Методы определения биостойкости целлюлозосодержащих композиционных материалов (обзор)
DOI:
https://doi.org/10.28983/asj.y2025i8pp93-102Ключевые слова:
лигноцеллюлозное сырье, целлюлоза, лигнин, композиты, биостойкость, методы, биоразложениеАннотация
Каждый год во всем мире в отходы превращается более 100 млн т пластика. По оценкам экспертов, к 2060 г. ежегодный объем пластиковых отходов может вырасти до 265 млн т. При этом по разным оценкам от 9 до 23 млн т пластика ежегодно попадает в Мировой океан. Разработка биоразлагаемых полимерных композиционных материалов представляет собой перспективное направление в решении проблемы накопления пластиковых отходов. Такие материалы сохраняют необходимые потребительские свойства в течение периода эксплуатации, а после его окончания полностью разлагаются под действием микроорганизмов. Для интенсификации развития направления биоразлагаемых полимерных материалов необходима систематизация нормативной базы стандартов и методик определения способности материалов к биоразложению и биостойкости. Целью настоящего обзора является обобщение понятий биостойкости и биоразлагаемости материалов, определение объективных критериев биостойкости и биоразлагаемости, сравнение актуальных методов оценки биостойкости, выявление их достоинств и недостатков с целью совершенствования существующих стандартных методов испытаний. Представленная в статье информация может быть использована как для разработки новых методов определения биостойкости целлюлозосодержащих композиционных материалов, так и для совершенствования существующих методов.
Скачивания
Библиографические ссылки
Анализ методов оценки биостойкости промышленных материалов (критерии, подходы) / Д. В. Кряжев [и др.] // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2013. № 2(1). С. 118–124 / Analysis of methods for assessing the biostability of industrial materials (criteria, approaches) / D. V. Kryazhev, V. F. Smirnov, O. N. Smirnova, E. A. Zakharova. N. A. Anikina. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2013;(2-1):118–124. (In Russ.).
Биоповреждения и защита древесины и бумаги / Е. Л. Пехташева [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 8. С. 192–199 / Biodamages and protection of wood and paper / E. L. Pehtasheva, A. N. Neverov, G. E. Zaikov, S. A. Shevtsova, N. E. Temnikova. Bulletin of the Technological University. 2012;15(8):192–199. (In Russ.).
Биоразлагаемые полимерные материалы и модифицирующие добавки: современное состояние. Часть 1 / И. Н. Вихарева [и др.] // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2020. Т. 12. № 6. С. 320–325. DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-6-320-325 / Biodegradable polymer materials and modifying additives: the current state. Part 1 / I. N. Vikhareva, I. I. Zaripov, D. F. Kinzyabulatova, D. F. Kinzyabulatova, N. S. Minigazimov, G. K. Aminova. Nanotechnologies in Construction: Scientific Online Journal. 2020;12(6):320–325. (In Russ.). DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-6-320-325.
Биоразлагаемые полимеры – современное состояние и перспективы использования / Ф. Ш. Вильданов [и др.] // Башкирский химический журнал. 2012. Т. 19. № 1. С. 135–139 / Biodecomposed polymers – a current state and use prospects / F. S. Vildanov, N. N. Latypova, P. A. Krasutsky, R. R. Chanyshev. Bashkir Chemical Journal. 2012;19(1):135–139. (In Russ.).
Биоповреждения и защита синтетических полимерных материалов / Е. Л. Пехташева [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 10. С. 166–173 / Bio-damages and protection of synthetic polymer materials / E. L. Pekhtasheva, A. N. Neverov, G. E. Zaikov, O. V. Stoyanov, S. N. Rusanova. Bulletin of the Technological University. 2012;15(10):166–173. (In Russ.).
Бочаров Б. В., Герасименко А. А., Коровина И. А. Биостойкость материалов (стойкость к воздействию плесневых грибов, насекомых и грызунов). М.: Стройиздат, 1986. 206 с. / Bocharov B. V., Gerasimenko A. A., Korovina I. A. Biostability of materials (resistance to the effects of mold fungi, insects and rodents). Moscow: Stroyizdat, 1986. 206 p. (In Russ.).
