高分子材料降解性能的评价方法
阅读说明：本技术 高分子材料降解性能的评价方法 (Method for evaluating degradation performance of high polymer material ) 是由 王格侠 季君晖 卢波 李飞 甄志超 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高分子材料降解性能的评价方法,其包括如下步骤：(1)提供待评价的高分子材料样品,测量高分子材料样品的初始分子量和初始重量；(2)将高分子材料样品置于预设环境中进行降解,持续预定时长；(3)检测高分子材料样品降解后的分子量变化、重量变化以及降解过程中的总有机碳含量变化；(4)按照指定顺序判断分子量变化、重量变化以及降解过程中的总有机碳含量变化是否大于各自的预设阈值,并基于判断结果给出降解性能评价结论。本发明的评价方法能够以最简捷的步骤区分生物降解与非酶水解、溶解等,而且评价得到的降解性能与实际测试环境相关联。(The invention discloses a method for evaluating the degradation performance of a high polymer material, which comprises the following steps: (1) providing a high molecular material sample to be evaluated, and measuring the initial molecular weight and the initial weight of the high molecular material sample; (2) putting a high polymer material sample in a preset environment for degradation for a preset time; (3) detecting the molecular weight change and the weight change of the high molecular material sample after degradation and the total organic carbon content change in the degradation process; (4) and judging whether the molecular weight change, the weight change and the total organic carbon content change in the degradation process are larger than respective preset thresholds according to a specified sequence, and giving a degradation performance evaluation conclusion based on the judgment result. The evaluation method can distinguish biodegradation from non-enzymatic hydrolysis, dissolution and the like by the simplest steps, and the degradation performance obtained by evaluation is associated with the actual test environment.)
技术领域
本发明涉及材料性能的评价方法，具体而言，本发明涉及高分子材料在预设环境中的降解性能评价方法。
背景技术
高分子材料的降解按照降解机制分为光降解、氧化降解、水解、生物降解等。其中，生物降解是最受关注也是应用最广泛的降解方式，该降解方式是指塑料在环境微生物的作用下最终矿化形成环境无污染的二氧化碳和水，通常以高分子材料在介质中最终生成二氧化碳作为核心评价标准，需要使用呼吸计等仪器检测高分子材料在降解过程中释放的二氧化碳来判断。
受高分子材料自身结构性能和环境因素的共同作用，同一环境中高分子材料的降解差异巨大，同一高分子材料可能在不同环境中呈现不同降解性能。然而，目前国内外对于高分子材料的降解性能概念比较模糊，评价方法不够健全，降解的评价标准不够统一，一些光降解性高分子材料、水解性高分子材料，甚至水溶性高分子材料经常与生物降解性高分子材料混为一谈，并且在给出高分子材料降解性能结论时未能联系实际降解环境。
特别是在海洋环境中，因为海洋环境与研究较多的堆肥环境和土壤环境在温度和微生物上存在差异，高分子材料在海洋环境中的降解性能相比于其他环境有诸多改变，一些传统的生物降解材料例如PLA等在海水中并不能很快降解，亟需针对高分子材料在海洋特殊环境的降解性能给出新的评价方法和标准。
现有的针对高分子材料在海洋特殊环境的降解性能的评价标准例如ASTM D7081-05，该检测标准虽然给出了在海洋环境中生物降解塑料的标准规范(通过观察材料一定时间内是否甭解、释放二氧化碳和对环境无不良影响来判断高分子材料是否为生物降解)，但这一评价标准对于其它可能存在的非生物降解性能如水解性或水溶性等没有给出详细的划分。
发明内容
鉴于现有的针对高分子材料的降解性能评价方法所存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对高分子材料的降解性能进行综合评价的方法，该方法能够以最简捷的步骤区分生物降解性能和非生物降解性能，而且评价得到的降解性能与实际测试环境相关联。
