Advanced Industrial and Engineering Polymer Research
Open Access, CiteScore Tracker 2021=11.4
ISSN: 2542-5048
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 5, Issue 1 Pages 1-11
January 2022
Визуализация потока реализована на основе анализа изображений в Matlab® высокоскоростного процесса литья пленки методом экструзии из расплава полимера, чтобы определить дефекты сужения и количественно оценить характеристики поверхностной скорости
Aarati Vagga, Swapnil Aherrao, Harshawardhan Pol, Vivek Borkar

Основной целью данной исследовательской работы является использование технологии обработки изображений Matlab® для обнаружения и количественной оценки дефектов сужения и характеристик поверхностной текучести в процессе высокоскоростного литья пленки методом экструзии из расплава полимера (EFC). Литье экструзионной пленки является важным производственным процессом в промышленной сфере. Данный метод используется для производства тысяч килограммов полимерной пленки/листа и изделий с покрытием в больших масштабах в промышленности.В данном исследовании дефекты образования сужения в процессе EFC были экспериментально изучены, а влияние эффектов макромолекулярной структуры, таких как разветвление длинной цепи (LCB), на степень образования сужения было измерено методом обработки изображений. В качестве основы для этого метода в данном исследовании используется коммерческая CCD-камера для получения последовательности кадров изображения в конкретной целевой области процесса EFC и ее анализа.Затем на основе Matlab® набор инструментов обработки изображений анализирует последовательность изображений, в которой записанный заказной алгоритм выполняется для определения края экструдированной расплавленной полимерной пленки, чтобы количественно определить дефект сужения.При количественной оценке дефектов сужения метод измерения скорости движения частиц (PTV) также применяется в сочетании с программным обеспечением Matlab® для измерения характеристик осевой линии и поперечной скорости экструдированной расплавленной пленки. Данное исследование демонстрирует, что технология обработки изображений дает ценную информацию для количественной оценки дефектов сужения и связанных скоростных характеристик экструдированных расплавленных пленок.

more

Основной целью данной исследовательской работы является использование технологии обработки изображений Matlab® для обнаружения и количественной оценки дефектов сужения и характеристик поверхностной текучести в процессе высокоскоростного литья пленки методом экструзии из расплава полимера (EFC). Литье экструзионной пленки является важным производственным процессом в промышленной сфере. Данный метод используется для производства тысяч килограммов полимерной пленки/листа и изделий с покрытием в больших масштабах в промышленности.В данном исследовании дефекты образования сужения в процессе EFC были экспериментально изучены, а влияние эффектов макромолекулярной структуры, таких как разветвление длинной цепи (LCB), на степень образования сужения было измерено методом обработки изображений. В качестве основы для этого метода в данном исследовании используется коммерческая CCD-камера для получения последовательности кадров изображения в конкретной целевой области процесса EFC и ее анализа.Затем на основе Matlab® набор инструментов обработки изображений анализирует последовательность изображений, в которой записанный заказной алгоритм выполняется для определения края экструдированной расплавленной полимерной пленки, чтобы количественно определить дефект сужения.При количественной оценке дефектов сужения метод измерения скорости движения частиц (PTV) также применяется в сочетании с программным обеспечением Matlab® для измерения характеристик осевой линии и поперечной скорости экструдированной расплавленной пленки. Данное исследование демонстрирует, что технология обработки изображений дает ценную информацию для количественной оценки дефектов сужения и связанных скоростных характеристик экструдированных расплавленных пленок.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.02.003
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 5, Issue 1 Pages 12-17
January 2022
Полиэтилен низкой плотности, заполненный порошком из отработанной резины: влияние размера частиц
Lóránt Kiss, Dániel Ábel Simon, Roland Petrény, Dávid Kocsis, Tamás Bárány, László Mészáros

В данном исследовании мы изучали возможность дополнительной переработки сверхмелкозернистогопорошка отработанной резины(uGTR), полученного при водоструйной мельнице. Его средний размер частиц составляет всего несколько десятков микрон. Наша цель – сравнить свойства смесей с различным содержанием uGTRи обычного тонкого измельченного отработанной резины (fGTR), которые получают путем смешивания с полиэтиленом низкой плотности (LDPE).Мы также намерены изучить изменения свойств, вызванные большой удельной поверхностью под влиянием размера частиц. Образец готовится на гидравлической машине после внутреннего перемешивания. Для смеси, наполненной порошком отработанной резины (GTR), ее свойства при растяжении аналогичны каучуку: при значительном снижении модуля удлинение при разрыве остается на высоком уровне, а предел прочности при растяжении несколько снижается. Поверхность излома образца была проанализирована с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), и материал, выполненный из uGTR, показал лучшую межфазную адгезию.Чтобы изучить межфазную адгезию между GTR и LDPE, был проведен динамический механический термический анализ (DMTA). Пик стеклования uGTR смещается в сторону более высокой температуры, а накопительный модуль выше, чем у образцов, содержащих fGTR. Наконец, мы измерили твердость материала по ShoreD и обнаружили, что она уменьшалась с увеличением содержания GTR, однако твердость была выше, чем у образцов uGTR. Механические свойства смеси, содержащей uGTR, выше, потому что ее удельная поверхность значительно выше, чем fGTR, поэтому межфазная адгезия между двумя фазами выше.

more

В данном исследовании мы изучали возможность дополнительной переработки сверхмелкозернистогопорошка отработанной резины(uGTR), полученного при водоструйной мельнице. Его средний размер частиц составляет всего несколько десятков микрон. Наша цель – сравнить свойства смесей с различным содержанием uGTRи обычного тонкого измельченного отработанной резины (fGTR), которые получают путем смешивания с полиэтиленом низкой плотности (LDPE).Мы также намерены изучить изменения свойств, вызванные большой удельной поверхностью под влиянием размера частиц. Образец готовится на гидравлической машине после внутреннего перемешивания. Для смеси, наполненной порошком отработанной резины (GTR), ее свойства при растяжении аналогичны каучуку: при значительном снижении модуля удлинение при разрыве остается на высоком уровне, а предел прочности при растяжении несколько снижается. Поверхность излома образца была проанализирована с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), и материал, выполненный из uGTR, показал лучшую межфазную адгезию.Чтобы изучить межфазную адгезию между GTR и LDPE, был проведен динамический механический термический анализ (DMTA). Пик стеклования uGTR смещается в сторону более высокой температуры, а накопительный модуль выше, чем у образцов, содержащих fGTR. Наконец, мы измерили твердость материала по ShoreD и обнаружили, что она уменьшалась с увеличением содержания GTR, однако твердость была выше, чем у образцов uGTR. Механические свойства смеси, содержащей uGTR, выше, потому что ее удельная поверхность значительно выше, чем fGTR, поэтому межфазная адгезия между двумя фазами выше.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.07.001
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 5, Issue 1 Pages 18-25
January 2022
Приготовление нанокомпозитных сеток с использованием наночастиц палладия/полидифениламина, закрепленного на поверхности восстановленного оксида графена: эффективный анодный электрокатализатор для окисления метанола
Suba Lakshmi Madaswamy, N.Veni Keertheeswari, Asma A.Alothman, Murefah mana AL-Anazy, Khadraa N.Alqahtani, Saikh M.Wabaidur, Ragupathy Dhanusuraman

Топливный элемент с прямым метанолом (DMFC) – важный объект в области энергетики и топлива. В этом исследовании мы описываем новую комбинацию наночастиц палладия, закрепленных на полидифениламине, и наногибридных материалов с восстановленной сеткой оксида графена (rGO/PDPA/Pd), которая была синтезирована с помощью стратегии химической реакции in-situ. В реакции окисления метанола (MOR) в щелочной среде электрокатализаторrGO/PDPA/Pd показал отличную электрокаталитическую активность, низкий окислительный потенциал (-0,1 В), высокую плотность тока (2,85 МА/см2), отличную стабильность цикла (94%) и длительный срок службы (1200 секунд). Следует отметить, что по сравнению с электрокатализаторомPd/C, положительный пик окислительного потенциала электрокатализатораrGO/PDPA/Pd перемещается на 110 МВ в отрицательный. Эти результаты показывают, что электрокатализаторrGO/PDPA/Pd считается эффективным анодным катализатором для DMFC.

more

Топливный элемент с прямым метанолом (DMFC) – важный объект в области энергетики и топлива. В этом исследовании мы описываем новую комбинацию наночастиц палладия, закрепленных на полидифениламине, и наногибридных материалов с восстановленной сеткой оксида графена (rGO/PDPA/Pd), которая была синтезирована с помощью стратегии химической реакции in-situ. В реакции окисления метанола (MOR) в щелочной среде электрокатализаторrGO/PDPA/Pd показал отличную электрокаталитическую активность, низкий окислительный потенциал (-0,1 В), высокую плотность тока (2,85 МА/см2), отличную стабильность цикла (94%) и длительный срок службы (1200 секунд). Следует отметить, что по сравнению с электрокатализаторомPd/C, положительный пик окислительного потенциала электрокатализатораrGO/PDPA/Pd перемещается на 110 МВ в отрицательный. Эти результаты показывают, что электрокатализаторrGO/PDPA/Pd считается эффективным анодным катализатором для DMFC.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.10.001
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 5, Issue 1 Pages 26-32
January 2022
Синтез и структурные характеристики нового амфотерного полиэлектролита на основе целлюлозы
Annett Pfeifer, Agnes Kemmer, Thomas Heinze

