СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОЧНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ НИЗКОЗАМЕЩЕННОГО АЦЕТАТНОГО КРАХМАЛА И NA-МОНТМОРИЛЛОНИТА

Н.Е. КОЧКИНА¹, кандидат технических наук, старший научный сотрудник (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
О.А. СКОБЕЛЕВА², кандидат химических наук, старший научный сотрудник
Н.Д. ЛУКИН³, доктор технических наук, директор (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
Н.Р. АНДРЕЕВ³, доктор технических наук,член-корреспондент РАН, научный руководитель института
¹Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН, ул. Академическая, 1, Иваново, 153045, Российская Федерация
²Научный центр нелинейной волновой механики и технологии РАН – филиал Института машиноведения им. Благонравова РАН, ул. Бардина, 4, Москва, 119334, Российская Федерация
³Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов – филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ул. Некрасова,11, пос. Красково, Московская обл., 140051, Российская Федерация

Резюме. Создание биоразлагаемых пленочных материалов из ежегодно возобновляемого сырья, характеризуемых низкой стоимостью и улучшенными физико-химическими свойствами, – актуальное направление исследований. Цель исследований – разработка высокоэффективного энергосберегающего способа получения, а также исследование структуры и свойств нанокомпозитов на основе низкозамещенного ацетатного крахмала (АК) и натриевого монтмориллонита (ММТ). Формирование нанокомпозиционных материалов осуществляли жидкофазным методом в роторно-пульсационном устройстве комбинированного принципа действия (РПУ), путем смешения АК (5 мас. %), ММТ (0 0,5 мас . %), глицерина (5 мас. %.) и воды (до 100 %) при скорости сдвиговых деформаций – 45•10³ с^-1. Время получения нанокомпозитов в РПУ составляло 2-3 минуты. Далее из жидкофазных образцов методом полива получали пленки, которые изучали с использованием рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии. Кроме того, исследовали прочностные и оптические характеристики. Все пленочные нанокомпозиты характеризовались интеркалированной структурой ММТ. Биополимер взаимодействовал с нанонаполнителем с образованием водородных связей между кислородсодержащими группами АК и активными функциональными центрами базальных поверхностей ММТ Al-O-H и Si-О-Н. Введение в матрицу АК до 0,5 мас. % наночастиц ММТ приводило к последовательному росту прочности и снижению эластичности пленок. Оптическая прозрачность пленочного материала на основе АК в результате добавления наночастиц ММТ уменьшалась незначительно. Оптимальная концентрация ММТ, обеспечивающая улучшение практически значимых характеристик нанокомпозитов, составляла 0,25 мас. %.

Ключевые слова: ацетатный крахмал, монтмориллонит, нанокомпозит, пленка, ИК-спектроскопия, прочность, оптическая прозрачность.

Для цитирования: Структура и функциональные свойства пленочных нанокомпозитов на основе низкозамещенного ацетатного крахмала и Na-монтмориллонита / Н.Е. Кочкина, О.А. Скобелева, Н.Д. Лукин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 11. С. 87-90.