Варченко Е. А. Особенности оценки биоповреждений и биокоррозии материалов в природных средах // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 104. С. 1987–2004 / Varchenko E. A. Features of the assessment of biological damage and biocorrosion of materials in natural environments. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2014;(104):1987–2004. (In Russ.).
Васильева Н. Г. Биоразлагаемые полимеры // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 22. С. 156–157 / Vasilyeva N. G. Biodegradable polymers. Bulletin of the Technological University. 2013;16(22):156–157. (In Russ.).
ГОСТ 9.048-89. Единая система защиты от коррозии и старения. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. М.: Изд-во стандартов, 1994. 23 с. / GOST 9.048-89. Unified system of corrosion and ageing protection. Technical items. Methods of laboratory tests for mould resistance. Moscow, 1994. 23 p.
ГОСТ 9.049-91. Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. М.: Изд-во стандартов, 1994. 15 с. / GOST 9.049-91. Unified system of corrosion and ageing protection. Polymer materials and their components. Methods of laboratory tests for mould resistance. Moscow, 1994. 15. p. (In Russ.).
ГОСТ 9.060-75. Единая система защиты от коррозии и старения. Ткани. Метод лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению. М.: Изд-во стандартов, 1994. 11 с. / GOST 9.060-75. Unified sуstem of corrosion and ageing protection. Fabrics. Method of laboratory tests for microbiological destruction stability. Moscow, 1994. 11 p.
ГОСТ Р 57226-2016. Пластмассы. Определение степени разложения в установленных условиях компостирования в процессе пробных испытаний. М.: Стандартинформ, 2016. 12 с. / GOST R 57226-2016. Plastics. Determination of the degree of disintegration under defined composting conditions in a pilot-scale test. Moscow, 2016. 12 p.
Ермилова И. А. Влияние защитных обработок шерстяного волокна на его микробиологическую устойчивость. Л.: ЛИСТ, 1977. 23 с. / Ermilova I. A. The influence of protective treatments of wool fiber on its microbiological stability. Leningrad, 1977. 23 p. (In Russ.).
Ермилова И. А., Калинина Т. Н., Вольф Л. А. Влияние степени термопластификационного вытягивания ПВС волокон на их микробиологическую устойчивость / Под ред. З. А. Роговина. Межвуз. сб. науч. тр. «Исследование потребительских свойств и структуры ассортимента промышленных товаров». М.: ЗИСТ, 1981. Вып. 18. С.28–33 / Ermilova I. A., Kalinina T. N., Wolf L. A. The influence of the degree of thermoplastication of PVS fibers on their microbiological stability / Edited by Z. A. Rogovin. Moscow, 1981;(18):28–33. (In Russ.).
Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. Т. 2. / Под ред. А. А. Герасименко. М.: Машиностроение, 1987. 784 с. / Protection against corrosion, aging and bio-damage of machinery, equipment and structures. Vol. 2. / Edited by A. A. Gerasimenko. Moscow, 1987. 784 p. (In Russ.).
Илалова А. Ф., Талипова Г. А., Илалова Г. Ф. Экспериментальные исследования биоразлагаемых свойств древесно-наполненных композиционных материалов // World scientific discoveries – 2019: Сб. матер. Междунар. науч.-практ. конф., Кемерово, 17 октября 2019 года. Кемерово, 2019. С. 78–81 / Ilalova A. F., Talipova G. A., Ilalova G. F. Experimental studies of biodegradable properties of wood-filled composite materials. World scientific discoveries – 2019 : Collection of Materials of the International Scientific and Practical Conference, Kemerovo, October 17, 2019. Kemerovo, 2019:78–81. (In Russ.).
Ильичёв В. Д. На стыке экологии и техники. Биоповреждения в строительстве. М., 1984. С. 4–9 / Ilyichev V. D. At the junction of ecology and technology. Bio-damage in construction. Moscow, 1984:4–9. (In Russ.).
