Полимерные экоматериалы сельскохозяйственного назначения с добавлением натурального каучука

Автор: Подзорова М.В., Тертышная Ю.В., Варьян И.А.

Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau

Рубрика: Сельскохозяйственные науки

Статья в выпуске: 3 (96), 2022 года.

Бесплатный доступ

Современное сельское хозяйство постоянно ищет пути интенсификации производственных процессов, эффективности почвоподготовки, повышения урожайности. Мульчирование как агротехнический приём получает все более широкое распространение в нашей стране. Для мульчирования применяют как природные, так и искусственные материалы, например, синтетические полимеры. Однако они характеризуются высокой устойчивостью к разложению в условиях окружающей среды, что может привести к отрицательному экологическому эффекту. Целесообразнее использовать композиционные материалы, которые состоят из природных и синтетических полимеров или полностью из биоразлагаемых матриц. Одним из наиболее перспективных термопластов, способных разрушаться под действием воды, ультрафиолетового излучения и микроорганизмов почвы является полилактид. Полилактид может быть получен как синтетическим способом, так и из природного сырья путем молочнокислого брожения сусла кукурузы, картофеля, зерновых культур и другого сырья природного происхождения. В данной работе представлено исследование пленочных композиций полиэтилен-натуральный каучук и полилактид-натуральный каучук. В результате исследования способности к биоразложению исследуемых композиций установлено, что добавка натурального каучука ускоряет данный процесс. Так, образцы на основе полиэтилена с содержанием 30 мас.% натурального каучука обладают видимыми деструктивными изменениями материала при инкубации в почве. При добавлении 15 мас. % натурального каучука в матрицу полилактида отмечается улучшение механических свойств, относительное удлинение увеличивается c 8 до 15,5%, что упрощает применение данных материалов. Биоразлагаемость композиций полилактид-натуральный каучук увеличивается, добавка натурального каучука способствует разрушению матрицы полилактида, что подтверждается исследованиями авторов, а также литературными данными о воздействии факторов окружающей среды.

Еще

Мульча, биоразлагаемые пленки, полилактид, полиэтилен, натуральный каучук

Короткий адрес: https://sciup.org/147237899

IDR: 147237899   |   DOI: 10.17238/issn2587-666X.2022.3.51

Список литературы Полимерные экоматериалы сельскохозяйственного назначения с добавлением натурального каучука

  • Environmental degradation and efficacy of a sprayable, biodegradable polymeric mulch / C.K. Borrowman [et al.] // Polymer Degradation and Stability. 2020. Vol. 175. P. 109126.
  • Plastic mulching in agriculture. Trading short-term agronomic benefits for long-term soil degradation? / Z. Steinmetz [et al.] // Science of the Total Environment. 2016. Vol. 550. P. 690-705.
  • Effects of residual plasticfilm mulch on field corn growth and productivity / Q. Hu [et al.] // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 729. P. 138901.
  • Шибряева Л.С., Подзорова М.В., Тертышная Ю.В. Инновационные сельскохозяйственные материалы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 3. С. 33-36.
  • Тертышная Ю.В., Подзорова М.В., Попов А.А. Вторичное использование полимерных материалов: смеси полиэтилен - полилактид // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. № 7. С. 22-25.
  • Thermal Properties and Dynamic Characteristics of Electrospun Polylactide/Natural Rubber Fibers during Disintegration in Soil / Y.V. Tertyshnaya [et al.] // Polymers. 2022. Vol. 14. P. 1058.
  • Биодеградируемые полимеры как материалы для высева семян зерновых культур / Шибряева Л.С. [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. № 6. С. 14-18.
  • Jin F.-L., Hu R.-R., Park S.-J. Improvement of thermal behaviors of biodegradable poly(lactic acid) polymer: A review // Composites Part B Engineering. 2019. Vol. 164. P. 287-296.
  • Farah S., Anderson D.G., Langer R. Physical and mechanical properties of PLA, and their functions in widespread applications - A comprehensive review // Advanced Drug Delivery Reviews. 2016. Vol. 107. P. 367-392.
  • Biocomposites reinforced with natural fibers: 2000-2010 / O. Faruk, A.K. Bledzki, H.-P. Fink, M. Sain // Progress in Polymer Science. 2012. Vol. 37. № 11. P. 1552-1596.
  • Isolation and characterization of Streptomyces, Actinoplanes, and Methylibium strains that are involved in degradation of natural rubber and synthetic poly(cis-1,4- isoprene) // S. Imai [ et al. ] // Enzyme and Microbial Technology. 2011. Vol. 49. P. 526-531.
  • Bode H.B., Kerkhoff K., Jendrossek D. Bacterial Degradation of Natural and Synthetic Rubber // Biomacromolecules. 2001. Vol. 2. № 1. P. 295-303.
  • Effect of pretreatments on enhanced degradation of polyisoprene rubber by new isolated Bacillus sp. S-10. / Z. Shah [et al.] // Journal of the Chemical Society of Pakistan 2009. Vol. 31. P. 638-646.
  • Pongtanayut K., Thongpin C., Santawitee O. The Effect of Rubber on Morphology, Thermal Properties and Mechanical properties of PLA/NR and PLA/ENR blends // Energy Procedia. 2013. № 34. P. 888-897.
  • Physical blend of PLA/NR with co-continuous phase structure: Preparation, rheology property, mechanical properties and morphology / C. Xu [et al.] // Polymer Testing. 2014. № 37. P. 94-101.
  • Effect of NR on the hydrolytic degradation of PLA / Y. Huang [et al.] // Polymer Degradation and Stability 2013. Vol. 98. P. 943-950.
  • Тертышная Ю.В., Скороходова A.H. Полимерные субстраты для высева семян сельскохозяйственных культур // Вестник аграрной науки. 2022. № 1. С. 32-37.
  • Effect of natural rubber in polyethylene composites on morphology, mechanical properties and biodegradability / E. Mastalygina [et al.] // Polymers. 2020. Vol. 12. № 2. P. 437.
  • Tokiwa Y., Calabia B.P. Biodegradability and biodegradation of polyesters // Journal of Polymers and the Environment. 2007. № 15. P. 259.
  • Подзорова M.B., Тертышная Ю.В. Разрушение в почве бинарных смесей на основе полилактида и полиэтилена // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. № 6. С. 737-744.
  • Тертышная Ю.В., Шибряева Л.С., Левина Н.С. Биодеструкция нетканого материала из полилактида и поли-3-гидроксибутирата под действием микромицетов // Химические волокна. 2020. № 1. С. 40-44.
Еще
Статья научная