Сульфированный полимер бетаина был синтезирован из толуолсульфоната целлюлозы путем квазиполимеризации новой аминоцеллюлозы. Чтобы получить различную аминоцеллюлозу в качестве исходного компонента, мы провели комплексное исследование ряда асимметричных и симметричных н-алкилендиаминов. Для реакции с асимметричным диамином результаты показывают, что реакционный эффект первичной амино части является наилучшим. Полученное таким образом производное содержит нейтральную основную структурную единицу и структурную единицу на стороне катиона, которые до сих пор не были описаны. С целью изучения реакционной способности аминоцеллюлозы, 6-дезокси-6-(N,N,N’,N’-тетраметилэтилендиамин) целлюлоза применялась в качестве унифицированного исходного материала для дизайна нового амфотерного полиэлектролита путем превращения 1, Лактон 3-пропансульфоновой кислоты. Структурные характеристики детально проанализированы методами 1D и 2D-NMR спектроскопии.

more

Сульфированный полимер бетаина был синтезирован из толуолсульфоната целлюлозы путем квазиполимеризации новой аминоцеллюлозы. Чтобы получить различную аминоцеллюлозу в качестве исходного компонента, мы провели комплексное исследование ряда асимметричных и симметричных н-алкилендиаминов. Для реакции с асимметричным диамином результаты показывают, что реакционный эффект первичной амино части является наилучшим. Полученное таким образом производное содержит нейтральную основную структурную единицу и структурную единицу на стороне катиона, которые до сих пор не были описаны. С целью изучения реакционной способности аминоцеллюлозы, 6-дезокси-6-(N,N,N’,N’-тетраметилэтилендиамин) целлюлоза применялась в качестве унифицированного исходного материала для дизайна нового амфотерного полиэлектролита путем превращения 1, Лактон 3-пропансульфоновой кислоты. Структурные характеристики детально проанализированы методами 1D и 2D-NMR спектроскопии.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.001
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 5, Issue 1 Pages 33-45
January 2022
Обзор потенциальных надувных конструкций и приложений на основе специальных эластомеров
Neeraj Mandlekar, Mangala Joshi, Bhupendra Singh Butola

С возрастающей жаждой знаний люди провели немало исследовательской работы в области надувных конструкций и надувных систем. Надувные конструкции имеют большие преимущества при строительстве и производстве гражданских и военных надувных укрытий, промышленных резервуаров для хранения топлива и природного газа, спасательных плотов и спасательных шлюпок. В области национальной обороны используются даже более совершенные надувные устройства, такие как конструкция корпуса системы легче воздуха (LTA), и надувной обтекатель радиолокационной антенны. Преимущества надувной конструкции – отличная механическая прочность, легкость, долговечность и небольшой объем хранения.Специальные эластомеры играют важную роль в разработке надувных конструкций, поскольку они обладают превосходной атмосферостойкостью, стойкостью к ультрафиолетовому излучению, озону, стойкостью к старению и окислению. Кроме того, они обладают хорошими газо- и пароизоляционными свойствами. В начале данной обзорной статьи обсуждаются структура и свойства специального эластомера, выбранного в данном исследовании, а затем объясняется конструкция газотранспортной системы на основе полимерных материалов. Последняя часть посвящена разработке различных систем наддува, используемых в промышленности, национальной обороне и морских приложениях, также уделяется особое внимание передовому применению устройств наддува в области национальной обороны. В целом обзорном исследовании обобщены различные литературные и опубликованные исследования по применению специальных эластомеров в надувных системах. В данном исследовании основное внимание уделяется структуре, свойствам и применению специальных эластомеров при разработке надувных конструкций.

more

С возрастающей жаждой знаний люди провели немало исследовательской работы в области надувных конструкций и надувных систем. Надувные конструкции имеют большие преимущества при строительстве и производстве гражданских и военных надувных укрытий, промышленных резервуаров для хранения топлива и природного газа, спасательных плотов и спасательных шлюпок. В области национальной обороны используются даже более совершенные надувные устройства, такие как конструкция корпуса системы легче воздуха (LTA), и надувной обтекатель радиолокационной антенны. Преимущества надувной конструкции – отличная механическая прочность, легкость, долговечность и небольшой объем хранения.Специальные эластомеры играют важную роль в разработке надувных конструкций, поскольку они обладают превосходной атмосферостойкостью, стойкостью к ультрафиолетовому излучению, озону, стойкостью к старению и окислению. Кроме того, они обладают хорошими газо- и пароизоляционными свойствами. В начале данной обзорной статьи обсуждаются структура и свойства специального эластомера, выбранного в данном исследовании, а затем объясняется конструкция газотранспортной системы на основе полимерных материалов. Последняя часть посвящена разработке различных систем наддува, используемых в промышленности, национальной обороне и морских приложениях, также уделяется особое внимание передовому применению устройств наддува в области национальной обороны. В целом обзорном исследовании обобщены различные литературные и опубликованные исследования по применению специальных эластомеров в надувных системах. В данном исследовании основное внимание уделяется структуре, свойствам и применению специальных эластомеров при разработке надувных конструкций.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.05.004
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 209-222
July 2021
Устойчивое развитие технологий переработки изношенных шин – последние достижения, проблемы и будущие тенденции развития
Krzysztof Formela

В связи с бурным развитием автомобильной промышленности и постоянным увеличением числа владельцев различных транспортных средств сформировался мировой спрос на производство шин. Вместе с тем, высокие эксплуатационные характеристики шин создают серьезные проблемы для дальнейшего обращения с изношенными шинами и их переработки. Таким образом, поиск нового метода переработки резины, обеспечивающего защиту окружающей среды и экономичность, стал одной из самых серьезных экологических проблем 21 века. Целью данной статьи является ознакомление с новейшими разработками возобновляемой технологии отработанных шин, особенно с последними разработками в области измельчения отработанной резины, метода обработки отработанного резинового порошка для покрышек и характеристик отработанного резинового порошка для покрышек и переработанной резины. Кроме того, обсуждаются основные проблемы, влияющие на будущие тенденции развития промышленного применения технологии переработки отработанной резины.


more

В связи с бурным развитием автомобильной промышленности и постоянным увеличением числа владельцев различных транспортных средств сформировался мировой спрос на производство шин. Вместе с тем, высокие эксплуатационные характеристики шин создают серьезные проблемы для дальнейшего обращения с изношенными шинами и их переработки. Таким образом, поиск нового метода переработки резины, обеспечивающего защиту окружающей среды и экономичность, стал одной из самых серьезных экологических проблем 21 века. Целью данной статьи является ознакомление с новейшими разработками возобновляемой технологии отработанных шин, особенно с последними разработками в области измельчения отработанной резины, метода обработки отработанного резинового порошка для покрышек и характеристик отработанного резинового порошка для покрышек и переработанной резины. Кроме того, обсуждаются основные проблемы, влияющие на будущие тенденции развития промышленного применения технологии переработки отработанной резины.


https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.004
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 199-208
July 2021
Bосстановления медицинских пластмасс
Blessy Joseph, Jemy James, Nandakumar Kalarikkal, Sabu Thomas

Медицинские учреждения по всему миру производят большое количество неинфицированных пластиковых отходов. Однако перерабатывается лишь небольшая его часть. Традиционно пластиковые отходы отправляются на свалки для утилизации или неполного сжигания.Такие методы будут оказывать негативное влияние на нашу окружающую среду. Благодаря своей универсальности пластик стал неотъемлемой частью медицинской промышленности. Вспышка пневмонии, вызванной новой коронавирусной инфекцией, ясно показывает растущий спрос на одноразовые пластиковые изделия.Поэтому в настоящее время может быть очень трудно полностью отказаться от использования пластика. Переработка пластика, несомненно, является решением проблемы загрязнения пластиком. Переработка медицинских пластмасс имеет ограничения, главным образом, из-за сложности классификации или очистки.Утилизация медицинских пластиковых отходов возможна только при надлежащей координации между медицинской промышленностью и индустрией вторичной переработки. Необходимо устойчиво внедрять новые технологии переработки. Более того, пластик, используемый в медицине, должен разрабатываться с учетом возобновляемых источников энергии. В данном обзоре в основном описываются недостатки медицинских отходов и обсуждается потенциал обработки широко применяемого медицинского пластика.

