ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Общие сведения об упаковывании готовой продукции 6
1.2 Полимерные материалы для производства упаковки 7
1.3 Технология получения полимерной упаковочной тары и пленки 8
1.4 Полимерные упаковки медицинского назначения 10
1.5 Требования к упаковочным изделиям медицинского назначения. Стандарт
GMP 15
1.6 Упаковка на основе биодеградируемых полимерных материалов 18
1.7 Биоразлагаемые упаковки на основе полимолочной кислоты 22
1.7.3. Деградация полимолочной кислоты 24
1.7.4. Стерилизация полилактида 25
1.7.5. Биоразлагаемые композиции на основе ПЛА 25
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
2.1 Объект исследования 31
2.2.1. Изготовление образцов 31
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 34
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49
В последние десятилетия в индустрии товаров господствующее положение занимают изделия из пластмасс. Их используют в различных сферах жизнедеятельности человека: пищевая промышленность, техника и
машиностроение, медицина, канцелярские товары, хозяйственная утварь и т. д. В настоящий момент времени наибольшей популярностью обладают одноразовая тара и упаковка, изготовленные преимущественно на основе полимеров из нефтяного сырья. Подобная тенденция обусловлена их высокими физико-механическими свойствами и уникальными химическими свойствами. Однако, такое масштабное производство и использование пластика оказывает пагубное влияние на экологическую обстановку. Главная опасность применения пластика заключаются в длительном сроке распада — от 100 до 450 лет, а также в негативном влиянии на здоровье человека и животных в результате выделения вредных и токсичных веществ при утилизации. В связи с этим, на сегодняшний день ставится вопрос о целесообразности применения данного материала. Решение проблемы видится в создании биополимеров, которые сохраняют эксплуатационные характеристики в течение срока службы, а затем распадаются на безвредные для природы и человека вещества. На данный момент одним из самых перспективных биопластиков считается полимолочная кислота (полилактид), мономером которого является молочная кислота. В целом свойства полилактида сопоставимы с обычными синтетическими полимерами, например, такими как полиэтилентерефталат (PET), полистирол (PS) и т. д. Такие показатели как предел прочности при растяжении, прочность на изгиб, модуль упругости на изгиб, ударная вязкость, теплостойкость выше у ПЛА, чем у полимеров на нефтяной основе. Говоря о полимолочной кислоте важно отметить то, что она разлагается на безвредные вещества (воду и углекислый газ) в естественных условиях и синтезируется из природных и возобновляемых ресурсов. Поэтому вопрос создания биоразлагаемой упаковки на основе полимолочной кислоты набирает все большую популярность.
Важно отметить, что ПЛА биосовместимый и биорезорбируемый полимер, а продукт деполимеризации - молочная кислота является химическим соединением, образующемся в тканях мышц при распаде глюкозы. В связи, с чем его активно применяют в медицине при изготовлении рассасывающихся в организме систем для остеосинтеза (пластины и винты, стержни, шины) и хирургических нитей. Он устойчив к действию УФ-излучения. Для ПЛА можно использовать паровую, радиационную, газовую стерилизации (окисью этилена). Таким образом, можно сделать вывод, что полилактид возможно применять также для производства изделий медицинского назначения (ампулы), производства упаковок для лекарственных средств и для медицинских инструментов.
Известно, что полилактид часто смешивают с крахмалом для увеличения скорости разложения полимера, за счет гидрофильных свойств крахмала, а также для увеличения рентабельности производства поскольку полимолочная кислота имеет относительно высокую стоимость.
Цель работы: исследовать свойства биодеградируемых композиций на основе полимолочной кислоты.
Задачи:
- анализ научно-технической литературы по производству, применению и утилизации полимерной потребительской упаковки;
- анализ научной и патентной литературы по синтезу биоразлагаемых материалов на основе ПЛА;
- исследование влияния крахмала на скорость разложения и физико-механические свойства полученного материала ;
- исследование влияния радиационной стерилизации на физико-механические свойства полученных композиций ;
- рассчитать затраты на проведение научно-исследовательской работы
С каждым годом производство и потребление пластиковой упаковки возрастает. В связи с чем, важным является вопрос о создании биоразлагаемого материала. Наиболее перспективным биополимером является полилактид, который синтезируется из природных возобновляемых ресурсов и разлагается на воду углекислый газ и гумус.
В соответствии с проделанной работой можно сделать следующие выводы:
- добавление к ПЛА термопластичного крахмала приводит к увеличению ПТР. Причем на ПТР композиций влияет количество и тип присутствующих пластификаторов. Замена % частей глицерина на сорбит увеличивает ПТР в 1,2 раза;
- ухудшение физико-механических свойств композиций обусловлено недостаточно хорошей совместимостью ПЛА и ТПС. Слабая межфазная адгезия не позволяет переносить напряжение через поверхность раздела, что приводит к плохой прочности;
- относительное удлинение композиций ПЛА/ТПС по сравнению с чистым ПЛА возросло. Пластичность ПЛА+ТПС1 увеличилось в 9,2 раза, а ПЛА+ТПС5 в 12 раз. Таким образом, в присутствии двух пластификаторов пластичность композиций выше;
- у образцов, содержащих ТПС, уменьшение массы происходит интенсивнее. Наибольшее уменьшение массы (30%) наблюдается у композиции ТПС2 с содержанием глицерина 50 мас.ч;
- влияние радиационной стерилизации (электронное излучение) поглощенной дозой 15-25 кГр на полученные композиции не значительно. У композиции ПЛА+ТПС1 прочность уменьшается в 1,1 раза, а у ПЛА+ТПС5 в
1,3 раза;
- затраты на проведение научно-исследовательской работы составили 38 899 рублей.
