СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОДЕГРАДИРУЕМЫХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ПРИРОДНОЙ ДОБАВКИ

Автор: Иветта Арамовна Варьян

Соавторы: Попов А.А.

Организация: Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН; Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова

По мере увеличения объемов накопленных твердых синтетических отходов, характеризующихся высокой устойчивостью к внешним факторам окружающей среды, перед нами встает задача получения материалов, которые быстро поддаются биологическому разложению в окружающей среде под воздействием абиотических и биотических факторов. Сегодня создание композиций из широко используемых промышленных полимеров с натуральными добавками в качестве питательных сред является актуальной экологической проблемой. Сочетание синтетических полимеров, характеризующихся относительно высокой устойчивостью к различным факторам окружающей среды, и натурального каучука, разлагаемого почвенными микроорганизмами, придает получаемому материалу свойства, присущие обоим полимерам. Использование таких материалов способствует минимизации загрязнения окружающей среды полимерными отходами. Огромные масштабы промышленного производства и широкий спектр применения полиэтилена свидетельствуют о том, насколько важно разрабатывать новые материалы на его основе. Такие материалы должны обладать нужными физико-механическими свойствами и в то же время поддаваться биологическому разложению в определенных условиях.

В данной работе мы использовали необработанный натуральный каучук (продукт растительного происхождения, который довольно быстро разрушается в результате окисления и биологических процессов) в качестве добавки к полиэтилену низкой плотности (ПЭНП).

Проведено исследование влияния натурального каучука в образцах композитов, содержащих 10-50 мас.% натурального каучука на физико-механические свойства, фазовую морфологию и интенсивность биодеструкции композита в лабораторных условиях. Прочность композиции на растяжение и относительного удлинение были измерены с помощью машины для испытания на растяжение Devotrans со скоростью 100 мм/мин.

Результаты измерения контактного угла смачивания. ПЭНП 100 (а), ПЭНП/НК 90/10 (б), ПЭНП/НК

70/30 (в), ПЭНП/НР 50/50 (г).

Если к полиэтилену добавить 10 мас. % натурального каучука, относительное удлинение резко уменьшается, что связано с образованием гетерогенной системы, в которой домены натурального каучука действуют как дефектные структуры в полиэтиленовой матрице. По мере того как система превращается во взаимопроникающую двухфазную систему (более 30 мас. % натурального каучука), относительное удлинение увеличивается. В то же время прочность на разрыв неуклонно растет с увеличением содержания натурального каучука в смеси. Анализ механических свойств материалов показывает эффективность и перспективную область применения таких композитов.