Влияние ультрафиолетового излучения на фрагментацию полимеров в водной среде

Аннотация

Для изучения процессов распространения микропластика в водной среде необходимо иметь представление о процессах фрагментации полимеров под воздействием естественных природных факторов. Принято считать, что УФ-излучение наиболее важный фактор, приводящий к (относительно) быстрому разрушению полимеров: солнечное излучение инициирует автокаталитическое термическое окисление, которое является основной причиной процесса деградации полимеров в окружающей среде. При возникновении ветрового воздействия и дополнительной механической нагрузки начинают разрываться молекулярные цепи, что в присутствии кислорода приводит к росту пластичности материала (так называемая химико-механическая деградация). Также механическая фрагментация может ускоряться, если материал уже имеет следы старения из-за действия других разрушающих факторов. В рамках данного исследования в лабораторных условиях были проведены эксперименты по ускоренному «состариванию» полимеров УФ-облучением на поверхности воды с интенсивностью 1,16 Вт/м² до появления первых признаков фрагментации на образцах полимеров. На основе полученных экспериментальных данных была рассчитана продолжительность нахождения в водных объектах г. Ижевска исследуемых полимеров – полиэтилена (PE) и полипропилена (PP) в условиях естественного солнечного УФ-облучения до появления первых признаков фрагментации. Расчеты показали, что при попадании PE и PP в водную среду и естественном УФ-облучении первые признаки фрагментации полимеров появятся через 730 дней для зимнего периода и через 136 дней для летнего периода.

Ключевые слова

УФ-облучение , микропластик , пластиковые отходы , полимеры , деградация , фрагментация