萄球菌sp,曲霉菌sp,毛霉菌sp。镰刀菌素sp。和酿酒sp。从土壤样本,类似于报告Obire et al。18]。曲霉菌、镰刀菌素、毛霉菌、青霉菌,根霉和各种酵母也被联系在一起浪费生物降解(19]。

实验室生物降解分析

表3显示了细菌计数和真菌在实验室数量泡沫文化;图1显示了重量损失在泡沫shake-flasks治疗时间的函数。获得的泡沫从0.76%到72.99%不等的减肥可以视为显著减肥的基础上控制样品在实验。抗拉强度对泡沫的破坏可以被视为表明微生物在厌氧条件下恶化[20.]。

表3。总细菌和异养真菌在泡沫文化。

退化被测量在抗拉强度变化定量评估的失败dumb-bell-shaped泡沫准备根据ASTM D 638方法。从泡沫的抗拉强度分析,可以得出结论,有恶化在这些生物表面的泡沫。抗拉强度的结果很重要,因为据报道,减肥前的泡沫发生的机械故障(20.,21]。在初始降解的泡沫材料有0.76%体重下降,抗拉强度损失为66%,(图2)因此泡沫材料丢失显著影响其力学性能(22]。这些观察表明,体重测量本身并不是一个可靠的终点评估泡沫生物腐蚀。这项研究的结果表明,有泡沫的重要生物退化基于减肥和抗拉强度测量。

土埋降解试验

三组三个复制的泡沫被埋在容器在8周浪费获得统计上显著的平均数据垃圾场土壤退化的泡沫在厌氧条件下土壤中(图3)。

图3显示了测试泡沫在土壤中累积减肥埋葬实验。干重8周治疗标本分析显示58%的平均体重变化。结果表明显著减肥泡沫,在5%概率水平。也可以看到有明显的趋势的减肥形式随着时间的推移,因此可以得出的结论是,泡沫不受土壤中潜在的生物活性的影响。抗拉强度测量结果进行每周两次的删除测试的泡沫,结果三个复制平均所示图4。泡沫的拉伸强度的变化在5%概率统计上的显著水平。

金和金23)评估了几种类型的聚氨酯泡沫材料的降解加速堆肥条件下45天来确定生物降解性的泡沫在环境中自然降解过程。边沁et al。24)也表现土壤埋藏实验来评估不同的聚氨酯材料微生物的易感性攻击一段28天孵化。生物降解性研究在这类似的加速条件下进行了研究。泡沫被暴露于培养液从厌氧消化池污泥含有大群多样化的生物活性厌氧细菌。

湿度和其他重要营养丰富环境参数影响分解的速率和程度的有机材料包括聚氨酯泡沫材料。鲍德温et al。25)报道,含水率是影响卫生材料的一个主要因素在垃圾填埋场经过6年的葬礼,因为潮湿的样本,是材料的分解越快。它也一直在另一项研究中报道的影响低相对湿度对微生物增长更比降低温度从30°C到22°C (26,27]。

结论

根据体重测量的结果,和抗拉强度测量,埋在土壤和控制样品,可以得出结论,有泡沫的重要生物退化由于潜在的领域在厌氧条件下土壤微生物活动在这些短期实验。

引用

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