Preview

Модификация полимерных смесей с сополимерами для получения полимерных композиций с улучшенными деформационно-прочностными характеристиками

https://doi.org/10.36107/hfb.2019.i3.s251

Полный текст:

Аннотация

Утилизация многослойных полимерных материалов затруднена, из-за сложности в процессах сортировки и разделения смешанных отходов, поэтому чаще всего они попадают на свалки, полигоны или сжигаются, что приводит к экологической и экономической проблеме в стране. В настоящее время существуют способы переработки отходов упаковки с исключением стадии сортировки при помощи химико-физической модификации. Статья посвящена проведению процесса модификации полиолефиновых смесей на основе полиэтилена и полипропилена, а также проведению комплексного исследования полученного вторичного сырья, которое направлено на увеличение технологической совместимости полимерных материалов для разработки технологии рециклинга с перспективой возврата полимерных композиций в производственный цикл. В работе были поставлены следующие задачи: провести комплексное исследование полимерных композиций на основе полиолефинов, которые модифицированы сополимером этилена с пропиленом в различном соотношении компонентов; изучить влияние модификатора на физико-механические свойства полимерных смесей; изучить влияние реологических свойств полимерных композиций, модифицированных сополимером; предложить технологию повторной переработки вторичных полиолефиновых композиций в производственный цикл. В качестве объектов исследования использовали полиэтилен, полипропилен и сополимер этилена с пропиленом, как связующее звено, в разном соотношении компонентов. Образцы получали на лабораторном одношнековом экструдере при многократной переработке. Научные исследования проведены с использованием метода капиллярной вискозиметрии, пикнометрического метода для определения реологических свойств, метода одноосного растяжения для изучения физико-механических свойств полимерных композиций. Установлено, что введение модификатора (сополимер этилена с пропиленом) приводит к увеличению относительного удлинения при разрыве у полимерных композиций в соотношении 70 % полиэтилена 30 % полипропилена и разрушающее напряжение для композиций на основе полиэтилена и полипропилена в соотношении 50:50 и 30:70 соответственно. В результате проведенных исследований предложена технология получения многослойных упаковочных материалов с использованием отходов упаковки в среднем слое для контакта с пищевыми продуктами; предложена технология переработки полиолефиновых смесей различной химической природы без предварительной сортировки, с получением упаковки технического назначения и предметов бытового использования.

Об авторах

И. С. Тверитникова
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Тверитникова Изабелла Сергеевна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



О. А. Банникова
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Банникова Ольга Анатольевна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



О. В. Безнаева
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Безнаева Ольга Владимировна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



В. А. Романова
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Романова Валентина Александровна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



Д. М. Загребина
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Загребина Дарья Михайловна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



Т. А. Кондратова
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Россия

Кондратова Тамара Александровна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11 



Список литературы

1. Акутин, М. С., & Артеменко, Б. Н. (1967). Синтез, модификация и переработка полиолефинов. Издательство Азербайджанского Университета.

2. Ананьев, В. В., Губанова, М. И., Кирш, И. А., & Семенов, Г. В. (2008). Модификация полиэтилена, инициированная ультразвуком. Пластические массы, 6, 7-8.

3. Ананьев, В. В., Губанова, М. И., Кирш, И. А., Семенов, Г. В., & Хмелевский, Г. К. (2006). Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов. МГУПБ.

4. Беспалов, Ю. А., & Коноваленко, Н. Г. (1981). Многокомпонентные системы на основе полимеров. Химия.

5. Богданова, А. С. (2014). Полимеры для упаковки (Часть I). Новые химические технологии, 6, 4-7.

6. Дикун, А. В., Шанчук, А. Н., Альховик, М. В., & Кас-перович, О. М. (2017). Разработка полимерного композиционного материала на основе несмешиваемых ПУ, 2. БГТУ.

7. Зелке, С. Е. М., Кутлер, Д., & Хернандес Р. (2011). Пластиковая упаковка: производство, применение, свойства. Профессия.

8. Казале, А., & Порте, Р. (1983). Реакции полимеров под действием напряжений. Химия.

9. Кербер, М. Л., Головкин, Г. С., & Горбаткина, Ю. А. (2014). Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. Профессия.

10. Кирш, И.А. (2016). Установление закономерностей влияния ультразвукового поля на физико-химические свойства и структуру расплавов полимеров при их вторичной переработке [Докторская диссертация, Университет Иваново]. Иваново, Россия.

11. Кирш, И. А., Чалых, Т. И., Ананьев, В. В., & Заиков, Г. Е. (2015). Исследование влияние ультразвука на реологические свойства полимеров различной химической природы для создания нового способа повторной переработки полимерных композиций. Вестник казанского технологического университета, 18, 182-186.

12. Кирш, И. А., Чалых, Т. И., Ананьев, В. В., Согрина, Д. А., & Помогова, Д. А. (2014). Изучение влияния ультразвуковой обработки на реологические свойства полимеров при их многократной переработке. Пластические массы, 11-12, 45-48.

13. Кирш, И.А., Чалых, Т.И., Чалых, А.Е., Алиев, А.Д., & Матвеев, В.В. (2016). Структурно-морфологические изменения композиций на основе полиэтилена и полиамида при воздействии ультразвука на расплавы полимерных смесей. Пластические массы, 1-2, 45-49.

