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本研究在国家科技支撑计划课题(批准号:2007BAE42B04)的资助下,以环境降解地膜为原料,采用了水中浸泡、水面漂浮及自然暴露处理等处理方式,通过拉伸试验、DSC(差示量热扫描法)、XRD(X射线衍射)、IR(红外)及SEM(扫描电镜)等方法,对各处理样品的力学性能、结晶度、熔融焓、红外吸收官能团及表面形貌等性能进行了测定,研究了浸泡时间对环境降解地膜性能的影响、水环境酸碱性对样品性能影响的差异、水层不同位置对样品性能影响的差异以及环境光温积对样品性能的影响。研究结果表明: 1.水浸泡的环境降解地膜发生了氧化降解反应:浸泡70天时,断裂伸长率保留率已下降至小于10%;180天后,样品熔融焓由未浸泡时的118.2J/g上升到138.0J/g;XRD曲线中衍射峰面积增大,结晶度则由最初的40.33%上升到47.08%;红外测试发现样品在羰基区出现了吸收;样品的表面出现了大量的裂纹及孔洞。 2.碱性、中性及酸性水浸泡处理的环境降解地膜样品均发生了氧化降解反应,横向比较,三组样品在处理70天后力学性能都达到最低值小于10%;处理180天时,三组样品熔融焓均上升至140J/g左右,结晶度上升至47%左右;各组样品的羰基吸收峰几乎一致;其表面都布满了孔洞和裂纹,且破坏程度相当。这说明相同处理时间的三组样品性能没有差异,即不同酸碱性的水对样品性能的影响没有差异。 3.水面漂浮的样品氧化降解速率快于水下浸泡的样品。水面漂浮的环境降解地膜,断裂伸长率保留率小于10%所需时间为50天,而水中浸泡样品则需要70天;两组样品处理180天时,熔融焓分别上升至143J/g和138J/g,结晶度也是前者增加较多,后者增加较少;水面漂浮样品的氧化产物也明显多于水中浸泡样品,即相同处理时间,水面漂浮样品的氧化降解程度大于水下浸泡的样品。 4.自然暴露处理的样品较水中浸泡样品的氧化降解速率更快。自然暴露处理的环境降解地膜,断裂伸长率保留率下降至小于10%只需要40天,而水中浸泡的样品则需要70天;当两组样品处理180天时,自然暴露处理样品熔融焓已由最初的118J/g上升至148J/g,水中样品只是上升到138J/g;自然暴露样品结晶度、氧化产物的红外吸收峰也明显大于水中浸泡样品;且自然暴露样品的表面破坏程度也更为严重,即相同处理时间自然暴露样品的氧化降解程度较水中样品更大。 5.无论是水中浸泡还是水面漂浮处理的样品,性能变化与环境光温积都存在一定的关系,但是两种处理方式不同的样品性能的变化与光温积之间的数学模型是不相同的:水中浸泡样品性能与光温积的关系为(y=16.52+130(.)2/1+10(2596.52-x)(×)(-0.0022),)而水面漂浮样品性能与光温积的关系则为(y=10.41+138.59/1+10(20(-)4.52-x)(×)(-0.002(7)))两组方程拟合度均较高,R2分别达到了0.97049和0.9647。 综上所述,水环境中的环境降解地膜应用性能的变化具有不同于旱地使用时的特性和规律,这为开发适用于水田湿润栽培的环境降解地膜提供了依据,让环境降解地膜的适用范围得到进一步拓广。