Сорбционно-диффузионные свойства смесей некоторых полиолефинов с сополимером этилена и винилового спирта

Изучена возможность разработки композиций, предназначенных для хранения растворителей и позволяющих утилизировать отходы полимерных многослойных пленок, содержащих в качестве барьерного слоя сополимеры этилена с виниловым спиртом (СЭВС). Исследовано влияние концентрации СЭВС на плотность, растворимость, сорбционную ёмкость, коэффициенты диффузии и проницаемости полиэтиленов высокого и низкого давления, а также сополимеров этилена с винилацетатом (СЭВА). Установлено, что введение СЭВС в полиолефины приводит к снижению диффузионно-сорбционных характеристик смесей до уровня, который существенно ниже аддитивных значений практически во всем интервале концентраций. Установлено, что за счет образования непрерывной фазы СЭВС в смесях на основе полиэтиленов (ПЭ) наблюдается резкое снижение растворимости композиций. За счет межмолекулярных взаимодействий СЭВС с СЭВА плотность и растворимость смесей с небольшим (до 20 об.%) количеством СЭВС превышают аддитивные.

1. Product First Stories: <Eval> // Kuraray. URL: https://www.kuraray.com/global-en/company/history/eval. (дата обращения: 23.08.2025).

2. Maes C. Recent updates on the barrier properties of ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH): a review/ Caroline Maes, Wout Luyten, Geert Herremans, Roos Peeters, Robert Carleer, Mieke Buntinx// Polymer Reviews 2018. V. 58, N2. P. 209–246. DOI: 10.1080/15583724.2017.1394323.

3. Mokwena K.K., Tang J. Ethylene vinyl alcohol: a review of barrier properties for packaging shelf stable foods // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2012. V. 52, I. 7. Р. 640–650. DOI: 10.1080/10408398.2010.504903.

4. Cerrada M.L., Pereña J.M., Benavente R., Peréz E. Mechanical properties of vinyl alcohol-ethylene copolymers // Polymer Engineering and Science – 2000. V. 40, N4. P. 1036–1045. DOI: 10.1002/pen.11231.

5. Isella F., Canellas E., Bosetti O., Nerin C. Migration of non-intentionally added substances from adhesives by UPLC-Q-TOF/MS and the role of EVOH to avoid migration in multilayer packing materials // J. Mass Spectrom. 2013. V. 48, N4. P. 430–437. DOI:10.1002/jms.3165 J.

6. Барьерные многослойные пленки. /Спецвыпуск «Все о пленках». Отраслевой сервер Unipack.Ru. Москва, 2004 г. [Электронный ресурс] https://www.unipack.ru/pdf/films.pdf. С. 8–17. (дата обращения: 25.08.2025).

7. Загидуллин А.И., Гарипов Р.М., Хасанов А.И., Софьина С.Ю., Темникова Н.Е., Русанова С.Н., Гаделшина А.И., Слесарева Р.Р., Гараев Р.Р., Демеев П.Ю. Влияние толщины барьерного слоя на газопроницаемость и физико-механические характеристики многослойных полимерных пленочных материалов // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18, №16. С. 176–180. EDN: UNGTND.

8. Alias A.R., Khairul Wan M., Sarbon N.M. Emerging materials and technologies of multi-layer film for food packaging application: A review // Food Control. 2022. V. 136 App. 108875. DOI: 10.1016/j.foodcont.2022.108875.

9. Загидуллин А.И. Гарипов Р.М., Хасанов А.И., Гаделшина А.И. Влияние толщины слоя EVOH на барьерные и физико-механические характеристики многослойных барьерных пленок // Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №13. С. 110–113.

10. Серова В.Н., Загидуллин А.И., Гарипов Р.М. Стойкость многослойных пленок к УФ-радиации // Наследие В.И. Вернадского и современные проблемы экологии. 2023. Т. 1, №1. С. 143–150.

11. Coles R., Kirwan M. J. Food and Beverage Packaging Technology. Blackwell Publishing Ltd., 2011. 344 p. ISBN 1-84127-221-3/08493-9788-X.

12. Blanchard A., Gouanvé F., Espuche E.Effect of humidity on mechanical, thermal and barrier properties of EVOH films // Journal of Membrane Science. 2017. V. 540. P. 1–9. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.06.031.

13. Mousania Z, Atkinson J.D. A cradle-to-grave life cycle assessment of multilayer plastic film food packaging materials, comparing to a paper-based alternative // Waste Manag. 2025. V. 200. App. 114747. DOI: 10.1016/j.wasman.2025.114747.

14. Walker T.W., Frelka N., Shen Z., Chew A.K., Banick J., Grey S., Kim M.S., Dumesic J.A., Van Lehn R.C., Huber G.W. Recycling of multilayer plastic packaging materials by solvent-targeted recovery and precipitation // Science advances. 2020. V. 6. I. 47. eaba 7599. DOI: 10.1126/sciadv.aba7599.

