Цель работы – изучение влияния функциональных наполнителей на физико-механические и эксплуатационные свойства нанокомпозиционной инсектицидной полимерной пленки

Лашкина, Е. В.

Belarusian State Technological University

410  УДК 541.64:620.22 Е.В. Лашкина (БелГУТ, г. Гомель)  ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И  ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ  МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ИНСЕКТИЦИДНОЙ ПЛЕНКИ  Одной из современных тенденций в области разработки спосо-бов защиты сырья и промышленных товаров от биоповреждений, а также сельскохозяйственных угодий, лесных и декоративных насаж-дений в городах от насекомых-фитофагов является их упаковка и/или укутывание с помощью многофункциональных инсектицидных поли-мерных пленок. Необходимость создания в стране производства многофункцио-нальной упаковочной инсектицидной полимерной пленки обусловле-на отсутствием аналогичных отечественных материалов и возросшей потребностью в них промышленных предприятий, выпускающих не-продовольственные товары (шерстяные ткани, одежду, пушно-меховые полуфабрикаты и изделия, утепления для обуви, мебели и т. п.), для решения проблемы защиты сырья от биоповреждений, вызы-ваемых насекомыми-вредителями [1]. Современные инсектициды принадлежат к достаточно разнооб-разным классам химических веществ. Это инсектициды на основе синтетических питетроидов, фосфорорганических соединений, неони-котиноидов [2]. Цель работы – изучение влияния функциональных наполните-лей на физико-механические и эксплуатационные свойства наноком-позиционной инсектицидной полимерной пленки. Объектом исследования служили полимерные пленочные об-разцы инсектицидных полимерных составов на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) марки 16803-070 (ГОСТ 16337-77). Активными компонентами в полимерных пленочных нанокомпо-зитах послужили инсектициды различного спектра действия широко распространенные на рынке Беларуси и стран СНГ. Их основные ха-рактеристики представлены в таблице 1. В композициях использовали свето- и термостабилизатор из класса пространственно-затрудненных аминов Tinuvin 783 (CIBA, Швейцария), повышающий стойкость полиэтиленового связующего к термоокислительной деструкции. 411  Средством равномерного распределения целевых добавок ин-сектицида и стабилизатора в связующем выступил нанопорошок Са-СО3, дисперсностью менее 100 нм (ГОСТ Р 56549-2015).  Таблица 1 – Основные характеристики используемых инсектицидов Класс инсекти-цида Действующее вещество Название (торговая марка),  Химическая формула ТУ Синтетические пиретроиды Перметрин (П) «Перметрин», вязкая жидкость (С21Н20Сl2О3) 113-04-331-91 Циперметрин (ЦП) «Шарпей», МЭ (С22Н19Сl2NO3) 2387-015-45418518-99 β-циперметрин  (β-ЦП) «Кинмикс», КЭ (С22Н19Сl2NO3) 2441-061-48811647-2006 Фосфороргани-ческий инсекти-цид Пиримифос-метил (ПМ) «Актеллик», КЭ (С11Н20N3О3PS) 2387-007-00494172-97 Неоникатиноид Имидаклоприд (ИМ) «Искра Золотая», ВРК (С9Н10Сl5NO2) 2387-087-42315284-04  В качестве пластификатора был выбран диоктилфталат (ДОФ), ТУ 6-09-08-1504-83. Композиции с содержанием модифицирующих реагентов гото-вили следующим образом: в нанопорошок СаСО3 (до 6 мас. %) после-довательно путем смешивания вводили инсектицид (1 – 2 мас.%), за-тем стабилизатор (0,5 – 1 мас. %); смесь пластифицировали жидким ДОФ (2 – 4 мас. %). Полученную массу смешивали с ПЭВД (89 – 92 мас. %). Пленки формовали из гранулята методом рукавной экстру-зии.  Технологичность процесса переработки композиций в пленку оценивали с помощью экструзионного агрегата HAAKE RHEOCORD 90 по критерию минимума крутящего момента в шнеке. В соответствии с этим критерием определен диапазон оптимальной дисперсности час-тиц СаСО3 менее 100 нм. Деформационно-прочностные характеристики пленок (разру-шающее напряжение σ и относительное удлинение ε при разрыве) оп-ределяли по ГОСТ 14236-81 с помощью разрывной машины Instron 5567 (США). Регистрировали изменение деформационно-прочностных характеристик в процессе старения пленок, подвергае-мых УФ облучению по 8 ч/сут в течение 3-х месяцев. Испытания про-водили согласно методу, изложенному в ENISO 4892-2:2011 (Пласт-масса. Методы испытаний на воздействие лабораторных источников света. Часть 2. Ксеноновые дуговые лампы). Инсектицидное действие пленок изучали относительно личинок комнатных мух (Musca domestica). Личинки (по 50 особей) помещали 412  в бюксы на образцы исследуемых пленок. Спустя 5 ч регистрировали число (m) погибших личинок. Микробиологическую активность модифицированных пленок исследовали на тест-культурах бактерий Pseudomonas aeruginosa, вы-ращенных из паспортизированных штаммов Института микробиоло-гии НАН Беларуси. Культуры микроорганизмов высевали в чашки Петри с мясопептонной питательной средой. Регистрировали появле-ние зоны задержки роста микроорганизмов. Область оптимальных концентраций наноразмерных частиц СаСО3 составляет 4 – 5 %. При 3 % (образец 6) исходные деформаци-онно-прочностные показатели пленок заметно ниже, чем при 4 % (об-разцы 3, 4, 5). В процессе УФ-старения они становятся еще более низ-кими. Увеличение концентрации СаСО3 до 6 % (образец 7) обуславли-вает уменьшение содержания ПЭВД и заметное ухудшение деформа-ционных характеристик пленок.  