more

Медицинские учреждения по всему миру производят большое количество неинфицированных пластиковых отходов. Однако перерабатывается лишь небольшая его часть. Традиционно пластиковые отходы отправляются на свалки для утилизации или неполного сжигания.Такие методы будут оказывать негативное влияние на нашу окружающую среду. Благодаря своей универсальности пластик стал неотъемлемой частью медицинской промышленности. Вспышка пневмонии, вызванной новой коронавирусной инфекцией, ясно показывает растущий спрос на одноразовые пластиковые изделия.Поэтому в настоящее время может быть очень трудно полностью отказаться от использования пластика. Переработка пластика, несомненно, является решением проблемы загрязнения пластиком. Переработка медицинских пластмасс имеет ограничения, главным образом, из-за сложности классификации или очистки.Утилизация медицинских пластиковых отходов возможна только при надлежащей координации между медицинской промышленностью и индустрией вторичной переработки. Необходимо устойчиво внедрять новые технологии переработки. Более того, пластик, используемый в медицине, должен разрабатываться с учетом возобновляемых источников энергии. В данном обзоре в основном описываются недостатки медицинских отходов и обсуждается потенциал обработки широко применяемого медицинского пластика.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.003
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 178-186
July 2021
Вспенивание переработанного PET: экструзия с использованием сверхкритического диоксида углерода с контролем качества в реальном времени
Katalin Bocz, Ferenc Ronkay, Béla Molnár, Dániel Vadas, Martin Gyürkés, Dániel Gere, György Marosi, Tibor Czigany

Вспенивание переработанного полиэтилентерефталата (rPET) осуществляется экструзией с помощью сверхкритического диоксида углерода (sc-CO2). Характеристическая вязкость (IV) rPET была увеличена с 0,62 дл/г до 0,87 дл/г с использованием эпоксидно-функционального удлинителя цепи, что обеспечило достаточные реологические свойства для стабильности пены, так что кажущаяся плотность менее 0,15 г/см3 стала достижимой.Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) были использованы для исследования процесса образования гомогенных и индуцированных тальком гетерогенных кристаллов и зарождения пузырьков, последующего роста и стабилизации пузырьков.Обнаружено, что при использовании порошка талька температура кристаллизации будет повышаться, что приведет к меньшему распределению пены по размерам. Он показывает, что существует сильная корреляция между кажущейся плотностью образца вспененного rPET и спектром в ближней инфракрасной области (NIR) с преобразованием Фурье, что может быть использовано для быстрого и неразрушающего анализа характеристик. Таким образом, доказано, что NIR-спектроскопия является подходящим методом поточного контроля качества во время экструзионного вспенивания переработанного PET, особенно при колебаниях качества.

more

Вспенивание переработанного полиэтилентерефталата (rPET) осуществляется экструзией с помощью сверхкритического диоксида углерода (sc-CO2). Характеристическая вязкость (IV) rPET была увеличена с 0,62 дл/г до 0,87 дл/г с использованием эпоксидно-функционального удлинителя цепи, что обеспечило достаточные реологические свойства для стабильности пены, так что кажущаяся плотность менее 0,15 г/см3 стала достижимой.Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) были использованы для исследования процесса образования гомогенных и индуцированных тальком гетерогенных кристаллов и зарождения пузырьков, последующего роста и стабилизации пузырьков.Обнаружено, что при использовании порошка талька температура кристаллизации будет повышаться, что приведет к меньшему распределению пены по размерам. Он показывает, что существует сильная корреляция между кажущейся плотностью образца вспененного rPET и спектром в ближней инфракрасной области (NIR) с преобразованием Фурье, что может быть использовано для быстрого и неразрушающего анализа характеристик. Таким образом, доказано, что NIR-спектроскопия является подходящим методом поточного контроля качества во время экструзионного вспенивания переработанного PET, особенно при колебаниях качества.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.03.002
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 159-177
July 2021
Переработка отходов биопластика: обзор
Giulia Fredi, Andrea Dorigato

Замена обычных пластиков биопластиками, то есть пластиками, полученными биологическим путем и/или биоразлагаемыми пластиками, необязательно может решить проблемы истощения энергии и накопления пластиковых отходов.Для достижения действительно устойчивой экономики пластмасс при постоянном расширении производства биопластиков необходимо принять эффективные стратегии обработки отходов биопластика в конце жизненного цикла, что необходимо для всех биопластиков, независимо от их способности к биоразложению. Хотя важность переработки биоразлагаемых биопластиков на биологической основе, таких как биополиэтилентерефталат (bioPET), биополиэтилен (bioPE) и биополипропилен (bioPP), не вызывает сомнений, однако для биоразлагаемых биопластиков перспективы остаются по-прежнему не ясны, поскольку биодеградация часто рассматривается как единственный приемлемый вариант обработки в конце жизненного цикла.Однако биодеградация обычно не направлена на восстановление пластиковых материалов или мономеров для повторного включения в жизненный цикл пластиковых изделий, в то время как это, в частности, является целью других типов переработки, таких как механическая и химическая переработка, которые касаются как управления отходами, так и сохранения первичных ресурсов. Поскольку масштабы производства биопластиков продолжают расширяться, и в ближайшие несколько десятилетий такие материалы будут сосуществовать с обычными пластиками, найти лучший способ обработки в конце жизненного цикла каждого из наиболее часто используемых биопластиков крайне важно.

more

Замена обычных пластиков биопластиками, то есть пластиками, полученными биологическим путем и/или биоразлагаемыми пластиками, необязательно может решить проблемы истощения энергии и накопления пластиковых отходов.Для достижения действительно устойчивой экономики пластмасс при постоянном расширении производства биопластиков необходимо принять эффективные стратегии обработки отходов биопластика в конце жизненного цикла, что необходимо для всех биопластиков, независимо от их способности к биоразложению. Хотя важность переработки биоразлагаемых биопластиков на биологической основе, таких как биополиэтилентерефталат (bioPET), биополиэтилен (bioPE) и биополипропилен (bioPP), не вызывает сомнений, однако для биоразлагаемых биопластиков перспективы остаются по-прежнему не ясны, поскольку биодеградация часто рассматривается как единственный приемлемый вариант обработки в конце жизненного цикла.Однако биодеградация обычно не направлена на восстановление пластиковых материалов или мономеров для повторного включения в жизненный цикл пластиковых изделий, в то время как это, в частности, является целью других типов переработки, таких как механическая и химическая переработка, которые касаются как управления отходами, так и сохранения первичных ресурсов. Поскольку масштабы производства биопластиков продолжают расширяться, и в ближайшие несколько десятилетий такие материалы будут сосуществовать с обычными пластиками, найти лучший способ обработки в конце жизненного цикла каждого из наиболее часто используемых биопластиков крайне важно.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.006
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 151-158
July 2021
Последние исследования в области переработки и биодеградации синтетических полимеров, катализируемых ферментами
Lilia S. Lens-Pechakova

Количество бытовых пластиковых отходов достигло уровня, угрожающего окружающей среде и здоровью человека, и теперь обращение с ними представляет собой большую проблему.Биодеградация и биопереработка пластика выступают в качестве дополнения к традиционным методам переработки пластиковых отходов.В этом обзоре рассматриваются последние исследования биопереработки и биодеградации синтетических полимеров, катализируемых ферментами; среди них основное внимание уделяется наиболее успешным случаям, таким как ферментативная деполимеризация полиэтилентерефталата, в которой используется полимер, специально разработанный и недавно внедренный в промышленную технологию ферментный PET-деполимераза; кроме того, особое внимание уделяется последним и многообещающим результатам исследований, касающихся различных ферментов, которые могут полностью разрушать пластмассы контролируемым образом в мягких условиях. В обзоре также обсуждаются свойства полимеров, которые вызывают снижение биодеградации пластика, а также методы и инструменты инженерии белков для повышения селективности, активности и термостабильности ферментов. Исследование включало в себя несколько профессиональных областей, таких как химия полимеров, микробиология, механизмы мутаций, белковая инженерия и технологические процессы. Использование этих инновационных междисциплинарных знаний открывает новые перспективы для управления экологическими отходами и реализует устойчивую экономику замкнутого цикла.

more

Количество бытовых пластиковых отходов достигло уровня, угрожающего окружающей среде и здоровью человека, и теперь обращение с ними представляет собой большую проблему.Биодеградация и биопереработка пластика выступают в качестве дополнения к традиционным методам переработки пластиковых отходов.В этом обзоре рассматриваются последние исследования биопереработки и биодеградации синтетических полимеров, катализируемых ферментами; среди них основное внимание уделяется наиболее успешным случаям, таким как ферментативная деполимеризация полиэтилентерефталата, в которой используется полимер, специально разработанный и недавно внедренный в промышленную технологию ферментный PET-деполимераза; кроме того, особое внимание уделяется последним и многообещающим результатам исследований, касающихся различных ферментов, которые могут полностью разрушать пластмассы контролируемым образом в мягких условиях. В обзоре также обсуждаются свойства полимеров, которые вызывают снижение биодеградации пластика, а также методы и инструменты инженерии белков для повышения селективности, активности и термостабильности ферментов. Исследование включало в себя несколько профессиональных областей, таких как химия полимеров, микробиология, механизмы мутаций, белковая инженерия и технологические процессы. Использование этих инновационных междисциплинарных знаний открывает новые перспективы для управления экологическими отходами и реализует устойчивую экономику замкнутого цикла.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.005
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 3 Pages 133-150
July 2021
Химические аспекты переработки полимеров
Manas Chanda

