CC BY
10DOI: 10.24412/2181 -144X-2023-2-69-75
Toshtemirov F.A, Ismatov H.Y.
POLIVINILXLORID ASOSIDA KRAXMAL BILAN KOMPOZITSIYASINI BIOPARCHALANANISHIDA DERIVATOGRAMMA TAHLILI
Toshtemirov F.A. - Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti KT kaferdrasi assistenti;
Ismatov H.Y.- Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti KT kaferdrasi doktoranti.
Annotatsiya. Mazkur maqolada polivinilxloridning ahamiyati, polivinilxlorid va uning kompozitsiyalarining tuzilishi, PXV asosida kompozitsiyalarni olish, olingan kompozitsiyalarni derivatogrammasi haqida bayon etiladi. Kalit so'zlar: PVX, kraxmal, polimer, namlik, plyonka, derivatogramma, bosim, bioparchalanadigan materiallar.
АНАЛИЗ ДЕРИВАТОГРАММЫ БИОДЕГРАДАЦИИ КОМПОЗИТА С КРАХМАЛОМ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Тоштемиров Ф.А. - Ассистент кафедры ХТ Навоийского государственного горно-технологического университета;
Исматов Х.Ю. - докторант кафедры ХТ Навоийского государственного горно-технологического университета.
Аннотация: В данной статье описано значение поливинилхлорида, строение поливинилхлорида и его композиций, получение композиций на основе ПВХ, а также дериватограмма полученных композиций. Ключевые слова: ПВХ, крахмал, полимер, влага, плёнка, дериватограмма, давление, биоразлагаемые материалы.
ANALYSIS OF THE DERIVATOGRAM OF BIODEGRADATION OF A COMPOSITE WITH STARCH BASED ON POLYVINYL
CHLORIDE
Toshtemirov F.A. - Assistant at the Department of Chemical Technology of Navoi State Mining and Technology University;
Ismatov Kh.Yu. - doctoral student at the Department of Chemical Technology of Navoi State Mining and Technology University.
Abstract: This article describes the meaning of polyvinyl chloride, the structure of polyvinyl chloride and its compositions, the preparation of compositions based on PVC, as well as a derivatogram of the resulting compositions. Key words: PVC, starch, polymer, moisture, film, derivatogram, pressure, biodegradable materials.
Kirish. XXI asr nafaqat yuqori texnologiyalar, balki global ekologik muammolar asridir. Bunday muammolardan biri atrof-muhitning polimer chiqindilari bilan ifloslanishi
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol.2(4) 2023 SJIF IF=4.023
---1 KurtMl MKttOwwl ---— - —- -- /»/\
f^lK-II-lk» H mP 1MDEX& OOPtHNItUS M> ---^ y 09
muammosidir. So'nggi paytlarda butun dunyoda polimerlar ishlab chiqarishning o'sishi kuzatilmoqda. Yetarli ma'lumotlarga ko'ra, bugungi kunda polimer mahsulotlari taxminan 40% ni qadoqlash ishlarida tashkil qiladi. Neft-kimyo xomashyosidan olinadigan polimerlarni ishlab chiqarish va ulardan foydalanish hajmi muttasil ortib bormoqda. Ma'lumki, an'anaviy polimer materiallarning parchalanishi o'nlab va yuzlab yillar davom etadi. Shuning uchun bioparchalanuvchi polimerlarni yaratish muhim ahamiyat kasb etadi [1].
Polimer chiqindilarini qayta ishlash muammosi hozirda eng dolzarb hisoblanadi. Maishiy chiqindilar miqdori juda katta bo'lib, uning taxminan yarmini plastik chiqindilar tashkil etadi. So'nggi yillarda butun dunyoda turli mikroorganizmlar ta'sirida vayron bo'ladigan biologik parchalanadigan polimer materiallar va ulardan tayyorlangan qadoqlarga qiziqish ortib bormoqda [2,3]. Bunday materiallarni yaratish zarurati chiqindilarni yo'q qilish uchun joy etishmasligi, neftning yuqori narxi (an'anaviy plastmassa ishlab chiqarish uchun xom ashyo), an'anaviy polimerlarni ko'p marta qayta ishlashning mumkin emasligi (qayta ishlash jarayonida ba'zi xususiyatlar yo'qoladi) va neft resurslarining qayta tiklanmasligi, shuningdek, an'anaviy plastmassalarni ishlab chiqarish va qayta ishlash natijasida yuzaga kelgan ko'plab ekologik muammolar [4].
Ushbu muammolarni hal qilishda PVX asosida turli xil bioparchalanadigan kompozitsiyalar olish ya'ni biopolimerlar yaratish va atrof-muhitning polimer chiqindilari bilan ifloslanishini kamaytirish muhim ahamiyat kasb etadi.
