Саморазлагающаяся упаковка

Все это происходит без использования специального сложного и дорогого оборудования. Для запуска процесса разложения достаточно лишь солнечного света, влаги, температуры, воздействия микроорганизмов почвы на протяжении нескольких недель или месяцев. Это стало возможным благодаря тому, что полимеры, из которых производят такие упаковки, производят путем синтеза низкомолекулярных соединений (мономеров). На свалках такие упаковки под воздействием факторов окружающей среды: солнечного света, влаги, температуры, микроорганизмов почвы - в течение нескольких недель или месяцев деструктируют до низкомолекулярных соединений, не наносящих вреда ни природе, ни здоровью человека. В виде мелких фрагментов они могут быть переработаны бактериями. В фоторазлагаемых полимерных упаковочных материалах это происходит за счет воздействия солнечных лучей; в биоразлагаемых - ферментов, содержащихся в грибах и бактериях почвы; в водоразлагаемых - влаги.

Вообще, пластиковая упаковка - это результат разработок ученых-химиков. Полимеры, из которых производят пластиковые упаковки, получают в результате синтеза низкомолекулярных соединений (мономеров). В настоящее время разные виды упаковки производят из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полистирола, поликарбоната и их модификаций.

Разложение полимерных упаковок становится возможным в процессе распадения макромолекулярных цепей

Производство саморазлагающейся упаковки в промышленных масштабах сегодня ведется в нескольких европейских странах, США, Японии и России.

Среди тароупаковочных полимерных материалов наиболее распространены полиолефины (ПО), к которым относятся полиэтилен высокого давления или низкой плотности (ПЭВД или ПЭНП), полиэтилен низкого давления или высокой плотности (ПЭНД или ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полипропилен (ПП) и его различные модификации (биаксиально-ориентированная пленка БОПП и др.). Наряду с полиолефинами очень часто применяются полистирольные (ПС) и поливинилхлоридные (ПВХ) пластики. В последние десятилетия к этим традиционным полимерным упаковочным материалам прибавились другие, которые обладают более высокими физико-механическими, прочностными, барьерными свойствами, а также стойкостью к агрессивным средам и повышенной жиростойкостью, что очень важно при упаковке мясных и молочных продуктов. К таким материалам можно отнести, прежде всего, полиамиды алифатической и ароматической структуры (ПА), поликарбонат (ПК), полиэтилентерефталат (ПЭТФ или ПЭТ).

Замечательные свойства высокомолекулярных соединений объясняются тем, что молекула полимера состоит из низкомолекулярных фрагментов-мономеров, соединенных химическими связями. Число мономерных звеньев в полимере, называемое степенью полимеризации, может принимать очень большие значения - десятки и сотни тысяч, даже до миллиона. Такая молекула полимера, называемая макромолекулой, характеризуется цепным строением, высокой молекулярной массой и гибкостью макромолекулярной цепи. Это и определяет уникальность свойств полимерных упаковочных материалов. Однако со временем в полимерной таре и упаковке при эксплуатации и хранении под воздействием тепла, солнечного света, различных излучений, кислорода, озона, механических воздействий может происходить разрушение макромолекул с разрывом молекулярных цепей. Такой процесс, называемый деструкцией (распадом) полимера, приводит к образованию продуктов со значительно пониженной молекулярной массой или к образованию низкомолекулярных веществ. В результате полимер стареет, меняются его структура и свойства, что выражается в сокращении срока службы изделий. С таким явлением борются, добавляя ингибиторы старения в процессах синтеза и переработки полимеров.

С другой стороны, именно способность макромолекул подвергаться деструкции под воздействием различных факторов и послужила научной основой для создания саморазлагающихся упаковок.

Оказалось, что прочные ковалентные связи полимерной макромолекулы можно разрушить воздействием энергии, превышающей величину энергии этих связей. Например, с помощью солнечного света. Молекула, поглотившая квант света, становится энергетически «возбужденной». Если энергия возбуждения превышает величину энергии, необходимой для разрыва ковалентной связи, молекула распадается. В результате множества таких «энергетических атак» образуются низкомолекулярные фрагменты, которые в конце концов превращаются в вещества, легко «поедаемые» микроорганизмами почвы.

Однако следует отметить, что при кажущейся простоте этот способ уничтожения использован ной упаковки является дорогостоящим и трудоемким. Дело в том, что большинство полимеров содержат в своей структуре прочные ковалентные связи С-С, С-Н, С-О, С-N, С-Сl, не поглощающие света с длиной волны более 190 нм. А ультрафиолетовые лучи, достигающие поверхности Земли, имеют длину волны от 280 до 400 нм. Способность промышленных полимерных материалов поглощать световые волны с длиной волны более 290 нм объясняется наличием в них примесей либо специально вводимых хромофорных групп, например карбонильных.

Еще статьи по экологии

Фитогенные факторы
Фитогенный фактор - влияние растений. Проявляется в подавлении процессов роста и развития корневыми выделениями (экзометаболитами), ингибировании прорастания семян и роста корневых систем, в ...

Усовершенствование схемы очистки воздуха от пыли на ОАО Бурлинский элеватор
Атмосферный воздух - один из главных источников жизни на земле. Атмосфера состоит из смеси газов и всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропоген ...

Экологические процессы и методы их исследования
Актуальность темы исследования состоит в том, что проблема предотвращения отрицательных воздействий материально-производственной деятельности человечества на естественное окружение, ставш ...