Роль химической структуры полипропиленов в биодеградации их композиций с целлюлозосодержащими материалами

• Автор: Луканина, Юлия Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕ1ШЯ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9

1.1. Зависимость физических свойств полимеров от их структуры 9

1.1.1. Конфигурационные эффекты.

1.1.2. Конформационные эффекты

1.1.3. Введение звеньев другой химической природы

1.1.4. Влияние надмолекулярной структуры на свойства полимеров.

1.2. Биополимеры

1.2.1. Классификация биополимеров.

1.2.2. Биополимеры содержащие полиолефииы и целлюлозу
1.2.3. Биополимеры содержащие древесину
1.3. Основные свойства полипропилена, его сополимеров и
их применение
Заключение по литературному обзору.
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследовании
2.2. Технологический процесс изготовления пленочных образцов композиционных материалов
2.3. Методы исследования
2.3.1. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии
2.3.2. Определение физикомеханических характеристик
2.3.3. Ренгеноструктурный анализ морфологии добавок
2.3.4. Метод инфракрасной спектроскопии
2.3.5. Термогравиметрический анализ
2.3.6. Оптическая микроскопия
2.4.7. Методика определения устойчивости пленок в водной среде
2.3.8. Оценка скорости роста и развития микромицетов на изучаемых системах
2.3.9. Оценка степени воздействия почвы на композиционные материалы
ГЛАВА III. ЭКСГТЕРИМННТАЛЬНАЛ ЧАСТЬ
3.1. Исследование структу ры и свойств добавок
3.2. Физикомеханические свойства изучаемых
КОМПОЗИЦИЙ
3.3. Исследование структуры полимерной матрицы в композиционных материалах
3.4. Воздействие факторов окружающей среды на смесевые композиции
3.4.1. Исследование воздействия воды на изучаемые системы
3.4.2. Исследование воздействия микромицетов на изучаемые системы
3.4.3. Определение биодеструкции композиционных материалов при воздействии почвы
ЛИТЕРАТУРА


Следует отметить, что все описанные выше пути решения проблемы являются энергетическими и стоимость затрат на сбор, классификацию, очистку и переработку могут двукратно превышать затраты на производство исходной упаковки 2. Одним из решений проблемы полимерного мусора является создание биоразлагаемых полимерных материалов. Подобные полимерные материалы под влиянием факторов окружающей среды способны разлагаться в течение нескольких месяцев после выхода из эксплуатации. Актуальность работы. Полиолефины например, полипропилен не подвергаются биологическому разложению поскольку они гидрофобны и их молекулы слишком велики, тем не менее, они являются крупнотоннажными, и прекратить их выпуск в настоящий момент не возможно. Одним из способов придания им биоразлагаемых свойств является их смешение с природными биоразлагаемыми материалами. Но не решен ряд вопросов, касающихся влияния химической структуры полимерной матрицы на биоразлагаемые свойства. В данной работе изучали влияние воды, микромицетов и почвы на композиционные материалы полипропилен, его сополимеры блочный и статистический сополимеры пропилена с этиленом с целлюлозосодержащими наполнителями целлюлозой и древесной мукой. Цслыо работы являлось создание, изучение структуры и свойств новых композиционных материалов на основе полипропиленов и целлюлозосодержащих материалов. Моделирование влияния факторов окружающей среды вода, микромицеты, почва и выявление изменений происходящих в материале, позволит оценить влияние химической структуры полимерной матрицы и состава целлюлозосодержащих материалов на протекание процессов биоразложения. Постановка задачи. Научная новизна работы. Выявлены основные факторы, определяющие биодеструктивные свойства композиций на основе полипропиленов с природными целлюлозосодержащими соединениями. Показано что при введении древесной муки, имеющей более низкую степень упорядоченности структуры, чем целлюлоза, ярче выражено формирование низкоплавких кристаллических образований в полимерной матрице. Физикохимическими методами изучено воздействие факторов окружающей среды вода, микромицеты, почва на композиционные материалы в зависимости от химической структуры полимерной матрицы и состава целлюлозосодержащих материалов. Впервые показано, что к числу наиболее эффективных факторов, придающих биоразлагаемые свойства изучаемым композиционным материалам, относятся нарушение химической структуры за счет статистического распределения этиленовых звеньев в полипропиленовой цепи и введение в качестве наполнителя древесной муки. Защищаемые положении. Характер биодеструкции композиционных материалов на основе полипропиленов и природных добавок определяется первичной структурой макроцепи и химической природой и морфологией добавки. Композиционный материал на основе синтетического полимера, имеющего наиболее разу порядочен ную надмолекулярную структуру, обладает максимальной скоростью биодеструкции. Древесная мука является более эффективной добавкой для придания биоразлагаемых свойств, чем целлюлоза. Воздействие почвы на композиционные материалы сопровождается несколькими процессами водпоглощением, вымыванием, деструкцией. Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано печатных работ 4 статьи в отечественных и зарубежных журналах 1 статья входит в перечень журналов рекомендованных ВАК и тезисов в сборниках трудов научных конференций. М.В. Ломоносова. Москва, г. Москва, г. VI ежегодная международная конференция Биохимическая физика ИБХФ РАН Вузы, Москва, г. VII ежегодная международная конференция Биохимическая физика ИБХФ РАН Вузы, Москва, г. IV Московский международный конгресс Биотехнология состояние и перспективы развития, Москва, г. XIX Симпозиум Современная химическая физика. Туапсе, г. VIII ежегодная международная конференция Биохимическая физика ИБХФ РАН Вузы, Москва, г. IX ежегодная международная конференция Биохимическая физика ИБХФ РАН Вузы, Москва, г. XII i i i . Конференция Химия и полная переработка биомассы леса, СанктПетербург, г. Пятая всероссийская Каргинская конференция Полимеры , Москва, г.