Effect of Pickering emulsion based on carboxymethylcellulose on barrier properties of biodegradable composite material | Влияние эмульсии Пикеринга на основе КМЦ на барьерные свойства биоразлагаемого композитного материала

English. Polymer waste is a mixture of substances, objects and their parts that have lost their consumer properties during operation and are intended for disposal. Polymer waste has been decomposing for more than 100 years forming microplastics. The accumulation of polymer waste and the difficulty of recycling it is a global problem; it has a negative impact on the environment. Biodegradable composite materials and packages based on them with improved barrier properties obtained on the basis of secondary raw materials can become one of the possible ways to solve this problem. To improve the barrier properties of the material, our research suggests using a Pickering emulsion based on carboxymethylcellulose (CMC) in the matrix at different dosages of its application (0.5; 1.5; 2.0%) and determining its optimum. As part of the study, 4 film samples were prepared. During the study, film samples were evaluated for such indicators as thickness, water content, and solubility in water, opacity, microscopy, water absorption and biodegradability in compost. As a result of processing experimental data from film samples (biodegradable composite material), the best performance was established for the sample with the addition of a Pickering emulsion loaded with CMC in the amount of 2.0%. The developed materials and packages can be applied in the food industry and solve or minimize environmental problems.

Russian. Полимерные отходы представляют собой смесь веществ, предметов и их частей, потерявших потребительские свойства в процессе эксплуатации и предназначенных для утилизации. Полимерные отходы разлагаются более 100 лет с образованием микропластиков. Накопление полимерных отходов и трудность их утилизации является глобальной проблемой и оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду. Одним из возможных способов решения данной проблемы могут стать биоразлагаемые композитные материалы и упаковки на их основе с улучшенными барьерными свойствами, получаемые на основе вторичных сырьевых ресурсов. Для улучшения барьерных свойств материала в исследованиях предлагается использование в матрице эмульсии Пикеринга на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) при разной дозировке ее внесения (0,5; 1,5; 2,0%) и определение ее оптимума. В рамках исследования были приготовлены 4 образца пленок. В ходе исследования у образцов пленок оценивались такие показатели, как толщина, содержание воды, растворимость в воде, непрозрачность, микроскопия, водопоглощение и биоразлагаемость в компосте. В результате обработки экспериментальных данных образцов пленок (биоразлагаемого композитного материала) были установлены наилучшие показатели у образца с внесением эмульсии Пикеринга, нагруженной КМЦ в количестве 2,0%. Разработанные материалы и упаковки могут найти свое применение в пищевой промышленности и решить или минимизировать проблемы экологии.