к.т.н., доцент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, industrial ecology, chemical and petrochemical production equipment department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
к.т.н., доцент, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, industrial ecology, chemical and petrochemical production equipment department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
д.т.н., зав. кафедрой, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Chem.), head of department, industrial ecology, chemical and petrochemical production equipment department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
магистрант, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
master student, industrial ecology, chemical and petrochemical production equipment department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
В работе приведены результаты оценки деструкции полиэтилена марки ПВД (ПЭ), модифицированного прооксидантами – карбоксилатами железа, меди и кобальта (в количестве 1,5 масс. %) при ускоренном термическом и ультрафиолетовом старении в течение 192 часов. Оценка деструкции в контексте экобезопасности включала установление степени соответствия исследуемых материалов требованиям ГОСТ 33747-2016 «Оксобиоразлагаемая упаковка», согласно которому критерием эффективности оксобиоразложения полиолефинов может являться снижение прочности и относительного удлинения при разрыве образца при ускоренном старении, а также количественное определение выделения формальдегида при термодеструкции модифицированного прооксидантами ПЭ для сравнения с показателями предельно-допустимой концентрации. В работе изучены реологические показатели материалов и проведена сравнительная оценка снижения вязкости расплава и снижения относительно удлинения при разрыве в динамике ускоренного термического и ультрафиолетового старения модифицированного прооксидантами ПЭ в выбранном временном интервале 192 часа воздействия. Установлено снижение относительного удлинения при разрыве ПЭ, содержащего прооксидант на основе кобальта, на 94% при термическом старении в течении 192 часов, и на 46% – при ультрафиолетовом. Для ПЭ, модифицированного карбоксилатом меди, эти значения составили соответственно 64 и 33%, для ПЭ, модифицированного карбоксилатом железа – 35 и 40% соответственно. Снижение прочности на 95% от первоначального значения за 192 часа воздействия температуры было достигнуто у образца, модифицированного кобальтом, что подтверждает его соответствие ГОСТ 33747-2016. Для остальных образцов степень снижения прочности в выбранном временном интервале не позволяет дать оценку соответствия указанному стандарту. Выделение формальдегида при термическом старении в течение 192 часов на 1 г образца ПЭ, модифицированного карбоксилатом кобальта, составило 0,051 мг/м3, для ПЭ, модифицированного карбоксилатом меди – 0,032 мг/м3, для ПЭ, модифицированного карбоксилатом железа – 0,034 мг/м3. Установлено превышение ПДК формальдегида в воздушной вытяжке ПЭ с карбоксилатом кобальта в 1,2 раза при термическом старении более 96 часов и в 1,5 раза при термическом старении более 192 часов. Зафиксировано снижение вязкости ПЭ, содержащего прооксидант на основе кобальта, на 90% при термическом старении в течении 192 часов, и на 10% – при ультрафиолетовом. Для ПЭ, модифицированного карбоксилатом меди, эти значения составили соответственно 9 и 2%, для ПЭ, модифицированного карбоксилатом железа – 8 и 5 % соответственно.
The paper presents the results of the evaluation of the destruction of polyethylene LDPE (hereinafter-PE), modified by prooxidants based on iron, copper and cobalt carboxylates (in the amount of 1.5 mass. % ) with accelerated thermal and ultraviolet aging for 192 hours. The assessment of degradation in the context of environmental safety included the determination of the degree of compliance of the materials with the requirements of state standard 33747-2016 "Oxo-biodegradable packaging", according to which the criterion of the efficiency of oxobiodestructionpolyolefins may be a decrease in strength and elongation at break of the sample at accelerated aging, as well as the quantitative determination of the release of formaldehyde during thermal degradation modified with prooxidants PE for comparison with the maximum permissible concentration. The rheological parameters of the materials were studied and a comparative assessment of the melt viscosity reduction and reduction with respect to elongation at break in the dynamics of accelerated thermal and UV aging of the PE modified with prooxidants in the selected time interval of 192 hours of exposure was carried out. A decrease in the relative elongation at rupture of PE containing cobalt - based prooxidant by 94% at thermal aging for 192 hours, and by 46% at ultraviolet was established. For PE modified with copper carboxylate, these values were 64 and 33 %, respectively, for PE modified with iron carboxylate – 35% and 40%, respectively. The reduction of strength by 95% of the initial value for 192 hours of temperature exposure was achieved in a sample modified with cobalt, which confirms its compliance with state standard 33747-2016. For other samples, the degree of strength reduction in the selected time interval does not allow to assess compliance with the specified standard. The release of formaldehyde during thermal aging for 192 hours per 1 g of the PE sample modified with cobalt carboxylate was 0.051 mg/m3, for PE modified with copper carboxylate – 0.032 mg/m3, for PE modified with iron carboxylate – 0.034 mg/m3. Installed excessive concentrations of formaldehyde in air hood PH with the carboxylate of cobalt 1.2 times under thermal aging 96 hours and 1.5 times the thermal ageing of a maximum of 192 hours. The reduction of the viscosity of PE containing cobalt – based prooxidant by 90% at thermal aging for 192 hours and by 10% at ultraviolet was recorded. For PE modified with copper carboxylate, these values were 9 and 2 %, respectively, for PE modified with iron carboxylate – 8 and 5%, respectively.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.