Модификация поливинилового спирта (ПВС) боратами позволяет регулировать основные эксплуатационные показатели водорастворимых пленок - температуру и время растворимости, прочность. Потребность в повышении водостойкости пленок на основе ПВС связана с конкретными областями их применения, например при создании защитных оболочек в растениеводстве или экобезопасной разовой посуды и проч. Цель работы - сравнительная оценка основных эксплуатационных показателей пленок ПВС с различной молекулярной массой, модифицированного боратами различной природы Объекты исследования: пленочные образцы низкогидролизованных ПВС трех различных марок (05-88, 17-88, 24-88), имеющих одинаковую степень гидролиза (88%), но отличающихся молекулярной массой (ММ) и как следствие - вязкостью раствора (для ПВС 05-88, 17-88, 24-88 составляющей 4,5÷6,5, 20,0÷26,0, 44,0÷56,0 мПа*с соответственно), модифицированные боратами в различном соотношении (тетраборатом натрия в количестве 0,125 ÷ 2,0 масс.% и борной кислотой в количестве 2,5 ÷ 10,0 масс.%). Методы исследования: водорастворимость образцов оценивали визуально при погружении в воду с температурой 20°С, сорбцию водяного пара оценивали стандартным статическим (эксикаторным) методом определения изотерм сорбции паров воды полимерными материалами, прочностные показатели пленок в сухом и паронасыщенном состоянии определяли по ГОСТ 11262-17 с помощью разрывной машины РМ-50 с программным обеспечением «Stretch Test». Установлено, что влияние природы сшивателя на свойства модифицированных пленок существенно отличается для ПВС с различной ММ. Тетраборат натрия приводит к быстрому гелеобразованию р-ра ПВС, что проявляется интенсивнее с увеличением ММ полимера, поэтому его введение ограничено 2,0, 1,0 и 0.5 масс.% соответственно для ПВС 05-88, 17-88 и 24-88; при сшивке борной кислотой эффект гелеобразования отсутствует. Тетраборат натрия неэффективен для повышения водостойкости ПВС с низкой ММ, хотя улучшает его прочностные показатели; борная кислота эффективно сшивает ПВС (особенно с высокой ММ), что проявляется в значительном увеличении времени растворения пленок. Максимальный эффект сшивки, сопровождающийся значительным повышением водостойкости, наблюдался в случае модификации средне- и высокомолекулярного ПВС борной кислотой в количестве не менее 5,0 масс.% от массы полимера.

1. Губанова М.И., Баженов Н.С., Кирш И.А., Банникова О.А. и др. Исследование пленочных материалов, полученных из модифицированных растворных систем на основе поливинилового спирта // Вестник ВГУИТ. 2023. Т. 85. № 2. С. 226–236.

2. Yalan Liu. Biodegradation analysis of polyvinyl alcohol during the compost burial course // Journal of Basic Microbiology. 2019. V. 59. P. 368–374.

3. Гетмадинова В.М., Сидоров Ю.Д., Поливанов М.А. Регулирование растворимости композиционных материалов на основе поливинилового спирта // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 6. С. 96–99.

4. Студеникина Л.Н., Домарева С.Ю., Голенских Ю.Е., Матвеева А.В. Особенности высоконаполненных композитов на основе различных марок поливинилового спирта // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 1 (87). С. 316–322.

5. Hu H., Yong H., Yao X., Chen D. et al. Effect of starch aldehyde-catechin conjugates on the structural, physical and antioxidant properties of quaternary ammonium chitosan/polyvinyl alcohol films // Food Hydrocolloids. 2022. V. 124.

6. Fan K., Zhang M., Jiang F. Ultrasound treatment to modified atmospheric packaged fresh-cut cucumber: Influence on microbial inhibition and storage quality // Ultrasonics Sonochemistry. 2019. № 54. P. 162–170.

7. Awada H., Daneault C. Chemical Modification of Poly(Vinyl Alcohol) in Water // Appl. Sci. 2015. V. 5. P. 840–850.

8. Труфакина Л.М. Cвойства полимерных композитов на основе поливинилового спирта. Известия Томского политехнического университета // Химия и химические технологии. 2014. Т. 325. № 3. С. 92–97.

9. Liu B., Zhang J., Guo H. Research Progress of Polyvinyl Alcohol Water-Resistant Film Materials // Membranes. 2022. V. 12. P. 347.

10. Просанов И.Ю., Булина Н.В., Герасимов К.Б. Комплексы поливинилового спирта с нерастворимыми неорганическими соединениями // Физика твердого тела. 2013. Т.55. №. 10. С. 2016–2019.

11. Rhim J.W., Sohn M.Y., Joo H.J., Lee K.H. Pervaporation separation of binary organic-aqueous liquid mixtures using crosslinked PVA membranes. I. Characterization of the reaction between PVA and poly (acrylic acid) // Chem. Abs. 1993. V. 119. № 20. P. 77.

12. Riedo C., Caldera F., Poli T. et al. Poly(vinylalcohol) – borate hydrogels with improved features for the cleaning of cultural heritage surfaces // Herit Sci. 2015. V. 3. P. 23.

13. Carretti E., Matarrese C., Fratini E., Baglioni P. et al. Physicochemical characterization of partially hydrolyzed poly(vinyl acetate) – borate aqueous dispersions // Soft Matter. 2014. V. 10. № 25. Р. 4443–50.

14. Geng S., Shah F.U., Liu P., Antzutkin O.N. et al. Plasticizing and crosslinking effects of borate additives on the structure and properties of poly(vinyl acetate) // RSC Adv. 2017. № 7. P. 7483–7491.

15. Sun L., Wang J., Liang J. et al. Boric Acid Cross-linked 3D Polyvinyl Alcohol Gel Beads by NaOH-Titration Method as a Suitable Biomass Immobilization Matrix // J Polym Environ. 2020. V. 28. Р.532–541.

16. Lum Y.H., Shaaban A., Mohamad N., Dimin F. et al. Boric acid modified starch polyvinyl alcohol matrix for slow release fertilizer // e-Polymers. 2016. V. 16. №. 2. P. 151-158.

17. Marin L., Ailincai D., Paslaru E. Monodisperse PDLC composites generated by use of polyvinyl alcohol boric acid as matrix // RSC Advances. 2014. V. 4. №. 72. P. 38397-38404.

18. Al-Emam E., Soenen H., Caen J., Janssens K. et al. Characterization of polyvinyl alcohol-borax/agarose (PVA-B/AG) double network hydrogel utilized for the cleaning of works of art // Heritage Science. 2020. V. 8. P. 1-14.

19. Carretti E., Bonini M., Dei L., Berrie B. H. et al. New frontiers in materials science for art conservation: responsive gels and beyond // Accounts of chemical research. 2010. V. 43. №. 6. P. 751-760.

20. Студеникина Л.Н., Домарева С.Ю., Голенских Ю.Е., Матвеева А.В., Мельников А.А. Повышение прочности и водостойкости материалов на основе поливинилового спирта с помощью борной кислоты // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 2 (92). С. 249–255.