XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Полимеры на основе нефтехимического сырья, такие как поливинилхлорид или полиэтилентерефталат, стали широко применяться всего 50–60 лет назад. Создавая их, ученые стремились получить материал, устойчивый к воздействию окружающей среды. Однако за несколько десятилетий прочность полимеров из главного достоинства успела превратиться в опасный недостаток: пластиковые изделия рано или поздно выходят из употребления, но для того, чтобы они окончательно разрушились, нужно еще основательно приложить руку. Существует несколько способов избавления от полимерных отходов: захоронение, утилизация (сжигание, рециклинг, пиролиз) или отправка на свалку. К сожалению, ни один из перечисленных вариантов не способствует улучшению экологической обстановки: в почве и на свалке пластик лежит несколько сотен лет, при сжигании выделяет в атмосферу вредные вещества, а переработке во многих случаях поддается с трудом. Между тем количество отходов увеличивается в геометрической прогрессии, ведь ежегодно в мире производится порядка 200 млн. тонн синтетических пластмасс.

Действенным решением проблемы загрязнения окружающей среды, по мнению многих специалистов, может стать внедрение биоразрушаемых, или, говоря иначе, биополимеров. В первую очередь предлагается их использовать в упаковочной индустрии, где срок службы большинства изделий исчисляется всего лишь несколькими месяцами или даже днями. К тому же именно полимерная упаковка - бутылки, контейнеры, коробки, блистеры и пакеты - составляет основную долю твердых бытовых отходов.

Биополимеры привлекают производителей и экологов тем, что разлагаются в сжатые сроки - от нескольких месяцев до нескольких лет, с образованием безопасных для окружающей природы веществ, таких как вода, биомасса, углекислый газ или метан в последнее время производство упаковочных материалов растет во всем мире, включая Россию. Поэтому сейчас упаковка выполняет не только свою барьерную роль, защищая продукты питания от неблагоприятных воздействий окружающей среды, но и имеет рекламное назначение, способствуя продвижению товаров на рынке.

Но вместе с тем, упаковка имеет и свою обратную, негативную сторону. Так, в нашей стране ежегодно образуются около 160 млн м³ твердых бытовых отходов (ТБО), половину которых составляет пищевая упаковка. Одним из быстроразвивающихся направлений использования пластмасс является пластиковая упаковка.

Особую опасность представляют полимерная тара разового использования, пленки и упаковочные материалы. Из них только 3 % идут на переработку, а остальные сжигаются или вывозятся на полигоны. Но сжигание является дорогостоящим процессом и к тому же при этом образуются высокотоксичные вещества, в том числе и супертоксиканты – фураны и диоксины, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды. Свалки, на которых складируются ТБО, отчуждают полезные земельные площади, служат источником болезнетворных вирусов и патогенных микроорганизмов. При этом следует отметить, что большая часть ТБО может быть переработана и с успехом использована в качестве вторичного сырья.

Радикальным решением проблемы охраны окружающей среды от «полимерного мусора» является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях разлагаться на безвредные для живой и неживой природы компоненты.

Одним из актуальных направлений становится производство экологически чистой биоупаковки, способной разлагаться в естественных условиях под воздействием природных факторов, таких как свет, температура, влага, а также при участии живых микроорганизмов. При этом будет происходить естественный круговорот веществ, созданный эволюцией и способный поддерживать экологическое равновесие в природе.

Были проведены исследования по определению прочности полученного материала в сравнении с целлофаном, которые показали схожие результаты.

Для полученного материала изучены влагопоглощение (по степени набухания) и способность к разложению в естественной почвенной среде (по потере массы). Полученные данные по свойствам нового разрушаемого материала позволят со временем заменить им традиционную упаковку, что свидетельствует о перспективности их использования в качестве основы для создания биоразрушаемых экологически безопасных изделий, склонных к разложению в природных условиях.

Литература:

Легонькова О.А. Биоразлагаемые полимерные материалы в пищевой промышленности // Пищевая промышленность. - 2007. - № 6. - С. 26-28.

Масько А.А. Иммобилизация трипсина на углеволокнистых носителях, различающихся структурой, пористостью и химией поверхности // Прикладная биохимия и микробиология. - 1992. – Т. 28, № 2. - С. 211 - 216.

Воробьева О.В., Иванова А.М., Аванесян С.С., Волосова Е.В., Андрусенко C.Ф., Каданова А.А. Получение ферментативных пленочных материалов на основе природных полисахаридов // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. – Иваново, 2011.- том 54, Вып. I - С. 53-56.

Воробьева О.В., Иванова А.М., Аванесян С.С., Волосова Е.В., Андрусенко С.Ф. Модификация природных полимеров для синтеза материалов подвергающихся биодеградации // Химия в интересах устойчивого развития. - 2011. - №19. - С. 137-140.