Влияние факторов окружающей среды на механические свойства полиэтилена низкого давления с оксо-биоразлагаемой добавкой d2w | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №20 (79) декабрь-1 2014 г.

Дата публикации: 02.12.2014

Статья просмотрена: 265 раз

Библиографическое описание:

Ершова, О. В. Влияние факторов окружающей среды на механические свойства полиэтилена низкого давления с оксо-биоразлагаемой добавкой d2w / О. В. Ершова, А. П. Пономарев, А. Н. Бахаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 20 (79). — С. 125-128. — URL: https://moluch.ru/archive/79/13926/ (дата обращения: 09.12.2024).

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.

 

Основные термины (генерируются автоматически): усилие разрыва, результат испытаний образцов, усилие прокола, поперечное направление, усилие разрыва Н, климатическая камера, продольное направление, период разложения, производитель ООО, углекислый газ.


Похожие статьи

Влияние концентрации неорганических примесей на механизм окисления по сечению полиакрилонитрильного волокна

Физико-механические и технологические свойства полиэтилена марки ПЭ80Б, содержащего наношпинель магния

Влияние полиакриламидного реагента на бентонитовые водно-глинистые суспензии

Исследование влияния условий синтеза на каталитическую активность наноматериалов Cu/Fe3O4

Влияние природы неводной среды на потенциал полуволны окисления винилморфолина и винилпиридина

Исследование фотокаталитической активности в реакции разложения метиленового синего наноматериалов Zn0.98Ag0.02O

Влияние содержания микрокремнезема на повышение прочности реакционно-порошковых бетонов

Влияние реакционно-активных добавок на прочностные свойства пластифицированного цементного камня

Исследование процессов деградации свойств наноструктурированных пленок на основе SiO2–SnO2-In2O3

Влияние минеральных солей на интенсивность разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий деэмульгаторами в сочетании с микроволновым излучением

Похожие статьи

Влияние концентрации неорганических примесей на механизм окисления по сечению полиакрилонитрильного волокна

Физико-механические и технологические свойства полиэтилена марки ПЭ80Б, содержащего наношпинель магния

Влияние полиакриламидного реагента на бентонитовые водно-глинистые суспензии

Исследование влияния условий синтеза на каталитическую активность наноматериалов Cu/Fe3O4

Влияние природы неводной среды на потенциал полуволны окисления винилморфолина и винилпиридина

Исследование фотокаталитической активности в реакции разложения метиленового синего наноматериалов Zn0.98Ag0.02O

Влияние содержания микрокремнезема на повышение прочности реакционно-порошковых бетонов

Влияние реакционно-активных добавок на прочностные свойства пластифицированного цементного камня

Исследование процессов деградации свойств наноструктурированных пленок на основе SiO2–SnO2-In2O3

Влияние минеральных солей на интенсивность разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий деэмульгаторами в сочетании с микроволновым излучением

Задать вопрос