Информация о статье

Информация о статье
Об авторах
Список литературы

К вопросу экологической безопасности при использовании модифицированных полиолефинов ускоренной биодеградации

Авторы

Студеникина Любовь Николаевна¹, Корчагин Владимир Иванович², Попова Любовь Васильевна³

² ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных техноло- гий», г. Воронеж, Россия.

³ ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Воронеж, Российская Федерация

Выпуск

2020, 2

Ключевые слова

механизмы деструкции, наполненные полисахаридами полиолефины, оксоразлагаемые полиолефины, продукты деструкции, экобезопасность

Аннотация

Дан обзор научных публикаций по биодегра - дации оксо -биоразлагаемых термопластов синтетического про- исхождения , а также полимерных композитов , представляющих собой физическую смесь полиолефинов с полимерами природ - ного происхождения . Показано , что биодеградация во многих источниках оценивается по потере массы и прочности , что не раскрывает механизм деструкции полимерной матрицы син- тетического происхождения под воздействием микроорганиз - мов. В работе отмечено , что механизм биодеградации полиоле - финов , модифицированных прооксидантами , включает стадию их фрагментации и не исключает образования микропластика , так как в условиях почвенной среды при отсутствии кислорода воздуха и ультрафиолетового воздействия возможно ингибиро - вание деструкции полиолефинов . Показано , что при биодегра - дации полимерного композита «ПЭ : крахмал » (50 : 50 об.%) в течение шести месяцев в почвенной среде наблюдается потеря прочности не более 15 %, что указывает на неполную деструк - цию полимерной фазы синтетического происхождения , поэтому необходимо оценивать биодеградацию по иным показателям , например , по эмиссии газовой фазы . Студеникина Любовь Николаевна – кандидат технических наук , доцент кафедры промышленной экологии , оборудования химических и нефтехимических производств , e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.; Корчагин Владимир Иванович – доктор технических наук , профессор , заведующий кафедрой промышленной экологии , оборудования химиче - ских и нефтехимических производств ; Попова Любовь Васильевна – кандидат технических наук , доцент кафедры промышленной экологии , оборудования химических и нефтехими - ческих производств , ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий », г. Воронеж , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 36Исследования по получению оксо - и биоразлагаемых композитов на основе полиолефинов (ПО), получившие широкое распространение 10 – 15 лет назад , зачастую не сопровождались долгосрочными испыта - ниями экобезопасности и эффективности деструкции новых материалов в реальных условиях окружающей среды . Обеспечение способности к ус- коренной деструкции синтетических ПО достигалось при использовании следующих подходов : модификация прооксидантами (чаще всего карбок - силатами металлов переменной валентности ) и природными наполнителя - ми, (полисахаридами – крахмал , хитин , целлюлоза и т.д.) [1]. При этом доказательной базой разложения в условиях окружающей среды были факты развития микроорганизмов на поверхности разрабатываемых мате - риалов , потери массы и прочности (порой всего на несколько процентов ), либо потери физико -механических показателей при интенсивном внешнем воздействии , превосходящем реальные природные условия (температура более 50 °С, мощное УФ-облучение и пр.). Механизмы деструкции моди - фицированных полиолефинов в реальных природных условиях более слож - ны, чем предполагалось , а сроки деградации трудно прогнозировать . В работе [2], посвященной проблемам применения таких материалов в сель- ском хозяйстве , отмечено , что многие полимеры , позиционируемые как «биоразлагаемые », на самом деле являются «биоэродируемыми », «фотораз - лагаемыми » или только частично биоразлагаемыми . Цель работы – обзор отечественных и зарубежных публикаций , посвященных вопросам эффективности деструкции при внешних физиче - ских воздействиях и деградации в почвенной среде модифицированных для ускоренного разложения ПО, а также лабораторные испытания моди - фицированного крахмалом (К) полиэтилена (ПЭ) (на предмет эффектив - ности биоразложения ) и модифицированного прооксидантами ПЭ (на предмет эмиссии формальдегида при деструкции ). Объекты лабораторного исследования – композиты состава «ПЭ : К : пластификатор (П)» в соотношении 45:45:10 и 48,5:48,5:3,0 об.% (в каче - стве пластификаторов применяли воск и жирные кислоты ); пленки ПЭ, содержащие 1,5 масс .% прооксиданта (стеарата кобальта , меди и железа ). Методы исследования : грибостойкость определяли по ГОСТ 9.049–91, прочность – ГОСТ 11262–2017, компостируемость – ГОСТ Р 54530–2011, содержание формальдегида в воздушной вытяжке оксоразлагаемого ПЭ – ПНД Ф 13.1.41-03. В исследованиях [3 – 6] ставится под сомнение разложение ПО, наполненных полисахаридами , в частности в работе [3] установлено , что образцы материалов , сертифицированные как компостируемые , в услови - ях полигона биодеградировали не полностью , а в [4] отмечено , что неко - торые биоразлагаемые материалы требуют особых условий утилизации , наличие которых не выявлено , в связи с чем их экологичность поставлена под сомнение и рассматривается как маркетинговый ход. Автор работы [5] отмечает , что в настоящее время широко распространенным заблуждени - ем является следующая гипотеза – добавление к небиоразлагаемому пла- стику природных наполнителей (крахмала , древесной муки и пр.) делает его биоразлагаемым , но объективные доказательства этого отсутствуют . В работе [7] установлено , что композиты на основе ПЭ, наполненного мик- роцеллюлозой до 40 об.%, обладают относительной стойкостью к внешним факторам окружающей среды

