Use of ultrasonic exposure for modification of physical and mechanical properties of biodegradable polymer compositions with thermoplastic starch | Применение ультразвукового воздействия для модификации физико-механических свойств биоразлагаемых полимерных композиций с термопластичным крахмалом

Английский. The technology of producing polymer compositions with corn thermoplastic starch (TPS) for biodegradable products made from low density polyethylene has been improved. The ratio of components for making TPS (starch, glycerol, sorbitol in the ratio of 60:30:10) has been determined and a method of preparing a hybrid composition (HC) after studying the physical and mechanical characteristics with different parameters of ultrasound exposure (USE) has been developed. The degradation degree of HCs prepared without and with USE was determined after they were stored for 30 days in biohumus at t 29-31 deg. C and moisture content of 60-80%. TPS and HCs based on it were made by the extrusion method at a ratio of polyethylene: TPS of 70:30 and t 130, 150, 170 and 190 deg. C. It has been found that in HCs prepared with USE (if TPS incorporated into them was produced at t 130-170 deg. C) the percent elongation value as compared to HCs produced without USE increased by 5-10%. In HCs produced with USE and made at t 190 deg. C the maximum strength in relation to the HCs prepared without USE reduced. The HCs subjected to USE and made at t 170 deg. C had the maximum strength, elongation above 100% and greater ability of the obtained results. When stored in biohumus the weight of HCs subjected to USE reduced by 8.5-12.5%. The maximum strength under storage in HCs prepared without USE, as compared to the control, (TPS-free composition) reduced by 40-65%, and in HCs subjected to USE – 2-2-4.6 times. The least reduction in the strength in HCs that did not undergo USE and that underwent USE was recorded at 150-170 and 150-190 deg. C, respectively. It has been concluded that the use of USE in production of HCs comprising TPS increases their strength and percent elongation, as well as promotes their rapider degradation when being stored in biohumus thereby making them suitable for making biodegradable packaging materials.

Русский. Усовершенствована технология производства полимерных композиций с термопластическим крахмалом (ТПК) из кукурузы для биоразлагаемых изделий из полиэтилена низкой плотности. Определено соотношение компонентов для изготовления ТПК (крахмал, глицерин, сорбит в соотношении 60:30:10) и разработан способ получения гибридной композиции (ГК) после изучения физико-механических характеристик при различных параметрах ультразвукового воздействия (УЗВ). Степень разложения ГК, полученных без и с УЗВ, определяли после их хранения в течение 30 дней в биогумусе при t 29-31 град. C и влажности 60-80%. ТПК и ГК на его основе изготавливали методом экструзии при соотношении полиэтилен: ТПК 70:30 и t 130, 150, 170 и 190 град. C. Установили, что у ГК, полученных с УЗВ (если входящий в их состав ТПК вырабатывали при t 130-170 град. C) показатель относительного удлинения, по сравнению с ГК, полученных без УЗВ, повышался на 5-10%. У ГК, полученных с УЗВ и изготовленных при t 190 град. C, максимальная прочность относительно ГК, полученных без УЗВ, понижалась. Максимальную прочность, удлинение свыше 100% и большую стабильность получаемых результатов имели ГК, подвергшиеся УЗВ и выработанные при t 170 град. C. При хранении в биогумусе масса ГК, подвергшихся УЗВ, уменьшалась на 8,5-12,5%. Максимальная прочность при хранении у ГК, полученных без УЗВ, по сравнению с контролем (композиции без ТПК), снижалась на 40-65%, а у ГК, подвергшихся УЗВ – в 2,2-4,6 раза. Наибольшее снижение прочности у ГК, не подвергшихся и подвергшихся УЗВ, отмечено при 150-170 и 150-190 град. C соответственно. Сделан вывод, что использование УЗВ при производстве ГК, содержащих ТПК, повышает их прочность и относительное удлинение, а также способствует их более быстрому разложению при хранении в биогумусе, что делает их пригодными для изготовления биоразлагаемых упаковочных материалов.