Streszczenie

Cel pracy. Wprowadzenie polimerów fotozniszczalnych budzi zastrzeżenia z punktu widzenia środowiska naturalnego. Fotodegradacja jest procesem destrukcji polimeru. Pod tym pojęciem rozumie się całokształt zmian fizycznych i chemicznych zachodzących w tworzywie, prowadzących do nieodwracalnych zmian struktury oraz pogorszenia parametrów przetwórczych. Niepokoi ewentualne uwolnienie produktów degradacji o nieznanym działaniu. Obawę budzi możliwość kumulacji związków, które mogą okazać się toksyczne, mutagenne i alergogenne. Stosowanie polimerów fotozniszczalnych w niektórych dziedzinach jest jednak nieuniknione. Przydatność materiałów rozkładalnych dostrzega się w rolnictwie, ogrodnictwie, sadownictwie i medycynie. Celem pracy jest określenie wpływu wybranych dodatków na proces przyśpieszonego starzenia polietylenu. Starzenie prowadzono w warunkach laboratoryjnych, przy użyciu lamp symulujących działanie promieniowania słonecznego, z zachowaniem warunków zbliżonych do naturalnych. Spodziewanym efektem przygotowanej pracy jest modyfikacja materiału sensybilizatorami, którego właściwości wskazywać będą na przydatność w przemyśle, a wyniki przeprowadzonych badań stanowić będą podstawę do zakwalifikowania otrzymanego polimeru do dalszych badań nad jego biokompatybilnością.
Materiał i metody. Przygotowanie próbek polietylenu z dodatkiem sensybilizatorów (TiO2-anataz, AcAcFeII, AcAcFeIII), starzenie w komorze klimatycznej z promieniowaniem UV, określenie powierzchniowych zmian zachodzących na polietylenie po jego napromieniowaniu poprzez wykonanie pomiarów kąta zwilżania, analiza spektroskopowa produktów fotodegradacji polietylenu oraz badanie cech wytrzymałościowych.
Wyniki badań. Badania wykazują, że największe efekty degradacyjne dostrzegamy przy użyciu sensybilizatora acetyloacetonianu żelaza (II), nieco mniejszą efektywność wykazuje acetyloacetonian żelaza (III). Anataz powoduje niewielką różnicę w procesie fotodegradacji; można wręcz zauważyć działanie ochronne tego dodatku, związane z białą barwą, powodującą odbijanie promieniowania UV.
Wnioski. Uzyskane wyniki badań wskazują na związek czasu procesu starzenia z właściwościami wytrzymałościowymi. Przeprowadzona analiza wykazała korelację pomiędzy zawartością grup karbonylowych, a właściwościami wytrzymałościowymi. Wskazuje to na wyraźne zmiany strukturalne zachodzące w polietylenie.

Abstract

Aim of study. The introduction of photodegradable polymers raises doubts among the natural profession. Photodegradation is a process of destruction of polymer, that is the entirety of physical and chemical change within the plastic, leading to irreversible changes in structure and deterioration of processing parameters. The prospect of release of products of degradation, possessing unknown capabilities is unsettling, as is the possibility of accumulation of compounds that could potentially be toxic, mutagenic and allergenic. Despite this, the use of photodegradable polymers is unavoidable in some cases. The applicability of degradable materials is easily visible in agriculture, horticulture and fruit-growing and medicine. The aim of the study is to asses the influence of selected additives over the process of accelerated aging of polyethylene. The aging was conducted in laboratory environment using lamps simulating the effect of natural sunlight in conditions similar to natural.
Material and Methods. Preparation of polyethylene samples with sensitizers (TiO2-anatase, acacFe (II), acacFe (III)) added, aging of the sample in a UV chamber, estimating the surface changes in polyethylene after irradiation by measuring contact angle, spectroscopic analysis of polyethylene photodegradation, assessing endurance characteristics. The results of study show the highest degradation occurs if Ferrous (Iron (II)) acetylacetonate is used, with Ferric (Iron (III)) acetylacetonate showing slightly less effectiveness. TiO2-anatase indicates little influence over the process of degradation, on the contrary – a protective activity can be noticed, connected with white colour of this additive reflecting UV radiation.
Conclusion. The results of the study clearly signify an interrelation between aging process and endurance characteristics of the material. The conducted analysis shows correlation between the number of carbonyl groups and endurance characteristics which, in turn, points to clear structural changes in polyethylene.