类:塑料类(输液管、尿样盒、一次性医用手套) 、橡胶类(手术手套、导尿管) 、生物质类(棉签
棍、卫生纸、纱布、脱脂棉) 、蛋白质类(羊肠缝合线) 、纤维类(敷料内芯) 、混合类(医用胶布、
敷料) 和药品类(精致银翘解毒片) .表 1 给出了各样品的主要成分和部分样品的元素分析
(混合类废物为非均质性物质,药品类废物实质是生物质混合物,均未做元素分析) . 除生物
质类、药品类和蛋白质类为天然高分子物质外,其余类别均为合成高分子聚合物. 因此,作者
认为可以将医疗废物的热解视为多种高聚物的热解.

　　112 　实验设备和实验方法

　　实验设备为 SHIMADZU 的 DTG260H 差热热重分析仪. 试样在流量为 20 mL·min - 1 
的高纯 N2 气氛下进行实验; 坩埚为高温 Al2O3 坩埚, 参比物为 Al2O3 粉末; 对所有试样, 
采用的升温速率 β 为 20  ·min - 1 ,

℃

每个实验做 2 次以上,保证可再现性;试样的质量、尺度、

性状对实验结果均会有一定影响,由于原料比重差别很大,所以加入坩埚的质量分别为 2～
9 mg 不等,具体数据见表 2 ;所有试样破碎到粒度为 015 mm 左右,以保证反应过程中试样的
温度均匀;这个数量级的尺寸使得传热和传质等物理效应可以忽略不计,从而造就一个近似
为纯粹化学动力学控制的实验环境(Antal et al . ,1980) .

　　2 　实验结果( Results)

　　14 种医疗废物样品在升温速率为 20  ·min - 1

℃

时的 TG 和 DTG 曲线,这 14 条曲线基

本重合在一起. 为了便于观察和比较其变化规律,将曲线进行了平移分离. 如图所示,由于原
料物化性质不同,热解始温和终温不尽相同. 在 150 ℃之前,生物质、蛋白质纤维类和药物类
等废物由于失水而引起轻微失重;在 160～290 ℃之间,热解产物挥发份开始析出,所有试样
先后开始显著失重,标志热解过程开始;当升高到 600 ℃时,大部分试样均已经缓慢失重,或
已近乎停止失重;只有导尿管在 680 ℃～780 ℃之间还有一剧烈失重阶段,在 800 ℃时,热解
基本完成.
　　大多数试样在失水后呈现一步剧烈的失重阶段,如图 1a 所示,称之为一步热解;而输液
管、尿样盒、导尿管、敷料内芯、敷料呈现阶梯状的失重,在 DTG 曲线上尤为明显,出现 2 个
微分失重峰,称之为两步热解. 这与组分的物化构成有关,其物化成分的热解行为决定了组
分的表观失重行为.塑料类中输液管和尿样盒主要由 PVC 组成,热解失重的第一步由 HCl 
的侧基脱除引起,温度继续上升后,烯烃系列的残余聚合物发生交联解聚反应生成含碳残留
物、气态的烃混合物等,引起第二步失重(Marcilla et al . ,1995 ; Varma et al . ,1999) . 同为塑料
制品的一次性手套主要成分为 PE ,PE 热解属典型的无规断链反应,热解初期聚合物质量基
本不变,当链断裂和自由基的夺氢反应达到一定程度时,产生大量的低分子挥发,表现为一

 

步失重 (Conesa et al . ,1996) . 橡胶类中手术手套的原料为天然胶乳,热解时发生键断裂、交
联、官能团重新组合等若干反应,表现为一步热解. 导尿管虽然主要成分也为天然橡胶,但其
配合剂轻质碳酸钙的含量高达 40 %以上(谢忠麟等,1999) ,在 700 ℃左右碳酸钙受热分解为
氧化钙和二氧化碳造成了导尿管的第二步失重. 至于混合类废物中敷料由纸、合成纤维、棉
纱组成,所以热解行为由几种物理组分共同控制,呈现 2 步热解.如图 1 所示,棉签棍与其它 3 
种生物质废物的 DTG 峰有所不同,在峰顶左侧有一肩峰存在,此现象对应半纤维素的热解;
而卫生纸、纱布和脱脂棉的半纤维素含量很低,呈现一个规则的 DTG 峰,对应主要成分纤维
素的热解. 药品类中的银解毒片样品主要成分虽然也是植物成分,但与生物质类废物相比,
却提前 40～100 ℃进入热解,这与药品制作过程中所做的改性处理有关;制作药品的目的之
一是提纯精练,加速其生物酶降解过程,使之易于人体吸收,即由之引起的分子结构的改变