Библиографическое описание:

Ершова О. В., Пономарев А. П., Бахаева А. Н. Влияние факторов окружающей среды на механические свойства полиэтилена низкого давления с оксо-биоразлагаемой добавкой d2w // Молодой ученый. — 2014. — №20. — С. 125-128.

Биоразлагаемые полимеры отличаются от всех других полимеров, тем, что могут довольно быстро разлагаться под влиянием химических, биологических или физических воздействий. Биоразлагаемость — это способность материла подвергаться разложению на углекислый газ, метан, воду, неорганические компаунды или биомассы, при котором преобладающим механизмом является энзимное действие микроорганизмов.

Биоразлагаемые пластики делятся на две группы:

1.      Оксо-разлагаемые — это ПЭ с добавками солей переходных металлов.

2.      Биоразлагаемые пластики — изготовлены из крахмала, полилактида.

Биоразлагаемые пластики, изготовленные с применением биоразлагаемой добавки d2w, относят к классу оксо-биоразлагаемых, так как их разрушение происходит в два этапа: окисление и биоразложение. За последние годы появились фирмы, предлагающие биоразлагаемые гранулированные добавки. Среди них выделяют добавки, представляющие собой соединения, содержащие ионы металлов в форме карбоксилатов.

Механизм действия добавки d2w:полиолефины, которые подверглись окислительной деструкции, представляют собой молекулы с уменьшенной молекулярной массой и гидрофильными поверхностями. Присутствующие в добавке соли переходных металлов (кобальта, железа, марганца, меди) создают свободные радикалы, которые ведут к появлению гидро и пероксидов в форме альдегидов, кетонов, эфиров, спиртов, карбоновых кислот. Именно эти продукты подвергаются биоразложению. Сокращение размеров молекул позволяет кислороду связываться с углеродом с образованием CO2. Пластмассовые изделия становятся хрупкими и разрушаются на мелкие хлопья. Процесс окисления может идти быстрее в присутствии света, тепла и механических воздействий. Полимер считается биоразлагаемым, если вся его масса разлагается в воде или почве за шесть месяцев. [1, с.110]

При оксо-биоразложении выделяется не метан, а углекислый газ, что не так сильно сказывается на прогрессировании «парникового эффекта». Ввод добавки составляет 1 %. Добавка абсолютна безвредна, имеются все необходимые сертификаты качества, как РФ, так и международные.

Основная цель исследования — выяснить влияние факторов окружающей среды на физико — механические характеристики упаковочных материалов. Испытания материалов на стойкость к проколу и разрыву проводились каждые две недели. В период с февраля 2014г. по сентябрь 2014г. В таблицах 1 и 2 представлены результаты: исходные механические характеристики (февраль 2014г.); промежуточные результаты (апрель 2014г.); итоговые результаты (сентябрь 2014.г.). Определение стойкости к проколу и разрыву проводили в соответствии с ГОСТ12.4.118-82. и ГОСТ 14236-81.

В ходе исследовательской работы, испытаниям были подвергнуты шесть образцов, которые были помещены в климатическую камеру, влажность — 90 % и температура 40 градусов, и в почву при комнатной температуре. Ниже представлено описание испытуемых образцов с указанием производителя и периодом разложения заявленным на упаковке.

Образец № 1 (биопакеты для продуктов, 27х37 см): производитель ООО "ПК УФА ПАК" Башкортостан, изготовлен из полиэтилена низкого давления с добавлением оксо -добавки d2w. Заявленный на этикетке срок разложения 1,5-2 года под действием кислорода, воды и света.

Образец № 2 (биопакеты для мусора,30х30 см): производитель ООО "ПК УФА ПАК" Башкортостан, изготовлен из полиэтилена низкого давления с добавлением оксо -добавки d2w. Заявленный на этикетке срок разложения 1,5-2 года под действием кислорода, воды и света.

Образец № 3(пакеты для мусора, особо прочные): производитель ООО "Грифон", г. Новосибирск. Период разложения заявленный на упаковке 3 года.

Образец № 4 (пакеты для замораживания, биоразлагаемые): производитель ООО "Грифон", г. Новосибирск. Период разложения на упаковке не указан. Изготовлен из полиэтилена низкого давления с добавлением оксо -добавки d2w.

Образец № 5 (пакеты для продуктов из магазина МЕТРО): изготовитель г. Серпухов. Период разложения 8месяцев — 1,5 года. Изготовлен из полиэтилена низкого давления с добавлением оксо -добавки d2w.