Polivinilxlorid va uning kompozitsiyalarining tuzilishi.
Kompozitsion polimer materiallarini plastifitsirlash avvalo undan qanday turdagi va qanday xossaga ega bo'lgan mahsulot ishlab chiqarilishiga bog'liq bo'lib, kompozitsiya tarkibiga qo'shiladigan har bir komponent aniq bir maqsadni ko'zlab qo'shiladi [5]. Odatda, ko'pincha PVX xom-ashyosi asosida kompozitsiya tayyorlanib, ishlab chiqarilyotgan mahsulotning elastiklik xossalarini oshirish maqsadida unga turli xildagi plastifikatorlar qo'shiladi. Ular sanoat miqyosida ko'plab ishlab chiqariladi. Jumladan, PVX uchun dioktilftalat (DOF), dibutilftalat (DBF), dioktilsebatsinat (DOS) va boshqalar. PVX asosidagi plastifitsirlangan polimer materiallari kabellarni izolyatsiyalashda, linoleumlar, plyonkalar, shovqindan himoya qiluvchi vositalar va shunga o'xshash ko'pgina turdagi mahsulotlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi [6,7].
Eksperimental tadqiqot o tkazish tasnifi.
PVXni kraxmal bilan kompozitsiyalarini olish. PVX bilan kompozitsiya olish uchun biz uchun kerakli quyidagi 1-jadval asosida kukunsimon kraxmal moddani analik tarozida o'lchab olib, PVX+DOF kunkunsimon kraxmal moddasi bilan aralashtiramiz va ekstruder qurilmasi yordamida kompozitsiya olamiz. Ekstruder qurilmasida temperaturani birinchi qismi 140 °C ikkinchi qismini 120 °C qilib olamiz. Ekstruderdan chiqqan kompozitsiyamizni qirqib olamiz va uni 3 marta ekstruder qurilmasidan o'tkazamiz sababi olinadigan kompozitsiyamiz yaxshi bir biri bilan birikadi. Shu holatda quyidagi foizda kompozitsiyamizni taxlab olamiz(1-jadval).
1 -jadval
№ Nomi PVX+DOF+Kraxmal 50 gr Ekstruderdagi temperatura
PVX+DOF-gr Kraxmal-gr Birinchi qism Ikkinchi qism
1 PVX+DOF+Kraxmal-5% 47,5 2,5 140 120
2 PVX+DOF+Kraxmal-10% 45 5 140 120
3 PVX+DOF+Kraxmal-15% 42.5 7.5 140 120
4 PVX+DOF+Kraxmal-20% 40 10 140 120
PVX kompozitsiyasi asosida plyonka olish va tajriba uchun tayyorlash.
Olingan foizlar asosida kompozitsiyalarimizni 4-6 mm dan qilib qalamcha shaklida qirqib olamiz. Tayyor bo'lgan kompozitsiyamizdan plonka olamiz. Plonkamizni o'lchami d=15x16, qalinligi 1-2 mm shuncha bo'lgan plonkalarni olamiz. Plonka olish jarayoni quyigicha boradi:
1. 3,5 gr kompozitsiyamizdan o'lchab olamiz.
2. O'lchangan kompozitsiyamizni maxsus qolipimizga solamiz.
3. Qolipimizni ostki va ustki tomonini falga qog'ozi bilan o'raymiz.
4. O'ralgan qolipimizni plonka olish qurilmasiga qo'yamiz.
5. Plonka olish qurilmamizni 170-180 °C temperaturada qizdiramiz.
6. Qizigan qurilmamizga qo'yilgan qolipimizni 150 kgPa bosimda 20-30 sekund ushlaymiz.
7. Undan keyin esa bosimni tushurib qolimizni olamiz va shu zahoti sovuq suvga solamiz.
8. Undan so'ng qolipimizdan falga qog'ozni ajratamiz.
Shunday qilib, plonka olish jarayoni tugaydi. Olingan plonkalarimizni tajriba uchun tayyorlaymiz hamda tuproqqa ko'mamiz (2-jadval).
2-jadval
Olingan PVX kompozitsiyalarida plonkalarni tuproqlarda ko mish tartibi.
