nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2023-3-72-80nuc-541Research ArticleСтатьиРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМОГО ПОЛИМЕРАDEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR OBTAINING A BIODEGRADABLE POLYMERШынжырбайК. Ш.ShynzhyrbaiK. Sh.

Куралай Шынжырбай - Научный сотрудник Лаборатории инженерного профиля.

Алматы

Almaty

shinzhirbai.k@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9705-7438АзатС.AzatS.

Алматы

Almaty

seithan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9057-5443МатаевМ. М.MataevM. M.

Алматы

Almaty

mataev.muhametkali@qyzpu.edu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-1200-2340ЖантикеевУ. Е.ZhantikeyevU. Ye.

Улан Жантикеев

Алматы

Almaty

nurlybekov_ulan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1182-7460ТоштайК.ToshtayK.

Кайнаубек Тоштай

Алматы

Almaty

chem-toshtai@mail.ruСайлауханулыЕ.SailaukhanulyYe.

Ерболат Сайлауханулы

Алматы

Almaty

S.erbolat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6150-7580ТауановЖ. Т.TauanovZh. T.

Жандос Тауанов

Алматы

Almaty

zhtauanov@nu.edu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-5444-0314КудайбергеновК. К.KudaibergenovK. K.

Кенес Кудайбергенов

Алматы

Almaty

k.kudaibergenov@satbayev.universityКазахский национальный женский педагогический университетКазахстанKazakh National Women‘s Teacher Training UniversityKazakhstanSatbayev UniversityКазахстанSatbayev UniversityKazakhstan202330092023037280Copyright © Шынжырбай К.Ш., Азат С., Матаев М.М., Жантикеев У.Е., Тоштай К., Сайлауханулы Е., Тауанов Ж.Т., Кудайбергенов К.К., 20232023Шынжырбай К.Ш., Азат С., Матаев М.М., Жантикеев У.Е., Тоштай К., Сайлауханулы Е., Тауанов Ж.Т., Кудайбергенов К.К.Shynzhyrbai K.S., Azat S., Mataev M.M., Zhantikeyev U.Y., Toshtay K., Sailaukhanuly Y., Tauanov Z.T., Kudaibergenov K.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/541

Важным технологическим решением для загрязнения пластмасс является замена традиционных биоразлагаемых полимеров, биоразлагаемых полимерных материалов с физико-механическими свойствами, которые являются причиной загрязнения окружающей среды. Актуальной проблемой является поиск способов уменьшить саморазложение биополимеров и отходов, а также снизить стоимость таких материалов, в том числе использование для этих целей веществ, которые могут быть аналогами биоразлагаемых полимеров. Исследовательская работа направлена на получение биоразлагаемого биополимера на основе крахмального сырья в присутствии различных органических кислот (лимонная кислота, уксусная кислота, молочная кислота) и пластификаторов (глицерин, поливиниловый спирт, наноматериал). Из продуктов, полученных из различных кислот и пластификаторов, был выбран эффективный материал. Рассмотрены меры по совершенствованию технологии производства биопластиков. Получен прочный и экономичный биополимер, способный перерабатывать и биоразлагать биологические отходы, в том числе крахмалосодержащий мусор. Полученные продукты успешно прошли все физико-химические испытания и готовы к массовому производству. Для изучения физико-химических параметров полученных биополимеров использовались сканирующий электронный микроскоп и термогравиметрический анализ с ИК-спектроскопией.

An important technological solution for plastic pollution is the replacement of traditional biodegradable polymers, biodegradable polymer materials with physico-mechanical properties that cause environmental pollution. An urgent problem is the search for ways to reduce the self-decomposition of biopolymers and waste, as well as to reduce the cost of such materials, including the use for these purposes of substances that can be analogues of biodegradable polymers. The research work is aimed at obtaining a biodegradable biopolymer based on starch raw materials in the presence of various organic acids (citric acid, acetic acid, lactic acid) and plasticizers (glycerin, polyvinyl alcohol, nanomaterial). An effective material was selected from the products obtained from various acids and plasticizers. Measures to improve the technology of bioplastics production are considered. A durable and economical biopolymer capable of processing and biodegrading biological waste, including starch-containing garbage, has been obtained. The resulting products have successfully passed all physico-chemical tests and are ready for mass production. A scanning electron microscope and thermogravimetric analysis with IR spectroscopy were used to study the physicochemical parameters of the obtained biopolymers.

