AP19676789 – Производство биоразлагаемых пластиковых пакетов на основе этилена и кукурузного крахмала

Цель Синтез биоразлагаемого полимера. Получение биоразлагаемого полимера на основе прививки этилена к кукурузному крахмалу в присутствии инициатора свободных радикалов. Биоразлагаемые полимеры были охарактеризованы с помощью широкого спектра методов: Инфракрасная спектроскопия (FT-IR), 1H ЯМР и 13C ЯМР, сканирующий электронный микроскоп (SEM) с EDX, размер и распределение частиц, вязкость дисперсий, TGA и DSC, GPS, угол соприкосновения, рентгеноструктурный анализ, просвечивающий электронный микроскоп TEM, удельная площадь поверхности.

Актуальность Проект по созданию биоразлагаемых полимеров на основе этилена и крахмала с добавлением пшеничной и рисовой соломы актуален в условиях глобальных экологических проблем, связанных с накоплением пластиковых отходов. Использование природных ресурсов для производства устойчивых и безопасных для окружающей среды материалов отвечает современным требованиям устойчивого развития и перехода к экономике замкнутого цикла. Разработка таких полимеров позволит снизить загрязнение природы и нагрузку на свалки, а также поддержит сельское хозяйство за счет использования местных растительных ресурсов. Это важный шаг в направлении более экологичной упаковки и уменьшения использования традиционных пластиковых материалов.

Научный руководитель: Доктор химических наук, Профессор, Елигбаева Гульжахан Жакпаровна

Полученные результаты:  В рамках проекта разработаны биоразлагаемые полимерные материалы для производства упаковочных плёнок с улучшенными механическими и экологическими характеристиками. Поэтапно получены и исследованы композиции на основе привитых и сополимерных систем с использованием крахмала, соломы и функциональных добавок, а также переработанного PET через гликолиз. Установлено, что введение модифицирующих компонентов позволяет повысить прочность материалов до 39,9 МПа и обеспечить контролируемую биоразлагаемость в почвенной среде. Проведён комплекс физико-химических и структурных исследований, подтвердивших формирование заданной полимерной структуры. Разработаны оптимальные технологические параметры синтеза и переработки, а также получены опытные образцы продукции. Результаты проекта демонстрируют высокую практическую значимость и возможность внедрения разработанных материалов в производство экологичной упаковки.

Список публикаций с ссылками на них

1. Iskalieva A., Orazalin Z., Yeligbayeva G., Irmukhametova G., Taburova S., Toktar T. Synthesis of biodegradable polymer-based on starch for packaging films: a review // Kompleksnoe ispolzovanie mineralnogo syr’ya = Complex Use of Mineral Resources. 2023. Vol. 329. No. 2. Pp. 110–130. DOI: 10.31643/2024/6445.22. URL: https://doi.org/10.31643/2024/6445.22
2. Iskalieva A., Yesmurat M., Al Azzam K.M., Ainakulova D., Yerbolat Y., Negim E.-S., Ibrahim M.N.M., Gulzhakhan Y. Effect of polyethylene glycol methyl ether methacrylate on the biodegradability of polyvinyl alcohol/starch blend films // Polymers. 2023. Vol. 15. P. 3165. DOI: 10.3390/polym15153165. URL: https://doi.org/10.3390/polym15153165
3. Yeligbayeva G., Al Azzam K.M., Bekbayeva L., Orazalin Z.K., Iskalieva A., Negim E.-S., Bounoua N. The effect of calcium carbonate, rice, and wheat straw on the biodegradability of polyethylene/starch films // Polymer Crystallization. 2024. DOI: 10.1155/2024/8674988. URL: https://doi.org/10.1155/2024/8674988
4. Bekbayeva L., Negim E.S.M., Niyazbekova R., Al Azzam K.M., Kairatuly O.Z., Ahmed E.H., Al-Harahsheh S. Development of eco-friendly biodegradable polymers based on polyethylene, polyvinyl alcohol, starch, and rice straw // Egyptian Journal of Chemistry. 2025. Vol. 68. No. 9. Pp. 237–247. DOI: 10.21608/ejchem.2025.376720.11617. URL: http://dx.doi.org/10.21608/ejchem.2025.376720.11617
5. Yeligbayeva G., Orazalin Z., Alfergani A., Omirzakova K., Milissova N., Kusrini E. Effect of rice straw on the mechanical and biodegradability properties of the poly(polyethylene-g-acrylic acid) // Kompleksnoe ispolzovanie mineralnogo syr’ya = Complex Use of Mineral Resources. 2025. Vol. 338. No. 3. Pp. 51–58. DOI: 10.31643/2026/6445.28. URL: https://doi.org/10.31643/2026/6445.28