Биотехнология утилизации органических отходов путем создания гибридных композитов

• Автор: Легонькова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Концепция биодеградации полимерных композиционных материалов

1.1. Биодеградируемые материалы

1.2. Биотехнология деградируемых полимеров

1.2.1. Полигидроксиалканоаты

1.2.2. Полимерные материалы на основе крахмала

1.2.3. Полилактид и его сополимеры

1.2.4. Протеинсодержащие полимеры

1.2.5. Алифатические ароматические сополимеры

1.3. Методологическая оценка биодеградируемости полимеров в проблеме охраны окружающей среды
1.4. Полимерные биодеструкторы
1.5. Биоповреждения синтетических полимерных материалов ГЛАВА 2.0бъекты и методы исследования
ГЛАВА 3. Физикохимические принципы создания биоразлагаемых композиционных систем с использованием наполнителей и полимеров различной химической природы
3.1. Исследование деформационнопрочностных свойств ПКМ на основе полимеров различной химической структуры при наполнении двумя типами наполнителей
3.2. Прогнозирование физикомеханических свойств многокомпонентных ПКМ
3.3. Роль наполнителей в процессе формирования ПКМ Заключение
ГЛАВА 4. Влияние условий окружающей среды на свойства полимеров и ПКМ
4.1. Свойства полимеров и ПКМ, обусловленные воздействием агрессивных сред воды
4.2. Экономический эффект от пролонгированного выноса питательных веществ в окружающую среду
4.3. Свойства исследуемых материалов при инкубировании в почвах
Заключение
ГЛАВА 5. Биоповреждения промышленных полимеров под действием почвенных микромицетов
5.1. Исследования почвенной микробиоты в контакте с ПКМ и полимерами , .
5.2. Биоповреждения термпопластичного полиуретана
5.3. Биоповреждения поливинилового спирта
5.4. Биоповреждения сополимера акриловой кислоты и стирола
5.5. Биоповреждения полиамида
5.6. Биоповреждения севилена Заключение
ГЛАВА 6. Общие и специфические особенности
биодеструкции ПКМ на основе синтетических полимеров
ГЛАВА 7. . Экотоксикологически исследования
безопасности утилизации ПКМ
ЛИТЕРАТУРА


При этом содержание воды такого термопластично перерабатываемого крахмала ТРРБ должно быть менее , . Крахмал де структурирован в композитах с синтетическими полимерами полиэтиленом, поливиниловым спиртом. Содержание крахмала вместе с пластификатором в таких системах может быть около . Структура композита состоит из трех фаз деструктурированный крахмал, полимер синтетический, зона проникновения, характеризующаяся сильным взаимодействием между двумя предыдущими фазами. Проявляются хорошие для упаковочных целей физикомеханические свойства, однако остается спорным вопрос о биоразлагаемости таких материалов 2. Композиты, содержащие крахмал и поливиниловый спирт, могут образовывать самые разнообразные морфологические структуры в зависимости от степени гидрофильности синтетического сополимера и проявлять свойства, зависящие от условий производства, вида крахмала и состава сополимера 3. Было обнаружено, что материал, содержащий крахмал при соотношении амилазаамилопектин равном , не изменял своего внешнего вида даже при кипячении. Биоразложение таких материалов увеличивали с помощью введения СО хрупп, ттувствительных к фотодеструкдии, в молекулярную цепочку. Такие материалы перерабатываются традиционными методами, возможно получение вспененных изделий. Применяются композиты крахмала и алифатических полиэфиров. Известно, что алифатические полиэфиры полилактид, , и его сополимеры с низкой температурой плавления очень трудны для переработки традиционными способами. Кроме , применяют алифатические ароматические эфиры, эфиры, получаемые реакцией взаимодействия 1,4бутандиола и янтарной иили себациновой, иили азелаиновой кислотами, полигидроксиалканоатами. В системы вводят комплексообразующие агенты диизоксисукцинаты, эпоксиды, слоистые органосиликаты, приводящие к образованию двух видов надмолекулярных структур капельновидной и слоистой. Наличие двух структур и большого количества производных данной системы объясняет широкий спектр механических, химических, реологических свойств материалов i v, обладающих на этой основе разными сроками биоразложения. Известны системы крахмала и целлюлозы, крахмала и ацетата или бутирата целлюлозы в присутствии глицерина и эпоксидированного соевого масла. За последние лет материалы на основе крахмала доказали, что могут предложить оригинальные решения с технологической и экологической точек зрения. Таким образом, полилактид и его сополимеры являются как биотехнологическими продуктами, так и продуктами технологии химического синтеза. Стадия полимеризации молочной кислоты может быть проведепа путем дегидратации при повышенных температурах. Однако, процесс требует больших энергетических затрат, при этом получаемый продукт обладает низкой молекулярной массой. Либо путем полимеризацией с раскрытием цикла димера молочной кислоты в присутствии катализаторов при этом методе обладает высокой молекулярной массой и удовлетворительными технологическими свойствами. Механизм реакции может быть самым различным анионный, катионный, координационный. В качестве катализаторов наиболее часто используются кислоты Льюиса в виде солей алюминия, олова, титана, цинка, редко щелочноземельных металлов, алкоголятов щелочных металлов. Оловосодержащие катализаторы наиболее доступны и эффективны. За рубежом некоторые из них хлорид олова, 2этилгексоноат олова разрешены для применения в качестве пищевых добавок, поэтому они чаще всего используются в реакциях полимеризации 47. Полилактид, полученный из молочной кислоты, представляет собой хрупкий материал, является частично кристаллическим полимером степень кристалличности с температурой плавления 04С, температурой стеклования С, температурой кристаллизации 05С 8, 9. Зависимость некоторых свойств от содержания молочной кислоты в полимере представлена в табл. Его сополимер с молочной кислотой характеризуется пониженной температурой плавления, улучшенными технологическими свойствами, поэтому более перспективен с экономической точки зрения.