纺织纤维生物降解性及降解生态性的表征

摘要

在纺织品消费量日益增长的今天，每天都有大量的纤维制品生产、使用，其中必将导致大量的废弃纺织品。目前，纤维制品回收利用率不高，废弃后大多作为垃圾处理掉，而未采取针对性的降解方式，因而对环境及生态产生很大的影响。如何生态地处理纤维废弃物，已经成为一个迫切需要解决的问题。
　　 本文选取羊毛、棉和PLA作为实验对象，分别采用土壤填埋和水系培养液试验模拟纤维废弃后的处理方式和环境，建立综合评价体系，对纺织纤维生物降解性及其降解生态性进行综合表征与评价。
　　 本文通过不同的表征手段和评价指标，主要得到以下几点结论:
　　 1、羊毛在土壤中的降解程度大，微生物的作用破坏了大分子结构，纤维断裂，结晶区解体;在水性培养液中的降解程度小，主要发生的是溶胀溶解，强力下降但由于大分子链间还有交联，故质量和结晶度损失不大。
　　 2、PLA的生物降解主要为水解作用，发生在非结晶区域，还未深入到结晶区。降解过程中除了力学性能其他各项指标变化不大，非结晶区的降解导致PLA的结晶度在降解后没有下降反而增加了。
　　 3、棉纤维降降解过程中各项指标快速下降，微观结构受到破坏，降解程度最大。棉纤维在土壤中和在水性培养液中降解机理具有一致性，大分子链破坏，结晶区解体，同时伴随着纤维断裂解体。
　　 4、虽然羊毛、PLA、棉纤维同样作为可生物降解的材料，但其降解的周期和速率并不相同，棉纤维降解的速率最快，PLA纤维相对于天然纤维降解性能并不优越。
　　 5、在选择使用和废弃处理环境时，羊毛的废弃适合采用土埋降解的方式。对于PLA，在两种环境中生物降解性能都不优越，考虑到PLA的应用范围，主要由于生物医用的缝纫线等，所以建议PLA的使用和废弃环境为人体体液降解。棉纤维在土壤比水体环境下的降解作用效果更好，同时考虑到土壤系统的自调节能力较强，对环境产生的影响较小，所以棉纤维制品的废弃处理也建议采取土埋降解的方式。
　　 6、根据本文提出的生态性综合评价指标，可知棉纤维的生态性最好，羊毛次之，PLA最差。并且纤维的生物降解对生态环境都造成了不同程度的影响，尤其是废弃后丢弃到水体中将会对水体造成污染，所以从生态性的角度出发，废弃纺织品生物降解并不是最好的处理方法。生产纺织品的纤维原料都比较贵重，作为纺织品当它们的寿命终止后，最佳方案是回收利用。纺织品回收利用具有更重要的意义和经济价值。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 纤维在自然界中的降解与消失

1．2 人们已知的可生物降解的纤维及其性能

1．3 生物降解的定义与试验方法

1．4 生物降解生态性评价方法

1．5 本课题的研究意义及主要内容

第2章 实验方法

2．1 实验材料

2．2 土壤填埋降解试验

2．3 水性培养液降解试验

2．4 纤维性能测试指标和方法

2．5 生态性测试指标和方法

2．6 本章小结

第3章 纤维生物降解性的表征

3．1 纤维的形态结构变化

3．2 纤维的质量损失讨论

3．3 纤维的力学性能的损失

3．4 纤维的结晶度变化

3．5 纤维的红外光谱分析

3．6 本章小结

第4章 纤维生物降解过程的生态性评价

4．1 微生物对纤维的转化和分解过程

4．2 纤维降解过程碳排放量

4．3 纤维降解过程对土壤的影响

4．4 纤维降解过程对水体的影响

4．5 三种纤维的生物可降解性与降解生态性的综合对比

4．6 本章小结

第5章 结论和展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

附录

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