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       聚乙烯是由幾千至幾萬個乙烯小分子均聚或與少量1-烯烴共聚生成的線性高分子化合物，其降解特性受重復單元、分子鏈結構、凝聚態結構三個結構層級的共同影響，主要包括分子鍵強度、分子鏈長度、分子親/疏水性、分子結晶度等方面。

       聚乙烯結構單元（-[CH₂-CH₂]_n-）的C-C、C-H 鍵理化性能穩定，需要較高的能量或作用力才可發生分子鍵斷裂；且相對分子質量大、分子鏈長、鏈段結晶度高、疏水性強，難以與生物及化學物質接觸或進入微生物體內代謝分解。因此，在自然條件下的降解過程非常緩慢，大約需要300多年時間。

       我們的核心技術生態塑料母料主要有4種成分構成：（1）具有可見光催化氧化降解和熱催化氧化降解功能的成分，如金屬Fe的有機化合物等；（2）具有紫外光催化降解功能的成分，如納米TiO₂等；（3）具有助氧化降解功能的成分，如檸檬酸等；（4）普通塑料基體成分。

       在生態塑料母料的催化作用下，通過以下4個化學反應步驟，實現了聚乙烯的快速氧化分解。①鏈引發，聚乙烯分子鍵在受到機械力或光、熱等能量作用時斷裂生成高活性自由基；②鏈增長，高活性自由基在有氧條件下迅速反應生成過氧基或氫過氧基等中間產物；③鏈轉移，含不穩定過氧自由基或氫過氧自由基的化合物發生分子鍵斷裂生成含羰基化合物，見下圖1。

（圖來自農業環境科學學報）

圖1 聚乙烯分子氧化降解過程示意圖證明

       ④鏈終止，含羰基化合物通過Norrish Ⅰ型反應生成醛、羧酸、酯類等化合物，或者通過兩次NorrishⅡ型反應生成酮羰基，見下圖2。

（圖來自農業環境科學學報）

圖2 羰基基團氧化降解過程示意圖證明

       由于反應過程中生成氧化反應自身的引發劑，因此聚乙烯循環氧化反應過程是一個自動加速鏈反應，其中的最重要產物是氫過氧化物，見下圖3。

（圖來自農業環境科學學報）

圖3. 自動加速鏈循環反應示意圖證明

       這一過程不斷循環進行，使聚乙烯分子量不斷降低并使親水性的含氧基團含量不斷提高。隨著分子量的降低和親水含氧基團的增多，逐漸轉變為親水性的小分子碳氫氧結構。生物降解過程則是在此基礎上，微生物逐漸將親水性的小分子分解，轉化為水、二氧化碳和微生物有機質，實現完全生物分解，見下圖4。

圖4 生態塑料的生物降解實驗證明