Масло семян каучукового дерева и натуральный каучук в качестве биодеградирующих добавок для полипропиленовых композиций с укороченным циклом жизни
Автор: Янов В.В., Гатауллина Л.И., Носова Л.В., Зенитова Л.А.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 1 (107) т.88, 2026 года.
Бесплатный доступ
Работа касается исследований по использованию продуктов растительного происхождения в качестве биодеградирующих добавок в композициях на основе полипропилена. Полипропилен является синтетическим материалом не подвергающимся процессам биодеградации. Натуральный каучук - продукт, получаемый из млечного сока дерева «Hevea Brasiliensis», в природе не накапливается из-за присутствия в его составе белков и фосфолипидов, которые способствуют его деградации. В исследовании для получения биодеградируемых композиций в полипропилен добавлялись неочищенный натуральный каучук (НК-Н) и масло семян каучукового дерева (МСКД). Определена склонность к биодеградации исследуемых композиций методами оценки шероховатости поверхности, краевого угла смачивания и водопоглощения. Выявлено, что использование неочищенного натурального каучука в количествах до 15% масс., масла семян каучукового дерева до 5% масс. и их смесей в суммарном количестве до 10% масс. приводит к существенному увеличению шероховатости поверхности. Масло семян каучукового дерева, выполняя функцию пластификатора, распределяется в полипропилене более равномерно, чем натуральный каучук, что снижает выраженность шероховатости образцов. Методом лежащей капли оценивали гидрофильность композиций с биодеградирующими добавками. С увеличением количества введенного неочищенного натурального каучука краевой угол смачивания падает и при содержании неочищенного натурального каучука 15% масс. составляет 66° против 85° для чистого полипропилена. Совместное введение НК-Н и МСКД закономерно увеличивает гидрофильность композита, но в меньшей степени, по сравнению с введением одного НК-Н в том же количестве. Было оценено поведение полипропилена и его композиций с неочищенным натуральным каучуком и маслом семян каучукового дерева после 25 месяцев экспозиции в водной среде. С увеличением количества введенного каучука происходит существенная потеря массы композита. Введение в полипропилен смеси 5% масс. неочищенного натурального каучука и 5% масс. масла семян каучукового дерева через 13 месяцев экспозиции в водной среде привело к уменьшению его массы на 71%.
Масло семян каучукового дерева, неочищенный натуральный каучук, полипропилен, биодеградация, шероховатость, краевой угол смачивания, водопоглощение
Короткий адрес: https://sciup.org/140314832
IDR: 140314832 | УДК: 678.07:577(075) | DOI: 10.20914/2310-1202-2026-1-291-298
Rubber tree seed oil and natural rubber as biodegradable additives in polypropylene-base compositions with a shortened life cycle
The work focuses on the use of plant-based products as biodegradable additives in polypropylene-based compositions. Polypropylene is a synthetic material that does not undergo biodegradation. Natural rubber, a product obtained from the milky sap of the «Hevea Brasiliensis» tree, does not accumulate in the environment due to the presence of proteins and phospholipids that promote its biodegradation. In the study, unpurified natural rubber (UNR) and rubber tree seed oil (RSO) were added to polypropylene to obtain biodegradable compositions. The biodegradability of the investigated compositions was evaluated using methods for assessing surface roughness, contact angle and water absorption. It was found that the use of unpurified natural rubber in amounts of up to 15% by weight, rubber tree seed oil up to 5% by weight and their mixtures in a total amount of up to 10% by weight leads to a significant increase in surface roughness. The rubber tree seed oil, acting as a plasticizer, is distributed within polypropylene more uniformly than natural rubber, which reduces the pronounced surface roughness of the samples. The hydrophilicity of the compositions containing biodegradable additives was evaluated using the sessile drop method. With increasing content of unpurified natural rubber, the contact angle decreases, reaching 66° at a content of 15% by weight UNR compared to 85° for neat polypropylene. The combined incorporation of UNR and RSO increases the hydrophilicity of the composite, however, this effect is less pronounced than that observed when UNR is introduced alone in the same amount. The behavior of polypropylene and its compositions containing unpurified natural rubber and rubber tree seed oil after 25 months of exposure in an aqueous environment was also evaluated. With an increase in the amount of introduced unpurified natural rubber, there is a significant mass loss of the composite. The introduction of a mixture of 5% by weight unpurified natural rubber and 5% by weight of rubber tree seed oil into polypropylene resulted in a 71% mass reduction after 13 months of exposure in an aqueous environment.
