阻燃高抗冲聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究(Ⅰ)--传统阻燃剂与改性蒙脱土的阻燃协效性

运用"一步熔融共混法"制备了包含十溴联苯醚(DBDPO)-氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)-十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)阻燃体系的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL 94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征.结果表明,在传统阻燃剂DBDPO存在前提下,仍然获取了具有插层结构的高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土(HIPS/MMT)纳米复合材料.燃烧特性实验发现两种阻燃体系在HIPS基体中具有良好协效性,复合材料热释放速率大幅下降.这种效应为减少溴系阻燃剂用量以降低生产成本和减轻不良环境效应提供了依据,对于发展绿色环保型高性能聚合物阻燃复合材料非常有意义.     

聚丙烯、聚乙烯苯和丁苯橡胶粗粒化法处理模拟含油废水

采用聚丙烯、聚乙烯苯和丁苯橡胶粗粒化法对模拟含油废水进行处理,研究发现,用聚丙烯作为填充材料时,除油效果最好,最高可达86.3%;聚乙烯苯除油效果比前者略低,但在处理低浓度含油废水时,除油率可达到95%以上;相比前两种,丁苯橡胶的处理效率较低.     

大麦虫幼虫肠道菌群对聚苯乙烯泡沫塑料降解

聚苯乙烯（polystyrene,PS）是广泛使用且难以降解的主要塑料材料之一.在本研究中,选择大麦虫幼虫（Zophobas morio）对PS进行生物降解,发现大麦虫幼虫在为期50 d的培养时间仅摄取PS,能够保持较高存活率（73%）.使用傅里叶变换红外光谱分析大麦虫的虫粪,证实了虫粪中的PS形成了新的含氧官能团.凝胶渗透色谱分析表明,大麦虫摄入PS后其虫粪的重均分子量（M_w）和数均分子量（M_n）均向减小的方向偏移,表明大麦虫摄入的PS发生了降解.使用16S rRNA基因测序技术,分析PS、麦麸和麦麸加PS这3种不同的饲喂条件下大麦虫的肠道细菌,结果表明在不同的摄食条件下,Z.morio的肠道菌群表现出显著差异.在PS饲喂条件下,大麦虫肠道中具有降解PS功能的优势菌群,例如克雷伯氏菌（Klebsiella）和柠檬酸杆菌属（Citrobacter）等显著富集.以PS为唯一碳源,对大麦虫肠道微生物进行为期90 d的体外培养实验,结果发现具有PS降解功能的肠道菌群显著富集.本研究证明了肠道细菌在大麦虫幼虫降解PS的过程中发挥了重要作用,为PS的生物降解提供了新的理论依据与应用思路.     

废弃聚苯乙烯泡沫塑料的综合利用技术

综述了国内外废弃聚苯乙烯泡沫塑料的综合利用技术，列举了将聚苯乙烯热裂解，催化裂解厉苯乙烯单体；制备各种改性聚乙烯涂料和胶粘剂；聚 乙烯再生处理；以其他利用技术，为开展治理废弃塑料对环境的污染，变废为宝提供有益的技术途径。     

废旧泡沫塑料的回收再利用

以硫酸钡、聚异丁烯为线性混合成膜体系的填料和改性剂,经表面改性,制得具有较强防腐能力的复合型石英表面蚀刻保护涂料,通过正交实验设计确定了涂料组分配比和配制工艺.以载玻片为底材模拟蚀刻加工过程,进行了HF和NH4HF2混合酸(4∶1)的浸渍比检测,并考察了涂层的热稳定性.结果表明,线型混合体系中m(PS)(硬组分)和m(SBs)(软组分)质量比、w(改性剂)及w(填料)用量分别为1∶1,1.67%,2%,在60 ℃～80 ℃的浸渍温度下,浸渍比(W)为63.9,涂层可耐热到300℃,且对饱和氟化氢、氟化氢铵溶液等强腐蚀性介质有较好的化学稳定性.     

醌基氯甲基化聚苯乙烯的制备及废水生化处理应用

非水溶性介体厌氧生物催化技术是目前环境领域研究热点,通过Friedel-Crafts反应将5种醌基化合物接枝在氯甲基化聚苯乙烯大分子载体上.以1,4-萘醌为例,分别从反应温度、反应物摩尔比来研究其对载体接枝1,4-萘醌体系的影响,其中最佳的反应温度为78℃,最佳的反应物摩尔比为1,4-萘醌∶氯甲基聚苯乙烯=2∶1.通过傅里叶红外光谱分析,醌基基团成功地接枝在了大分子骨架氯甲基化聚苯乙烯上.制备的5种醌基材料作为非水溶性氧化还原介体能催化提高生物反硝化速率和偶氮染料脱色,同时在偶氮染料的生物降解中表现了良好的循环使用性.此研究开拓了醌基功能材料的制备新路径和介体催化技术新方向.     

