Modification of low density polyethylene for manufacturing of oxo-biodegradable films

• Autorzy: Machlarz R. , Heneczkowski M.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.754

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja polietylenu małej gęstości do wytwarzania folii oksy-biodegradowalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of various additives on oxo-biodegradation of films made of low density polyethylene (PE-LD) compositions has been investigated. Twelve compositions were made with varying contents of a prodegradant. Masterbatches acting as a prodegradant consisted of: PE-LD, iron(II) stearate (FeSt₂) as a catalyst for decomposition, ethylene-propylene-diene copolymer Royaltuf^® 485 (Roy) as an agent reducing ferric ions, quaternary ammonium salt modified bentonite (ZR2) as a nanofiller, and compatibilizer Fusabond^® E226 (Fus). Reference material consisted of PE-LD film which was not supplemented with the above additives. Assessment focused on the impact of nanofiller and copolymer on functional properties and oxo-biodegradation processes in the obtained films. The impact was assessed by taking into account changes in external appearance, mechanical properties, location and incidence of bands in infrared spectra, values of surface free energy (SFE) and effect of microorganisms on the film surfaces. The findings showed that addition of ZR2 resulted in improved initial strength characteristics of the films, and iron stearate accelerated the degradation process in the polyethylene whereby its hydrophilicity and susceptibility to microorganisms were increased. Addition of Roy promoted acceleration of oxo-degradation process.

PL

W pracy badano wpływ różnych dodatków na oksy-biodegradację folii wykonanych z kompozycji polietylenu małej gęstości. Sporządzono 12 kompozycji zawierających różne zawartości prodegradantu. W skład przedmieszki stanowiącej prodegradant wchodziły: PE-LD, stearynian żelaza(II) (FeSt₂) jako katalizator degradacji, kopolimer etylenu z propylenem i dienem Royaltuf^®485 (Roy) jako reduktor jonów żelaza, bentonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową (ZR2) jako nanonapełniacz i kompatybilizator Fusabond^® E226 (Fus). W celu porównania przygotowano również folię z PE-LD nienapełnionego wspomnianymi dodatkami. Zbadano wpływ nanonapełniacza oraz kopolimeru na właściwości użytkowe i proces oksy-biodegradacji otrzymanych folii. Wpływ ten określano na podstawie zmian wyglądu zewnętrznego, właściwości mechanicznych, położenia i pojawiania się pasm w widmach w podczerwieni, wartości swobodnej energii powierzchniowej (SEP) oraz śladów oddziaływania mikroorganizmów na powierzchnię folii. Stwierdzono, że dodatek ZR2 poprawiał wyjściowe właściwości wytrzymałościowe folii, zaś stearynian żelaza przyśpieszał proces degradacji badanego polietylenu, przez co zwiększał hydrofilowość i jej podatność na atak mikroorganizmów. Zastosowanie dodatku Roy miało także pozytywny wpływ na przyśpieszenie procesu oksydegradacji.

Słowa kluczowe

EN

polyethylene film; oxo-biodegradation; prodegradant; nanofiller

PL

folia polietylenowa; oksybiodegradacja; prodegradant; nanonapełniacz

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 10
• Strony: 754--759
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys. kolor

Twórcy

autor

Machlarz R.

• Rzeszów University of Technology, Department of Technology and Materials Chemistry, ul. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Heneczkowski M.

