Разработка экологичных и безопасных плёночных материалов на биооснове является перспективным направлением в области производства упаковки, в медицине и сельском хозяйстве. Среди биоразлагаемых полимеров на биооснове наибольший интерес вызывают композиции на основе желатина. В данном исследовании представлены результаты исследования плёнок на основе желатина с включением водных экстрактов из листьев облепихи, подорожника большого, хвои сосны. Плёнки получали методом полива из раствора, приготовленного на растительных экстрактах и дистиллированной воды в качестве контроля. Водные экстракты из растительного сырья получали в режиме отвара. С помощью физико-химических методов анализа определён качественный и количественный состав полифенольных соединений (сумма полифенолов, флаваноиды и дубильные вещества), входящих в состав экстрактов. Установлена антиоксидантная активность растительных экстрактов. Наибольшее количество антиоксидантов (64 мг/100 см 3 ) выявлено в экстрактах из листьев облепихи. Введение в состав желатиновых плёнок растительных экстрактов не вызывало существенных изменений в их термической стабильности, что подтверждено данными термогравиметрического анализа. Существенные изменения свойств по сравнению с контролем отмечены для образцов, содержащих экстракт листьев облепихи. Так, значение напряжения при разрыве составило 11,6 МПа, а удлинение при разрыве – 100% (11,4 МПа и 65% для контроля соответственно). Для всех исследованных образцов отмечено меньшее водопоглощение (200–223% по истечении 60 мин) по сравнению с контролем (254% по истечении 60 мин) и значения паропроницаемости, сопоставимые с контролем. Такое сочетание свойств плёнок совместно с высоким содержанием антиоксидантов в составе растительных экстрактов позволяет рассматривать данные материалы как перспективные для создания биоразлагаемой упаковочной плёнки, в том числе обладающей антибактериальной активностью.
В работе представлены результаты оценки деструкции плёнок из поли(ε-капролактона) (ПКЛ) – одного из представителей сложных полиэфиров, используемых для производства гибкой упаковки, а также полиэтилена высокого давления (ПЭ), служившего в качестве образца сравнения. Опыт проводили в лабораторных условиях
(одностороннее боковое освещение помещения; температура 20±2 о
С) при выдержке образцов в почве и на воздухе в течение 12 месяцев. Изменения, произошедшие в полимерных материалах, оценивали по внешнему виду
образцов, потере их абсолютной массы, данным ИК-спектроскопии и термогравиметрии. По численности микромицетов в почве, в которой выдерживали образцы полимеров, косвенно судили об их способности к биоразложению.
О безопасности продуктов деструкции судили по результатам контактного биотестирования почвы с использованием редиса сорта Жара, проведённого по аттестованным методикам с учётом международных стандартов. Способность
полимерных материалов к биодеградации под действием микромицетов подтверждали в тесте на грибостойкость. В качестве тест-культуры использовали штамм мицелиального гриба Fusarium proliferatum АС. Деградация в почве
за исследованный промежуток времени была характерна только для образцов плёнок из ПКЛ. При этом фитотоксического влияния продуктов деструкции ПКЛ в почве не установлено. Признаки протекания процесса окисления ПЭ отмечены на 3-й месяц его выдержки на воздухе. В почве ПЭ проявлял стойкость к деградации. По результатам работы сделано заключение о необходимости создания специальных условий утилизации для ПКЛ, несмотря на его биоразлагаемость, доказанную в лабораторных экспериментах.
Ключевые слова: поли(ε-капролактон), полиэтилен, почва, воздух, биоразложение, численность микромицетов, грибостойкость, Fusarium proliferatum АС
Мембранная технология является важнейшим инструментом интенсификации технологических процессов в химической промышленности. Как и любое производство, производство мембран должно отвечать принципам «зелёной» химии: сокращение или устранение использования опасных соединений и минимизация затрат
энергоресурсов. В качестве альтернативной технологии производства мембран предлагается использовать метод
замораживания, в котором в качестве растворителя используется нетоксичный диметилсульфоксид (ДМСО), а сама
технология требует меньших затрат энергии, что отвечает принципам «зелёной» химии.
В ходе экспериментальной работы методом замораживания были получены микропористые мембраны на основе
поливинилиденфторида (ПВДФ) толщиной от 100 до 250мкм. Была проведена оценка пористости, проницаемости,
смачиваемости и физико-механических показателей полученных мембран, изучена их морфология.
На основании проведённых исследований установлено, что наиболее оптимальной является концентрация
ПВДФ 30 масс.%, так как в этом случае обеспечивается наилучшее сочетание технологических и эксплуатационных
свойств мембраны. Эффективность процесса микрофильтрации с использованием полученных мембран продемонстрирована на примере фильтрации суспензии дрожжей Saccharomyces сerevisiae.
Применение подобной технологии по сравнению с существующими лишено таких недостатков, как использование сложного оборудования, работы при высоких температурах, и, кроме того, она не требует высоких энергозатрат
и применения токсичных растворителей.
Ключевые слова: «зелёная» химия, микрофильтрация, мембраны, поливинилиденфторид, метод вымораживания