本發明公開一種力學加速高分子材料老化及捕獲老化產物的裝置，能夠持續不斷制備高分子材料粉體，從而真實的模擬自然環境中高分子材料粉體的老化和分解過程；且能夠收集高分子材料老化顆粒、收集高分子材料的揮發性老化成分以及高分子材料水溶性老化成分。包括：能夠使光源穿透的透明密閉空間；設置在透明密閉空間內的摩擦機構，用于制備高分子材料粉體；設置在透明密閉空間內裝有水的玻璃收集水槽，用于收集摩擦機構制備的高分子材料的粉體、收集高分子材料老化顆粒、收集高分子材料水溶性老化成分；用于在透明密閉空間于氣泵之間形成氣流閉循環的氣流循環單元，氣流循環單元中設置有用于收集高分子材料揮發性老化成分的氣體吸附管。

技術領域

發明涉及一種老化及捕獲老化產物的裝置，具體涉及一種力學加速高分子材料老化及捕獲老化產物的裝置。

背景技術

高分子材料種類繁多、數量龐大，經老化、降解過程會產生復雜多樣的化學物質，這些產物進入生態循環中會對環境產生影響，尤其是“微塑料”已經存在于湖海山川和我們生活中的方方面面。

高分子材料難以完全降解，處理不當會造成白色污染，在環境中也會發生復雜的物理變化和化學反應。在機械作用力、日光照射、磨損等作用下，經過長時間的暴露積累，高分子分解為尺寸很小的碎片，即“微塑料”；同時，材料中的基體高分子鏈段在光、氧等作用下，會發生斷裂生成小分子化學物質，加入的有機小分子添加劑也會發生氧化、分解等反應。

高分子材料發生物理變化分解或脫落產生的微塑料(通常指直徑或長度小于5mm的纖維、碎片或顆粒)，存在于我們生活中的方方面面，在德國啤酒、法國蜂蜜、中國食鹽以及全球范圍內瓶裝飲用水中都發現了它的身影，其廣泛分布于大氣、土壤和水體中，已經入侵到了南極海域和北冰洋。由于其具有較大的比表面積、能吸附更多的污染物及更容易進入生物體等特殊性質，對水體環境造成的危害比大塊塑料大的多。然而目前我國水體中微塑料的濃度、種類、分布等數據非常缺乏，相關基礎研究較少，不利于微塑料的監測、管理和控制，目前，還沒有規范性檢測技術與相關管理措施。

高分子材料發生化學反應的產物多數為醇、醛、酸、酯、酮、酚類等有機小分子。這些種類復雜、數量龐大的高分子相關有機污染物進入環境后，對環境的影響尚不明確，鮮有研究報道。因此對高分子相關的有機污染物進行鑒定及溯源研究，是進行環境安全評價和相關毒理研究的基礎，能為未來環境監測指引方向。

但是，目前其對環境的影響及相關基礎研究還很不足。針對高分子相關有機污染物的鑒定及溯源研究，分析其中高分子相關污染物的種類含量，進行成分溯源時必須在自然環境中采集到有效的樣品。但是樣品的收集難度很大，比如從水體里采集到的水樣，對其中的物質進行分離和富集時很難得到有效樣品，效率低、代價大，而且富集到的樣品的代表性和多樣性有限，無法獲得在環境中所發生的復雜的物理變化和化學反應的詳細信息，不利于開展針對性研究。通常的研究方法是利用老化試驗箱，模擬高分子材料老化降解、使用過程和暴露環境，加速高分子材料的老化和分解。

目前研究的不足之處在于：

從試驗研究角度來說，在老化試驗箱內對高分子材料顆粒進行老化和分解與自然環境中的高分子材料的老化和分解更為相似。高分子材料粉體的制備一般采用球磨法，目前使用的球磨機可以分為普通球磨機和高能球磨機兩類，通常使用高能球磨機制備高分子材料粉體。常用的高能球磨機又分為攪拌式、行星式和振動式三種。對于任一種高能球磨機，微粒的細化程度主要取決于磨球和物料所獲得的碰撞能量。越高的碰撞能量將使得物料顆粒在磨球的撞擊下產生破碎的幾率越大，從而使物料顆粒的細化程度越高。高能球磨機工作時會產生轉動或振動，以及硬球對原料的強烈撞擊，還需要比較大的功率，這些因素都使這種工作原理的設備無法應用于老化箱內。即使在外部利用高能球磨機制備高分子材料粉體，然后在老化試驗箱內對高分子材料顆粒進行老化和分解，也存在無法獲得高分子材料老化降解、使用過程和暴露環境所發生的復雜的物理變化和化學反應的詳細動態信息，不能真實的模擬自然環境中高分子材料粉體的老化和分解過程；且存在難以收集高分子材料老化顆粒，難以收集高分子材料揮發性老化產物，難以收集高分子材料水溶性老化產物等問題。