Zinc-Containing添加剂的影响PVC化合物的性质

文摘

高分子材料进行降解的影响下近几十年来生物媒体吸引了广泛的关注。这是由于能够消除对环境的负面影响,逐渐减少塑料垃圾污染的规模。与此同时,它仍然相关,以确保必要的性能特征的产品在一段时间内使用。领域的一个重要方向可降解复合成分无毒添加剂的发展,以确保他们的安全与生物交互媒体。在这方面,一个方法的联合生产了一个新的无毒增塑剂癸phenoxyethyl己二酸、癸己二酸锌的杀生的添加剂。的效果得到了添加剂对PVC薄膜样品在自然条件下的生物降解进行了研究。杀生的行动的时期原位形成的锌化合物的数量0.3%的复合PVC电影使用要求,确定了增塑剂发达。

1。介绍

第一次,社会面临着“固体废物危机”在1980年代。合成高分子材料的高电阻物理,化学和生物的破坏导致的增加的质量生活垃圾在大城市附近的葬礼(1]。在这方面,在科学文献中,作品出现在创建塑料降解的微生物,即聚合物的化学结构是完全摧毁了在可接受的时间内(几周或几个月)当材料暴露于微生物在土壤和水2]。在发达复合材料,天然聚合物主要是作为原材料。

然而,最好的解决方案是创建材料会存在不变在存储和操作,然后在某些因素的影响下(土壤微生物、光、空气氧气,水,等等),分解在很短的时间内。

目前,现有的可生物降解的聚合物,如聚或polyhydroxyalkanoates,更昂贵的比传统的聚合物(3- - - - - -5]。然而,即使降低他们的成本,合成聚合物(聚烯烃、聚氯乙烯)在不远的将来会占据领导地位的生产塑料(6,7]。

在聚合物中,聚氯乙烯(PVC)排名第二的消费由于其高通用性和独特的平衡,低生产成本(8]。增塑的PVC广泛用于生产各种材料,如医疗器械、包装、玩具、人造革、电缆产品。因此,一个有前途的领域是基于PVC可生物降解高分子材料的发展。

获得更便宜的可生物降解材料的可能性主要与聚合物成分的发展,包括在与传统的热塑性合成聚合物,生物可降解添加剂或填料的自然起源(9]。其中已知生物可降解聚合物成分含有多糖、淀粉、纤维素、甲壳素、壳聚糖等作为填料(10- - - - - -15]。然而,一些上市食品添加剂是有价值的;因此,大容量的生产材料的依据短期产品的生产在经济上是不公正的。另一方面,这种添加剂的使用减少了材料的物理力学特性,获得相应的,降低了产品的质量。此外,与商业塑料不同,例如,聚烯烃和PVC,这种生物聚合物不能满足或热处理不当16- - - - - -19]。缺点也可以归因于当前技术的生产、消耗大量的能源和水,特点是污染物排放到环境中(20.- - - - - -22]。

目前有一个广泛的技术方法,允许有目的地调节聚合物复合材料的结构和性能,由于填料和添加剂的使用各种自然和部分组成(23- - - - - -25]。

新型的生物降解塑料的开发和工业生产,提高这些材料的性能特征,和成本的减少导致的兴趣显著增加堆肥过程,其实现的方法26- - - - - -31日]。最近,倾向于从有组织的浪费与回填转储为堆肥垃圾填埋场设计,由于微生物的生长和活动使用。因此,生物可降解塑料的使用带来了显著的优势,如果最终处置的废物流是由一个堆肥的过程。

几乎所有类型的微生物,尤其是条件有利于经济增长,导致生物退化polymer-containing材料(32- - - - - -34]。合成聚合物和材料基于他们在biostability明显优越的天然聚合物(纤维素、胶原蛋白等);然而,在适当的操作条件下,两个物种都受到生物制剂,主要包括微观真菌(35- - - - - -38]。

一些微生物,例如,丝状真菌,无法立即渗透复合材料的密度和多孔结构33,39]。然而,在环境污染的生态条件,重要的真菌污染的任何聚合物材料。塑料的操作期间,biodamage引起的各种微生物不仅显著降低商业外观也是物理,机械,材料和技术特征。

建立复合材料用给定的生物利用度是由农药引入材料(40]。在杀虫剂的一般要求是杀生的行动效率高,可用性和成本相对较低,水溶性,在自然条件不稳定,易于使用、环境安全、低毒性对人类[10]。困难在选择防护添加剂对生物的伤害,保护化学药剂本身并不总是中性biocetonic和人口社区(35]。由于高分子材料和产品基于它们广泛应用于人类生活的各个领域,特别要注意预防毒理学后果的使用这些防护手段。

