Полимеры таблица: Таблица. Физические свойства полимеров. Полиамид, Полиэтилен, ПОМ, ПВХ…

alexxlab | 17.02.1985 | 0 | Разное

Содержание

Таблица. Физические свойства полимеров. Полиамид, Полиэтилен, ПОМ, ПВХ…

Раздел недели: Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д.


Поиск на сайте DPVA

Поставщики оборудования

Полезные ссылки

О проекте

Обратная связь

Ответы на вопросы.

Оглавление

Таблицы DPVA.ru – Инженерный Справочник



Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница / / Техническая информация/ / Материалы/ / Резины, пластики, эластомеры, полимеры. / / Таблица. Физические свойства полимеров. Полиамид, Полиэтилен, ПОМ, ПВХ…

Поделиться:   

Физические свойства полимеров, эластомеров, пластиков, пластмасс.

Данная таблица содержит информацию о физических свойствах полимеров (Полиамид, Полиэтилен, ПОМ, ПВХ, Полипропилен, Полистирол, Фенол-Формальдеидная смола, АБС, Полиуретан).

Полиамид-6

Полиамид-6.6

Полиэтилен

ПОМ (POM)

ПВХ (PVC) (мягкий)

ПВХ (PVC) (твердый)

Полипропилен

Полистирол (цельный)

Полистирол (пенопласт)

Фенол – формальдегидная смола

АБС (ABS)

Полиуретан

Удельная масса , г/см3 1. 14 1.14 0.95 1.42 1.3 1.4 0.92 1.05 1.05 1.4 1.05 1.26
Предел прочности на разрыв , МН/м2 55 60 24 75 16 60 32 55 55 25 50 50
Предел прочности на изгиб , МН/м2 27
38
37 108 44 35 70
Относительное удлинение при разрыве, %

250

140 350 65 400 40 350 30 30 3 600
Коэффициент эластичности, МН/м2 950 1500 1000 3000 20 3000 1300 2500 2500 7000 2500 25
Ударная вязкость (прочность) , КДж/ м2 35 17
3
8. 14
Тангенс угла диэлектрических потерь 0.2 0.15 0.001 0.025 0.1 0.1 0.0005 0.0004 0.0004 <0.3 0.015 0.1
Электрическая прочность , МВ*м 35 30 53 70 30 32 80 >40 >40 75 85 20
Горючесть, по UL94(США)>1.6мм V2 V2 HB HB HB
HB
HB HB VO HB HB
Коэффициент трения по стали 0. 3 0.3 0.25-0.3 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.15-0.4

Коэффициент линейного расширения ,

10-6/oC

85 85 200 120 70 160 90

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно – другие подразделы данного раздела:

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Исследование свойств полимеров: механические и химические свойства полимеров | ПластЭксперт

Определение свойств полимеров

Качественное определение природы полимера методом сжигания

Общие сведения

Поскольку отдельным видам полимеров свойственны определенный цвет, прозрачность, характер поверхности, блеск, упругость, эластичность и т. д., то по внешним признакам образцов материалов или изделий можно получить первое представление о природе полимеров.

Распознавание полимеров по характеру поведения при нагревании и горении является довольно простым и в то же время достаточно точным методом качественного определения природы полимеров. Метод основан на визуальном наблюдении за поведением образца при внесении его в верхнюю часть пламени горелки. По мере нагревания образцы термопластов постепенно размягчаются и плавятся, а реактопласты не размягчаются и не плавятся. Поэтому по отношению к нагреванию можно определить класс полимеров (термопласты, реактопласты). При дальнейшем нагревании образца происходит его загорание, сопровождающееся выделением продуктов разложения, которые обладают специфичным для отдельных полимеров запахом, позволяющим определять вид полимеров.

Прежде чем приступить к выполнению работы по определению полимера, следует детально ознакомиться с соответствующим теоретическим материалом, отобрать образцы полимеров, внимательно осмотреть их, подробно охарактеризовать их внешний вид (характер поверхности, цвет, жесткость, прозрачность, характер излома и прочие признаки).

Захватив образец тигельными щипцами, следует внести его в пламя горелки; затем проведите наблюдение за нагреванием, размягчением и загоранием. При загорании образца удалите его из пламени горелки; если он плавится и съеживается, выдержите в огне до воспламенения, но не более 10 мин. Проведите наблюдения за загоревшимся материалом вне пламени горелки, определить окраску пламени, характер горения (спокойное, интенсивное, с копотью, прекращение горения и т.д.), отметьте запах продуктов горения и дополнительные признаки (например, способность вытягиваться в нити). Для определения запаха продуктов следует погасить пламя и легким движением кисти рук направить воздух от потушенного образца к носу.

На основании сравнения установленных признаков с данными, приведенными в таблице приложения, можно определить вид полимера во всех образцах, взятых для опыта.

Примерная схема определения:

1. Образец не воспламеняется, сохраняет свою форму, ощущается запах формальдегида. Если, кроме того, ощущается запах:

а) аммиака – это мочевиноформальдегидный полимер;

б) резкий (рыбы) – меламиноформальдегидный полимер;

в) фенола – фенолформальдегидный полимер.

2. Полимер горит в пламени горелки и гаснет при удалении из пламени. Если, кроме того, появляется:

а) запах жженой резины, широкая зеленая кайма пламени у основания – это хлорированный каучук; при небольшой зеленой зоне, перекрываемой желтой зоной – это хлоропрен;

б) резкий запах хлористого водорода и зеленая окраска – это производные поливинилхлорида;

в) сладковатый запах, зеленая окраска у основания пламени, черная зола – это поливинилхлорид;

г) запах горелого молока – это казеин;

д) запах уксусной кислоты, искры, расплавленная смола при попадании в воду образует тяжелые желто-коричневые зерна или хлопья – ацетилцеллюлоза.

3. Полимер горит после удаления из пламени; при этом наблюдается:

а) очень быстрое горение, запах камфоры – это целлулоид; без запаха камфоры – нитроцеллюлоза;

б) пламя голубое у основания и, кроме того, сильный сладковато-плодовый запах – это полиметилметакрилат;

запах горелых овощей – это полиамиды;

чуть сладковатый запах – поливинилформаль;

запах прогорклого масла, искрение – ацетобутират целлюлозы;

в) пламя с пурпурной каймой, искрение, запах уксусной кислоты – это поливилацеталь;

г) пламя яркое, желто-белое, запах: сладковатый (гиацинтов) – это полистирол или его сополимеры; слабый, чуть сладковатый – это поливинилформаль;

д) пламя окружено желто-зеленой каймой, смола долго горит, имеет сладковатый запах; расплавленная смола, падая в воду, образует диски цвета светлого дуба – это этилцеллюлоза.

Определение химической стойкости и твердости пластмасс

Общие сведения

Химическая стойкость является одной из важных характеристик пластмасс, поскольку от нее во многом зависит выбор основных областей применения. Большинство пластмасс отличаются высокой химической стойкостью и превосходят в этом отношении традиционные природные материалы: металлы, дерево и др. Химическая стойкость обусловлена особенностями строения полимеров, наличием или отсутствием функциональных групп, способных претерпевать превращения в среде различных реагентов, наличием и частотой поперечных сшивок и др. Наибольшей химической стойкостью по отношению к действию кислот и щелочей отличаются полимеризационные карбоцепные полимеры, не имеющие активных функциональных групп: полиолефины, полистирол, галоидсодержащие полимеры (поливинилхлорид, перхлорвинил, фторопласты). Последние по своей химической стойкости превосходят наиболее стойкий к агрессивным средам металл – золото, которое растворяется в “царской водке” (смеси азотной и соляной кислот), в то время как фторопласты выдерживают без заметных изменений 24-часовое кипячение в этом реагенте.

Поликонденсационные полимеры обычно имеют в основной цепи гетероатомы и обладают более низкой стойкостью в химических средах, что обусловлено взаимодействием полимера с реагентами, сопровождающимися разрушением цепи. Так, в полиамидах в кислой среде происходит гидролиз амидной группы в сильных кислотах и щелочах.

Химическая стойкость карбоцепных полимеров с функциональными группами зависит от химической активности последних. В таких полимерах под действием химических агентов происходит взаимодействие функциональных групп при сохранении основной цепи. Так, полиакрилонитрил неустойчив в концентрированных кислотах и щелочах из-за омыления нитрильной группы и образования полиакриловой кислоты. То же происходит с полиметилметакрилатом, который вследствие гидролиза сложных групп превращается в полиметакриловую кислоту; поливинилацетат в аналогичных условиях переходит в поливиниловый спирт.

Растворимость полимеров, как и химическая стойкость, зависит от особенностей строения, наличия разветвлений, поперечных сшивок, присутствия полярных групп, длины макромолекулы и других фактов.

Чем меньше разветвлений в макромолекуле, больше ее длина и больше полярных групп, тем выше степень межмолекулярного взаимодействия и ниже растворимость полимеров. Растворимость уменьшается при увеличении упорядоченности макромолекул и повышении частоты поперечных сшивок. Кристаллические полимеры, как правило, обладают меньшей растворимостью, чем аморфные того же химического строения. Отвержденные термореактивные смолы обычно не растворяются и даже не набухают в растворителях.

Пластические массы, используемые как конструкционные материалы, должны обладать высокой химической стойкостью по отношению к тем средам, с которыми изделия контактируют в процессе эксплуатации: мыльно-содовым растворам, растворителям, растворам кислот, пищевым средам. Поэтому знание химической стойкости пластических масс является обязательным для специалиста. Оно позволяет установить правильность выбора пластмасс для изготовления тех или иных изделий.

Методика определения химической стойкости и твердости

1. Образцы пластмасс помещаются в пробирки с соответствующим реагентом и выдерживаются в них в течение двух часов при комнатной температуре, периодическом перемешивании стеклянной палочкой или встряхивании. По окончании выдержки осторожно сливают реагент, вытряхивают содержимое пробирок на керамическую пластинку и при внешнем осмотре образцов устанавливают изменения: растворение, набухание, изменение характера поверхности, вымывание пластификатора, изменение цвета и др. Естественно, полученные результаты дают только ориентировочное представление о химической стойкости пластмасс.

Точные данные о химической стойкости получают при испытании образцов стандартных размеров по изменению веса, размеров, физико-механических свойств в условиях, установленных соответствующими стандартами.

2. Для определения твердости пластмасс пользуются минералогической шкалой твердости (шкала Маоса), состоящей из набора эталонных минералов, подобранных таким образом, что каждый из них при нажиме оставляет царапину на предыдущем и, в свою очередь, чертится последующим.

Шкала состоит из 10 минералов (тальк, гипс, кальцит, плавиковый шпат, апатит, полевой шпат, кварц, топаз, корунд, алмаз), которым соответственно присвоены номера от 1 до 10.

При испытании острым углом одного из минералов со средним нажимом проводят по поверхности испытуемой пластмассы и наблюдают за образованием царапины.

Если царапины нет, то рядом наносят черту более твердым материалом до получения видимой невооруженным глазом царапины, не стирающейся пальцем.

Твердость пластмассы обозначают порядковым номером минерала, оставившего след на поверхности.

Метод определения твердости с использованием минералогической шкалы отличается доступностью, простотой, быстротой, но дает результаты невысокой точности. Тем не менее этот метод позволяет охарактеризовать сравнительную твердость пластмасс.

Более точные результаты получают при проведении испытаний методом вдавливания стального шарика на приборах ТШСП, Бринеля в соответствии с утвержденными стандартами, методиками.

Таблица. Распознавание пластмасс методом горения

№ п/п Вид полимера, пластмассы Поведение при нагревании Характер горения Запах продуктов горения Примечание
1 Фенолформальдегидная смола, фенопласты Не размягчается Загорается с трудом, при вынесении из пламени гаснет Фенола и формальдегида Если наполнитель –древесная мука, то ощущается дополнительно запах жженой бумаги
2 Мочевиноформальдегидная (карбамидная) смола То же Загорается с трудом, образование белого налета по краям Аммиака и формальдегида -
3 Меламиноформальдегидная смола, мелалит – // - То же Сильный тухлой
рыбы
-
4 Полиэтилен Размягчается, плавится Горит спокойным синеватым пламенем; с подтеканием полимера Горящей парафиновой свечи -
5 Полипропилен То же То же Горящего сургуча -
6 Поливинилхлорид – // - При вынесении из пламени гаснет, зеленоватая окраска
у основания пламени; пластикат коптит и при вынесении
из пламени продолжает гореть
Резкий хлористого водорода Реакция на хлор (проба Бельштейна)
7 Поливинилиденхлорид – // - Как у ПВХ Сладковатый То же
8   Ненасыщенные полиэфиры, отвержденные стиролом (полиэфиракрилаты, полиэфирмалеинаты) Не размягчаются Коптят, желтое пламя Сильный, приторный цветочно-фруктовый -
9 Политетрафторэтилен (тефлон,
фторопласт-4)
Не горит, слегка размягчается при нагревании выше 4000С - - При размягчении становится прозрачным, при охлаждении мутнеет
10 Полиметилметакрилат Размягчается, плавится Горит при вынесении из пламени с потрескиванием;
голубоватая окраска пламени
у основания
Сильный цветочно-плодовый (герани) -
11 Полистирол и сополимеры стирола Размягчаются, вытягиваются в нити Пламя ярко-желтое коптящее Сладковатый, цветочный (гиацинтов) -
12 Полиамиды Размягчается, вытягивается в нити из расплава Пламя синеватое, горит при удалении из пламени Горелых овощей, жженой кости -
13 Полиуретаны Размягчаются Пламя желтоватое, полимер темнеет, стекает каплями Острый миндальный -
14 Нитрат целлюлозы То же Горит интенсивно, пламя
яркое, белый дым
Окислов азота или камфоры (целлулоид) -
15 Гидратцеллюлоза (целлофан) Не размягчается Интенсивно горит
после удаления из пламени
Жженой бумаги -
16 Поликарбонаты       Размягчаются Загораются с трудом, самопогашение после вынесения
из пламени, пламя коптящее
Цветочный  
17 Полиэтилентерефталат То же Горит медленно с плавлением
и небольшой копотью
Специфический  
18 Полиформальдегид – // - Горит с оплавлением, стеканием полимера, окраска пламени синеватая у основания, сгорает без остатка Формальдегида  

 

Примечание. Проба Бельштейна на присутствие галоида (например, хлора) заключается в следующем: медной проволочкой, предварительно прокаленной в пламени горелки до прекращения окрашивания пламени в зеленый цвет, касаются образца полимера и снова прокаливают проволочку. Окрашивание пламени в интенсивный зеленый цвет указывает на присутствие галоида (поливинилхлорид и др.).



1.3. Классификация полимеров

Существуют различные подходы к классификациям полимеров. Наиболее развита классификация, основанная на химическом строении полимера1. В ней определяется последовательность деления полимеров на классы, подклассы, группы, подгруппы и виды, основанная на следующих классификационных признаках, соответствующих этим пяти ступеням детализации:

I Класс наличие одинаковых или разных атомов в основной цепи

II Подкласс природа элементов основной цепи

III Группа тип связей и структур основной цепи

IV Подгруппа природа заместителей в основной цепи

V Вид строение повторяющегося звена

В соответствии с этой классификацией полимеры «разделяют» на два больших класса – гомоцепные и гетероцепные полимеры. Первый из них де­лится на несколько подклассов – карбоцепные, кремнийцепные (полисиланы), полимеры серы, олова и некоторые другие. Во всех случаях основная цепь построена из одинаковых молекул. Класс гетероцепных полимеров разделяется на значительно большее число подклассов – оксикарбоцепные, азоткарбоцепные, оксиалюминийцепные, оксикарбоазотцепные и др. В со­ответствии с природой связей и структур основной цепи подклассы делятся на группы, содержащие в основной цепи одинарные (полианы), двойные (полиены) и тройные (полиины) связи, ароматические (поликарбарилены) и гетероциклы и т.д. По природе заместителя группы делятся на подгруппы, например, полиолефины, галоидсодержащие полианы и т.п. Строение по­вторяющегося звена подгруппы является пятой конечной ступенью данной классификации, которая приводит к конкретному полимеру. Ниже приведе­ны все ступени классификации карбоцепных полимеров вплоть до конкрет­ных полимеров – полиолефинов:

Данная система позволяет систематизировать накопленную информацию по полимерам и проводить их автоматизированный поиск.

Помимо рассмотренной классификации существуют и другие – менее детализированные. Так, по происхождению полимеры делятся на синтетиче­ские и природные, последние, в свою очередь, делятся на неорганические и ор­ганические, называемые также биополимерами. В соответствии с химической природой полимеры делятся на органические, неорганические и элементорганические.

Органические полимеры содержат атомы углерода, водорода, азота, кислорода, галогенов. Примером карбоцепных органических полимеров являются полиолефины и полимеры виниловых мономеров общей формулы [-СН2-СНХ(Н)-]n, где X – арил, галоген, эфирная, нитрильная или другая функцио­нальная группа.

Неорганические полимеры не содержат связей С-Н. К гомоцепным неорганическим полимерам относятся линейные модификации серы и селена, к гетероцепным – полифосфонитрилхлорид [-PCl2=N-]n.

Элементорганические полимеры содержат как органические, так и неорганические группы. Примером гетероцепного элементорганического полиме­ра является полидиметилсилоксан [-Si(СН3)2О-]n. К элементорганическим полимерам можно также отнести полиорганофосфазены [-PR2=N-]n, кото­рые получаются при замене атомов хлора в полифосфонитрилхлориде на органические группы.

Карозерс в 1929 г. разделил полимеры на конденсационные и полимеризационные (аддиционные), основываясь на различии в составе полимера и мономера (или мономеров), из которого синтезирован данный полимер. Конденсационными были названы полимеры, которые образуются из полифункциональных моно­меров различными реакциями конденсации, известными в орга­нической химии и протекающими с выделением низкомолекуляр­ных продуктов, например воды. Типичным примером такого кон­денсационного полимера являются полиамиды, получаемые из диаминов и дикарбоновых кислот с выделением воды по схеме:

,

где R и R’  алифатические или ароматические группы.

Состав элементарного звена отли­чается от состава суммы двух мономеров на молекулу воды. Полиамид на основе гексаметилендиамина R = (СН2)6 и адипиновой кислоты R’ = (CH2)4 в настоящее время широко используется в производстве волокна и пластмасс и хорошо известен под назва­нием «найлон-6,6» или «полигексаметиленадипамид». В качестве других примеров конденсационных полимеров можно привести сложные полиэфиры, получаемые из дикарбоновых кислот и диолов с выделением воды:

,

и поликарбонаты, образующиеся при взаимодействии аромати­ческих бисфенолов и фосгена с выделением хлористого водорода:

В табл. 1.4 приведены наиболее широко известные конденсацион­ные полимеры и реакции их образования. Как видно из данных этой таблицы, многие конденсационные полимеры можно полу­чать из различных исходных веществ. Так, полиамиды можно синтезировать либо взаимодействием диаминов с дикарбоновыми кислотами или их хлорангидридами, либо самоконденсацией аминокислот. Сложные полиэфиры получают из диолов этерификацией кислотами или реакцией эфирного обмена с диэфирами.

По классификации Карозерса полимеризационными полиме­рами называют полимеры, которые образуются из мономеров без выделения низкомолекулярных побочных продуктов. В отличие от конденсационных полимеров элементарный состав такого полимера и его мономера одинаков. Главные представители аддиционных полимеров  полимеры винильных мономеров. При взаимодействии таких мономеров друг с другом образуются полимеры, а двойная связь их переходит в насыщенную по схеме:

,

где Y  водород, алкил, арил, нитрил, сложный эфир, карбоксиль­ная группа, кетон, простая эфирная группа, галоген и др.

Другим типом мономеров, образующих аддиционные полимеры, являются альдегиды. В табл. 1.5 приведены наиболее распространенные типы полимеризационных полимеров и мономеры для их синтеза.

По мере развития полимерной науки, разработки новых мето­дов синтеза полимеров и получения новых полимеров стало оче­видным, что классификация, предложенная Карозерсом, несовершенна и нуждается в существенной доработке. Рассмотрим, напри­мер, полиуретаны, получающиеся

Таблица 1.4

Оценка и анализ полимеров в качестве средства для содействия флокуляции при очистке аквакультурных стоков

Джеймс М. Эбелинга*, Ката Л. Ришела, Филип Л. Сибреллб

а. Фонд защиты окружающей среды при Институте по изучению пресных вод, 1098 Тюрнер роад, Шепердстаунт, штат Западная Виржиния, 25443, США

б. Геологическая служба США, Научный центр Литаун, 11649 Литаун роад, Кернейсвил, штат Западная Вирджиния, 25430, США

Резюме

С ужесточением законодательства по охране окружающей среды, экологическая стратегия обращения с отходами и их утилизации становится все более важной во всех рыбоводных хозяйствах. Один из основных параметров качества воды, требующих контроля – это концентрация взвешенных твердых частиц в сбросной воде. Например, Агентство по защите окружающей среды (EPA) изначально планировало ввести количественные ограничения только для одного загрязняющего вещества – общее количество взвешенных твердых частиц (ОТЧ). В рециркуляционных системах предложенные ограничения по ОТЧ должны учитываться в технологиях снижения или удаления вторичных твердых веществ. В новых правилах и нормах EPA (23 августа 2004 года) предусмотрены только качественные ограничения по ОТЧ в виде Оптимальных методов управления (ОМУ), что позволяет учитывать индивидуальные региональные условия через разрешения NPDES (Национальная система ограничения выбросов загрязняющих веществ) в рамках существующих государственных или региональных программ. В рециркуляционных системах для удаления из воды взвешенных твердых частиц обычно используются микрофильтры. Дальнейшее увеличение концентрации взвешенных частиц в воде, используемой для промывки фильтров обратным потоком, позволяет существенно уменьшить объем стоков. А в некоторых случаях вода из обратного потока требует дополнительной концентрации, чтобы уменьшить объем резервуара, используемого для хранения стоков перед вывозом или утилизацией. Кроме того, это может оказаться необходимым выполнения локальных требований по качеству сточных вод. Цель данного анализа заключается в начальном изучении нескольких коммерческих полимеров, часто используемых для содействия коагуляции-флокуляции в области водоснабжения и очистки сточных вод, а также оценка их эффективности при очистке стоков рыбоводных хозяйств. Результаты начального отбора использовались для дальнейшего исследования шести полимеров с целью определения оптимальной дозировки полимеров для флокуляции стоков после микрофильтра и общей эффективности удаления твердых веществ. Результаты исследований показали эффективность удаления ОТЧ в 99% при осаждении, а окончательное содержание ОТЧ составило 10 – 17 мг/л. Хотя процесс не предназначен для удаления растворимого реактивного фосфора (РРФ), содержание РРФ уменьшилось на 92 – 95% за счет удаления большей части ОТЧ в воде, и составило приблизительно 1 мг/л – Фосфора. Дозировка была достаточно равномерной и составила 15 – 20 мг/л полимера. При такой дозировке затраты составляют $4,38 – $13,08 на метрическую тонну корма. * Автор: тел. +1-314-876-2815, факс +1-304-870-2208. Электронная почта: [email protected]

Введение

Микрофильтры стали очень популярны для удаления взвешенных твердых частиц, так как требуют минимальные трудозатраты и площадь для установки и способны обрабатывать большие объемы воды с очень малой потерей напора (Криппс и Бергхейм 2000 г., Тиммонс и другие 2002 г.). Сетчатые фильтры удаляют твердые вещества физически (процеживанием), когда размер ячеи сита меньше, чем размеры частиц, присутствующих в стоках. Однако микрофильтры создают отдельный поток сточных вод с твердыми частицами, требующий дополнительной обработки. Обратный поток от фильтра имеет переменный объем, а содержание твердых частиц зависит от нескольких факторов: площадь сечения сетки фильтра, метод контроля обратного потока, частота промывок и общая нагрузка на фильтр по взвешенным твердым частицам (ОТЧ) (Криппс и Бергхейм 2000). Обратный поток обычно выражается через процент потока, обрабатываемого фильтром, и составляет 0,2 – 1,5% от очищенного потока (Эбелинг и Саммерфелт 2002 г. ). Концентрация ОТЧ в обратном потоке составляет порядка 1000 мг/л и может изменяться в зависимости от размера ячеек сита, расхода, начальной концентрации и частоты обслуживания, а также других факторов (Эбелинг, неопубликованные данные). Фосфору уделяется наибольшее внимание среди всех элементов, присутствующих в стоках рыбоводных хозяйств, из-за его влияния на принимающие стоки водоемы. Фосфор часто является ограничивающим питательным элементом в естественных экосистемах, и, если концентрация фосфора в стоках превышает поглощающую способность принимающего водоема, возможен резкий рост водорослей. Исследования показали, что 30 – 84% общего фосфора, поступающего из рыбоводной системы, находится в твердом состоянии (Криппс и Бергхейм, 2000 г.). Таким образом, любой механизм, удаляющий твердые вещества из стоков, одновременно уменьшает количество фосфора, содержащегося в стоках. Во многих случаях обратный поток с микрофильтра требует дополнительной концентрации для минимизации объема, необходимого для хранения стоков и утилизации. Для этой цели используется несколько технологий, от простых осадочных фильтров-воронок (Эбелинг и Саммерфелт, 2002 г.) до сложных ленточных фильтров (Эбелинг и другие¸2004 г.). Для улучшения осадочных свойств и эффективности других технологий фильтрации размер частиц на выходе из микрофильтра можно увеличить при помощи дополнительных средств, способствующих коагуляции/флокуляции (Эбелинг и другие, 2004 г.). Процессы коагуляции и флокуляции со вспомогательными средствами, такими как квасцы и хлорид железа, являются стандартными технологиями, применяемыми в водоснабжении и очистке сточных вод для удаления взвешенных твердых частиц. С недавних пор вместо квасцов и хлорида железа для флокуляции взвешенных твердых частиц стали использовать полиполимеры с высоким молекулярным весом. Полимеры обладают следующими преимуществами:

  • меньшая дозировка
  • пониженное производство ила
  • более легкое хранение и смешивание
  • молекулярный вес и плотность частиц
  • можно оптимизировать, создавая средства, идеально подходящие для поставленной задачи
  • не требуется регулировка водородного показателя (рН)
  • полимеры соединяют многие меньшие частицы
  • улучшенная устойчивость флокулянта к сдвигающим силам

В прошлом вспомогательные средства для коагуляции/флокуляции широко не использовались в рыбоводстве из-за сильного разбавления стоков. Однако концентрированные стоки из рециркуляционных систем, особенно обратный поток от микрофильтров, делают эту технологию обоснованной с технической и экономической точки зрения.