Исследование динамики биоразложения древеснонаполненного полилактида в активном грунте / А. Е. Дерябина [и др.] // Деревообрабатывающая промышленность. 2021. № 2. С. 109–117 / Biodegradation of wood-filled polylactide in active soil / A. E. Deryabina, A. E. Shkuro, V. V. Glukhikh, O. F. Shishlov, V. G. Buryndin. Woodworking Industry. 2021;(2):109–117. (In Russ.).
Исследование устойчивости к действию микроскопических грибов лакокрасочных материалов, используемых в строительстве, приборо- и машиностроении / Н. А. Аникина [и др.] // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2014. № 2(1). С. 100–105 / Investigation of resistance to the action of microscopic fungi of paint and varnish materials used in construction, instrumentation and mechanical engineering / N. A. Anikina, V. F. Smirnov, D. V. Kryazhev, O. N. Smirnova, E. A. Zakharova, E. N. Grigoryeva. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2014;(2-1):100–105. (In Russ.).
Кириченко Е. В. Геотекстильные нетканые материалы, их устойчивость к действию биодеструкторов в натурных условиях // Молодий вчений. 2015. № 8-2(23). С. 18–23 / Kirichenko E. V. Geotextile nonwovens, their resistance to the action of biodestructors in natural conditions. Molodiy Vcheniy. 2015;8-2(23):18–23. (In Russ.).
Колпакова В. В., Усачев И. С., Соломин Д. А. Биоразлагаемые полимеры: составные биокомпоненты и технологические решения производства // Пищевая промышленность. 2019. № 12. С. 51–57. DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10197 / Kolpakova V. V., Usachev I. S., Solomin D. A. Biodegradable polymers: composite biocomponents and technological solutions of production. Food industry. 2019;(12):51–57. (In Russ.). DOI: 10.24411/0235-2486-2019-10197.
Крутько Э. Т., Прокопчук Н. Р., Глоба А. И. Технология биоразлагаемых полимерных материалов. Минск: Белорусский государственный технологический университет, 2014. 105 с. ISBN: 978-985-530-354-2 / Krutko E. T., Prokopchuk N. R., Globa A. I. Technology of biodegradable polymer materials: an educational and methodological guide. Minsk: Belarusian State Technological University, 2014. 105 p. (In Russ.). ISBN: 978-985-530-354-2.
Лешина А. Пластики биологического происхождения // Химия и жизнь – XXI век. 2012. № 9. С. 2–5 / Leshina A. Plastics of biological origin. Chemistry and Life – XXI Century. 2012;(9):2–5. (In Russ.).
Методика для оценки степени биоразлагаемости пластиков на основе лигноцеллюлозосодержащего сырья без добавления связующих веществ / А. В. Артемов [и др.] // Лесотехнический журнал. 2024. Т. 14. № 1(53). С. 134–150. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2024.1/8 / Methodology for assessing the degree of biodegradability of plastics based on lignocellulose-containing raw materials without the addition of binders / A. V. Artyomov, A. S. Aova, A. E. Shkuro, V. G. Buryndin. Forestry Journal. 2024;14-1(53):134–150. (In Russ.). DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2024.1/8.
Методы оценки биоразлагаемости полимерных материалов / О. А. Ермолович [и др.] // Биотехнология. 2005. № 4. С. 47–54 / Methods for assessing the biodegradability of polymer materials / O. A. Ermolovich, A.V. Makarevich, E. P. Goncharova, G. M. Vlasova. Biotechnology. 2005;(4):47–54. (In Russ.).
Миколиз древесины, его продукты и их использование. Биолого-морфологические процессы микологического разрушения древесины / Г. Н. Кононов [и др.] // Лесной вестник. 2020. Т. 24. № 5. С. 89–96. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-89-96 / Mycolysis of wood, its products and their use. II. Biological and morphological processes of mycological destruction of wood / G. N. Kononov, A. N. Verevkin, Yu. V. Serdyukova, V. D. Zaitsev. Forestry Bulletin. – 2020;24(5):89–96. (In Russ.). DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-89-96.