• Rzeszów University of Technology, Department of Technology and Materials Chemistry, ul. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] Ojeda T., Dalmolin E., Forte M.M.C., Jacques R.J.S., Bento F.M., Camargo F.A.O.: Polym. Degrad. Stabil. 2009, 94, 965. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.03.011
• [2] Shah A.A., Hasan F., Hameed A., Ahmed S.: Biotechnol. Adv. 2008, 26, 246. http://dx.doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.12.005
• [3] Albertsson A.C., Karlsson S.: Prog. Polym. Sci. 1990, 15, 177. http://dx.doi.org/10.1016/0079-6700(90)90027-X
• [4] Otake Y., Kobayashi T., Asabe H., Murakami N., Ono K.: J. Appl. Polym. Sci. 1995, 56, 1789. http://dx.doi.org/10.1002/app.1995.070561309
• [5] Sipinen A.J., Rutherford D.R.: J. Environ. Polym. Degr. 1993, 3, 193. http://dx.doi.org/10.1007/BF01458027
• [6] Jakubowicz I.: Polym. Degrad. Stabil. 2003, 80, 39. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00380-4
• [7] Roy P.K., Surekha P., Raman R., Rajagopal C.: Polym. Degrad. Stabil. 2009, 94, 1033. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.04.025
• [8] Sivan A.: Curr. Opin. Biotech. 2011, 22, 422. http://dx.doi.org/10.1016/j.copbio.2011.01.013
• [9] Roy P.K., Surekha P., Rajagopal C., Chatterjee S.N., Choudhary V.: Polym. Degrad. Stabil. 2007, 92, 1151. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.01.010
• [10] Ojeda T., Freitas A., Birck K., Jacques R., Bento F., Camargo F.: Polym. Degrad. Stabil. 2011, 96, 703. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.004
• [11] Vogt N.B., Kleppe E.A.: Polym. Degrad. Stabil. 2009, 94, 659. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.01.002
• [12] Roy P.K., Surekha P., Rajagopal C., Chatterjee S.N., Choudhary V.: Polym. Degrad. Stabil. 2005, 90, 577. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2005.01.017
• [13] Reddy M.M., Gupta R.K., Bhattacharya S.N., Parthasarathy R.: J. Polym. Environ. 2008, 16, 27. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-008-0081-z
• [14] Reddy M.M., Deigton M., Bhattacharya S., Parthasarathy R.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 2826. http://dx.doi.org/10.1002/app.30327
• [15] Stotzky G.: Can. J. Microbiol. 1966, 12, 1235. http://dx.doi.org/10.1139/m66-165
• [16] Arnaud R., Dabin P., Lemaire J., Al-Malaika S., Chohan S., Coker M. Scott G., Fauve A., Maaroufi A.: Polym. Degrad. Stabil. 1994, 46, 211. http://dx.doi.org/10.1016/0141-3910(94)90053-1
• [17] Chiellini E., Corti A., Swift G.: Polym. Degrad. Stabil. 2003, 81, 341. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(03)00105-8
• [18] Sebaa M., Servens C.: J. Appl. Polym. Sci. 1993, 47, 1897. http://dx.doi.org/10.1002/app.1993.070471101
• [19] Reddy M.M., Deighton M., Gupta R.K., Bhattacharya S.N., Parthasarathy R.: J. Appl. Polym. Sci. 2009, 111, 1426. http://dx.doi.org/10.1002/app.29073
• [20] Albertsson A.C., Barenstedt C., Karlsson S., Lindburg T.: Polymer 1995, 36, 3075. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(95)97868-G
• [21] Corti A., Muniyasamy S.,Vitali M., Imam S.H., Chiellini E.: Polym. Degrad. Stabil. 2010, 95, 1106. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.02.018
• [22] Kaczmarek H., Bajer K.: Polimery 2006, 51, 716.
• [23] Grima S., Bellon-Maurel V., Feuilloley P., Silvestre F.: J. Polym. Environ. 2000, 8, 183. http://dx.doi.org/10.1023/A:1015297727244
• [24] Bajer K., Kaczmarek H.: Polimery 2007, 52, 13.
• [25] Sudhakar M., Trishul A., Doble M., Kumar K.S., Jahan S.S., Inbakandan D., Viduthalai R.R., Umadevi V.R., Murthy P.S., Venkatesan R.: Polym. Degrad. Stabil. 2007, 92, 1743. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.03.029
• [26] Polish Pat. 216 313 B1 (2014).
• [27] Kumanayaka T.O., Parthasarathy R., Jollands M.: Polym. Degrad. Stabil. 2010, 95, 672. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2009.11.036
• [28] Zisman W.A.: Adv. Chem. Ser. 1964, 43, 1. http://dx.doi.org/10.1021/ba-1964-0043.ch001
• [29] Owens D.K.,Wendt R.C.: J. Appl. Polym. Sci. 1969, 13, 1741. http://dx.doi.org/10.1002/app.1969.070130815