Полимеры, или полиэлектролиты, состоят из простых мономеров, полимеризированных в вещества с высоким молекулярным весом (Меткалф и Эдди, 1991 г.), от 104 до 106 дальтонов. Полимеры имеют различный молекулярный вес, структуру (линейная или разветвленная), величину заряда, тип заряда и состав. Интенсивность заряда зависит от уровня ионизации функциональных групп, уровня сополимеризации и/или количества замещенных групп в структуре полимера (Уейкман и Тарлетон, 1999 г.). Что касается заряда, органические полимеры могут быть катионоактивными (с положительным зарядом), анионоактивными (с отрицательным зарядом) или неионными (без заряда). Полимеры в растворах обычно характеризуются меньшими скоростями диффузии и повышенной вязкостью, поэтому полимер необходимо рассеивать в воде механически. Для этой цели применяется краткосрочное энергичное перемешивание (градиенты скорости G порядка 1500 с-1, хотя в справочной литературе указываются значения 300 – 600 с-1), позволяющее улучшить рассеивание, но не настолько энергичное, чтобы разрушить полимер или флокуляты по мере их образования (Уэйкмен и Тарлетон, 1999 г. ).

Эффективность полимеров с высоким молекулярным весом при очистке стоков рыбоводных хозяйств зависит от эффективности каждого этапа процесса: коагуляция, флокуляция и отделение твердых частиц. В свою очередь, эффективность процесса зависит от:

  • концентрации полимера,
  • заряда полимера (анионоактивный, катионоактивный и неоинный),
  • молекулярного веса и плотности заряда полимера,
  • параметров сточной воды (размер частиц, концентрация, температура, жесткость, pH),
  • физических параметров процесса (дозировка, энергия смешивания, энергия флокуляции и длительность),
  • требуемой температуры воды на выходе.

Полиэлектролиты действуют двумя отдельными способами: нейтрализация заряда и сшивание частиц. Так как твердые частицы в сточных водах обычно заряжены отрицательно, катионоактивные электролиты с низким молекулярным весом могут действовать, как коагулянт, нейтрализующий или снижающий отрицательный заряд частиц; этот эффект похож на эффект от действия квасцов или хлорида железа. Это существенно снижает отталкивающие силы между коллоидными частицами, что позволяет ван-дер-ваальсовым силам притяжения инициировать начальное агрегирование коллоидных и мелких взвешенных частиц для образования микрофлокулятов. Коагулированные частицы обладают очень высокой плотностью, стремятся тесно группироваться и быстро осаждаться. Однако при использовании слишком большого количества полимера возможно обращение заряда, при котором частицы опять станут рассеиваться, но уже с положительным, а не отрицательным зарядом.

Полимеры с более высоким молекулярным весом обычно используются для повышения флокуляции сшивания. Полиполимеры прикрепляются к частицам в относительно небольшом количестве точек, оставляя длинные петли и хвосты, которые вытягиваются в окружающую воду. Для работы сшивающих флокулянтов расстояние между частицами должно быть достаточно малым для того, чтобы петли и хвосты могли соединить две частицы. Таким образом, молекула полимера прикрепляет себя к другой частице и образует мостик. Флокуляция обычно более эффективна с полимерами более высокого молекулярного веса. Однако при использовании слишком большого количества полимеров вся поверхность частицы может оказаться покрыта полимером, так что не останется свободных точек для мостообразования с другими частицами – эффект образования «волосяных шаров». В целом, полимеры с высоким молекулярным весом образуют относительно крупные, неплотно упакованные хлопья и более хрупкие хлопья (Уейкмен и Тарлетон, 1999 г.).

Поскольку химические свойства воды оказывают существенное влияние на эффективность работы полимеров, при выборе типа полимера для использования в качестве средства коагуляции/флокуляции обычно необходимо провести анализ сточных вод; окончательный выбор часто представляет собой «искусство», а не науку. Множество производителей предлагают сотни разных полимеров с широким диапазоном физических и химических свойств. И, хотя производители обычно могут предложить общую помощь, конечный пользователь часто должен решить, какая из множества линеек продуктов лучше всего подходит для конкретного применения и стоков, т. е. наиболее экономически эффективный. В данной статье представлены результаты серии испытаний, проведенных для отбора большого ассортимента коммерчески доступных полимеров, а затем дается оценка эффективности небольшой выборки, которая продемонстрировала потенциальную возможность использования со стоками от обратной промывки микрофильтров в рыбоводном хозяйстве. Статья не является всеохватывающим исследованием, а просто демонстрирует потенциал использования полимеров в качестве единственного средства для содействия коагуляции/флокуляции в стоках от обратной промывки микрофильтра.

Материалы и методы – Отбор

Мы обратились к трем поставщикам коммерческих полимеров и получили образцы полимеров, рекомендованных для использования в стоках рыбоводных хозяйств. Эти поставщики: Ciba Specialty Chemicals Corporation, http://www.cibasc.com; Cytec Industries Inc. http://www.cytec.com; Hychem, Inc., http://www.hychem.com. В таблице 1 перечислены конкретные поставленные полимеры, семейства химических веществ, заряды, молекулярный вес и форма, взятые из данных, указанных в описании продуктов или паспортах безопасности материалов

Испытания в стеклянном сосуде

На протяжении более 50 лет испытания в стеклянном сосуде являются стандартной методикой оптимизации добавления коагулянтов и флокулянтов в области очистки сточных вод и водоснабжения (ASTM (Американское общество по испытанию материалов), 1995 г. ). Поскольку взаимодействие полимеров очень сложное, для определения оптимальной дозировки, длительности и интенсивности смешивания и флокуляции используются лабораторные исследования. Испытания полимеров на коагуляцию-флокуляцию были проведены в соответствии со стандартными процедурами испытаний сточных вод на коагуляцию-флокуляцию, применяемых для определения химических веществ, дозировки и условий, необходимых для достижения оптимальных результатов (ASTM, 1995 г.). Испытания в стеклянном сосуде позволяют оценить общую эффективность процессов, в частности, интенсивность и длительность смешивания, и как они влияют на размер и плотность хлопьев (Ли и Лин, 1999 г.). Образцы для испытаний в стеклянном сосуде были взяты непосредственно из накопительного бака, в который поступает вода с обратной промывки двух промышленных рециркуляционных систем, в которых выращивается голец арктический и радужная форель. Первая из них – опытная система с частичной рециркуляцией, состоящая из трех круглых рыбоводных бассейнах с двойными сливами тип Cornell диаметром 3,66 м и глубиной 1 м с максимальной нормой кормления 45-50 кг в день (Саммерфелт и другие, 2004 г. ). Вторая система представляет собой систему с полной рециркуляцией, состоящую из круглого рыбоводного бассейна емкостью 150 м3 с максимальной нормой кормления в 200 кг в день (Саммерфелт и другие, 2004 г.). Параметры качества стоков с обратной промывки микрофильтра приведены в таблице 2.

Таблица 1. Перечень отобранных полимеров, химических семейств, зарядов, молекулярных весов и рекомендованных дозировок.

Компания Ciba Specialty Chemicals, 2301 Уилрой роад, Саффолк, Виржиния, 2343

Торговое название Химическое семейство Заряд Молекулярный вес Максимальная дозировка для питьевой воды Форма
Magnafloc LT 7990 Полиамин Очень высокий катионный заряд Очень низкий 20 мг/л Жидкая
Magnafloc LT 7991 Полиамин Очень высокий катионный заряд Очень низкий 20 мг/л Жидкая
Magnafloc LT 7992 Органический катионоактивный полиэлектролит Очень высокий катионный заряд Очень низкий 50 мг/л Жидкая
Magnafloc LT 7995 Органический катионоактивный полиэлектролит Очень высокий катионный заряд Очень низкий 25 мг/л Жидкая
Magnafloc LT 7922 Акриламидный полимер или сополимер Малый катионный заряд Очень высокий 1 мг/л Жидкая
Magnafloc LT 20 Полиакриламид Неионный заряд Средний 1 мг/л Порошок
Magnafloc LT 22S Сополимер квартернарной акрилатной соли и акриламида Малый катионный заряд Высокий 1 мг/л Порошок
Magnafloc LT 25 Сополимер акрилата натрия и акриламида Малый анионный заряд Средний 1 мг/л Порошок
Magnafloc LT 26 Сополимер акрилата натрия и акриламида Средний анионный заряд Средний 1 мг/л Порошок
Magnafloc LT 27 Сополимер акрилата натрия и акриламида Средний анионный заряд Высокий 1 мг/л      Порошок
Magnafloc E 30 Полиакриламид Неионный заряд Высокий 3,5 мг/л Жидкая
Magnafloc E 32 Анионактивная полиакриламидная эмульсия Очень низкий анионный заряд Высокий 3,5 мг/л Жидкая
Magnafloc E 38 Анионактивная полиакриламидная эмульсия Высокий анионный заряд Очень высокий 3,5 мг/л Жидкая

 

Компания Cytec Industries, Inc. , Вест Патерсон, Нью-Джерси

Торговое название Химическое семейство Заряд Молекулярный вес Максимальная дозировка для питьевой воды Форма
SuperFloc A-120 Анионоактивный полиакриламид Малый анионный Высокий 1 мг/л Порошок
SuperFloc A-130 Анионоактивный полиакриламид Малый анионный Высокий 1 мг/л Порошок
A-137 Полиакриламид Малый анионный Высокий 1 мг/л Порошок

 

Компания Hychem, Inc. 10014 Шоссе Н. Дейл Мейбри, Корпус 213, Тампа, Флорида 33618

Торговое название Химическое семейство Заряд Молекулярный вес Максимальная дозировка для питьевой воды Форма
Hyperfloc CE 834 Катионоактивный полиакриламид Средний катионный заряд Очень высокий 0,5 – 20 мг/л Жидкость
Hyperfloc CE 854 Катионоактивный полиакриламид Средний катионный заряд Очень высокий 0,5 – 20 мг/л Жидкость
Hyperfloc CE 1950 Катионоактивный полиакриламид Средний катионный заряд Очень высокий 0,5 – 20 мг/л Жидкость

 

Таблица 2.
Параметры качества воды стоков с обратной промывки микросетчатого фильтра
Параметр Единица измерения Среднее Стандартное отклонение Диапазон
рН   7,43 0,26 6,97 – 7,78
Температура ºC 19,4 1,4 18 – 21
Щелочность (мг/л) 292 21 260 – 324
Фосфор (мг/л – Ф) 12,3 5,7 6,0 – 22
Общие взв. в-ва (мг/л) 1015 401 517 – 1540
Общий азот (мг/л – N) 77,8 89,6 8 – 236
Общий аммонийный азот (мг/л – N) 14,8 24,5 3,4 – 92
NO2 (мг/л – N) 0,43 0,34 0,23 – 1,36
NO3 (мг/л – N) 38,8 9,2 25,5 – 48,6
БПК5 (мг/л) 548 190 281 – 947

Количество образцов = 9

 

Стандартный аппарат для проведения испытаний в стеклянном сосуде, шестилопастная мешалка с подсвеченной основой Phipps & Bird (Рис. 1), использовалась для проведения испытаний с шестью двухлитровыми квадратными емкостями из плексигласа B-Ker2, иногда называемыми Gator Jars. В емкостях имеется проботборник, расположенный на 10 см ниже уровня воды, позволяющий многократно брать пробы с минимальным влиянием на протекание испытаний. Все шесть плоских лопастей работают от одного электродвигателя переменной скорости, от 0 до 300 оборотов в минуту. Подсвеченное основание позволяет следить за образованием хлопьев и осаждением.

Стандартные растворы полимерных флокулянтов использовались для повышения простоты обращения и измерений, а также обеспечения хорошего смешивания внутри емкостей. Стандартные растворы приготавливались ежедневно, следуя рекомендациям производителя, либо прямым растворением, либо с применением метода ацетоновой дисперсии твердых полимеров. Простые растворы из ключевой воды с концентрацией полимеров 0,2% по весу приготавливались непосредственно перед каждым испытанием. Обычно фактические испытания являются репрезентативными существующей системы очистки, например, баков для смешивания, флокуляции и осаждения водоочистных сооружений, по параметрам длительности смешивания и флокуляции, скорости смешивания и длительности осаждения. В данном масштабном исследовании применялись стандартные скорости и время смешивания и флокуляции. Для каждого испытания соблюдалась следующая процедура (ASTM, 1995 г.). В каждую емкость помещалось два литра стоков с обратной промывки микрофильтра, замеренные при помощи мерного цилиндра; начальная температура записывалась. Доза полимерного флокулянта для каждой банки тщательно замерялась в спринцовке при помощи аналитических весов. Регулятор скорости мешалки устанавливался в положение «интенсивного перемешивания», т.е. на максимальные обороты в минуту (градиент скорости ~ 400 с-1), и тестовый раствор впрыскивался в банки. После заданного времени интенсивного перемешивания (10 сек) скорость перемешивания уменьшалась до значения «флокуляция» или «медленное перемешивание»: 20 оборотов в минуту на протяжении 10 минут. По истечении этого периода лопасти мешалки вытаскивались и образец оседал в течение 15 минут. Затем отбирались пробы для анализа через порты для взятия проб, расположенные на 10 см ниже уровня жидкости в банке.

Анализ эффективности

Во всех испытаниях измерялась мутность и содержание растворимого реактивного фосфора (РРФ, ортофосфат). Для целей контроля полимера мутность использовалась в качестве показателя взвешенных твердых частиц и ортофосфата по содержанию фосфора. В таблице 3 показаны методы, использованные для каждого анализа. Когда необходимо, для обеспечения контроля качества наряду с образцами анализировались эталоны реагентов и контрольные пробы.

Таблица 3. Лабораторные методы, использованные для анализа с колориметром Hach DR/2010
Параметр Метод/диапазон
Щелочность Стандартные методы 2320 В
Фосфор, реактивный * Метод Хэча 8048 (ортофосфат) 0-0,8 мг/л P
Общие взвешенные твердые частицы Стандартные методы 2540D
<Мутность + Метод Хэча 8237 0-450 NTU (нефелометрическая единица мутности)

+ Адаптировано из Стандартных методов исследования воды и сточных вод (APHA, 1998 г. )
* Одобренные для отчетности USERPA

 

Результаты исследования

Для определения эффекта от добавленного полимера были проведены контрольные испытания со стеклянной емкости. Процентное снижение рассматриваемых параметров сточных вод в результате очистки рассчитывалось относительно необработанной, нефлокулированной, но осажденной сточной воды, а не сырой сточной воды. В таблице 4 показаны предварительные результаты проведенного исследования. Процентное удаление рассчитывалось по максимальному уменьшению мутности до максимальной дозировки, рекомендованной для очистки источников питьевой воды, Национальный фонд санитарной защиты США. Хотя в некоторых случаях высокие уровни удаления частиц наблюдались при более высоких дозировках, было принято решение не превышать допустимые дозировки для минимизации риска для окружающей среды от выбросов очищенных сточных вод.

Как видно из таблицы 4, был получен широкий диапазон результатов, от отсутствия эффекта на взвешенные твердые частицы, до существенного удаления взвешенных частиц и существенного эффекта на концентрацию растворимого реактивного фосфора. Это подчеркивает необходимость испытания индивидуальных полимеров в фактических потоках сточных вод. Невозможно сделать какие-либо общие выводы, такие как разница эффективности между катионными и анионными зарядами, либо между высоким или малым молекулярным весом. Например, одна из максимальных эффективностей получена при использовании полимера с большим катионным зарядом и очень малым молекулярным весом (Magnafloc LT 7991) и полимера с малым катионным зарядом и высоким молекулярным весом (Magnafloc LT 22S). Хотя и не очень эффективно, magnafloc E-38 демонстрирует определенную эффективность с большим анионным зарядом и очень высоким молекулярным весом. Так же не была выявлена значительная связь между семействами полимеров, так как почти все типы демонстрировали некоторую эффективность, а в одном случае (полиамин) продемонстрировали одновременно неэффективность или очень высокую эффективность по взвешенным твердым частицам (Magnafloc LT 7990 и LT 7991).

На Рис. 2 показан пример результата испытаний для Hyperfloc CE 854, катионоактивной эмульсии полиакриламидного сополимера с большим катионным зарядом и очень высоким молекулярным весом. Как видно из рисунка, при небольшой добавке полимера, с дозировкой 25 мг/л, имеет место значительное уменьшение мутности. Увеличение мутности при более высоких дозировках полимера типично и наблюдалось в некоторых других испытанных образцах. Как было сказано ранее, это, возможно, вызвано обращением заряда частиц. На Рис. 3 показано снижение содержания растворимого реактивного фосфора в результате удаления поддающихся фильтрации или осаждаемых твердых частиц, что подтверждает, что любой метод, повышающий эффективность удаления твердых частиц, также снижает общее содержание фосфора на выходе из системы. Вспомогательные средства для коагуляции, такие как квасцы и хлорид железа, удаляют фосфор при помощи химической реакции, в результате которой фосфор прикрепляется к ионам металла. Важно помнить, что, в отличии от квасцов и хлорида железа, полимеры не предназначены для удаления фосфора напрямую, а удаляют значительные количества фосфора при удалении взвешенных твердых частиц, сконцентрированных в сточных водах.

Таблица 4. Предварительные результаты оценки эффективности полимеров: эффективность в снижении мутности и выводе РРФ.
Ciba Specialty Chemicals % снижения Максимальная дозировка
Торговое название Оптимальная дозировка Мутность РРФ 20 мг/л
Magnafloc LT 7991* 20 мг/л + 89%  53% 20 мг/л
Magnafloc LT 7992* 20 мг/л 84% 47% 50 мг/л
Magnafloc LT 7995* 10 мг/л 184% 47%      25 мг/л
Magnafloc LT 7992 1,0 мг/л + 48%      45% 1 мг/л
Magnafloc LT 20      Нет эффекта —- —- 1 мг/л
Magnafloc LT 22S* 1,0 мг/л + 91% 48% 1 мг/л
Magnafloc LT 25 Нет эффекта —- —- 1 мг/л
Magnafloc LT 26 Нет эффекта —- —- 1 мг/л
Magnafloc LT 27 Нет эффекта —- —- 1 мг/л
Magnafloc E 30 Нет эффекта —- —- 3,5 мг/л
Magnafloc E 32 Нет эффекта —- —- 3,5 мг/л
Magnafloc E 38 1,0 мг/л 45%  34% 3,5 мг/л
+ максимальные рекомендованные концентрации для очистки питьевой воды (NSF)
Cytec Industries
SuperFloc A-120      Нет эффекта —- —-      1 мг/л
SuperFloc A-130 1 мг/л 35% 7% 1 мг/л
SuperFloc A-137      0,5 мг/л 40% 6% 1 мг/л
 
Hychem, Inc Рекомендованная
Hyperfloc CE 834 50 мг/л 87% 10% 0,5 – 20 мг/л
Hyperfloc CE 854* 5 мг/л 98% 73% 0,5 – 20 мг/л
Hyperfloc CE 1950* 25 мг/л 94% 67% 0,5 – 20 мг/л

* отобраны для дальнейшего исследования. % удаления = [(осажденные – очистка полимерами) / осажденные] * 100%

 

Ось Y: Мутность (NTU)

Ось Х: Концентрация полимера СЕ 854 (мг/л)

 

 

Ось Y: Фосфор (мг/л – Р)

Ось Х: Концентрация полимера СЕ 854 (мг/л)

Анализ отобранных полимеров

Исходя из результатов отборочных испытаний, для дальнейшего анализа было отобрано шесть полимеров, таблица 4. Три из этих полимеров имеют очень большой катионный заряд, два имеют высокий катионный заряд и один – малый катионный заряд. Кроме того, три из них обладают очень низким молекулярным весом, один высоким молекулярным весом и два – очень высоким молекулярным весом. Полимеры с анионным зарядом не были выбраны из-за низкой общей эффективности. Magnafloc LT 7991, 7992 и 7995 имеют очень большой катионный заряд и низкий молекулярный вес, поэтому их эффективность должна быть очень близка к коагулянтам квасцы и хлорид железа по адсорбции-нейтрализации заряда частиц. Hyperfloc CE 854 и CE 1950 оба обладают большим катионным зарядом и высоким молекулярным весом, и должны обеспечивать нейтрализацию заряда и сшивание частиц. Magnafloc 22S с очень малым катионным зарядом и высоким молекулярным весом должен работать преимущественно за счет сшивания частиц.

На протяжении нескольких недель были проведены тройные испытания этих полимеров в широком диапазоне стоков с обратной промывки. Кроме этих анализов, анализ по общему содержанию твердых частиц (ОТЧ) был проведен по стандартным методикам (APHA, 1998 г.). Влияние дозировки полимеров показано на Рис. 4, 5 и 6, а обобщение результатов дается в Таблицах 5 и 6 – эффективность удаления ОТЧ и РРФ из сырых стоков с микрофильтра в очищенные стоки при оптимальной дозировке, а также эффект от полимера в сравнении с осаждением.

 

Ось Y: Общее количество взвешенных твердых частиц (мг/л)

Ось Х: Концентрация полимера (мг/л)

 

Ось Y: Общее количество взвешенных твердых частиц (мг/л)

Ось Х: Концентрация полимера LT 22S (мг/л)

 

Ось Y: Общее количество взвешенных твердых частиц (мг/л)

Ось Х: Концентрация полимера (мг/л)

Таблица 5.
Эффективность удаления ОТЧ за счет только осаждения, эффект от полимера по сравнению с осаждением и общая эффективность удаления.
Полимер Оптим. дозировка (мг/л) ОТЧ в сырых стоках (мг/л) ОТЧ в осажд-х стоках (мг/л) ОТЧ в очищ-х стоках (мг/л) % удаления за счет осажд-я Дополн. удаление с поли-
мером

%
удаления с осажд-
нием и поли-
мером

LT 7991
 
  825 219 19 73 % 91 % 98 %
892 224 15 75 % 93 % 98 %
773 164 15 79 % 91 % 98 %
Среднее: 830 202 16 76 % 92 % 98 %
Ст. откл. 60 33 2,3 3 % 1 % 0,3 %

LT 7992

 

 

 

 

 

20 мг/л

585 151 16 74 % 89 % 97 %
1350 207 17 85 % 92 % 99 %
1054 180 17 83 % 91 % 98 %
Среднее: 996 179 17 81 % 91 % 98 %
Ст. откл. 386 28 0,6 6 % 1 % 1 %

LT 7995

 

 

 

 

 

15 мг/л

982 224 17 77 % 92 % 98 %
1231 168 14 86 % 92 % 99 %
982 159 13 84 % 92 % 99 %
Среднее: 1065 184 15 82 % 92 % 99 %
Ст. откл. 144 35 2,1 5 % 0,4 % 0,3 %

LT 22S

 

 

 

 

 

2 мг/л

1124 138 36 88 % 74 % 97 %
1033 246 76 76 % 69 % 93 %
1057 174 53 84 % 70 % 95 %
Среднее: 1071 186 55 82 % 71 % 95 %
Ст. откл. 47 55 20 6 % 3 % 2 %

CE 854

 

 

 

 

 

20 мг/л

1007 285 13 72 % 95 % 99 %
843 188 9 78 % 95 % 99 %
1046 224 9 79 % 96 % 99 %
Среднее: 965 232 10 76 % 96 % 99 %
Ст. откл. 108 49 2 4 % 0,4 % 0,2 %

CE 1950

 

 

 

 

 

20 мг/л

1100 159 17 86 % 89 % 98 %
606 203 11 67 % 95 % 98 %
806 294 12 76 % 94 % 99 %
Среднее: 837 285 13 76 % 93 % 98 %
Ст. откл. 248 23 3 10 % 3 % 0,2 %
Таблица 6. Эффективность удаления РРФ за счет только осаждения, эффект от полимера по сравнению с осаждением и общая эффективность удаления.