本发明的高分子材料降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供待评价的高分子材料样品，测量所述高分子材料样品的初始数均分子量和初始重量；
(2)将所述高分子材料样品置于预设环境中进行降解，持续预定时长；
(3)检测高分子材料样品降解后的分子量变化、重量变化以及降解过程中的总有机碳含量变化；
(4)按照指定顺序判断分子量变化、重量变化以及降解过程中的总有机碳含量变化是否大于各自的预设阈值，并基于判断结果给出降解性能评价结论。
在本发明的一些实施方式中，所述预定顺序包括：首先判断分子量变化是否大于其预设阈值；根据分子量变化的判断结果选择接着判断碳含量变化是否大于其预设阈值，或者接着判断重量变化是否大于其预设阈值。其中，若选择接着判断总有机碳含量变化是否大于其预设阈值，则根据该判断结果给出评价结论。若选择接着判断重量变化是否大于其预设阈值，则根据重量变化的判断结果选择给出评价结论，或者接着判断总有机碳含量变化是否大于其预设阈值并根据总有机碳含量变化的判断结果给出评价结论。
在本发明的一些实施方式中，步骤(4)包括：
I.判断分子量变化是否大于其预设阈值；
II.若分子量变化大于其预设阈值，则判断总有机碳含量变化是否大于其预设阈值；
i.若总有机碳含量变化大于其预设阈值，则确定所述高分子材料样品能够生物降解；
ii.若总有机碳含量变化不大于其预设阈值，则确定所述高分子材料样品只能发生非酶促水解；
III.若分子量变化不大于其预设阈值，则判断重量变化是否大于其预设阈值；
i.若重量变化大于其预设阈值，则进一步判断总有机碳含量变化是否大于其预设阈值；
若总有机碳含量变化不大于其预设阈值，则确定所述高分子材料样品发生溶解；
若总有机碳含量变化大于其预设阈值，则确定所述高分子材料样品能够生物降解；
ii.若重量变化不大于其预设阈值，则确定所述高分子材料样品难降解或不可降解。
在本发明的一些实施方式中，其中，所述分子量变化通过GPC凝胶渗透色谱进行测量，表征为分子量下降率；所述重量变化通过天平进行测量，表征为失重率；所述总有机碳含量变化通过总有机碳分析仪和元素分析仪进行直接测量，表征为总有机碳含量下降率，或者所述总有机碳含量变化通过需氧条件下二氧化碳释放量进行间接推算，表征为碳化率。其中，所述分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；所述失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；所述总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
在本发明的一些实施方式中，预设环境可以是模拟海洋环境，例如温度为30±2℃、微生物为103～107CPU·mL-1的模拟海洋环境。可选地，预设环境也可以根据需要是模拟河水环境、模拟湖水环境、PBS缓冲液、模拟土壤环境、模拟堆肥环境中的任一种。
在本发明的一些实施方式中，样品可以是薄膜、粉末或块体等形态。
在本发明的一些实施方式中，评价结论与预设环境和预定时长相关联。在进一步的实施方式中，降解性能的评价结论也可以显示分子量变化、重量变化和/或降解过程中的总有机碳含量变化。
在本发明的一些实施方式中，降解过程中的总有机碳含量变化可以通过测量降解过程中需氧条件下释放的二氧化碳被碱溶液吸收阱吸收后所生成的碳酸根离子的含量并推算得到。例如，采用至少一个碱溶液吸收肼吸收在降解过程释放的二氧化碳，使其反应生成碳酸根离子；采用离子色谱仪测量所述碱溶液中碳酸根离子的含量；基于所测量的碳酸根离子的含量推算总有机碳含量变化。
本发明相对于现有技术具有如下有益技术效果：
本发明基于对高分子材料各种降解机理的深度分析，选择降解过程中分子量变化、重量变化和总有机碳含量变化作为衡量指标，设计出基于这些指标的独特的判断逻辑，只需最简捷的步骤便可对高分子材料的降解性能做出综合评价，该评价能将降解性能与实际测试环境相关联，能够更加客观地体现降解性能，准确区分生物降解性能与非酶水解、溶解等。
附图说明
图1显示了根据本发明一种实施方式的评价方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，这些具体实施例仅用于举例说明本发明，对本发明的保护范围不构成任何限定。
在本发明的示例性实施方式中，可以选择粉末、薄膜或块体形态的任何高分子材料样品，例如树脂、树脂组合物、树脂合金等。将样品置于容纳有海水/河水/湖水/PBS缓冲液/土壤/堆肥的反应罐(形成模拟海洋环境/模拟河水环境/模拟湖水环境/PBS缓冲液/模拟土壤环境/模拟堆肥环境)中进行降解，并以仅含有海水/河水/湖水/PBS缓冲液/土壤/堆肥/的反应罐用作空白对照。
在本发明的示例性实施方式中，模拟海洋环境中的海水可以从自然海水中提取，随后通过过滤法富集、培养或者稀释来调控所提取的海水中的微生物数量，将其调整为103-107CPU/mL。海水中的无机盐、微生物以及微生物所需的无机养分，其组分和含量可以参照现有标准(例如ASTM D6691-2009)，也可以根据微生物数量对无机养分进行相应调整。微生物计数可采用本领域已知的常规方法，例如平板计数法。
在本发明的示例性实施方式中，模拟海洋环境中的温度选为30℃，也可在适当范围内(例如±2℃)浮动，该温度一方面可以模拟海洋环境，另一方面可以将预定时长控制在合理范围内，例如控制在6个月之内。此外，也可以设定加速降解的温度条件，以提高评价效率。