Таблица 2 – Изменение величины деформационно-прочностных харак-теристик инсектицидных полимерных пленок в процессе светового ста-рения № образцов Компоненты и их содержание, мас. % Деформационно-прочностные характе-ристики σ (МПа) / ε (%) после облучения в течение месяца ПЭВД СаСО3 Инсектициды ДОФ Tinuvin 783 Месяц П ЦП β-ЦП ПМ ИМ 0 1 3 4 1 89 6 1 - - - - 3 1,0 8,82/180 8,63/177 8,45/170 8,01/160 2 90 5 2 - - - - 2 1,0 9,80/170 9,52/170 9,27/165 9,15/165 3 91 4 2 - - - - 2 1,0 9,83/170 9,53/170 9,33/170 9,31/165 4 92 4 1 - - - - 2 1,0 9,84/170 9,61/170 9,39/165 9,33/160 5 92,5 4 1 - - - - 2 0,5 9,85/170 9,16/160 8,77/150 8,47/140 6 92 3 2 - - - - 2 1,0 8,88/170 8,47/160 8,03/150 7,71/130 7 90 6 1 - - - - 9,91/150 9,33/145 8,83/140 8,49/130 8 91 4 0,5 - - - - 2,5 1,0 9,82/170 9,51/170 9,43/170 9,31/165 9 90 2,5 - - - - 9,79/170 9,47/170 9,31/170 9,15/165 10 92 4 2 - - - - 1 1 9,85/165 9,72/160 9,54/155 9,32/150 11 90 1 - - - - 4 9,79/185 9,55/180 9,39/175 9,27/170 12 91 4 2 - - - - 2,8 0,2 9,83/170 8,77/165 8,32/140 8,04/130 13 1 - - - - 1,2 9,82/170 9,61/170 9,42/165 9,35/165 14 91 4 - 2 - - - 2 1,0 10,31/17010,07/1709,91/165 9,83/160 15 - - 2 - - 11,49/16011,23/15511,0/150 10,91/15016 - - - 2 - 10,79/18010,59/17510,45/170 10,21/16517 - - - - 2 9,22/190 9,11/190 9,01/185 8,80/180 Диапазон оптимальных концентраций ПЭВД соответствует 90 – 92 %. При 89 % (образец 1) исходная прочность пленки ниже, чем при 413  90 % (2). Увеличение количества ПЭВД до 92,5 % (образец 5) приво-дит к заметному снижению деформационно-прочностных показателей пленок в процессе старения из-за уменьшения содержания стабилиза-тора в композиции. Снижение концентрации перметрина (П) до 0,5 % (образец 8) существенно снижает инсектицидность пленки (m = 73 %). При со-держании перметрина (П) = 2,5 % (образец 9) инсектицидная актив-ность пленки такая же, как при содержании перметрина 1 – 2 % (об-разцы 1 – 5): m = 100 %. Область оптимальных концентраций инсек-тицида 1 – 2 % мас. Введение в состав пленки других инсектицидов выбранного ря-да – циперметрин (ЦП) (14), β-циперметрин (β-ЦП) (15), пиримифос-метил (ПМ) (16), имидаклоприд (ИМ) (17) – придает пленке инсекти-цидную активность, аналогично действию перметрина (образцы 1 – 5). Оптимальные составы инсектицидных полимерных пленок, мо-дифицированных наноразмерными частицами СаСО3, соответствуют образцам 2 – 4, 14 – 17. Достоинствами разработанных составов явля-ются повышенная технологичность и отсутствие липкости, изготов-ленных из них пленок, что упрощает их эксплуатацию. По результатам микробиологических исследований активность всех исследованных образцов по отношению к микроорганизмам не зарегистрирована. Разработанная многофункциональная инсектицид-ная пленка, модифицированная наноразмерными частицами СаСО3 не оказывает подавляющего морфологического и физиологического дей-ствия на тест-культуры.  ЛИТЕРАТУРА 1 Лашкина, Е.В. Влияние функциональных наполнителей на фи-зико-химические свойства инсектицидных полимерных пленок / Е.В. Лашкина // Вестник Гродненского государственного университета имени Янки Купалы. Серия 6. Техника. Научный, производственно-практический рецензируемый журнал / М-во образования РБ, Гр. гос. ун-т им. Я. Купалы: Гродно, РБ. Том 8, № 2, 2018. – С. 89 – 98. 2 Государственный реестр средств защиты растений и удобре-ний, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь / А.В. Пискун [и др.] // Государственное учреждение «Главная госу-дарственная инспекция по семеноводству, карантину и защите расте-ний». – Минск: ООО «Земледелие и защита растений», 2017. – 5 с. 

Исследование физико-механических и эксплуатационных свойств многофункциональной инсектицидной пленки

https://elib.belstu.by/bitstream/123456789/45146/1/%d0%9b%d0%b0%d1%88%d0%ba%d0%b8%d0%bd%d0%b0_%d0%98%d1%81%d1%81%d0%bb%d0%b5%d0%b4%d0%be%d0%b2%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d0%b5.pdf

Исследование физико-механических и эксплуатационных свойств многофункциональной инсектицидной пленки

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Belarusian State Technological University