 

Полимер Оптим. дозировка (мг/л) РРФ в
сырых стоках (мг/л)
РРФ в
осажд-х стоках (мг/л)
РРФ в
очищ-х стоках (мг/л)
% удаления
за счет
осаждения
Дополн. удаление
с поли-
мером
%
удаления
с осажде-
нием
и поли-
мером
LT
7991
 
18 мг/л 12,5 3,81 0,93 70 % 76 % 93 %
18,0 4,85 1,24 73 % 74 % 93 %
12,1 3,26 0,98 73 % 70 % 92 %
Среднее: 14 4,0 1,05 72 % 73 % 93 %
Ст. откл. 3,3 0,8 0,17 2 % 3 % 1 %

LT
7992

 

 

 

 

 

20 мг/л

9,0 2,5 0,79 72 % 68 % 91 %
20,9 3,91 1,09 81 % 72 % 95 %
19,2 4,1 0,91 79 % 78 % 95 %
Среднее: 16 3,5 0,93 77 % 73 % 94 %
Ст. откл. 6,4 0,9 0,15 5 % 5 % 2 %

LT
7995

 

 

 

 

 

15 мг/л

20,8 4,92 1,38 76 % 72 % 93 %
27,4 3,71 0,97 86 % 74 % 96 %
23,8 3,78 0,91 84 % 76 % 96 %
Среднее: 24,0 4,1 1,09 82 % 74 % 95 %
Ст. откл. 3,3 0,7 0,26 5 % 2% 2 %

LT
22S

 

 

 

 

 

2 мг/л

16,3 2,51 0,87 85 % 65 % 95 %
18,9 5,02 1,69 73 % 66 % 91 %
18,9 3,45 1,58 82 % 54 % 92 %
Среднее: 18,0 3,7 1,38 80 % 62 % 92 %
Ст. откл. 1,5 1,3 0,45 6 % 7 % 2 %

CE
854

 

 

 

 

 

20 мг/л

13,8 4,36 1,04 68 % 76 % 92 %
16,0 4,30 0,83 73 % 81 % 95 %
20,6 4,66 0,89 77 % 81 % 96 %
Среднее: 16,8 4,4 0,92 73 % 79 % 95 %
Ст. откл. 3,5 0,2 0,11 4 % 3 % 2 %

CE
1950

 

 

 

 

 

20 мг/л

21,1 3,55 0,90 83 % 75 % 96 %
12,5 4,43 0,81 65 % 82 % 94 %
15,4 4,07 0,89 74 % 78 % 94 %
Среднее: 16,3 4,0 0,87 74 % 78 % 95 %
Ст. откл. 4,4 0,4 0,05 9 % 4 % 1 %

 

Хотя использовалось большое количество полимеров, результаты показывают отличную эффективность удаления для всех из них, кроме LT 22S. Удаление общих взвешенных твердых частиц было близко к 99% при конечной концентрации РРФ не более 10 – 17 мг/л. Хотя данный процесс и не предназначен для удаления РРФ, за счет снижения концентрации ОТЧ в стоках содержание РРФ было уменьшено на 92 – 95%, приблизительно до 1 мг/л – P. Дозировка полимера была довольно равномерной, от 15 до 20 мг/л. Хотя полимер LT 22S не демонстрировал высокую эффективность удаления, по сравнению с другими, 95% ОТЧ и 92% РРФ, учитывать следует только дозировку 2 мг/л в соотношении с требуемыми конечными пределами.

В таблицах 5 и 6 показана эффективность по ОТЧ и РРФ при осаждении отдельно, а также повышение эффективности при добавлении полимера. Интересно отметить, что осаждение само по себе способно удалять 76 – 82% ОТЧ и 72 – 82% РРФ при испытании в стеклянном сосуде, что подтверждает результаты Криппса и Бергхейни (2000 г.), которые утверждали, что 30 – 84% фосфора, вырабатываемого рыбоводными системами, содержится в соединениях твердых частиц. При использовании полимеров эффективность удаления значительно возросла – 71 – 96% остатка ОТЧ и 62 – 79% остатка РРФ.

Экономическая сторона использования полимеров выглядит очень привлекательно. Предполагая, что приблизительно 30% корма попадает в стоки в форме взвешенных твердых частиц, и что концентрация ОТЧ в стоках от промывки микрофильтра составляет приблизительно 1000 мг/л (1 г/л), с каждого килограмма корма производится около 300 л промывочных стоков. Предполагая среднюю дозировку в 20 мг/л, требуется всего 6 г на кг корма. Стоимость полимеров получена от двух производителей и указана в таблице 7. Одна из проблем с промышленными химическими средствами – они обычно поставляются только большими партиями, поэтому минимальная поставка от Ciba Specialty Chemicals – 450 фунтовая бочка, а следующий размер – 2400 фунтовый контейнер. Минимальное количество, поставляемое компанией Hychem – емкость объемом 5 галлонов, затем идет бочка на 450 фунтов, далее идет невозвратная цистерна на 2300 фунтов (275 галлонов), и максимальная партия – железнодорожная цистерна. Как видно из таблицы 7, общая стоимость использования рассмотренных полимеров очень мала по сравнению со стоимостью корма.

Таблица 7. Приблизительная стоимость обработки одной метрической тонны корма, предполагая, что 30% корма оказывается в стоках в виде взвешенных частиц, а концентрация ОТЧ в промывочной воде составляет 1000 мг/л.

 

Полимер Стоимость полимера Стоимость на кг Стоимость на метрическую тонну корма
LT 7991 $247,50 / 450 фт. бочка $1,21 $7,26
LT 7992 $148,50 / 450 фт. бочка $0,73 $4,38
LT 7995 $252,00 / 450 фт. Бочка $1,23 $7,38
CE 854 <$418,50 / 450 фт. Бочка $2,05 $13,08
CE 1950 $418,50 / 450 фт. бочка $2,05 $13,08

 

Заключение

Результаты данного предварительного исследования широкого диапазона полимеров показали, что не существует единого полимерного флокулянта, по химическому семейству, ионному заряду или молекулярному весу, эффективность которого можно предсказать при его использовании в качестве вспомогательного средства для флокуляции. Наиболее эффективный полимер лучше всего определяется по рекомендациям производителя, исходя из опыта и лабораторных и полевых испытаний. В результате данного исследования была получена эффективность удаления ОТЧ, близкая к 99%, при конечной концентрации ОТЧ 10 – 17 мг/л. Эти результаты основаны на испытаниях в стеклянных сосудах, и производительность в реальных отстойных бассейнах может отличаться из-за неидеальных условий. Хотя данная процедура не предназначена для удаления РРФ, количество РРФ уменьшилось на 92 – 95% в результате удаления большинства ОТЧ из сточной воды. Дозировка была довольно равномерной и составила 15 – 20 мг/л. На данный момент планируются дополнительные испытания полимеров, который продемонстрировали максимальную эффективность в удалении взвешенных твердых частиц. Эти испытания включают в себя оптимизацию скорости и длительность смешивания и флокуляции, а также дозировки. Производители предоставили ограниченные экономические данные, и стоимость полимера на кг корма приведена оценочная. Стоимость составила от $4,38 на метрическую тонну корма для LT 7992 до $7,30 на метрическую тонну для LT 7991 и LT 7995 и до $13,08 на метрическую тонну корма для CE 854 и CE 1950.

Благодарности

Данное исследование получило поддержку от Департамента сельского хозяйства Соединенных Штатов, Службы сельскохозяйственных исследований в рамках Соглашения о сотрудничестве 59-1930-1-130. Любые мнения, выводы, заключения или рекомендации, приведенные в данной презентации, принадлежат исключительно авторам и могут не отражать точку зрения Департамента сельского хозяйства США. Любое название промышленности, продукта или торговое название используется исключительно в описательных целях и не подразумевает поддержку этих компаний или их продукции.

Справочная информация APHA, 1995. Стандартные методы исследования воды и сточных вод. 18-е издание. Американская ассоциация общественного здравоохранения, Американская ассоциация водоснабжения, Федерация по контролю загрязнения водной среды, Вашингтон, Округ Колумбия.

ASTM, 1995. Стандартная практика испытаний воды на коагуляцию-флокуляцию в стеклянном сосуде Е1-1994 R(1995), D 2035-80. Ежегодный сборник стандартов ASTM, Том 11.02.

AWWA, 1997. Проектирование водоочистных сооружений. Американская ассоциация водоснабжения, Американское общество инженеров-строителей, Третье издание, McGraw-Hill, Нью-Йорк.

Криппс, С.Дж. Бергхеим, А., 2000. Управление и удаление твердых веществ в интенсивных рыбоводных производственных системах. Aquaculture Engineering, 22 (1): 33-56.

Эбелинг, Дж.М., Саммерфелт, С. Т., 2002. Оценка эффективности системы очистки сточных вод полномасштабной интенсивной рециркуляционной рыбоводной системы. Страницы 506-515. Четвертая международная конференция, посвященная рециркуляционной аквакультуре. Т.Т. Рейкстроу, Л.С. Дуглас и Дж.Дж. Флик (редакторы). Политехнический Институт и Государственный Университет Виржинии, Блексбург, Виржиния.

Эбелинг Дж.М., Огден С., Сибрелл П.Л., Ришел К.Л., 2004. Использование вспомогательных химических средств для коагуляции при удалении взвешенных твердых частиц и фосфора из стоков с микрофильтра интенсивной рыбоводной рециркуляционной системы, Сельскохозяйственный журнал Северной Америки, 66: 198-207.

Эбелинг Дж.М., Сибрелл П.Л., Огден С., Саммерфелт С.Т., 2003. Оценка вспомогательных химических средств для коагуляции-флокуляции для удаления фосфора и стоков рециркуляционных рыбоводных систем. Aquaculture Engineering, 29 (1): 23-42.

Эбелинг Дж.М., Огден С.Р., Ришел К.Л., 2004. Предварительная оценка эффективности ленточных фильтров Hydrotech при использовании вспомогательных средств для коагуляции/флокуляции (квасцы и хлорид железа) для удаления взвешенных твердых частиц и фосфора из стоков с микро- фильтров интенсивных рыбоводных рециркуляционных систем. Представлено на Собрании всемирного сообщества аквакультуры, 1 – 5 марта, Гонолулу, Гавайи.

Международное агентство по защите окружающей среды, 2004. Рекомендации по ограничению сточных вод и стандарты производительности для новых источников в концентрированных производствах водных животных; окончательные правила. http://a257.g.akamaitech.net/7/257/2422/06jun20041800/edocket.access.gpo…. 40 CFR Часть 451, 23 августа, 2004 г.

Ли С.С., Лин С.В., 2000. Руководство по экологическим расчетам. McGraw-Hill, Нью-Йорк.

Меткалф и Эдди, Инк, 1991. Сточные воды: очистка, отвод и утилизация. 3-е издание. McGraw-Hill, Inc., Бостон, Массачусетс.

Тиммонс М.Б., Эбелинг Дж.М., Уитон Ф.У., Саммерфелт С.Т., Винси Б.Дж., 2002. Рециркуляционные системы в аквакультуре. Cayuga Aqua Ventures, 650 стр.

Саммерфелт С.Т., Уилтон Дж., Робертс Д., Савадж Т., Фонкалсруд К., 2004. Разработки в рыбоводных систем для разведения гольца арктического в Северной Америке. Aquaculture Engineering. 30:31-71

Саммерфелт С.Т., Девидсон Дж.У., Уолдроп Т.Б., Тсукуда С.М., Бебак-УиллиамсДж., 2004. Система с частичной рециркуляцией для холодноводных рыбоводных хозяйств. Aquaculture Engineering 31:157-181.

Уэйкмэн Р.Дж., Тарлетон Е.С., 1999. ФИЛЬТРАЦИЯ: выбор оборудования, моделирование и симулирование процессов. Elsevier Science Ltd, Нью-Йорк, 446 стр.

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

 

Изменение свойств в зависимости от температуры – весьма важная ха­рактеристика полимерных материалов. Знание температурных переходов важ­но, прежде всего, потому что позволяет установить тот температурный интер­вал, в котором данный полимер имеет достаточную механическую прочность и может применяться в практических целях как конструкционный материал.

Основными понятиями, характеризующими температурные характери­стики полимерных материалов, являются теплостойкость, термостойкость и др.

Теплостойкость полимеров – предельная температура, до которой со­храняется необходимая прочность полимера. Она характеризуется температур­ным интервалом, в котором полимер в виде изделия сохраняет необходимую механическую прочность и работоспособность. Количественная характеристи­ка теплостойкости — температура, при которой в условиях действия постоян­ной нагрузки деформация образца не превышает некоторую величину.

Для твердых полимеров (стеклообразных или кристаллических) тепло­стойкость – способность не размягчаться при повышении температуры, для эластомеров – способность сохранять высокоэластические свойства и проч­ность при повышении температуры. Количественной характеристикой служит коэффициент теплостойкости, т.е. отношение какого-либо механического свойства (прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и др.) при повышенных температурах к соответствующим значениям при нор­мальной температуре.

Существует ряд стандартизированных методов определения теплостой­кости, которые различаются формой и размерами испытуемых образцов, видом деформаций, скоростью повышения температуры и др. Так, при определении теплостойкости по Мартенсу консольно закрепленный образец подвергают действию изгибающего момента и фиксируют температуру, при которой достигается определенная деформация. Теплостойкость по Вика определяют вдавливанием в образец торца цилиндра, при этом фиксируют температуру, при которой глубина вдавливания составит определенное значение (табл.1 ). Получаемые в этих методах характеристики теплостойкости фиксирует раз­мягчение полимерного материала только при некоторых принятых режимах нагружения и нагревания. В условиях эксплуатации теплостойкость полимеров зависит как от приложенной нагрузки, так и от длительности ее воздействия. При этом для стеклообразных полимеров теплостойкость не может превышать температуру стеклования, а для кристаллических – температуру плавления.

 

Характеристики теплостойкости полимеров

Таблица I

Полимер Теплостойкость Теплостойкость
  по Вика. °С по Мартенсу, °С
Полиформальдегид -
Полиметилметакрилат 105-115 60-80
Поликарбонат 150-160 115-125
Полипропилен -
Полистирол -
Поливинилхлорид 90-95 65-70

 

Общим методом, позволяющим более полно характеризовать темпера­турный диапазон работоспособности полимера, может служить определение области температур и напряжений, в которой полимерный материал остается твердым в течение определенного времени. При этом образец подвергают одноосному сжатию до заданной деформации, после чего повышают темпера­туру с постоянной скоростью. На графике зависимости напряжения от темпе­ратуры наблюдается максимум (наибольшая прочность), как это показано на рис. 17,а, обусловленный тем, что сначала напряжение в материале увеличива­ется вследствие теплового расширения, а затем снижается из-за размягчения и резкого ускорения релаксационных процессов при повышенных температу­рах. Варьированием нагрузок определяют кривую, представляющую собой геометрическое место максимумов. Полученная кривая разграничивает область напряжений и температур, в которой теплостойкость сохраняется, и область, соответствующую потере теплостойкости.

Для иллюстрации данного метода на рис. 17,6 приведены кривые, ограни­чивающие область работоспособности различных классов полимеров: 1- полиметилметакрилата, 2 – поликарбоната, 3 – полиакрилата, 4 – полиамида. Видно, что испытанные полимеры могут использоваться в качестве конструкционных материалов в следующих температурных пределах: полиметилметакрилат до 70 °С, поликарбонат до 140 °С, полиакрилат до 250 °С и полиамид до 300°С.

Термостойкость полимеров – предельная температура, при которой происходит химическое изменение полимера, отражающееся на его свойствах. Химические процессы, протекающие при высоких температурах, приводят к термической деструкции или структурированию полимеров. Таким образом, термостойкость является тем температурным пределом, выше которого уже не может быть использована теплостойкость полимера, поскольку выше этого предела полимер не может существовать не изменяясь.

Термостойкость определяют методами термогравиметрии и дифференци­ального термического анализа.

При использовании термогравиметрии испытание проводят при непре­рывном повышении температуры с определенной скоростью. Количественной характеристикой является температура Т(), при которой начинается интенсив­ная потеря массы образца, или температура, при которой потеря массы состав­ляет определенную долю от исходной массы образца, например, 0,5 (Т05) (табл.2).

Характеристики термостойкости некоторых полимеров (данные получены гермогравимстрней в психометрических условиях)

 

Т а б л и ц а 2

Полимер Т0,°С Т0,5,°С
Поливинилхлорид
Полипропилен
Полистирол
Полиэтилен
Поливинилфторид
Политетрафторэтилен

 

При использовании второго метода, основанного на том, что химические превращения полимера сопровождаются тепловыми эффектами, возможно бо­лее точное определение температуры начала интенсивных химических пре­вращений макромолекул.

Следует обратить внимание на то, что для многих твердых полимеров (ПЭ, ПП, ПММА, ПС) потеря теплостойкости происходит при значительно низких температурах, чем потеря термостойкости. В этом случае верхний тем­пературный предел работоспособности полимерного материала определяется его теплостойкостью, а не термостойкостью. Для ряда полимеров (например, полипиромеллитимидов) потеря теплостойкости и термостойкости происходит почти при равных температурах. Для некоторых полимеров (целлюлоза, поли­метил и денфталит) теплостойкость теряется при температурах, когда материал остается теплостойким вплоть до химического изменения. Работоспособность такого полимера ограничивается термостойкостью.

С целью повышения термостойкости в полимер вводятся специальные добавки – стабилизаторы, замедляющие термическую и термоокислительную деструкцию.

Теплопроводность полимеров – способность полимерных тел переносить тепло от более нагретых элементов к менее нагретым. Она зависит от темпера­туры, химической структуры и физического состояния.

Для температурной зависимости теплопроводности аморфных полимеров характерно наличие пологого максимума при температуре стеклования.

Теплопроводность кристаллических полимеров больше, чем аморфных. С увеличением температуры от -180 до 150°С теплопроводность кристалличе­ских полимеров падает (ПЭ, полиметиленоксид), других – растет (ПП, Ф-4, Ф-3). По абсолютному значению теплопроводность полимеров 1-й группы выше, чем у 2-й группы. Для всех полимеров с ростом степени кристаллично­сти теплопроводность увеличивается, при плавлении сильно уменьшается. Те­плопроводность ориентированных полимеров в направлении растяжения выше, чем теплопроводность того же полимера в изотропном состоянии. Температуропроводность полимеров – параметр, характеризующий ско­рость распространения температуры под действием теплового потока в неста­ционарных температуоных условиях. Определяется соотношением:

где χ- теплопроводность; СР – удельная теплоемкость при постоянном давле­нии; р – плотность.

Теплоемкость полимеров – количество теплоты, затрачиваемое для изме­нения температуры тела на 1°С. Отношение теплоемкости к единице количест­ва вещества называется удельной теплоемкостью.

 

где Н – энтальпия; V- внутренняя энергия.

Жаростойкость полимерных материалов – способность полимерных материалов выдерживать без возгорания и обугливания воздействие раскален­ного до высокой температуры источника тепла.

Для определения жаростойкости образец приводят в соприкосновение в течение 3 минут с силитовым стержнем, нагретым до 950 °С:

где G, l- среднеарифметические потери массы и уменьшение длины образца.

Наивысшей жаростойкостью обладают полимерные материалы, получен­ные на основе термостойких полимеров (ФФС, кремнийорганических смол, полиимидов) и минеральных наполнителей (асбест, кварцевая мука, слюда, углеродные и стеклянные волокна).

Жаростойкие полимерные материалы можно использовать в конструкци­ях, работающих в зоне действия высоких температур, а также в целях тепло­изоляции и тепловой защиты.

Морозостойкость – способность этих материалов сохранять при низких температурах свои эксплуатационные свойства.

Критерии морозостойкости связаны с исходными свойствами полиме­ров. Для стеклообразных полимеров – это отсутствие хрупкости, т.е. темпера­тура хрупкости. Для эластомеров морозостойкость означает сохранение высо­кой эластичности, поэтому для них температурной границей является темпера­тура стеклования.

На практике морозостойкость выражают способностью материала выдер­живать без растрескивания разовое охлаждение до заданной температуры в те­чение определенного времени или многократные циклы охлаждения и нагрева­ния. Морозостойкость полимерных материалов зависит от продолжительности нагружения, поскольку от нее зависят Тс и Тхр, а также другие свойства материала.



Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 137; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Сварка полупроводниковых пластин через полимеры

С увеличением степени интеграции изделий микроэлектроники, их функционала, быстродействия и энергоэффективности широкую перспективу для разработчиков открывают технологии 2,5D- и 3D-интеграции. Для технологов, воплощающих передовые разработки в конечное изделие, возникает много новых задач в этой области. Технологической основой 2,5D- и 3D-интеграции, а также изготовления МЭМС и устройств микрофлюидики, являются различные методы сварки пластин.

Их классификация приведена на рис 1. Методы позволяют соединять две или более пластин из полупроводников или иных материалов (металл, стекло, керамика, кристаллические диэлектрики), получая прочное долговечное соединение. О многих методах мы подробно рассказывали в прошлых выпусках журнала «Вектор высоких технологий»1, 2. Каждый из них обладает своими преимуществами, недостатками и ограничениями.

Все методы непосредственной сварки требуют очень качественной поверхности с экстремально высокими требованиями к чистоте и шероховатости. Анодная сварка неприменима для многих задач 3D-интеграции из-за несовместимости стекла с полупроводниковым производством. Процессы сварки через металл часто сложны для отладки технологического процесса из-за металлургических эффектов. Многие методы сварки требуют наличия дополнительного технологического оборудования помимо установки сварки пластин.

Среди самых распространённых – сварка через полимеры (англ.: adhesive bonding). Она во многом лишена приведённых недостатков и является относительно простой в исполнении. Данная статья посвящена основным особенностям этого процесса и применяемым для него материалам.

Общая характеристика метода

Полимер, с помощью которого производится сварка, наносится на одну из пластин методом центрифугирования или спреем. Затем при необходимости в нём формируется топология, после чего пластины соединяются внутри специальной установки, где под воздействием механического прижима и температуры формируется их надёжное соединение.

В качестве полимеров могут быть использованы практически любые материалы для фотолитографии или межслойной изоляции самых верхних уровней металлизации. Если используются фоточувствительные полимеры, то можно формировать в них топологию обычным литографическим методом. Способ удобен тем, что для его использования не требуется какое-либо дополнительное оборудование, кроме установки сварки. Слои формируются при помощи стандартного литографического процесса.

Преимущества такого метода:

  • невысокие требования к шероховатости поверхности и геометрии пластин;
  • низкая чувствительность к дефектам;
  • небольшие усилия прижима;
  • невысокая температура в процессе сварки.

Основным недостатком способа является невозможность обеспечения герметичности из-за того, что полимеры в силу своей структуры пропускают молекулы газов. Это ограничение не позволяет применять способ в тех устройствах, где требуется вакуум (различные высокодобротные резонаторы в МЭМС, устройства вакуумной электроники, изделия со стабильной атмосферой в герметичном объёме). Однако в области 2,5D- и 3D-интеграции, для несложных массовых МЭМС и устройств микрофлюидики данный способ выглядит привлекательным. Он лишён тех принципиальных недостатков и сложностей, которые есть у других процессов сварки.

Выбор материала

В зависимости от изделия для полимерной сварки могут быть применены как фоточувствительные, так и нефоточувствительные материалы, свойства которых приведены в Таблице 1. Как видно из таблицы, все материалы обладают довольно низким модулем упругости.

Таблица 1 Свойства полимеров для сварки

Свойство

Бензоциклобутен (BCB)

Полиимиды

Фоторезисты

PermiNex

Модуль упругости, ГПа

2,7-3,1

2,0-8,5

2-4

2,2-2,3

Относительное удлинение, %

5,5-18,0

10-60

-

5

КТР, 10-6 °С-1

42-45

3-55

40-50

90-98

Температура стеклования, °С

>350

270-360

90-150

105

Удельное сопротивление, Ом*см

1014-1019

1016

-

1014

Диэлектрическая прочность, В/мкм

510-530

100-470

100-700

115

Остаточные напряжения в плёнке, МПа

26-31

10-37

-

9-10

Термостабильность, °С

150-350

430-620

120-150

296

Диэлектрическая проницаемость

2,65-2,94

2,9-3,36

4-4,5

-

Тангенс угла диэлектрических потерь

0,0008-0,0170

0,001-0,01

-

-

Это свойство позволяет им распределять механические напряжения, возникающие при соединении пластин с разными коэффициентами теплового расширения (КТР). Учитывая, что процесс сварки проводится при относительно невысоких температурах, использование данных материалов позволяет осуществлять 3D-интеграцию разнородных устройств, выполненных на основе разных полупроводников.

Нефоточувствительные материалы применяются тогда, когда не нужно создавать топологию в соединяющем слое, т. е. когда происходит сварка с помощью сплошного слоя. Такой способ может быть использован, например, для соединения двух пластин, когда одна сторона предназначена для соединения с подложкой с помощью шариковых выводов, а другая для проволочной разварки. Нефоточувствительные материалы в основном используются, если не требуется непосредственная интеграция функциональных свойств, но требуется экономия площади изделия.

Примеры нефоточувствительных материалов, которые могут использоваться для сварки, – это полимер на основе бензоциклобутена (BCB) Cyclotene серии 3000 и нефоточувствительные полиимиды серий PI 2500 и PI 2600. На рис 3 приведена микрофотография кристалла, при изготовлении которого пластины были соединены с помощью полимера на основе BCB.