第一代杀生的添加剂含有锡,铅,汞,砷,被认为是高度有毒的温血动物和人类。随后,许多新农药开发并用于商业目的,以取代他们(40- - - - - -43]。杀生的聚合物添加剂也广泛使用,例如,azolates、石墨烯、纳米棒,和银化合物(44- - - - - -47]。尽管其中有一些是可生物降解在很短的时间内,不到24小时(43,48,49),他们对环境构成威胁,因为他们有一个广泛的作用和影响不属预定目标的生物从低到高营养水平,尤其是在第一个小时的活动,影响食物链(41,50,51]。此外,发布过程可以是连续的,这有助于长期接触。

高分子杀生的制剂的广泛使用是有限的知识不足的化学结构和生物活性之间的关系。一些聚合物的杀生的系统,作用机制仍不清楚(52- - - - - -55]。

根据用途和类型的目标,杀虫剂应该有不同的属性。在一些地区,使用水溶性药物分布在生物环境中更优先。

无机杀菌剂,尤其是过渡金属盐,是最古老的组织这些添加剂之一,此外,随着行动的最佳机制。众所周知,锌化合物不杀生的行动效率低劣,但超过给定的例子在光谱,不仅作用于微生物抑制剂还抗代谢物的酶系统,和也更环境可接受的56- - - - - -58]。

由于他们的高生物活性,相对较低的成本,和环境安全、锌化合物非常有前途的用作杀生的添加剂,因为它们具有高抗菌活性对多种细菌和真菌(11,12,59]。此外,锌化合物农药有限的持续时间。

因此,由于缺少一个合适的替代传统的聚合物,其中一个有前途的方向是开发基于他们使用无毒的复合添加剂,提供适当的监管质量为一段操作和传授生物降解聚合物复合材料。

目前,聚氯乙烯的加工,广泛的使用添加剂,提供各种功能在处理和操作。由于新的处理方法的发展和高性能设备的使用,多组分多官能的添加剂已经开始积极使用。正确选择添加剂的混合物的使用提供了一个协同效应,也可以大大降低了组件的消费,因此,生产成本。在现代条件下,由于塑料垃圾的积累,重要的是要开发无毒添加剂,有助于保护技术和操作特征在一段时间内,能够进一步退化的环境条件。

考虑到这一点,一个新的聚氯乙烯基于己二酸酯酯增塑剂用于PVC获得作为可生物降解添加剂成分。催化反应,采用氧化锌,锌phenoxyethyl得到己二酸原位。此外,全面的进行研究,旨在研究开发的生物降解聚合物的功能成分。

2。材料和方法

2.1。起始原料

己二酸(Selbitz-Hochfranken Radici集团,巴伐利亚,德国)是一种白色晶体物质的主要物质含量99.8%,是用作接收;它的熔点(国会议员)153°C。癸醇(公司«Rearus», Moskow,俄罗斯)是一种无色透明液体,有特殊气味,主要物质含量99%,不溶于水,溶于酒精,和其他有机溶剂的沸点(m.b) 231°C;这是作为收到。苯酚(“Ufaorgsintez,”乌法,俄罗斯)是一种无色针状晶体,用于接收;它的熔点(国会议员)40.9°C。环氧乙烷(技术化学成分,莫斯科,俄罗斯)是一种液化气体,是一种无色透明的液体钢瓶的沸点(m.b)为10.7°C。氢氧化钠(股份公司“腐蚀性”Sterlitamak,俄罗斯)是一种白色固体的主要物质含量98.2%,作为收到。氧化锌(Component-Reagent,莫斯科,俄罗斯)是一种无色结晶性粉末的主要物质含量98%,是不溶于水,加热时和黄色。甲苯(公共股份公司“Bashneft股份制石油公司,”乌法,俄罗斯)是一种无色液体。具有特有的气味,和主要物质含量为99%,并被用作接收; it has a boiling point (b.p.) of 110.6°C. Polyvinyl chloride (Joint Stock Company “Caustic,” Sterlitamak, Russia): we used industrial samples of suspension polyvinyl chloride PVC 7059 M. The molecular weight was between 31000 and 94000. Suspension polyvinyl chloride made by suspension polymerization, with a与体积密度值从70年到73年,从0.45到0.55克/厘米³筛分后,残留在筛子网N 0063 - 95%,增塑的制造产品。这是一个均匀的白色粉末。

