ПОЛУЧЕНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ И ЛУЗГИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА
Аннотация
В работе представлены результаты сравнительного изучения физико-механических, реологических и биодеструкционных характеристик смеси полиэтиленов низкого (ПЭНД 273-83) и высокого (ПЭВД 15303-003) давления в соотношении 1:1 наполненной тонкоизмельченной лузгой семян подсолнечника (менее 200 мкм) (5-30% по массе) в присутствии 10% компатибилизатора (функцианализированого методом щелочного алкоголиза севилена (СЭВА 12206-007)) и технологической добавки 1% (полиэтиленгликоля (ПЭГ-115 (4000),)). Установлено, что по мере увеличения содержания растительного наполнителя (до 25%) модуль упругости и предел прочности практически не изменятся. Относительное удлинение композита при растяжении превышает 100% (до содержания лузги семян подсолнечника - 15% по массе). Комплексная вязкость и модуль сдвига рассматриваемых расплавов с различным содержанием наполнителя находятся практически на одном уровне. При этом введение лузги семян подсолнечника до 30% и компатибилизатора (10%) способствует снижению вязкости и упругости расплавов, что является свидетельством существенного улучшения технологичности композиций по сравнению с ПЭНД 273-83. Для сравнительной оценки способности композитов к биодеструкции исследованы влагопоглощение, химическое потребление кислорода и потеря массы композитов в лабораторном грунте при экспозиции в течение 12 мес. Показано, что по мере увеличения содержания наполнителя способность композитов к био-деструкции усиливается. Кроме того, установлено, что показатель химического потребления кислорода единицей площади поверхности образца является более производительной и воспроизводимой оценкой в сравнении с традиционными способами оценки разлагаемости композиционных материалов.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература
Poddenezhny E.N., Boyko A.A., Alekseenko A.A., Drobyshevskaya E.N., Uretskaya O.V. Progress in obtaining biodegradable starch-based composite materials (review). Vestn. Gomel. Gos. Tekhn. Un-ta im. P.O. Sukhogo. 2015. N 2 (61). P. 31-41 (in Russian).
Vo Thi Hoai Thu, Aksenova T.I., Sdobnikova O.A., Samoilova L.G., Ananyev V.V. Properties of composite polymer materials filled with starch. Izv. Vuzov. Probl. Poligraf. Izdat. Dela. 2008. N 5. P. 15-18 (in Russian).
Sherieva M.L., Shustov G.B., Beslaneeva Z.L. Biodegradable composites based on high-density polyethylene and starch. Int. Polym. Sci. Technol. 2008. 35(10). P. 23–26. DOI: 10.1177/0307174x0803501005.
Knitter M., Dobrzyńska-Mizera M. Mechanical Properties of Isotactic Polypropylene Modified with Thermo-plastic Potato Starch. Mechan. Compos. Mater. 2015. 51. P. 245–252. DOI: 10.1007/s11029-015-9496-5.
Prut E.V., Smykovskaya R.S., Kuznetsova O.P. Biodegradable composites based on polyethylene and keratin. Vestn. Tver. Gos. Un-ta. Khim.. 2017. N 2. P. 39-44 (in Russian).
Glukhikh V.V., Shkuro A.E., Guda T.A., Stoyanov O.V. Obtaining, properties and application of biodegradable wood-polymer composites (review). Vestn. Kazan. Tech-nol. Un-ta. 2012. V. 15. N 9. P. 75-82 (in Russian).
Sevastyanov D.V. Sutubalov I.V., Daskovsky M.I., Shein E.A. Polymer biocomposites based on biodegradable binders reinforced with natural fibers (overview). Aviats. Mater. Technol. 2017. N 4. P. 42-50 (in Russian). DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-4-42-50.
