CN103713091A - 测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，包括：(a)配制水溶性聚合物溶液；(b)配制营养液；(c)添加营养液并定容；(d)将混合液分装于实验容器；(e)培养，将混合液过滤，测定滤出液的CODCr，以CODCr表征其中有机物含量；(f)计算出水溶性聚合物的生物降解率；(g)通过分析不同浓度的水溶性聚合物的生物降解率，从而得出浓度对水溶性聚合物生物降解率的影响。本发明能快速准确的测定出可生物降解水溶性聚合物的生物降解率，且测试结果准确，测试步骤简单，降低了测试成本低，为水溶性聚合物的应用奠定了理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法。
背景技术
近年来，聚合物的广泛使用大大促进了人类文明，但聚合物在使用后大多难以降解日益严重地污染环境，生物降解型聚合物可以减轻此类污染，因此各国政府及学术界非常重视可生物降解聚合物的研究和开发。其途径大致有四条：一是天然高分子改性，也取得一些成果，但不能满足需求；二是借助于微生物生产高分子化合物，目前，主要产品是黄原胶，未有新的产品问世；三是生物工程的方法，即改变植物的基因，让植物生产出可生物降解的高分子化合物，但这种方法道路还相当漫长；四是合成可在自然状态下降解的聚合物，如：聚酯、聚酞胺、聚醚、聚碳酸酯、聚酸酐、聚磷酸酯、聚氨基酸α-羟基酸酯类、聚己内酯、聚氰基丙烯酸酯等。按结构和性质又可分为嵌段共聚物、阳离子聚合物、智能聚合物等。
据分析人士估计，到2007年以前，美国、欧洲和日本的生物降解聚合物市场需求增加至21万吨或更多，年增长速度将达30％；预计到2010年前生物聚合物的生产能力将增加到100万吨。生物降解聚合物具有良好的发展前景。近年来，生物降解聚合物已成为医药领域的研究与应用热点。
在几大类水溶性聚合物中，由于天然聚合物是以葡萄糖或氨基酸等为结构单元构成的大分子，降解后的成分可作为微生物的养分，因此这类高分子可以生物降解；半合成高分子其主链的结构与天然高分子相同，因此也可生物降解，但这两类高分子化合物的种类有限，性能也远远不能满足生产和生活的要求。合成类水溶性高分子品种多，性能各异，并可通过改变原料单体的种类和比例进行调节和改变，可生产出能满足不同需求的聚合物产品，因此，在各个领域得到了广泛应用，其用量占水溶性高分子总量的60％以上。这类高分子的不足之处是主链全部由碳原子构成，化学稳定性好，其结构决定了该类高分子不能生物降解，自然降解的速度也非常缓慢，难以进入生态循环，在自然界的累积越来越多，对环境的污染日益严重。
水溶性聚合物合成以后，需要对其生物降解率进行测试，从而得出其对环境的污染，如何设计出一种能快速准确测试出水溶性聚合物的生物降解率，是水溶性聚合物应用过程中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术的不足与缺陷，提供一种测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，该方法能快速准确的测定出浓度对可生物降解水溶性聚合物的生物降解率的影响，且测试结果准确，测试步骤简单，降低了测试成本低，为水溶性聚合物的应用奠定了理论基础。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，包括以下步骤：
(a)配制出不同浓度的水溶性聚合物溶液；
(b)营养液的配制；
(c)分别向不同浓度的水溶性聚合物溶液中添加营养液，并定容；
(d)将配好的上述混合液分装于实验容器中，外罩双层纱布，扎紧后置于水浴恒温振荡器内；
(e)培养一段时间后，将混合液过滤后，测定滤出液的CODCr，以CODCr表征其中有机物含量；
(f)通过下述公式计算出水溶性聚合物的生物降解率：
(g)通过分析不同浓度的水溶性聚合物的生物降解率，从而得出浓度对水溶性聚合物生物降解率的影响。
所述步骤(a)中，水溶性聚合物溶液的浓度分别为1000mg/L、500mg/L和100mg/L。
所述步骤(b)中，营养液包括：质量浓度K2HPO4为8.50g/L，K2HPO4为21.75g/L，Na2HPO4为22.60g/L，NH4Cl为1.70g/L，CaCl2为27.50g/L，MgSO4为11.00g/L，FeCl3为0.15g/L。
所述步骤(c)中，通过容量瓶定容。
所述步骤(d)中，实验容器为100mL锥型瓶。
所述步骤(d)中，实验容器外罩双层纱布。