2.2。合成方法

2.2.1。合成苯氧乙醇

圆底烧瓶配备温度计,搅拌器,回流冷凝器,装置引入环氧乙烷反应质量被控94 g(1摩尔)苯酚和氢氧化钠催化剂的量的1.4 g(反应混合物的总质量的1%)。

反应堆被加热到110 - 130°C和净化氮去除空气。随后,44 g(1摩尔)环氧乙烷逐渐引入的搅拌器操作。环氧乙烷饲料率调整,未反应的氧化凝结在冷却器和返回到反应器没有洪水。喂食后整个环氧乙烷,反应混合物的温度维持在一个额外的1 - 1.5 h,然后冷却到室温。

催化剂与计算量的硫酸中和,并获得质量是过滤。反应混合物被蒸馏的分数沸腾到50°C 10毫米汞柱。

苯氧乙醇是一种无色油状液体溶于水。产量为122.8 g(89%的理论)。

2.2.2。的合成癸Phenoxyethyl己二酸(DPEA)

在反应堆配备搅拌器、温度计Dean-Stark附件,158 g(1摩尔)正癸醇的溶解在200毫升的甲苯;然后,3.0 g(1%按重量)氧化锌和146 g(1摩尔)添加了己二酸,和温度调整 。搅拌是持续了1.5小时。的反应是由大量的水共沸混合物的形式发布,反应物料的酸值。当收到己二酸单酯,1摩尔的水释放/ 1摩尔的酸,也就是18 g。

然后,没有隔离单酯,与苯氧乙醇酯化(138克)的摩尔比率 。回流是持续了2 h,而温度是逐渐提高到130°C。的反应是由水释放的数量(0.93摩尔,16.74 g)和反应的酸值质量。反应混合物冷却,和产品过滤和干燥在125°C。光粉产品的产量是363 g(89.5%的理论)。产品是一个混合的癸phenoxyethyl己二酸(337.6 g)增塑剂和癸己二酸锌稳定剂25.4 g。

提出了以下的特点获得产品。

2.3。方法的分析

2.3.1。塑化剂的物理化学参数的分析

分析获得的化合物的物理化学参数是按照国家标准8728 - 88增塑剂规范(60]。为此,确定了以下指标:酸值、酯值、挥发性物质的质量分数。

酸值的分析:定义的本质是酒精溶液的滴定测试产品与解决方案的氢氧化钾在存在酚红指示剂。酸值( )在毫克KOH / g计算公式(1): 在哪里氢氧化钠溶液的体积是0.1 N用于滴定的样本,厘米吗³;5.61是氢氧化钾的当量;进行分析,样品重量是g。

酯的分析数字:定义的本质由滴定盐酸或硫酸溶液的酚酞直到增塑剂的样本和氢氧化钾溶液变色后在沸水浴加热1 h。酯号( )在毫克KOH / g计算公式(2): 在哪里是盐酸或硫酸溶液的体积浓度为1摩尔/ dm吗³(1 ),用于滴定法在控制实验中,厘米³;是盐酸或硫酸溶液的体积浓度为1摩尔/ dm吗³(1 )花在解决方案的滴定分析样本,厘米³;56.1是氢氧化钾的当量;进行分析,样品重量是g。

塑化剂密度的确定是根据国家标准18329 - 2014“液体树脂、增塑剂和密度测定方法”(61年]。

2.3.2。塑化剂的热稳定性测定

热稳定性测定基于聚氯乙烯的增塑剂和聚合物组成。确定塑化剂的热稳定性和基于聚氯乙烯聚合物组成,TGA / DSC-1热分析装置(瑞士梅特勒-托利多,Greifensee)使用。伴随样品加热过程的影响。设备的温度范围是25 - 1100°C。测试样本的最大体积不超过900人μl .样品的最大加热率是150 K /分钟。设备的冷却速度是20 K /分钟。测量误差±0.3 K。

样品的热稳定性的测量进行了温度范围从25到500°C在空气中。在动态模式下测量进行了不断的升温速率的5 K /分钟。用于测量样品的质量是5 - 10毫克。分析中,我们使用氧化铝坩埚,交易量为100美元μl .结果使用电脑处理:凝视热分析软件。

TGA-DSC-1热分析仪进行研究时,下面的曲线记录产生的热的示例中,它被用来评估样品的热稳定性:(我)热重(TG)曲线特征的变化在加热样品质量(质量对温度的依赖)(2)微分热重曲线壳体特征变化的速度在加热样品质量(3)DSC曲线特征的热影响样品的加热期间观察到的

