Изучение воздействия агрессивных сред на свойства биоразлагаемых материалов

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Литературный обзор

1.1 Основные требования к наполнителям для получения химически стойких полимерных материалов

1.2 Химическая стойкость наполненных полиолефинов

1.3 Деструкция полимеров

1.4 Получение и свойства биоразлагаемых полимеров

1.5 Структура и свойства биоразлагаемых полимеров

Глава II. Обсуждение результ

атов

2.1 Исследование реологических и физико-механических свойств исходного ПЭВП и композиций на его основе

2.2 Исследование электронных фотографий полученных образцов и рентгеноструктурный анализ

2.3 Исследование диэлектрических свойств образцов полиэтиленовых композиций

2.4 Химическая стойкость композиций ПЭ + крахмал

2.5 Исследование поведения композиций при биоразложении в почве

Глава III. Экспериментальная часть

3.1 Исходные реагенты

3.2 Приготовление образцов

3.3 Измерения показателя текучести расплава

3.4 Испытание на разрыв. Изучение деформационно-прочностных свойств

3.5 Диэлектрические свойства полимеров

3.6 Исследования электронной микроскопии

3.7 Методика рентгеноструктурного анализа

3.8 Исследование химической стойкости полимеров

3.9 Исследование поведения композиций при биоразложении в почве

3.10 Технология изготовления различных видов крахмала на ОАО «ККЗ», КБР, Майский район, ст.Александровская

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Введение

Полимерная промышленность предъявляет возросшие требования к прочности, стойкости к действию климатических условий и перерабатываемости используемых материалов. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых видов или модифицировании существующих композиционных материалов. Перспективным направлением является модифицирование полимерной матрицы путем наполнения, легирования и другими методами.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) занимает одно из ведущих мест среди термопластов по разнообразию получаемых на его основе материалов. Это обусловлено широкими возможностями модифицирования этого материала введением при его переработке не только наполнителей различной химической природы, но и легирующих добавок, которые существенно влияют на технологические и эксплуатационные свойства получаемого материала [1].

Достаточно перспективным направлением и, к сожалению, мало изученным является создание биоразлагаемых полимерных материалов на основе полиэтилена высокой плотности. Область применения таких полимеров может стать немыслимо разнообразной, но для этого необходима разработка таких композиционных материалов, которые обладают, необходимым уровнем физико-механических характеристик, но при этом по истечении срока эксплуатации способны разрушаться и ассимилироваться окружающей природной средой.

Так как, биоразрушение полимерных отходов при захоронении в почву является наиболее надежным, быстрым и в принципе экологически безопасным способом утилизации, а почва представляет собой определенную химическую среду считаю, что представленная Вашему вниманию, работа достаточно актуальна: рассмотрение поведения образцов биоразлагаемых композиции при воздействии различных агрессивных сред, позволит сформулировать представление о возможных изменениях реологических, морфологических и физико-механических свойств биоразлагамых композиций на основе ПЭВП при их захоронении в почву.

Базовым полимером для получения биоразлагаемых композиций послужил ПЭВП (полиэтилен высокой плотности М-273, в качестве биоразрушаемого компонента выступает кукурузный крахмал – Кр).

Цель работы состояла в выполнении следующих задач:

1. Приготовление и исследование композиций ПЭ + крахмал.

2. Изучение реологических, деформационно-прочностных свойств полученных композиций;

3. Исследование методами электронной микроскопии и рентгеноструктурный анализ используемых материалов и композиций на их основе;

4. Исследование диэлектрических свойств полученных композиций;

5. Изучение химической стойкости композиций ПЭ + крахмал.

6. Исследование воздействия микроорганизмов почвы на полученные композиции.

Личный вклад автора: Все исследования и анализ литературной информации по теме работы выполнены при непосредственном участии автора.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Основные требования к наполнителям для получения химически стойких полимерных материалов

Одним из возможных вариантов эксплуатации изделий из наполненных полимерных материалов является применение их в контакте с различными химическими средами.

Введение наполнителей может значительно влиять на стойкость полимеров, причем большую роль играет как природа наполнителя, так и характер взаимодействия в системе полимер-наполнитель. Это, в свою очередь, препятствует проникновению влаги и агрессивной среды на границе раздела и приводит к сохранению исходной прочности [2].

Химическая стойкость полимерного материала связана также со способностью наполнителя смачиваться агрессивной средой. Поэтому, например, для создания полимерных изделий работающих в водных средах, менее благоприятны гидрофильные минеральные наполнители (двуокись кремния, двуокись титана, каолин и др.), в углеводородах – олеофильные (углеродная сажа, кокс, графит). Смоляные композиции с кварцевым наполнителем имеют, как правило, пониженную водостойкость. Применение кокса или графита в качестве наполнителя значительно ее повышают. Тиоколовые герметики, содержащие ламповую сажу, гораздо устойчивее к водным растворам, чем тиоколовые герметики с двуокисью титана, белой сажей. В минеральных кислотах смачиваемость углеродных саж хуже, чем гидрофильных белых саж [3].

В случае химически агрессивных сред наполнители могут влиять на поведение полимерных материалов в агрессивных средах как положительно, так и отрицательно. Поэтому, при подборе тех или иных полимерных композиций, предназначающихся для работы в среде, необходимо учитывать вышеприведенные факторы и изучать их химическую стойкость в каждом конкретном случае с учетом условий их эксплуатации. Так при создании пластмассовой химически стойкой теплообменной аппаратуры важнейшими показателями для наполнителей является теплопроводность, механическая прочность, химическая стойкость, поэтому внимание было обращено на графиты. Однако природный графит при прекрасной теплопроводности имеет высокую зольность, что обуславливает его низкие химическую стойкость и прочность. Наиболее полно удовлетворяет требованиям искусственный графит: при такой теплопроводности содержание золы в нем в 20 раз ниже, а прочность на растяжение в 1,5-2 раза выше, чем у природного графита [4].

Повышению химической стойкости полимерных материалов способствует использование в качестве наполнителя асбеста. В термопластах асбест применяется в композициях с ПВХ, ПЭ, ПС.

Исследование свойств наполненных полимерных композиций, выявление влияние наполнителей на устойчивость полимерного связующего имеет большое практическое значение при создании полимерных материалов, обеспечивающих длительные сроки их эксплуатации.

 Скачать реферат