[发明专利]一种用于短周期非织造材料光降解性能的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的检测技术领域，涉及一种用于短周期非织造材料光降解性能的检测方法，特别是涉及一种基于DSC热分析技术的短周期非织造材料光降解性能的检测方法。

背景技术

随着消费者环保意识的日益加强，各类环保型产品已应用到人们生活的各个方面，尤其是2008年6月国务院有关部门下发了《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》，全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋，同时禁止超市、商场、集贸市场等零售场所免费提供塑料袋。所以，各种“环保购物袋”便成了焦点，以可降解纤维为原料的环保购物袋被广泛使用，目前，我国有许多非织造企业已开始纷纷转向生产环保型购物袋。此外，环保型纺织品也广泛应用于其他领域，比如：医疗、卫生用的手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片等；民用的擦拭布、湿面巾、卫生巾及一次性卫生用布等；工业用的过滤材料、水泥包装袋、土工布、包覆布等；农业用的育秧布、灌溉布、保温幕帘等。

这些一次性使用的纺织品通常是非织造布，其原料主要包括：聚丙烯纤维（占总数的62%）、聚酯纤维（占总数的24%）和其他纤维（占总数的8%）。聚丙烯纤维和聚酯纤维属于高分子材料，在自然条件下，很难发生生物降解，但在光、热、以及光降解添加剂的催化作用等条件下，可以引起聚合物内部的各种反应，如随机性断键反应、侧链基团脱除反应、解聚反应、解链反应等等，最终在自然界中被分解成二氧化碳（或甲烷）和水。但如何对各种环保型纺织材料的光降解性能进行检测评价是急需解决的问题。

目前，我国还没有关于聚丙烯和聚酯纤维制品的光降解性能检测方法标准，在有关学者对聚丙烯和聚酯纤维的光降解性能研究中，主要采用了四种方法进行检测，第一是测试拉伸断裂强力和伸长率的保留率，随着织物的降解，断裂强力和伸长率的保留率逐渐降低，但织物发生降解断裂、粉化后，则无法再进行断裂强力和伸长率的测试。第二是通过扫描电镜观察纤维表面变化，是否有裂纹、发生断裂等，但该方法只能定性分析，无法对材料的降解性能进行定量测定。第三是通过傅里叶红外光谱仪测定材料在降解过程中羰基指数的变化，但该方法只适用于聚丙烯材料，不适用于聚酯、聚乳酸或其他高分子材料；第四是通过凝胶渗透色谱测定材料在降解中的分子量变化，随着高分子材料的降解，分子量会不断降低，但该方法成本较高，且制样比较繁琐，检测起来费时费力。

发明内容

本发明提供一种用于短周期非织造材料光降解性能的检测方法，特别是提供一种基于DSC热分析技术的短周期非织造材料光降解性能的检测方法。本发明克服了现有检测方法适用范围小、成本高、制样繁琐等不足。

本发明的一种用于短周期非织造材料光降解性能的检测方法，包括以下步骤：

1）取样；

将同一非织造材料制成2～6组试样，分别标记为空白组试样1组和实验组试样1～5组，每组至少设置3个试样；

2）光降解处理；

将空白组试样和实验组试样分别进行调湿后，对实验组试样进行光辐照处理；在不同辐照时期分别取出实验组试样；

3）DSC热分析；

采用STA同步热分析仪对1组空白组和1～5组实验组试样分别进行热分析测试，得到各个试样DSC曲线；

4）降解性能的计算；

通过DSC曲线求出1组空白组试样的平均熔融峰值，也即试样的初始熔融峰值，和1～5组不同辐照周期下试样的各个平均熔融峰值。

采用熔融峰值变化值来表征非织造材料的降解性能，公式如下所示：

熔融峰值变化值=T1-T2

其中，T1代表空白组（原样）平均熔融峰值，T2代表实验组（辐照样）平均熔融峰值。

首先将空白组（原样）试样分别进行STA测试，得到试样初始平均熔融峰值，之后对实验组（辐照样）分别进行STA测试，得到不同周期实验组（辐照样）的各个平均熔融峰值，最终求得不同周期实验组（辐照样）的熔融峰值变化值。

随着光辐照时间的增加，材料熔融峰值逐渐降低，其断裂强力也逐渐降低。熔融峰值变化越大，断裂强力下降也越大，表明该材料光降解程度越深。在相同辐照周期内，不同种材料光降解程度不同，PP材料熔融峰值和断裂强力下降较大，降解较快，而PET材料和PLA材料降解较慢。PP材料，光辐照18d，熔融峰值下降20℃，其降解情况为，断裂强力降低100%也即降低为零；PET材料，光辐照30d，熔融峰值下降5.85℃，其降解情况为，断裂强力降低85.93%，PLA材料，光辐照30d，熔融峰值下降2.1℃，其降解情况为，断裂强力降低34.19%。