Зертханалық жағдайда биологиялық ыдырайтын полимерлер өндірісін эксперименттік модельдеу

Зертханалық жағдайда биологиялық ыдырайтын полимерлер өндірісін эксперименттік модельдеу

Зерттеу жүргізудің жалпы схемасы 1-суретте көрсетілген.

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

 1-сурет – Зерттеу жүргізудің толық сызбасы[pic 9]

1. Қолданылатын материалдар мен реактивтер

Зерттеудің әр сатысында қолданылатын химиялық реактивтер:

• Күкірт қышқылы (ГОСТ 4204-77);
• изопропил спирті (ГОСТ 9805-84);
• глицерин (ГОСТ 6823-2000);
• натрий гидроксиді (ГОСТ 4328-77).

1. Зерттеу нысаны мен құрылғылар

Зерттеудің әр сатысында қолданылатын заттар:

- қара ағаш жаңқасы (опилка);

• алма ағашының жаңқасы;
• қарағай ағашының жаңқасы;
• сабан талшығы;
• синтетикалық полимерлі заттар (ГОСТ 32521-2013);
• ерігіш крахмал (ГОСТ 53876-2010).

            Зерттеу барысында қолданылатын құрылғылар:

• Дөңгелек түпті колба;
• Электрлі пеш;
• Сүзгі қағазы;
• Кептіргіш шкаф;
• Электронды аналитикалық таразы;
• муфельді пеш.

Құрамында целлюлоза бар заттарды дайындау

Бұл бөлімде көптеген әдебиеттерге сүйене отырып, целлюлоза бар қалдықтардан жеке компоненттерді алдын-ала бөлмей және ыдыратпай биоыдырағыш полимерлерді алудың негізгі мүмкіндігі анықталды. Мұнда жай қышқыл қатысында термиялық өңдеуді пайдалануға болады. Электрондық аналитикалық таразыда целлюлоза бар қалдықтардың қажетті мөлшері өлшенеді.

Бастапқы шикізат ретінде қара ағаш, алма ағашы мен қарағай ағаштарының жаңқалары және сабан талшықтары 3 дөңгелек түпті колбаларға 2 г мөлшерде енгізіліп, 100 мл 15% H2SO4 ерітіндісінде (T=20-30 C, 2 сағат уақыты) қалдырылады. Реакция аяқталғаннан кейін қоспа сүзіледі. Ерімейтін материал қатты қалдықтан изопропил спиртімен алынады, содан кейін қышқылдың қалдық мөлшерінен бейтарап ортаға дейін сумен жуылады. Кейін 70 С температурада тұрақты массаға дейін кептіріледі және оның шығымы анықталады.

Целлюлозасы бар қалдықтардың биоыдырағыштық қасиеттерін жақсарту

Целлюлозасы бар қалдықтардың биоыдырағыштық қасиеттерін арттыруға жұмсақ гидролитикалық өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Бұл үлгілердің көлемдік сыйымдылығын 4-8 есе арттыруға мүмкіндік береді, бұл тек сорбциялық қасиеттерге ғана емес, сонымен қатар деструктивті микроағзалардың көмегімен биоыдырағыштық қабілетіне де әсер етеді .

Гидролитикалық өңдеу 2 сағат ішінде 20-30 ͦ С температурада 15% күкірт қышқылының ерітіндісімен жүргізіледі.

Жақсартылған қасиеттері бар биологиялық ыдырайтын полимерлер алу

Эксперименттің осы кезеңінде целлюлозасы бар қалдықтардың табиғи материалы, синтетикалық полимерлі қалдықтар мен крахмал дайындалады. Крахмал полярлы емес полимермен нашар үйлеседі. Табиғи және синтетикалық полимердің әрекеттесуін жақсарту үшін полисахарид глицерин мен натрий гидроксиді ерітіндісімен пластификацияланады. Бақылау ретінде крахмалды қоспай композициялар қолданылады.

Компоненттерді араластыру муфельді пеште 130 ͦ С температурада жүзеге асырылады, содан кейін температураны біртіндеп 200 ͦ С-қа дейін арттырады.

Полимерлі композидтердің биоыдырағыштығын одан әрі зерттеу әдістеме бойынша жүргізіледі. 2-суретте жақсартылған қасиеттері бар биологиялық ыдырайтын полимерлі материалдарды алу схемасы көрсетілген.

         [pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

2-сурет. Жақсартылған қасиеттері бар биологиялық ыдырайтын полимерлі материалдарды алу сызбасы