Теперь упаковка и посуда из пластика получили широчайшее распространение. В связи с чем все чаще возникает закономерный вопрос: безопасна ли такая продукция для здоровья человека и оправдано ли столь широкое ее использование в торговле?

Плюсы пластиковой продукции очевидны. В первую очередь стоит отметить, конечно, ее удобство. К примеру, одноразовая пластиковая посуда способна значительно облегчить жизнь человека, так как она удобна в использовании, маловесна и не требующая мытья.

Однако безопасность полимеров, которые, собственно, и служат в качестве материала для изготовления подобного рода продукции, вызывает определенные сомнения как среди обычных потребителей, так и среди некоторых ученых-исследователей. Данные сомнения породили множество мифов и ошибочных утверждений касательно вреда пластиковой посуды и упаковки. Что же из них правда, а что является предрассудком?

Мнение первое: материалы, служащие основой для пластиковой упаковки и посуды, безвредны для человеческого организма. Это на самом деле так. Материалом для изготовления пластиковых изделий служат полимеры, свойства которых, включая их влияние на здоровье человека, перед запуском в массовое производство долгое время изучались. В итоге ученые с уверенностью заявили, что вся пластиковая одноразовая посуда абсолютно безопасна при условии четкого соблюдения технологии ее изготовления.

Мнение второе: пластиковую посуду и упаковку можно использовать многократно. Данное мнение ошибочно. Уже само название «одноразовая пластиковая посуда и упаковка» говорит само за себя. К примеру, при покупке газировки в пластиковой бутылке последнюю после выпивания напитка следует выбросить. Если же использовать ее в дальнейшем, например, в качестве тары под молоко, масло или квас, то не исключено, что высокая температура жидкости либо воздуха, солнечный свет или непосредственный длительный контакт емкости с ее содержимым приведет к «старению» пластика, а если быть более точным, то входящих в его состав полимерных материалов. В итоге бутылка начнет выделять вредные вещества, переходящие в хранящиеся в ней пищевые продукты, которые в результате этого становятся токсичными.

Мнение третье: вещества, содержащиеся в одноразовой пластиковой посуде или упаковке, со временем провоцируют возникновение раковых заболеваний. Подобное утверждение справедливо лишь при нарушении технологии изготовления пластиковой посуды. В этом случае полимеры, находящиеся в составе пластикового изделия, будут выделять токсичные соединения с характерным неприятным запахом. Эти вредные вещества могут не только выделяться в воздух, но и попадать в пищу, а потом вместе с ней и в организм человека. Всего насчитывается 15 таких токсичных соединений, вред которых обусловлен отравляющим воздействием на организм — появляются слабость, головная боль и аллергия. Также было доказано, что некоторые из этих токсинов способны провоцировать рост злокачественных опухолей.

Мнение четвертое: отечественная пластиковая посуда безопаснее, чем ее заграничные аналоги. Здесь будет более верным несколько иное утверждение: имеет значение лишь фирма-производитель, следующая технологии и правилам производства пластиковой продукции, а не географическое месторасположение изготовителя. Качественное пластиковое изделие обязательно имеет код, наименование материала, из которого оно было произведено и, что не менее важно, указание конкретного применения изделия (холодные продукты, горячая еда, сыпучие материалы, жидкости и тому подобное).

Мнение пятое: стеклянная и керамическая тара предпочтительнее пластиковой, так как она безопаснее и, соответственно, безвреднее для здоровья. На деле оно так и есть, однако пластиковая тара более удобна в использовании, так как она прочнее и легче, чем ее стеклянные или керамические аналоги. Но несмотря на ее явное преимущество, в большинстве западных стран наблюдается тенденция к постепенному отказу от пластиковой посуды и упаковки в пользу керамики и стекла. Это обусловлено трудоемкой и дорогостоящей утилизацией использованной пластиковой тары, количество которой вследствие ее дешевизны и доступности неуклонно растет.

Мнение шестое: полиэтиленовые пакеты можно использовать для упаковывания пищевых продуктов, хранящихся в холодильнике. Это утверждение верно только наполовину. На самом деле не вся пластиковая упаковка хорошо переносит низкие температуры. Более того, некоторые ее виды при охлаждении также способны выделять токсичные соединения. Поэтому пищевые продукты, хранящиеся в холодильнике, можно упаковывать лишь в ту пластиковую упаковку, которая устойчива к холоду.

Одним из побочных эффектов при использовании пластиков является выделение вредных веществ под воздействием излучений микроволновой печи. Поэтому перед разогревом пищи, которая находится в одноразовой пластиковой посуде, рекомендуется переложить ее в стеклянную или картонную тару.

Ученые в свое время провели эксперимент — налили в пластиковый стакан водку. Через некоторое время они проверили напиток. В емкости была обнаружена уже не водка, а химический раствор.

