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用铜川、华蓥山和神府超细煤粉作光降解剂,以 XUS 为光敏剂,线性低密度和高密度聚乙烯为基体,制备了系列光降解薄膜;通过室内加速氧化、自然曝晒和大田覆膜对比试验,结合样品性能与结构分析,研究了超细煤粉对聚乙烯(PE)薄膜的光降解催化作用。室内加速降解试验表明,煤种及其含量不同,煤基聚合物的光降解特性不同。铜川煤/PE 和华蓥山煤/PE 的拉伸强度在光照过程中降低,而神府煤/PE 则提高,但断裂伸长率均降低;据断裂伸长保留率小于 5.0%已经完全降解判断,室内降解神府煤/PE 一直处于降解状态,而铜川煤和华蓥山煤/PE 完全降解时间:含量 7.0%以上是 72h,含量 7.0%以下是 48h。室内降解,PE 分子量随煤含量增加,降低程度依次减小;室外大田降解,PE 分子量随煤含量增加,降低程度加剧;煤能提高 PE 热稳定性,且热稳定性与煤含量成正比,三种煤对降解后 PE 热学性能的影响:神府煤>华蓥山煤>铜川煤。聚合物随光照时间延长,力学性能逐渐下降,分子量除 48～72h 略升外,整体呈下降趋势;化学结构随光照进行,羰基主峰先尖后平,羰基指数先增后降,72～96h 达最大值,而热学性能随光照进行先升后降,但降解后的热学性能比初始值高。煤基 PE 降解过程中随温度升高力学性能、分子量均下降,温度愈高下降愈明显;室温到 55℃加速降解过程中,羰基指数与温度成正比,随着温度升高,聚合物热稳定性依次增强;自然曝晒降解,聚合物羰基指数前 70 天随时间延长一直上升,之后下降,但有波动,这与昼夜交替有关。煤作为光降解剂,对 PE 有光降解催化作用,煤能促使 PE 分子链加氧形成羰基,而后脱羰降解,综合室内外降解双重效果:铜川煤>华蓥山煤>神府煤,且 5.0%铜川煤降解效果最佳。 室内降解,聚合物的力学性能、分子量随 XUS 含量增加依次降低, XUS 加入越多降解后期煤基 PE 的热稳定性越差;自然曝晒和大田覆膜降解,XUS 对生成的自由基有稳定化作用,且对自由基浓度起调节作用,延续了自由基交联和降解反应,使聚合物在室外曝晒 60～70 天达到了室内加速降解 72～96h 的效果;加入 XUS 于聚合物中加强了降解可控性,XUS 与煤协同作用聚合物降解,使降解效果改善,0.2%XUS 含量在薄膜中与煤能达到较好协同效果。 煤大分子结构的光敏化、光催化作用主导 PE 光降解反应机理;基于煤基 PE 降解过程中各影响条件下羰基指数与降解时间的关系,利用稳态假设法得到薄膜降解动力学方程,对其光降解机理及降解特性具有一定指导作用。