在本发明的示例性实施方式中，降解过程可以在需氧条件下进行，可以直接向反应罐中通入氧气，也可以通入除去CO2气体的空气，例如，可以使用空气压缩机将空气鼓入CO2吸收肼除去CO2气体，除去CO2气体的空气缓慢引入反应罐，为了适当控制气体流量，可根据需要在气体流路中设置气体缓冲罐和空气流量计。此外，CO2吸收肼的数量可以根据需要进行设置，可以是单个CO2吸收肼，也可以是多个CO2吸收肼串联使用。
降解过程中体系总有机碳含量变化可以通过测试降解前后样品和水体中总有机碳含量变化来直接表征，例如通过元素分析仪测定样品中的有机碳，利用总有机碳分析仪测试水中溶解有机碳，二者相加为体系总有机碳含量。也可以通过呼吸装置测试需氧条件下体系释放二氧化碳量来间接表征总有机碳含量变化。
在本发明的示例性实施方式中，高分子材料降解过程中释放的CO2气体采用至少一个具有一定浓度的碱溶液吸收肼进行收集吸收，为了提高吸收效率，必要时，可通过增加CO2气体与吸收溶液的接触面积，或者使用多个吸收肼串联。吸收肼中的碱溶液用于吸收CO2气体生成碳酸根离子，碱溶液优选为与二氧化碳容易快速生成水溶性碳酸根离子，例如，选用适当浓度的NaOH溶液或者KOH溶液。
采用阴离子色谱仪定期测定吸收肼内溶液中碳酸根离子含量，推算降解产生的CO2，当采用多个吸收肼串联时，应计算各吸收肼在同一降解时段的吸收量之和。
在本发明的示例性实施方式中，碳酸根离子的浓度采用阴离子色谱仪进行测定。本发明在降解过程中对累计生成的碳酸根离子含量进行测定，进而推算相应的二氧化碳累计释放量，最终计算所检测的高分子材料的矿化率(即降解率)，用以表征样品碳含量的变化。根据降解累计产生的二氧化碳释放量占样品理论产生二氧化碳的总含量的百分比为即为矿化率。
样品的矿化率可以根据如下公式1来计算：
式中，Dt(％)为样品的矿化率(％)，(CO2)T为样品的二氧化碳累计释放量(mg)，(CO2)B为空白组的二氧化碳累计释放量(mg)，ThCO2为样品理论产生CO2的总含量(mg)(见公式2)。
式中，MTOT为测试材料的总干固重(mg)(即样品的初始重量)，CTOT为测试材料的总有机碳含量(％)。
在本发明的示例性实施方式中，降解过程中释放的二氧化碳还可以采用本领域已知的其他检测手段进行检测，例如采用呼吸仪、红外光谱仪、气相色谱仪、酸碱滴定仪等。
在本发明的示例性实施方式中，样品的分子量是数均分子量，通过GPC凝胶渗透色谱测量所得，样品的重量通过天平测量所得。
以下结合附图，以多种高分子材料为例，举例说明本发明的高分子材料的生物降解性能的评价方法。
实施例1：
实施例1提供了一种对PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)在模拟海洋环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)样品(样品1)。样品1的形态为薄膜形态。通过GPC测量得到样品1的初始数均分子量为56,130，通过天平测量得到样品1的初始重量为0.5g。
(2)取3L的自然海水(通过平板计数法检测确定海水中的微生物含量为9,000CPU·mL-1，无机养分包括0.5g/L NH4Cl和0.1g/L KH2(PO)4)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为30℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的海水温度保持在30℃。将样品1置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续6个月。
(3)在降解过程中，将反应罐中降解产生的二氧化碳持续地引入盛有0.1mol/L的NaOH水溶液的吸收肼中以使二氧化碳与NaOH反应生成碳酸根离子，在6个月期满后，从该吸收肼中抽取吸收肼溶液，通过IC940型离子色谱仪测定所抽取的吸收肼溶液中碳酸根离子的含量。其中，该IC940型离子色谱仪使用MetroSep Organic Acids-250/7.8色谱柱，淋洗液为0.5mM H2SO4，流速0.5mL/min，柱温30℃，定量环100μL，采用858自动进样器进样，通过电导检测器进行分析。基于碳酸根离子的含量推算二氧化碳释放量，并根据该二氧化碳释放量换算出样品1的矿化率。
经检测发现，样品1在降解过程中未释放二氧化碳，矿化率为0。
同时，在6个月期满后，将降解后的样品1从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品1的数均分子量为55,569，通过天平测量得到降解后的样品1的重量为0.5g，以此计算得到样品1的分子量下降率为1％，失重率为0。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品1的分子量下降率为1％，不大于预设阈值；由于分子量下降率不大于预设阈值，再判断失重率是否大于预设阈值，样品1的失重率为0，不大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)在模拟海洋环境中(自然海水，30℃，微生物9,000CPU·mL-1)6个月不降解，失重率为0，分子量下降率为1％。
实施例2：