所述步骤(e)中，混合液通过定性滤纸过滤。
综上所述，本发明的有益效果是：能快速准确的测定出浓度对可生物降解水溶性聚合物的生物降解率的影响，且测试结果准确，测试步骤简单，降低了测试成本低，为水溶性聚合物的应用奠定了理论基础。
附图说明
图1为不同浓度水溶性聚合物的生物降解率的曲线示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
本发明涉及一种测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，包括以下步骤：
(a)配制出不同浓度的水溶性聚合物溶液；
(b)营养液的配制；
(c)分别向不同浓度的水溶性聚合物溶液中添加营养液，并定容；
(d)将配好的上述混合液分装于实验容器中，外罩双层纱布，扎紧后置于水浴恒温振荡器内；
(e)培养一段时间后，将混合液过滤后，测定滤出液的CODCr，以CODCr表征其中有机物含量；
(f)通过下述公式计算出水溶性聚合物的生物降解率：
(g)通过分析不同浓度的水溶性聚合物的生物降解率，从而得出浓度对水溶性聚合物生物降解率的影响。
所述步骤(a)中，水溶性聚合物溶液的浓度分别为1000mg/L、500mg/L和100mg/L。
所述步骤(b)中，营养液包括：质量浓度K2HPO4为8.50g/L，K2HPO4为21.75g/L，Na2HPO4为22.60g/L，NH4Cl为1.70g/L，CaCl2为27.50g/L，MgSO4为11.00g/L，FeCl3为0.15g/L。
所述步骤(c)中，通过容量瓶定容。
所述步骤(d)中，实验容器为100mL锥型瓶。
所述步骤(d)中，实验容器外罩双层纱布。
所述步骤(e)中，混合液通过定性滤纸过滤。
通过上述方法测得的结果如图1所示，由图1可知，该水溶性聚合物是能够进行生物降解的，100mg/L的水溶性聚合物溶在初始的5天内降解的非常迅速，然后在5-30天时趋于平稳，最终降解率接近70％；而500mg/L的水溶性聚合物溶的降解率在前5天低于100mg/L的水溶性聚合物溶，但在15天左右时发生迅速降解。其降解率在30天左右也能接近70％。1000mg/L的ES-1在前5天的降解率低于500mg/L和100mg/L的水溶性聚合物溶，在5-15天其降解率还下滑，但在15天后降解迅速。在28天时其降解率也接近70％。因此可以初步判定低浓度的水溶性聚合物溶要比高浓度的ES-1降解迅速，但是在最终的28天，三者的降解率都趋于平缓，在降解率达到70％左右后基本停止降解。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)配制出不同浓度的水溶性聚合物溶液；
(b)营养液的配制；
(c)分别向不同浓度的水溶性聚合物溶液中添加营养液，并定容；
(d)将配好的上述混合液分装于实验容器中，外罩双层纱布，扎紧后置于水浴恒温振荡器内；
(e)培养一段时间后，将混合液过滤后，测定滤出液的CODCr，以CODCr表征其中有机物含量；
(f)通过下述公式计算出水溶性聚合物的生物降解率：
(g)通过分析不同浓度的水溶性聚合物的生物降解率，从而得出浓度对水溶性聚合物生物降解率的影响。
2.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，水溶性聚合物溶液的浓度分别为1000mg/L、500mg/L和100mg/L。
3.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，营养液包括：质量浓度K2HPO4为8.50g/L，K2HPO4为21.75g/L，Na2HPO4为22.60g/L，NH4Cl为1.70g/L，CaCl2为27.50g/L，MgSO4为11.00g/L，FeCl3为0.15g/L。
4.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，通过容量瓶定容。
5.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，实验容器为100mL锥型瓶。
6.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，实验容器外罩双层纱布。
7.根据权利要求1所述的测定浓度对水溶性聚合物生物降解率影响的方法，其特征在于，所述步骤(e)中，混合液通过定性滤纸过滤。
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