Высокоразвитые страны сейчас отказываются от пластиковой посуды. Кроме того, что такая продукция вредит здоровью, она еще и разлагается в грунте не меньше ста лет. Поэтому пластик стараются заменять бумагой, картоном, керамикой и другими безопасными материалами.

Из всего вышесказанного следует вывод: при соблюдении всех правил использования пластиковой посуды и упаковки никакого вреда здоровью она не принесет, а только облегчит жизнь. Однако все же есть смысл использовать пластиковую продукцию лишь при необходимости, например, в поездке, на природе или в другом месте вне жилого пространства. Дома увлекаться изделиями из пластика не стоит.

По комплексу физико-механических свойств, для разработки композиционных полимерных покрытий были выбраны следующие полимеры:     эпоксидная смола ЭД-16, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), пенто пласт (ПНП), полиамид, поливинилбутираль, полипропилен.

Кристаллический полиэтилен высокой плотности обладают достаточно высокими свойствами, имеют низкую стоимость и обеспечены сырьевой базой.

Для отверждения эпоксидного ЭД-16 олигомера использовали отвердители, широко применяемые в промышленности, такие как полиэтиленполиамид (ПЭПА) и малеиновый ангидрид (МА). Эти отвердители позволяют получать покрытия холодной и горячей сушкой, что важно для практического их использования в деталях для хлопкоуборочной и хлопкоочистительной техники.

Все выбранные полимеры имеют хорошие физико-механические свойства.Как указано выше, введение наполнителей в полимер позволяет целенаправленно изменять физико-химические и эксплуатационные свойства получаемого композиционного покрытия. Известно, что наполнители изменяют свойства полимера и в объеме и в слое, примыкающем к поверхности наполнителя. В результате адсорбционного взаимодействия полимера с поверхностьюнаполнителя и изменения молекулярной подвижности в граничном слое, а также из-за влияния поверхности на формирование молекул при реакциях отверждения химическая и структурная неоднородность композиционного материала увеличиваются. Изменение структуры наполненных полимеров вызывает изменение физико-механических свойств.

В качестве наполнителей применяют широкий круг природных и искусственных материалов. По своему действию наполнители разделяют на активные, инертные и занимающие промежуточное положение.

Введение активных наполнителей значительно улучшает свойства полимера и покрытий на их основе. Вторые две группы применяют, в основном, для снижения стоимости покрытия без ухудшения его качества. Такое разделение наполнителей условно, так как и активность, и инертность зависят, во – первых, от химической природы полимера, и, во – вторых, определяются тем, какое свойство наполненного полимерного покрытия является наиболее функционально важным. Возможно, что улучшая одно из них, наполнитель может не оказывать влияние на другое. Так, введение талька и вермикулита увеличивает, в основном, коэффициент потерь полимера; введение барита, слюдяной муки, каолина и асбеста увеличивает динамический модуль упругости, а введение чешуйчатого графита – и коэффициента потерь и модуль упругости [68, 78, 79, 89-92].

Кроме того, необходимо учитывать, что вибропоглощающие покрытия также работают на трение и износ при контакте с хлопком.

Для улучшения динамических и антифрикционных свойств и износостойкости композиционных полимерных покрытий в основной состав (ОС) – полимерное связующее вводится наполнители различной природы:

а) неорганические наполнители (железный и медный порошки, алюминиевая пудра, оксид железа и меди);

б) минеральные (графит, тальк, каолин, слюдяная мука, асбест, маршалит, цемент, сажа);

Указанные наполнители отличаются и по структуре: зернистые и порошковые (металлы и их окислы), пластинчатые (графит, слюда, тальк, каолин), волокнистые (асбест, стеклянные волокна).

Выбор в качестве наполнителей железного порошка и окислов железа был обусловлен тем, что для повышения свойств покрытий нами использована обработка в магнитном поле. Очевидно, что эффективность такой обработки связана с магнитными свойствами наполнителя в композиционном полимерном покрытии.

При выборе пластификаторов мы учитывали, что целесообразно, чтобы выбро поглощающие полимеры для покрытий имели температуру стеклования, близкую к температуре эксплуатации покрываемых изделий. Для снижения температуры стеклования вибропоглощающих полимерных материалов рекомендуется применять пластификаторы. С повышением содержания пластификатора увеличивается коэффициент механических потерь вплоть до предела совместимости полимеров с пластификатором, а модуль потерь при этом проходит через максимум. Введение пластификатора в полимерную композицию смещает максимум модуля потерь в сторону увеличения содержания наполнителя.

Очевидно, что применение не пластифицированных эпоксидных и фурано–эпоксидных композиций не целесообразно из–за высокой температуры стеклования. Поэтому, с учетом дефицитности, стоимости, токсичности для пластификации эпоксидных и фурано–эпоксидных композиций был выбран дибутильфталат. Поскольку из литературы неизвестно влияние содержания пластификатора на износостойкость и антифрикционные свойства полимерных покрытий, работающих в контакте с хлопком сырцом, то содержание пластификатора варьировалось нами от 0 до 40 масса ч.