Поскольку переработка полимеров призвана сократить количество нежелательных отходов и свалок мусора, а также восстановить экономически ценные мономеры или другие материалы, мы рассмотрели методы третичной переработки (химической переработки) и уделили особое внимание химической основе конкретного пути переработки и его потенциальной применимости в каждом конкретном случае. Вопросы переработки каждого из широко используемых коммерческих полимеров – полиэфира, полиамида, полиуретана, эпоксидной смолы, поливинилхлорида, поликарбоната и полиолефина – обсуждались отдельно с упором на традиционные и нетрадиционные методы, которые, как считается, имеют большой потенциал, такие как ферментативное разложение, посредничество в ионных жидкостях, микроволновое излучение и обработка в сверхкритических жидкостях и сверхтекучих средах. Кроме того, обсуждаются некоторые новые методы, такие как перекрестный метатезис алканов (САМ), тандемный гидрогенолиз/ароматизация, матричная регенерация витримеров (стеклоподобные полимерные композиты) и динамическое ковалентное связывание.

more

Поскольку переработка полимеров призвана сократить количество нежелательных отходов и свалок мусора, а также восстановить экономически ценные мономеры или другие материалы, мы рассмотрели методы третичной переработки (химической переработки) и уделили особое внимание химической основе конкретного пути переработки и его потенциальной применимости в каждом конкретном случае. Вопросы переработки каждого из широко используемых коммерческих полимеров – полиэфира, полиамида, полиуретана, эпоксидной смолы, поливинилхлорида, поликарбоната и полиолефина – обсуждались отдельно с упором на традиционные и нетрадиционные методы, которые, как считается, имеют большой потенциал, такие как ферментативное разложение, посредничество в ионных жидкостях, микроволновое излучение и обработка в сверхкритических жидкостях и сверхтекучих средах. Кроме того, обсуждаются некоторые новые методы, такие как перекрестный метатезис алканов (САМ), тандемный гидрогенолиз/ароматизация, матричная регенерация витримеров (стеклоподобные полимерные композиты) и динамическое ковалентное связывание.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.06.002
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 4 Pages 138-148
October 2020
Полимеры с низкой диэлектрической проницаемостью для высокоскоростных сетей связи
Lingling Wang, Chenchen Liu, Shizhao Shen, Mingzhen Xu, Xiaobo Liu

Высокоэффективные полимерные материалы с низкой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями широко применяются в высокоскоростных сетях связи.В этом обзоре представлены несколько распространенных полимерных материалов, включая полиимид, полибензоксазол, полиарилэфир, политетрафторэтилен и различные пористые полимеры. Также обсуждена технология получения, различные свойства и области применения распространенных полимеров с низкой диэлектрической проницаемостью.На основе идеальных свойств и требований к применению материалов с низкой диэлектрической проницаемостью обсуждалась возможность дальнейших разработок пористых полимерных материалов.

more

Высокоэффективные полимерные материалы с низкой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями широко применяются в высокоскоростных сетях связи.В этом обзоре представлены несколько распространенных полимерных материалов, включая полиимид, полибензоксазол, полиарилэфир, политетрафторэтилен и различные пористые полимеры. Также обсуждена технология получения, различные свойства и области применения распространенных полимеров с низкой диэлектрической проницаемостью.На основе идеальных свойств и требований к применению материалов с низкой диэлектрической проницаемостью обсуждалась возможность дальнейших разработок пористых полимерных материалов.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.10.001
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 4 Pages 160-174
October 2020
Прогресс применения жидкокристаллических полимеров (LCP) для 5G
Yao Ji, Yun Bai, Xiaobo Liu, Kun Jia

По мере непрерывно увеличивающегося спроса на сети 5G и появлением ключевых приложений в реальном времени появилась насущная необходимость в усовершенствованных антеннах с высокой пропускной способностью и высокой надежностью соединения.В основном сети 5G работают в двух диапазонах ниже 6 ГГц (известных также как «sub-6») и миллиметровых волнах, которые намного выше, чем рабочая частота сотовых сетей 4G. Поэтому используемые ранее материалы и технологии интеграции должны быть обновлены соответствующим образом.В этом смысле жидкокристаллические полимеры (LCP) благодаря своим превосходным свойствам считаются идеальным высокоэффективным субстратом и упаковочным материалом для микроволновых / миллиметровых волн (mm-wave).В частности, жидкокристаллические полимеры обычно демонстрируют хорошую термическую стабильность, низкое водопоглощение, стабильную диэлектрическую постоянную и тангенс угла потерь в миллиметровом диапазоне волн, в результате чего научные и промышленные круги все больше интересуются применением жидкокристаллических полимеров для оборудования 5G.Однако существует очень мало обзорных статей, посвященных химическим свойствам и материалам жидкокристаллических полимеров для 5G. В этой статье мы подведем итоги исследований жидкокристаллических полимерных материалов, используемых в сетях 5G, с точки зрения науки о полимерах и инженерии.А именно, подробно описаны реакция полимеризации, химическая структура, агрегатное состояние, свойства, модификация и обработка типичных жидкокристаллических полимеров, что способствует практическому применению жидкокристаллических полимеров в ключевом оборудовании сети 5G.

more

По мере непрерывно увеличивающегося спроса на сети 5G и появлением ключевых приложений в реальном времени появилась насущная необходимость в усовершенствованных антеннах с высокой пропускной способностью и высокой надежностью соединения.В основном сети 5G работают в двух диапазонах ниже 6 ГГц (известных также как «sub-6») и миллиметровых волнах, которые намного выше, чем рабочая частота сотовых сетей 4G. Поэтому используемые ранее материалы и технологии интеграции должны быть обновлены соответствующим образом.В этом смысле жидкокристаллические полимеры (LCP) благодаря своим превосходным свойствам считаются идеальным высокоэффективным субстратом и упаковочным материалом для микроволновых / миллиметровых волн (mm-wave).В частности, жидкокристаллические полимеры обычно демонстрируют хорошую термическую стабильность, низкое водопоглощение, стабильную диэлектрическую постоянную и тангенс угла потерь в миллиметровом диапазоне волн, в результате чего научные и промышленные круги все больше интересуются применением жидкокристаллических полимеров для оборудования 5G.Однако существует очень мало обзорных статей, посвященных химическим свойствам и материалам жидкокристаллических полимеров для 5G. В этой статье мы подведем итоги исследований жидкокристаллических полимерных материалов, используемых в сетях 5G, с точки зрения науки о полимерах и инженерии.А именно, подробно описаны реакция полимеризации, химическая структура, агрегатное состояние, свойства, модификация и обработка типичных жидкокристаллических полимеров, что способствует практическому применению жидкокристаллических полимеров в ключевом оборудовании сети 5G.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.10.005
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 1 Pages 27-35
January 2020
Биоразлагаемые полимеры и зеленые антибактериальные упаковочные материалы: краткий обзор
Yajie Zhong, Patrick Godwin, Yongcan Jin, Huining Xiao

В последнее время значительно возрос спрос на биоразлагаемые и возобновляемые материалы для упаковочных целей; увеличение спроса связано с экологическими проблемами, вызванными широким применением упаковок из синтетических и не биоразлагаемых полимеров, особенно из полиэтилена. В этой статье рассматриваются свойства биоразлагаемых полимеров, в частности, смесей крахмала и других полимеров. Помимо этого, в индустрии упаковки пищевых продуктов большое внимание уделяется деятельности микроорганизмов; следовательно, включение противомикробных добавок или полимеров для производства усиленных барьером или активных упаковочных материалов обеспечивает привлекательный выбор для защиты пищевых продуктов от размножения и распространения микроорганизмов. Кроме того, обсуждаются барьерные, механические и другие свойства биоразлагаемых полимеров. Наконец, рассматриваются текущие и потенциальные применения биологически активных покрытий на противомикробных упаковочных материалах.

more

В последнее время значительно возрос спрос на биоразлагаемые и возобновляемые материалы для упаковочных целей; увеличение спроса связано с экологическими проблемами, вызванными широким применением упаковок из синтетических и не биоразлагаемых полимеров, особенно из полиэтилена. В этой статье рассматриваются свойства биоразлагаемых полимеров, в частности, смесей крахмала и других полимеров. Помимо этого, в индустрии упаковки пищевых продуктов большое внимание уделяется деятельности микроорганизмов; следовательно, включение противомикробных добавок или полимеров для производства усиленных барьером или активных упаковочных материалов обеспечивает привлекательный выбор для защиты пищевых продуктов от размножения и распространения микроорганизмов. Кроме того, обсуждаются барьерные, механические и другие свойства биоразлагаемых полимеров. Наконец, рассматриваются текущие и потенциальные применения биологически активных покрытий на противомикробных упаковочных материалах.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.11.002
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 2 Pages 60-70
April 2020
развитие и проблемы полимолочной и полиэтиленовой кислот
K. Jim Jem, Bowen Tan

Из-за растущего давления окружающей среды, вызванного глобальным потеплением и пластическим загрязнением, биопластики привлекли большое внимание.  Среди них полимолочная кислота (PLA) является как биологической, так и биоразлагающейся и широко используется во многих одноразовых упаковках.  По оценкам закона джема, глобальный спрос на PLA удвоится каждые 3 - 4 года. 

