ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

7/2009

PROTECTION OF THE ENVIRONMENT

рами рабочего участка (5х10х0,3)•10

–3

. Технологические свойства в

обобщенном виде представлены в таб'

лице.

Вязкостные свойства разработанных

композиций характеризовались зави'

симостью напряжения сдвига от скоро'

сти сдвига в изотермических условиях.

Для контроля качества полимерного

материала на разных стадиях техноло'

гического процесса получения компо'

зиции и ее переработки проводили си'

стематический контроль реологичес'

ких свойств в широком температурно'

скоростном диапазоне. Полученные

результаты позволили решить гидро'

динамические задачи, возникающие

при деформировании материалов в

рабочих органах перерабатывающего

оборудования, а также определить

граничные условия переработки.

На опытно'промышленном оборудо'

вании методом экструзии были изго'

товлены изделия в виде ленты. Пред'

ложена и опробована в модельных ус'

ловиях технологическая схема получе'

ния гранулята.

Качество изделий из наиболее тех'

нологичной смесевой композиции, по'

лученных методом экструзии, характе'

ризовали деформационно'прочност'

ными и диффузионными показателями

до и после воздействия агрессивных

сред. Так, значения разрушающего на'

пряжения при разрыве (б

) находятся в

пределах 15–30 кг/см

. После контакта

с агрессивной средой разрушающее

напряжение при разрыве и относи'

тельное удлинение при растяжении

снижаются в 1,5 раза. Такие изменения

деформационно'прочностных показа'

телей при контакте с агрессивной сре'

дой являются результатом массооб'

менных процессов в системе изделие –

среда, при этом лимитирующим про'

цессом выступает диффузия агрессив'

ной среды в матрицу полимера. Изме'

нение структуры матрицы композици'

онного материала под воздействием

агрессивных сред подтверждается как

изменением формы кривой, так и мо'

нотонным падением абсолютных вели'

чин физико'механических показателей

на протяжении всего времени экспози'

ции, что свидетельствует о протекании

процесса деструкции в материале.

О качественных изменениях в состо'

янии термопластичных композицион'

ных материалов за время эксплуатации

в реальных условиях судили по их экс'

плуатационной устойчивости в агрес'

сивных средах (пищевые продукты,

утилизация в компостной яме).

Деструкция композиционных мате'

риалов под воздействием природных

факторов происходит последовательно

в две стадии: деструкция под воздей'

ствием агрессивной среды (контакт

биоматериала с пищевым продуктом);

биоразложение композиционного ма'

териала под воздействием микроорга'

низмов природной среды.

Воздействие микроорганизмов по'

чвы служит вторым фактором разру'

шения композиционного материала. В

качестве тест'контроля использовали

воздействие 10 %'ного водного рас'

твора биогумуса на изучаемые объек'

ты. Биогумус – один из метаболитов

процесса жизнедеятельности микроор'

ганизмов, а вода, благодаря своей ди'

польной структуре, способна прони'

кать через поверхностные слои мате'

риала, диффундировать в объем, ока'

зывая как пластифицирующее, так и

расклинивающее действие на поли'

мерную матрицу.

Устойчивость изучаемых объектов в

среде раствора биогумуса определяли

по степени набухания материала и ко'

личеству вымывания низкомолекуляр'

ной фракции. По этим результатам

рассчитывали время эксплуатационной

устойчивости и прогнозируемый срок

биоразложения. Полученные данные

представлены в таблице. Показано, что

крахмалонаполненная композиция

обладает более высокими эксплуата'

ционными показателями. Это объясня'

ется тем, что крахмальная составляю'

щая имеет большое сродство к поли'

меру, лучше распределяется в поли'

мерной матрице, чем в композиции с

ржаной мукой. Время работоспособно'

сти биоматериала уменьшается с уве'

личением содержания крахмала или

ржаной муки в композиции, что позво'

ляет создавать изделия с ре'

гулируемым сроком эксплуатации в

контакте с пищевым продуктом.

Влияние агрессивной среды на

структуру композиции изучали мето'

дом световой микроскопии.

Топографию поверхности пленок,

полученных из смесевых композиций

СЭВА – крахмал и СЭВА – ржаная

мука, изучали с помощью растровой

электронной микроскопии. Качествен'

ный анализ микрофотографий пока'

зал, что большая дефектность, шеро'

ховатость поверхности, характерная

для образца СЭВА – крахмал, по'види'

мому, обусловлена меньшим срод'

ством компонентов композиции. Син'

тетическая матрица смеси СЭВА – ржа'

ная мука характеризуется меньшим

значением ПТР и, следовательно,

большим значением вязкости, что зат'

рудняет формирование малодефект'

ной поверхности пленки по сравнению

со смесью СЭВА – крахмал. Замечено

воздействие воды на пленочные мате'

риалы, вода, продиффундировав в по'

лимерную матрицу, вызывает интен'

сивное набухание крахмала и ржаной

муки, которые образуют явно выра'

женные локальные зоны набухшего на'

полнителя (рис. 1, 2).

Рис. 1. Микрофотографии поверхности пленок СЭВА –

крахмал: 1 – в исходном состоянии; 2 – после

воздействия воды

Рис. 2. Микрофотографии поверхности пленок СЭВА –

ржаная мука: 1 – в исходном состоянии; 2 – после

воздействия воды

Электр нная Научная СельскоХ зяйственная Библиотека