近几十年来，由于传统塑料的废弃带来的环境负荷，使得开发环境可接受的降解性高分子材料成为解决环境污染的重要途径。其中，聚丁二酸丁二醇酯（polybutylenes succinate，PBS）、聚乳酸（poly lactic acid，PLA）等脂肪族聚酯由于具有良好的生物降解性和机械加工性，被认为是最有可能取代聚乙烯和聚丙烯的绿色环保型高分子材料。目前，脂肪族聚酯的生物降解性、降解机理及实际应用等方面的研究成为世界关注的热点。但是，国内对生物降解高分子材料的实地降解及机理研究相对比较薄弱，特别是我国土地面积大，南北方环境气候土壤条件差异较大，给生物降解材料的研究和实际应用带来很大困难。本论文旨在通过PLA、PBS在陕西的普通土壤提取液中进行生物降解实验，研究了二者在陕西西安当地特有土壤环境中的生物降解性，分析了聚合物结构与降解性之间的相互关系，并对二者的降解机理进行了初步探讨，将此类聚合物材料的科学研究与实际应用相互关联起来。此外，在普通土壤提取液中添加一定量的金属离子，通过PLA和PBS在其中的生物降解实验，研究了环境中的金属离子对聚酯类生物降解材料生物降解性的影响。一、PLA的生物降解性及金属离子与其降解性的关系将市售的PLA树脂颗粒溶解于氯仿（chloroform，CHCl₃）中，制得一定浓度的氯仿溶液，待溶剂挥发完毕后，便制得聚合物薄膜，真空干燥直至衡重备用。采集一定数量的普通农田土壤，曝气48小时、过滤后制得土壤培养液，并在其中添加一定量的金属离子(Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺)，分别将2×2cm²大小的PLA薄膜浸入培养液中，在控温（30℃）的条件下，进行为期30天的生物降解实验。对降解前后的薄膜样品进行了质量损失率分析，并利用光学显微镜（optical microscope，OM）对薄膜样品表面进行了观察，结果表明：PLA在陕西当地土壤培养液中有着良好的生物降解性，PLA分别在含有Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺等金属离子的土壤提取液中的生物降解实验表明，这三种金属离子对PLA的生物降解性有促进作用，其中，降解速度为：Ca²⁺＞Mg²⁺＞Zn²⁺＞普通土壤提取液。可以推断，在富含这些离子的地区可以推广以PLA为基础制成的材料的应用。PLA膜在分别添加Mg²⁺、Ca²⁺和Zn²⁺离子的蒸馏水中的质量损失率稍微大于其在蒸馏水中的质量损失率，依次为Ca²⁺＞Zn²⁺＞Mg²⁺＞蒸馏水，这说明金属离子的添加有助于PLA的水解，只是促进作用较小。通过实验还可以看出，Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺等金属离子不论是对PLA的生物降解性还是水解都有促进作用，只是对PLA水解的影响没有对PLA的生物降解影响大。此外，通过红外光谱仪（infrared spectrometer，IR）对降解前后的样品进行结构分析，通过红外光谱中官能团吸收强度的变化，初步推断在普通土壤提取液和添加了Mg²⁺和Zn²⁺离子的土壤提取液中，微生物是选择在PLA高分子链的链端进行侵蚀的；在添加了Ca²⁺离子的土壤提取液中，微生物是选择在PLA高分子链的链中进行侵蚀的。通过DSC对降解前后样品的热性能进行测试，表明降解后PLA膜的热稳定性降低。二、PBS的生物降解性及金属离子与其降解性的关系采集一定数量的普通农田土壤，曝气48小时、过滤后制得土壤培养液，并在其中添加一定量的金属离子(Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺)，分别将2×2cm²大小的PBS薄膜浸入培养液中，在控温（30℃）的条件下，进行为期30天的生物降解实验。对降解前后的薄膜样品进行了质量损失率分析，并利用光学显微镜（optical microscope，OM）对薄膜样品表面进行了观察，结果表明：Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺等金属离子对PBS的生物降解性有一定的抑制作用，其降解速度为：土壤提取液＞Zn²⁺＞Mg²⁺＞Ca²⁺。PBS分别在含有Mg²⁺、Zn²⁺和Ca²⁺等金属离子的蒸馏水中的降解实验表明，这三种金属离子对PBS的水解有一定的促进作用，降解速度为：Mg²⁺＞Zn²⁺＞Ca²⁺＞蒸馏水。由FT-IR分析初步推断，在普通土壤提取液和添加了Mg²⁺和Ca²⁺离子的土壤提取液中，微生物是选择在PBS高分子链的任意酯基位置上进行侵蚀的；在添加了Zn²⁺离子的土壤提取液中，微生物是选择在PBS高分子链的链端进行侵蚀的。综上所述，聚合物的降解性研究表明，PLA、PBS在陕西当地特有土壤环境条件下具有良好的生物降解性，具有良好的实际应用前景；环境中的金属离子对PLA和PBS的生物降解性有不同的影响，因此，可以通过当地土壤中富含金属离子种类的不同开发适合当地使用的可生物降解材料。