По сравнению с традиционными пластмассами на нефтяной основе, PLA является более дорогостоящим и обычно имеет меньше механических и физических характеристик.   Последние комплексные исследования и коммерциализация молочной кислотыD (-) и ее полимеров PDLA обладают потенциалом для улучшения механических и тепловых характеристик PLA (например, путем формирования композиционных соединений PLA), которые могут быть использованы на рынках высшего качества.  ОднакоиспользованиеPLAвдругихобластяхпо - прежнемуограничено

Полигликолевая кислота (PGA) имеет структуру, аналогичную PLA, и обладает такими перспективными свойствами, как хорошая биологическая деградация и барьер, что может быть полезным дополнением к PLA. Использование PGA для модификации PLA может быть достигнуто путем сополимеризации, физического смешивания и многослойного ламинирования. PGA и его комбинация с PLA широко изучались в области применения биомедицины, но из-за их относительно высоких производственных затрат они не были разработаны в широком масштабе. В таких условиях разработка новых технологий производства и появление государственных нормативных актов являются ключевыми движущими силамиглобального перехода к биопластике. Недавно было выпущено несколько правительственных постановлений, которые ограничивают использование традиционных пластиков и способствуют применению биоразлагаемых пластиков. Возможно извлечь PGAиз промышленных отходов газа при использований инновационных технологий производства, тем самым сокращая выбросы углерода и производственные затраты. Благодаря разработке технологий производства и компаундирования, PGA может использоваться в сочетании с PLA, чтобы играть важную роль в устойчивой и экологически чистой промышленности пластмасс, особенно для одноразовых изделий, которые требуют быстрого разложения при комнатной температуре или в естественной среде.

more

Из-за растущего давления окружающей среды, вызванного глобальным потеплением и пластическим загрязнением, биопластики привлекли большое внимание.  Среди них полимолочная кислота (PLA) является как биологической, так и биоразлагающейся и широко используется во многих одноразовых упаковках.  По оценкам закона джема, глобальный спрос на PLA удвоится каждые 3 - 4 года. 

По сравнению с традиционными пластмассами на нефтяной основе, PLA является более дорогостоящим и обычно имеет меньше механических и физических характеристик.   Последние комплексные исследования и коммерциализация молочной кислотыD (-) и ее полимеров PDLA обладают потенциалом для улучшения механических и тепловых характеристик PLA (например, путем формирования композиционных соединений PLA), которые могут быть использованы на рынках высшего качества.  ОднакоиспользованиеPLAвдругихобластяхпо - прежнемуограничено

Полигликолевая кислота (PGA) имеет структуру, аналогичную PLA, и обладает такими перспективными свойствами, как хорошая биологическая деградация и барьер, что может быть полезным дополнением к PLA. Использование PGA для модификации PLA может быть достигнуто путем сополимеризации, физического смешивания и многослойного ламинирования. PGA и его комбинация с PLA широко изучались в области применения биомедицины, но из-за их относительно высоких производственных затрат они не были разработаны в широком масштабе. В таких условиях разработка новых технологий производства и появление государственных нормативных актов являются ключевыми движущими силамиглобального перехода к биопластике. Недавно было выпущено несколько правительственных постановлений, которые ограничивают использование традиционных пластиков и способствуют применению биоразлагаемых пластиков. Возможно извлечь PGAиз промышленных отходов газа при использований инновационных технологий производства, тем самым сокращая выбросы углерода и производственные затраты. Благодаря разработке технологий производства и компаундирования, PGA может использоваться в сочетании с PLA, чтобы играть важную роль в устойчивой и экологически чистой промышленности пластмасс, особенно для одноразовых изделий, которые требуют быстрого разложения при комнатной температуре или в естественной среде.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.01.002
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 1 Pages 8-18
January 2020
Биоразлагаемый материал на основе крахмала: проблемы и возможности
Tianyu Jiang, Qingfei Duan, Jian Zhu, Hongsheng Liu, Long Yu

В данной статье рассматриваются последние разработки материалов на основе крахмала, в том числе фундаментальные и прикладные исследования. Для решения проблем материалов на основе чистого крахмала, таких как природные полимеры с низкими механическими свойствами и чувствительностью к влаге, за последние два десятилетия были разработаны различные смеси и композиты. Фактически, включение любых добавок является чувствительным при разработке полностью биоразлагаемых материалов на основе крахмала. К тому же, для любой добавки при применении упаковки для пищевых продуктов вопрос безопасности стоит на главном месте. Исходя из этих соображений, в материалах на основе крахмала были использованы различные натуральные наполнители и усилители пищи, такие как натуральные волокна, кристаллы крахмала или целлюлозы и порфира. Также для разработки композитов матрицы крахмала использовалась так называемая технология самоупрочнения матрицы крахмала, армированного модифицированными крахмальными гранулами. При разработке пенопласта на основе крахмала проводились систематические исследования уникальных функций воды. Вода действует как пластификатор и пенообразователь для пены на основе крахмала. До настоящего времени различные традиционные технологии обработки, такие как экструзия, литье под давлением, компрессионное формование, литье и вспенивание, а также некоторые новые технологии, например, реактивная экструзия, применялись для обработки полимерных материалов на основе крахмала. Были разработаны и коммерциализированы разнообразные продукты на основе крахмала.

more

В данной статье рассматриваются последние разработки материалов на основе крахмала, в том числе фундаментальные и прикладные исследования. Для решения проблем материалов на основе чистого крахмала, таких как природные полимеры с низкими механическими свойствами и чувствительностью к влаге, за последние два десятилетия были разработаны различные смеси и композиты. Фактически, включение любых добавок является чувствительным при разработке полностью биоразлагаемых материалов на основе крахмала. К тому же, для любой добавки при применении упаковки для пищевых продуктов вопрос безопасности стоит на главном месте. Исходя из этих соображений, в материалах на основе крахмала были использованы различные натуральные наполнители и усилители пищи, такие как натуральные волокна, кристаллы крахмала или целлюлозы и порфира. Также для разработки композитов матрицы крахмала использовалась так называемая технология самоупрочнения матрицы крахмала, армированного модифицированными крахмальными гранулами. При разработке пенопласта на основе крахмала проводились систематические исследования уникальных функций воды. Вода действует как пластификатор и пенообразователь для пены на основе крахмала. До настоящего времени различные традиционные технологии обработки, такие как экструзия, литье под давлением, компрессионное формование, литье и вспенивание, а также некоторые новые технологии, например, реактивная экструзия, применялись для обработки полимерных материалов на основе крахмала. Были разработаны и коммерциализированы разнообразные продукты на основе крахмала.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.11.003
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 1 Pages 19-26
January 2020
Синтез поли (бутиленадипат-терефталат-терефталат) -PBAT, свойства и обзор применения
Jiao Jian, Zeng Xiangbin, Huang Xianbo

Все больше и больше исследователей интересуются разработкой новых биоразлагаемых полимеров для решения проблем ископаемых ресурсов и загрязнения окружающей среды, связанных с обычным пластиком. Алифатический ароматический сополиэфир является новым типом биоразлагаемых полимеров, которые в последние годы были широко изучены и быстро развиваются, т. к. они способны сочетать отличную биоразлагаемость, обеспечиваемую алифатическим полиэфиром, с превосходными характеристиками ароматического полиэфира, среди которых наиболее важным является полибутилэндипатерефталат (PBAT). Поликонденсация бутандиола (BDO), адипиновой кислоты (AA) и терефталевой кислоты (PTA) может обеспечить коммерциализацию PBAT с использованием обычной технологии производства полиэфира. Считается, что она обладает желаемыми характеристиками и конкурентными затратами во многих областях. Таким образом, этот обзор имеет целью обобщить информацию о синтезе, свойствах и применении PBAT.