微米级聚苯乙烯对铜的吸附特性

以铜为目标污染物,系统地研究了微米级聚苯乙烯（PS）微塑料对溶液中铜离子的吸附能力.测定了吸附时间、铜离子浓度、PS浓度、粒径以及共存离子对吸附量的影响.结果表明：0.5μm PS比6.0μm PS吸附能力强,饱和吸附量分别达到（0.1638±0.0204）和（0.1091±0.0133）mg/mg;吸附在720min后达到平衡,吸附动力学可用伪二级动力学模型和Elovich模型较好地拟合（R²分别为0.929、0.904和0.866、0.885）;吸附等温线可用Freundlich模型和Langmuir模型很好地拟合（R²分别为0.974、0.976和0.966、0.977）.此外,随铜离子浓度的增加,PS吸附量增加,但吸附速率减小;而随PS浓度的增加,吸附量减小,吸附速率增加;当溶液中存在其他离子时,PS对铜的吸附量增加.本文中微米级PS对铜的吸附行为研究结果,可为深入探究海洋中微塑料吸附铜的环境行为及其对污染物迁移的影响提供理论基础.     

背景离子类型和浓度对聚苯乙烯微塑料/铅在饱和石英砂中共运移的影响

为阐明水化学条件对微塑料和重金属运移的影响,初步明确两种环境污染物共运移过程中的耦合效应及其对环境条件的响应机制,研究了背景电解质离子不同价态和浓度组成条件下1μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和Pb²⁺在饱和一维砂柱中的单独及共迁移行为.结果表明:背景离子浓度的增加或价态的升高均会抑制PS-MPs的单独运移能力,当Na⁺浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了1348kT;当Ca²⁺浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了956kT.PS-MPs/Pb²⁺二元体系中Pb²⁺能降低PS-MPs的迁移能力,背景离子浓度和价态的提升可削弱Pb²⁺对PS-MPs运移能力的抑制性.当Na⁺浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了1100kT;当Ca²⁺浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了543kT.背景离子浓度的增加或价态的升高能促进Pb²⁺的单独运移能力.PS-MPs/Pb²⁺二元体系中,PS-MPs能够促进Pb²⁺的运移,背景离子浓度较低时,PS-MPs负载Pb²⁺的迁移率较高,反之亦然.对于PS-MPs和Pb²⁺单运移体系,背景阳离子浓度和价态的提升可进一步屏蔽PS-MPs及石英砂表面负电荷,竞争吸附石英砂表面结合位点,抑制PS-MPs运移,促进Pb²⁺运移;对于PS-MPs和Pb²⁺共运移体系,背景离子浓度和价态的提升可通过调节Pb²⁺与PS-MPs及石英砂表面的相互作用,削弱Pb²⁺对PS-MPs迁移能力的抑制作用.背景离子对PS-MPs表面位点的竞争吸附及对电荷的屏蔽效应影响PS-MPs对Pb²⁺的负载迁移能力.     

秸秆基建筑保温材料的节能减排分析

计算了秸秆基建筑保温材料的年节能量,并与等量秸秆用作燃料释放的热量进行对比;估算了秸秆基建筑保温材料的CO2减排量;对秸秆基建筑保温材料和发泡聚苯乙烯(EPS)材料生产过程的能耗、CO2排放量和经济性进行对比分析。结果表明,秸秆用于建筑保温在采暖期节能约可高达51 MJ.kg-1.a-1,明显高于其直接用作燃料所释放的热量(7.1~16.7 MJ.kg-1)。若中国北方农村有10万户居民应用特定的秸秆基建筑保温材料,10a的CO2减排量将达到1 600万t以上。在达到相同保温效果情况下,秸秆基材料生产过程中的总能耗和CO2排放量均低于EPS材料,经济性也优于EPS材料。因此,宜在中国北方农村地区大力推广秸秆基建筑保温材料。     

挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料着火温度实验研究

研究了挤塑型聚苯乙烯(XPS)保温材料两种不同着火方式下的着火温度。采用南京江宁仪器分析厂生产的DW-02型点着温度测定仪对XPS的着火温度进行了测定。利用辐射引燃仪得到了2.2 cm厚挤塑型保温板在不同加热功率下的着火温度。结果表明:DW-02型点着温度测定仪测得的挤塑型聚苯乙烯保温材料的点燃温度约为355℃;热辐射引燃仪测得的2.2 cm厚保温板在不同加热功率下的着火温度是365-370℃,且引燃时间随着辐射引燃仪加热功率的增大而逐渐缩短;明火火源比热流辐射容易引燃挤塑型聚苯乙烯保温板。研究结论对FDS模拟挤塑型聚苯乙烯燃烧特性时,材料热解参数的设定有指引作用,对实际工程中遴选合适的外墙保温材料具有重要的参考价值。