Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов. Клинков А.С - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

естественной почвенной микрофлорой до мономеров, но и используют в хирургии и фармаколо-
гии. Английская фирма "ICI" создала новые полимерные материалы, получаемые с помощью бак-
терий на натуральных субстратах: сахаре, этаноле, смеси газов (СО
2
и Н
2
). Синтезируемый бакте-
риями полимер – поли-3-гидроксибутират – относится к термопластам и по своим физическим
свойствам аналогичен полипропилену. Однако он неустойчив к действию растворителей и имеет
низкую теплостойкость. В поли-3- гидроксибутират вводят другой продукт бактериального синте-
за – поли-3-гидроксивалериановую кислоту и получают полимерную композицию BiopolTM, кото-
рая полностью разрушается микроорганизмами в течение нескольких недель.
Синтез биоразлагаемых полимерных материалов, имеющих химическую структуру, сходную
со структурой природных полимеров. Примером такого синтеза является поддающийся биодест-
рукции сложный полиэфир алифатического ряда, имеющий химическую структуру, аналогичную
структуре полиоксиацетобутирата целлюлозы. Синтетически получены полимеры: аналог лигнина
(метоксиоксистирол); биодеструктируемый полиамид; разрушающийся микроорганизмами слож-
ный полиэфир, в состав которого входят молочная и фенилмолочная кислоты.
Разработка материалов, производимых с использованием возобновляющихся биологических
ресурсов. В связи с тем, что традиционные источники сырья для синтеза полимеров ограничены,
данное направление, по оценкам специалистов, является наиболее перспективным и экономически
выгодным. Кроме того, есть мнение, что применение таких материалов уменьшит "парниковый
эффект", так как выращиваемое для их производства растительное сырье поглощает углекислый
газ.
Здесь известны следующие технологические решения: использование природных полимеров
для производства биоразлагаемых материалов. В упаковочной отрасли широко распространены
пленки на основе целлюлозы, хитина и хитозана, желатина, полипептидов и др. В последние годы
возрос интерес к крахмалу как к одному из наиболее дешевых видов сырья для организации про-
мышленного производства биопластиков. Крахмал – полисахарид, накапливаемый в процессе жиз-
недеятельности растений в их клубнях, семенах, стеблях и листьях. Основными источниками для
его промышленного производства являются картофель, пшеница, кукуруза, рис. В растениях крах-
мал присутствует в виде гранул, диаметр которых колеблется от 2 до 100 мкм. Структура этих
надмолекулярных образований сложна и оказывает существенное влияние на физические и техно-
логические свойства крахмала. В чистом виде крахмал не является пленкообразующим веществом,
поэтому его переработка на стандартном технологическом оборудовании (экструдерах, литьевых
машинах и др.) возможна только совместно с пластификаторами. Поскольку крахмал является ти-
пичным гидрофильным полимером, он может содержать до 30…40 % связанной влаги. Это свойст-
во позволяет использовать воду как один из наиболее доступных пластификаторов крахмала. Тако-
го рода пластификация проводится при одновременном воздействии температуры и механических
напряжений. В результате происходят значительные изменения физических и механических
свойств крахмала. Пластифицирующее действие на крахмал оказывают также глицерин и олиго-
мерные полигликоли. Обычно их используют в сочетании с водой. Из крахмала, пластифициро-
ванного водой или другими гидроксилсодержащими веществами, методами компрессионного
прессования и экструзии формуют термопластичные материалы одноразового или недолговремен-
ного применения.
Существенным недостатком таких материалов является их нестойкость к действию воды. По-
этому большое число исследований последних лет посвящено смесям крахмала с другими природ-
ными полимерами, такими, как пектины, целлюлоза и др., или с продуктами их химической моди-
фикации.
Экструзией смесей кукурузного крахмала и микрокристаллической целлюлозы и метилцеллю-
лозы с добавками пластификаторов (полиолов) или без них получены съедобные пленки, предна-
значенные для защиты пищевых продуктов от потери массы (за счет снижения скорости испарения
влаги) и порчи. Пленки обладают высокой сорбционной способностью (в том числе к радионукли-
дам, ионам тяжелых металлов и др. вредным соединениям), что предопределяет их положительное
физиологическое воздействие на организм. Способность съедобных пленок удерживать (иммоби-
лизировать) различные соединения позволяет обогащать продукты питания полезными вещества-

Страницы