Обычные фоторезисты являются классическими фоточувствительными материалами. Это простейший пример материалов для сварки пластин. С точки зрения прочности соединений, которые можно создавать с помощью фоторезистов, практически нет корреляции с тональностью этого материала (позитивный или негативный). Производители фоторезистов обычно не предоставляют данные по диэлектрическим характеристикам своих материалов, а также по долговременной стабильности их свойств, поскольку эти данные не требуются в обычном фотолитографическом процессе. Поэтому такие материалы могут быть использованы для сварки при изготовлении прототипов изделий МЭМС, для проверки технологических концепций в области 2,5D- и 3D-интеграции, но не для перманентной сварки в изделиях, требующих долговременной эксплуатации. В одноразовых изделиях микрофлюидики для неагрессивных жидкостей сварка через фоторезисты может быть применена при серийном производстве, поскольку для данных изделий не существует требований к электрическим характеристикам. Примером фоторезистов, которые можно рекомендовать для сварки через полимеры, является серия AZ P4000. Это позитивные химически усиленные фоторезисты, которые позволяют наносить плёнки толщиной 1-30 мкм. Механические и диэлектрические свойства этого материала стабилизируются после дополнительной тепловой обработки вслед за проявлением (post develop backing).

Особым классом материалов для сварки пластин являются перманентные фоторезисты, предназначенные для формирования функциональных слоёв. Они обладают стабильностью механических свойств и высокой химической стойкостью. Самый известный пример – фоторезисты серии SU-8. Экспериментально было показано3, что при использовании данных материалов достигается наивысшая прочность соединения пластин по сравнению с другими фоторезистами. На рис 3 приведена фотография поперечного сечения двух кремниевых пластин, соединённых при помощи SU-8.

Фоточувствительные диэлектрики на основе полиимидов и BCB также могут широко использоваться для сварки. Они сохраняют стабильность механических и диэлектрических свойств в широком диапазоне температур. Для формирования в них топологии не требуется нанесение дополнительного слоя фоторезиста, как для их нефоточувствительных аналогов. Диэлектрические свойства этих материалов в широком диапазоне частот позволяют использовать их при 2,5D- и 3D-интеграции телекоммуникационных изделий. Примеры материалов приведены в Таблице 2.

Таблица 2 Технологические свойства фоточувствительных диэлектриков, пригодных для сварки через полимеры (производитель – компания DuPont)

Материал

ТИП

Толщина плёнки

Тональность

Проявитель

Cyclotene 4000

BCB

1-30

Негативный

Органический растворитель

Cyclotene P6505

BCB

3-5

Позитивный

2,38 % TMAH

HD-4100

PI

5-40

Негативный

Органический растворитель

HD-8820

PI

5-12

Позитивный

2,38 % TMAH

BCB = бензоциклобутен; PI = полиимид; TMAH = тетраметиламмония гидроксид

Существуют специальные материалы, разработанные для перманентной сварки пластин. Компания Kayaku Advanced Materials (ранее известная как Microchem) выпускает серию материалов под брендом PermiNex. Они оптимизированы для процесса сварки с точки зрения адгезии к поверхности при нанесении. Также они обеспечивают большую прочность соединения на разрыв по сравнению с фоторезистами (даже SU-8), BCB и полиимидами.

Таким образом, существует множество полимерных материалов, пригодных для сварки при изготовлении разнообразных изделий. Обычные фоторезисты используются для изготовления прототипов МЭМС, некоторых изделий микрофлюидики. Полимеры, специально разработанные для сварки, и перманентные фоторезисты применяют при изготовлении прочих изделий МЭМС и микрофлюидики, где не требуется герметичность. Если необходимы высокие диэлектрические свойства и химическая стойкость герметизирующего шва, то для полимерной сварки используют полиимиды либо полимеры на основе BCB.

Особенности процесса

Схема технологического процесса сварки пластин через полимеры приведена на рис 4. Подготовка пластин перед сваркой полностью совпадает со стандартным литографическим процессом. В процессе нанесения полимера важно сделать удаление краевого валика и промывку обратной стороны пластины. Валик помешает приведению пластин в контакт и потребует значительного увеличения температуры и давления при сварке. После нанесения полимера на подготовленную поверхность пластины происходит сушка для испарения растворителя. Если полимер фоточувствительный, то проводится литография. После проявления и сушки производится дополнительная температурная обработка. Для фоторезистов она стабилизирует их свойства (температура 90-150 °C, время 5-20 минут). У полиимидов и BCB при температурной обработке происходят реакции сшивки входящих в их состав полимеров, эти процессы осуществляются при температурах 200-250 °C в течение 10-60 минут. При полимеризации BCB необходима продувка азотом, поскольку неполимеризованный материал легко окисляется кислородом воздуха4.

Для сварки желателен вакуум 10-3 мбар. Откачка камеры установки сращивания позволяет избежать формирования воздушных пустот, а также снижает влияние атмосферного кислорода на полимеры5.

После загрузки пластин в камеру сварки и откачки воздуха обе пластины нагреваются до температуры, которая на 10 °C превосходит температуру оплавления полимера. Для фоторезистов это диапазон 110-150 °C. BCB и полиимиды являются более термически стойкими, для них температура в процессе нагрева подложек должна составлять около 250 °C. Пластины выдерживаются при выставленной температуре 10 минут для обеспечения равномерного прогрева.

После завершения прогрева убираются разделительные проставки между пластинами, и пластины приводятся в контакт. Для получения надёжного соединения необходимо, чтобы полимер смочил поверхность пластины, к которой осуществляется сварка. При этом не требуется экстремально низкая шероховатость поверхности, как в случае непосредственной сварки, для полимерной сварки достаточно шероховатости до 10 нм. В процессе сварки к сборке равномерно прикладывается усилие 0,3-0,5 МПа. Полимер не чувствителен к мелким точечным дефектам поверхности (размер менее толщины плёнки), они будут погружены в него и не повлияют на качество соединения. Через несколько минут после приложения усилия в камеру сварки напускается азот и происходит охлаждение пластин. При температуре около 50 °C для фоторезистов и 100 °C для полиимидов и BCB механическое усилие снимается. Пластины можно выгружать из установки при температуре 50 °C. После сварки создаётся высокопрочное соединение, которое без каких-либо повреждений выдерживает процесс разделения на кристаллы при помощи алмазного диска (рис 5) и дальнейшие нагрузки при эксплуатации.

Таким образом, технологический процесс сварки достаточно прост. Если установка сварки оснащена принудительным охлаждением держателей пластин, то весь цикл от загрузки пластин до выгрузки занимает 20-30 минут. Благодаря невысокой температуре, до которой нагреваются подложки, это время существенно ниже того, которое требуется для сварки через стеклокерамический припой и анодной сварки.

Заключение

Современная электроника, МЭМС и микрофлюидика при создании широкой номенклатуры изделий требуют соединения пластин из одинаковых или разнородных материалов. Существует множество методов осуществления данного процесса. Один из самых простых способов – сварка пластин через полимеры. В отличие от многих других способов она полностью совместима с КМОП-процессами и не требует дополнительного оборудования, кроме установки сращивания пластин.

Метод применим в основном для тех изделий, при эксплуатации которых не требуется вакуум. Примерами таких изделий являются вертикально интегрированные микросхемы по технологии 2,5D и 3D, МЭМС, изделия микрофлюидики. В отличие от подавляющего большинства других методов сварка через полимеры не требует нагрева пластин до высоких температур. Также преимуществом являются низкие механические напряжения в пластинах после процесса и малая чувствительность к пылевидным дефектам, что особенно актуально при требовании высокого выхода годных изделий.

Для приложений, где не требуется создание топологии в соединительном слое полимера, для сварки могут быть использованы полимеры на основе полиимидов и BCB. Там, где необходимо создать топологию в соединительном слое, используются фоточувствительные версии тех же материалов. Кроме того, существуют специальные фоточувствительные полимеры, предназначенные для сварки пластин. Фоторезисты также могут быть использованы для сварки пластин во многих применениях.

ООО «Остек-Интегра» сотрудничает с производителями полимеров для самых передовых технологических процессов. Специалисты компании готовы оказать технологическую поддержку при выборе наилучшего материала для сварки пластин через полимеры и помочь с применением нового материала, сотрудничая с его производителем.


1 Статья «Анодная и непосредственная сварка пластин для микроэлектроники. Выбор материалов и ключевые параметры», «Вектор высоких технологий» № 5 (18) 2015.

2 Статья «Обеспечение вакуума при корпусировании на уровне пластины. Сварка стеклокерамическим припоем», «Вектор высоких технологий» № 4 (25) 2016.

3 Studies of bonding with patternable polymers

4 Cyclotene 4000 series processing guide

5 Adhesive wafer bonding


Основы химии полимеров

Возможно, вы начали свой визит сюда, ничего не зная о полимерах, так что я могу понять, если некоторые из вас чувствуют себя потерянными в этой теме. На этой странице вы найдете краткое введение, чтобы помочь вам понять немного больше о полимерах. Что ж сосредоточиться на базовой химии, хотя вы должны знать, что есть множество других аспектов науки о полимерах, включая обработку, свойства оценки, разработки и приложений.

Оказывается, что большинство полимеров, как природных, так и синтетических, имеют в основном углерод, водород, кислород и азот как их наиболее распространенные элементы. ДНК и В РНК также есть фосфор, но мы оставим это для дальнейшего обсуждения.

Если вы ничего не знаете о химии, то вы можете узнать кое-что здесь, и поверьте мне, когда я говорю, что углерод, водород, кислород и азот входят в число самые распространенные элементы, встречающиеся в природе на этой планете. Наверное, поэтому они обнаруживаются во многих природных полимерах. Это также причина, по которой они используются во многих синтетических полимерах. Доступность означает, что они также довольно недорого. Что еще более важно, у них есть свойства, которые делают их идеальными. для создания сложных полимерных молекул с полезными свойствами.

Теперь оказывается, что эти четыре элемента могут связываться друг с другом и сами с собой. Эта связь порождает молекулы. Например вода, H 2 O , состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Они связаны вместе, чтобы сделать вода, которая так необходима для жизни на этой планете. Кстати, только потому наши моря и океаны полны воды, это не значит, что мы можем тратить ее впустую или загрязнять ее, бросая мусор. У нас есть только одна планета – старая добрая Земля, и если мы испортить самый важный природный ресурс у нас есть (ага, воду), ну вы можете сами догадаться.


Давайте поговорим об углероде

Углерод занимает номер 6 в периодической таблице и является основным строительным блоком для все полимеры, которые вы найдете на этих веб-страницах.

Знаете ли вы, что вы углеродное существо? Вы едите пищу, приготовленную в основном из углерод. Ваши белки и гены содержат углерод. Даже жир, который большинство из нас желание, которого у нас не было, сделано в основном из углерода. Ваше тело использует энергию хранится в вашей пище, превращая ее в полезные химические вещества (состоящие из углерода) и множество полимеров (опять же, в основном углерод), которые составляют вашу кожу, волосы, мышцы и кровь. Короче говоря, без углерода вас бы не было.

C ‘ – это аббревиатура углерода, и он может связываться с практически что угодно. У углерода всегда четыре связи с другими атомами, хотя иногда он создает более одной связи с чем-то другим. Молекула из одного углерода присоединена до четырех атомов водорода называется «метаном», и я уверен, что вы слышал, что это основная часть природного газа. Молекула метана выглядит так:

Теперь я сказал, что углерод может связываться почти со всем и делает это, но это всегда любит держать все четыре связи привязанными к чему-то другому. Итак, если это связан с чем-то, например с другим атомом углерода, чем с другим три связи будут соединены с чем-то еще, что обычно является водородом, но может также быть комбинацией кислорода, азота и большего количества углерода атомы. Ниже представлены четыре молекулы. Начиная с метана у меня присоединил углерод к каждой из четырех связей основного атома, одну за другой.

Каждая из этих молекул настоящая, встречается в нефти и при переработке нефти. Каждый совершенно счастлив и стабилен, как это нарисовано здесь. Но ждать! Есть больше!

Углерод также может иметь несколько связей. Он может соединиться с самим собой, кислород и азот, используя более одной связи с одним или несколькими из этих атомы. Множественные связи между двумя атомами углерода выглядят так:

Как я уже говорил, углерод является основой для многих вещей, которые вы увидите. на этих страницах. Он встречается в двух основных формах; длинные цепи, как это:


Или циклические кольца, как показано ниже. Циклическое кольцо с шестью атомами углерода, имеющими все одинарные связи, называется циклогексаном. Обычно это показано схематически в виде структуры слева, но более точное изображение связей и углов находится посередине и справа:

Циклические кольца могут содержать всего три атома углерода. много-много больше, но чаще всего у них всего несколько атомов с шестью атомами углерода будучи самым стабильным. Они также нарисовано без углеродов на каждом углу, так что вам просто нужно знать, где две линии соберитесь вот так, там есть углерод. То, как они нарисованы, просто предполагается, что все кольцо состоит из атомов углерода с достаточным количеством водорода на каждом составляют четыре связи.

Теперь, если вы посмотрите на изображения справа от каждого из колец, вы увидите настоящие Трехмерное изображение этого кольца. Показаны все атомы углерода и водорода, а углы и длины связей почти такие же, как и на молекулярном уровне.


Круто, да? Они выглядят как те блоки, к которым мы привыкли. так весело засовывай в дырочки красной пластиковой коробки когда мы были малышами, помнишь? Эти кольца могут стоять сами по себе как совершенно счастливые молекулы, или они могут быть частью более крупных молекул. Их даже можно соединять в длинные полимерные цепи — безумие, да?

Обе эти структуры для циклогексана верны, но крайняя правая называется форма стула, чтобы показать что-то о том, как кольцо действительно выглядит в 3-х мерном пространстве, но не так хорошо, как фактическая трехмерная структура справа от каждого кольца. Не волнуйся, ты не будет тестироваться на этом материале – по крайней мере, пока.

Поли-что?

Теперь мы можем начать говорить о полимерах. Полимеры представляют собой длинные цепи линейные или циклические структуры. Например, мономерное звено может иметь только пропиленовая структура с двумя атомами углерода в цепи и одним боковым к ней, но затем эта структура повторяется много раз. Это делает каждую цепь или молекулу очень длинной и очень большой. Результат называется полимером или макромолекулой. Молекула полимера, которую мы видим ниже, содержит одна из простейших повторяющихся единиц (3 атома углерода, помните?), связанных вместе связями между атомами углерода соседних звеньев.

Пунктирные линии на конце этой молекулы указывают на то, что она продолжается дальше, к которому присоединено много других атомов, которые вы здесь просто не видите. Другими словами, реальная картина была бы намного больше, чем то, что мы имеем. место для на этой странице.

И давайте не будем забывать, что природа тоже создает полимеры. На самом деле природные полимеры задолго до того, как люди поняли, что такое полимер, примерно за миллионы лет до! Хорошим примером природного полимера, который является основной частью деревьев и хлопка, является целлюлоза:

Полимеры повсюду вокруг и внутри нас. Они в вещах, которые мы едим, в предметах, которые мы используем, и они являются важнейшими частями всех живых существ. В принципе, от полимеров никуда не деться. Поэтому для нас так важно понять их и то, как использовать эти знания, чтобы улучшить то, что у нас есть и есть.

Итак, этого достаточно, чтобы начать изучать химию полимеров. Но чтобы узнать больше о полимерах вокруг вам, посетите Macrogalleria или Kid’s Macrogalleria. Существует также ссылку ниже на список других сайтов с периодическими таблицами, если вы хотите увидеть по-разному организованы все атомы нашей Вселенной.


Ссылки на сайты с периодическими таблицами
Вернуться в Инфоцентр
Вернуться в Поликвариум


Полимеры

Полимеры

Типы полимеров

Полимеры присоединения Полиэтилен Полипропилен Поли(тетрафторэтилен)
Поливинил хлорид) и поли(винилиденхлорид) Акрил Конденсат Полимеры

Полимеры присоединения

Аддитивные полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол линейные или разветвленные полимеры с небольшими поперечными связями или без них. В результате они термопластичные материалы, которые легко текут при нагревании и могут быть отлиты в самые разные формы. Структуры, имена и торговля названия некоторых распространенных аддитивных полимеров приведены в таблице. ниже.

Полимеры общего присоединения

Структура   Химическое название   Торговая марка или
Общее имя
  полиэтилен    
  поли(тетрафторэтилен)   Тефлон
  полипропилен   Геркулон
  полиизобутилен   бутилкаучук
  полистирол    
  полиакрилонитрил   Орлон
  поли(винилхлорид)   ПВХ
  поли(метилакрилат)    
  поли(метилметакрилат)   Оргстекло, Lucite
  полибутадиен    
  полихлоропрен   неопрен
  поли( цис -1,4-изопрен)   натуральный каучук
  поли( транс -1,4-изопрен)   гуттаперча

Полиэтилен

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) производится свободнорадикальным полимеризация при высоких температурах (200С) и высоких давлениях (выше 1000 атм). Полимер высокой плотности (HDPE) получается с использованием катализа Циглера-Натта при температуре ниже 100°С и давление менее 100 атм. Больше полиэтилена производится каждый год, чем любой другой пластик. Около 7800 миллионов фунтов полиэтилена низкой плотности и 4400 миллионов фунтов полиэтилена высокой плотности были проданы в 1980. Полиэтилен не имеет вкуса и запаха и легкий, нетоксичный и относительно недорогой. Он используется как пленка для упаковки продуктов питания, одежды и оборудования. Самый коммерческие мешки для мусора, мешки для сэндвичей и пластиковая упаковка из полиэтиленовой пленки. Полиэтилен также используется для все, от чехлов для сидений до молочных бутылок, ведер, кастрюль и блюда.

Полипропилен

Изотактический полипропилен производства Циглера-Натта, катализируемый полимеризация представляет собой жесткий термостабильный полимер с отличная стойкость к нагрузкам, растрескиванию и химическим реакциям. Хотя он стоит дороже за фунт, чем полиэтилен, он намного сильнее. Таким образом, бутылки из полипропилена могут быть тоньше, содержат меньше полимера и стоят меньше, чем обычные изделия из полиэтилена. Наиболее важное влияние полипропилена на сегодняшний студент колледжа принимает форму пластикового штабелируемого стулья, которыми изобилуют университетские городки.

Поли(тетрафторэтилен)

Тетрафторэтилен (CF 2 = CF 2 ) представляет собой газ который кипит при -76С и поэтому хранится в баллонах при высокой давление. В 1938 году Рой Планкетт получил цилиндр тетрафторэтилен, который не доставлял столько газа, сколько должен имеют. Вместо того, чтобы вернуть цилиндр, он разрезал его ножом. ножовкой и обнаружил белый воскообразный порошок, который был первым полимер политетрафторэтилена. После значительных усилий А. был открыт менее удачный путь к этому полимеру, и политетрафторэтилен, или тефлон, стал коммерчески доступный.

Тефлон — замечательное вещество. Обладает лучшим сопротивлением к химическому воздействию любого полимера, и его можно использовать в любой температура от -73C до 260C без влияния на его характеристики. Он также имеет очень низкий коэффициент трения. (В более простыми грубыми терминами, он кажется восковым или скользким на ощупь.) Даже такие «липкие» материалы, как резина, клей, хлеб тесто, и конфеты не будут насекомыми, которые прилипнут к тефлоновому покрытию поверхность. Тефлон настолько скользкий, что его даже распыляют. растения, так что может охотиться на растения падают.

Поливинил хлорид) и поли(винилиденхлорид)

Хлор входит в десятку лучших промышленных химикатов в США более 20 лет. миллиардов фунтов производится ежегодно. Около 20% этого хлора используется для производства винилхлорида (CH 2 =CHCl) для производство поливинилхлорида или ПВХ. Хлор заместители в полимерной цепи делают ПВХ более огнестойким чем полиэтилен или полипропилен. Они также увеличивают силу притяжения между полимерными цепями, что увеличивает твердость пластика. Свойства ПВХ могут варьироваться в зависимости от широкий ассортимент за счет добавления пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей и красители, что делает ПВХ одним из самых универсальных пластиков.

Сополимер винилхлорида (CH 2 =CHCl) и винилиденхлорид (CH 2 = CCl 2 ) продается под торговой маркой Саран. Такое же увеличение силы притяжение между полимерными цепями, которое делает ПВХ более твердым, чем полиэтилен придает тонким пленкам сарана склонность к “цепляться.”

Акрил

Акриловая кислота — это общее название 2-пропеновой кислоты: CH 2 = CHCO 2 H. Акриловые волокна, такие как Orlon, изготавливаются путем полимеризации производное акриловой кислоты, известное как акрилонитрил.

  Полиакрилонитрил

Другие акриловые полимеры образуются путем полимеризации сложного эфира эта кислота, такая как метилакрилат.

  Поли(метилакрилат)

Одним из наиболее важных акриловых полимеров является поли(метил метакрилат), или ПММА, который продается под торговыми названиями Люцит и оргстекло.

  Поли(метилметакрилат), ПММА

PMMA — это легкий, кристально чистый стеклообразный полимер, используемый в иллюминаторах самолетов, линзах задних фонарей и осветительных приборах. Поскольку он твердый, устойчивый к солнечному свету и чрезвычайно прочный, ПММА также используется для изготовления отражателей, встроенных между дорожками. межгосударственных автомагистралей.

Необычная прозрачность ПММА делает этот полимер идеальным для жесткие контактные линзы. К сожалению, ПММА непроницаем для кислорода. и вода. Следовательно, кислород должен транспортироваться к роговице глаза. глаза в слезах, а затем каждый проходил под контактной линзой время глаз моргает. Мягкие пластиковые линзы, пропускающие кислород и вода производятся с использованием диметакрилата этиленгликоля для сшитый поли(2-гидроксиэтилметакрилат).

  Поли(2-гидроксиэтилметакрилат)
  Диметакрилат этиленгликоля

Интересный полимер можно получить путем сополимеризации смесь акриловой кислоты и натриевой соли акриловой кислоты. продукт этой реакции имеет следующую структуру.

  Полиакрилат натрия

Разница между концентрациями ионов Na + внутри полимерной сетки и в растворе, в котором погруженный полимер создает осмотическое давление, которое втягивает воды в полимер. Количество жидкости, которое может быть поглощено зависит от ионной силы раствора всего концентрации положительных и отрицательных ионов в растворе. Этот полимер может поглощать в 800 раз больше собственного веса дистиллированной воды, но только в 300 раз больше веса водопроводной воды. Потому что ионный сила мочи эквивалентна 0,1 М NaCl раствор, этот супервпитывающий полимер, который можно найти в одноразовые подгузники, могут впитать до 60 раз больше своего веса в моча.

Конденсат Полимеры

Первый пластик (целлулоид) и первое искусственное волокно (искусственный шелк) производились из целлюлозы. Первым по-настоящему синтетическим пластиком был бакелит, разработанный Лео Бакланд между 1905 и 1914 годами. Начало синтеза бакелита с реакцией между формальдегидом (H 2 CO) и фенол (C 6 H 5 OH) с образованием смеси орто – и пункт -замещенные фенолы. При температуре выше 100°С эти фенолы конденсируются с образованием полимера, в котором ароматические кольца соединены мостиком -CH 2 OCH 2 – или -CH 2 – соединения. Сшивка в этом полимере настолько обширен, что это термореактивный пластик. Как только это образовалась, любая попытка изменить форму этого пластика обречена к провалу.

Исследование, начатое Уоллесом Карозерсом и его коллегами из DuPont в 1920-е и 1930-е годы в конечном итоге привели к открытию семейств конденсационных полимеров, известных как полиамиды и полиэфиры. Полиамиды были получены путем взаимодействие диацилхлорида с диамином.

Сложные полиэфиры были получены реакцией диацилхлорида с диспиртом.

Изучая сложные полиэфиры, Джулиан Хилл обнаружил, что может намотайте небольшое количество этого полимера на конец палочки для перемешивания и медленно вытяните его из раствора в виде шелковистого волокна. Один день, когда Карозерса не было в лаборатории, Хилл и его коллеги пытались чтобы увидеть, какой длины волокно они могли бы сделать, растянув образец этот полимер, когда они бежали по коридору. Вскоре они поняли, что это игровое упражнение ориентировало молекулы полимера в двух направлениях. размеров и получил новый материал с превосходными свойствами. Затем они попробовали то же самое с одним из полиамидов и произвел образец того, что стало первым синтетическим волокном: Нейлон .

Этот процесс можно продемонстрировать, осторожно налив раствор гексаметилендиамина в воде поверх раствора адипоилхлорид в CH 2 Cl 2 .

На границе между ними образуется тонкая пленка полимера. две фазы. Взяв эту пленку пинцетом, мы можем вытяните из раствора непрерывную нейлоновую нить. Продукт этой реакции известен как нейлон 6,6, потому что полимер образован из диамина с шестью атомами углерода и производного дикарбоновой кислоты с шестью атомами углерода.

Эффект натягивания полимера пинцетом намного как при растяжении эластомера молекулы полимера становятся ориентирован в двух измерениях. Почему молекулы полимера не вернуться к своей первоначальной форме, когда мы перестанем тянуть? В разделе P.3 предполагалось, что полимеры эластичны. когда нет сильной силы притяжения между полимером цепи. Полиамиды и полиэфиры образуют прочные водородные связи. между полимерными цепями, которые удерживают молекулы полимера ориентированы, как показано на рисунке ниже.

Практическая задача 4:

A синтетическое волокно, известное как нейлон 6, имеет следующие характеристики: структура.

Объясните, как производится этот полимер.

Нажмите здесь, чтобы проверить ваш ответ на практическое задание 4

Первые полиэфирные волокна были получены путем реакции этилена гликоль и либо терефталевую кислоту, либо один из ее сложных эфиров, чтобы получить полиэтилентерефталат). Этот полимер до сих пор используется для изготовления тонкие пленки (майлар) и текстильные волокна (дакрон и фортрел).