实施例2提供了一种对PLA/PLGA(聚乳酸/聚乳酸-羟基乙酸共聚物)共混物在模拟海洋环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PLA/PLGA(聚乳酸/聚乳酸-羟基乙酸共聚物)共混物样品(样品2)。样品2的形态为薄膜形态。通过GPC测量得到样品2的初始数均分子量为61,240，通过天平测量得到样品2的初始重量为0.5g。
(2)取3L的自然海水沉积物(通过平板计数法检测确定海水中的微生物含量为1,900CPU·mL-1，无机养分包括0.5g/L NH4Cl和0.1g/L KH2(PO)4)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为30℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的海水温度保持在30℃。将样品2置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续3个月。
(3)在降解过程中，按照实施例1所述的二氧化碳释放检测和换算方法检测样品2在降解过程中的矿化率。经检测发现，样品2在降解过程中无二氧化碳释放，矿化率为0。
同时，在3个月期满后，将降解后的样品2从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品2的数均分子量为9,186，通过天平测量得到降解后的样品2的重量为0.15g，以此计算得到样品2的分子量下降率为85％，失重率为70％。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品2的分子量下降率为85％，大于预设阈值；由于分子量下降率大于预设阈值，再判断总有机碳含量下降率或矿化率是否大于预设阈值，样品2的矿化率为0，不大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PLA/PLGA(聚乳酸/聚乳酸-羟基乙酸共聚物)共混物在模拟海洋环境中(自然海水沉积物，30℃，微生物1,900CPU·mL-1)3个月发生非酶水解，失重率为70％，分子量下降率为85％。
实施例3：
实施例3提供了一种对PCL(聚己内酯)在模拟海洋环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PCL(聚己内酯)样品(样品3)。该样品3的形态为粉末形态。通过GPC测量得到样品3的初始数均分子量为51,235，通过天平测量得到样品3的初始重量为0.5g。
(2)取3L的自然海水(通过平板计数法检测确定海水中的微生物含量为90,000CPU·mL-1，无机养分包括0.5g/L NH4Cl和0.1g/L KH2(PO)4)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为30℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的海水温度保持在30℃。将样品3置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续3个月。
(3)在降解过程中，按照实施例1所述的二氧化碳释放检测和换算方法检测样品3在降解过程中的矿化率。经检测发现，样品3在降解过程中有二氧化碳释放，换算得到样品3的矿化率为20％。
同时，3个月期满后，将降解后的样品3从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品3的数均分子量为5,124，通过天平测量得到降解后的样品3的重量为0.15g，以此计算得到样品3的分子量下降率为90％，失重率为80％。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品3的分子量下降率为90％，大于预设阈值；由于分子量下降率大于预设阈值，再判断总有机碳含量下降率或矿化率是否大于预设阈值，样品3的矿化率为20％，大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PCL(聚己内酯)在模拟海洋环境中(自然海水，30℃，微生物90,000CPU·mL-1)3个月发生生物降解，并且分子量下降率为90％，失重率为70％，矿化率为20％。
实施例4：
实施例4提供了一种对PVA1788(聚乙烯醇)在模拟海洋环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PVA1788(聚乙烯醇)样品(样品4)。该样品4的形态为粉末形态。通过GPC测量得到样品4的初始数均分子量为62,460，通过天平测量得到样品4的初始重量为0.5g。
(2)取3L的自然海水(通过平板计数法检测确定海水中的微生物含量为600CPU·mL-1，无机养分包括0.5g/L NH4Cl和0.1g/L KH2(PO)4)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为30℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的海水温度保持在30℃。将样品4置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续2个月。
(3)在降解过程中，按照实施例1所述的二氧化碳释放检测和换算方法检测样品4在降解过程中的矿化率。经检测发现，样品4在降解过程中无二氧化碳释放，矿化率为0。
