Дослідження плівок на основі полівінілового спирту як екологічного гнучкого пакування

Abstract

Зростання обсягів виробництва пакувальних матеріалів веде до збільшення кількості відходів полімерного пакування, які попри обіцянки виробників не переробляються, а їхнє нагромадження та утилізація завдають шкоди екології. Альтернативою пластику є використання біорозкладних полімерів як пакувальних матеріалів. Обсяг світового ринку біорозкладних плівок досить значний і за прогнозами аналітиків буде зростати в найближчі роки. Тому актуальним питанням є пошук і дослідження екологічних плівкових пакувальних матеріалів, які маючи необхідні технологічні характеристики, здатні розкладатися протягом короткого часу і не завдавати шкоди природному середовищу. Серед біодеградувальних плівок завдяки водорозчинності та біосумісності перспективним є створення плівкових матеріалів на основі полівінілового спирту. З метою одержання плівок білого кольору як можливої основи для друку необхідної інформації про товар аторами виготовлено забарвлені плівкові матеріали на основі полівінілового спирту марок Polyviol 6 04/140 і ПВС 55/12, що містять неорганічні пігменти BaSO4+2Al(OH)3 (друкарські білила). Одержані плівки мають хороші фізико-механічні характеристики. Досліджено поверхневі властивості отриманих плівок визначенням контактного кута змочування. Наведено кінетичні криві процесів змочування плівок дистильованою водою і етиленгліколем. Значення рівноважних кутів змочування водою та етиленгліколем для плівки з вмістом 33 % друкарських білил є меншим ніж у незабарвленого зразка. Плівки на основі полівінілового спирту марки ПВС 55/12 з вмістом 33 % неорганічного пігменту за зовнішніми ознаками, здатністю до розтягування, міцністю на розрив та поверхневими властивостями проявляють кращі характеристики. Проведені дослідження показують можливість використання плівкових матеріалів на основі водорозчинного і біосумісного полівінілового спирту як біодеградувального пакування. Їхні гідрофільні властивості дозволяють прогнозувати можливість задруковування забарвлених плівок чи маркування упаковок чорнилом на водяній основі цифровим струменевим друком.

The growth in the production of packaging materials leads to an increase in the amount of waste. Despite the promises of manufacturers, polymer packaging waste is not recycled, and its accumulation and disposal is harmful to the environment. An alternative to plastic is the use of biodegradable polymers as packaging materials. The global market for biodegradable films is quite significant and according to the predictions of the analysts it will grow in the coming years. Therefore, the search and study of environmentally friendly film packaging materials, possessing the necessary technological characteristics, able to decompose in a short time and not harmful for the environment is an urgent scientific problem. Among the biodegradable films, due to their water solubility and biocompatibility, the creation of film materials based on polyvinyl alcohol is very promising. In order to produce white films as a possible basis for printing the necessary product information, the colored film materials based on polyvinyl alcohol of Polyviol 6 04/140 and PVS 55/12 grades, containing inorganic pigments BaSO4 +2Al(OH)3 (printing inks) are manufactured. The resulting films have good physical and mechanical characteristics. The surface properties of the obtained films were investigated by determining the contact angle of wetting. The kinetic curves of the processes of wetting the films with distilled water and ethylene glycol have been presented . The values of the equilibrium wetting angles with water and ethylene glycol for films with 33 % of the printing ink is lower than that of the unshaded sample. Films based on polyvinyl alcohol of PVA 55/12 grade with 33% inorganic pigment in terms of external features, tensile strength, stretching capability , and surface properties show better characteristics. The research carried out, shows the possibility of using film materials based on water-soluble and biocompatible polyvinyl alcohol as biodegradable packaging. Their hydrophilic properties make it possible to predict the possibility of overtyping of the dyed films or labeling packages with water-based inks using digital inkjet printing.