Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Биоразлагаемые композиции на основе полиэтилена высокой плотности и крахмала : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.06

Год: 2005

Номер работы: 50759

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Современная техника требует создания полимерных материалов, свойства которых не изменяются при эксплуатации в течение длительного времени. Воздействие окружающей среды (воды, кислорода воздуха, солнечного света и биологических агентов-микробов, грибов, насекомых и др.) сокращает срок службы многих изделий из полимерных материалов. В связи с этим возникает необходимость создания и использования специальных стабилизаторов и биопротекторов [1]. Вместе с тем огромное количество полимерн

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Биоразлагаемые полимерные материалы Разработана серия биоразлагаемых материалов различного состава и назначения с применением крахмала и других добавок. Установлено, что молекула полисахарида крахмала совмещается с макромолекулами синтетических полимеров [6,7-18]. Недостатком таких крахмалсодержащих продуктов является их повышенная способность к впитыванию влаги, в результате чего они могут оказаться непригодными для упаковки продуктов с повышенной влажностью,

Синтетические композиционные биоразлагаемые пластики Несмотря на то, что в области создания биодеградируемых полимеров активно развиваются направления по получению полиэфиров на основе гидроксикарбоновых кислот, а также композиционных материалов с использованием природных полимеров, важное место в исследованиях занимает проблема придания свойств биоразложения хорошо освоенным многотоннажным промышленным полимерам: полиэтилену, полипропилену, поливинилхлориду, полистиролу и полиэтилентерефтала

Строение нолнсахаридов крахмала и глнкогена. Полисахариды крахмала. Важнейший продукт фотосинтеза содержащий хлорофилл растении крахмал - был известен и использовался человечеством еще в глубокой древности [124]. Начало систематического изучения крахмала следует отнести к 1811 году, когда русский ученый К. Кирхгофф [ 8 ] обнаружил превращение крахмала в сахар под влиянием минеральной кислоты. Осахаривание крахмала происходило также и при действии водной вытяжки из солода, однако, получающийся

3.1. Сравиительная характеристика ПЭВП и ПЭНП Изучен полиэтилен высокой и низкой плотности различных промышленных марок, отличающихся индексом расплава, наличием или отсутствием стабилизаторов [124]. Строение и свойства полиэтилена приведены в таблице

1.1.: Таблица

1.1 Сравнительная характеристика полиэтилена высокой и низкой плотности Показатели Строение Полиэтилеи высокой илотности -Cri2-Cri2-Crl2-Cri2- Полиэтилеи низкой плотиости -СН2-СН-СН2СНз Функциональные группы на 1000

. Первичные реакции возбуждённых карбонильных грунн в полимерах. Так как реакции фотодеструкции протекают даже под действием света с А,>300 нм, предполагают, что химическое действие ультрафиолетового излучения на эти полимеры обусловлено наличием карбонильных групп, расположенных вдоль полимерной молекулы [138,150-152]. Эти группы могут образовываться в различных неконтролируемых реакциях при синтезе и переработке полимера.

Введение карбонильных групп в полимер приводит к сдвигу по

В отсутствие воздуха чистый полиэтилен представляет собой относительно устойчивый к действию ультрафиолетового света материал. При длительном облучении коротковолновым УФ-светом (253,7

нм) в вакууме или в атмосфере азота протекают процессы разрыва цепи (

1.20) и отрыва атомов водорода (

1.21). Кроме того, наблюдают сшивание макромолекул (

1.23.) и выделение водорода (

1.24.) cii.

-cii,--t ||. (

1.20) (:iL.

-c:ii,~ уз^ з с и ^ - с п , (l .21)

Глава П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. В работе Исходные реагенты полиэтилен ПЭВП промышленного крахмал кукурузный был использован (ПЭ-273), производства крахмалит модифицированный ТУ-9187-144-00008064-97, глицерин (ГОСТ 6259-75), кислота соляная, гидрооксид натрия, вода дистиллированная (ГОСТ 1202072, Прил.1). Таблица

2.1 ПЭ-273 ТУ 2243-104-00203335-91 № 1 2 3 Наименование показателя Плотность, г/см^ Показатель текучести расплава, г/10 мин. Разброс показателя текучести расплав

: Таблица

2.5 Наименование иоказателей Внешний вид Цвет Запах Массовая доля влаги, % не более Массовая доля обш;ей золы в пересчете на сухое вещество, % не более, в том числе: • золы (песка), нерастворимой в 10% соляной не более Кислотность расхода 0,1 н.раствора NaOH на нейтрализацию 100 г сухого вещества см ^, не более Массовая доля протеина в пересчете на сухое вещество, % не более Массовая доля сернистого ангидрида кислоте (в крахмале, предназначенном для пищевых целей), % Норма

. Показатель текучести расплава (ПТР), характеризующий реологические свойства расплавов ПЭ-273 (нестаб.) и его композиций с крахмалом определялся на автоматическом капиллярном вискозиметре типа ИИРТ-М при температуре 463 °К и нагрузках 2,16 и 21,6 (ГОСТ 11645-73), с использованием автоматических весов ВЛР-200.

2.4. Испытание на разрыв. Изучение деформационно- прочностных свойств. Изучение деформационно-прочностных свойств ПЭ-273 (нестаб.) и его композиций проводят на образцах в виде полосок (ГОСТ

25.601-80) с размером 100 х 10 х 0,1 мм. Полоски закрепляют в плоских зажимах разрывной машины модели ZMGi — 250 и растягивают при постоянной скорости взаимного перемещения захватов 10 мм /мин при комнатной температуре и нагрузке 50 кг (ГОСТ

17.316-71) [132 ] Показатель прочности полимера в

2.6. Морфологические исследования образцов исходного полиэтилена и комиозиций «полиэтилен + крахмал»

2.6.1. Исследование ИКС. ИКспектры исследуемых полимеров были получены на ИК- спектрофотометре «Spekord 75 JR» (Германия) при комнатной температуре. В качестве образцов использованы пленки толшиной 0,05-0,07 мм, полученные методом прессования согласно условиям ГОСТ 16338-85.

