ДОСЛІДЖЕННЯ БІОДЕГРАДАБЕЛЬНИХ ПЛІВОК НА ОСНОВІ ЕТЕРІВ ЦЕЛЮЛОЗИ З БАКТЕРИЦИДНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2022.2.05Ключові слова:
біодеградабельні плівки, гідроксипропілметилцелюлоза, бактерицидні властивості, гумінові кислоти, гібридна модифікаціяАнотація
У статті показані дослідження щодо розроблення новітніх біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями на основі гідроксипропілметилцелюлози, модифікованих гуміновими кислотами бурого вугілля. Гібридні біодеградабельні плівки з бактерицидними властивостями отримували методом поливу розчинів гідроксипропілметилцелюлози з концентрацією 2 % мас., до яких додавали різну кількість гумінової кислоти. При одержані біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями використовували гідроксипропілметилцелюлозу марки Walocel™ виробництва Dow Corning (США). Як гібридні модифікатори використовували гумінові кислоти, які отримували при екстракції бурого вугілля лужним розчином пірофосфату натрію з подальшою екстракцією 1 %-вим розчином гідроксиду натрію і осадженням мінеральної кислотою. Визначення водопоглинання зразків біодеградабельних плівок у холодній воді проводили згідно ISO 62:2008, міцностні властивості при розтягуванні біодеградабельних плівок визначали згідно ISO 527-2:2021, для вимірювання газопроникності біодеградабельних плівок по кисню використовували метод диференціального тиску та вакуумний тестер VAC-V1. Ефект гібридної модифікації гідроксипропілметилцелюлози гуміновими кислотами бурого вугілля з точки зору досліджених експлуатаційних характеристик збільшувався в напрямі типів гумінових кислот бурого вугілля №3>№2>№1. Показано, що гібридна модифікація за механізмом матричного синтезу біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями на основі гідроксипропілметилцелюлози гуміновими кислотами бурого вугілля дозволяє знизити їх водопоглинання, збільшити основні міцності характеристики та надати їм антибактеріальні властивості, що підтверджується даними за показником часу появи плісняви у плівках. Оптимальним з погляду міцностних та експлуатаційних характеристик є біодеградабельні плівки з бактерицидними властивостями при вмісті 10 % мас. гумінових кислот №3. Загалом встановлено, що гібридна модифікація гуміновими кислотами за механізмом матричного синтезу біодеградабельних плівок на основі гідроксипропілметилцелюлози дозволяє отримати міцні водорозчинні плівки з антибактеріальними властивостями для використання, як пакування для сухих харчових продуктів (хліб, крупи, горіхи та т.п.) з подовженим терміном зберігання.
Посилання
Cabrera F.C. Eco-friendly polymer composites: A review of suitable methods for waste management // Polymer Composites. – 2021.– Vol. 42. – P. 2653– 2677.
Anukiruthika T., Sethupathy P., Wilson A., Kashampur K., Moses J.A., Anandharamakrishnan C. Multilayer packaging: Advances in preparation techniques and emerging food applications // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2020. – Vol. 19 (3). – P. 1156–1186.
Marcos B., Aymerich T., Monfort J. M., Garriga M.. Use of antimicrobial biodegradable packaging to control Listeria monocytogenes during storage of cooked ham // International Journal of Food Microbiology. – 2007. – Vol. 120 (1–2). – P. 152–158.
Falguera V., Quintero J.P., Jimenez A., Munoz J.A., Ibarz A. Edible films and coatings: structures, active function and trends in their use // Trends in Food Science & Technology. – 2011. – Vol. 22 (6). – P. 292–303.
Hokkanen S. , Bhatnagar A. , Sillanpää M. A review on modification methods to cellulosebased adsorbents to improve adsorption capacity // Water Res. – 2016. – Vol. 91 (2016). – P. 156–173.
Liu Y. , Wang W.B. , Wang A.Q. Adsorption of lead ions from aqueous solution by using carboxymethyl cellulose-g-poly (acrylic acid)/attapulgite hydrogel composites // Desalination. – 2010. – Vol. 259. P. 258–264.
Chen R. , Zhang Y. , Shen L. , Wang X. , Chen J. , Ma A. , Jiang W. Lead(II) and methylene blue removal using a fully biodegradable hydrogel based on starch immobilized humic acid // Chem. Eng. J.. – 2015. – Vol. 268. – P. 348–355.
Lebedev V., Miroshnichenko D., Xiaobin Zhang, Pyshyev S., Savchenko D., Nikolaichuk Y. Use of Humic Acids from Low-Grade Metamorphism Coal for the Modification of Biofilms Based on Polyvinyl Alcohol // Petroleum and Coal. – 2021. – № 63 (4). – P. 953–962.
Chzhan Syaobіn', Lebedєv V.V., Mіroshnichenko D.V. Vikoristannya gumіnovih kislot dlya modifіkacії bіoplіvok, vigotovlenih na osnovі polіvinіlovogo spirtu ta gіdroksipropіlmetilcelyulozi // Vuglekhіmіchnij zhurnal. – 2021. – №6. – P. 22–37.
Lebedev V., Miroshnichenko D., Xiaobin Zhang, Pyshyev S., Savchenko D. Technological Properties of Polymers Obtained from Humic Acids of Ukrainian Lignite. Petroleum and Coal. – 2021. – № 63 (3). – P. 646–654.
Lebedєv V.V., Mіroshnichenko D.V., Savchenko D.O., Tihomirova T.S. Rozrobka ta doslіdzhennya gіbridnih ekologіchno chistih bіodegradabel'nih plіvok z baktericid-nimi vlastivostyami// Vchenі zapiski Tavrіjs'kogo nacіonal'nogo unіversitetu іmenі V.І. Vernads'kogo:Serіya Tekhnіchni nauki. – 2022. T. 33 (72). – № 3. P. 87–91.
GOST 9517-94 (ISO 5073-85) Toplivo tverdoe. Metody opredeleniya vyhoda guminovyh kislot.
