生物可分解塑料产品降解性能高效检测方法与设备的研发与应用

成果编号：38229

价格：面议

完成单位：南京晓庄学院

单位类别：其他高校

完成时间：2022年

成熟程度：试生产阶段

服务产业领域：装备制造、能源环保

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发布人：xzwangfang0182217 离线

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用于聚乳酸类生物可降解塑料制品（纯聚乳酸或者含有聚乳酸的混合物）降解性能的高效检测。在国标GB/T 19277.1规定的堆肥环境下，获取产品标准的降解性能数据，包括降解时间、生物降解率和总二氧化碳释放量等，并以此作为参比数据。利用傅里叶红外光谱仪，测试样品不同降解阶段（降解前和降解过程中）的远红外（也可称之为太赫兹，范围为1-20THz）光谱，将其降解过程中，酯键的断裂，高聚物转变为低聚物的过程反应到光谱中某些特定的特征峰有效面积的变化上。基于高精度智能光谱数据分析模型和原创的特征峰有效面积计算方法，建立回归方程，经过系数矫正。最终实现，利用太赫兹光谱技术替代国标GB/T19277.1《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定，采用测定释放的二氧化碳的方法》，用于快速测定受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力。该方法快速、便捷，可大幅降低检测成本，且不需要收集材料降解过程中释放的二氧化碳，可多样品同时堆肥，将检测效率提高近百倍。

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成果介绍

科技计划：国家级：国家自然基金省部级：省产学研其他：横向课题

成果形式：新技术、新装备

合作方式：技术服务、共建载体

参与活动： 2023年高校院所走进镇江产学研合作对接活动第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 4 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

综合介绍

创新要点

一、发现了生物可降解塑料制品降解过程与其太赫兹光谱中特征峰变化的显著相关性；二、多次及多渠道验证检测结果，并与国标检测结果形成交叉验证，论证了该方法的准确性和可靠性；三、利用太赫兹光谱技术结合高精度定量分析模型，可快速测定可降解塑料制品在堆肥或存储环境下的降解情况，帮助企业降低试错成本，从源头改进设计方案。四、将便携式太赫兹光谱检测设备和数据分析云平台（基于该方法），融合至现有的降解性能检测设备，去二氧化碳产生和收集装置，可减小设备体积，提高检测效率，降低检测成本。五、将自主研发的高精度光纤激光器用于便携式快检设备，提高检测精度，让设备集成度更高。六、将太赫兹光谱无损检测技术与量子力学和分子动力学理论相结合，用于可降解塑料制品降解过程中光谱特征与结构变化相关性的鉴定分析。

技术指标

（1）取样方便，测试快捷，不用破坏聚乳酸类降解塑料制品的原始形态；（2）生物分解能力的测定和计算方法简单；（3）不受实验室环境局限，可用于任何堆肥环境（工业或农业）下聚乳酸类降解塑料制品的降解性能测试，解决行业难题，助力可降解塑料制品生产、运输、使用和回收等全产业链；（4）可一次性堆肥并检测多个样品的降解性能，检测效率可提高近百倍，单样品检测成本可降低数十倍；（5）具有较好的拓展性，可发展到其他材质的可降解塑料制品的降解性能检测中。

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