确定塑化剂的熔融和结晶温度:增塑剂的融化和结晶点差示扫描量热法测定DSC-1仪器。设备的温度范围从-150°C到500°C。样品与液态氮冷却。样品加热速度变化范围从0.02到300 K /分钟。设备的冷却率从0.02到50 K /分钟。测量误差±0.2 K。

测量进行了温度范围从-50到150°C在空气中。测量进行了在动态模式与一个常数样品加热/冷却10 K /分钟。用于测量样品的质量是4 - 8毫克。为分析、铝坩埚40卷μL。重样本被放置在一个坩埚使用媒体和密封的盖子。

结果使用电脑处理。曲线是显示在电脑屏幕上的函数的变化与温度热通量的大小。

塑化剂的熔点测定的DSC曲线获得的样本加热模式。塑化剂的熔点的最大值对应的吸热峰观察在DSC曲线上。

的要求,确定了增塑剂的结晶温度根据DSC曲线获得的样本预热后的冷却方式30 - 40°C高于它的熔点。塑化剂的结晶温度的最大值对应的放热峰观察在DSC曲线上。

玻璃化转变温度的测定PVC组成:PVC复合材料的玻璃化转变温度是由差示扫描量热法在DSC-1仪器(梅特勒-托利多、Greifensee、瑞士)。

测量进行了温度范围从-20到150°C在空气中。在动态模式下测量进行了不断的升温速率的10度/分钟。用于测量样品的质量是4 - 8毫克。为分析、铝坩埚40卷μL。重样本被放置在一个坩埚使用媒体和密封的盖子。

聚合物的玻璃化转变温度是决定从DSC曲线获得样品的加热模式。使用切方法,中间的弯曲(步骤)曲线确定,作为玻璃化转变温度。

2.3.3。测定蘑菇的PVC薄膜样品

测定蘑菇阻力的样品是按照国家标准9.049 -91 (ISO 846 - 78)统一的系统的腐蚀和老化的保护。

高分子材料及其组件。实验室测试模具阻力的方法。为此,三种真菌菌丝体的使用,各种材料的主要biodestructors,包括高分子的:黑曲霉,青霉菌sp,拟青霉属sp。暂停真菌孢子,孢子浓度的真菌种类的1 - 2 ppm /厘米³是使用。

PVC薄膜样品的大小 和厚度 从外部污染物净化了浸没在乙醇为1分钟,然后晒干。样品准备被安置在无菌培养皿。

为研究中,电影被霉菌感染真菌孢子在矿物盐和糖溶液(Chapek-Doks介质):样品的表面是一个悬挂的真菌孢子均匀喷洒,防止水滴排水,保存在盒子里最后滴干,PVC膜表面另一方面以类似的方式处理。

测试样品的电影在玻璃培养皿保持在最优条件下发展的真菌,在恒温器的温度30°C的中间检查后28天7和14天。

5天后,控制培养皿进行真菌孢子的可行性。随后,每7天之后,励磁机盖打开3分钟流入空气。

在中级考试和最后的测试,样品室或exicator取出,用肉眼检查在散射光的照明200 - 300 Lx,和在增加56 -时间。蘑菇电阻被蘑菇开发强度评估样品6个范围。样品没有微观真菌治疗作为对照组。

材料被认为已经通过测试如果找到真菌在其表面,开发强度的估计不超过三分6个范围。

如果相对误差和算术平均的概率的置信区间内的真菌发展指标下降不指定,每抽样样本的数量必须至少7。

抽样的定量测定指标的发展真菌对材料进行每隔一天一次。选择的数量必须至少7。

如果平均最小或最大的区别实验获得的值超过50%,它决定了真菌耐药性的新系列样品。

测试结果,最高得分,这是建立了五个样品。测试是重复的新样本取自同一批次的材料。

获得数据的统计处理进行了使用Excel 2007的计算机程序,计算算术平均和标准误差的平均值。平均值之间的差异的有效性被学生的评估 - - - - - -在显著性水平测试 。

2.3.4。测定样品的吸水PVC薄膜

水吸收(%)是评价根据国家标准4650 - 2014”塑料。吸水率的测定方法”62年]。为此,样品的质量的变化在暴露于蒸馏水温度( )°C对于特定时间间隔是由公式(3): 在哪里和样品的初始质量和在特定的时间,分别。

每个点的测试进行了三个样本。

2.3.5。拉伸应力和断裂伸长率的测定指标的PVC薄膜样品

拉伸应力和断裂伸长率的测定指标(国家标准9998 - 86)63年]:样品的夹子试验机。他们统一收紧,标本在测试期间不滑,但标本不是毁在不动点。测试的温度进行( )°С和相对湿度( )%。

抗拉强度(MPa)计算公式(4): 在哪里最大拉伸载荷拉伸试验中,N;毫米,最初的横截面样品吗²。

伸长率(%)计算公式(5): 在哪里是初始样本长度计算,mm;是估计样本长度的变化时破裂,毫米。

2.4。制备薄膜样品

以下作品准备测试:(1)100重量份数的PVC, 42重量份数的增塑剂夹住,3重量份数的硬脂酸钙稳定剂(2)100重量份数的PVC, 42重量份数的塑化剂的混合物夹住:DPEA 35的比例:7,3重量份数的硬脂酸钙稳定剂(3)100重量份数的PVC, 35重量份数的增塑剂夹住,7塑化成分的重量份数DPEA和锌化合物,和3重量份数硬脂酸钙的稳定剂

获得测试样本,PVC的配料成分混合在一个两级实验室搅拌机为60分钟。研究聚氯乙烯组成、样品的形式得到刚性和增塑的电影。PVC薄膜样品在实验室得到的轧制辊的温度在165 - 175°С5分钟。

3所示。结果与讨论

3.1。乙氧基苯酚的合成

苯氧乙醇生产反应已经被研究和工业规模进行64年,65年]。乙氧基苯酚合成按照发布程序(66年]。

3.2。的合成癸Phenoxyethyl己二酸(DPEA)

以前,我们准备了己二酸乙氧基醇的酯化反应的均相催化剂,描述它们的属性,和研究的可能性,使用它们作为无毒聚氯乙烯的增塑剂67年,68年]。使用异构氧化锌催化剂,我们准备和描述的69年)塑化成分组成butoxyethyl phenoxyethyl己二酸和锌phenoxyethyl己二酸。论述了使用异构氧化锌催化剂的合成方法小说的塑化成分组成癸phenoxyethyl己二酸、癸己二酸锌。

使用这种催化剂准备发达塑化成分的可能性是由于使用氧化锌生产增塑剂一起在一个反应锌羧酸盐的质量。PVC塑料的塑化成分组合提供了一个复杂的行动。此外,生产过程中和避免额外的步骤,获得产品的净化和提高其质量。

目标得到酯在两个阶段(见方案1)。

最初,一个己二酸单酯制备。正癸醇与己二酸的反应在甲苯溶剂的存在的克分子数相等的比例和氧化锌催化剂1 wt %的总组件的负载。此外,没有孤立的单酯,苯氧乙醇添加量计算。根据初步实验合成条件的选择。本文提出了最优的条件获得最高产量的目标产品。初的合成、反应物料的加热温度 。在合成过程中,温度逐渐增加到130°C。控制是由esterificate的酸值和最终释放的反应是由大量的水:在收到单酯,18 g,然后在收到二酯,0.93摩尔,是16.74克。反应混合物冷却,产品过滤,和干在125°C。获得最终产品是塑化成分组成的混合物,癸phenoxyethyl己二酸和锌phenoxyethyl己二酸。

一般来说,这个过程是由几个参数的特征:(1)根据esterificate的酸值(2)水的释放(3)根据获得的和孤立的醚数量目标产品

进行进一步的研究,大部分的产品是仔细分离锌phenoxyethyl己二酸,和癸phenoxyethyl己二酸是孤立的。为此,由此产生的产品是治疗三次与溶剂水的混合物: 当加热到50 - 60°C。恢复增塑剂是干在真空炉。产品的纯度是进一步证实了DSC热谱峰的数量:有一个峰值的DSC热谱纯化DPEA增塑剂。剩下的塑化混合物被用来获得PVC塑料的生物降解性,分析开发的添加剂。物理化学性质的癸phenoxyethyl己二酸如表所示1。

下一阶段的工作的实际应用开发癸phenoxyethyl己二酸作为增塑剂,PVC复合材料确定了主要技术指标:热稳定性、融化和结晶温度,与聚合物的兼容性。

由此产生的塑化剂的热稳定性是研究热重量分析法使用TGA-DSC-Combined热分析(梅特勒-托利多)装置在一个温度范围为20 - 500°C的升温速率5°C /分钟(见图1)。di-2-ethylhexyl的工业增塑剂邻苯二甲酸二(计划)被用作参考。