Образец № 6(биопакеты с затяжками, 51х53 см) : изготовитель ООО "КПД" Украина, г. Днепропетровский район, пгт. Юбилейный. На упаковке указано, что пакеты изготовлены по инновационной технологи, гарантированный срок распада 3года, на экологически безопасные составляющие: вода, углекислый газ, гумус. . Изготовлены из полиэтилена низкого давления с добавлением оксо -добавки d2w.

Таблица 1

Результаты испытаний образцов находившихся в почве

 

Толщина Образца, мкм

Усилие прокола Н. февраль 2014г.

Усилие Разрыва продольное направление Н февраль 2014 г.

Усилие разрыва поперечное направление Н. февраль 2014 г.

Усилие прокола Н. апрель 2014г.

Усилие Разрыва Н. продольное направление апрель 2014 г.

Усилие разрыва Н Поперечное направление апрель 2014г.

Усилие прокола Н. сентябрь 2014г.

Усилие Разрыва Н продольное направление сентябрь 2014 г.

Усилие Разрыва Н поперечное направление сентябрь 2014 г.

1

0,12

0,12

1,722

0,92

0,12

1,698

0,90

0,1

1,410

0,72

2

0,10

0.2

1,662

1,182

0,2

1,589

1,011

0,15

1,356

0,97

3

0,15

0,32

4,324

1.968

0,25

2,762

1,734

0,2

2,244

0,888

4

0,12

0,5

12.22

4,378

0,45

12,05

3,195

0,25

5,396

1,680

5

0,18

0,5

7,589

7,088

0,25

4,734

2.166

0,1

2,488

1.460

6

0,11

0,6

5,55

3,556

0,25

3,64

2, 54

0,1

2,098

1,020

 

Таблица 2

Результаты испытаний образцов находившихся в климатически камере

 

Толщина образца, мкм

Усилие прокола Н. февраль 2014 г.

Усилие разрыва продольное направление Н февраль 2014 г.

Усилие разрыва поперечное направление Н февраль 2014 г.

Усилие прокола Н. апрель 2014 г.

Усилие разрыва Н продольное направление апрель 2014 г.

Усилие разрыва Н поперечное направление апрель 2014 г.

Усилие прокола Н. сентябрь 2014г.

Усилие разрыва Н продольное направление сентябрь 2014 г.

Усилие разрыва Н поперечное направление сентябрь 2014 г.

1

0,12

0,12

1,722

0,92

0,11

1,567

0,836

0,09

1,015

0,689

2

0,10

0.2

1.662

1,1182

0,2

1,546

1,019

0,15

1,382

0,510

3

0,15

0,32

4,324

1,968

0,30

4,198

1,784

0,2

2.168

0,771

4

0,12

0,5

12,22

4,378

0.45

9,21

3,04

0,3

4,012

1,11

5

0,18

0,5

7,589

7,088

0,47

5.64

2,954

0,25

1,906

1,406

6

0,11

0,6

5,55

3,556

0,4

3,774

2.61

0,1

2,248

1,47

 

Для наглядности на рисунках 1,2,3,4,5 и 6 представлены результаты изменений механических показателей в графической форме.

Рис. 1. Результаты испытаний образцов находившихся в почве, усилие прокола

 

Рис. 2. Результаты испытаний образцов находившихся в климатической камере, усилие прокола

 

Рис. 3. Результаты испытаний образцов находившихся в почве, усилие разрыва продольное направление

 

Рис. 4. Результаты испытаний образцов находившихся в климатической камере, усилие разрыва в продольном направлении

 

Рис. 5. Результаты испытаний образцов находившихся в почве, усилие разрыва в поперечном направлении

 

Рис. 6. Результаты испытаний образцов находившихся в климатической камере, усилие разрыва в поперечном направлении

 

Анализируя результаты исследования, можно сделать выводы о разложении материалов. Длительность испытаний составляет восемь месяцев. За это время произошло значительное снижение физико-механических характеристик упаковочных материалов. У некоторых образцов снижение физико-механические характеристик составило 70-80 %. Меньше всего подверглись разложению образцы под номерами 1 и 2, причём как в почве, так и в климатической камере, изменение физико-механические характеристик составило от 18 до 41,06 %. Снижение механических показателей образцов, находящиеся в климатической камере, происходит несколько быстрее, чем образцов находящихся в почве. Испытания будут проводиться до полного разложения материалов.

 

Литература:

 

1.      Исследование факторов влияния окружающей среды на механические свойства биоразлагаемых полимеров [Текст]: доклад: 110 / Десятая Санкт- Петербургская конференция молодых ученых с международным участием; Ершова О.В. Шайбакова Ю.А, Пономарев А.П. -СПб, 2013 — 116 с.

 

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle