不同微生物環(huán)境下聚酯材料的降解性研究.pdf

1、聚已內(nèi)酯(polycaprolactone，PCL)、聚乳酸(polylacticacid，PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(polybutylenessuccinate，PBS)等脂肪族聚酯具有良好的生物降解性，可以有效緩解傳統(tǒng)塑料廢棄后帶來的環(huán)境負(fù)荷，是一類具有廣闊應(yīng)用前景的可生物降解材料。目前對(duì)脂肪族聚酯的降解機(jī)理、降解速度控制等方面是研究的主要熱點(diǎn)，在降解機(jī)理的研究中，微生物參與的降解是目前研究的前沿課題。 本著對(duì)可生物降解

2、塑料推廣應(yīng)用的宗旨，本研究將陜西普通土壤中存在的細(xì)菌、真菌、霉菌及放線菌類作為研究對(duì)象，馴化、分離、篩選出能夠降解PCL、PLA、PBS的菌株。通過考察其它地區(qū)土壤中這些菌株的量即可推測出當(dāng)?shù)赝寥缹?duì)這幾種可生物降解塑料是否有較好的降解能力，這對(duì)陜西甚至中國北方廢棄的可生物降解塑料的處理都具有特殊的意義。 對(duì)可降解PCL、PLA、PBS菌株的篩選是通過取一定量土壤稀釋液放入微生物各自生長所需的富集培養(yǎng)液中，然后在各自適宜的溫度下

3、，恒溫水浴振蕩器中恒溫培養(yǎng)。采用逐級(jí)馴化的方法，將無機(jī)培養(yǎng)液中的碳源(PCL、PLA、PBS)按1g/L、5g/L、10g/L分3個(gè)梯度進(jìn)行馴化；馴化后，在以聚酯為唯一碳源的平板上進(jìn)行劃線分離，挑取優(yōu)勢(shì)菌落進(jìn)行進(jìn)一步分離，進(jìn)行菌株的初篩；再將初篩出的菌株經(jīng)過復(fù)篩從中選出降解能力最佳的菌株。復(fù)篩是通過降解過程中菌液的外觀變化，聚酯膜的質(zhì)量損失，降解前后膜的表面形態(tài)變化等來進(jìn)行分析的。在聚酯PCL、PLA、PBS的降解性能研究中，PCL采用

4、瓊脂板培養(yǎng)試驗(yàn)法、降解考察周期為20天；PLA和PBS采用特定菌株降解材料試驗(yàn)法，降解考察周期為30天。 四種菌類對(duì)PCL都有較好的降解能力。通過平板培養(yǎng)和菌作用后膜表面形態(tài)的觀察，發(fā)現(xiàn)放線菌的降解能力最強(qiáng)；PCL降解前后質(zhì)量損失變化表明真菌和細(xì)菌類也有一定的降解能力，降解20天后都可達(dá)到17％以上；霉菌的降解能力相對(duì)較弱。在細(xì)菌中降解能力最好的分別是蠟狀芽孢桿菌和假單胞菌。通過降解前后膜表面形態(tài)的變化，發(fā)現(xiàn)降解過程中菌的侵蝕

5、作用主要是從晶體中心開始的。 對(duì)PLA有降解能力的只有霉菌，30天后最大質(zhì)量損失率可達(dá)4.44％。PLA的降解性很明顯，說明在所取土樣的霉菌類中含有分解PLA的脂肪酶存在。微生物對(duì)PLA的降解可分為三個(gè)階段，每個(gè)階段均是水解與微生物的降解協(xié)同進(jìn)行的，其中第二階段微生物的降解占主導(dǎo)地位。 對(duì)PBS有降解能力的為霉菌和真菌，其中霉菌的降解能力最強(qiáng)，降解30天后最大質(zhì)量損失率可達(dá)5.37％。通過PBS膜降解前后表面形態(tài)的觀