Фосген (COCl 2 ) реагирует со спиртами с образованием сложных эфиров, аналогичных тем, которые образуются при ацилировании хлориды реагируют со спиртами.

Продукт этой реакции называется эфиром карбоната потому что это диэфир угольной кислоты, H 2 CO 3 . Поликарбонаты производятся, когда один из этих сложные эфиры реагируют с соответствующим спиртом, как показано на рисунке ниже. Поликарбонат, показанный на этом рисунке, известен как Lexan. Обладает очень высокой устойчивостью к ударам и используется в целях безопасности. стекла, пуленепробиваемые окна и мотоциклетные шлемы.

Структуры и названия некоторых распространенных конденсационных полимеров приведены в таблице ниже.

Общие конденсационные полимеры

Структура   Торговая марка или
Общее имя
    Полиамиды    
  Нейлон 66
  Нейлон 610
  Нейлон 6
  Киана
    Полиарамиды    
  Кевлар
    Полиэстер    
  Дакрон, Майлар
  Кодель
    Поликарбонаты    
  Лексан
    Силиконы    
  силиконовый каучук


Плотность полимеров (по плотности) – scipoly.

com
Поли(4-метил-1-пентен) 0,830
Поли(1-пентен) 0,850
Терполимер этилена/пропилена/диена – 50 % этилена/4 % диена 0,86
Сополимер этилена/пропилена-60% этилена 0,86
Поли(1-бутен) 0,860
Поли(1-гексен) 0,860
Поли(1-октадецен) 0,860
Полипропилен атактический 0,866
Полиметилгексадецилсилоксан 0,88
Полиметилтетрадецилсилоксан 0,88
Сополимер этилена/бутилена с концевыми дигидроксигруппами 0,88
Сополимер этилена/бутилена с моногидроксильными концевыми группами 0,88
Поли(винил-н-дециловый эфир) 0,883
Полиметилоктадецилсилоксан 0,886
Поли(1,4-пентадиен) 0,890
Поли(метил-н-тетрадецилсилоксан) 0,890
Поли(метил-н-октадецилсилоксан) 0,890
Поли(винил-н-додециловый эфир) 0,892
Поли(1,4-бутадиен) 0,892
Полипропилен изотактический 0,90
Полибутадиен, цис 0,90
Полибутадиен, цис- и транс-36% транс 0,90
Поли(винил-2-этилгексиловый эфир) 0,904
Полиизопрен 0,906
Полибутадиен с концевыми дикарбоксигруппами 0,907
Поли(1,2-бутадиен) 0,909
Полиметилгексилсилоксан 0,91
Стирол/этилен-бутилен, блок-сополимер ABA-29% стирола 0,91
Полидиметилсилан 0,91
Полибутадиеновый олигомер, акрилат 0,91
Полиметилоктилсилоксан 0,91
Поли(метил-н-октилсилоксан) 0,910
Сополимер стирола/бутадиена, 5% стирола 0,910
Поли(метил-н-гексилсилоксан) 0,910
Поли(винил-н-октиловый эфир) 0,914
Поли(1-бутен), изотактический 0,915
Стирол/изопрен, блок-сополимер ABA-14% стирола 0,92
Полиизобутилен 0,92
Поли(изобутилен-изопрен)-2,2% изопрена 0,92
Полиэтилен низкой плотности 0,92
Поливиниловый втор-бутиловый эфир 0,920
Поли(винилизопропиловый эфир) 0,924
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), дикарбоксиконцевая группа-10% акрилонитрил 0,924
Сополимер этилена/винилацетата-18% винилацетата 0,925
Поли(винил-н-гексиловый эфир) 0,925
Поли(винил-н-бутиловый эфир) 0,927
Сополимер этилена/винилацетата-9% винилацетата 0,928
Поли(лаурилметакрилат) 0,929
Поли(додецилметакрилат) 0,929
Поли(изобутилен-изопрен), бромированный-1,5% изопрена, 2,1% брома 0,93
Полиэтилен, окисленный 0,93
Сополимер этилена/акриловой кислоты и 5% акриловой кислоты 0,93
Сополимер этилена/этилакрилата-18% этилакрилата 0,93
Полибутадиен с фенильной концевой группой 0,93
Поли(винилизобутиловый эфир) 0,930
Сополимер этилена/винилацетата-14% винилацетата 0,932
Сополимер стирола/бутадиена, 23% стирола 0,935
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), концевой амин-10% акрилонитрил 0,938
Стирол/бутадиен, блок-сополимер ABA 0,94
Полидиметилсилоксан, с концевым этокси 0,94
Сополимер этилена/винилацетата-25% винилацетата 0,948
Полиэтилен высокой плотности 0,95
Иономер этилена/метакриловой кислоты, ион натрия 0,950
Поли(п-трет-бутилстирол) 0,950
Поли(винилэтиловый эфир) 0,950
Поливинилциклогексан 0,950
Иономер этилена/метакриловой кислоты, ион цинка 0,950
Сополимер этилена/винилацетата-28% винилацетата 0,951
Сополимер этилена/винилацетата-33% винилацетата 0,952
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), дикарбоксиконцевая группа-18% акрилонитрил 0,955
N-винилпирролидон/сополимер винилацетата-30% N-винилпирролидон 0,955
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), концевой амин-16,5% акрилонитрил 0,956
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), дикарбоксиконцевая группа-21,5% акрилонитрил 0,958
Полиизопрен, транс 0,96
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), дикарбоксиконцевая группа-26% акрилонитрил 0,960
Поли(метилвиниловый эфир/малеиновая кислота), монобутиловый эфир 0,9620
Сополимер стирола/бутадиена, 45% стирола 0,965
Октадецен-1-сополимер малеинового ангидрида-20% малеинового ангидрида 0,97
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-22% акрилонитрила 0,97
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-21% акрилонитрила 0,97
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-29% акрилонитрила 0,97
Полидиметилсилоксан 0,970
Поли(н-октилметакрилат) 0,971
Поли(тетраметиленовый эфир)гликоль 0,979
Сополимер этилена/винилацетата-40% винилацетата 0,98
Сополимер этилена/винилацетата-45% винилацетата 0,98
Полидиметилсилоксан с концевыми дигидроксигруппами 0,98
Полидиметилсилоксан с концевыми диметиламиновыми группами 0,98
Полидиметилсилоксан, с концевой ацетоксигруппой 0,98
Полипропиленоксид с концевыми моноаминами 0,98
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-33% акрилонитрила 0,98
Поли(винил-н-бутилсульфид) 0,980
Поли(винилметилсилоксан) 0,980
Полиокситетраметилен 0,980
Поли(бутадиен-со-акрилонитрил), концевой винил-16% акрилонитрил 0,985
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-38% акрилонитрила 0,99
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-27% акрилонитрила 0,99
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-45% акрилонитрила 0,99
Сополимер этилена/винилацетата-50% винилацетата 0,99
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-31% акрилонитрила 0,99
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-44% акрилонитрила 0,99
Полиметилгидросилоксан 0,99
Поли(1,2,2-триметилпропилметакрилат) 0,991
Поли(неопентилметакрилат) 0,993
Поли(пропиленоксид) с диаминной концевой концевой группой 0,9964
Поли(пропиленоксид), концевые димочевины 0,9989
Поливинилстеарат 1,0
Полидиметилсилоксан, концевой хлор 1,00
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-43% акрилонитрила 1,00
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-51% акрилонитрила 1,00
Сополимер акрилонитрила/бутадиена-41% акрилонитрила 1,00
Поли(пропиленоксид) 1. 000
Поли(трет-бутилакрилат) 1.000
Поли(3,3-диметилбутилметакрилат) 1.001
Поли(пропиленоксид), с концевыми триаминогруппами 1.003
Поли(пропиленгликоль) 1.005
Поли(1,3-диметилбутилметакрилат) 1.005
Поли(н-гексилметакрилат) 1,007
Поли(диметилсилоксан-со-этиленоксид), блок АВ-25% диметилсилоксан 1,007
Нейлон 12 [поли(лауриллактам)] 1,01
Поли(1-метилпентилметакрилат) 1,013
Поли(1,4-бутиленадипат) 1,019
Поли(винилпропионат) 1,02
Поли(трет-бутилметакрилат) 1,022
Поли(о-метилстирол) 1,027
Поли(1-метилбутилметакрилат) 1. 030
Поли(изопентилметакрилат) 1,032
Поли(н,н-диметил-3,5-диметиленпиперидиния хлорид) 1,033
Поли(изопропилметакрилат) 1,033
Поли(4-метилстирол), с концевыми монокарбоксигруппами 1,04
Поли(4-метилстирол) 1,04
Нейлон 11 [поли(ундеканоамид)] 1,04
Поли(2-этилбутилметакрилат) 1.040
Поли(винил-н-пентиловый эфир) 1. 041
Поли(изобутилметакрилат) 1,045
Поли(диметилсилоксан-со-дифенилсилоксан)-80% диметилсилоксан 1,05
Полистирол с монометакрилатными концевыми концами 1,05
Полистирол, моногидроксиконцевой 1,05
Поли(винилметиловый эфир) 1,05
Полистирол, 90% синдиотактический 1,05
Полистирол 1.050
Поли(5-фенил-1-пентен) 1. 050
Поли(втор-бутилметакрилат) 1,052
Поли(н-бутилметакрилат) 1,055
Полиэтиленимин, модифицированный эпихлоргидрином 1,055
Полидиэтоксисилоксан 1,06
Сополимер этилена/винилацетата-70% винилацетата 1,06
Поли(2,6-диметил-п-фениленоксид) 1,06
Поли(изобутилакрилат) 1,06
Поли(изоборнилметакрилат) 1,06
Полифениленоксид 1,06
Поли(диметилсилоксан-со-этиленоксид), блок АВ-18% диметилсилоксан 1,066
Поли(диметиламин-со-эпихлоргидрин), кватернизованный 1,07
Нейлон 6/12 [поли(гексаметилендодекандиамид)] 1,07
Поли(диэтилентриамин-со-адипиновая кислота) 1,07
Полиэтиленимин 1,07
Поли(капролатон)диол 1,070
Поли(капролатон)триол 1,073
Поли(альфа-метилстирол) 1,075
Нейлон 6/9 [поли(гексаметилен нонандиамид)] 1,08
Поли(этиленоксид) с концевыми диаминовыми группами 1,08
Поли(изопропилакрилат) 1,08
Полиэтиленимин, 80% этоксилированный 1,08
Поли(н-пропилметакрилат) 1,08
Сополимер стирола/акрилонитрила-25% акрилонитрила 1,08
Нейлон 6/10 [поли(гексаметиленсебакамид)] 1,08
Нейлон 6/6 [поли(гексаметиленадипамид)] 1,08
Сополимер стирола/аллилового спирта-6% гидроксила 1,083
Поли(винилбутираль) – содержание гидроксила 11% 1,083
Поливинилбутираль 1,083
Поли[2,2-пропан-бис[4-(2,6-диметилфенил)]карбонат] 1. 083
Поли(этиленсебацинат) 1,085
Поли(н-бутилакрилат) 1,087
Сополимер бутилметакрилата/изобутилметакрилата-50/50 сополимер 1,09
Поли(метил-м-хлорфенилэтилсилоксан) 1.090
Поли(альфа,альфа-диметилпропиолактон) 1,097
Поли(этиленгликольмонометиловый эфир) 1,097
Полистиролсульфоновая кислота 1,10
Полиэтилен, хлорированный-25% хлора 1,10
Полисульфон, анионный 1,10
Полиметакрилонитрил 1. 100
Поли(циклогексилметакрилат) 1.100
Поли(метил-м-хлорфенилсилоксан) 1.100
Поли(винилбутираль) – содержание гидроксила 19% 1.100
Поли(этилметакрилат) 1.11
Полиметилфенилсилоксан 1.11
Поли(метилфенилсилоксан) 1.110
Поли(акрилоксипропилметилсилан) 1.110
Поли(п-циклогексилфенилметакрилат) 1,115
Виниловый спирт/сополимер винилбутираля-80% винилбутираля 1,12
Нейлон 6(3)T [поли(триметилгексаметилентерефталамид)] 1,12
Поли(винилметилкетон) 1,12
Нейлон 6 [поли(капролактам)] 1,12
Поли(этилакрилат) 1,12
Поли(2,2,2′-триметилгексаметилентерефталамид) 1. 120
Поли(1-фенилэтилметакрилат) 1,129
Поли(2-этил-2-оксазолин) 1,14
Этилцеллюлоза 1,14
Поли(2,6-дифенил-1,4-фениленоксид) 1.140
Поликапролактон 1,143
Поли(1,2-дифенилэтилметакрилат) 1,147
Поли(трет-бутиламиноэтилметакрилат) 1,15
Поли(2-гидроксиэтилметакрилат) 1,15
Поли(оксид стирола) 1. 150
Полиэтилен, хлорированный-36% хлора 1,16
Поли(дифенилметилметакрилат) 1,168
Поли(этиленсукцинат) 1,175
Поли(бензилметакрилат) 1,179
Сополимер стирола/малеинового ангидрида-75% стирола 1,18
Феноксисмола 1,18
Поли(винилметилсульфид) 1,180
Полиметакриловая кислота, натриевая соль 1,180
Поли(этиленадипат) 1,183
Поли(этиленазелат) 1,183
Полиакрилонитрил 1,184
Поли(винилацетат) 1. 190
Поли(1,4-циклогексилидендиметилентерефталат) 1,196
Полидифеноксифосфазен 1,2
Поли(метилметакрилат) 1,20
Поли(н-винилкарбазол) 1,20
Поликарбонат 1.200
Бисфенол А поликарбонат 1.200
Поли[1,1-(1-фенилэтан)бис(4-фенил)карбонат] 1.200
Поли(этиленгликоль) 1,207
Поли(метилен-со-гуанидин), гидрохлорид 1,21
Поли(этилен-со-хлортрифторэтилен) 1,21
Поли(фенилметакрилат) 1,21
Поли(этиленоксид) 1,21
Полиэтилен, хлорированный-42% хлора 1,22
Поли(метилакрилат) 1,22
Полиимидазолин, кватернизованный 1,22
Полихлоропрен 1,23
Пропионат целлюлозы 1,23
Поли(винилформаль) 1,23
Поли(метилен[полифенилизоцианат)] 1,24
Полисульфон 1. 240
Поли[4,4′-изопропилидендифеноксиди(4-фенилен)сульфон] 1.240
Поли(втор-бутил альфа-хлоракрилат) 1.240
Поли[метан-бис(4-фенил)карбонат] 1.240
Поли(н-бутил альфа-хлоракрилат) 1.240
Полиэтилен, хлорированный-48% хлора 1,25
Зеин очищенный 1,25
Полиоксиметилен 1.250
Поли(N-винилпирролидон) 1. 250
Поли(циклогексила-а-хлоракрилат) 1.250
Поли(диаллилизофталат) 1,256
Бутират ацетата целлюлозы 1,26
Поли(диаллилфталат) 1,267
Поли(тетраметиленизофталат) 1,268
Поли[1-(о-хлорфенил)этилметакрилат] 1,269
Полисульфидный каучук 1,27
Сополимер стирола/малеинового ангидрида-50% стирола 1,27
Поли(изопропила-хлоракрилат) 1,270
Полиэтилен, хлорсульфированный 1,28
Поли(виниловый спирт) 1,29
Поли(н-пропил-а-хлоракрилат) 1. 300
Поли(метил-γ-трифторпропилсилоксан) 1.300
Поли[2,2′-(м-фенилен)-5,5′-бибензимидазол] 1.300
Полиакриламид 1.302
Поли(метил-альфа-цианоакрилат) 1.304
Полибутадиентерефталат 1,31
Ацетат целлюлозы 1,31
Триацетат целлюлозы 1,31
Поли(2-хлорэтилметакрилат) 1.320
Поли(м-трифторметилстирол) 1. 320
Сополимер винилхлорида/винилацетата-81% винилхлорида 1,33
Поли(этилен-2,6-нафталиндикарбоксилат) 1.330
Поли(этиленфталат) 1,338
Поли(этиленизофталат) 1.340
Поли(2,2,2-трифтор-1-метилэтилметакрилат) 1.340
Сополимер винилхлорида/винилацетата, карбоксилированный 1,35
Поли[тиобис(4-фенил)карбонат] 1,355
Полиэпихлоргидрин 1,36
Сополимер винилхлорида/винилацетата-90% винилхлорида 1,36
Поли(фениленсульфид) 1,36
Поли(В-пропиолактон) 1. 360
Сополимер винилхлорида/винилацетата-88% винилхлорида 1,37
Сополимер метилвинилового эфира/малеинового ангидрида-50/50 сополимер 1,37
Поли(п-фениленовый эфир-сульфон) 1,37
Поли(3-хлорпропиленоксид) 1.370
Поли(винилфторид) 1,38
Поли(этилентерефталат) 1,385
Гидроксиэтилцеллюлоза 1,39
Гидроксипропилметилцеллюлоза 1,39
Терполимер винилхлорида/винилацетата/винилового спирта – 91% винилхлорида, 3% винилацетата 1,39
Поли(винилхлорид), карбоксилированный 1,39
Метилцеллюлоза 1,39
Поли(этил-а-хлоракрилат) 1,390
Полиимид 1,4
Поли(винилхлорид) 1,40
Поли(акриловая кислота) 1,41
Сополимер винилиденхлорида/винилхлорида-5% винилхлорида 1,41
Поли[2,2-пропан-бис[4-(2,6-дихлорфенил)]карбонат] 1,415
Полиацеталь 1,42
Поли[N,N’-(п,п’-оксидифенилен)пиромеллитимид] 1. 420
Поли(4-фтор-2-трифторметилстирол) 1.430
Поли(п-гидроксибензоат) 1,44
Поли(п-оксибензоат) 1,44
Меламиновая целлюлоза 1,45-1,52
Поли(винилхлорацетат) 1.450
Меламиноформальдегид 1,48
Поли(3,3,3-трифторэтилен) 1,580
Альгиновая кислота, натриевая соль (альгин) 1,59
Нитрат целлюлозы 1,60
Поли(гликолевая кислота) 1. 600
Полиизопрен, хлорированный 1,63
Сополимер винилиденхлорида/акрилонитрила-20% акрилонитрила 1,65
Поли(винилиденхлорид) 1,660
Поли(винилиденфторид) 1,76
Поли(гексафторпропиленоксид) 1,91
Полихлортрифторэтилен 1,920
Поли[2,2-пропан-бис(4-(2,6-дибромфенил)]карбонат] 1,953
Нафион 117, форма ионов водорода 1,98
Поли[2,2-гексафторпропан-бис[4-(2,6-дибромфенил)карбонат] 1,987
Меламин 2,00
Фенольные смолы 2,00
Поли(тетрафторэтилен) 2,00
Поли(2,4,6-трибромстирол) 2. 1
Поли[тетрафторэтилен-со-перфтор(алкилвиниловый эфир)] 2,15

Столы из полимера морского класса Telescope Casual

*COVID-19 и проблемы с цепочками поставок: ожидайте задержек — нажмите здесь для получения подробной информации.

Авторизованный дилер

2021 Скачать каталог

Главная > Telescope Casual > Полимерные столы морского класса

Столы из морского полимера | Оригинальный MGP

Раскладной обеденный стол Telescope Casual 42 x 88–120 дюймов MGP

Рекомендуемая производителем розничная цена: 4 033,00 долларов США

Цена: $3226,40

Доступность: Индивидуальный заказ

Номер товара: 5290 –

Самый большой обеденный стол из этой линейки повседневных уличных столов Вмещает до 10 человек (8 человек, если они не выдвинуты) Удлинители удобно хранить под каждым концом стола (2 шт. в комплекте) Доступны варианты с традиционной решетчатой ​​столешницей или новым дизайном в виде елочки Основание/ножки стола изготовлены из алюминия, представлены в виде простых прямых ножек. Включает отверстие для зонтика, чтобы добавить источник тени для вас и ваших гостей.0006

Telescope Casual 42 x 84 дюйма Прямоугольный обеденный стол Origins Top

Рекомендуемая производителем розничная цена: 3 729,00 долларов США

Цена: 2 983,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: CT50-3850 –

Прочная столешница из искусственного камня. Столешница выглядит как натуральный камень без ухода. Акриловая столешница с твердой поверхностью без пор. Классическое основание с прямыми ножками. Вмещает от 6 до 8 человек. Идеально подходит для больших собраний на свежем воздухе. Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы. 11 цветов порошковой окраски Столешница по индивидуальному заказу: выберите один из вариантов цвета Origins.0006

Прямоугольный обеденный стол MGP Telescope Casual 84 x 42 дюйма с коническими ножками

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM60-NL50 –

Соберитесь за незабываемым ужином на свежем воздухе за прямоугольным обеденным столом MGP размером 84 x 42 дюйма с коническими ножками от Telescope Casual. Этот обеденный стол, несомненно, произведет впечатление. Он имеет гладкие конические ножки и столешницу из морского полимера, которая не ржавеет, не выцветает и не гниет. Удобное отверстие для зонта позволяет легко добавить источник тени. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химических веществ, что делает его отличным выбором для любого климата. Переходный стиль…

Telescope Casual 62″ Hexagon MGP Bar Table с утяжеленным основанием

Рекомендуемая производителем розничная цена: 3069,00 долларов США

Цена: 2455,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP00-4P50 –

Поддерживайте содержательные беседы вокруг 62-дюймового барного стола Hexagon MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 62″ Hexagon MGP Балконный стол с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP00-3P50 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с помощью 62-дюймового балконного стола Hexagon MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. кованая столешница. Основание на пьедестале весом 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Обеденный стол Telescope Casual 62 дюйма с шестигранной головкой MGP и утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP00-2P50 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с 62-дюймовым обеденным столом Hexagon MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору. ржавчина, выцветание или гниение. Основание пьедестала весом 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается. ..

Telescope Casual 64-дюймовый квадратный обеденный стол MGP с коническими ножками

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T160-NL50 –

Соберитесь за незабываемым ужином на свежем воздухе за 64-дюймовым квадратным обеденным столом MGP с коническими ножками от Telescope Casual. Этот обеденный стол, несомненно, произведет впечатление, имеет гладкие конические ножки и столешницу из морского полимера, которая не ржавеет, не выцветает и не гниет. .Удобное отверстие для зонта позволяет легко добавить источник тени.Этот стол имеет прочную алюминиевую основу.Алюминий не выгорает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химикатов, что делает его отличным выбором для любого климата.Отверстие для зонта в переходном стиле. ..

Telescope Casual 42 x 84 дюйма MGP Top Bar Table

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 773,00 долларов США

Цена: 2 218,40 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM60-3800 –

Прямоугольный стол в классическом стиле, который позволяет беззаботно обедать или развлекаться. Места от 6 до 8 человек: идеально подходит для семейных встреч Самая высокая высота стола от Telescope Casual Отличается традиционным основанием с прямыми ножками, изготовленным из высококачественного алюминия без ржавчины Экологически чистый Столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. MGP остается приятной на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду.0006

Telescope Casual 54-дюймовый круглый барный стол MGP с утяжеленной подставкой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP20-4P50 –

Поддерживайте содержательные беседы вокруг 54-дюймового круглого барного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 42 x 84 дюйма Стол для балкона MGP Top

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM60-3810 –

Стол в классическом стиле для большого внутреннего дворика Вместимость от 6 до 8 человек: идеально подходит для семейных посиделок Способствует непринужденной и беззаботной трапезе/развлечениям на свежем воздухе Имеет традиционное основание с прямыми ножками из высококачественного алюминия без ржавчины Экологически чистый морской Столешница Grade Polymer (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов MGP остается приятной на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду Имеет отверстие для зонта, чтобы добавить источник тени для вас и ваших гостей Столешница. ..

Telescope Casual 54-дюймовый круглый балконный стол MGP с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP20-3P50 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с помощью 54-дюймового круглого балконного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. Этот балконный стол с отверстием для зонта и устойчивой к атмосферным воздействиям полимерной планкой морского класса или кованая столешница. Основание на 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается…

Круглый обеденный стол MGP Telescope Casual 54 дюйма с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP20-2P50 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с круглым обеденным столом MGP 54″ с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору. не ржавеет, не выцветает и не гниет. Основание пьедестала весом 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается. …

Прямоугольный обеденный стол MGP Top Telescope Casual 42 x 84 дюйма

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM60-3850 –

Классическое основание с прямыми ножками и прочной решетчатой ​​столешницей Вместимость от 6 до 8 человек Идеально подходит для больших встреч на свежем воздухе Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы Экологически чистая столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов Включает в себя отверстие для зонта для добавления источника тени Рамка по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошковой окраски Столешница по индивидуальному заказу: выберите из различных вариантов цвета MGP Изготовлено в Гранвилле, Нью-Йорк . ..

Telescope Casual 64″ Square MGP Top Bar Table

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 569,00 долларов США

Цена: 2 055,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T160-3800 –

Самый высокий и самый большой из квадратных столов Telescope для патио. Способствует непринужденной, беззаботной трапезе на свежем воздухе и развлечениям. Места для 6 человек: отлично подходит для одной семьи или компании друзей. Столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. MGP остается приятной на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду.0006

Telescope Casual 64″ Square MGP Top Balcony Table

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 544,00 долларов США

Цена: 2 035,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T160-3810 –

Неформальный стол с приставной высотой для большого открытого жилого пространства Способствует беззаботной трапезе и развлечениям на свежем воздухе Места для 6 человек: отлично подходит для одной семьи или компании друзей Имеет традиционное основание с прямыми ножками, изготовленное из высококачественного материала без ржавчины алюминий Экологически чистая столешница из морского полимера (MGP): на 30 % состоит из переработанных материалов MGP остается приятным на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду Включает отверстие для зонта, чтобы добавить вам источник тени. ..