Как цитировать статью

Студеникина Л. Н., Корчагин В. И., Попова Л. В. К вопросу экологической безопасности при использовании модифицированных полиолефинов ускоренной биодеградации // Вопросы современной науки и практики. — 2020. — № 2(76). — С. 035-042.

Скачать PDF

(Количество скачиваний:41)

Скачать XML

DOI:

10.17277/voprosy.2020.02.pp.035-042

Страницы:

035-042

Просмотров:

Студеникина Любовь Николаевна

кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств

Корчагин Владимир Иванович

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных техноло- гий», г. Воронеж, Россия.

доктор технических наук, заведующий кафедрой промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических произ- водств

Попова Любовь Васильевна

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

Воронеж, Российская Федерация

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности

ORCID: 0000-0002-9648-7620

Студеникина, Л. Н. Получение высоконаполненного крахмалом полиэти- лена с использованием модифицирующих добавок : дис. … канд. техн. наук :
05.17.06 / Студеникина Любовь Николаевна. – Воронеж, 2012. – 159 с.
Kyrikou, I. Biodegradation of Agricultural Plastic Films: A Critical Review / I. Kyrikou, D. J. Briassoulis // Polymers and the Environment. – 2007. – Vol. 15. – P. 125 – 150.
Adamcová, D. New Polymer Behavior under the Landfill Conditions / D. Adamcová, M. D. Vaverková // Waste and Biomass Valorization. – 2016. – Vol. 7, No. 6. – P. 1459 – 1467.
Искакова, Р. Р. К вопросу об экологичности биоразлагаемых упаковочных материалов / Р. Р. Искакова, В. В. Питлеваная / Безопасность городской среды : материалы V Междунар. науч.-практ. конф., 21 – 23 ноября 2017 г., Омск. – Омск,
– С. 475 – 477.
Пророкова, Н. П. Проблемы биоразлагаемых полимеров / Н. П. Пророкова // Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX). – 2013. – № 1. – С. 47 – 54.
Scott, G. Science and Standards / G. Scott // Biodegradable Polymers and Plas- tics. – Springer, Boston, MA, 2003. – P. 3 – 32.
Модификация полиэтилена микроцеллюлозой для повышения его иммо- билизационной способности / Л. Н. Студеникина, В. И. Корчагин, М. В. Шелку- нова [и др.] // Вестн. Воронежского гос. ун-та. Серия: Химия. Биология. Фарма- ция. – 2018. – № 3. – С. 23 – 29.
Report from the Commission to the European Parliament and the Council on the Impact of the use of Oxo-Degradable Plastic, Including Oxo-Degradable Plastic Carrier Bags, on the Environment // European Commission. – Brussels, 2018. – 8 p.
Analysis of Long-Term Degradation Behaviour of Polyethylene Mulching Films with Pro-Oxidants under Real Cultivation and Soil Burial Conditions / D. Briassoulis, E. Babou, M. Hiskakis, I. Kyrikou // Environmental Science and Pollution Research. –
– Vol. 22. – P. 2584 – 2598. doi:10.1007/s11356-014-3464-9
Никонова, Ю. В. Проблема негативного влияния микропластика на окру- жающую среду / Ю. В. Никонова // EUROPEAN RESEARCH : сб. ст. победителей X Междунар. науч.-практ. конф., 20 мая 2017 г., Пенза. – Пенза, 2017. – Ч. 3. – С. 237 – 240.
Оценка степени деструкции пленок из оксобиоразлагаемого полиэтилена под действием УФ-излучения по информации «электронного носа» / Т. А. Куч- менко, В. И. Корчагин, Е. В. Дроздова [и др.] / Вестн. Московского ун-та. Серия 2: Химия. – 2017. – Т. 58, № 5. – С. 240 – 249.
Влияние природы прооксиданта на выделение формальдегида из оксоде- структурируемого полиэтилена / В. И. Корчагин, А. М. Суркова, Л. Н. Студени- кина, А. В. Протасов // Изв. высш. учеб. заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2019. – Т. 62, № 2. – С. 101 – 107. doi: 10.6060/ivkkt.20196202.5804
Оценка деструкции модифицированного прооксидантами полиэтилена в контексте экобезопасности / А. В. Протасов, Л. Н. Студеникина, В. И. Корчагин [и др.] // Вестн. Воронежского гос. ун-та инженерных технологий. – 2018. – Т. 80, № 3 (77). – С. 352 – 357. doi: 10.20914/2310-1202-2018-3-352-357

Yandex.Metrika