Антимикробная упаковка на основе физически модифицированных пленочных материалов

• Автор: Безнаева, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Анализ области исследований полимерных материалов в

электретном состоянии

1.1 Особенности поляризации диэлектриков

1.2 Природа электретного состояния в полимерных диэлектрических материалах

1.3 Короноэлектретные материалы

1.4 Влияние различных факторов на свойства полимерных материалов при формировании в них электретного состояния

1.4.1 Влияние условий изготовления

1.4.2 Влияние условий хранения и эксплуатации

1.4.3 Влияние состава полимерных композиций
1.4.4 Воздействие коронного разряда на структуру материала
1.4.5 Влияние электретного состояния на эксплуатационные свойства
1.5 Заключение по аналитическому обзору
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследования и их характеристики
2.2 Методика получения образцов пленочных материалов в электретном состоянии
2.3 Метод исследования электростатических параметров
2.4 Методика изучения барьерных свойств
2.4.1 Метод исследования паропроницаемости
2.4.2 Метод исследования водопоглощения
2.5 Метод исследования физико-механических характеристик
2.6 Методика определения влияния электретного состояния полимерных пленок на пищевые продукты
2.7 Методика изучения антимикробных свойств

2.7.1 Приготовление смывов с анализируемых поверхностей
2.7.2 Приготовление питательных сред
2.7.3 Посев смывов в питательные среды
2.7.4 Микробиологический контроль развития микроорганизмов
2.8 Метод исследования биологической безопасности
2.8.1 Методика «пятидневного» автоматизированного биотеста на инфузориях Те^пкутепа руг!/оптх
2.8.2 Методика «суточного» автоматизированного биотеста
на инфузориях Те^акутепа ругг/огпт
2.9 Метод исследования грибостойкости
2.10 Метод статистической обработки результатов
Глава 3 Технология изготовления и исследование материалов в элект-
ретном состоянии
3.1 Получение образцов пленок в электретном состоянии
3.2 Исследование величины и стабильности поверхностного заряда
3.3 Изучение физико-механических характеристик
3.4 Исследование барьерных свойств
Г лава 4 Исследование биотических свойств материалов в электретном
состоянии
4.1 Влияние электретного состояния полимерных пленок на упакованные пищевые продукты
4.2 Исследование антимикробных свойств
4.3 Исследование биологической безопасности
4.4 Исследование грибостойкости
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложение
Приложение

Введение
В настоящее время широко применяются полимерные пленочные материалы (однослойные, двухслойные, многослойные и комбинированные), получаемые методами экструзии и соэкструзии [1], для различных потребностей народного хозяйства, в частности, упаковочной отрасли. Постоянно разрабатываются новые материалы и технологии для производства упаковочных изделий на основе полимеров. Упаковки, способные оказывать «активное» действие на упакованный пищевой продукт, приобретают все большее значение, например, антисептические, фунгицидные, бактерицидные покрытия, обогащенные витаминами пленки. Однако при получении данных материалов в их состав обычно вводят функциональные ингредиенты, не всегда безопасные для человека.
В то же время, на различных стадиях получения, переработки или непосредственного применения может осуществляться модификация полимерных материалов [2]; изменение свойств в результате модификации происходит как в объеме, так и в поверхностных слоях полимеров. Существуют основные методы направленного изменения свойств: физические, химические, физико-химические. Выбор метода модификации определяется поставленной задачей, природой полимерного материала, экономической целесообразностью.
На практике распространены физические методы модификации, пригодные для многих видов полимерных материалов. Данные виды модификации основаны на воздействии физических факторов, в результате чего могут происходить структурно-физические, химические и другие превращения в полимерах [3]. К методам физической модификации относятся: термическое воздействие,
облучение, вакуумно-компрессионная обработка, модификация периодическим деформированием (вибрация, ультразвуковая обработка), воздействие электрических и магнитных полей [4]. Данные методы позволяют улучшить

В ряде работ [44, 66-72] показано, что с помощью наполнителей различной природы и характеристик можно регулировать электретные свойства полимеров.
В работе [71] изучали короноэлектреты на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) и его композиций с различным содержанием электризуемого полимерного наполнителя - фторопласта-4 (Ф-4). На начальном этапе авторы подтвердили, что скорость релаксации заряда в короноэлектретах на основе ПЭВД при повышенной влажности воздуха увеличивается, что связано с повышением поверхностной электропроводности полимеров и предпочтительной релаксацией гомозаряда в поверхностных и приповерхностных слоях. Необратимый спад заряда в электретных пленках, хранящихся во влажной атмосфере, объяснили пробоями в пленке и процессами нейтрализации гомозаряда вследствие собственной проводимости электретного материала [71].
Исследования композиций ПЭВД с Ф-4 показали, что наполнение может существенно увеличить электретные характеристики. Причем кривая «электретные характеристики - содержание наполнителя» имеет максимум при определенном уровне наполнения [71-72].
Повышение значений электретных характеристик связано с появлением в материале новых ловушек инжектированных носителей зарядов, находящихся на границе раздела фаз полимер-наполнитель с широким интервалом энергий. Граница раздела фаз представляет собой межфазную область со своей структурой и свойствами, которая влияет на электретные свойства. Увеличение содержания наполнителя в композиции увеличивает число данных ловушек, что должно приводить к улучшению электретных характеристик. Граница раздела аморфной и кристаллической фаз ПЭВД также служит ловушкой инжектированных зарядов. При наполнении происходит изменение ее площади, что обуславливает изменение исследуемых свойств. Кроме этого, Ф-4 является хорошо электризуемым в поле коронного разряда материалом, что влияет на электризуемость композиции в целом [71-72].