А.В. Артёмов, А.С. Ершова, А.Е. Шкуро, В.Г. Бурындин
Скачать
№ 1 (53)
Деревопереработка. Химические технологии
Артёмов Артём Вячеславович – кандидат техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», ул. Сибирский тракт, 37, г. Екатеринбург, Российская Федерация, 620100, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6994-0154, e-mail: artemovav@m.usfeu.ru.
Ершова Анна Сергеевна – ассистент, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», ул. Сибирский тракт, 37, г. Екатеринбург, Российская Федерация, 620100. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6248-0028, ershovaas@m.usfeu.ru.
Шкуро Алексей Евгеньевич – доктор техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», ул. Сибирский тракт, 37, г. Екатеринбург, Российская Федерация, 620100, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0469-2601, e-mail: shkuroae@m.usfeu.ru.
Бурындин Виктор Гаврилович – доктор техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет», ул. Сибирский тракт, 37, г. Екатеринбург, Российская Федерация, 620100. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6900-3435, buryndinvg@m.usfeu.ru.
В настоящее время разработаны и применяются технологии по трансформации биомассы лигноцеллюлозосодержащего сырья без добавления синтетических связующих в композиционные материалы различной номенклатуры применений. Для таких материалов получил определенное распространение собирательный термин «Пластик», или, сокращенно, ПБС. Существующие методы испытаний для определения степени биоразлагаемости не применимы для ПБС. Оценка биоразлагаемости ПБС позволила выявить ряд морфологических признаков и эксплуатационных показателей (далее критериев), при помощи которых возможно выполнять экспресс-оценку и определять степень биоразлагаемости ПБС на основе различного пресс-сырья. Была разработана балльно-рейтинговая система оценки степени биоразлагаемости ПБС на основе лигноцеллюлозосодержащего сырья по выявленным пяти основным критериям при выдержке 85 суток в почвогрунте. Предложенная балльная система была апробирована на образцах ПБС на основе различного пресс-сырья: опилки сосны, березы и лиственницы, растительные остатки борщевика и конопли технической, шелуха пшеницы и листовой опад. Полученные результаты испытаний ПБС были обработаны согласно предложенной методике оценки и был определен возможный потенциал биодеградации исследуемых материалов. В общем аспекте материалы на основе ПБС можно характеризовать как материалы с высоким потенциалом к биодеструкции. Наиболее потенциальным к биоразложению можно рассматривать ПБС на основе сосны и листового опада, которые максимально деструктируют в почвогрунте за 85 суток. Установленные индивидуальные степени биоразлагаемости ПБС на основе различного лигноцеллюлозосодержащего сырья были интерпретированы в рамках ранее полученных результатов по исследованию свойств самого исходного сырья. Таким образом, был сделан вывод о том, что степень биоразлагаемости ПБС обуславливается свойствами самого исходного расти-тельного сырья в условиях идентичной пьезотермической обработки при получении материала.
пластик, древесные отходы, растительные отходы, биоразлагаемость, методика, признаки, экспресс-оценка, балльная система
Методика для оценки степени биоразлагаемости пластиков на основе лигноцеллюлозосодержащего сырья без добавления связующих веществ / А. В. Артёмов, А. С. Ершова, А. Е. Шкуро, В. Г. Бурындин // Лесотехнический журнал. – 2024. – Т. 14. – № 1 (53). – С. 134–150. – Библиогр.: с. 146–149 (28 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2024.1/8.
1. Хейфец Б. А., Чернова В. Ю. Система оценки эффективности и мониторинга результатов политики импортозамещения. Экономика региона. 2019; 15 (4): 1266-1278. https://doi.org/10.17059/2019-4-23.
2. Медведев С. О., Зырянов М. А., Мохирев А. П. Эффективность лесной отрасли России по федеральным округам: портфельный анализ. Креативная экономика. 2023; 17(2): 713-730. https://doi.org/10.18334/ce.17.2.117198.
3. Полянская О. А., Тамби А. А., Михайлова А. Е. Развитие лесопромышленного комплекса Российской Федерации: проблемы и перспективы. Петербургский экономический журнал. 2020; 4: 65-74. https://doi.org/10.24411/2307-5368-2020-10039.
4. Daria M., Krzysztof L., Jakub M. Characteristics of biodegradable textiles used in environmental engineering: A comprehensive review. Journal of Cleaner Production. 2020; 268: 122-129. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122129.
5. Sabirova G., Safin R., Mukhametzyanov S., Galyavetdinov N. Transition to biodegradable composites as a method for solving environmental problems. E3S Web of Conferences, Saint-Petersburg, 23–26 ноября 2020 года. Saint-Petersburg, 2020: 01004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202022101004.
6. Nassar M. M. A., Alzebdeh K. I., Pervez T., Al-Hinai N., Munam A. J. Appl. Polym. Sci. 2021; e51284. URL: wileyonlinelibrary.com/journal/app 2021.
7. Бурындин В. Г., Вураско А. В., Глухих В. В. [и др.] Получение полимерных материалов из вторичного лигноцеллюлозного сырья. – Екатеринбург, 2022. 188 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49176994.