more

Все больше и больше исследователей интересуются разработкой новых биоразлагаемых полимеров для решения проблем ископаемых ресурсов и загрязнения окружающей среды, связанных с обычным пластиком. Алифатический ароматический сополиэфир является новым типом биоразлагаемых полимеров, которые в последние годы были широко изучены и быстро развиваются, т. к. они способны сочетать отличную биоразлагаемость, обеспечиваемую алифатическим полиэфиром, с превосходными характеристиками ароматического полиэфира, среди которых наиболее важным является полибутилэндипатерефталат (PBAT). Поликонденсация бутандиола (BDO), адипиновой кислоты (AA) и терефталевой кислоты (PTA) может обеспечить коммерциализацию PBAT с использованием обычной технологии производства полиэфира. Считается, что она обладает желаемыми характеристиками и конкурентными затратами во многих областях. Таким образом, этот обзор имеет целью обобщить информацию о синтезе, свойствах и применении PBAT.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.01.001
OPEN ACCESS – RESEARCH ARTICLE
Volume 2, Issue 2 Pages 77-81
April 2019
Система распознавания твердых пластиковых отходов на основе ближней ИК-области спектра в сочетании с векторной машиной
Shichao Zhu, Honghui Chen, Mengmeng Wang, Xuemei Guo, Yu Lei, Gang Jin

В статье предлагается система распознавания твердых пластиковых отходов на основе ближней ИК-области спектра (NIR) и в сочетании с векторной машиной (SVM). Устройство разработано для получения ближних инфракрасных спектров пластмасс на испытательной платформе. После завершения предварительной обработки (стандартизация, первая производная и гладкость) улучшается воспроизводимость спектральных характеристик поглощения, что будет полезно для распознавания. Метод «Анализа основных компонентов (PCA) SVM» предлагается для идентификации полипропилена (PP), полистирола (PS), полиэтилена (PE), поли (метилметакрилата) (PMMA), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и полиэтилентерефталат (пластик), точность метода составляет 97.5%. Образцы могут быть четко идентифицированы этим методом, а форма образца может быть различима приблизительно. Очевидно, что система может достичь хороших результатов распознавания при значительном сокращении затрат и имеет большой потенциал для промышленной переработки.

more

В статье предлагается система распознавания твердых пластиковых отходов на основе ближней ИК-области спектра (NIR) и в сочетании с векторной машиной (SVM). Устройство разработано для получения ближних инфракрасных спектров пластмасс на испытательной платформе. После завершения предварительной обработки (стандартизация, первая производная и гладкость) улучшается воспроизводимость спектральных характеристик поглощения, что будет полезно для распознавания. Метод «Анализа основных компонентов (PCA) SVM» предлагается для идентификации полипропилена (PP), полистирола (PS), полиэтилена (PE), поли (метилметакрилата) (PMMA), акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и полиэтилентерефталат (пластик), точность метода составляет 97.5%. Образцы могут быть четко идентифицированы этим методом, а форма образца может быть различима приблизительно. Очевидно, что система может достичь хороших результатов распознавания при значительном сокращении затрат и имеет большой потенциал для промышленной переработки.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.04.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 1 Pages 1-7
January 2020
Сложные эфиры полигидроксижирных кислот (PHA), обеспечивающие конкурентоспособность и функциональность затрат
Guo-Qiang Chen, Xin-Yu Chen, Fu-Qing Wu, Jin-Chun Chen

Некоторые бактерии обладают способностью производить в промышленном масштабе сложные эфиры полигидроксижирных кислот (PHA) в качестве биопластиков. Но ввиду нестабильности и высокой стоимости PHA, нестабильности молекулярной массы (MW) и структуры, а также в результате термической и механической нестабильности, коммерциализация PHA всегда оставалась достаточно сложным вопросом. Высокая себестоимость производства PHA связана в основном с комплексной биологической обработкой со стерилизацией, низкой скоростью превращения углеродного субстрата в продукты PHA, плохим ростом микроорганизмов, а также сложностью последующего разделения. Для снижения сложности производства PHA, были специально разработаны инженерные методы для мощных микроорганизмов, и в частности для полярных организмов, особенно для рода Halomonas. С целью лучшего производства PHA была успешно создана «промышленная биотехнология следующего поколения» (NGIB). Различные PHA могут также быть получены инженерными бактериями, Halomonas или Pseudomonas. В данной статье представлены последние достижения инженерных бактерий в улучшении биосинтеза и разнообразия PHA.

more

Некоторые бактерии обладают способностью производить в промышленном масштабе сложные эфиры полигидроксижирных кислот (PHA) в качестве биопластиков. Но ввиду нестабильности и высокой стоимости PHA, нестабильности молекулярной массы (MW) и структуры, а также в результате термической и механической нестабильности, коммерциализация PHA всегда оставалась достаточно сложным вопросом. Высокая себестоимость производства PHA связана в основном с комплексной биологической обработкой со стерилизацией, низкой скоростью превращения углеродного субстрата в продукты PHA, плохим ростом микроорганизмов, а также сложностью последующего разделения. Для снижения сложности производства PHA, были специально разработаны инженерные методы для мощных микроорганизмов, и в частности для полярных организмов, особенно для рода Halomonas. С целью лучшего производства PHA была успешно создана «промышленная биотехнология следующего поколения» (NGIB). Различные PHA могут также быть получены инженерными бактериями, Halomonas или Pseudomonas. В данной статье представлены последние достижения инженерных бактерий в улучшении биосинтеза и разнообразия PHA.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.11.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 2, Issue 4 Pages 143-160
October 2019
Биоразлагаемый поликарбонат, полученный из диоксида углерода: синтез, модификация и применение
Shuxian Ye, Shuanjin Wang, Limiao Lin, Min Xiao, Yuezhong Meng

Иммобилизация диоксида углерода в полимерах является реальным предложением для конструирования биоразлагаемых пластмасс с высокой добавленной стоимостью; т. к. сырье является отходящим газом, эти полимеры являются экологически чистыми, энергосберегающими, и, наконец, они разлагаются до диоксида углерода. В данном обзоре в основном представлены наши последние достижения в области сополимеров на основе CO2, и в частности, полипропиленкарбоната (PPC). Мы также представили улучшение термических и механических свойств PPC путем физико-химической модификации и подробно обсудили их практическое применение для замены обычного не биоразлагаемого пластика. Коммерческий PPC имеет огромные перспективы применения в общей упаковочной промышленности.

more

Иммобилизация диоксида углерода в полимерах является реальным предложением для конструирования биоразлагаемых пластмасс с высокой добавленной стоимостью; т. к. сырье является отходящим газом, эти полимеры являются экологически чистыми, энергосберегающими, и, наконец, они разлагаются до диоксида углерода. В данном обзоре в основном представлены наши последние достижения в области сополимеров на основе CO2, и в частности, полипропиленкарбоната (PPC). Мы также представили улучшение термических и механических свойств PPC путем физико-химической модификации и подробно обсудили их практическое применение для замены обычного не биоразлагаемого пластика. Коммерческий PPC имеет огромные перспективы применения в общей упаковочной промышленности.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.09.004
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 2 Pages 53-69
April 2021
Переработка полимерных смесей
Andrea Dorigato

Растущая потребность в многофункциональных материалах с индивидуальными свойствами привела в последние десятилетия к разработке новых коммерческих полимерных смесей, обладающих превосходными физическими свойствами по сравнению с традиционными матрицами и демонстрирующих экономические преимущества в отношении синтеза новых пластмасс. В связи с прогрессивным ростом экологических проблем обращения с пластиковыми отходами, сложностями в технологиях сортировки и ограниченной химической совместимостью между большей частью полимерных пар технический потенциал полимерных смесей часто остается неиспользованным при рассмотрении стадии переработки. В некоторых случаях также добавление компатибилизаторов в переработанные смеси не является удовлетворительным решением для сохранения и/или адаптации их свойств.

Целью настоящего обзора является проведение критического анализа потенциальных возможностей переработки полимерных смесей. После вводного раздела, посвященного проблемам и определениям переработки пластмасс, излагаются некоторые основные понятия о физическом поведении полимерных смесей. Третий раздел обзора посвящен анализу механической переработки полимерных смесей и проводится общее различие между методами переработки, применяемыми к совместимым и несовместимым полимерным смесям. В этой главе также представлен анализ потенциала переработки смешанных пластмасс, полученных из несортированных отходов, и влияния термической переработки на морфологическое и термомеханическое поведение полимерных смесей Учитывая растущее значение биопластиков в современном обществе, четвертая глава настоящего обзора посвящена механической и химической переработке смесей, содержащих биопластики, с особым вниманием к смесям на основе полимолочной кислоты (PLA) и термопластичного крахмала (TPS). Ключевые аспекты технологий переработки полимерных смесей и перспективы на будущее кратко изложены в последнем разделе обзора.

more

Растущая потребность в многофункциональных материалах с индивидуальными свойствами привела в последние десятилетия к разработке новых коммерческих полимерных смесей, обладающих превосходными физическими свойствами по сравнению с традиционными матрицами и демонстрирующих экономические преимущества в отношении синтеза новых пластмасс. В связи с прогрессивным ростом экологических проблем обращения с пластиковыми отходами, сложностями в технологиях сортировки и ограниченной химической совместимостью между большей частью полимерных пар технический потенциал полимерных смесей часто остается неиспользованным при рассмотрении стадии переработки. В некоторых случаях также добавление компатибилизаторов в переработанные смеси не является удовлетворительным решением для сохранения и/или адаптации их свойств.

