Учёные Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва (Красноярск) завершили серию экспериментов по изучению долговечности биоразлагаемых полимеров в условиях одновременного воздействия ультрафиолетового излучения и повышенных температур. Исследование нацелено на создание материалов с заданным сроком службы для медицинских изделий, упаковки и сельскохозяйственного текстиля.
Работа стала первым в своём роде сравнительным анализом устойчивости двух перспективных биоразлагаемых пластиков — полилактида (PLA) и поли(бутиленадипат-ко-терефталата) (PBAT) — к комбинированной нагрузке, имитирующей реальные условия эксплуатации. Данные позволят инженерам точнее прогнозировать поведение этих материалов при замене традиционных пластиков в различных отраслях.
Условия эксперимента и методика
Для моделирования старения полимеров исследователи использовали специализированный стенд, совмещающий УФ-облучение с нагревом до температур +30°C, +35°C и +40°C. Образцы подвергались воздействию в течение 240 часов, после чего фиксировались изменения структуры, механических свойств и внешнего вида материалов. Такой подход позволил оценить кинетику деградации в условиях, близких к эксплуатации изделий под открытым небом или в тепловых режимах производственных циклов.
Полилактид показал быструю деградацию
Эксперимент выявил существенные различия в поведении двух полимеров. Полилактид (PLA) оказался высокочувствительным к комбинированному воздействию: уже спустя 120 часов на его поверхности появились трещины, а к моменту завершения испытаний (240 часов) наблюдались серьёзные структурные повреждения, включая отслоение фрагментов. Механические характеристики материала стремительно ухудшались, что ограничивает его применение в изделиях, рассчитанных на длительный контакт с УФ-излучением и тепловыми нагрузками.
В отличие от полилактида, ПБАТ продемонстрировал значительно более высокую стабильность. Его деградация выражалась преимущественно в поверхностном пожелтении, тогда как серьёзных структурных изменений, аналогичных PLA, зафиксировано не было. Это указывает на перспективность ПБАТ для применений, требующих повышенной устойчивости к климатическим факторам.
Значение для проектирования материалов
По словам заведующей отделом биоразлагаемых полимерных материалов университета Анны Сухановой, исследование наглядно демонстрирует, что полилактид значительно более чувствителен к воздействию УФ-излучения и температуры по сравнению с ПБАТ.
«Эти результаты имеют ключевое значение для инженеров и технологов. Понимание кинетики деградации позволяет целенаправленно проектировать материалы и изделия с точно заданным сроком службы для конкретных применений, будь то „умная