Влияние природы наполнителя на свойства композита «поливиниловый спирт : полисахарид»
Аннотация
При получении и применении высоконаполненных композитов на основе поливинилового спирта (ПВС) возникает вопрос оценки влияния особенностей структурообразования при формовании на свойства материала. Целью данной работы является исследование влияния природы наполнителя и наличия пластификатора при получении высоконаполненных композитов «ПВС-1799 : полисахарид (ПС)» на основные эксплуатационные показатели (прочность, водопоглощение, биодеструкция). В качестве наполнителей использовали микроцеллюлозу древесную (МЦД), крахмал кукурузный (КК), клетчатку кофейного зерна (ККЗ), часть образцов была модифицирована пластификатором (П) – глицерином (в количестве 5 об.%). Содержание наполнителя составляло от 50 до 80 об.%. Композиты в виде пластин получали жидкофазным совмещением 5%-го раствора ПВС и порошка ПС с последующим обезвоживанием в вакуум-сушильном шкафу. Установлено, что максимальную прочность после вымачивания имеет образец ПВС:КК:П, его напряжение при разрыве снизилось лишь в 5 раз, а удлинение при этом возросло в 17 раз (для сравнения – у образцов ПВС:МЦД:П и ПВС:ККЗ:П напряжение при разрыве снизилось в 43 и 14 раз, а удлинение возросло в 5и 4 раза соответственно). Показано, что водопоглощение ПВС выбранной марки достигает 800% по массе в первые 5 минут вымачивания, при содержании в ПВС 80 об.% наполнителей различной природы водопоглощение снижается в 3-15 раз. Установлено, что наибольший коэффициент диффузии - у образца, наполненного ККЗ, наименьший – у крахмалонаполненного ПВС, что можно объяснить различной плотностью упаковки молекулярных и надмолекулярных структур. Предварительные испытания компостируемости исследуемых композитов показали, что для их полной биодеградации потребуется не менее 6 месяцев воздействия деструкторов. Для композита ПВС:МЦД при содержании наполнителя 50, 65 и 80 об.% потеря прочности через 6 месяцев компостирования составила 89, 87 и 95%, а индекс деструкции – 9, 8, 19 соответственно. Предварительно установлено, что скорость биодеградации при компостировании композитов ПВС:ПС увеличивается в ряду ПВС:КК < ПВС:ККЗ < ПВС:МЦД.
Скачивания
Литература
Korchagin V.I., Studenikina L.N., Plastic masses, 2019, No 9-10, pp. 52-55
Qiu K., Netravail A.N. Biodegradable Polymers. Volume 1: Advancement in biodegradation study and applications. Nova Science Publishers Inc., NewYork, 2015, pp. 325-379.
Guo B., Zha D., Li B., Yin P. et al., Materials, 2018, Vol. 11, No 4, pp.640-643
Lazareva T. G., Ilyushenko I. A., Alimov I., Highmolecular compounds. Series A, 1994, Vol. 36, No 9, pp. 1481-1485.
Rogovin Z.A. Fundamentals of chemistry and technology of chemical fibers, M., Chemistry, 1974, Vol.1, 518 p.
Morgacheva A.A. Diss. cand. of chem. Nauk, M., 2019, 16 p.
Ferapontov N.B., Gagarin A.N., Tokmachev M.G., Sorbtsionnye i khromatograficheskiye protsessy, 2016, Vol. 16, No 3, pp. 368-376.
Studenikina L.N., Diss. cand. tech. nauk, Voronezh, 2012, 159 p.
Chiellini E., Corti A., D'Antone S., Solaro R., Progress in Polymer Science, 2003, Vol. 28, pp. 963-1014. doi.org/10.1016/S0079-6700(02)00149-1
Fukae Ryohei, Nakata Koji, Takeo Masahiro, Yamamoto Tohei et al., Sen'igakkaishi Fiber, 2000, Vol. 56, No 5, pp. 254-258.
Shtilman M.I., Journal of Siberian Federal University. Biology, 2015, Vol. 8, No 2, pp. 113-130.
Gorenje, destruction and stabilization of polymers. / Ed. Zaikova G.E. SPb, Scientific foundations and technologies, 2008, 421 p.
Ivanov V.A., Karpyuk E.A., Shelkovnikova L.A., Gavlina O.T., Sorbtsionnye i khromatograficheskiye protsessy, 2016, Vol. 16, No 5, pp. 569-581.
Korchagin V.I., Surkova M.A., Studenikina L.N., Protasov A.V., Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya, 2019, Vol. 62, No 2, pp. 101-107.