15. Horodytska O., Valdés F. J., Fullana A. Plastic flexible films waste management – A state of art review // Waste Management. 2018. V. 77. P. 413–425. DOI: 10.1016/j.wasman.2018.04.023.

16. Kheradmandkeysomi M., Salehi A., Omranpour H., Rahmati R., Jalali A., Park C.B. Simultaneous Improvement of Oxygen Barrier and Stiffness in High-Density Polyethylene via Effective Integration of Interface Engineering with in Situ Ethylene–Vinyl Alcohol Copolymer Nanofibrillation // ACS Applied Materials & Interfaces. 2024. V. 17, I. 1. P. 2200–2214. DOI: 10.1021/acsami.4c16994.

17. Zhan K., Meadows D., Levy L., Hou R., Rahman T., Davis V., Da vis E., Beckingham B. S., Via B., Elder T., Peng Y. Impact of ther momechanical reprocessing on multilayer plastic packaging blend // Polymer Degradation and Stability. 2024. V. 222. App. 110710. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2024.110710.

18. Carlsson D.J., Chmela S., Wiles D.M. The oxidative degradation of ethylene/vinyl alcohol copolymers // Polymer Degradation and Stability. 1991. V. 31, I. 3. P. 255–267. DOI: 10.1016/01413910(91)90037-R.

19. Meadows D.A., Kumar H.K.S., Davis E.W., Beckingham B.S., Davis V.A. Selective Recovery of Ethylene Vinyl Alcohol from K-Cups // ACS Macro Letters. 2025. V. 14, I. 5. P. 658–663. DOI: 10.1021/acsmacrolett.5c00150.

20. Яруллин А.Ф., Юсупов Б.Н., Русанова С.Н., Казаков Ю.М., Стоянов О.В. Вторичная переработка многослойной полимер ной упаковки (обзор) // Вестник Технологического университета. 2024. Т. 27, №2. С. 29–42. DOI: 10.55421/1998-7072_2024_27_2_29.

21. Хузаханов Р.М. Адгезионные материалы на основе смесей со полимеров этилена: дис. док. техн.: 05.17.06 / Р.М. Хузаханов, Казань, 2013. – 260с.

22. Малкин А.Я., Чалых А.Е. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения. М.: Химия, 1979. 304 с.

23. Будылин Н.Ю., Вернигоров К.Б., Юсупов Б.Н., Хасбиуллин Р.Р., Никулова У.В., Шапагин А.В., Русанова С.Н., Машуков В.И., Казаков Ю.М., Стоянов О.В. Совместимость компонентов в системах полиолефины  сополимер этилена и винилового спирта // Вестник Технологического университета. 2025. Т. 28, №2. С. 5–11. DOI: 10.55421/1998-7072_2025_28_2_5.

24. Кулезнев В.Н. Смеси полимеров. М.: Химия. 1980. 304 с.

25. Сечко Е.В., Хузаханов Р.М., Стоянова Л.Ф., Старостина И.А., Стоянов О.В. Влияние коллоидной структуры полимерной смеси на адгезионную прочность полиолефиновых композиций. Часть 1. // Клеи. Герметики. Технологии. 2011. N1. С. 12–16. EDN: NTCESN.

26. Сечко Е.В., Хузаханов Р.М., Стоянова Л.Ф., Старостина И.А., Стоянов О.В. Влияние коллоидной структуры полимерной смеси на адгезионную прочность полиолефиновых композиций. Часть 2. // Клеи. Герметики. Технологии. 2011. №2. С. 14–19. EDN: NTCFDR.

27. Хузаханов Р. М., Стоянов О. В., Капицкая Я. В., Мухамедзянова Э.Р. Структурные особенности бинарных смесей сополимеров этилена и винилацетата с различным содержанием винил ацетатных звеньев. // XI Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» «Яльчик 2004»: Сборник статей. Вып. XI. Часть 2. Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ. 2004. С. 292. EDN: UTCPHM.

28. Стоянов О.В., Хузаханов Р.М., Стоянова Л.Ф., Герасимов В.К., Чалых А.Е., Алиев А.Д., Вокаль М.В. Структура бинарных смесей этилен-винилацетатных сополимеров. // Клеи. Герметики. Технологии. 2010. №11. С. 15–17 EDN: MWLDID.

29. Русанова С.Н., Юсупов Б.Н., Бородина А.С., Темникова Н.Е., Зиганшина А.С., Стоянов О.В. Исследование смесей полиолефинов с сополимерами этилена и винилового спирта // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2024. №2. С. 36–42. DOI: 10.31044/1994-6260-2024-0-2-36-42.

30. Рейтлингер С. А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия. 1974. 272 с.

31. Matsumoto T., Nakamae K., Ocjiumi T., Shioyama T. The Solubility and the Wet Spinning of Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymers // Bulletin of the Institute for Chemical Research, Kyoto University. 1974. V. 52, I.2. P. 403–415.