Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 Полимолочная кислота 5
1.1.1 Строение и свойства полимолочной кислоты 5
1.1.2 Фазовая структура, физико-химические и механические свойства полимолочной кислоты 6
1.1.3 Растворимость полимолочной кислоты 9
1.1.4 Химические свойства полимолочной кислоты 9
1.1.5 Получение полимолочной кислоты 11
1.2 Полибутиленадипат/терефталат 12
1.2.1 Свойства полибутиленадипат/терефталата 12
1.2.2 Синтез полибутиленадипат/терефталата 13
1.3 Композиции на основе полимолочной кислоты и полибутиленадипат/терефталата.. .14
1.4 Способы увеличения совместимости полимолочной кислоты с полибутиленадипат/терефталатом 16
1.4.1 Применение полимерных добавок, улучшающих совместимость в смеси полимолочной кислоты с полибутиленадипат/терефталатом 16
1.4.2 Реакционноспособные химические вещества в качестве средства совместимости
в смесях полимолочной кислоты с полибутиленадипат/терефталатом 18
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 21
2.1 Характеристика объектов исследования 21
2.2 Получение полимерных композиций 22
2.3 Получение пленочных материалов 24
2.4 Методы исследования композиций 25
2.4.1 Подготовка образцов полимерных композиций к механическим испытаниям....26
2.4.2 Определение физико-механических характеристик 27
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 29
3.1 Анализ пленочных композиций китайских производителей 29
3.2 Получение смесей полимолочной кислоты с полибутиленадипат/терефталатом и
исследование их физико-механических свойств 31
3.3 Использование пероксидов в качестве добавок, увеличивающих совместимость смеси полимолочной кислоты с полибутиленадипат/терефталатом 34
3.4 Композиции на основе полимолочной кислоты и полибутиленадипат/терефталата,
пероксида и неорганических наполнителей 36
4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 38
ВЫВОДЫ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 40
ПРИЛОЖЕНИЕ 48
В настоящее время производство полимерных изделий в мире достигло больших объемов и продолжает расти. После использования полимерные промышленные и бытовые отходы попадают в мусорные отвалы. Радикальным решением проблемы «полимерного мусора» является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях к биоразложению с образованием безвредных компонентов.
Лидирующее положение на мировом рынке биоразлагаемых полимерных материалов занимает полимолочная кислота. Мономер полимолочной кислоты получают из возобновляемых растительных ресурсов. Материалы на основе полимолочной кислоты широко используются для создания шовных нитей, в качестве матрицы костных имплантатов, полимерной составляющей систем адресной доставки лекарств, филаментов для 3d-печати. Но основаная масса биоразлагаемых полимеров применяется для изготовления одноразовой посуды и упаковочных материалов. Хорошими перспективами совмещения с полимолочной кислотой обладает биоразлагаемый, получаемый из нефтяного сырья полибутиленадипат/терефталат, который отличается от полимолочной кислоты большей гибкостью и эластичностью.
Цель работы: получение биоразлагаемых композиций на основе полимолочной кислоты и полибутиленадипат/терефталата, улучшение совместимости полимерных составляющих и изучение физико-механических свойств.
Для решения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:
1. Выбор объектов исследования;
2. Определение целевых диапазонов наиболее важных физико-механических характеристик пленочных композиций китайских производителей;
3. Получение композиций на основе полимолочной кислоты и полибутиленадипат/терефталата в присутствии компатибилизирующих добавок;
4. Исследование физико-механических свойств полученных композиций.
Работа выполнена на базе Центра исследований компаундов НОЦ ПИШ «Агробиотек» и кафедры ВМС и нефтехимии ХФ ТГУ. Результаты представляют интерес для биотехнологической отрасли АПК при создании биоразлагаемых полимерных упаковочных материалов.
1. На основании результатов исследования пленочных композиций китайских производителей определены объекты исследования - биоразлагаемые полимеры ПМК и ПБАТ, а также композиции на их основе.
2. Определено, что пленочные композиции китайских производителей представляют собой смесь ПМК, ПБАТ и мела. Исследованы их физико-механические свойства, определены целевые диапазоны (прочность при разрыве: 12-32 МПа; относительное удлинение: 160-670 %; модуль упругости: 24-32 МПа) наиболее важных физико¬механических характеристик для пленочных материалов.
3. Получены композиции на основе ПМК и ПБАТ с пероксидами дикумила, бензоила и трет-бутила в качестве компатибилизирующих добавок и мела.
4. Исследованы физико-механические свойства полученных композиций, определены составы в наибольшей степени соответствующие целевому диапазону. Показано, что композиции с добавлением трет-бутил пероксида демонстрируют свойства, в большей мере подходящие для производства пленочных материалов.
