Ученые создали на основе полипропилена инновационный композит с ускоренной биодеградацией
Ученые Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) создали новый композиционный материал широкого спектра применения, обладающий ускоренной биодеградацией.
В последние десятилетия смесям на основе полиолефинов, в том числе смесям полипропилена с полиамидом, уделяется большое внимание. Смешивание неполярного полипропилена и полярного полиамида с дополнительными компонентами (или без них) приводит к получению новых материалов с широким спектром свойств — градиентные полимерные материалы, полимеры с высокой способностью к окрашиванию, электропроводящие полимеры, биокомпозиты. Введение в полиолефины полярных функциональных групп позволяет создавать материалы, обладающие высокой ударной вязкостью, электропроводностью и биодеградацией.
Смеси полипропилена с полиамидом используют главным образом для изготовления полимерной упаковки, защищающей пищевые продукты от влаги и окисления. Для того, чтобы использованная упаковка не скапливалась в виде отходов, ее необходимо перерабатывать или придать ей свойство разложения в естественных условиях. Экономические и экологические преимущества второго подхода очевидны: полимерные отходы могут служить питательной средой для микроорганизмов, а процесс переработки отходов станет более эффективным.
Известно, что некоторые полиамидные волокна частично или полностью биоразлагаемы. Так, недавно было доказано, что полиамид марки PA6/66 поддается биологическому разложению. Авторы исследования доказали, что композиционные материалы на основе полипропилена и полиамида марки РА6/66-4 обладают большей термостойкостью, а окисление их происходит при температурах на 60 оС выше, чем окисление самого полипропилена.
Результаты исследования могут стать основой для создания новых материалов с широким спектром применения, поскольку показывают, что смешанные отходы полимерных материалов могут быть переработаны при высоких температурах без добавления ингибирующих термоокисление добавок.
«Наши полимерные материалы с добавлением частично биоразлагаемого полиамида могут быть применены как материалы в легкой, пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Кроме того, сырьем для получения данных смесей могут послужить полимерные отходы, что является явным преимуществом для экономики и экологии», — прокомментировал полученные данные первый автор статьи, младший научный сотрудник ИБХФ РАН и инженер РЭУ им. Г.В. Плеханова Николай Воронцов.
В настоящее время учеными получены опытные образцы. Для внедрения нового композита им требуется провести еще ряд исследований.
Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России.