Присутствующие в добавке соли переходных металлов (кобальта, железа, марганца, меди, цинка, церия, никеля) создают свободные радикалы, которые, в свою очередь, ведут к появлению гидро- и пероксидов в форме альдегидов, кетонов, эфиров, спиртов и карбоновых кислот. Именно эти продукты затем и подвергаются биоразложению. Многочисленные бактериальные клетки и грибковые споры колонизируются на участках разлома и по всей толщине пленки. Рис. 1. На рисунке 1 показаны фрагменты пленки, в которой начат процесс разложения. Эти фрагменты были погружены в воду и смешаны с компостом. Затем они были изучены с помощью растрового электронного микроскопа. На участках обширного распада появились колонии бактерий. Управление скоростью разложения полиолефинов осуществляется с помощью антиоксидантов и прооксидантов. Антиоксиданты определяют индукционный период до распада макромолекул в процессе перокисления (induction period to peroxidation), прооксиданты определяют скорость биоразложения путем абиотического окисления. Рис. 2 Размножение бактерий на ПЭ пленке с добавкой после начала процесса окисления.
Скорость разложения аналогична скорости разложения лигниноцеллюлозных природных материалов, таких, как опилки или солома. Прооксиданты являются катализаторами процесса окисления и био-разложения полимера. Типичными нетоксичными прооксидантами для полиолефинов являются ионы переходных металлов в небольшой концентрации. Они содержатся во многих природных субстанциях. Например, содержание переходных металлов в пище и воде, мг/кг: Железо – в обилии в мясе, в большинстве овощей, воде; Кобальт – в рыбе (0,01), орехах (0,09), зерновых (0,1); Магний – в зеленых овощах (2,0), орехах (15), хлебе (8,0), других зерновых (6,8), чае (2,7), воде (до 0,01); Никель – в овсе (0,18), орехах (1,8). Полиолефины, подвергнутые окислению, перестают быть биоинертной массой, из гидрофобных они становятся гидрофильными (смачиваемыми водой) материалами, которые способствуют интенсивному биологическому росту. Тесты, проведенные для подтверждения безопасности продуктов разложения для почвы, подтвердили: оксибиоразлагаемые полимеры в полной мере служат в качестве аэратора, удобрения для растений. Таким образом, добавка d2w может успешно применяться в производстве изделий для сельского хозяйства и садоводства. Например, для производства защитных пленок (мульчирующих, укрывных), шпагата и нитей, сеток и т. д. Рис. 3 Конец октября, месяц с момента укладки пленки Конец декабря, три месяца с момента укладки пленки Кроме того, исследования показали, что почвы, на которых ежегодно «перегнивает» такая пленка, являются более плодородными, что увеличивает урожай в кг/м2 на 15—20 %, т. к. результатом работы микроорганизмов, кроме СО2 и воды, является образование гумуса. |