ПОЛУЧЕНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ

ПОЛУЧЕНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ  И  ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ
Даты проведения
с 2020-06-04 по 2021-07-15

Одним из результатов антропогенной деятельности является образование отходов, а пластмассовые отходы занимают особое место. Одним из быстроразвивающихся направлений использования пластмасс является упаковка. Из всех выпускаемых пластиков 41% используется именно с этой целью.

В ходе исследования были использованы методики приготовления пленок на основе крахмала, альгината натрия, агар-агара, бикомпонентные материалы (крахмал+агар-агар и крахмал+альгтинат натрия) с заданными свойствами, методы изучения растворимости и влагопроницаемости пленок, а также методики оценки биоразлагаемости полимерных пленок [1]. Для определения общей растворимости пленок было проведено три серии экспериментов: два в холодной и один в горячей воде. Для первой серии опытов в химические колбы добавляли холодной дистиллированной воды, при постоянном перемешивании проводили растворение пленок. Во второй серии опытов также была использована холодная дистиллированная вода, однако растворение проводили сутки. Для определения растворимости пленок в горячей воде в колбы приливали горячую воду, а затем кипятили на плитке при постоянном перемешивании. Растворимость определяли визуально. Измерения влагонепроницаемости проводили методом контроля потери массы сосуда в результате испарения воды через пленку. За изменением массы следили в течение 10 дней, проводя взвешивание каждые 12 ч. Грибостойкость материала определяли методом заражение образцов суспензией спор микроскопических грибов и выдерживали в условиях, оптимальных для их развития в течении месяца. Оценка испытания проводилась визуально по степени развития плесневых грибов в соответствии с 6-ти балльной шкалой (ГОСТ 9.048) Для оценки биоразлагаемости полученных материалов использовалась методика определения дыхательной активности почвы [2, с.78]. Полимерный образец (0,1 г на 1 г почвы) выдерживался в течении часа в густой водной суспензии почвы из ненарушенного пойменного участка. Забор почвы производился из разных почвенных горизонтов, пробы перемешивались. Затем смесь помещалась в эксикатор, а регистрация выделения СО2 почвенными микроорганизмами производилась по абсорбционному методу Штатнова.

В ходе исследования было получено 10 образцов пленок биополимеров. Все пленки, кроме пленки агар-агара, были прозрачными, гибкими, прочными, эластичные свойства наблюдались только у образца №4 после обработки раствора альгината натрия раствором хлорида кальция. Исследование растворимости полимеров показало, что растворимость бикомпонентных пленок зависит от содержания альгината натрия в пленке. Причем, как горячей, так и холодной воде, образцы пленок распадаются на мелкие кусочки, образуя осадок. Результаты определения растворимости, крахмальной составляющей пленок положительны, появляется синяя окраска, пленка из крахмала нерастворима – полностью отсутствует реакция на йод. Практически все пленки (для образцов с агар-агаром не исследование не проводилось) проницаемы для молекул воды. Исключение составляют смеси крахмала с альгинатом натрия.

создание биоразлагемых нерастворимых материалов, обладающих влагонепроницаемостью и антимикробными свойствами.
 изучить литературные источники о рецептуре методиках получения биоразлагаемых полимеров;  получить нерастворимые влагонепроницаемые пленки из природных материалов, обладающие антимикробными свойствами;  исследовать свойства полученных материалов, оценить соответствие результата поставленным задачам;  исследовать биоразлагаемость полученных полимеров;  изготовить изделие, в котором бы применялись полученные материалы.
 Изучение информационных источников позволило определить состав и методику получения биополимеров.  Из данных веществ были получены 10 образцов, отличающихся химическим составом, содержанием антимикробных добавок, 3 образца являлись бикомпонентными материалами.  Исследование свойств полученных материалов показало, что нерастворимым является только образец из кукурузного крахмала, композиции из биоматериалов распадались в водных растворах, т.к. содержали растворимый компонент. Влагонепроницаемой оказалась пленка из кукурузного крахмала и альгината натрия. Четкой зависимости между устойчивостью к микробному заражению и добавлением лимонной кислоты/лимонного масла установить не удалось. Таким образом, образец, который сочетал бы все заданные свойства получен не был.  Все образцы материалов могут подвергаться биоразложению с помощью почвенных микроорганизмов.  Изготовление изделий из полученных материалов, например, упаковки, возможно, но есть ряд недостатков и преимуществ такой пленки. Наиболее пластичной и прочной является пленка из кукурузного крахмала и альгината натрия. Она легко снимается с подложки, но долго высушивается. Она не является термопластичной, поэтому сделать долговечную упаковку из пленки проблематично, но для временной упаковки с последующим безвредным разложением станет хорошим вариантом.
О проекте

Проект опубликовал

Целевая аудитория

студенты специалисты преподаватели

Специализации

Исследование Эксперимент

Области знаний

Науки о Земле Химия и нанотехнологии