Plonkalarni 15 ta gul tuvakka turli xil foizarda tuproq+go'nglarga ko'mildi._
№
Plonka turi
Tuproq turi
Plyonkani massasi
Komilgan sana
Saqlanish muddati
Tuproq
3,0; 3,13; 3,15:3,15
PVX+DOF
Tuproq 50%-go'ng 50%
3,14;3,14; 3,15:3,15
07.10.2022
Tuproq 10 %-go'ng 90%
3,15;3,15; 3,15;3,15
1 oy 3 oy 6 oy 12 oy
Tuproq
3,17; 3,17 3,17; 3,17
2
PVX+DOF+KRAXMAL 5%
Tuproq 50%-go'ng 50%
3,15; 3,15 3,15; 3,15
Tuproq 10 %-go'ng 90%
3,15; 3,15 3,15; 3,15
07.10.2022
1 oy 3 oy 6 oy 12 oy
Tuproq
3,14; 3,19 3,19; 3,21
3
PVX+DOF+KRAXMAL
10%
Tuproq 50%-go'ng 50%
3,21; 3,21; 3,21; 3,21
07.10.2022
Tuproq 10 %-go'ng 90%
3,21; 3,21; 3,21; 3,21
1 oy 3 oy 6 oy 12 oy
Tuproq
3,08; 3,14; 3,14
4
PVX+DOF+KRAXMAL
15%
Tuproq 50%-go'ng 50%
3,16; 3,16; 3,16; 3,16
07.10.2022
Tuproq 10 %-go'ng 90%
3,16; 3,16; 3,16; 3,16
1 oy 3 oy 6 oy 12 oy
Tuproq
5
PVX+DOF+KRAXMAL
20%
3,16; 3,21; 3,21; 3,21
Tuproq 50%-go'ng 50%
3,237; 3,237; 3,24; 3,24
07.10.2022
1 oy 3 oy 6 oy 12 oy
1
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol.2(4) 2023 SJIF IF=4.023
finnrt\e> d mP «hw«™« index (^copernicus —/1
Tuproq 10 %-go'ng 90%
3,24; 3,24 3,24; 3,24
Eksperiment natijalari.
Olingan natijalarda atmosfera havosidagi asl polivinilxloridning derivatogrammasi 168, 218 va 246°C da dastlabki va barqarorlashtirilgan namunalar uchun DTA egri chizig'ida kuzatilgan endotermik cho'qqi uning erishiga to'g'ri keladi. 405-419 °C haroratda endotermik cho'qqilar polimer matritsasidan vodorod xloridning chiqishi bilan bog'liq. Asl va stabillashgan PVX uchun 380-400 °C da ekzotermik cho'qqilar termal-oksidlanish degradatsiyasi jarayoniga bog'liq. Og'irligi 0,5% va 2,0% issiqlik stabilizatorini o'z ichiga olgan stabillashtirilgan namunalar uchun yuqori haroratlarda ekzotermik tepaliklar paydo bo'ladi, ya'ni. 300-400 °C oralig'ida (1-rasm).
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 GO
Time (min) V
1-rasm. Atmosfera havosidagi asl polivinilxloridning derivatogrammasi.
Tahlillar shuni ko'rsatadiki, 1- parchalanadigan oraliqda intensiv parchalanish jarayoni sodir bo'ladi. Bu oraliqda parchalanishning miqdori, ya'ni parchalanishning 78,88 % amalga oshadi.
Dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i va DSK egri chizig'ining batafsil tahlili, quyidagi jadvalga keltirilgan.
3-Jadval
2-rasmning DTGA va DSKegri ^ chizig'i natijalari tahlili
№ Temperatura, oC Yo'qotilgan massa, % Moddaning parchalanish tezligi, mg/mir Sarflanadigan energiya miqdori(^V*s/mg))
1 50 0,925 0,137 1,45
2 100 2,985 0,465 2,88
3 200 15,25 0,453 2,01
4 300 50,35 0,087 3,02
5 400 61,85 0,147 1,02
6 500 69,49 0,455 2,03
7 600 78,88 2,499 1,59
Olingan derivatogramma 2-rasmda keltirilgan bo'lib, u 3 ta egri chiziqdan iborat. Dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i (DTGA) (2-egri chiziq) tahlili shuni ko'rsatadiki, DTGA egri chizig'i asosan 3 ta intensiv parchalanadigan temperatura oralig'ida amalga oshadi. 1 ning parchalanish temperaturasi 89 °c ni tashkil qiladi 1-parchalanadigan oraliq 101-482 °c temperaturaga mos keladi.
2-rasm. 1- dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i (DTGA); 2- dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'ining hosilasi (DTGP); 3-DSK egri chizig'i.
Bu derivatogrof tadqiqotlar natijasida ko'rinadiki asosiy massa yo'qolishi 130-480 oC oraligida kechadi unda asosiy massaning 78,88 % yo'qoladi.
TGA DTA
mg uV
Start 1524min 176.58C
End 33.98min
5.00 Weight Loss 361 .S7C -3.042m9 -56,271% Start 33.98min
4.00 / Start 0.07min 33.94C End Weight Loss 361.57C SS.62min-601.42C -0.707mg" 10.00
100 / End | Weight Loss 1 rj?4rniri 176.5BC -0.356mg -6.585% -13.078%
2.00
v -000
1.00
100.00 200.00 300.00 Temp [C] 400.00 500.00 600.00
3-rasm. 1- dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i (DTGA); 2- dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'ining hosilasi (DTGP); 3-DSK egri chizig'i.