Панченко А. Н. Биоразлагаемые полимеры, их свойства и применение // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2023. № 4-4(79). С. 204–206. DOI: 10.24412/2500-1000-2023-4-4-204-206 / Panchenko A. N. Biodegradable polymers, their properties and applications. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2023;4-4(79):204–206. (In Russ.). DOI: 10.24412/2500-1000-2023-4-4-204-206.
Парсанов А. С., Николаенко Г. Р. Стойкость шерстяных волокон к биологическим разрушениям // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20. № 4. С. 69–73 / Parsanov A. S., Nikolaenko G. R. Resistance of wool fibers to biological destruction. Bulletin of the Technological University. 2017;20(4):69–73. (In Russ.).
Переработка пластиковых отходов в 2024 году. Режим доступа: www.trudohrana.ru/article/104477-23-10m-pererabotka-plastikovyh-othodov-v-2023-godu; дата обращения: 14.03.2024 / Recycling of plastic waste in 2024. Available at: www.trudohrana.ru/article/104477-23-10m-pererabotka-plastikovyh-othodov-v-2023-godu; reference date: 03/14/2024. (In Russ.).
Пластиковая упаковка, которая полностью разлагается в процессе компостирования // Тара и упаковка. 2013. № 3. С. 24–26 / Plastic packaging, which completely decomposes during composting. Packaging. 2013;(3):24–26. (In Russ.).
Попов А. А. Биоразлагаемые полимерные композиции на основе полиолефинов. Высокомолекулярные соединения (Серия А). 2021. Т. 63. № 6. С. 384–399 / Popov A. A. Biodegradable polymer compositions based on polyolefins. High Molecular Weight Compounds (Series A). 2021;63(6):384–399. (In Russ.).
Потапова Е. В. Проблема утилизации пластиковых отходов // Известия Байкальского государственного университета. 2018. Т. 28. № 4. С. 535–544. DOI: 10.17150/2500-2759.2018.28(4).535-544 / Potapova E. V. The Issue of Plastic Waste Utilization. Bulletin of Baikal State University. 2018;28(4):535–544. (In Russ.). DOI: 10.17150/2500- 2759.2018.28 (4).535-544.
Прогресс в получении биоразлагаемых композиционных материалов на основе крахмала / Е. Н. Подденежный [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2015. № 2. С. 31–41 / Progress in obtaining biodegradable composite materials based on starch / E. N. Poddenezhny, A. A. Boyko, A. A. Alekseenko, N. E. Drobyshevskaya, O. V. Uretskaya. Bulletin of the Sukhoi State Technical University. 2015;(2):31–41. (In Russ.).
Производственно-заготовительное предприятие вторичного сырья. Режим доступа: www.makulatur.ru/stati/pererabotka-otxodov-plastika-pochemu-eto-vazhno-i-kak-ona-vliyaet-na-ekologiyu; дата обращения: 14.03.2024 / Production and procurement enterprise of secondary raw materials. Available at: www.makulatur.ru/stati/pererabotka-otxodov-plastika-pochemu-eto-vazhno-i-kak-ona-vliyaet-na-ekologiyu; reference date: 03/14/2024. (In Russ.).
Родин О. Н., Поклонский Д. Л., Пудова О. Б. Методологические трудности в вопросах оценки грибостойкости материалов // Успехи медицинской микологии. 2018. Т. 19. С. 54–55 / Rodin O. N., Poklonsky D. L., Pudova O. B. Methodological difficulties in assessing the fungal resistance of materials. Uspehi Medicinskoj Mikologii. 2018;(19):54–55. (In Russ.).
Рыкунова М. Д., Карнаухова М. Д., Кривошапов А. А. К вопросу о существующих способах оценки грибостойкости строительных композитов // Образование. Наука. Производство: Матер. X Междунар. молодежного форума с междунар. участием, Белгород, 01–15 октября 2018 года. Белгород, 2018. С. 522–527 / Rykunova M. D., Karnaukhova M. D., Krivoshapov A. A. On the question of existing methods for assessing the fungus resistance of building composites. Education. Science. Production: Materials of the X International Youth Forum with International Participation, Belgorod, October 01–15, 2018. Belgorod, 2018:522–527. (In Russ.).
