БИОРАЗЛАГАЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ ИЗ ПОЛИЛАКТИДА И КРАХМАЛА ДЛЯ АКТИВНОЙ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
2.
КНИТУ
3.
КНИТУ; KNRTU
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
07.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
БИОРАЗЛАГАЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛИЛАКТИД (ПЛА), КРАХМАЛ, АКТИВНАЯ УПАКОВКА, КОРОНОЭЛЕКТРЕТ, ПОТЕНЦИАЛ ПОВЕРХНОСТИ, ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ
Аннотация (русский):
В данной работе описывается создание композиций на основе полилактида модификации D и кукурузного крахмала, выступающего в роли дисперсного наполнителя, обладающих как способностью к биоразложению, так и электрическим полем (короноэлектреты). Показано, что на ИК-спектре ПЛА обнаруживаются несколько характерных полос, отражающих его химическую структуру и функциональные группы (полосы в области 3200-3600 см-1 соответствуют колебаниям связей O-H, полосы в области 2950-2870 см-1 соответствуют ассиметричным и симметричным колебаниям связей C-H, сильные и четкие полосы в области 1750-1800 см-1 соответствует колебаниям карбонильной группы C=O, полосы в области 1300-1450 см-1 соответствуют колебаниям связей C-O-C и C-C, полосы в области 1000-1300 см-1 указывают на колебания эфирных групп. Практически те же самые полосы фиксируются и на ИК-спектрах крахмала, т.к. его химическая формула содержит аналогичные функциональные группы. Однако крахмал имеет более сильные полосы поглощения в диапазоне длин волн около 3300-3500 см-1 и это отражается на спектрах композиций - чем выше содержания крахмала, тем интенсивность полос в этой области увеличивается. Отмечено, что ИК-спектры композиций полилактида и крахмала также могли измениться в зависимости от их взаимодействия друг с другом, Эксперимент показал, что потенциал поверхности полимерных композиций полилактида с 2-6% крахмала больше, чем у чистого полимера. Улучшение процесса накопления и удержания носителей электрического заряда в полимерах связано, во-первых, с появлением новых ловушек, находящихся как в структуре наполнителя, так и на его поверхности, на границе контакта с полимерной матрицей, во-вторых, с тем, что крахмал обладает высокой поляризуемостью, а это приводит к созданию локальных полевых эффектов, способствующих удержанию заряда в структуре полимера, и, в-третьих, крахмал, как гигроскопичный наполнитель, способен удерживать влагу, что напрямую влияет на электретные характеристики полимера. Отмечено также, что кривая зависимости потенциала поверхности полилактида или его композиций с крахмалом от времени хранения являются стандартными кривыми, наблюдаемыми практически для всех короноэлектретов. Два участка - первоначального резкого спада значений потенциала поверхности и его стабилизации - определяются долей носителей заряда, попавших в мелкие, быстро опустошаемые энергетические ловушки, и в глубокие, определяющие срок эксплуатации электретов. Сделан вывод, что введение 2-6 % крахмала в полилактид способствует повышению его электретных свойств, что позволяет говорить о перспективах использования композитов подобного состава для создания активной упаковки, продлевающей срок хранения пищевых продуктов.
В данной работе описывается создание композиций на основе полилактида модификации D и кукурузного крахмала, выступающего в роли дисперсного наполнителя, обладающих как способностью к биоразложению, так и электрическим полем (короноэлектреты). Показано, что на ИК-спектре ПЛА обнаруживаются несколько характерных полос, отражающих его химическую структуру и функциональные группы (полосы в области 3200-3600 см-1 соответствуют колебаниям связей O-H, полосы в области 2950-2870 см-1 соответствуют ассиметричным и симметричным колебаниям связей C-H, сильные и четкие полосы в области 1750-1800 см-1 соответствует колебаниям карбонильной группы C=O, полосы в области 1300-1450 см-1 соответствуют колебаниям связей C-O-C и C-C, полосы в области 1000-1300 см-1 указывают на колебания эфирных групп. Практически те же самые полосы фиксируются и на ИК-спектрах крахмала, т.к. его химическая формула содержит аналогичные функциональные группы. Однако крахмал имеет более сильные полосы поглощения в диапазоне длин волн около 3300-3500 см-1 и это отражается на спектрах композиций - чем выше содержания крахмала, тем интенсивность полос в этой области увеличивается. Отмечено, что ИК-спектры композиций полилактида и крахмала также могли измениться в зависимости от их взаимодействия друг с другом, Эксперимент показал, что потенциал поверхности полимерных композиций полилактида с 2-6% крахмала больше, чем у чистого полимера. Улучшение процесса накопления и удержания носителей электрического заряда в полимерах связано, во-первых, с появлением новых ловушек, находящихся как в структуре наполнителя, так и на его поверхности, на границе контакта с полимерной матрицей, во-вторых, с тем, что крахмал обладает высокой поляризуемостью, а это приводит к созданию локальных полевых эффектов, способствующих удержанию заряда в структуре полимера, и, в-третьих, крахмал, как гигроскопичный наполнитель, способен удерживать влагу, что напрямую влияет на электретные характеристики полимера. Отмечено также, что кривая зависимости потенциала поверхности полилактида или его композиций с крахмалом от времени хранения являются стандартными кривыми, наблюдаемыми практически для всех короноэлектретов. Два участка - первоначального резкого спада значений потенциала поверхности и его стабилизации - определяются долей носителей заряда, попавших в мелкие, быстро опустошаемые энергетические ловушки, и в глубокие, определяющие срок эксплуатации электретов. Сделан вывод, что введение 2-6 % крахмала в полилактид способствует повышению его электретных свойств, что позволяет говорить о перспективах использования композитов подобного состава для создания активной упаковки, продлевающей срок хранения пищевых продуктов.
Ключевые слова:
БИОРАЗЛАГАЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛИЛАКТИД (ПЛА), КРАХМАЛ, АКТИВНАЯ УПАКОВКА, КОРОНОЭЛЕКТРЕТ, ПОТЕНЦИАЛ ПОВЕРХНОСТИ, ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ
БИОРАЗЛАГАЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛИЛАКТИД (ПЛА), КРАХМАЛ, АКТИВНАЯ УПАКОВКА, КОРОНОЭЛЕКТРЕТ, ПОТЕНЦИАЛ ПОВЕРХНОСТИ, ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ
