Разработка технологии получения биоразлагаемого полимерного материала на основе полимолочной кислоты

Введение 5
1. Теоретическая глава 7
1.1. Рынок полимерных материалов и их использование в пищевой промышленности 7
1.2. Полимерная упаковка для пищевых продуктов 11
1.3. Биоразлагаемые полимеры 14
1.4. Свойства полилактида 19
1.5. Теоретические основы биодеструкции полимеров 25
1.6. Теоретические основы создания электретных материалов 29
1.7. Электретный эффект в полилактиде и композитах на его основе 35
2. Практическая глава 37
2.1. Характеристика ассортимента 37
2.2. Обоснование выбора сырья 39
2.3. Общая технологическая схема производства пленочного материала на основе полилактида 44
2.4. Особенности тенологии производства пленочного материала на методом экструзии с раздувом 48
2.5. Регенерация и утилизация отходов синтеза лактида 58
2.6. Техника безопасности при работе на экструзионном оборудовании 62
Заключение 66
Список литературы 68

Весь текст будет доступен после покупки

На сегодняшний день полимерные материалы являются неотъемлемой частью нашей жизни. Например, роль полимерных пленок в современной экономике трудно переоценить. Пленки применяются в самых разных отраслях — от сельского хозяйства и медицины до упаковки. Широкую сферу применения полимерных пленок представляют собой гибкие упаковочные материалы. Гибкая полимерная упаковка является одним из самых быстрорастущих сегментов упаковочной индустрии, при этом примерно 70% спроса на пленки обеспечивает пищевая промышленность. Используясь как самостоятельный упаковочный материал, пленки также применяются в виде слоев в комбинированных материалах (с бумагой, фольгой, картоном, жесткими пластиками). По прогнозам, в течение ближайших пяти лет мировой спрос на гибкие полимерные упаковочные материалы будет расти на 3,4% в год, а в некоторых сегментах — до 6%.
Повсеместное применение полимерных пленок приводит к необходимости их утилизации после эксплуатации. Многие популярные полимеры, например, полиэтилен, могут годами разлагаться в условиях окружающей среды. Решить данную проблему можно при помощи биоразлагающихся полимерных материалов [1].
Актуальность. Ярким представителем современных биоразлагаемых материалов является полилактид. Полилактид – биоразлагающийся, биосовместимый полимер, мономером которого является молочная кислота. Полилактид производится на основе различных сельскохозяйственных культур, разлагается на безопасные для человека составляющие. В данный момент полилактид наиболее широко применятся в упаковочных материалах и в медицине (хирургические нити, оболочки таблеток). Сегодня многие исследования направлены на создание «активных упаковок», повышающих срок хранения продуктов. Полилактид можно применять в составе «активной упаковки»: в полимерных материалах является возможным сформировать устойчивое электретное состояние, которое наделяет материал бактерицидными свойствами. Исходный полилактид имеет слабовыраженные электретные свойства. С целью повышения устойчивости электретного состояния, в полилактид добавляют различные наполнители, получают новые композиционные материалы с улучшенными свойствами.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ГЛАВА

1.1. Рынок полимерных материалов и их использование в пищевой промышленности
Полимерная отрасль чувствует себя гораздо лучше других сфер промышленного производства. В выпуске полипропилена, линейного полиэтилена совершен рывок; производство ПЭВД, ПЭНД, ПВХ, полистирола тоже растет; по всем полимерам увеличился ассортимент марок. В переработке даже в тех сегментах, где рынок сжимается на падающем спросе, есть компании, которые за счет эффективного управления расширяют свою долю.
В 2022 г. производство полимеров в России выросло на 8% вопреки депрессивным настроениям, царящим в обрабатывающей промышленности в целом. Общими для полимерных рынков тенденциями являются также падение импорта и рост экспорта, вызванные, в первую очередь, низким курсом рубля. В переработке полимеров обобщенные показатели сильно отстают: в 2023 году ожидается лишь небольшой рост, близкий к нулевому, на фоне падения объемов на 4-5% годом ранее. Большинство компаний-переработчиков исторически ориентировались на внутренний спрос, конкурируя с импортируемой продукцией. Соответственно, в тех областях применения, где падение спроса перекрыло даже эффект от импортозамещения (строительство, автомобилестроение, трубный сегмент), переработка полимеров тоже снижается, хотя и менее быстрыми темпами. В тех же сегментах, где возник дополнительный спрос (пленки и упаковка), компании вкладываются в оборудование и расширяют продажи. Итоги 2022 года для переработчиков все-таки позитивны: по трем видам полимеров из пяти — ПЭ, ПП и ПС — ожидается рост потребления.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Биоразлагаемые полимеры. //Сырье и упаковка. – 2012. – № 6. - С. 24
2. Балов А. Мировой рынок полимеров / Ашпина Ольга// The Chemical Journal. – 2022. - №3. - С. 49-53.
3. Ларионов В.Г. Саморазлагающиеся полимерные материалы // Полимеры для пищевой промышленности. – 2013. - № 4. - С. 36-39.
4. Кржан А. Биоразлагаемые полимеры и пластики // Innovative Value Chain Development for Sustainable Plastics in Central Europe. – 2021. – С. 8.
5. Легонькова О. «За» и «Против» внедрения биоупаковки на современном этапе /Легонькова О.// Тара и упаковка. – 2022. – № 5. – С. 43.
6. Bastioli C. Handbook of biodegradable polymers / C. Bastioli // Rapra Technology Limited. – 2015. – Р. 566.
7. Hamad K. Properties and medical application of polylactic acid: F review\ K. Hamad, M. Kaseem, H.W.Yang, F. Deri, Y.G. Ko\\ Express Polymer Letters. - 2022. - Vol.9. - №5. - Р. 435-455.
8. Степанова Э.Ф. Микрокапсулы: перспективы использования в современной фармацевтической практике\Степанова Э.Ф., Ким М.Е., Мурагазмулова К.Б., Евсеева С.Б.\\ Современные проблемы науки и образования. – 2014. - №15. – С. 39.
9. Shalaby S.W. Absorbable and biodegradable polymers/ S.W. Shalaby, K.J.L. Burg. – Washington, 2014. – 305 c.
10. Doi Y. Biodegradeble plastics and polymers/ Y. Doi, K. Fukuda. – Tokyo: Elsevier, 2014. – 618 c.
11. Яркова А.В. Синтез лактида в инертной атмосфере/ А.В. Яркова, А.А. Шкарин, А.Л. Зиновьев, В.Т. Новиков.// Вестник Томского государственного университет. – 2015. – № 1. – С. 65-71.
12. Любешкина Е. Упаковка с дополнительными функциями // Пакет. 2021 - № 4. - С. 10-13.

Весь текст будет доступен после покупки