Соломатов В. И., Ерофеев В. Т., Смирнов В. Ф. Биологическое сопротивление материалов. Саранск: МГУ им. Н. П. Огарёва, 2001. 196 с. ISBN: 5-7103-0539-1 / Solomatov V. I., Yerofeev V. T., Smirnov V. F. Biological resistance of materials. Saransk, 2001. 196 p. (In Russ.). ISBN: 5-7103-0539-1.
Штильман М. И. Биодеградация полимеров // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2015. Т. 8. № 2. С. 113–130. DOI: 10.17516/1997-1389-2015-8-2-113-130 / Shtilman M. I. Biodegradation of polymers. Journal of Siberian Federal University. Biology. 2015;8(2):113–130. (In Russ.). DOI: 10.17516/1997-1389-2015-8-2-113-130.
Biodegradation and biodeterioration of man-made polymeric materials / H.A. Sabev, S.M. Barratt, M. Greenhalgh, Ph. Handley. Fungi in Biogeochemical Cycles. 2006;(11):212–235.
Effect of the electret charge of polyethylene-starch composites on their biodegradability / M. F. Galikhanov, A. K. Minnakhmetova, L. A. Zhigaeva, R. Y. Deberdeev. International Polymer Science and Technology. 2010;37(11):59–62. DOI:10.1177/0307174X1003701109.
Glukhikh V. V., Shkuro A. E., Krivonogov P. S. The effect of chemical composition on the biodegradation rate and physical and mechanical properties of polymer composites with lignocellulose fillers. Bulletin of the Karaganda University. Chemistry Series. 2021;3(103):83–92. DOI: 10.31489/2021Ch3/83-92.
Kwon S. S., Kong B. J., Park S. N. Physicochemical properties of pH-sensitive hydrogels based on hydroxyethyl cellulose-hyaluronic acid and for applications as transdermal delivery systems for skin lesions. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2015;(92):146–154.
Microbial evaluation and deterioration of paints and paint-products / O. F. Obidi, O. O. Aboaba, M. S. Makanjuola, S. C. U. Nwachukwu. Journal of Environmental Biology. 2009;30(5):835–840.
Pekhtasheva E. L., Zaikov G. E. Biodegradation mechanism of some polymers. Key Engineering Materials. 2014;(1):277–313. DOI: 10.1201/b16588.
Plastics: physical-and-mechanical properties and biodegradable potential / V. V. Glukhikh, V. G. Buryndin, A. V. Artyemov, A. V. Savinovskih, P. S. Krivonogov, A. S. Krivonogova. Foods and Raw Materials. 2020;8(1):149–154. DOI: 10.21603/2308-4057-2020-1-149-154.
Razavi S. M. A., Cui S. W., Ding H. Structural and physicochemical characteristics of a novel water-soluble gum from Lallemantia royleana seed. International Journal of Biological Macromolecules. 2016;(83):142–151.
Satyanarayana K. G., Arizaga G. G. C., Wypych F. Biodegradable composites based on lignocellulosic fibers – an overview. Progress in Polymer Science. 2009;(34):982–1021.
The decay resistance and durability of wood and wood products from larch (LARIX SIBIRICA) / V. A. Soloviev, M. A. Chubinsky, A. N. Chubinsky, G. S. Varankina, A. M. Artemenkov. Mycology and Phytopathology. 2019;53(3):156–161. DOI: 10.1134/S0026364819030061.
The study of rheological behavior and safety metrics of natural biopolymers / L. K. Asyakina, V. F. Dolganyuk, D. D. Belova, M. M. Peral, L. S. Dyshlyuk. Food and Raw Materials. 2016.;4(1):70–78. DOI: 10.21179 / 2308-4057-2016-1-70-78.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Аграрный научный журнал
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