Kolesnikova N.N. Koroleva A.V., Likhachev A.N., Lukanina Yu.K., Pantyukhov P.V., Popov A.A., Khvatov A.V., Stoyanov O.V., Zaikov G.E., Abzaldinov Kh.S. Biodegradable composite materials based on polyethylene and wood flour. Vestn. Kazan. Technol. Un-ta. 2013. V. 16. N 21. P. 164-167 (in Russian).
Pantyukhov P.V. Khvatov A.V., Monakhova T.V., Popov A.A., Kolesnikova N.N. Destruction of materials based on LDPE and natural fillers. Plast. Massy. 2012. N 2. P. 40-42 (in Russian). DOI: 10.1177/0307174X1304000511.
Plackett D. Biodegradable polymer composites from natural fibres. Biodegrad. Polym. Indust. Appl. 2005. P. 189–218. DOI: 10.1533/9781845690762.2.189.
Adrian C.P., Tofanica B.M., Gavrilescu D., Petrea P.V. Environmentally sound vegetal fiber-polymer matrix composites. Cellulose Chem. Technol. 2011. 45(3). P. 265-274.
Golubev I.G., Shvanskaya I.A. Waste recycling in agriculture. M.: FGBNU "Rosinformagrotekh". 2011. 296 p. (in Russian).
Bazunova M.V., Chernova V.V., Salikhov R.B., Kulish I.I., Zakharov V.P. Physical and chemical properties of polymer composites based on polyolefins and sunflower husk. Vestn. Bashkir. Un-ta. 2018.V. 23. N 1. P. 70-74 (in Russian). DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2018.1.13.
Sui G., Fuqua M. A., Ulven C. A., Zhong W. H. A plant fiber reinforced polymer composite prepared by a twin-screw extruder. Biores. Technol. 2009. 100(3). Р. 1246–1251. DOI: 10.1016/j.biortech.2008.03.065.
Kharkov V.V., Tuntsev D.V., Kuznetsov M.G. Thermo-chemical processing of sunflower husk. Vestn. Kazan. Gos. Agrar. Un-ta. 2018. V. 13. N 4 (51). P. 130-134 (in Russian). DOI: 10.12737/article_5c3de39d111083.70940804.
Shabarin A.A., Shabarin A.A., Vodyakov V.N. Obtaining biodegradable composite materials based on polyeth-ylene and alcohol-functionalized copolymer of ethylene with vinyl acetate. Vestn. Mordov. Un-ta. 2016. N 2. P. 259–268 (in Russian). DOI: 10.15507/0236-2910.026.201602.259-268.
Shabarin A.A., Shabarin A.A., Vodyakov V.N., Kuzmin A.M. Biodegradable composite materials based on polyolefins and beer grains. Vestn. Kazan. Technol. Un-ta. 2016. V. 19. N 17. P. 67-70 (in Russian).
Feller E.Yu., Kopylova O.I., Avdeeva D.A., Efanov M.V., Beushev A.A., Konshin V.V. Dependence of growth-promoting properties on the chemical composition of oat shells, sunflower husks and peat. Polzunov. Vestn. 2019. N 1. P. 128-131 (in Rus-sian).
Shabarin A.A., Shabarin A.A., Vodyakov V.N., Kuzmin A.M. Obtaining biodegradable packaging materials based on polyolefins and beet pulp. Tekhn. Oborud. Sela. 2017. N 7. P. 14-19 (in Russian).
Lazdin R.Yu., Allayarov I.R., Shurshina A.S., Zakharov V.P. Rheological studies of a polymer composition based on polypropylene and sunflower husks. Vestn. Bashkir. Un-ta. 2017. V. 22. N 4. P. 977-980 (in Russian).
Schramm G. Fundamentals of practical rheology and rheometry. M.: KolosS. 2003. 312 p. (in Russian).
Kulikovskaya K.A., Vodyakov V.N., Shabarin A.A. Investigation of physico-mechanical and rheological characteristics of nanocomposites of ultrahigh-molecular polyethylene. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2019. V. 62. N 11. P. 112-116 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196211.5988.