Telescope Casual 64-дюймовый квадратный обеденный стол MGP Top

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 494,00 долларов США

Цена: 1 995,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T160-3850 –

Новый высокий обеденный стол для сезона 2014 года Классическое основание с прямыми ножками и твердая решетчатая столешница Вмещает от 4 до 6 человек Столешница большего размера хорошо сочетается со скамьями Telescope Chandler Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы Экологически чистый полимер морского класса (MGP) столешница: изготовлена ​​на 30% из переработанных материалов Включает отверстие для зонта для добавления источника тени Рамка по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошковой окраски Столешница по индивидуальному заказу: выберите из другого цвета MGP. ..

Круглый обеденный стол MGP Telescope Casual 54 дюйма с коническими ножками

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T020-NL50 –

Соберитесь за незабываемым ужином на свежем воздухе за 54-дюймовым круглым обеденным столом MGP с коническими ножками от Telescope Casual. Этот обеденный стол, несомненно, произведет впечатление, имеет гладкие конические ножки и столешницу из морского полимера, которая не ржавеет, не выцветает и не гниет. .Удобное отверстие для зонта позволяет легко добавить источник тени.Этот стол имеет прочную алюминиевую основу.Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химикатов, что делает его отличным выбором для любого климата.Отверстие для зонта в переходном стиле. ..

Telescope Casual 48-дюймовый круглый барный стол MGP с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-4P50 –

Поддерживайте содержательные беседы вокруг 48-дюймового круглого барного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 48-дюймовый круглый балконный стол MGP с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-3P50 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с помощью 48-дюймового круглого балконного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. Этот балконный стол с отверстием для зонта и устойчивой к атмосферным воздействиям полимерной планкой морского класса или кованая столешница. Основание на 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается…

Прямоугольный барный стол Telescope Casual 64 x 36 дюймов

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM30-7M00 –

Организуйте следующую вечеринку во внутреннем дворике с прямоугольным барным столом MGP размером 64 x 36 дюймов от Telescope Casual. Стильное дополнение к любому пространству, этот барный стол предлагает отверстие для зонта и столешницу из морского полимера, не требующую особого ухода. Добавьте барные стулья Telescope Casual, чтобы создать удобное место, чтобы насладиться вечерними закусками. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химических веществ, что делает его отличным выбором для любого климата. Переходный стиль Морской класс…

Телескоп Повседневный морской полимерный стол с шестигранной штангой 62 дюйма

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM00-4M00 –

The Telescope Casual 62″ шестиугольный барный стол из морского полимера сочетает в себе стиль и производительность, которые впечатлят всех. Столешница изготовлена ​​из инновационного морского полимерного материала Telescope Casual с решетчатым рисунком и отверстием для зонта. Шестиугольная форма стола идеально подходит для 6 барных стульев или стульев. Высота барной стойки (41 дюйм) для непринужденного стиля патио. Основание/ножки стола изготовлены из алюминия, представлены в простой моде с прямыми ножками. Включает отверстие для зонта, чтобы добавить источник тени для вас и…

Круглый обеденный стол MGP Telescope Casual 48 дюймов с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-2P50 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с круглым обеденным столом MGP 48″ с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору. не ржавеет, не выцветает и не гниет. Основание пьедестала весом 120 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается. …

Telescope Casual 64″ x 36″ Прямоугольный балконный стол MGP

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM30-6M00 –

Подготовьте свой двор к развлечениям с помощью прямоугольного балконного стола MGP размером 64 x 36 дюймов от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей, этот балконный столик с гладкими линиями и устойчивым к атмосферным воздействиям полимерным реечным или чеканным верхом. Если становится жарко, отверстие для зонта позволяет легко добавить источник тени. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химических веществ, что делает его отличным выбором для любого климата. Переходный стиль…

Телескоп Повседневный шестигранный балконный стол из морского полимера 62 дюйма

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM00-3M00 –

Обеденный стол Telescope Casual 62″ из шестиугольного морского полимера сочетает в себе стиль и производительность, которые впечатлят всех. Столешница изготовлена ​​из инновационного морского полимерного материала Telescope Casual с решетчатым рисунком и отверстием для зонта. Шестиугольная форма стола идеально подходит для 6 балконных табуретов или стульев. Высота балкона (37 дюймов в высоту) для непринужденного стиля внутреннего дворика. Основание/ножки стола изготовлены из алюминия, представлены в простой моде с прямыми ножками. Включает отверстие для зонта для добавления источника тени. ..

Прямоугольный обеденный стол MGP Telescope Casual 64 x 36 дюймов

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM30-5M00 –

Сделайте свой следующий прием пищи незабываемым с прямоугольным обеденным столом MGP размером 64 x 36 дюймов от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору, эта столовая предлагает четкие линии и потрясающую планку из морского полимера или чеканную верхнюю часть, которая не будет ржаветь, выцветать или гнить. Отверстие для зонта позволяет легко добавить источник тени. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается под воздействием химических веществ, что делает его отличным выбором для любого климата. Переходный стиль Отверстие для зонта…

62-дюймовый шестиугольный обеденный стол Telescope из повседневного морского полимера

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM00-2M00 –

Обеденный стол Telescope Casual 62″ из шестиугольного морского полимера сочетает в себе стиль и производительность, которые впечатлят всех. Столешница изготовлена ​​из инновационного морского полимерного материала Telescope Casual с решетчатым рисунком и отверстием для зонта. Шестиугольная форма стола идеально подходит для 6 обеденных стульев Основание/ножки стола изготовлены из алюминия, представлены в виде простых прямых ножек Включает отверстие для зонтика, чтобы добавить источник тени для вас и ваших гостей Экологически чистый полимер морского класса…

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный барный стол MGP с утяжеленной опорной стойкой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP90-4P20 –

Поддерживайте содержательные беседы за 42-дюймовым квадратным барным столом MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный балконный стол MGP с утяжеленной опорной стойкой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP90-3P20 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с 42-дюймовым квадратным балконом MGP с утяжеленным основанием на пьедестале от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. кованая столешница. Основание на пьедестале весом 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается…

Telescope Casual 54″ Found MGP Top Bar Table

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 114,00 долларов США

Цена: 1 691,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T020-3800 –

Приподнятый обеденный/барный стол в стиле кэжуал для внутреннего дворика среднего размера. Не требует особого ухода и не требует особого ухода. Удобные места для 4 человек (могут вместить до 6 человек). из высококачественного алюминия без ржавчины. Экологически чистая столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. MGP остается приятной на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду. 0006

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный обеденный стол MGP с утяжеленной опорой

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 095,00 долларов США

Цена: 1 676,00 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TP90-2P20 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с обеденным столом MGP Square 42″ с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору. не ржавеет, не выцветает и не гниет. Основание пьедестала весом 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается. …

Telescope Casual 54″ Круглый балконный стол MGP Top

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T020-3810 –

Более высокий обеденный стол для кафе, прилавка или приподнятого обеденного набора Способствует непринужденной, беззаботной трапезе на свежем воздухе Комфортно вмещает 4 человека (может вместить до 6 человек) Имеет традиционное основание с прямыми ножками, изготовленное из высококачественного алюминия без ржавчины Эко- Дружественная столешница из полимера морского класса (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. MGP остается приятной на ощупь как в жаркую, так и в прохладную погоду. Имеет отверстие для зонта, создающее тень для вас и ваших гостей. Столешница представлена ​​в…

Telescope Casual 54-дюймовый круглый обеденный стол MGP Top

Рекомендуемая производителем розничная цена: 2 039,00 долларов США

Цена: 1 631,20 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T020-3850 –

Классическое основание с прямыми ножками и твердой решетчатой ​​столешницей Традиционный семейный стол для патио: 4 человека с комфортом Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы Экологически чистая столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов Включает в себя отверстие для зонта для добавления источника тени Рамка по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошковой окраски Столешница по индивидуальному заказу: выберите из различных вариантов цвета MGP Изготовлено в Гранвилле, Нью-Йорк . ..

Круглый барный стол Telescope из повседневного морского полимера 48 дюймов с основанием на пьедестале

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-4X20 –

Освежитесь стильно с круглым барным столом из полимера морского класса 48 дюймов с основанием на пьедестале от Telescope. В сочетании с барными стульями Telescope этот стол создает идеальное место, чтобы насладиться стильными закусками. Добавьте тень в свой двор, используя основание на пьедестале в качестве подставка для зонтов. Полимер морского класса (MGP) – это прочный материал, который не впитывает воду и устойчив к большинству химических веществ. В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает коррозии или ослабления MGP, что делает его идеальным…

Телескоп Повседневный морской полимерный стол 48-дюймовый круглый балконный столик с основанием на пьедестале

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-3X20 –

Создайте рай во внутреннем дворике с помощью круглого стола высотой 48 дюймов из полимера морского класса с опорой для телескопа. В сочетании с балконными стульями этот стол представляет собой удобное место, где можно наслаждаться свежим воздухом во время обеда. Добавьте тени во двор, используя основание пьедестала в качестве подставки для зонтов. Полимер морского класса (MGP) представляет собой прочный материал, который не впитывает воду и устойчив к большинству химических веществ. В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает коррозии или ослабления MGP…

Круглый обеденный стол Telescope из повседневного морского полимера 48 дюймов с основанием на пьедестале

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-2X20 –

Подышите свежим воздухом во время обеда с круглым обеденным столом из полимера морского класса 48 дюймов с основанием на пьедестале от Telescope. В сочетании с обеденными стульями Telescope этот стол создает удобное место для наслаждения незабываемыми блюдами. Добавьте тени во двор, используя пьедестал. основание в качестве подставки для зонтов. Полимер морского класса (MGP) представляет собой прочный материал, который не впитывает воду и устойчив к большинству химических веществ. В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает коррозии или ослабления MGP, делая его…

Telescope Casual 36-дюймовый квадратный барный стол MGP с утяжеленным основанием

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T110-4P20 –

Поддерживайте содержательные беседы вокруг 36-дюймового квадратного барного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 42-дюймовый круглый барный стол MGP с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T120-4P20 –

Поддерживайте содержательные беседы вокруг 42-дюймового круглого барного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Этот барный стол идеально подходит для любого патио, имеет отверстие для зонта и прочную поверхность из морского полимера, которую не побеспокоят разливы или вода в бассейне. . Основание на 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость на неровных поверхностях. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается, когда…

Telescope Casual 36-дюймовый квадратный балконный стол MGP с утяжеленной опорной стойкой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T110-3P20 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с помощью 36-дюймового квадратного балконного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. top.polymer top.Основание на 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни.Этот стол имеет прочное алюминиевое основание.Алюминий не выгорает, не ржавеет и не…

Telescope Casual 42-дюймовый круглый балконный стол MGP с утяжеленной опорной стойкой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T120-3P20 –

Создайте идеальное место для послеобеденного перекуса с помощью 42-дюймового круглого балконного стола MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Стильное место для сбора гостей. Этот балконный стол оснащен отверстием для зонта и устойчивой к атмосферным воздействиям полимерной планкой морского класса. или кованая столешница. Основание на пьедестале весом 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием обеспечивает дополнительную устойчивость в ветреные дни. Этот стол имеет прочное алюминиевое основание. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается…

Telescope Casual 36-дюймовый квадратный обеденный стол MGP с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: Т110-2П20 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с 36-дюймовым квадратным обеденным столом MGP с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору. не ржавеет, не выцветает и не гниет. Основание пьедестала весом 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не отслаивается. …

Круглый обеденный стол MGP Telescope Casual 42 дюйма с утяжеленной опорой

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: Т120-2П20 –

Наслаждайтесь следующей трапезой у бассейна с круглым обеденным столом MGP 42″ с утяжеленной опорой от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому двору, эта столовая предлагает отверстие для зонта и потрясающую решетчатую или чеканную столешницу из морского полимера, которая не ржавеет, не выцветает и не гниет. Основание пьедестала весом 80 фунтов с алюминиевой рамой с порошковым покрытием и утяжеленным пластиковым основанием удержит ваш стол в вертикальном положении в ветреные дни. Этот стол имеет прочную алюминиевую основу. Алюминий не выцветает, не ржавеет и не …

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный стол MGP с высотой верхней перекладины

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T090-38000 –

Более высокая высота стола: идеальна для обеденной зоны на возвышении или барной стойки на открытом воздухе. Вмещает до 4 человек. Прямые ножки и прочная решетчатая столешница. Низкие эксплуатационные расходы обеспечивают удовольствие без забот. Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы. (MGP) столешница: изготовлена ​​на 30% из переработанных материалов Включает отверстие для зонта для добавления источника тени Рамка по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошковой окраски Столешница по индивидуальному заказу: выберите из другого цвета MGP. ..

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный стол MGP Top балконной высоты

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T090-38100 –

Более высокая высота стола: идеально подходит для обеденной зоны на возвышении, кафе или балкона. Вмещает до 4 человек. Столешница Grade Polymer (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов Включает отверстие для зонта для добавления источника тени Рамка по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошкового покрытия Столешница по индивидуальному заказу: выберите из различных MGP…

Telescope Casual 42-дюймовый квадратный обеденный стол MGP Top

Рекомендуемая производителем розничная цена: 1 677,00 долларов США

Цена: 1 341,60 долларов США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T090-3850 –

Традиционное основание обеденного стола с прямыми ножками Дизайн со сплошной реечной столешницей Низкие эксплуатационные расходы: идеально подходит для неформальной трапезы на открытом воздухе Комфортно вмещает до 4 человек. Высококачественная, нержавеющая алюминиевая конструкция основания/рамы. Экологически чистая столешница из морского полимера (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. Имеет отверстие для зонта для добавления источника тени. Рама по индивидуальному заказу: выберите из 11 цветов порошкового покрытия. столешница: Выберите один из вариантов цвета MGP Изготовлено в…

Telescope Casual MGP 36-дюймовый стол с квадратной перекладиной и основанием — 40,5 дюйма в высоту Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T110-4X20 –

Проведите свой вечер, наслаждаясь стильными закусками с 36-дюймовым квадратным столом MGP Bar Height с пьедесталом от Telescope Casual. Идеальное дополнение к любому патио, этот бар предлагает устойчивую пьедестал и потрясающую решетчатую столешницу, которая гарантирует устойчивость к непогоде. .Отверстие для зонта включено для добавления источника тени в жаркие летние дни.Этот стол рассчитан на долгий срок службы с прочной столешницей и основанием из полимера морского класса.В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает коррозии MGP или…

Круглый барный стол Telescope из повседневного морского полимера 42 дюйма с основанием на пьедестале

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T120-4X20 –

Стильно перекусите с помощью круглого барного стола из полимера морского класса 42″ с основанием на пьедестале от Telescope. В сочетании с барными стульями Telescope этот стол создает идеальное место, чтобы стильно насладиться закусками. Добавьте тени в свой двор, используя основание на пьедестале в качестве подставка для зонтов. Полимер морского класса (MGP) – это прочный материал, который не впитывает воду и устойчив к большинству химических веществ. В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает коррозии или ослабления MGP, что делает его идеальным…

Telescope Casual 48-дюймовый круглый обеденный стол MGP

Рекомендуемая производителем розничная цена: 1 654,00 долл. США

Цена: 1 323,20 долл. США

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: TM80-2280 –

Повседневный обеденный стол с оттенком утонченной элегантности Новинка 2015 года, с комфортом вмещает до 4 человек Доступны варианты с традиционной планкой или новым дизайном «елочка» Основание/ножки стола изготовлены из алюминия с плавными изгибами для дополнительной привлекательности Экологически чистый морской Столешница Grade Polymer (MGP): изготовлена ​​на 30 % из переработанных материалов. Отлично подходит для домов, соответствующих стандарту LEED: смолы, одобренные FDA. Идеально подходит для использования в любую погоду: MGP имеет нулевую пористость (не впитывает воду).

Telescope Casual MGP 36-дюймовый квадратный стол с высотой балкона и основанием — 36,5 дюйма в высоту

Доступность: Индивидуальный заказ

Артикул №: T110-3X20 –

Создайте уютное пространство, чтобы насладиться прохладительными напитками с помощью 36-дюймового квадратного стола MGP Balcony Height с основанием на пьедестале от Telescope Casual. Устойчивое основание и стильная решетчатая поверхность, изготовленная из не требующего особого ухода полимера морского класса, делают этот стол идеальным дополнением к любому патио. . Отверстие для зонта позволяет легко защитить гостей от солнца с помощью яркого зонта Telescope Casual. Этот стол изготовлен из прочного морского полимера. В отличие от металлической мебели, соленая вода не вызывает MGP…

Содержание для полимеров

Содержание для полимеров

Библиографическая запись и ссылки на соответствующую информацию из каталога Библиотеки Конгресса.

Примечание: Данные о содержимом генерируются машиной на основе предварительной публикации, предоставленной издателем. Содержание может отличаться от печатной книги, быть неполным или содержать другую кодировку.


Содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ
ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ
1.1 Рождение концепции 1
1.2 Некоторые основные определения 4
1.3 Синтез полимеров 6
1.4 Номенклатура 7
1.5 Средние молярные массы и распределения 9
1.6 Размер и форма 12
1.7 Конфигурация 16
1.8 Температура стеклования Tg¬ и температура плавления Tm 17
1.9 Эластомеры, волокна и пластмассы 19
1.10 Волокнообразующие полимеры 20
1.11 Пластмассы 22
1.12 Термореактивные полимеры 23
1. 13 Эластомеры 25
ГЛАВА 2 СТУПЕНЧАТАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
2.1 Общие реакции 45
2.2 Реакционная способность функциональных групп 47
2.3 Уравнение Карозерса 47
2.4 Контроль молекулярной массы 492.5 Стехиометрический контроль Mn 52
2.6 Кинетика 54
2.7 Молярно-массовое распределение в линейных системах 56
2.8 Средние молярные массы 58
2.9 Характеристики ступенчатой ​​полимеризации 59
2.10 Типичные реакции ступенчатого роста 60
2.11 Формирование кольца 62
2.12. Нелинейные ступенчатые реакции 63
2.13 Статистический вывод 65
2.14 Сравнение с экспериментом 67
2.15 Полиуретаны 68
2.16 Термореактивные полимеры 73
ГЛАВА 3 СВОБОДНОРАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
3.1 Полимеризация присоединением 91
3.2 Выбор инициаторов 91
3.3 Свободнорадикальная полимеризация 93
3.4 Инициаторы 93
3.4.1 Эффективность инициатора 96
3.5 Рост цепочки 97
3.6 Прекращение 98
3.7 Стационарная кинетика 99
3.8. Полимеризация в массе с высокой конверсией 102
3.9 Цепная передача 105
3.9.1 Последствия передачи по цепочке 109
3. 10 Ингибиторы и замедлители 110
3.11 Энергии активации и влияние температуры 111
3.12 Термодинамика радикальной полимеризации 112
3.13 Теплоты полимеризации 116
3.14 Процессы полимеризации 117
3.15 Особенности свободнорадикальной полимеризации 122
3.16 Контролируемая радикальная полимеризация 123
3.17 Полимеризация с участием нитроксида 125
3.18 Радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP) 128
3.19Обратный ATRP 128
3.20 Реакция дегенеративной передачи цепи (DT) 130
3.21 Обратимая передача цепи присоединения-фрагментации (ОПЦП) 131
3.22 СРБ винилхлорида 134
3.23 Кинетика процессов CRP 135
3.24 Приложение к экспериментальным данным 138
ГЛАВА 4 ИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
4.1 Общие характеристики 153
4.2 Катионная полимеризация 154
4.3 Размножение катионными переносчиками цепей 156
4.4 Прекращение 158
4.5 Общая кинетическая схема 1594.6 Энергетика катионной полимеризации 159
4.7 Телехелатные полимеры посредством катионной полимеризации 160
4.8 Катионная полимеризация с раскрытием кольца 161
4. 9 Стабильные карбокатионы 164
4.10 Анионная полимеризация 166
4.11 «Живые» полимеры 167
4.12. Кинетика и молярно-массовое распределение в «живых» анионных системах 169
4.13 Металлоалкильные инициаторы 172
4.13 Металлоалкильные инициаторы 172
4.14. Эффекты растворителя и геген-иона 173
4.15 Анионная полимеризация с раскрытием цикла 174
ГЛАВА 5 ЛИНЕЙНЫЕ СОПОЛИМЕРЫ И ДРУГИЕ АРХИТЕКТУРЫ
5.1 Общие характеристики 185
5.2 Дрейф композиции 187
5.3 Уравнение сополимера 188
5.4 Коэффициенты реакционной способности мономеров 1895.5 Коэффициенты реакционной способности и структура сополимера 191
5.6 Реакционная способность мономеров и инициирование цепи 193
5.7 Влияние структурных эффектов на коэффициенты реакционной способности мономеров 194
5.8 Схема Q-e 197
5.9 Чередующиеся сополимеры 199
5.10 Синтез блок-сополимеров 202
5.10.1 Реакции превращения 204
5.10.2 Реакции сочетания 211
5.10.3 Использование методов CRP 214
5.11 Синтез блок-сополимеров 218
5.12 Статистические/градиентные сополимеры 222
5. 13 Сложные молекулярные архитектуры 224
5.14 Дендримеры 227
5.14.1 Дивергентный рост 227
5.14.2 Конвергентный рост 2295.14.2 Молекулярная масса дендримера 231
5.14.4 Свойства дендримеров 234
ГЛАВА 6 ПОЛИМЕРНАЯ СТЕРЕОХИМИЯ
6.1 Архитектура 244
6.2 Ориентация 245
6.3 Конфигурация 246
6.3.1 Монотактические полимеры 248
6.3.2 Дитактические полимеры 249
6.3.3 Полиэфиры 250
6.4 Геометрическая изомерия 250
6.5 Конформация стереорегулярных полимеров 252
6.6 Факторы, влияющие на стереорегуляцию Коэффициенты реакционной способности и структура сополимера 254
6.7 Гомогенная стереоспецифическая катионная полимеризация 257
6.8. Гомогенная стереоселективная анионная полимеризация 2596.9 Гомогенная полимеризация диена 262
6.10 Резюме 264
ГЛАВА 7 РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, ИНИЦИАТИРУЕМЫЕ
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КАТАЛИЗАТОРЫ И РЕАКЦИИ ПЕРЕДАЧИ
7.1 Полимеризация с использованием катализаторов Циглера-Натта 270
7.2 Природа катализатора 272
7.3 Природа активных центров 273
7.4 Биметаллический механизм 274
7.5 Монометаллический механизм 275
7. 6 Стереорегуляция 277
7.7 Метатезисная полимеризация с раскрытием кольца (ROMP) 278
7.8 Моноциклические мономеры 279
7,9Бицикло- и трицикломономеры 281
7.10 Сополиалкенамимеры 283
7.11 Живые системы 283
7.12 Групповая полимеризация (GTP) 285
7.13. Полимеризация с переносом альдольной группы 289
7.14 Металлоценовые катализаторы 290
7.14.1 Металлоценовые/алюмоксановые катализаторы 291
7.14.2 Стереорегуляция 292
7.14.3 Катионные металлоцены 296
7.14.4 Механизм стереорегуляции 296
7.15 Заключительные замечания 298
ГЛАВА 8 ПОЛИМЕРЫ В РАСТВОРЕ
8.1 Термодинамика растворов полимеров 303
8.2 Идеальные смеси малых молекул 304
8.3 Неидеальные решения 306
8.4 Теория Флори-Хаггинса: энтропия смешения 307
8.5 Изменение энтальпии при смешивании 312
8.6 Свободная энергия смешения 314
8.7 Ограничения теории Флори-Хаггинса 315
8.8 Фазовые равновесия 316
8,9Теория Флори-Кригбаума 320
8.10 Местоположение тета-температуры 322
8.11 Низкие критические температуры растворения 324
8.12 Растворимость и плотность когезионной энергии 328
8. 13 Полимер-полимерные смеси 332
8.14. Кинетика фазового расслоения 337
ГЛАВА 9 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИМЕРОВ ¿ МОЛЯРНЫЕ МАССЫ
9.1 Введение 351
9.2 Молярные массы, молекулярные массы и единицы СИ 351
9.3 Среднечисловая молярная масса Mn 352
9.4 Анализ концевых групп 352
9.5. Коллигативные свойства растворов 353
9.6 Осмотическое давление 354
9.7 Рассеяние света 357
9.7.1. Рассеяние на крупных частицах 361
9.8 Динамическое рассеяние света 364
9.9 Вязкость 365
9.9 Вязкость средняя молекулярная масса 367
9.10 Гель-проникающая хроматография 368
9.11 МАЛЬДИ 372
ГЛАВА 10 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИМЕРОВ ¿
РАЗМЕРЫ, СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ЦЕПИ
10.1 Средние размеры цепи 385
10.2 Модель цепи со свободным соединением 386
10.3 Эффекты ближнего действия 388
10.4 Жесткость цепи 388
10.5 Обработка данных о разбавленных растворах 38910.5.1 Второй вириальный коэффициент 390
10.5.2 Коэффициент расширения ? 391
10.5.3 Теория Флори-Фокса 392
10.5.4 Косвенные оценки 394
10.5.5 Влияние тактичности на размеры цепи 395
10.6 Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) 395
10. 7 Инфракрасная спектроскопия 398
10.8 Термический анализ 400
10.9 Широкоугольное и малоугловое рассеяние 402
10.9.1 Широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей 404
10.9.2 Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) 405
10.9.3 Малоугловое рассеяние нейтронов (МУРН) 407
10.10 Микроскопия 411
10.10.1 Оптическая микроскопия 411
10.10.2 Сканирующая электронная микроскопия 413
10.10.3 Просвечивающая электронная микроскопия 414
10.10.4 Атомно-силовая микроскопия (АСМ) и
Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) 415

