Дипломная работа: Получение и исследование биоактивных композиций на основе полиэтилена высокой плотности и крахмала

Рис.3.13. зависимость показателя текучести расплава образцов исходного (1) и модифицированного крахмалом ПЭ от времени фотооблучения. Содержание крахмала: 1,5 (2); 3 (3); 5 (4); 7 (5); 10 (6); 15 (7) и 20 (8) масс. %

Биодеструкция полимера является сложным процессом, на скорость и завершенность которого влияют не только строение и свойства полимера и полимерного материала, но и окружающие условия. Из окружающих условий первостепенное влияние оказывают влажность, температура, рН, свет, а также такой комплексный фактор как контакт с почвой и тип почвы. В свою очередь тип почвы - это комплекс соответствующих факторов и соответствующее сообщество микроорганизмов [117,118].

Биоразложение в почве определялось при выдерживании полученных прессованных образцов в почве на протяжении 42 суток. Тип почвы: серые лесные и светло-серые лесные (наиболее распространенные на территории КБР, в частности г. Нальчика). Предварительно были измерены почвенные характеристики: рН (водная вытяжка) = 6,5; рН (солевая вытяжка) = 6; гумус = 3,5%; емкость поглощения 25-30 мг-экв/100 г почвы. Затем проводилось изучение их реологических и деформационно-прочностных характеристик. Результаты представлены на рис.3.14. - 3.16.

Следует отметить, что для композиций с 5, 7, 10, 15,20 масс. % крахмала при нахождении в почве до 14 суток биодеструкции ПТР снижается, соответственно увеличивается вязкость расплава данных композиций. Последующее пребывание композиций в почве не приводит к резким изменениям ПТР, хотя значения остаются выше ПТР исходного полиэтилена (рис.3.15). По эксплуатационным свойствам и по способности к биоразложению следует выделить составы с содержанием 5 и 10 масс. % крахмала. Так как, мы видим, что разрывное напряжение при биодеструкции в почве, составов такого содержания сильно снижается, почти в 2 раза, повышается вязкость расплавов этих композиций, тогда как относительное удлинение при разрыве снижается в 3 и более раз (рис.3.14,3.15)

Рис.3.15. зависимость показателя текучести расплава образцов исходного (1) и модифицированного крахмалом ПЭ от времени биодеструкции. Содержание крахмала: 1,5 (2); 3 (3); 5 (4); 7 (5); 10 (6); 15 (7) и 20 (8) масс. %

Анализ полученных результатов показал, что при биодеструкции в почве разрывное напряжение меняется незначительно, тогда, как относительное удлинение при разрыве образцов уменьшается. Это говорит о том, что композиции при закапывании в почву становятся более хрупкими, так как происходят структурные изменения в матрице полимера, в результате чего композиции подвергаются большему разрушению, чем исходный полиэтилен.

Таким образом, введение крахмала в качестве добавки к синтетическому полимеру позволяет ускорить процесс деструкции полимера под действием микроорганизмов и не оказывает при этом значительного влияния на исходные физико-механические свойства.

Таким образом, исследованные смеси на основе полиэтилена и местного кукурузного крахмала имеют улучшенные реологические характеристики, хорошие физико-механические свойства и способны подвергаться био- и фоторазрушению.

Выполненные исследования по получению и изучению свойств композиций на основе полиэтилена высокой плотности и крахмала дают основания сделать следующие выводы:

1.  Получены термопластичные композиции на основе полиэтилена и кукурузного крахмала (1,5-30%), обладающие необходимым комплексом эксплуатационных свойств, а также склонностью к биоразложению и фоторазрушению. Изучены их физико-механические свойства и способность к биодеградации и фоторазложению.

2.  Исследования деформационно-прочностных характеристик показали, что крахмал не способствует упрочнению композиционного материала. При содержании крахмала от 1,5 до 20% деформационно-прочностные показатели соответствуют требованиям, предъявляемым к упаковочным материалам.

3.  Исследование электрических свойств показало сложную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от содержания крахмала в композиции и температуры, которая позволяет в перспективе определить легко разрушаемый состав.

4.  Использование комплекса методов позволило более объективно оценить степень биологической деструкции и фоторазрушения исследуемых полимерных композиций. Показана зависимость глубины биологической деструкции и фоторазрушения от состава композиций, типа почвы и продолжительности захоронения.

1.  Ларионов В.Г. Саморазлагающиеся полимерные материалы. // Пласт. массы. - 1993. № 4. - с.36-39.

2.  Суворова А.И., Тюкова И.С., Труфанова Е.И. Биоразлагаемые полимерные материалы на основе крахмала. // Успехи химии. - 2000. № 5. - с.494-504.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9