光敏剂含量对薄膜分子量随光照时间变化的影响见图1。

结果表明，经过紫外光照射后，薄膜分子量均发生了不同程度的降低，含光敏剂硬脂酸铁的薄膜分子量的降低程度明显高于无光敏剂的。当光敏剂含量由0．1％增加到0．3％时，降解速率增加；继续加大光敏剂含量，降解速率反而减小。当光敏剂含量为0．3％时，经80h光照后，薄膜的黏均分子量已从6万降低到500伊左右，100h后薄膜已经彻底粉化。当紫外光氧化LDPE膜的数均分子量(M_n)下降至4000一6000(M_η>M_n )时，即进入微生物可以分解的脆化期。实验中也发现，光降解后的样品膜确已发生脆化，这说明淀粉／聚乙烯膜在环境中发生光降解后能够逐渐碎裂成小碎片，从而更容易进入生物分解期。

对于在塑料中加入光敏剂硬脂酸铁来促进降解的机理可以认为：Fe的3d轨道电子容易产生电子转移。光敏剂吸收紫外光后自身被敏化，生成自由基，对于Fe(st)，，其电子转移结果是在羟酸基因上生成羧酸自由基，并进一步脱羧，形成烷基自由基。烷基自由基可引发塑料高分子链生成大分子自由基，并在热氧作用下形成大分子氢过氧化物，继而在光或热作用下，主链发生断裂，形成大分子醛，或转化为高分子酮，含有羧基的塑料在光氧和热氧的协同作用下，可以发生NoHish I和NorrishⅡ型反应，引发并促进高分子链进一步光降解，使链段分子量降低。

此外，实验还发现，用四氢萘溶剂对样品进行溶解时，除淀粉外还有少量的其他不溶物，这说明有交联产物的生成；且光敏剂硬脂酸铁含量越多，不溶物越少。尽管硬脂酸铁含量为0．5％和O．7％时，可降解塑料膜片的分子量下降速率较0．3％时缓慢，但这两组样品中的不溶物却较少；这说明光敏剂硬脂酸铁除了具有促进聚合物降解的功能外，还具有抑制聚合物光交联的功能。

光氧化评定方法中用断裂伸长率的下降程度来表示诱导期和脆化期，当断裂伸长率保留值达初始值的80％时的暴露时间为诱导期；20％时的暴露时间为脆化期。根据上述定义，得出结果见表1。

由表1可知，随着光敏剂硬脂酸铁加入量的增加，可降解塑料膜片的诱导期和脆化期均有较大幅度的减小。表明硬脂酸铁的加入，对于塑料的降解期间的长短有较大的影响。同时也说明，可以通过控制光敏剂的加入量，来调整塑料降解期间的长短，从而获得期望的，或者说是可控的降解塑料。

光敏剂硬脂酸铁的加入量固定为0．3％，添加不同含量的抗氧剂1076，考察抗氧剂含量对薄膜光降解期间的影响，结果见表2。

由表2可知，随着抗氧剂1076含量的增加，薄膜的诱导期也逐渐延长，即延长了薄膜的使用期间，这说明抗氧剂的加入对防止薄膜过早发生氧化降解确实起到了一定的作用。另一方面也延长了薄膜的脆化期，脆化期与诱导期有紧密的联系，一般说来，诱导期越长，脆化时间亦越长，但抗氧剂1076的加入并不完全符合这一规律。在抗氧剂含量较低(如0．1％)时，抗氧剂的加入对薄膜的诱导期的影响不明显，但却延长了薄膜的脆化期，由于脆化期包括诱导期和脆变期两个部分(脆化期=诱导期+脆变期)，即延长了薄膜的脆变期，其原因可能是由于抗氧剂的加入可明显降低光敏剂的活性，当抗氧剂消耗掉后，光敏剂的活性需逐渐恢复，从而延长了脆变期，也就延长了脆化期。在抗氧剂为较高含量(0.3％，0.5％)时，抗氧剂的加入使薄膜的诱导期明显延长，脆化期与较低抗氧剂含量(0.1％)时相比，变化较小，这说明薄膜的诱导期与抗氧剂的浓度有较大关系，而抗氧剂的浓度对薄膜的脆化期则影响较小。这一结论，为制备符合人们所需要的时控光降解薄膜提供了一定的依据。

抗氧剂1076的加入量固定为0.3％，添加不同含量的光敏剂硬脂酸铁，考查光敏剂含量对薄膜光降解期间的影响，结果见表3。

结果表明，当抗氧剂含量一定时，随着光敏剂含量的增加，膜片的诱导期不断下降，而脆化期变化不大。说明抗氧剂的存在只对薄膜的诱导期有影响，并且随着光敏剂含量的增加，在光照条件下，抗氧剂阻碍膜片降解的作用越来越弱，从而使其诱导期不断下降。如当抗氧剂含量同为0.3％时，光敏剂的含量分别为0.1％，0.3％和0.5％时，薄膜的诱导期分别为48h，38h和22h，诱导期随着光敏剂含量的增加依次递减。脆化期变化不大的原因可能是因为光敏剂在有抗氧剂存在的条件下，活性受到很大影响，待抗氧剂消耗掉后，它的活性恢复得也较慢，因此，并不能出现添加光敏剂越多，脆化期越短的现象，即脆化期的长短并不与添加光敏剂的量有直接关系，从而出现了诱导期不断变短，而脆化期却变化不大的结果，即光敏剂对脆化期的影响不大。

聚乙烯在有氧光降解过程中，氢过氧化物是一个重要的中间产物，它受到紫外光辐照时能使高分子链断裂，并产生羰基峰。(1713cm^-1)，所以羰基峰是光降解过程中的主要产物。图2是不同光降解体系的薄膜经光照后的红外谱图。

可以看出，只含有光敏剂并经光照30h后试样的红外谱图中出现了较大的羰基峰(1713cm^-1)，说明薄膜发生了较强的光降解。而含有抗氧剂并经光照30h后试样的红外谱图与纯聚乙烯的红外谱图相似，基本没有羰基峰的出现，说明抗氧剂的加入延缓了薄膜的光降解性能，从而使聚乙烯在使用期间内保持稳定。因此，在可光降解聚乙烯薄膜中加入适量的抗氧剂是十分必要的。

薄膜表面接种上微生物后，置于28℃的培养箱中培养14天后，其表面的微生物生长丰度列于表4。

由表4可以看出，无论是单一菌种(黑曲霉)，还是复合细菌(土壤杂菌)，微生物在4种不同薄膜表面的生长丰度均随着光照时间的延长而增加，这是因为随着光照时间的延长，薄膜的光降解作用逐渐增强，薄膜的分子量逐渐下降，这就有利于微生物的消化利用，因此，薄膜表面的微生物生长丰度不断增加。4种薄膜中，最易被微生物腐蚀的为生物降解薄膜和光／生物双降解薄膜两种薄膜，这是由于这两种薄膜本身便含有可被微生物作为碳源利用的淀粉，因此，未经紫外光照的薄膜表面也有微生物生长。而混合树脂和光降解薄膜不易被微生物腐蚀，这是由于这两种薄膜本身没有微生物易于利用的碳源，微生物的生长受到抑制。但经过紫外光照后，由于PE由高分子量逐渐变为低分子量，微生物利用的难度也逐渐降低，因此，生长丰度不断增加。特别是光降解薄膜，由于光敏剂在光照后期对PE的加速降解作用，使薄膜分子量的下降幅度更大，微生物的生长丰度达到2级以上。

素材来源网络