ГЛАВА 11 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИМЕРОВ ¿
РАЗМЕРЫ, СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ЦЕПИ
11.1 Введение 423
11.2 Механизм кристаллизации 424
11.3 Температура и скорость роста 426
11.4 Плавление 427
11.5 Термодинамические параметры 42911.6 Кристаллическое строение полимеров 431
11.6.1 Факторы, влияющие на кристалличность и Tm 431
11.7 Морфология и кинетика 435
11.8 Морфология 435
11.9 Кинетика кристаллизации 443
11.10 Блок-сополимеры 446
11.11 Историческое развитие полимерных жидких кристаллов 448
11. 12 Жидкокристаллические фазы 450
11.13 Идентификация мезофаз 453
11.14 Лиотропные жидкокристаллические полимеры с основной цепью 455
11.15 Термотропные жидкокристаллические полимеры с основной цепью 458
11.16 Жидкокристаллические полимеры с боковой цепью 464
11.17 Хиральные нематические жидкокристаллические полимеры 467
ГЛАВА 12 СТЕКЛОВИДНОЕ СОСТОЯНИЕ И СТЕКЛЯННЫЙ ПЕРЕХОД
12.1. Аморфное состояние 483
12.2 Стеклообразное состояние 483
12.3. Релаксационные процессы в стеклообразном состоянии 484
12.4 Область стеклования 486
12.4.1 Температура стеклования, Тс 487
12.4.2 Экспериментальная демонстрация Tg 488
12.4 Факторы, влияющие на Tg 492
12.5 Теоретическое лечение 495
12.5.1 Теория свободного объема 495
12.5.2 Термодинамическая теория Гиббса-Ди Марцио 500
12.5.3 Теория Адама-Гиббса 502
12.6 Зависимость Tg от молярной массы 504
12.7 Структурная релаксация и физическое старение 506
ГЛАВА 13 РЕОЛОГИЯ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
13.1 Введение в реологию 518
13.2 Пять областей вязкоупругого поведения 519
13. 3 Вязкая область 522
13.3.1 Зависимость вязкости от сдвига 525
13.3.2 Кинетические единицы в полимерных цепях 526 13.3.3 Влияние длины цепи 527
13.3.4 Температурная зависимость ? 52913.3.5 Зависимость вязкости от концентрации 529
13.3.6 Поведение, зависящее от времени 531
13.4 Механические свойства 532
13.4.1 Взаимосвязь модулей 533
13.5 Механические модели, описывающие вязкоупругость 534
13.6 Линейное вязкоупругое поведение аморфных полимеров 538
13.6.1 Ползучесть 539
13.6.2 Измерение напряжения-деформации 542
13.6.3 Влияние температуры на реакцию напряжение-деформация 543
13.6.4 Принцип суперпозиции Больцмана 544
13.6.5 Релаксация стресса 544
13.7 Динамический механический и диэлектрический термический анализ 546
13.7.1 Динамический механический термический анализ (ДМТА) 547
13.7.2 Диэлектрический термический анализ (DETA) 550
13.7.3 Сравнение DMTA и DETA 553
13.8 Принцип суперпозиции время-температура 556
13,9Динамическая вязкость 559
13.10 Молекулярная теория вязкоупругости 561
13.11 Модель рептации 565
ГЛАВА 14 ЭЛАСТОМЕРНОЕ СОСТОЯНИЕ
14. 1 Общее введение 578
14.1.1 Натуральный каучук 579
14.2 Экспериментальная вулканизация 581
14.3 Свойства эластомеров 583
14.4 Термодинамические аспекты резиноподобной эластичности 583
14.5 Неидеальные эластомеры 586
14.6 Функция распределения для конформации полимера 588
14.7 Статистический подход 590
14.7.1 Экспериментальные результаты напряжения-деформации 591
14.8 Набухание эластомерных сеток 593
14.9 Дефекты сети 594
14.10 Упругость эластомеров 596
ГЛАВА 15 СТРУКТУРА ИМУЩЕСТВЕННЫХ ОТНОШЕНИЙ
15.1 Общие соображения 607
15.2 Контроль Tm и Tg 608
15.2.1 Жесткость цепи 609
15.2.2 Межмолекулярная связь 610
15.3 Связь между Tm и Tg 611
15.4 Статистические сополимеры 612
15.5 Зависимость Tm и Tg от состава сополимера 614
15.6 Блок-сополимеры 617
15.7 Пластификаторы 61915.8 Кристалличность и механическая реакция 620
15.9 Нанесение на волокна, эластомеры и пластмассы 624
15.10 Волокна 624
15.10.1 Химические требования 626
15.10.2 Механические требования к волокнам 629
15.11 Ароматические полиамиды 634
15. 12 Полиэтилен 638
15.13 Эластомеры и сшитые сетки 640
15.14 Пластмассы 642
15.15 Специальные высокотемпературные полимеры 647
ГЛАВА 16 ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
16.1 Введение 680
16.2 Полимерные резисты для изготовления интегральных схем 681
16.3 Литографический процесс 681
16.4 Полимерные резисты 683
16.4.1 Чувствительность 684
16.4.2 Резолюция 684
16.5 Фотолитография 685
16.5.1 Позитивные фоторезисты 685
16.5.2 Негативные фоторезисты 687
16.6 Чувствительные к электронному лучу резисты 68916.6.1 Положительные резисты 690
16.6.2 Негативные резисты 691
16.7 Рентгеночувствительные и ионочувствительные резисты 692
16.8 Электроактивные полимеры 692
16.9 Механизмы проведения 694
16.10 Получение проводящих полимеров 695
16.11 Полиацетилен 697
16.12 Поли(п-фенилен) 701
16.13 Полигетероциклические системы 703
16.13.1 Полипиррол 704
16.13.2 Соединения серы 706
16.14 Полианилин 706
16.15 Поли(фениленсульфид) 707
16.16 Поли(1,6-гептадиин) 707
16.17 Приложения 707
16.18 Фотонные приложения 708
16. 19Светоизлучающие полимеры 709
16.19.1 Приложения 710
16.20 Нелинейная оптика 712
16.21 Фильмы Ленгмюра-Блоджетт 716
16.22 Оптическое хранение информации 718
16.23 Термозапись на жидкокристаллических полимерах 721
Предисловие
Предисловие
Когда в 1973 г. вышло первое издание этой книги, оно должно было выполнять две основные функции; первый заключался в том, чтобы предоставить широкий текст по науке о полимерах на вводном уровне, который иллюстрировал бы междисциплинарный характер предмета, а второй заключался в создании высокоинформативного недорогого текста, который студенты могли бы себе позволить. Реакция на книгу за прошедшие годы была и удивительной, и приятной, и, кажется, указывает на то, что заявленные цели были достигнуты.
Те же принципы все еще применяются в этом, 3-м издании, и я просто попытался быть в курсе последних достижений в различных областях предмета. В то время как основы науки о полимерах остаются неизменными, были сделаны важные открытия в области контроля над молекулярной массой, макромолекулярной структурой и архитектурой и, как следствие, способности получать материалы с определенными свойствами.  Чтобы учесть это, соответствующие главы были расширены за счет включения контролируемой радикальной полимеризации, химии металлоценов и получения блок- и привитых сополимеров, многолучевых и дендритных структур. Работа также неуклонно продвигалась к расширению областей, в которых полимерные материалы могут использоваться в электронных, биологических и медицинских приложениях, и примеры этого включены. Глава, посвященная характеристике, также была изменена, чтобы отразить современные подходы, когда более новые методы, как правило, заменяют или улучшают старые методы. Возможно, наиболее заметным изменением является добавление ряда задач в конце каждой главы. Они предназначены для проверки того, понял ли читатель различные вопросы, поднятые в каждой главе, а в некоторых случаях и для расширения этих знаний. Эта функция была введена в ответ на комментарии нескольких лекторов, которые используют книгу в качестве учебника для своих курсов по науке о полимерах, и я надеюсь, что она окажется полезной для них и их студентов. 
В подготовке этого 3-го издания мне умело помогала д-р Валерия Арриги, которая, среди прочего, в значительной степени отвечала за составление всех задач и упражнений, а также за реструктуризацию одной или двух глав.
Добавление нового материала неизбежно означало, что некоторые разделы, представленные в предыдущих изданиях, были опущены, если они больше не считаются общеупотребительными или заменены современными методами. Тем не менее, я надеюсь, что изменения будут приемлемы для тех, кто использует этот текст, и что он будет продолжать удовлетворять образовательные потребности, для удовлетворения которых он был первоначально разработан.
Наконец, я хотел бы посвятить это 3-е издание моей семье Энн, Грэму и Кристиану, а также внукам Эмме и Лорен.
 

Библиотека Конгресса Тематические заголовки для этой публикации:

Полимеры — Учебники.
Полимеризация — Учебники.

Судьба и воздействие на окружающую среду водорастворимых синтетических органических полимеров, используемых в косметических продуктах | Науки об окружающей среде Европа

  • Обзор
  • Открытый доступ
  • Опубликовано:
  • Карен Дуис ORCID: orcid.org/0000-0002-6951-6107 1 ,
  • Томас Юнкер 1 и
  • Аня Курс 1  

Науки об окружающей среде Европа том 33 , Номер статьи: 21 (2021) Процитировать эту статью

  • 6775 доступов

  • 12 цитирований

  • 4 Альтметрика

  • Сведения о показателях

Abstract

Из-за их обычно высокой молекулярной массы полимеры, как правило, считаются мало опасными для окружающей среды и поэтому освобождаются от регистрации и оценки в рамках REACH. Это исключение в настоящее время рассматривается Европейской комиссией. На этом фоне были оценены данные об экологической судьбе и воздействии отдельных водорастворимых синтетических органических полимеров, используемых в косметических продуктах. Рассматриваемые полимеры включают неионогенные полиэтиленгликоли (ПЭГ), анионные гомо- и сополимеры акриловой кислоты (АА-ПиКоП), катионные поликватерниумы (ПХ). ПЭГ более подвержены биодеградации, чем AA-P&CoP и PQ, которые биоразлагаются медленно. Ожидается, что на очистных сооружениях сорбция и осаждение приведут к эффективному удалению рассматриваемых полимеров из сточных вод. Поглощение и биоаккумуляция в водных организмах ограничены большим размером молекул, а для AA-P&CoPs и PQs – ионным зарядом полимеров. В тестах на экотоксичность в водной среде ПЭГ и AA-P&CoPs в целом показали низкую или низкую токсичность. Воздействие AA-P&CoP на водоросли и ракообразных объясняется хелатированием катионных питательных веществ в мягкой воде, при этом токсичность снижается при более высокой жесткости воды. Токсичность катионных PQ для водных организмов колебалась от нулевой до высокой в ​​зависимости от структуры полимера, плотности заряда и молекулярной массы, а также от тестируемого организма и условий тестирования. Наблюдаемые эффекты, скорее всего, являются результатом взаимодействия с поверхностями организмов. Водная токсичность PQ снижается растворенным органическим углеродом, взвешенными твердыми частицами, минералами отложений и более высокой жесткостью воды, характерной для природных условий. Результаты испытаний на токсичность с отложениями и почвенными организмами были идентифицированы только для гомополимеров акриловой кислоты, не показавших токсичности. Оценка имеющихся данных об экотоксичности позволяет предположить, что может потребоваться адаптация методов испытаний к соответствующему типу полимера и дальнейшая стандартизация для улучшения воспроизводимости. Основываясь на идентифицированных данных, рассматриваемые полимеры, вероятно, не представляют особой опасности для окружающей среды. Однако этот вывод следует рассматривать как предварительный, поскольку концентрации в окружающей среде оценить невозможно, и требуются дополнительные данные об экотоксичности, например, для отложений и почвенных организмов.

Введение

Синтетические полимеры представляют собой изготовленные макромолекулы, состоящие из одного или нескольких типов мономеров, которые ковалентно связаны друг с другом. Они представляют собой разнообразную группу химических веществ, причем различия в первую очередь связаны с типом и количеством мономерных звеньев [1, 2] (см. определение в дополнительном файле 1). В связи с большим разнообразием количества содержащихся мономеров молекулярная масса (ММ) полимеров колеблется от нескольких сотен до нескольких миллионов Да [3]. Из-за их обычно высокой молекулярной массы полимеры обычно считаются мало опасными для окружающей среды [2]. Поэтому они освобождаются от регистрации и оценки в рамках европейской системы REACH до тех пор, пока не будет определен научно и технически обоснованный, практичный и экономичный способ выбора определенных полимеров для регистрации [4]. Однако мономеры и другие вещества, используемые для производства полимеров, нуждаются в регистрации [2, 4]. В соответствии со статьей 138 (2) Регламента REACH [4], освобождение полимеров от регистрации в соответствии с REACH в настоящее время пересматривается с целями (а) анализа рисков для здоровья человека и окружающей среды, создаваемых полимерами, по сравнению с другими химическими веществами, и (b) оценить необходимость регистрации определенных типов полимеров. В этом контексте для Европейской комиссии были подготовлены три отчета. Первый отчет [5] включает оценку требований к регистрации в соответствии с REACH по сравнению с другими правилами. Во втором отчете [6] предлагается подход к идентификации полимеров с низким уровнем риска (PLC), который относительно аналогичен подходу Агентства по охране окружающей среды США, основанному на таких критериях, как ограниченное содержание материала с низкой молекулярной массой, ограниченное присутствие реакционноспособных функциональных групп. , отсутствие или низкая плотность катионного заряда [1, 7]. Аналогичные критерии PLC реализованы и в других странах [5, 6, 8, 9]. В третьем отчете для Европейской комиссии [10] обобщены критерии для определения полимеров, которые могут потребовать регистрации в соответствии с REACH в будущем, и адаптированы требования к информации для этих полимеров. В настоящее время полимерами также занимается Целевая группа ECETOC по полимерам, которая предложила концептуальную основу для оценки риска полимеров [9] и изучила применимость химико-аналитических методов, стандартизированных методов испытаний и прогностических моделей [11].

Полимеры с одинаковым названием и номером CAS могут различаться по своей молекулярной массе, соотношению мономеров и другим свойствам, таким как плотность заряда [9]. Чтобы охарактеризовать полимер, требуется информация об идентичности и процентном соотношении его компонентов, типе связывания между ними, распределении молекулярной массы, включая процентную долю материала с низкой молекулярной массой (< 1 кДа), ионном заряде и плотности заряда, наличии реакционноспособные функциональные группы и растворимость в воде [7, 12]. Синтетические полимеры полидисперсны, т. е. состоят из полимерных молекул с разным числом мономерных звеньев и, следовательно, с разной ММ. Среднечисленная МВт (МВт n ), средневесовая ММ (ММ w ) и индекс полидисперсности (ММ w /ММ n ) могут быть использованы для характеристики ММ полимера [3, 13] (см. Доп. файл 1 для определений). Однако такая информация часто не является общедоступной.

Целями настоящего обзора являются критическая оценка информации о судьбе в окружающей среде, поглощении организмами окружающей среды и экотоксичности отдельных полимеров, а также выявление открытых вопросов исследования. Основное внимание уделяется трем классам водорастворимых синтетических органических полимеров, которые используются в косметических продуктах (как определено в [14]): неионогенные полиэтиленгликоли (ПЭГ), анионные гомо- и сополимеры акриловой кислоты (AA-P&CoPs). и катионные поликватерниумы (PQ).

Рассматриваемые полимеры были выбраны Немецкой ассоциацией косметических, туалетных, парфюмерных и моющих средств (IKW) на основании опроса компаний-членов косметической промышленности. Они представляют собой часто используемые классы полимеров, которые имеют значение, например, из-за их тоннажа или потому, что они выполняют определенную функцию, необходимую для косметического продукта (дополнительные сведения см. в Дополнительный файл 1, раздел 2). В косметических продуктах эти полимеры используются, например, в качестве загустителей, эмульгаторов, смазок, кондиционеров и пленкообразователей [15,16,17].

Помимо использования в косметических продуктах, выбранные полимеры имеют множество других применений. Например, водорастворимые гомополимеры акриловой кислоты (ПАК) используются в моющих средствах для стирки и других бытовых чистящих средствах [18,19,20,21]. Водорастворимые сополимеры акриламида и акриловой кислоты (AAmAA-CoP) используются в больших количествах в качестве флокулянтов, например, на очистных сооружениях (СОСВ) [22, 23, 24], а также в качестве кондиционеров почвы для улучшения удержания воды и уменьшения эрозии почвы. орошаемые сельскохозяйственные почвы [25,26,27]. Поликватерний-6 широко используется в качестве коагулянта и флокулянта при очистке сточных вод, обезвоживании осадка и в качестве коагулянта при очистке питьевой воды [23, 28, 29].,30,31,32]. ПЭГ имеют множество применений, например, для доставки лекарств, в бытовых и промышленных чистящих средствах и в жидкостях гидроразрыва пласта [16, 33, 34, 35, 36].

Методы

Рассматриваемые водорастворимые синтетические органические полимеры

Информация об идентичности и основных характеристиках рассматриваемых синтетических органических полимеров представлена ​​в таблице 1 и в дополнительном файле. Все выбранные полимеры растворимы в воде (> 1 мг/л, см. дополнительный файл, раздел 1 и таблицы S1–S3). Для AA-P&CoP и PQ длины цепей (и, следовательно, молекулярные массы) и, в случае гетерополимеров, соотношения мономеров и плотности заряда могут находиться в значительном диапазоне. В дальнейшем значения ММ указаны без дополнительной спецификации, когда более конкретная информация (например, ММ n и MW w ) недоступен.

Таблица 1 Водорастворимые синтетические органические полимеры, рассмотренные в настоящем обзоре

Полная таблица

ПЭГ представляют собой гомополимеры этиленоксида (т. е. простые полиэфиры). Десять рассмотренных ПЭГ имеют среднюю молекулярную массу от 200 до 4000 кДа (таблица 1 и дополнительный файл 1: таблица S1). Они гидрофильны, но из-за отсутствия ионизируемых функциональных групп представляют собой нейтральные (неионогенные) молекулы.

Из-за наличия карбоксильных групп AA-P&CoP являются анионными при нейтральном pH. Гомополимеры акриловой кислоты (P-AA), используемые в косметике, имеют молекулярную массу ок. 2000–4000 кДа и плотностью заряда 10,6 мэкв/г (см. дополнительный файл 1, раздел 1 и таблицу S2). Рассматриваемые сополимеры акриловой кислоты (AA-CoP), сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата (MAEA-CoP) и сополимер акриламида и акриловой кислоты (AAmAA-CoP) имеют молекулярную массу прибл. 500 кДа и  > 1000 кДа соответственно. Процентное содержание мономеров в этих двух сополимерах и, следовательно, их плотность заряда могут варьироваться.

PQ представляют собой катионные полимеры, содержащие четвертичные аммониевые группы. PQ-6, гомополимер хлорида диаллилдиметиламмония (DADMAC), имеет плотность заряда 6,2 мэкв/г (дополнительный файл 1: таблица S3). Рассматриваемые марки PQ-6 имеют молекулярную массу ок. 100–200 кДа. PQ-7 получают путем сополимеризации акриламида и DADMAC. В марках PQ-7, используемых в косметике, процентное содержание DADMAC обычно находится в диапазоне от 25 до 50%, плотность заряда от 0,7 до 6 мэкв/г и молекулярная масса от 100 до 5200 кДа. PQ-10 получают путем взаимодействия гидроксиэтилцеллюлозы с эпоксидом, замещенным триметиламмонием. Марки PQ-10, используемые в косметике, имеют плотность заряда около 1 мэкв/г и молекулярную массу от прибл. 100 и 5200 кДа. Имеется противоречивая информация о молекулярной массе некоторых марок PQ-10 (подробности см. в Таблице S3). PQ-16 получают путем сополимеризации хлорида 1-винил-3-метилимидазолия и винилпирролидона. Рассматриваемые сорта PQ-16 имеют плотность заряда прибл. 2,2 и 6,1 мэкв/г, увеличиваясь с увеличением процентного содержания хлорида 1-винил-3-метилимидазолия, и молекулярной массой прибл. от 40 до 400 кДа.

Все рассматриваемые здесь водорастворимые полимеры не сшиты или сшиты только в очень ограниченной степени (≤ 0,05%; см. Дополнительный файл 1: Таблицы S1–S3). Обширное сшивание полимеров приводит к потере растворимости в воде [37, 38].

Сбор и оценка данных о судьбе и воздействии на окружающую среду

Данные о поведении рассматриваемых полимеров в окружающей среде, их потенциале поглощения и накопления в организмах окружающей среды и их воздействии на водные и наземные организмы были собраны в ходе поиска литературы с использованием Scopus . Ключевые слова включали идентификаторы полимеров (названия, синонимы, номера CAS), процессы (например, сорбция, разложение*, биоаккумуляция*, токсичность*), компартменты (например, окружающая среда, сточные воды) и организмы (например, водоросли*, беспозвоночные). *). Наиболее релевантные поисковые термины использовались в дополнительном поиске в Интернете для выявления нерецензируемой литературы. Дополнительные данные (паспорта безопасности, техническая информация и основные результаты конфиденциальных исследований) были предоставлены компаниями-членами IKW. Также были рассмотрены предыдущие оценки экологической судьбы и эффектов полимеров, например, [7, 41, 42]. Ссылки, перечисленные в соответствующих публикациях, были проверены для получения дополнительной информации. Из-за возможного воздействия ингредиентов состава, отличных от рассматриваемых полимеров, данные об экотоксичности для составов не учитывались.

Собранные данные, включая информацию об испытуемом полимере (например, молекулярная масса и плотность заряда), использованный метод испытаний, результаты испытаний и ссылки представлены в дополнительном файле 1: таблицы S4–S11. Достоверность данных оценивали по Klimisch et al. [43] с использованием четырех классов надежности: (1) надежный без ограничений, (2) надежный с ограничениями, (3) не надежный и (4) не назначаемый. Для значительного количества данных (например, данных из паспортов безопасности и данных, предоставленных компаниями-членами IKW) была доступна только информация об основных конечных точках исследования. Эти данные были включены, но из-за отсутствия более подробной информации о методах и результатах их надежность в большинстве случаев приходилось классифицировать как «не поддающуюся определению». Точно так же данные, представленные во вторичных источниках, например, [18, 19, 31], включаются и классифицируются как «не подлежащие присвоению», если ссылки на первоисточники отсутствовали (оригинальные ссылки указаны в СИ). Для данных HERA [19] классификация надежности, указанная в этом отчете, принята здесь, но не может быть проверена (см. Дополнительный файл 1: Таблицы S6 и S10).

Результаты и обсуждение. производителей [42]. Большинство использованных данных были сжаты или закодированы и, таким образом, не могут быть отнесены к отдельным полимерам. В нескольких других исследованиях отсутствует достаточная информация об идентичности тестируемого полимера.

Это относится к данным, например, для анионных полиакриламидов без дальнейшего уточнения (анионные полиакриламиды включают сополимеры акриламида и акриловой кислоты, а также сополимеры акриламида с другими кислотами [45]). В некоторых публикациях указываются только торговые названия оцениваемых полимеров, которые не могут быть отнесены к отдельным полимерам (эта информация часто считается запатентованной).

Кроме того, оценка собранных данных о судьбе в окружающей среде и экотоксичности показала, что информация о характеристиках испытанных полимеров часто была довольно ограниченной. Для большинства тестов была предоставлена ​​только средняя ММ без дополнительных уточнений (ММ n или ММ w ). В некоторых случаях информация о MW отсутствовала или была противоречивой. Информация о плотности заряда анионных и катионных полимеров частично отсутствовала или была довольно общей (например, «низкая» плотность заряда). По большинству собранных данных в открытом доступе не было сведений о содержании остаточных мономеров, олигомеров, добавок и примесей исследованных полимеров. Таким образом, оценка вклада остаточных мономеров, добавок и примесей (например, остатков катализатора) в потенциальное воздействие на окружающую среду в большинстве случаев была невозможна.

Часто были идентифицированы только ограниченные данные об экологической судьбе и воздействии рассматриваемых полимеров в диапазонах молекулярной массы, используемых в косметике. Поэтому для того, чтобы сделать общие выводы и проиллюстрировать тенденции в отношении их поведения и воздействия на окружающую среду, в настоящий обзор также были включены данные для соответствующих полимеров с более низкой или более высокой молекулярной массой. В некоторых случаях (например, [46]) включались данные, полученные с другими полимерами, особенно когда база данных для рассматриваемых полимеров скудна.

Судьба водорастворимых синтетических органических полимеров в окружающей среде

Значительное количество данных о судьбе в окружающей среде было получено для ПЭГ и П-АК (в основном из [18] и [19]), в то время как данные о судьбе рассматриваемых сополимеров акриловой кислоты и PQ были более скудными.