使用的一个重要指标与PVC增塑剂在处理添加剂的重量的变化在相同的温度条件下加热后。结果加热塑化剂的温度为180°C和200°C,分别如表所示2。

热分析的结果表明,分解发达DPEA增塑剂发生在温度范围从101到375°C(见表2)。最高的样本的质量变化观察到温度对应的最大价值。获得的癸phenoxyethyl己二酸的特点是较高的分解温度开始 。然而,这个参数是有点差,工业计划(见下表2)。

重要的使用癸phenoxyethyl己二酸作为PVC增塑剂是相对较低的值的参数Δ 测试的添加剂的温度在- 180和200°C。这些值描述的内容产生挥发性杂质的产品,可以释放的处理期间增塑的PVC复合材料和产品的形成。DPEA增塑剂,Δ 在180°C的值是0.8%比1.0%的工业计划(见下表2)。

壳体的热产生的DPEA增塑剂(见图2)显示相对应的边界改变(减少)在加热时样品的重量。的峰面积,可以判断分解过程的强度。最大峰值对应于最高的减重率(分解)的样本。根据壳体曲线,主峰的热破坏DPEA约316.50°C,而对于一个工业计划增塑剂,这个值是284.83°C(见表2)。从壳体曲线,也可以观察到DPEA展品一步降解行为。

因此,DPEA塑化剂的特点是热稳定性值接近工业计划增塑剂。

然而,与计划不同的是,合成增塑剂是一种固体产品;因此,熔点和结晶是重要的指标对其实际应用。

增塑剂的DSC热谱获得的聚己二酸二癸phenoxyethyl的加热模式显示了一个吸热峰对应产品的融化。这个过程对应于一个融化的峰值温度84°C,它 。

DSC热分析图,在随后的冷却获得样本,清楚地表明一个放热峰对应于增塑剂的结晶。结晶过程转移到该地区较低的温度和放热峰对应于这个过程的低强度。因此,在产品的热,有一个结晶峰的温度8°C,它 (见图3)。结晶过程总是相对于融化转移到较低的温度。10度/分钟,冷却速率的结晶过程可能并不完整。此外,其他不同的因素可能影响熔融和结晶过程。因此,可能存在显著差异的熔化温度和结晶温度和焓变的产品。

融化的焓值Δ 和结晶Δ 表示在DSC热谱峰对应表3。

增塑剂的可靠性很大程度上取决于其能力保留在聚合物很长一段时间,也就是说,聚氯乙烯的增塑剂的相容性。这一特点开发的产品是一个重要的参数的使用获得的可能性癸phenoxyethyl己二酸作为聚合物塑化剂成分,因为它提供了获得well-plasticized材料的可能性。由此产生的塑料不应改变其组成了很长一段时间;塑化剂不应通风,挥发,挥发或修改原来的成分。一种确定的兼容性与PVC增塑剂是评估临界溶解温度的聚合物塑化剂。测试表明,发达DPEA PVC增塑剂的溶解温度(56°C)高于计划(见下表4),表明这种化合物的兼容性较低的聚合物。可能获得的癸phenoxyethyl己二酸可以被称为辅助增塑剂,部分兼容聚合物和与主增塑剂混合使用,例如,夹住。

因此,对于进一步研究,夹住的混合物与合成增塑剂的比率DPEA 5: 1 (wt)。的兼容性PVC增塑剂的混合物( )略低于计划(见表4);然而,这种混合物可以用作PVC复合材料的一部分。

研究DPEA增塑剂的影响和发达癸己二酸锌添加剂对PVC的生物降解塑料,PVC电影作品1、2和3测试(2.4段)。

最初,真菌学的测试是用来评估的biostability电影获得样本。发现的第一周孵化的样品成分2、模具的初始增长发生文化焦点的形成的菌丝和孢子形成的形成。此外,活跃的增长micromycete殖民地时,由于材料的成分2布满了模具,这表明一个可用的系统中基质的存在,证实了生物利用度微观开发综合各种属的真菌。污垢成分的样品2已经观察到第14天的感染,真菌生长的过程贯穿在整个实验。

当测试样品成分1,有轻微的增长发霉的文化焦点的形成的菌丝。

样品的成分3,没有焦点的菌丝体的生长和发育的模具发生在整个实验周期(28天)。

biostability发达的评估复合材料进行了28天的试验(见表5)。

潜伏期结束时,发现聚合物成分1和2可以被用作一种食物来源等微观真菌黑曲霉,青霉菌funiculosum,木霉属lignorum。因此,材料包含足够数量的营养支持真菌的生长。

