A kurkumin feldolgozási stabilizáló hatása Phillips típusú polietilénben Kémiai és Vegyipari

31 OTDK, Kémiai és Vegyipari Szekció, Anyagtudományi és szervetlen kémiai Tagozat.

A kurkumin feldolgozási stabilizáló hatása Phillips típusú polietilénben

Helyezés: 1

Hallgató: Kirschweng Balázs
Szak: Anyagtudomány, Képzés típusa: bsc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Témavazető: Dr. Földes Enikő - tudományos csoportvezető, c. egyetemi tanár, \N \N Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet

A polietilén napjaink egyik legelterjedtebb tömegműanyaga, széleskörűen felhasználható. A polimert feldolgozása során magas hőmérséklet, nyíróigénybevétel és kis mennyiségű oxigén éri, ami megfelelő adalékok nélkül degradációhoz, a polimer láncok tördelődéséhez és/vagy növekedéséhez, végső soron térhálósodáshoz vezet, a termék minősége nem felel meg a követelményeknek. A gyakorlatban általában szintetikus stabilizátorokat alkalmaznak a fent említett reakciók megakadályozására, azonban ezen anyagok reakciótermékei kioldódhatnak a polimerből és károsíthatják az élő szervezetet. Célul tűztük ki olyan természetes antioxidáns alkalmazását feldolgozási stabilizátorként, ami hatékonyan gátolja a polietilén degradációs reakcióit és a műanyagból kioldódva nem károsítják, esetleg még pozitív hatással is lehetnek az emberi szervezetre. Kísérleteim során a kurkumin, egy természetes antioxidáns hatékonyságát vizsgáltam, összehasonlítottam az iparban legelterjedtebben alkalmazott fenolos antioxidáns hatásával.

Munkám során FS471 típusú TVK gyártmányú polietilén port alkalmaztam. Referenciaként adalékmentes mintát és ipari stabilizátorokkal (Irganox 1010 és Sandostab P-EPQ) feldolgozott polietilént használtam. 1000 ppm kurkumin, valamint 1000 ppm kurkumin + 2000 ppm P-EPQ tartalmú mintákat vizsgáltam. A polimert az adalékokkal gyorskeverőben homogenizáltam, majd hatszori degradatív extrúziót végeztem. Minden lépés után mintát vettem. A polimer kémiai szerkezetét infravörös spektroszkópiával, a színét a sárgasági indexszel (YI) jellemeztem. A reológiai tulajdonságok meghatározásához a folyásindexet (MFI), valamint a dinamikus viszkozimetriás és kúszási jellemzőket mértem. A maradék termooxidatív stabilitás meghatározására az oxidációs indexet (OIT) alkalmaztam. A polimer mechanikai szilárdságát húzóvizsgálatokkal mértem. Az adalék eloszlását a polimerben optikai mikroszkópos vizsgálattal ellenőriztem.

Az eredmények azt mutatják, hogy a kurkumin hatékonyabb feldolgozási stabilizátor, mind magában, mind a szekunder antioxidánssal társítva, mint a referenciaként alkalmazott ipari stabilizátor. Hátránya, hogy erősen elszínezi (narancssárgára festi) a polimert, ami korlátozza a gyakorlati felhasználhatóságot.

Kulcsszavak: polietilén, kurkumin, degradáció, stabilizálás