Целью настоящего обзора является проведение критического анализа потенциальных возможностей переработки полимерных смесей. После вводного раздела, посвященного проблемам и определениям переработки пластмасс, излагаются некоторые основные понятия о физическом поведении полимерных смесей. Третий раздел обзора посвящен анализу механической переработки полимерных смесей и проводится общее различие между методами переработки, применяемыми к совместимым и несовместимым полимерным смесям. В этой главе также представлен анализ потенциала переработки смешанных пластмасс, полученных из несортированных отходов, и влияния термической переработки на морфологическое и термомеханическое поведение полимерных смесей Учитывая растущее значение биопластиков в современном обществе, четвертая глава настоящего обзора посвящена механической и химической переработке смесей, содержащих биопластики, с особым вниманием к смесям на основе полимолочной кислоты (PLA) и термопластичного крахмала (TPS). Ключевые аспекты технологий переработки полимерных смесей и перспективы на будущее кратко изложены в последнем разделе обзора.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.02.005
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 2 Pages 116-132
April 2021
Переработка термореактивных композитов для применения в ветровых лопастях
Andrea Dorigato

Хорошо известно, что энергия ветра может представлять собой перспективное решение проблемы постоянного увеличения спроса на энергию в современном обществе. В конце 2016 года европейская ветроэнергетика составила 153,7 ГВт, распределенная на 77.000 ветряных турбин и соответствующая 10,4% поставляемой электроэнергии. Учитывая программу ЕС по увеличению доли возобновляемых источников энергии до 27% к 2030 году, ключевая роль энергии ветра в следующем десятилетии очевидна. Поскольку число ветряных башен, которые будут демонтированы в ближайшие годы, будет постоянно увеличиваться, разработка устойчивых методов утилизации этих установок в конце их срока службы имеет первостепенное значение. Некоторые части этих турбин (башня, фундамент, генератор и коробка передач) состоят из материалов с повышенной скоростью переработки, в то время как лопасти, которые в настоящее время состоят из термореактивных армированных волокнами полимеров, очень трудно перерабатывать из-за природы используемых материалов и их сложного состава.

Поэтому целью данного обзора является представление современного состояния в области переработки композитных ветровых лопастей. В первой главе представлены некоторые общие понятия об энергии ветра и составных ветровых лопастях. Второй раздел работы посвящен анализу наиболее важных методов переработки композитных ламинатов. В третьей главе представлена презентация процессов переработки, непосредственно применяемых на отработанных композитных лопастях. Учитывая реальные трудности переработки композитных лопастей, особое внимание в четвертой главе уделяется инновационным решениям по разработке композитных конструкций с улучшенной перерабатываемостью, с некоторыми примерами модифицированных термореактивных композитов, инновационных термопластичных ламинатов и композитов, армированных натуральными волокнами. Ключевые аспекты переработки композитных ветровых лопастей и перспективы на будущее кратко изложены в последнем разделе.

more

Хорошо известно, что энергия ветра может представлять собой перспективное решение проблемы постоянного увеличения спроса на энергию в современном обществе. В конце 2016 года европейская ветроэнергетика составила 153,7 ГВт, распределенная на 77.000 ветряных турбин и соответствующая 10,4% поставляемой электроэнергии. Учитывая программу ЕС по увеличению доли возобновляемых источников энергии до 27% к 2030 году, ключевая роль энергии ветра в следующем десятилетии очевидна. Поскольку число ветряных башен, которые будут демонтированы в ближайшие годы, будет постоянно увеличиваться, разработка устойчивых методов утилизации этих установок в конце их срока службы имеет первостепенное значение. Некоторые части этих турбин (башня, фундамент, генератор и коробка передач) состоят из материалов с повышенной скоростью переработки, в то время как лопасти, которые в настоящее время состоят из термореактивных армированных волокнами полимеров, очень трудно перерабатывать из-за природы используемых материалов и их сложного состава.

Поэтому целью данного обзора является представление современного состояния в области переработки композитных ветровых лопастей. В первой главе представлены некоторые общие понятия об энергии ветра и составных ветровых лопастях. Второй раздел работы посвящен анализу наиболее важных методов переработки композитных ламинатов. В третьей главе представлена презентация процессов переработки, непосредственно применяемых на отработанных композитных лопастях. Учитывая реальные трудности переработки композитных лопастей, особое внимание в четвертой главе уделяется инновационным решениям по разработке композитных конструкций с улучшенной перерабатываемостью, с некоторыми примерами модифицированных термореактивных композитов, инновационных термопластичных ламинатов и композитов, армированных натуральными волокнами. Ключевые аспекты переработки композитных ветровых лопастей и перспективы на будущее кратко изложены в последнем разделе.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.02.002
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 3 Pages 93-101
July 2020
Краткое изложение процесса применения полиуретана
Abhijit Das, Prakash Mahanwar

Полиуретан – материал, который определяет слово «разнообразие».Взаимозависимость структуры и свойств диизоцианатов и полиолов позволяет производителям достичь разнообразия и индивидуализации. Свойства полиуретана могут варьироваться от мягких на ощупь покрытий до жестких строительных материалов с высокой твердостью. Его механические, химические и биологические свойства, а также удобство изготовления по заказу вызвали огромный интерес не только у научного сообщества, но и у соответствующих индустрий. Повышение качества может быть достигнуто путем манипуляций с сырьем, а также добавления различных добавок и наноматериалов.Следовательно, путем соответствующей модификации компонентов сырья может быть получен полиуретан, подходящий для практически любого применения. В данном исследовании были рассмотрены основные химические свойства полиуретана и его недавнее применение в сферах медицины, автомобилестроении, покрытий, клеёв, герметик, красок, тканей, морских материалов, древесных композитов, одежды и.т.п..

more

Полиуретан – материал, который определяет слово «разнообразие».Взаимозависимость структуры и свойств диизоцианатов и полиолов позволяет производителям достичь разнообразия и индивидуализации. Свойства полиуретана могут варьироваться от мягких на ощупь покрытий до жестких строительных материалов с высокой твердостью. Его механические, химические и биологические свойства, а также удобство изготовления по заказу вызвали огромный интерес не только у научного сообщества, но и у соответствующих индустрий. Повышение качества может быть достигнуто путем манипуляций с сырьем, а также добавления различных добавок и наноматериалов.Следовательно, путем соответствующей модификации компонентов сырья может быть получен полиуретан, подходящий для практически любого применения. В данном исследовании были рассмотрены основные химические свойства полиуретана и его недавнее применение в сферах медицины, автомобилестроении, покрытий, клеёв, герметик, красок, тканей, морских материалов, древесных композитов, одежды и.т.п..

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.07.002
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 4 Pages 301-311
October 2021
Важная роль 4D-печати с использованием интеллектуальных материалов в области производства
Abid Haleem, Mohd Javaid, Ravi Pratap Singh, Rajiv Suman

За многие годы технология 3D-печати достигла значительного прогресса в области инженерии и здравоохранения. Также была представлена 4D-печать, которая является усовершенствованной версией 3D-печати. Процесс 4D-печати – это когда напечатанный 3D-объект становится другой структурой из-за влияния внешней энергии (например, температуры, света или других факторов окружающей среды). В этой технологии используются интеллектуальные материалы, которые обладают отличной способностью изменять форму. Технологии самосборки и программирования материалов призваны переосмыслить строительство, производство, сборку и характеристики продукции.4D-печать применяется в различных областях, таких как инженерия и медицина. Белок 4D-печати может быть отличным приложением. В этом новом измерении объекты, напечатанные на 3D-принтере, могут менять свою форму под воздействием внешних раздражителей, таких как свет, тепло, электричество и магнитные поля. В настоящей статье кратко обсуждается технология 4D-печати. В статье в графическом виде обсуждаются различные характеристики, развитие и применение 4D-печати в обрабатывающей промышленности.Осмыслен рабочий процесс аддитивного производства 4D и, наконец, определены десять основных ролей 4D печати в области производства. Хотя обратимая 4D-печать сама по себе является замечательной разработкой, она является инновационной, так как в ней применяются прочные и точные обратимые материалы во время деформации. Это помогает нам создавать сложные конструкции, которые сложно создать с помощью традиционных технологий производства. Похоже, что это меняет правила игры в различных отраслях, поскольку они зависят от природных факторов, а не от энергии, и полностью меняют способы производства, разработки, комплектации и доставки товаров.

