Рассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
Влияние метода обработки древесного наполнителя на скорость биологического разложения древесно-полимерного композита
В условиях активного развития сельского хозяйства и роста мирового населения все больше внимания уделяется вопросам экологической безопасности и устойчивости использования природных ресурсов. Одной из актуальных проблем современной агропромышленности является повсеместное использование одноразовых пластиковых емкостей для посадки сельскохозяйственных культур, загрязняющих окружающую среду. Одним из перспективных решений данной проблемы является разработка биоразлагаемых материалов, способных заменить традиционные нефтехимические пластики без ущерба для окружающей среды.
Настоящая статья посвящена разработке технологической установки для изготовления биоразлагаемых контейнеров на основе древесно-полимерного композита (ДПК), которые могут использоваться при выращивании сельскохозяйственных культур по принципу закрытой корневой системы. Древесно-полимерный композит состоит из полимерной матрицы – полигидроксибутирата (ПГБ) и древесного наполнителя, обработанного двухступенчатым методом [1], включающим в себя термическую модификацию с последующим озонированием, что позволяет обеспечить лучшую совместимость компонентов, устойчивость материала к нагрузкам и его регулируемую скорость биоразложения в почве.
В рамках исследования была спроектирована и изготовлена установка для производства лабораторного образца биоразлагаемого контейнера, с учетом требований к экструзии и формированию композита, что позволило оптимизировать процесс изготовления. С целью проведения дальнейших исследований авторами был получен образец емкости для посадки сельскохозяйственных культур. Особое внимание уделено изучению скорости биоразлагаемости емкостей в почве. Результаты эксперимента демонстрируют, что процесс биологического разложения емкости в компосте начинается через 7-10 дней и заканчивается в течение 4-6 месяцев, в зависимости от вида обработки древесного наполнителя. Такие сроки разложения делают данный материал перспективным решением для снижения экологической нагрузки и минимализации накопления пластиковых отходов, что в свою очередь подтверждает возможность широкого применения созданного материала для нужд агропромышленного комплекса и способствует развитию принципов зеленой экономики.
Ключевые слова: скорость биоразложения, древесно-полимерный композит, биоразлагаемые контейнеры, двухступенчатая обработка.
THE EFFECT OF THE WOOD FILLER TREATMENT METHOD ON THE RATE OF BIOLOGICAL DECOMPOSITION OF A WOOD-POLYMER COMPOSITE
In the context of the active development of agriculture and the growth of the global population, more and more attention is being paid to issues of environmental safety and sustainable use of natural resources. One of the urgent problems of the modern agro-industry is the widespread use of single-use plastic containers for planting crops that pollute the environment. One of the promising solutions to this problem is the development of biodegradable materials capable of replacing traditional petrochemical plastics without harming the environment.
This article is devoted to the development of a technological installation for the manufacture of biodegradable containers based on wood-polymer composite (WPC), which can be used in the cultivation of crops based on the principle of a closed root system The wood-polymer composite consists of a polymer matrix – polyhydroxybutyrate (PHB) and a wood filler treated with a two-stage method [1], which includes ozonation followed by thermal modification, which allows for better compatibility of the components, resistance of the material to stress and its regulated rate of biodegradation in the soil.
As part of the study, an installation for the production of a laboratory sample of a biodegradable container was designed and manufactured, taking into account the requirements for extrusion and composite formation, which allowed optimizing the manufacturing process. In order to conduct further research, the authors obtained a sample of a container for planting crops. Special attention is paid to studying the biodegradability rate of containers in the soil. The results of the experiment demonstrated that the process of biological decomposition of the container in the compost begins after 7-10 days and ends within 4-6 months, depending on the type of processing of the wood filler. Such decomposition periods make this material a promising solution to reduce the environmental burden and minimize the accumulation of plastic waste, which in turn confirms the possibility of widespread use of the created material for the needs of the agro-industrial complex and contributes to the development of the principles of a green economy.
Keywords: biodegradation rate, wood-polymer composite, biodegradable containers, two-stage processing.