биополимеркрахмалорганическая кислотапластификаторнаночастицы серебрапластикbiopolymerstarchorganic acidplasticizersilver nanoparticlesplasticReferencesLim X. Microplastics are everywhere – but are they harmful? // Nature 593, 22–25 (2021). https://doi.org/10.1038/d41586-021-01143-3Lim X. Microplastics are everywhere – but are they harmful? // Nature 593, 22–25 (2021). https://doi.org/10.1038/d41586-021-01143-3Liu T., Chen H., Zhou Y., Awasthi S.K., Qin S., Liu H., Zhang Z., Pandey A., Varjani S., Awasthi M.K. // Composting as a sustainable technology for integrated municipal solid waste management, Biomass, Biofuels, Biochemicals, Elsevier, 2022, P. 23–39. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-88511-9.00002-1Liu T., Chen H., Zhou Y., Awasthi S.K., Qin S., Liu H., Zhang Z., Pandey A., Varjani S., Awasthi M.K. // Composting as a sustainable technology for integrated municipal solid waste management, Biomass, Biofuels, Biochemicals, Elsevier, 2022, P. 23–39. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-88511-9.00002-1Machado, C.R., Hettiarachchi, H. (2020). Composting as a Municipal Solid Waste Management Strategy: Lessons Learned from Cajicá, Colombia. In: Hettiarachchi, H., Caucci, S., Schwärzel, K. (eds) Organic Waste Composting through Nexus Thinking. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-36283-6_2Machado, C.R., Hettiarachchi, H. (2020). Composting as a Municipal Solid Waste Management Strategy: Lessons Learned from Cajicá, Colombia. In: Hettiarachchi, H., Caucci, S., Schwärzel, K. (eds) Organic Waste Composting through Nexus Thinking. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-36283-6_2Felix H. Otey, Richard P. Westhoff, Biodegradable Films from Starch and Ethylene-Acrylic Acid Copolymer // American Chemical Society, Chicago, 1977. – No. IIIA. – P. 305–308.Felix H. Otey, Richard P. Westhoff, Biodegradable Films from Starch and Ethylene-Acrylic Acid Copolymer // American Chemical Society, Chicago, 1977. – No. IIIA. – P. 305–308.С.А. Апостолов, под общ. ред. проф., д.т.н. Ю.В. Поконовой и проф., В.И. Страхова. Новый справочник химика и технолога. В 2 ч. Ч. II: Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ/ – СПб.: Профессионал, 2007. – 1142 с.S.A. Apostolov, pod obshch. red. prof., d.t.n. Yu.V. Pokonovoy i prof., V.I. Strakhova. Novyy spravochnik khimika i tekhnologa. V 2 ch. Ch. II: Syr'e i produkty promyshlennosti organicheskikh i neorganicheskikh veshchestv/ – SPb.: Professional, 2007. – 1142 p.R.K. Salar S.K. Gahlawat P. Siwach J.S. Duha. Biotechnology: Prospects and Applications // Starch: Its Functional, In Vitro Digestibility, Modification and Applications. P. 39–53.R.K. Salar S.K. Gahlawat P. Siwach J.S. Duha. Biotechnology: Prospects and Applications // Starch: Its Functional, In Vitro Digestibility, Modification and Applications. P. 39–53.Общая химия. Учебник / Под ред. Дунаева С.Ф.. – М.: Academia, 2017. – 160 c.Obshchaya khimiya. Uchebnik / Pod red. Dunaeva S.F.. – Moscow: Academia, 2017. – 160 p.Общая и неорганическая химия: учебное пособие / Под ред. Денисова В.В., Таланова В.М.. – Рн/Д: Феникс, 2018. – 144 c.Obshchaya i neorganicheskaya khimiya: uchebnoe posobie / Pod red. Denisova V.V., Talanova V.M.. – Rn/D: Feniks, 2018. – 144 p.Аликина, И.Б. Общая и неорганическая химия. Лабораторный практикум : Учебное пособие для вузов / И.Б. Аликина, С.С. Бабкина, Л.Н. Белова и др. – Люберцы: Юрайт, 2016. – 477 c.Alikina, I.B. Obshchaya i neorganicheskaya khimiya. Laboratornyy praktikum : Uchebnoe posobie dlya vuzov / I.B. Alikina, S.S. Babkina, L.N. Belova i dr. – Lyubertsy: Yurayt, 2016. – 477 p.Бабков, А.В. Общая, неорганическая и органическая химия / А.В. Бабков. – М.: МИА, 2016. – 568 c.Babkov, A.V. Obshchaya, neorganicheskaya i organicheskaya khimiya / A.V. Babkov. – Moscow: MIA, 2016. – 568 p.Волков, А. Химия: общая, неорганическая и органическая. Полный курс подготовки к ЕГЭ: 2150 тестовых заданий с решениями / А. Волков. – М.: Омега-Л, 2017. – 304 c.Volkov, A. Khimiya: obshchaya, neorganicheskaya i organicheskaya. Polnyy kurs podgotovki k EGE: 2150 testovykh zadaniy s resheniyami / A. Volkov. – M.: Omega-L, 2017. – 304 p.Гаршин, А, П. Общая и неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах, химических реакциях: Учебное пособие / АП Гаршин. – СПб.: Питер, 2018. – 128 c.Garshin, A, P. Obshchaya i neorganicheskaya khimiya v skhemakh, risunkakh, tablitsakh, khimicheskikh reaktsiyakh: Uchebnoe posobie / AP Garshin. – SPb.: Piter, 2018. – 128 p.Глинка, Н.Л. Общая химия (для спо) / Н.Л. Глинка. – М.: КноРус, 2019. – 360 c.Glinka, N.L. Obshchaya khimiya (dlya spo) / N.L. Glinka. – Moscow: KnoRus, 2019. – 360 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.