more

За многие годы технология 3D-печати достигла значительного прогресса в области инженерии и здравоохранения. Также была представлена 4D-печать, которая является усовершенствованной версией 3D-печати. Процесс 4D-печати – это когда напечатанный 3D-объект становится другой структурой из-за влияния внешней энергии (например, температуры, света или других факторов окружающей среды). В этой технологии используются интеллектуальные материалы, которые обладают отличной способностью изменять форму. Технологии самосборки и программирования материалов призваны переосмыслить строительство, производство, сборку и характеристики продукции.4D-печать применяется в различных областях, таких как инженерия и медицина. Белок 4D-печати может быть отличным приложением. В этом новом измерении объекты, напечатанные на 3D-принтере, могут менять свою форму под воздействием внешних раздражителей, таких как свет, тепло, электричество и магнитные поля. В настоящей статье кратко обсуждается технология 4D-печати. В статье в графическом виде обсуждаются различные характеристики, развитие и применение 4D-печати в обрабатывающей промышленности.Осмыслен рабочий процесс аддитивного производства 4D и, наконец, определены десять основных ролей 4D печати в области производства. Хотя обратимая 4D-печать сама по себе является замечательной разработкой, она является инновационной, так как в ней применяются прочные и точные обратимые материалы во время деформации. Это помогает нам создавать сложные конструкции, которые сложно создать с помощью традиционных технологий производства. Похоже, что это меняет правила игры в различных отраслях, поскольку они зависят от природных факторов, а не от энергии, и полностью меняют способы производства, разработки, комплектации и доставки товаров.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.05.001
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 4, Issue 4 Pages 312-322
October 2021
Роль приложений аддитивного производства в обеспечении экологической устойчивости
Mohd Javaid, Abid Haleem, Ravi Pratap Singh, Rajiv Suman, Shanay Rab

Аддитивное производство (AM) использует свои данные для производства продукции сложной формы, слой за слоем, с высокой точностью и гораздо меньшими потерями материалов. По сравнению с традиционными производственными процессами технология аддитивного производства имеет множество положительных экологических преимуществ. Самое главное – сокращение отходов сырья и использование новых умных материалов. Похоже, что она сосредоточена на выпуске компонентов, которые могут уменьшать отходы материалов, потребление энергии и выбросы машин. Необходимо провести исследования экологической устойчивости аддитивных технологий производства и их применения.Поскольку все больше предприятий стремятся усилить свое влияние на окружающую среду, устойчивость AM набирает обороты. Дальновидные лидеры отрасли продолжают сталкиваться с проблемами, побуждая своих сотрудников находить новые способы сокращения отходов, улучшения производственной среды и инновационных способов использования новых материалов, чтобы сделать их более экологичными. Эти инициативы способствовали увеличению добавленной стоимости продуктов, товаров и услуг.В этой статье обсуждаются значительные преимущества аддитивного производства в создании устойчивых производственных систем. Наконец, в этой статье определены 12 основных применений AM в сфере устойчивого развития. Хотя доминирующее положение аддитивного производства и технологий утверждается в ключевых отраслях, их преимущества в области устойчивости очевидны на существующих производственных площадках. Основная цель заключается в выявлении экологических преимуществ технологии аддитивного производства по сравнению с традиционным производством. Теперь каждая отрасль может выбирать подходящие технологии для достижения экологических целей.

more

Аддитивное производство (AM) использует свои данные для производства продукции сложной формы, слой за слоем, с высокой точностью и гораздо меньшими потерями материалов. По сравнению с традиционными производственными процессами технология аддитивного производства имеет множество положительных экологических преимуществ. Самое главное – сокращение отходов сырья и использование новых умных материалов. Похоже, что она сосредоточена на выпуске компонентов, которые могут уменьшать отходы материалов, потребление энергии и выбросы машин. Необходимо провести исследования экологической устойчивости аддитивных технологий производства и их применения.Поскольку все больше предприятий стремятся усилить свое влияние на окружающую среду, устойчивость AM набирает обороты. Дальновидные лидеры отрасли продолжают сталкиваться с проблемами, побуждая своих сотрудников находить новые способы сокращения отходов, улучшения производственной среды и инновационных способов использования новых материалов, чтобы сделать их более экологичными. Эти инициативы способствовали увеличению добавленной стоимости продуктов, товаров и услуг.В этой статье обсуждаются значительные преимущества аддитивного производства в создании устойчивых производственных систем. Наконец, в этой статье определены 12 основных применений AM в сфере устойчивого развития. Хотя доминирующее положение аддитивного производства и технологий утверждается в ключевых отраслях, их преимущества в области устойчивости очевидны на существующих производственных площадках. Основная цель заключается в выявлении экологических преимуществ технологии аддитивного производства по сравнению с традиционным производством. Теперь каждая отрасль может выбирать подходящие технологии для достижения экологических целей.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2021.07.005
OPEN ACCESS –REVIEW ARTICLE
Volume 3, Issue 3 Pages 102-110
July 2020
Базовые знания об анионной водной полиуретановой дисперсии
Harsh Pandya, Prakash Mahanwar

Водные полиуретановые дисперсии (APUD) всегда были в центре внимания исследователей и широко распространены в лакокрасочной промышленности. Их применение предоставляет более экологичные решения современных проблем нанесения покрытий. В состав APUD входят многие компоненты, а именно: полиолы, изоцианаты, удлинители цепей и ионные центры, которые позволяют полиуретану диспергироваться в воде.Это снижает зависимость от покрытий на основе растворителей, обеспечивая лучшую и экологически безопасную замену для существующих систем. Такие преимущества, как отверждение при температуре окружающей среды и отличная адгезия, еще больше укрепляют положение APUD. Данный обзор объясняет синергетический эффект вышеупомянутых компонентов и наглядно описывает, как они влияют на конечные свойства покрытия.

more

Водные полиуретановые дисперсии (APUD) всегда были в центре внимания исследователей и широко распространены в лакокрасочной промышленности. Их применение предоставляет более экологичные решения современных проблем нанесения покрытий. В состав APUD входят многие компоненты, а именно: полиолы, изоцианаты, удлинители цепей и ионные центры, которые позволяют полиуретану диспергироваться в воде.Это снижает зависимость от покрытий на основе растворителей, обеспечивая лучшую и экологически безопасную замену для существующих систем. Такие преимущества, как отверждение при температуре окружающей среды и отличная адгезия, еще больше укрепляют положение APUD. Данный обзор объясняет синергетический эффект вышеупомянутых компонентов и наглядно описывает, как они влияют на конечные свойства покрытия.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.07.003
OPEN ACCESS –RESEARCH ARTICLE
Volume 3, Issue 3 Pages 120-128
July 2020
Пероксидные системы отверждения, применяемые для перекрестного соединения резиновых смесей на основе SBR
Ján Kruželák, Andrea Kvasničáková, Ivan Hudec

Целью данной работы является изучение влияния пероксидной системы отверждения на перекрестное соединение и свойства резиновых смесей на основе SBR. Сначала были изучены температура вулканизации и количество пероксида дикумила в процессе отверждения, а также физико-механические свойства.Затем в состав резиновых смесей, отвержденных пероксидом, были добавлены соагенты типа I и типа II. Результаты показали, что повышение температуры приводит к ускорению процесса отверждения, в то время как на кинетику отверждения и физико-механические свойства оказывали влияние количества пероксида. Применение соагентов типа I вызвало ускорение процесса отверждения и увеличение плотности поперечных связей вулканизатов, что было отражено в повышении твердости и уменьшении удлинения при разрыве. Влияние соагентов типа II на кинетику отверждения было незначительным, в то время как большинство из них вызывало снижение степени перекрестного соединения вулканизатов.Соагенты типа I способствовали повышению прочности вулканиказитов на растяжение, в то время как влияние соагентов типа II на прочность на растяжение было незначительным.

more

Целью данной работы является изучение влияния пероксидной системы отверждения на перекрестное соединение и свойства резиновых смесей на основе SBR. Сначала были изучены температура вулканизации и количество пероксида дикумила в процессе отверждения, а также физико-механические свойства.Затем в состав резиновых смесей, отвержденных пероксидом, были добавлены соагенты типа I и типа II. Результаты показали, что повышение температуры приводит к ускорению процесса отверждения, в то время как на кинетику отверждения и физико-механические свойства оказывали влияние количества пероксида. Применение соагентов типа I вызвало ускорение процесса отверждения и увеличение плотности поперечных связей вулканизатов, что было отражено в повышении твердости и уменьшении удлинения при разрыве. Влияние соагентов типа II на кинетику отверждения было незначительным, в то время как большинство из них вызывало снижение степени перекрестного соединения вулканизатов.Соагенты типа I способствовали повышению прочности вулканиказитов на растяжение, в то время как влияние соагентов типа II на прочность на растяжение было незначительным.

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2020.05.001