14. ЛаМантиа, Ф. (2006). Вторичная переработка пластмасс. Профессия.

15. Любешкина, Е. Г. (2012). Вторичная переработка полимерной упаковки в России и за рубежом. Полимерные материалы, 3, 4-17.

16. Мещанкина, М. Ю., Кузнецова, Я. А., Щербина, М. А., & Чвалун, С. Н. (2016). Биоразлагаемые смеси, полученные реакционным смешением полилактида и полиамида-6. Высокомолекулярные соединения, 58, 167-179.

17. Мжачих, Е. И., Иванова В. Н., Сухарева Л. А., Яковлев, В. В., & Яковлев В. С. (2009). Модификация полимеров в производстве тароупаковочных материалов. ДеЛипринт.

18. Мэнсон, Дж., & Сперлинг Л. (1979). Полимерные смеси и композиты. Химия.

19. Назаров, В. Г. (2008). Поверхностная модификация полимеров. МГУП.

20. Ношей, А., & Мак-Грат, Дж. (1980). Блок-сополимеры. Мир.

21. Пищулин, И. (2013). Рециклинг сложных пленок. Пластикс, 7, 38-44.

22. Пол, Д. Р., & Бакнелл, К. Б. (2009). Полимерные смеси, 1. Научные основы и технологии.

23. Овчиникова, Г. П., & Артеменко, С. Е. (2000). Рециклинг вторичных полимеров. Саратовский государственный технический университет.

24. Рудольф, Н., Кизель, Р., & Аумнате, Ш. (2018). Рециклинг пластмасс. Экономика, экология и технологии переработки пластмассовых отходов. Профессия.

25. Симонеску, К, & Опреа, К. (1970). Механохимия высокомолекулярных соединений. Мир.

26. Сирота, А. Г. (1974). Модификация структуры и свойств полиолефинов. Химия.

27. Суворова, А. И., & Тютькова, И. С. (2008). Вторичная переработка полимеров и создание экологически чистых полимерных материалов. Уральский государственный университет им. А. М. Горького.

28. Шайерс, Дж. (2012). Рециклинг пластмасс: наука, технологии, практика. НОТ.

29. Adeniyi, A, Agboola, O, Sadiku, E.R., Durowoju, M.O., Olubambi, P.A., Babul Reddy, A., Ibrahim, I. D., Kupolati, W.K. (2016). Thermoplastic-Thermoset Nanostructured Polymer Blends. In Design and Applications of Nanostructured Polymer Blends and Nanocomposite Systems. Micro and Nano Technologies (pp. 15-38). https://doi.org/10.1016/B978-0-323-39408-6.00002-9

30. Biron, M. (2017). Recycling: The First Source of Renewable Plastics. In Industrial Applications of Renewable Plastics. Environmental, Technological, and Economic Advances (pp. 67-114). https://doi.org/10.1016/B978-0-323-48065-9.00003-0

31. Brow, H. R. (1989). Effect of a diblock copolymer on the adhesion between incompatible polymers. Macromolecules, 22, 2859-2860

32. Creton, C., Kramer, E.J ., & Hadziioannou, G. (1991). Critical molecular weight for block copolymer reinforcement of interfaces in a two-phase polymer blend. Macromolecules, 24, 1846-1853

33. Fayt, R., Jerome, R., & Teyssie, Ph. (1987). Characterization and control of interfaces in emulsified incompatible polymer blends. Polymer engineering and science, 27, 328-334

34. Fayt, R., Jerome, R., & Teyssie, Ph. (1981). Molecular design of multicomponent polymer systems. II. Emulsifying effect of a poly(hydrogenated butadiene-fi-styrene) copolymer in high-density polyethylene/polystyrene blends. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physic, 19, 1269-1272

35. Kakhramanov, N. T., Gasimova, G. Sh., Pesetskiy, S. S., Kakhramanly, J. N., Gurbanova, R. V., Hajiyeva R. Sh., & Suleymanova E. I. (2019). Physical and mechanical properties of nanocomposites based on block copolymer propylene with ethylene and graphite. Kimya problemleri, 17, 72-80

36. Maris, J., Bourdon, S., Brossard, J-M., Cauret, L., Fontaine, L., & Montembault, V. (2018). Mechanical recycling: Compatibilization of mixed thermoplastic wastes. Polymer Degradation and Stability, 147, 245-266 https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2017.11.001

37. Muthuraj, R., Misra, M., & Mohanty, A. K. (2015). Studies on mechanical, thermal, and morphological characteristics of biocomposites from biodegradable polymer blends and natural fibers. In Biocomposites. Design and Mechanical Performance (pp. 93-140). https://doi.org/10.1016/B978-1-78242-373-7.00014-7

38. Xu, Y., Loi, J., Delgado, P., Topolkaraev, V., McEneany, R. J., Macosko, C. W., & Hillmyer, M. A. (2015). Reactive Compatibilization of Polylactide/ Polypropylene Blends. Industrial & Engineering Chemistry Research, 54, 6108-6114

39. Wang, H., Dong, W., & Li., Y. (2015). Compatibilization of Immiscible Polymer Blends Using in Situ Formed Janus Nanomicelles by Reactive Blending. ACS Macro Letters, 12, 1398-1403. https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.5b00763


Просмотров: 10


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2712-7648 (Online)