然而,当复合3测试28天,没有菌丝体生长的霉菌孢子形成的发展。

易受biodamageРractically,所有材料。大多数有机物的降解,不管来源,是由于微生物的能力作为一个整体使用聚合物或其单个组件作为一个碳和能源(71年- - - - - -73年]。

bioresistant材料没有杀生的性质,污染会导致污染,堵塞,真菌的影响。微生物、菌丝的真菌危害最大的聚合物材料。真菌孢子,落在一个材料,不包含食品微生物的来源,能够发芽,形成microcolonia只由于孢子中包含本身的营养。菌丝体的进一步发展将促进物质污染材料的植物、昆虫和土壤颗粒。真菌代谢产品改变材料的结构,使其可用于微生物。

增塑剂包括在PVC-based材料具有不同抗性的微生物。与此同时,塑化剂的性质起着重要的作用。当微生物使用增塑剂作为碳源在PVC材料、重要属性是观察到的变化。

众所周知,与邻苯二甲酸酯增塑剂,己二酸增塑剂涉及各种微生物在生命的过程中,由于酸性产品溶于水形成。例如,草酸,琥珀酸引起的加速度分解过程的材料56,74年,75年]。

降解高分子材料的自然条件是一个复杂的过程,它的速度是影响高分子材料的结构和性能以及周围conditions-humidity,温度、介质的酸度,和光线,以及接触土壤和土壤类型。PVC塑料的biodegradate在自然条件下主要表现为改变水在室温下样品的质量。增塑剂的迁移的影响生物利用度的高分子材料获得的数据证实了长期接触土壤中PVC的作品通过改变变形模量为100%。随着PVC复合增塑剂含量的增加,变化显著增加(76年]。

在这种情况下,PVC复合材料的重量的变化2和3包含DPEA增塑剂最初由于洗出了己二酸增塑剂。随后,质量是两种截然相反的结果的变化过程:最初,稍微更大样本的重量减少配方3可能是由于锌羧酸盐的溶解性越好。相对应的样品成分1是更容易体重改变,因为计划是不能洗出(见图4)。增塑剂的浸大电影2和3的存在可能是由于极地C-O-C团体在他们的结构,可用于与水相互作用,与计划。液相接触电影是蒸发实验后50°C和大气压力“干残渣”,重。

在生物降解的研究工作,获得的样品进行了持有在土壤在自然条件下15厘米的深度为350天。温度对应于当地气候区和政权 。

PVC材料的物理力学性质变化显著的退化和洗好的衣服晾出去DPEA塑化剂成分2。图5显示变化的性质在影片最重要的操作性能的材料的时候行动全面的微生物测试。抗拉强度的增加和相应的减少破坏时应变表明减少膜弹性由于退化和增塑剂的一部分的损失。

众所周知,在老化是提高聚合物材料的生物利用度。聚合物的老化和biodamage是相互联系,相互促进。出于这个原因,抑制的过程有助于减少的速度。目前,有一个广泛的技术方法,可以有目的地调节聚合物复合材料的生物利用度(77年,78年]。在选择杀生的辅料,其适用性的耐温度效应和消费增加微生物食品,以及他们的低成本和可用性,应该考虑。

PVC膜样品,根据公式3,物理和机械稳定性是在最初的阶段特征。期满后癸己二酸锌添加剂(280天),显著改变膜弹性是观察到,由于一个可生物降解的己二酸增塑剂的影响。也许这一事实表明锌离子的杀生的行动,这是生成的羧酸盐的一部分。

邻苯二甲酸酯增塑剂不是营养培养基确保土壤中微生物的生命。因此,在作文1的情况下,正如所料,没有明显的变化PVC膜的物理和机械性能被发现。电影弹性成分1中略有增加,伴随着抗拉强度下降,可能是因为电影的吸收土壤微生物生活的产品。