При выборе подложек мы исходили из того, что наиболее распространенным материалом является сталь. В отдельных случаях применяют алюминий и медь. Для контрольных опытов применяли стекло. Таким образом, в качестве подложек в экспериментах использовали сталь Ст.3, алюминий, медь и стекло.

Таблица 1.1. Характеристика исследованных подложек

Примечание: ФМ – ферромагнетик, ПМ – парамагнетик, ДМ – диамагнетик.

Все объекты, выбранные при исследовании свойств композиционных полимерных покрытий для машин и механизмов уборки и переработки хлопка – сырца, приведены в табл. 1.1 – 1.2.

Для исследования полимерных покрытий, работающих в условиях трения, в качестве контр–тела использовали хлопок–сырец 1 сорта, сорта 108-Ф и Ташкент-1 ручного и машинного сбора с влажностью от 7 до 50 % и засоренностью, соответственно, от 1-3 до 20-25 %. Эти сорта наиболее типичны в настоящее время для хлопкосеющих республик. Процент влажности и засоренности хлопка наиболее характерен для работы заготовительной сети хлопкоочистительной промышленности.

Таблица 1.2. Материалы объекта исследования

1.2. Методики получения композиционных полимерных покрытий

Технология получения покрытий на поверхности образцов–подложек выбирали в зависимости от агрегатного состояния полимеров и композиций.

Для нанесения порошковых полимеров и композиций применялся вибро–вихревой (рис. 1.1) и электростатический (рис. 1.2) методы напыления, так как они позволяют получать равномерную толщину покрытия по высоте и ширине напыляемого изделия, покрытия с большей толщиной и хорошей сплошностью.

Сущность выбро–вихревого способа напыления заключается в том, что псевдоожижение достигается за счет совместного и одновременного воздействия на порошкообразную пластмассу сжатого воздуха или газа и вибрации. При этом мелкодисперсный полимерный порошок засыпается в аппарат и под действием восходящего потока газа, подаваемого через пористую перегородку под давлением, и вибрации переходит в псевдоожиженное состояние. Затем предварительно обработанную и нагретую деталь опускают в псевдоожиженный слой. Порошок оседает на поверхности детали, расплавляется на ней и растекается, образуя ровное покрытие. Этот метод позволяет использовать полимерные порошки различного гранулометрического состава, а также комкающиеся и плохосыпучие полимерные порошки (рис. 1.1). Полонии принцип работы приведены в литературе.

Рис.1.1. Установка вибро – вихревого напыления

Сущность напыления в псевдоожиженном слое потока при воздействии электростатического поля заключается в том, что холодное изделие погружают в слой порошка, находящегося под воздействием коронного разряда электрического поля высокого напряжения. Частицы полимера заряжаются и под действием электростатических сил равномерно оседают на деталь. После чего деталь перемещается в оплавительную печь, где полимер оплавляется, образуя на поверхности детали равномерное покрытие (рис. 1.2).

Масса осевшего на поверхности детали порошка увеличивается пропорционально напряжению и времени нанесения.Полонии принцип работы приведены в литературе [2].

Рис.1.2. Установка для напыления в облаке заряженных частиц

В табл. 1.3 приведены оптимальные режимы получения покрытий из порошковых полимеров, выбранные опытным путем. Время выдержки образца в кипящем слое порошка выбиралось в зависимости от толщины покрытия.

Технология нанесения покрытий из жидких композиций была совершенно другой. Жидкие композиции наносили на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность образцов при помощи шпателя и кисти, методом окунания или облива.

Полимерная композиция на основе фурано–эпоксидных олигомеров готовилась следующим образом: в 100 масса ч. смолы ФАЭД-20 вначале вводили пластификатор ДБФ в определенном количестве, при тщательном перемешивании механической пропеллерной мешалкой добавляли наполнитель в заданном количестве, затем снова тщательно перемешивали. С целью удаления воздушных включений композицию выдерживали в термическом шкафе при 313-323 К в течение 30-40 мин. Затем, при перемешивании, в композицию вводили отвердитель ПЭПА.

Подготовленную композицию наносили на поверхность образцов. Покрытие получалось с толщиной 100-200 мкм.

Таблица 1.3. Режимы получения покрытий из порошковых полимеров 

Для получения более толстого слоя (300-400 мкм) композицию наносили через 4-5 часов после приготовления, так как при этом вязкость композиции увеличивалась. При высоких степенях наполнения получали покрытия толщиной 0,3-1,0 мм. Так как отверждение нанесенного покрытия при комнатной температуре происходит медленно (4-5 суток), применяли метод горячего отверждения (при 393-413 К в течение 60 мин), охлаждение производили на воздухе при комнатной температуре.