同时，在2个月期满后，将降解后的样品4从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品4的数均分子量为62,460，通过天平测量得到降解后的样品4的重量为0.05g，以此计算得到样品4的分子量下降率为0，失重率为90％。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品4的分子量下降率为0，不大于预设阈值；由于分子量下降率不大于预设阈值，再判断失重率是否大于预设阈值，样品4的失重率为90％，大于预设阈值；由于失重率大于预设阈值，再判断总有机碳含量下降率或矿化率是否大于预设阈值，样品4的矿化率为0，不大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PVA1788(聚乙烯醇)在模拟海洋环境中(自然海水，30℃，微生物600CPU·mL-1)2个月发生溶解并且没有发生生物降解，分子量下降率为0，失重率为90％。
实施例5：
实施例5提供了一种对PLA(聚乳酸)在PBS缓冲溶液环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PLA(聚乳酸)样品(样品5)。该样品5的形态为薄膜形态。通过GPC测量得到样品5的初始数均分子量为60,120，通过天平测量得到样品5的初始重量为0.5g。
(2)取3L的PBS缓冲溶液(该PBS缓冲溶液中的微生物含量为600CPU·mL-1，pH值8.5)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为60℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的PBS缓冲溶液温度保持在60℃。将样品5置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续3个月。
(3)在降解过程中，按照实施例1所述的二氧化碳释放检测和换算方法检测样品5在降解过程中的矿化率。经检测发现，样品5在降解过程中无二氧化碳释放，矿化率为0。
同时，3个月期满后，将降解后的终产物从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品5的数均分子量为9,018，通过天平测量得到降解后的样品5的重量为0.15g，以此计算得到样品5的分子量下降率为85％，失重率为70％。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品5的分子量下降率为85％，大于预设阈值；由于分子量下降率大于预设阈值，再判断总有机碳含量下降率或矿化率是否大于预设阈值，样品5的矿化率为0，不大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PLA(聚乳酸)在PBS缓冲溶液环境中(60℃，微生物600CPU·mL-1)3个月发生非酶水解，失重率为70％，分子量下降率为85％。
实施例6：
实施例6提供了一种对PHB(聚-β-羟丁酸)在模拟河水环境中所具有的降解性能的评价方法，包括如下步骤：
(1)提供PHB(聚-β-羟丁酸)样品(样品6)。该样品6的形态为粉末形态。通过GPC测量得到样品6的初始数均分子量为68,926，通过天平测量得到样品6的初始重量为0.5g。
(2)取3L的自然河水(通过平板计数法检测确定河水中的微生物含量为900,000CPU·mL-1)置于5L的反应罐中，将反应罐放置在温度设置为30℃的水浴或振动装置中，以将反应罐中的河水温度保持在30℃。将样品6置于该反应罐中进行降解，在避光条件下，持续3个月。
(3)在降解过程中，按照实施例1所述的二氧化碳释放检测和换算方法检测样品6在降解过程中的矿化率。经检测发现，样品6在降解过程中有二氧化碳释放，换算得到样品6的矿化率为40％。
同时，3个月期满后，将降解后的样品6从反应罐中取出、分离、干燥，通过GPC测量得到降解后的样品6的数均分子量为6,893，通过天平测量得到降解后的样品6的重量为0.1g，以此计算得到样品6的分子量下降率为90％，失重率为80％。
设定分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值如下：分子量下降率的预设阈值为10％，当分子量下降率>10％，视为分子量下降；失重率的预设阈值为10％，当失重率>10％，视为失重；总有机碳含量下降率或矿化率的预设阈值为5％，当总有机碳含量下降率>5％或矿化率>5％，视为释放了二氧化碳。
(4)按照如下顺序判断分子量下降率、失重率以及降解过程中的总有机碳含量下降率或矿化率是否大于各自的预设阈值：
如图1所示，先判断分子量下降率是否大于预设阈值，样品6的分子量下降率为90％，大于预设阈值；由于分子量下降率大于预设阈值，再判断总有机碳含量下降率或矿化率是否大于预设阈值，样品6的矿化率为40％，大于预设阈值。
由此得出降解性能评价结论：PHB(聚-β-羟丁酸)在模拟河水环境中(30℃，微生物900,000CPU·mL-1)3个月发生生物降解，失重率为80％，分子量下降率为90％，矿化率为40％。
以上结合具体实施例对本发明进行了具体说明，这些具体实施例仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不背离本发明的实质和范围的前提下可对本发明进行各种修改、变化或替换。因此，依照本发明所作的各种等同变化仍属于本发明所涵盖的范围。
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