8. Adamcová D., Zloch V., Vaverková M. D. [et al.]. Research of the biodegradability of degradable/biodegradable plastic material in various types of environments / Scientific Review Engineering and Environmental Sciences. 2017; 26(1): 3-14. https://doi.org/10.22630/PNIKS.2017.26.1.01.
9. Сусоева И. В., Вахнина Т. Н., Ибрагимов А. М. Оценка ресурсного потенциала использования пылевидных лигноцеллюлозных отходов для производства строительных композиционных материалов. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2019; 3(381): 37-41. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41547117.
10. Просвирников, Д. Б. Моделирование свойств древесно-композиционных материалов методом параметрической идентификации. Системы. Методы. Технологии. 2020; 4 (48): 107-118. DOI: https://doi.org/10.18324/2077-5415-2020-4-107-118.
11. Ермолин В. Н., Баяндин М. А., Намятов А. В., Острякова В. А. Структурно-механические свойства гидродинамически активированной древесной массы в аддитивных технологиях // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2023; 2 (392):1 21-131. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-121-131.
12. Artemov A. V., Buryndin V. G., Krivonogov P. S. et al. An Investigation of Complexes of Lignin Found in Plant Raw Materials as a Natural Binder in Obtaining Plastic in Closed Molds. Polym. Sci. Ser. 2023; 16: 278–284. https://doi.org/10.1134/S1995421223020028.
13. Бурындин В. Г., Бельчинская Л. И., Савиновских А. В. [и др.] Изучение получения древесных и растительных пластиков без связующих в присутствии катализаторов типа полиоксометаллатов. Лесотехнический журнал. 2018; 8. 1(29): 128-134. https://doi.org/10.12737/article_5ab0dfc1e37185.35527284.
14. Pekhtasheva E. L., Raikova E. Yu., Chalykh T. I. [et al.] Biodegradation of polycaproamide textile materials. Bulgarian Chemical Communications. 2022; 54 (B2): 66-70. https://doi.org/10.34049/bcc.54.B2.0509.
15. Веревкин А. Н., Кононов Г. Н., Сердюкова Ю. В., Зайцев В. Д. Биодеградация древесины ферментными комплексами дереворазрушающих грибов. Лесной вестник. 2019; 23(5): 95-100. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2019-5-95-100.
16. Кряжев Д. В., Смирнов В. Ф., Смирнова О. Н. [и др.] Анализ методов оценки биостойкости промышленных материалов (критерии, подходы). Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2013; 2(1): 118-124. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=19066914.
17. Попов А. А. Биоразлагаемые полимерные композиции на основе полиолефинов. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2021; 63 (6): 384-399. https://doi.org/10.31857/S2308112021060092.
18. Остроух О. В., Игнатенко А. В., Болтовский В. С. Анализ биостойкости древесины и защитных покрытий. Материалы, технологии, инструменты. 2012; 17 (4): 43-47.
19. Glukhikh V., Buryndin P., Artyemov A. [et al.] Plastics: physical-and-mechanical properties and biodegradable potential. Foods and Raw Materials. 2020; 8(1): 149–154. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-1-149-154.
20. Ермолович О. А., Макаревич А. В., Гончарова Е. П., Власова Г. М. Методы оценки биоразлагаемости полимерных материалов. 2005; 4: 47-54. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9567085.
21. Математическое планирование экспериментов и анализ их результатов с применением компьютерных программ : учебное пособие / В. В. Глухих, А. Е. Шкуро, А. В. Артемов [и др.]. – Екатеринбург, 2023. – 104 с. – ISBN 978-5-94984-864-7. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=53945028.
22. Чубинский М. А., Чаузов К. В. Исследование свойств древесины лиственницы и лиственничных строительных материалов // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2016; 215: 255-265. https://doi.org/.21266/2079-4304.2016.215.255-265.
23. Глухих В. Н., Охлопкова А. Ю., Сивцев П. В. Исследование коробления и численное моделирование деформации пиломатериалов из древесины лиственницы даурской под действием начальных напряжений ствола дерева // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018; 222: 188-201. https://doi.org/.10.21266/2079-4304.2018.222.188-201.
24. Судакова И. Г., Гарынцева Н. В., Иванов И. П. [и др.]. Выделение и применение суберина из бересты коры березы. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2012; 5 (2): 168-177. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18065356.
25. Гельфанд Е. Д., Мелехов В. И., Потыкалова М. В. Механическая деформация древесины как средство увеличения влагопоглощающей способности. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2008; 4: 15. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11927105.
26. Есбатыр А. Е., Корулькин Д. Ю. Выделение кумаринов для использования в фармацевтической промышленности. Вестник Казахского национального медицинского университета. 2016; 4: 328-330. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32403920.
27. Дубровин М. С. Применение технической конопли в производстве широкого спектра продукции различного назначения. International Agricultural Journal. 2022; 65 (2). https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_2_30.
28. Белопухов С. Л., Байбеков Р. Ф., Жарких О. А. Химический состав масла из семян конопли сорта Сурская. Вестник науки. 2019; 9 (18): 57-59. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39252411.