Дослідження біодеградабельних плівок на основі етерів целюлози з бактерицидними властивостями

Abstract

У статті показані дослідження щодо розроблення новітніх біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями на основі гідроксипропілметилцелюлози, модифікованих гуміновими кислотами бурого вугілля. Гібридні біодеградабельні плівки з бактерицидними властивостями отримували методом поливу розчинів гідроксипропілметилцелюлози з концентрацією 2 % мас., до яких додавали різну кількість гумінової кислоти. При одержані біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями використовували гідроксипропілметилцелюлозу марки Walocel™ виробництва Dow Corning (США). Як гібридні модифікатори використовували гумінові кислоти, які отримували при екстракції бурого вугілля лужним розчином пірофосфату натрію з подальшою екстракцією 1 %-вим розчином гідроксиду натрію і осадженням мінеральної кислотою. Визначення водопоглинання зразків біодеградабельних плівок у холодній воді проводили згідно ISO 62:2008, міцностні властивості при розтягуванні біодеградабельних плівок визначали згідно ISO 527-2:2021, для вимірювання газопроникності біодеградабельних плівок по кисню використовували метод диференціального тиску та вакуумний тестер VAC-V1. Ефект гібридної модифікації гідроксипропілметилцелюлози гуміновими кислотами бурого вугілля з точки зору досліджених експлуатаційних характеристик збільшувався в напрямі типів гумінових кислот бурого вугілля №3>№2>№1. Показано, що гібридна модифікація за механізмом матричного синтезу біодеградабельних плівок з бактерицидними властивостями на основі гідроксипропілметилцелюлози гуміновими кислотами бурого вугілля дозволяє знизити їх водопоглинання, збільшити основні міцності характеристики та надати їм антибактеріальні властивості, що підтверджується даними за показником часу появи плісняви у плівках. Оптимальним з погляду міцностних та експлуатаційних характеристик є біодеградабельні плівки з бактерицидними властивостями при вмісті 10 % мас. гумінових кислот №3. Загалом встановлено, що гібридна модифікація гуміновими кислотами за механізмом матричного синтезу біодеградабельних плівок на основі гідроксипропілметилцелюлози дозволяє отримати міцні водорозчинні плівки з антибактеріальними властивостями для використання, як пакування для сухих харчових продуктів (хліб, крупи, горіхи та т.п.) з подовженим терміном зберігання.

The article shows research on the development of the latest biodegradable films with bactericidal properties based on hydroxypropylmethylcellulose modified with brown coal humic acids. Hybrid biodegradable films with bactericidal properties were obtained by pouring solutions of hydroxypropylmethylcellulose with a concentration of 2 wt.%, to which different amounts of humic acid were added. When obtaining biodegradable films with bactericidal properties, hydroxypropylmethylcellulose of the Walocel™ brand manufactured by Dow Corning (USA) was used. As hybrid modifiers, humic acids were used, obtained by extraction of brown coal with an alkaline solution of sodium pyrophosphate, followed by extraction with a 1% sodium hydroxide solution and precipitation with mineral acid. Determination of water absorption of samples of biodegradable films in cold water was carried out according to ISO 62:2008, tensile strength properties of biodegradable films were determined according to ISO 527-2:2021, to measure the gas permeability of biodegradable films, the differential pressure method and a vacuum tester VAC-V1 were used. The effect of the hybrid modification of hydroxypropylmethylcellulose with lignite humic acids in terms of the studied performance characteristics increased in the direction of lignite humic acid types No. 3> No. 2> No. 1. It has been shown that hybrid modification by the mechanism of matrix synthesis of biodegradable films with bactericidal properties based on hydroxypropylmethylcellulose with brown coal humic acids makes it possible to reduce their water absorption, increase the basic strength characteristics and impart antibacterial properties to them, which is confirmed by the data on the time of mold appearance. Optimum in terms of strength and performance characteristics are biodegradable films with bactericidal properties at a content of 10% wt. humic acids No. 3. In general, it has been established that hybrid modification with humic acids according to the mechanism of matrix synthesis of biodegradable films based on hydroxypropylmethylcellulose makes it possible to obtain durable water-soluble films with antibacterial properties for use as packaging for dry food products (bread, cereals, nuts, etc.) with an extended shelf life. storage.