2.6.2. Исследования электронной н сканирующей зондовой микросконнн. Исследования электронной микроскопии нроводились с использованием оптического микроскопа МБС-1 с разрешением 10 мкм и цифрового фотоаппарата. Исследования проводились сканирующим зондовым микроскопом Образец Solver Pro сканированием образцов. устанавливается непосредственно на сканер и перемещается вместе с ним относительно зонда. Размер образца до 40 * 10 мм, минимальный шаг сканирования - 0,0004 нм. Позицирование обра

2.7. Методика рентгеноструктурного анализа. Принцип действия дифрактометра ДРОН-6 основан на дифракции рентгеновских лучей от атомных плоскостей кристаллической рещетки исследуемого вещества. Полученные рентгенограммы идентифицируются, используя картотеку эталонных образцов (PDWIN). Выявление фаз осуществлялось сравнением полученного ряда межплоскостных расстояний с табличными значениями [148,149]. Сопоставление (в пределах ощибки эксперимента) опытных и табличных значений межплоскостных

2.8. Исследование химической стойкости иолимеров. Было изучено также действие агрессивных сред на полученные образцы по ГОСТ 12020-72. В качестве агрессивных сред использовались: НС1 — 10% раствор, NaOH- 10% раствор. Кроме того было изучено поведение образцов при контакте с дистиллированной водой.

2.9. Исследование воздействия ультрафиолетового излучения иа нолученные комнозиции. Ускоренные испытания малой длительности проводились в устройстве для облучения (везерометре) согласно ГОСТ

11279.2-83. В везерометре образцы в виде пластинок устанавливают барабана, на наружной стороне вокруг вертикального цилиндрического вращающегося ультрафиолетовой лампы. Облучение образцов происходит при температуре 40 °С и длине волны Я,>300нм. Известно [138], что облучение в течение 100ч

2.10. Исследование поведения композиций при биоразложеиии в иочве. Биоразложение в почве является сложным процессом, на скорость и заверщенность которого влияют не только строение и свойства полимера и полимерного материала, но и окружающие условия. Из окружающих условий первостепенное влияние оказывают влажность, температура, рН -среда, свет, а также такой комплексный фактор как контакт с почвой и тип почвы. В сою очередь тип почвы это комплекс соответствующих факторов и соответствующее соо

Глава III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ На основе анализа научно-технической и патентной литературы в настоящее время можно определить несколько направлений получения биоразлагаемых полимеров: 1. Смеси полимеров.

1.1. Смеси синтетических и природных полимеров.

1.2. Смеси синтетических полимеров. 2. Синтез полимеров.

2.1. Типы полимеров: сложные полиэфиры, полиамиды, полиамидоэфиры, полиуретины, полиангидриды. 3. Синтез полимеров из олигомеров и удлинителей цепи.

3.1. Удлини

3.1 Исследование реологических и физико-мехаиических свойств исходного 11Э-273 и комнозиций на основе ПЭ-273+крахмал. Исследование реологических и физико-механических свойств полученных композиций представлены в табл.

3.1. Таблица

3.1 Физико-механические свойства прессованных образцов композиций на основе полиэтилена и крахмала. № Состав композиций,% полиэтилен крахмал ПТР ^^^^ ^^^ ПТР

21.6 '^"

2.16 <Ур.,МПс ^ отн ' ^ разрыве при ^'^^^ 100 98,5 97 95 93

3.2. Морфологические исследоваиия илеиок исходного иолиэтилена и комиозиций «иолиэтилеи + крахмал» Исследования ИК-спектров (рис.

3.1,

3.2.) пленок исходного полиэтилена и полученных смесей ( в частности, ПЭ-273 + 5% крахмала) показывают, что в процессе термической обработки происходят некоторые изменения в области 1300-900 см"'. Это, по-видимому, свидетельствует об образовании полиэтилена с крахмалом, соединений включения и Н-комплексов[158]. Кроме того, исследования, выполн

3.3. Исследование диэлектрических свойств исходиого ПЭ-273 и комиозиций ПЭ-273 + крахмал

Введение крахмала повышает полярность и значения тангенса угла для электрических потерь (рисЗ. 11-

3.21). На графике видно, что значения tg5 неизменны до 120°С, значения tg6 с учетом этой частоты Ю^Гц (Ю'^'-Ю"^) соответствуют приводимым в литературе [110, 146]. Это соответствие важно с той точки зрения, что затем наблюдение и выводы, относяшиеся к композиции ПЭ+К можно распространить (обо

. Было изучено действие агрессивных сред на полученные образцы по ГОСТ 12020. В качестве агрессивных сред использовались: НС1 - 10% раствор, NaOH- 10% раствор. Кроме этого было изучено поведение образцов при контакте с дистиллированной водой. Химическая деструкция, которая наблюдается при контакте полимеров с агрессивными веществами, представляет собой сложный физикохимический процесс [143,146,147]. При этом могут происходить самые различные изменения в структуре полимера:

1) разложен

3.5. Исследование воздействия ультрафиолетового излучеиия иа полученные композиции. Ускоренные испытания малой длительности проводились в устройстве для облучения (везерометре) согласно ГОСТ

11279.2-83. В везерометре образцы в виде пластинок устанавливают на наружной стороне вертикального цилиндрического барабана, вращающегося вокруг ультрафиолетовой лампы. Облучение образцов происходит при температуре 40 °С и длине волны ?1>300нм. Известно [138], что облучение в течение 100ч в везер