Изучение влияния фотоокислительных процессов на морфологию поверхности и физико-механические характеристики биоразлагаемых материалов на основе вторичного полипропилена и меловой добавки

При переработке и эксплуатации полимерных материалов под действием факторов внешней среды (ультрафиолетовое излучение, влага, кислород, озон и т. д.) достаточно часто наблюдается изменении их свойств. Данное исследование посвящено изучению влияния меловой добавки на морфологию и топографию, а также физико-механические свойства материалов на основе вторичного полипропиленового сырья после воздействия УФ-излучения на воздухе. С целью подтверждения протекания фотоокислительных процессов использованы данные двух методов: модифицированного йодометрического анализа и ИК-спектроскопии. Физико-механические свойства полимерных композитов до и после фотостарения определяли на стандартных лопатках толщиной 1 мм. Для исследования изменения поверхности экспериментальных полимерных композитов под действием ультрафиолетового излучения использовался метод атомно-силовой микроскопии. Результатом эксперимента является доказательство того, что меловая добавка препятствует интенсивному протеканию фотоокислительной деструкции. В целом, введение меловой добавки в небольшом количестве (2 –10 массовых частей) позволяет сохранить практически неизменными прочностные показатели композитов на основе вторичного полипропиленового сырья после воздействия УФ облучения на воздухе, вероятно, вследствие сшивки макромолекул за счёт межмолекулярного взаимодействия гидропероксидных групп, накопленных полимером, а также вовлечением в процесс фотоокисления лишь поверхностных слоёв образцов композитов. При этом анализ АСМ изображений образцов, подвергнутых ультрафиолетовому облучению в течение 18 часов показывает, что поверхность становится более сглаженной. Это подтверждается и расчетами среднеквадратичной шероховатости и максимальной высоты неровности. Дальнейшее облучение в течение дополнительных 18 часов приводит к увеличению шероховатости, что свидетельствует об изменении надмолекулярной структуры в поверхностных слоях полипропилена в результате фотоокислительных превращений. Следовательно, от полученных композитов можно ожидать сохранения эксплуатационных характеристик в течение периода потребления с последующим разложением под действием факторов окружающей среды.