这项工作的结果是在良好的协议与本文获得的数据(79年),研究了无机锌盐6日益生菌制剂的有害影响基于细菌芽孢杆菌属的研究:Sporobacterin(枯草芽孢杆菌534),Bactisubtil (b .仙人掌IP 5832), Vetom 1.1(枯草芽孢杆菌10641),Vetom 2地衣芽(b . 7038), Vetom 3 (b . amyloliquefaciens 10642), Vetom 4 (b . amyloliquefaciens 10643)。发现乙酸锌的毒性作用在研究微生物最为显著。然而,区域的值的增长抑制这种化合物的作用下稍微超过了硫酸的值,氯,硝酸锌为研究下的益生菌菌株。也发现b .仙人掌5832是最耐硝酸锌、枯草芽孢杆菌10641硫酸锌,乙酸锌,b .仙人掌5832氯化锌。尽管这样的无机富锌化合物,根据获得的结果在这工作,他们是有相当的有效杀生的准备,我们已经开发出的塑化剂在聚氯乙烯成分提供了几个功能:增塑作用,润滑效果,杀生的行动。

zinc-containing生物活性聚合物(80年- - - - - -83年]polymeranalogous转换得到的是有效的,但是他们不会导致被广泛使用的缺点:复杂的合成杀虫剂,包括几个阶段;尺度的复合改性聚合物很难创建聚合物与一组预先决定的性质。

另一个工作描述了两种结构不同的制备锌基协调聚合物具有优良的抗菌活性(83年:第一,锌(bipy)(哦₂)₄^{2 +}]_1.5(克罗₄⁻]₃(bipy)₃(H₂O),由一维(1 d)结构两个锌结晶学独立的八面体中心transcoordinated由两个4,4 - - - - - -bipy单位和水组。第二,锌_1.5(CH₃有限公司₂)₂(bipy)₂⁺][克洛₄⁻H]₂啊,是一个二维(2 d)分层结构相同的聚合物,但桥接成一层由乙酸和4.4 - - - - - -bipy。由于锌的缓慢释放^{2 +}离子在溶液逐渐分解,它们提供了高效的抗菌活性对大肠杆菌和特别是对葡萄球菌epidermidis细胞。这种聚合物有自己的应用程序,这些协调聚合物的毒性不仅取决于锌阳离子的配体还组成的一部分。在我们的例子中,发达添加剂确保生产PVC成分有一定的使用寿命和加速分解结束后在自然条件下操作。此外,它是重要的添加剂是无毒的己二酸合成的基础上,是环保和生物可降解的。

4所示。结论

研究表明,以下因素来改变膜的结构开发PVC样品成分:电影样本中增塑剂的迁移,土壤水分扩散到电影,洗出的低分了样品成分和微生物在土壤微生物的影响。这些变化的大小和性质直接依赖的性质,介绍了塑化剂。

的biostability获得电影的实验室研究样本与最具破坏性微生物显示样品的成分2包含一个己二酸增塑剂是最容易由micellial真菌生物淤积,因此,参与他们的重要活动的过程中,因为他们是模具的营养培养基。PVC样品成分1基于夹住,一个微不足道的与显微观察真菌生长,这与外部有关碳营养来源,也就是说,与污染物的存在。在影片的样本3,实验结束后持续28天,没有增长的霉菌的菌丝与孢子形成的发展被观察到。

根据由于田间试验获得的数据为350天,这部电影的最大物理力学参数的变化在PVC样品组成与己二酸增塑剂的内容2:拉伸破坏应力增加,断裂伸长率下降了大约30%。薄膜样品1基于夹住,无显著的变化在实验中观察到的物理力学参数。PVC合成3锌化合物的内容和发达增塑剂在一定时间(大约280天)在环境条件下保留最初的物理和机械性能,也就是说,没有发生显著的变化。这一事实可能是与锌化合物的杀生的行动有关。密集的生物降解薄膜样品开始一段时间后,这是解释这种添加剂的迁移到土壤里去的。测试进行吸水率为800 h薄膜样品确认样品2和3的质量下降。

因此,可以说,部分替代工业增塑剂的计划用一个新的可降解塑化剂癸phenoxyethyl己二酸加速使用PVC产品在自然条件下的生物降解。

同时,使用寿命和初始PVC复合材料的物理和机械性能的基础上,开发增塑剂并不次于工业塑料基于夹住。新癸己二酸锌添加剂使获得生物可分解的热塑性PVC复合控制的使用寿命。应用开发塑化成分组成的PVC塑料聚合物是一种很有前途的方法,减少浪费和改善环境状况。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果中包括文章:专利2716691俄文,Int, Cl。51 C08L 27/00(2006.01)成分基于聚氯乙烯的增塑剂。MazitovaА.К.,Aminova G.К., Vikhareva I.N., Sukhareva I.А., Zaripov I.I., Akhmetov I.R. Proprietor Federalnoe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatelnoe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya “Ufimskij gosudarstvennyj neftyanoj tekhnicheskij universitet” (RU)–No. 2019131313; date of filing 02.10.2019; date of publication 13.03.2020.

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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