УДК 678.7-1:544.23
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-4-56-63
Аннотация
В статье представлен сравнительный анализ свойств биоразлагаемых и синтетических полимерных материалов. Цель работы заключалась в определении физико-механических характеристик биоразлагаемых и синтетических полимеров: водопоглощения, стойкости к проколу, деформационно-прочностных и теплофизических характеристик различных биоразлагаемых образцов на основе полилактидов (PLA) и синтетических полимерных образцов (полипропилена и полиэтилена) с целью рассмотрения возможности улучшения прочностных свойств готовой продукции. Также в работе представлены результаты исследования водопоглощающей способности полимерных материалов различной природы. Приведены результаты испытаний, позволяющие установить температурно-временные параметры переработки полилактида по расплавному методу. Проанализированы данные, полученные методом ДСК по установлению релаксационных и фазовых переходов, происходящих в полимере при термолизе. Кроме того, были рассмотрены экологические аспекты практического применения указанных полимерных материалов. В ходе проведения эксперимента были проведены экспериментальные исследования химических свойств биоразлагаемых материалов на основе полилактидов (PLA) китайского производств, представлен сравнительный анализ физико-механических характеристик исследуемых синтетических и биоразлагаемых полимеров. Рассмотрены основные преимущества и недостатки исследуемых образцов полимеров. Сформулированы выводы о возможности и безопасности применения представленных материалов в различных отраслях народного хозяйства. На основании полученных результатов эксперимента установлено, что синтетические полимерные материалы по всем основным значениям физико-механических характеристик превосходят биоразлагаемые полимерные материалы, но при этом они уступают в экологичности их использования. Отмечено, что для улучшения эксплуатационных свойств готовой продукции в случае использования биоразлагаемых полимеров рекомендуется использование упрочняющих и гидрофобизирующих добавок.
Ключевые слова
Полилактид, биоразлагаемые полимеры, синтетические полимеры, водопоглощение, деформационно-прочностные, теплофизические характеристики.
Для цитирования
Сравнительный анализ физико-механических свойств биоразлагаемых и синтетических полимеров / Ершова О.В., Медяник Н.Л., Мишурина О.А., Бессонова Ю.А., Багреева К.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №4. С. 56–63. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-4-56-63
1. Ершова О.В., Багреева К.В. Исследование физико-механических свойств биоразлагаемых и синтетических полимеров // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 79-й Международной научно-технической конференции. 2021. Т.2. 603 с.
2. Биоразлагаемые полимеры. Современное состояние и перспективы использования / Вальданов Ф.Ш., Латыпова Ф.Н., Красуцкий П.А., Чанышев Р.Р. // Промышленные биотехнологии. Москва, 2014. 52 с.
3. Ивановский С.К., Бахаева А.Н. Экологические аспекты проблемы утилизации отходов полимерной упаковки и техногенных минеральных ресурсов // Успехи современного естествознания. 2015. № 1–5. С. 813–817.
4. Adamcová Dana, Vaverková Magdalena, Toman František: Repeated research of biodegradability of plastics materials in real composting conditions. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 2013, LXI, № 6, pp.1557–1564.
5. Влияние химической природы проклеивающих компонентов на гидрофильные и гидрофобные свойства целлюлозных материалов / Муллина Э.Р., Мишурина О.А., Чупрова Л.В., Ершова О.В. // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 250.
6. Annemette Kjeldsen, Marcus Price, Charlotte Lilley, Ewa Guzniczak, Ian Archer. A Review of Standards for Biodegradable Plastics // industrial Biotechnology Innovation Centre, 2017, pp. 33.
7. Dr. Rolf-Joachim Miller. Biodegradability of Polymers: Regulations and Methods for Testing. Gesellschaft für Biotechnologische Forschung, 2016, pp. 388.
8. Изучение влияния состава неорганического наполнителя на физико-химические свойства полимерного композиционного материала / Ершова О.В., Муллина Э.Р., Чупрова Л.В., Мишурина О.А., Бодьян Л.А. // Фундаментальные исследования. 2014. № 12–3. С. 487–491.
9. Биодеградируемые пленочные материалы на основе синтетических и микробиологически синтезированных полимеров / Закирова А.Ш., Канарская З.А., Михайлова О.С., Василенко С.В. // Промышленные биотехнологии. Казань, 2013. 61 с.
10. Коляда Л.Г., Медяник Н.Л., Ефимов Ю.Ю. Синтез и исследование наночастиц серебра и возможность их использования в пищевой упаковке // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. №2 (50). С. 65–69.
11. Yershova O.V., Chuprova L.V, Mullina E.R, Mishurina O.A, Permyakov M.B. The solution of environmental problems during plastic package recycling // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 24. Pp. 44896–44899.
12. Мухаметдинова А.А. Определение деструкции биоразлагаемых полимеров // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 78-й международной научно-технической конференции. 2020. С. 30.
13. Ершова О.В. Деструкция полимерных пленок, модифицированных оксибиоразлагаемой добавкой d2W // Успехи современного естествознания. 2016. № 11–2. С. 221–225.
14. Ершова О.В., Чупрова Л.В. Решение проблемы утилизации отходов полимерных материалов // Фундаментальные исследования. 2016. № 11–2. С. 271–275.
15. Magdalena Vaverková, Jana Kotovicová, Dana Adamcová. Testing the biodegradability and biodegradation rates of degradable/biodegradable plastics within simulated environment // Polska Akademia Nauk. Oddziaá w Krakowie. 2011, pp. 93–101.