Olingan derivatogramma 3-rasmda keltirilgan bo'lib, u 3 ta egri chiziqdan iborat. Dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i (DTGA) (2-egri chiziq) tahlili shuni ko'rsatadiki, DTGA egri chizig'i asosan 3 ta intensiv parchalanadigan temperatura oralig'ida amalga oshadi. 2 ning parchalanish temperaturasi 93 °C ni tashkil qiladi 1-parchalanadigan oraliq 105-486 °C temperaturaga mos keladi.
Tahlillar shuni ko'rsatadiki, 1- parchalanadigan oraliqda intensiv parchalanish jarayoni sodir bo'ladi. Bu oraliqda parchalanishning miqdori, ya'ni parchalanishning 75,97 % amalga oshadi.
Dinamik termogravimetrik analiz egri chizig'i va DSK egri chizig'ining batafsil tahlili, quyidagi jadvalga keltirilgan.
4-Jadval
№ Temperatura, oC Yo'qotilgan massa, % Moddaning parchalanish tezligi, mg/min Sarflanadigan energiya miqdori (MV*s/mg))
1 50 0,925 0,198 1,23
2 100 2,985 0,520 2,96
3 200 6,251 0,632 2,62
4 300 45,35 0,025 3,11
S 400 59,85 0,202 1,98
6 500 63,49 0,623 2,65
7 600 75,97 2,362 1,55
Bu derivatogrof tadqiqotlar natijasida ko'rinadiki asosiy massa yo'qolishi 132-485 oC oraligida kechadi unda asosiy massaning 75,97 % yo'qoladi.
Dermogrammalarda boshqa ekzotermik cho'qqilarning paydo bo'lishi murakkab jarayonlar bo'lgan stabillashtirilgan namunalarda keyingi termal-oksidlanish degradatsiyasining o'zgarishini ko'rsatadi.
Xulosa.
Polivinilxloridning xususiyatlari va ishlatilish sohasi, uni ishlab chiqarish usuliga bog'liq. PVX ning xossalarini kimyoviy modifikatsiyalab o'zgartirish mumkin. Xom ashyoning mo'lligi, polimer olishni oson usularini mavjudligi, qimmatli xossalari PVXni ishlab chiqarishni rivojlanishiga va ko'plab ishlab chiqarilishiga sabab bo'ldi.
Ishlab chiqarilgan mahsulot chiqindilarini qayta ishlash uchun esa PVX ning fizik-kimyoviy xossalarini o'zgartirishimiz ya'ni polimer-polimer kompozitsiyalaridan foydalandan holda uning bioparchalanishini o'rganishimiz zarurdir.
Olingan derivatogramma shuni ko'rsatadiki ma'lum vaqt o'tgan sari olingan kopmozitsiyaning tuproq+go'ngda ko'milgani vaqtiga qarab uning parchalanish tezligi ortib borayapti. Demak, kompozitsiyalarda bioparchalanish jarayoni muhitning ham ta'siri bor ekan.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati:
[1]. Хувинк P., Сватерман Л. Химия и технология полимеров, т.1. - М- Л.: Химия, 1965. - 445 с.
[2]. Заявка, Япония 58-52353. Композиция на основе галогеносодержащих полимеров I Окуба Йосикацу, Цурига Кодзи, Ксанти Интиро, Като Акира.-Опyбл. вРЖХим.,1984, 9 Т 1032 n.79c
[3]. Карапетянц M.K., Дракин С.И. Строение вещества. -М.: Высшая школа, 1972, -126 стр.
[4]. Пат. Япония 58-62095. Водостойкие копировальные материалы. /Гото Хиронори, Гото Ясуюки, Косино Нагааки, Когава Киея. - Опу6л. в РЖХим., 1984, 12 Т 2223 П.
[5]. Пат. США 5087679. Полимерные диэлектрики /Jnukai Hiroshi, Kawai Noriko, Kitahara Takahiro, Kai Shinichiro, Kubo Motonobu - Опубл. в РЖХим., 1993, 12 С 309 П.
[6]. Пат. Россия 2087392. Слоистая оболочка для обеспечения тепловой и электростатической защиты. /Брайдон Луис Б., Мооргэмюль Р., Холбери Джемс, Смейс Систем. - Опубл. в РЖХим., 1999, 6 Т 180 П.
[7]. Э.Т. Крутько, Н. Р. Прокопчук, А. И. Глоба "Технология биоразлагаемых полимерных материалов" Минск 2014-106с
