Bulletin of Nizhnevartovsk State University Bulletin of Nizhnevartovsk State University Вестник Нижневартовского государственного университета 2311-1402 2686-8784 112736 Статьи Articles Статьи ASSESSMENT OF EFFICIENCY OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS BIODEGRADATION ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОДЕГРАДАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Белик Е С Belik E S - Рудакова Л В Rudakova L V - Куликова Ю В Kulikova Yu V - Бурмистрова М В Burmistrova M V - Слюсарь Н Н Slyusar N N - Пермский национальный исследовательский политехнический университет ru Perm National Research Polytechnic University ru Пермский национальный исследовательский политехнический университет ru Perm National Research Polytechnic University ru Пермский национальный исследовательский политехнический университет ru Perm National Research Polytechnic University ru ru ru Пермский национальный исследовательский политехнический университет ru Perm National Research Polytechnic University ru 25 12 2017 25 12 2017 4 111 118 06 12 2017 15 12 2017 https://vestnik.nvsu.ru/en/nauka/article/112736/view

Ежегодно существенно возрастает объем производства и применения в различных отраслях народного хозяйства полимерных композиционных материалов (ПКМ), что в конечном итоге приводит к возникновению экологической проблемы современного общества - утилизации отходов композиционных материалов. Одним из решений данной проблемы является создание полимерных композиционных материалов с установленным сроком службы и способностью сохранения эксплуатационных свойств в течение периода их использования, с последующей деструкцией в условиях окружающей среды без образования токсичных веществ. В литературных источниках недостаточно изучены данные по оценке процесса биоразложения композиционных материалов в окружающей природной среде, в связи с чем исследования в данном направлении представляют собой актуальную экологическую задачу. Цель работы заключалась в оценке возможности биологической деградации полимерных композиционных материалов. В работе представлен анализ методов оценки биологической деструкции полимерных композиционных материалов, на основании которого был выбран метод, изложенный в ГОСТ 9.049-91 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов». Исследования проводились на стеклопластиках на основе модифицированной фенолоформальдегидной смолы и стекловолокна (марки АГ - 4В и ДСВ), органопластике (марки ОП-ЖА) на основе эпоксидного связующего и органоволокна Армос и углепластиках (УП-Урал-Тр-СФ, УТЗФ2УМН, ЭПАН-2Б), которые имеют широкое применение в авиационной промышленности. В результате проведенных исследований из нефтезагрязненной почвы были выделены микроскопические грибы Aspergillus niger, Penicillium sp., Paecilomyces sp. , являющиеся основными биодеструкторами полимерных композиционных материалов. Для оценки биодеградации композиционных материалов образцы были заражены спорами культур плесневых грибов согласно стандартной методике ГОСТ 9.049-91. По окончании инкубационного периода (28 дней) было установлено, что все полимерные композиционные материалы способны использоваться в качестве источника питания микроскопическими грибами, такими как Aspergillus niger и Penicillium sp. , однако данные образцы являются грибостойкими к росту микромицета Paecilomyces sp. В ходе эксперимента образцы композитов постоянно находились в условиях высокой влажности и повышенной температуры. Высокие показатели водопоглощения материалов УП-Урал-Тр-СФ и УТЗФ2УМН способны повысить биодоступность для микроорганизмов, вследствие чего обеспечить более интенсивную биодеградацию материалов.

Annually, the volume of production and application of polymeric composite materials (PCM) in various sectors of the national economy is increasing substantially, this will ultimately lead to the emergence of an ecological problem i.e. composite waste disposal. One of the solutions to this problem is the creation of polymer composite materials with a fixed service life and the ability to maintain performance properties during the period of their use, with subsequent destruction in the environment without formation of toxic substances. In special literature there is lack of data concerning evaluation of composite materials biodegradation process in the natural environment, that is why any research in this field is an urgent environmental problem. The aim of the work was to assess the possibility of biological degradation of polymer composite materials. The paper presents an analysis of methods for assessment of the biological degradation of polymeric composite materials. On the basis of the analysis the authors have chosen the method described in GOST 9.049-91 «Unified System for Protection against Corrosion and Aging (ESPC). Polymer materials and their components. Laboratory test methods for resistance to the impact of mold fungi». Studies were conducted on glass fiber polymers (AG-4V and DSV), organic fiber polymer (OP-ZhA) and carbon fiber polymers (UP-Ural-Tr-SF, UTZF2UMN, EPAN-2B), which have a wide application in the aircraft industry. As a result of the studies, microscopic Aspergillus niger , Penicillium sp . and Paecilomyces sp. fungi, were dicovered in oil contaminated soills. The fungi are the main biodecomposer of polymeric composite materials, In order to assess the biodegradation of composite materials, the samples were infected with spores of mold fungus cultures in accordance with GOST 9.049-91. At the end of the incubation period (28 days), it was found that all polymeric composite materials can be used as a food source for microscopic fungi, such as Aspergillus niger and Penicillium sp ., although these samples are fungi-resistant to the growth of Paecilomyces sp . Micromycete. In the experiment, the composites samples were constantly in the conditions of high humidity and high temperature. High water absorption rates of UE-Ural-Tr-SF and UTZF2UMN materials can increase bioavailability for microorganisms and, as a result, provide more intensive biodegradation of materials.

 полимерные композиционные материалы биодеградация микромицеты биодеструкция