ПОЛІМЕРНА ПЛІВКОУТВОРЮЮЧА КОМПОЗИЦІЯ ПОЛІСТИРОЛ-ЛІГНІН

Основними критеріями, якими необхідно керуватися під час розроблення технології для створення капсульованих добрив є екологічна безпека виробничого процесу та застосування їх в сільському господарстві. Величезне значення має вибір матеріалу для покриття частинок добрива, яке не повинне забруднювати навколишнє середовище. Для цього використовують полімери, здатні деградувати під впливом навколишнього середовища.

Розроблена полімерна композиція для покриття мінеральних добрив, на яку отримано патент України. В основу розробки поставлено завдання створити полімерну дисперсію для капсулювання добрив, в якій використання нових компонентів – розчинника та ініціатора біодеструкції забезпечило би:

·   отримання однорідного розчину, здатного легко диспергуватися розпилювальними пристроями у процесі нанесення покриття на поверхню частинок для отримання якісної рівномірної оболонки;

·     забезпечення пожеже- та вибухонебезпечності полімерної дисперсії;

·   утилізацію відходів целюлозно-паперового виробництва – гідролізного лігніну та уникнення забруднення навколишнього середовища;

·      отримання дешевих капсульованих добрив;

·     прогнозований розклад оболонки добрива протягом вегетаційного періоду.

Поставлена задача вирішується тим, що для отримання полімерної дисперсії для капсулювання добрив як розчинник використовується вуглець чотирихлористий, а як полімер - здатний до біодеструкції вторинний полістирол у вигляді відходів одноразового посуду та пакувальної тари, як ініціатор біодеструкції – гідролізний лігнін у вигляді відходів целюлозно-паперового виробництва, за наступним співвідношенням компонентів, мас. %:

           ·    вуглець чотирихлористий: 90,7-96,0;

           ·    вторинний полістирол: 3,1-7,6;

           ·    гідролізний лігнін: 0,9-1,7.

Це дозволяє отримувати однорідний розчин, здатний легко диспергуватися розпилювальними пристроями у процесі нанесення покриття на поверхню частинок для отримання якісної рівномірної оболонки, забезпечити пожеже та вибухобезпечність полімерної дисперсії, утилізувати відходи целюлозно-паперового виробництва, тим самим знизити вартість капсульованих добрив за рахунок використання відходів виробництва та забезпечити прогнозований розклад оболонки добрива протягом вегетаційного періоду, що дасть можливість ефективно їх застосовувати без забруднення навколишнього середовища.

   Полістирол представляє собою аліфатичний ланцюг із приєднаним ароматичним кільцем. Деструкцію полістиролу розглядаємо як процес окислення мікроорганізмами у внутрішньому середовищі клітини мікроорганізму за участю ферментів, які продукуються цими ж мікроорганізмами. Окислення органічних речовин до СО₂ і Н₂О проходить у декілька стадій за участю ферментів оксигеназ.

Схеми окислення ароматичних сполук досить різноманітні. Розпад цих речовин супроводжується розривом кільця, який описується трьома основними схемами.

За першою схемою розрив ароматичного кільця відбувається між двома гідроксильованими атомами вуглецю, з утворенням таких проміжних продуктів, як пірокатехін, цис-муконова кислота, b-кетоадипінова кислота, ацетилхоліл, цикл трикарбонових кислот (цикл Кребса або лимонної кислоти). Другий шлях розриву ароматичного кільця - це розрив між гідроксильованим і негідроксильованим атомом вуглецю. У цьому випадку пірокатехін під дією ферменту розпадається на напівальдегід 2-оксі- муконової кислоти, який перетворюється в оцтову, щавелево-оцтову, мурашину кислоту або оцтовий альдегід.

Третій шлях характеризується розривом ароматичного кільця між гідроксильованим атомом вуглецю і атомом вуглецю, який з’єднаний з карбоксильною або іншою кисневмісною групою.

Наведені схеми метаболізму забруднювачів є спрощеними. У реальних умовах проходять складні біохімічні перетворення, проте розуміння викладеного дозволяє зробити висновок, про можливість безпечного для довкілля застосування відходів полістиролу як основи плівкоутворювальної композиції для капсулювання гранульованих легкорозчинних мінеральних добрив.