Сорбция и комплексообразование

Сорбционное поведение полимеров определяется гидрофильными (например, водородными связями), гидрофобными (например, силами Ван-дер-Ваальса) и, для заряженных полимеров, электростатическими взаимодействиями [47]. Из-за большего количества центров связывания сорбционная емкость обычно увеличивается с увеличением молекулярной массы полимера [48,49].,50]. Сорбция также зависит от архитектуры цепи и молекулярной конформации полимера. Запутывание длинных полимерных цепей может, например, привести к более низкой сорбции твердых частиц, чем ожидалось, исходя из молекулярной массы [49, 50, 51]. Из-за длины полимеров и большого количества сайтов связывания некоторые сайты связывания почти всегда прикреплены к адсорбционной поверхности, что препятствует десорбции [49, 51, 52, 53, 54]. Основываясь на пока ограниченных научных данных, неэкстрагируемые остатки (NER) могут образовываться в отложениях и почвах, обработанных илом [9].].

Хотя имеются четкие данные о сорбционном и комплексообразующем поведении ПЭГ, AA-P&CoP и PQ в целом, лишь немногие твердоводные ( K d ) и органический углерод-вода ( K OC ) коэффициенты распределения для осадков сточных вод, отложений и почв были определены для рассматриваемых здесь полимеров (дополнительный файл 1: таблица S4).

Полиэтиленгликоли

Podoll et al. [55] обнаружили, что, несмотря на их хорошую растворимость в воде, ПЭГ (молекулярная масса: 600 Да, 1 кДа) проявляли значительную сорбцию отложениями (таблица S4), вероятно, из-за гидрофильных взаимодействий с отрицательно заряженными поверхностями отложений. Сорбция положительно коррелировала с молекулярной массой полимера и содержанием глины в отложениях, но не с содержанием органического углерода (ОС) в отложениях. При скоростях десорбции 17–37% сорбция этих ПЭГ с низкой молекулярной массой была лишь частично обратимой. Шиманский и др. [56] исследовали сорбцию ПЭГ [молекулярная масса: не указано (н.и.)] природным и формалин-консервированным активным илом с использованием экспериментальной установки непрерывного действия с активным илом. Концентрации ПЭГ на нативном иле были в 1,5–2,5 раза ниже, чем на законсервированном иле, что предположительно связано с биодеградацией ПЭГ на поверхности нативного ила (см. ниже). Таким образом, интерпретация сорбционных исследований с ПЭГ может быть затруднена одновременными процессами биодеградации. Штебер и Вирих [57] исследовали судьбу 14 ПЭГ с маркировкой C (400 Да) в модели очистных сооружений с непрерывным потоком. Массовый баланс углерода 14 в конце испытания (d 3) показал значительную сорбцию этого ПЭГ (и потенциальных продуктов разложения) илом: 41% примененной радиоактивности было обнаружено в иле и только 4% в сточных водах ( Дополнительный файл 1: Таблица S4).

Гомо- и сополимеры акриловой кислоты

Анионные поликарбоксилаты, такие как рассматриваемые AA-P&CoP, образуют комплексы с двухвалентными и поливалентными катионами, которые выпадают в осадок, если концентрация катионов достаточно высока [18, 19, 48, 58,59,60,61]. Ожидается, что для П-АК связывание с Ca 2+ приведет к осаждению полимеров на очистных сооружениях и в большинстве природных вод [60, 61].

Анионные поликарбоксилаты сильно сорбируются на положительно заряженных поверхностях, например, сульфат кальция и карбонат кальция [18, 52, 58]. Если имеется достаточное количество двухвалентных или поливалентных катионов для преодоления отталкивания между анионными полимерами и отрицательно заряженными поверхностями (например, осадка сточных вод и минералов почвы/отложений, таких как глина), анионные поликарбоксилаты также сорбируются на этих поверхностях [24, 25, 50, 52]. Следовательно, в экологически значимых условиях анионные поликарбоксилаты обычно проявляют сильную сорбцию по отношению к активному илу, частицам почвы и другим твердым веществам [18, 58, 62]. А K d 1825 л/кг определяли для сорбции П-АК (16,1 кДа) активным илом ([19], см. Таблицу S4). Обратите внимание, что AAmAA-CoP с молекулярной массой от прибл. от 3000 до ок. 20 000 кДа используются в качестве флокулянтов при очистке воды и вносятся в почву для кондиционирования почвы и борьбы с эрозией. Они вызывают агломерацию (флокуляцию) взвешенных веществ, а образовавшиеся агломераты удаляются отстаиванием или флотацией [22, 24].

Поликватерниумы

ПХ и другие катионные полимеры сильно сорбируются на растворенном органическом углероде (РОУ), особенно на отрицательно заряженных компонентах РОУ (например, гуминовых кислотах и ​​лигнине), и образующиеся нейтральные комплексы осаждаются [7, 41, 63, 64, 65 ]. Сорбция PQ в гуминовые кислоты увеличивается с увеличением плотности заряда [66, 67] (табл. S4). Кроме того, PQ проявляют сильную сорбцию на отрицательно заряженных поверхностях, например, на осадке сточных вод, других взвешенных веществах и минералах отложений/почвы [12, 28]. Например, PQ-6 (26 кДа, 6,2 мэкв/г) имел сильную склонность к образованию комплексов с бентонитовой глиной [68].

В этом контексте следует отметить, что высокозаряженный PQ-6 также используется в качестве коагулянта и флокулянта при очистке сточных вод: он нейтрализует заряд анионных DOC и взвешенных твердых частиц, которые затем агломерируются и флоккулируют вместе с ПК-6 [28, 31].

Абиотическое разложение

Гидролиз обычно не считается важным путем разложения синтетических полимеров в окружающей среде [12, 44]. Считается, что фотолиз имеет ограниченное значение для поликарбоксилатов (включая AA-P и CoP) и ПЭГ в условиях окружающей среды [19]., 24, 60, 69, 70]. Для рассматриваемых ПК информация о фотолизе не выявлена.

Биодеградация и удаление на очистных сооружениях

Большинство синтетических полимеров медленно биоразлагаются [7, 9, 12, 33]. Как правило, скорость биодеградации снижается с увеличением молекулярной массы. Соответственно, компоненты полимера с низкой молекулярной массой разлагаются легче, чем материал с более высокой молекулярной массой [18, 19, 33, 71, 72, 73]. Если полимеры слишком велики для поглощения микроорганизмами, экзоферменты, продуцируемые некоторыми бактериями и грибами, имеют решающее значение для первых стадий биодеградации, на которых полимерные цепи расщепляются на фрагменты с более низкой молекулярной массой. Фрагменты, которые достаточно малы для поглощения клетками, могут затем разлагаться более широким кругом микроорганизмов [74,75,76].

Полиэтиленгликоли

ПЭГ более подвержены биодеградации, чем другие рассматриваемые полимеры. Оцененные данные показывают способность к биологическому разложению ПЭГ с молекулярной массой до 4–14,6 кДа, в зависимости от метода испытаний, что указывает на быструю и окончательную деградацию на очистных сооружениях и в большинстве сред [77], тогда как ПЭГ с более высокой молекулярной массой не поддаются быстрому биоразложению (см. Таблицу). С5). В комбинированных тестах CO 2 /DOC Bernhard et al. [71] зафиксировали полную биодеградацию (удаление > 90% DOC, что соответствует 70–95% CO 2 эволюция) для ПЭГ с молекулярной массой от 250 Да до 57,8 кДа. В то время как ПЭГ с молекулярной массой  ≤ 14,6 кДа полностью биоразлагались в течение 20 дней (включая лаг-фазу до 5 дней), продолжительность испытаний составляла 45 дней и 65 дней (включая лаг-фазу примерно 22 дня). полная биодеградация ПЭГ с молекулярной массой 26,6 и 57,8 кДа соответственно.

Большинство результатов испытаний на присущую биоразлагаемость указывают на степень удаления DOC > 70% для ПЭГ с молекулярной массой до 20 кДа (дополнительный файл 1: Таблица S5), т. 77]. Обратите внимание, что в тех случаях, когда сообщаются только скорости удаления DOC, процессы адсорбции могли способствовать наблюдаемому удалению (см. [78]). В 50-дневном СО 2 были получены степени минерализации  > 80% (1, 3,4 и 8 кДа) и 40% (20 кДа) [79]. В качестве инокулята использовали активный ил из предыдущего полунепрерывного теста активного ила с тем же ПЭГ.

Несколько периодических экспериментов с адаптированным и неадаптированным активным илом также свидетельствуют о первичном биоразложении и минерализации ПЭГ в аэробных и анаэробных условиях (таблица S5). В проточной модели КОС 52 % добавленного 14 C-меченый ПЭГ (400 Да) минерализовался в течение 3 дней [57]. Согласно информации из паспортов безопасности, ПЭГ с молекулярной массой 1,5 и 8 кДа эффективно удалялись из сточных вод на модельных очистных сооружениях (таблица S5). Лара-Мартин и др. [80] измерили концентрации ПЭГ (молекулярная масса: н.и.) во входящем (36–39 мкг/л) и выходящем потоке (1,2–1,6 мкг/л) североамериканских очистных сооружений и получили степень удаления 96–97%. В этом контексте следует отметить, что ПЭГ являются основными продуктами деградации этоксилатов спиртов и, таким образом, могут образовываться в процессе очистки сточных вод [81,82,83].

Имеются данные о биодеградации в речной воде для ПЭГ (300 Да): первичная скорость биодеградации 99 % в течение 14 дней была определена в тесте на вымирание в речной воде [84]. В искусственной морской воде, инокулированной микроорганизмами, полученными из фильтров морского аквариума, ПЭГ с молекулярной массой до 2 кДа полностью разлагались (удаление РОУ > 90%) в течение 37 дней, тогда как ПЭГ с молекулярной массой 4,5 и 7,4 кДа требовалось 100 и 130 дней. , соответственно, для полной биодеградации. При более высокой молекулярной массе ПЭГ разрушались лишь частично (удаление DOC: 80% при молекулярной массе 10,3 кДа и 40% при молекулярной массе 14,6 кДа) в течение 180 дней. ПЭГ с молекулярной массой 26,6 и 57,8 кДа не подвергались биодеградации в течение 135 дней [71]. Траверсо-Сото и др. [85] исследовали первичную деградацию ПЭГ (400 Да) в анаэробной морской системе вода/осадок. Они получили период полураспада 18 дней и скорость первичной деградации 93% через 169 дней.

Полимеры, которые были удалены из сточных вод вместе с осадком, могут попасть в окружающую среду при нанесении осадка сточных вод на землю. Имеется лишь немного информации о биодеградации ПЭГ в почве. Абдалла и др. [86] оценили биодеградацию 14 C-меченого ПЭГ (4 кДа) в трех тропических почвах. В течение 70 дней скорость минерализации (производство 14 CO 2 ) составляла 5–10%, т. е. биоразложение было относительно медленным.

Гомо- и сополимеры акриловой кислоты

В целом, полимеры с большим аддитивным соединением с углерод-углеродными скелетами, такие как рассматриваемые AA-P&CoP, биоразлагаются очень медленно [33, 87]. В готовых тестах на биоразлагаемость (модифицированный MITI и закрытый флакон) скорость биоразложения П-АК (молекулярная масса: н.и.) обычно была ниже 20%. Предполагалось, что в этих испытаниях деградирует только низкомолекулярный материал [58, 61]. Сополимеры метакриловой кислоты и этилакрилата (MAEA-CoP, 500 кДа) и сополимеры акриламида и акриловой кислоты (AAmAA-CoPs, 10 000 кДа) также были классифицированы как трудно биоразлагаемые [88, 89].].

Что касается присущей биоразлагаемости, результаты испытаний с полунепрерывным активным илом (SCAS) доступны для P-AA (1–215 кДа), которые часто тестировались при относительно высоких концентрациях (например, 20 мг/л; дополнительный файл 1 : Таблица S6). Общие показатели удаления зависят от молекулярной массы, сначала снижаясь с 45% (1 кДа) до приблизительно 20% (2–3,4 кДа), а затем увеличиваясь до 48% (23 кДа) и 95% (152 и 215 кДа) в течение 7 дней. 18, 19, 48]. Минерализация П-АК (4,5 кДа) изучалась в тестах SCAS с адаптированным илом в сочетании с CO 2 производственные испытания. Были получены показатели минерализации 8% (10–20 мг/л, 28 дней) и 16% (1 мг/л, 45 дней) [48]. Чтобы проанализировать механизмы удаления P-AA (4,5 кДа) из сточных вод, Фриман и Бендер [48] провели периодические эксперименты (дополнительный файл 1: таблица S6). После добавления П-АК (примерно 1 мг/л) к суспензии автоклавного осадка сточных вод в дистиллированной воде из воды было удалено 85 % полимеров. Авторы пришли к выводу, что адсорбция на осадке сточных вод является наиболее подходящим процессом удаления. Таким образом, общее удаление П-АК в тестах SCAS можно объяснить тем, что биодеградация актуальна при низкой молекулярной массе (до 1–2 кДа), а адсорбция/осаждение наиболее актуальна при более высокой молекулярной массе (см. также [18, 58]).

В тестах Zahn-Wellens низкая общая скорость удаления < 10% (на основе снижения DOC) была зарегистрирована для P-AA (15 кДа ​​[19]) и MAEA-CoP (500 кДа [89]).

Для P-AA доступно несколько исследований по моделированию очистных сооружений. Как и в испытаниях на естественное биоразложение, удаление из воды происходит за счет биодеградации (низкомолекулярные П-АК) и адсорбции/осаждения (более высокомолекулярные П-АК [18, 58]). В CO 2 испытания эволюции с бытовым активным илом, биодеградация (минерализация) 14 C-меченых P-AA в течение 90 дней уменьшилось с 43 % (1 кДа) до 19 % (2 кДа) и 17 % (10 кДа [18, 19]). Общие скорости удаления имеют тенденцию к увеличению с увеличением MW (см. Дополнительный файл 1: Таблица S6 и [58]), но различия между результатами различных исследований высоки. Например, общая скорость удаления 16–81% была зарегистрирована для P-AA с молекулярной массой 4,5 кДа (дополнительный файл 1: таблица S6, [18, 19, 48]). Интерпретация данных затруднена тем фактом, что во многих случаях соответствующая информация, такая как концентрация полимера, концентрация взвешенных твердых частиц и продолжительность исследования, не сообщается. Кроме того, разная скорость биоразложения может быть вызвана различиями в распределении молекулярных масс полимеров (не сообщается) [33]. Как правило, более высокие скорости удаления были получены в тестах с более низкими концентрациями полимера [18]. Например, общее удаление Ф-АК (4,5 кДа) составляло 75–76 % при 1 мг/л, 27 % при 3 мг/л и 16 % при 30 мг/л [18, 19].]. Freeman и Bender [48] измерили скорость удаления 81% (1 мг/л), 75% (3 мг/л) и 62% (10 мг/л) для P-AA (4,5 кДа) в непрерывном лабораторном масштабе. испытания активного ила (CAS) с использованием инокулята из КОС, очищающих городские и легкие промышленные сточные воды (таблица S6). Они предположили, что снижение скорости удаления с увеличением концентрации полимера является результатом ограниченного числа участков адсорбции на осадке сточных вод, и указали, что скорость удаления при концентрациях, которые могут иметь место на очистных сооружениях (обычно  < 1 мг/л), может быть занижена. в экспериментах с более высокими концентрациями полимера. Для P-AA с молекулярной массой 78 кДа общая скорость удаления 78% была определена в тесте моделирования активного ила [18].

Было показано, что третичная очистка сточных вод хлоридом железа (FeCl 3 ) приводит к эффективному удалению П-АК путем осаждения. Степень удаления > 90% была получена на модельной установке по очистке сточных вод (молекулярная масса: 4,5 кДа [18]) и в тесте CAS (молекулярная масса: n.i. [48, 60]).

Для П-АК с молекулярной массой 2000–4000 кДа, используемых в косметике, экспериментальные данные об удалении при очистке сточных вод отсутствуют. Судя по оценочным данным, маловероятно, что они будут в значительной степени подвергаться биологическому разложению на очистных сооружениях. Тем не менее, учитывая, что процессы адсорбции/осаждения увеличиваются с увеличением молекулярной массы, можно предположить эффективное удаление, особенно в присутствии доочистки FeCl 3 .

Аналогично, для рассматриваемых сополимеров акриловой кислоты не выявлено экспериментальных данных по удалению при очистке сточных вод. Однако можно предположить высокие скорости удаления за счет комплексообразования с двухвалентными и поливалентными катионами и сорбции активным илом. Было подсчитано, что для анионных флокулянтов на основе полиакриламида, используемых на очистных сооружениях, прибл. 95% полимеров удаляются из воды на стадии флокуляции, в то время как ок. 5% остаются растворенными и сбрасываются со стоками КОС [9].0].

Биодеградация в поверхностных водах была исследована с помощью 14 C-меченых P-AA в тестах на вымирание в речной воде. В течение 135-дневного периода испытаний минерализация (эволюция 14 CO 2 ) была неполной и снижалась с увеличением молекулярной массы (20% при 1 кДа, 10% при 2 кДа и 7% при 10 кДа). Значительно более высокие показатели минерализации были измерены при использовании предварительно адаптированной речной воды (63 % при 1 кДа, 15 % при 10 кДа) или смеси речной воды и донных отложений (58 % при 1 кДа, 37 % при 2 кДа и 12 %). при 10 кДа [18, 19]). Последнее может быть связано с более высокой биомассой, внесенной в систему с осадком. Для рассматриваемых сополимеров акриловой кислоты результатов исследований биодеградации в поверхностных водах не выявлено.

В почве, обработанной илом, биодеградация 14 C-меченых P-AA была медленной: в течение 165-дневного инкубационного периода степень минерализации составляла 35 % (1 кДа), 11 % (2 кДа) и 5 ​​%. (10 кДа). Для П-АК с молекулярной массой 4,5 кДа степень минерализации 6% была определена через 81 день [18, 19].]. Точно так же биоразложение 13 С-меченых П-АК в сельскохозяйственных почвах было ограниченным. Бай и др. [72] получили скорость минерализации 1,85% (MW n : 219,5 кДа) и 0,91% (MW n : 530,4 кДа) в течение 149 дней. Основываясь на соотношениях (а) длин цепей и (б) скоростей минерализации обоих полимеров, они пришли к выводу, что биодеградация в основном происходит на концевых участках полимеров.

Уолтер и др. [91] исследовали биодеградацию 14 C-меченый AAmAA-CoP (молекулярная масса: н. и.; 51% водорастворимых и 49% сшитых, нерастворимых в воде компонентов) в почве. Трубчатые ( T ) и колбовые ( F ) реакторы, содержащие полимеры, сельскохозяйственную почву и, частично, молотую пшеничную солому и грибы белой или бурой гнили, подвергались воздействию в течение 22 недель (таблица S6). В почве без добавок показатели минерализации составили 1,1% ( Т ) и 2,2% ( F ). Показатели минерализации были увеличены, когда измельченная пшеничная солома ( T : 1,6%, F : 3,1%) и дополнительно был добавлен гриб белой гнили Pleurotus ostreatus ( T : 5,3, F : 8,8%). В реакторах с P.   ostreatus повышено процентное содержание водорастворимых полимеров по сравнению с почвой без добавок. Уолтер и др. [91] предположили, что лигнинолитические экзоферменты, выделяемые P.   ostreatus , приводят к фрагментации полимера и делают его более доступным для дальнейшей деградации.

Биодеградация AAmAA-CoP (Superfloc 836A, 12 000 кДа) также исследовалась в полевых условиях. Сополимеры наносили на сельскохозяйственную почву и изучали разложение через 6 и 12 лет с использованием соотношений стабильных изотопов ( 13 C). Была получена средняя скорость деградации 9,8% в год [92]. Очень похожая скорость разложения была получена для сополимера полиакриламида, который не входит в число полимеров, рассматриваемых в настоящей оценке: Hennecke et al. [46] исследовали деградацию 14 C-меченый катионный полиакриламидный сополимер (6000 кДа, 30 мол.% акриламида) в почве, обработанной илом, в исследовании лизиметра на открытом воздухе. В течение 3 лет испытаний ММ полимера значительно уменьшилась из-за расщепления углеродной цепи. Был получен уровень минерализации 22,5% в течение 2 лет. В этом исследовании также изучалось образование неэкстрагируемых остатков (NER). На протяжении всего испытания уровни NER составляли около 10% от применяемой радиоактивности. Как отмечают Hennecke et al. [46], количество НЭР, вероятно, было занижено, так как применялся деструктивный метод извлечения матрицы.

Поликватерниумы

О биоразложении рассматриваемых PQ получена лишь очень ограниченная информация. Большинство данных берутся из паспортов безопасности продуктов для марок PQ, используемых в косметике (Дополнительный файл 1: Таблица S7). PQ-6 (> 10 кДа [31]), PQ-10 (приблизительно 400 кДа и 30 000 кДа [93, 94]) и PQ-16 (40–400 кДа [95, 96, 97, 98]) являются не легко поддается биологическому разложению. Для PQ-16 (100 и 400 кДа) скорость минерализации в течение 28 дней была ниже 10 % от теоретического потребления кислорода [95, 9].7].

Согласно данным ECCC и HC [31], PQ-6 (> 10 кДа) не является биоразлагаемым по своей природе. Присущая PQ-7 и PQ-16 биоразлагаемость была изучена в тестах Zahn-Wellens: PQ-7 (MW: n.i.) показал 30–50% биодеградации [99], а для PQ-16 скорость удаления DOC составила 20–70%. (40 и 80 кДа [96, 98]) и 40–50% (100 кДа [97]). Для PQ-10 данных не обнаружено. Чтобы сделать выводы о присущей PQ-7, -10 и -16 способности к биологическому разложению, требуется дополнительная информация.

Отсутствуют экспериментальные данные по удалению PQ-6, -7, -10 и -16 при очистке сточных вод. Однако сильная сорбция положительно заряженных PQ отрицательно заряженным илом сточных вод, вероятно, приведет к эффективному удалению из сточных вод. Это подтверждается тем, что PQ-6 используется при очистке сточных вод, где он эффективно удаляет взвешенные вещества из водной фазы [32, 100].

Данных о биодеградации рассматриваемых ПХ в поверхностных водах, отложениях и почве не выявлено. Принимая во внимание их сорбционные свойства, следует оценивать биоразложение PQ в отложениях и почвах (с илом).

Мобильность в окружающей среде

Благодаря своему сорбционному поведению рассматриваемые полимеры попадают в наземную среду при попадании на землю осадка сточных вод. В то время как количество осадков сточных вод, применяемых на сельскохозяйственных землях, сильно сократилось в некоторых европейских странах (например, в Нидерландах, Швейцарии и Германии), использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве все еще распространено в других странах (например, в Португалии и Испании [101]). . Мобильность 14 C-меченый P-AA со средней молекулярной массой 4,5 кДа в песчаной почве оценивали в лизиметрическом исследовании продолжительностью 10 недель ([18], дополнительный файл 1: таблица S8). В то время как 10% нанесенных полимеров элюировались перколяционной водой, большинство полимеров оставалось в верхних 10–15 мм столбика почвы. Предполагалось, что элюированная подвижная фракция состоит из материала с низкой молекулярной массой [18, 58, 61]. Аналогичные или более высокие показатели удерживания были зарегистрированы в исследованиях подвижности столбцов почвы, в которых P-AA (4,5 кДа) применяли к столбцам песка и суглинка: 8% нанесенных полимеров элюировались из столбцов песка и только 0,5% из столбцов глины. ([102], Дополнительный файл 1: Таблица S8). Поскольку сорбция увеличивается с увеличением молекулярной массы, можно предположить, что П-АК с молекулярной массой 2000–4000 кДа, используемые в косметике, вероятно, останутся в иле или в верхнем слое почвы при нанесении на почву вместе с осадком сточных вод. Десорбция и элюирование в поверхностные или грунтовые воды маловероятны, если только они не разлагаются на более мелкие и более подвижные фрагменты.

Для других рассмотренных полимеров экспериментальных данных по подвижности в почве не получено. Однако результаты вышеупомянутого исследования лизиметра на открытом воздухе с катионным полиакриламидным сополимером, меченым 14 C (6000 кДа, 30 мол.% акриламида), также указывают на очень низкую подвижность полимера в почве, обработанной илом: через 3 года после нанесения полимера 93,5 % от общей радиоактивности был обнаружен в верхних 10 см почвенных столбиков [46]. В связи с их сорбционным поведением (раздел «Сорбция и комплексообразование») и с учетом приведенных выше данных предполагается низкая подвижность в иле и почве ПЭГ с более высокой молекулярной массой, сополимеров акриловой кислоты и, особенно, ПХ. В своей скрининговой оценке экологического риска PQ-6 (> 10 кДа) ECCC и HC [31] также пришли к выводу, что полимер, как ожидается, будет сильно сорбироваться почвой с ограниченным разделением на поровую воду. Точно так же Guezennec et al. [24] отмечают, что для флокулянтов на основе полиакриламида (включая AAmAA-CoP) подвижность в почве и выщелачивание в грунтовые воды ограничиваются их сильной сорбцией илом и почвой и низкой скоростью десорбции.

Полимеры, не удаленные из сточных вод, сбрасываются со стоками КОС в поверхностные воды. Из-за их сорбционных свойств можно ожидать, что они сбрасываются в сорбированном виде (сорбируются на остаточный органический материал в стоках КОС [7]). Предполагается, что в водной среде они быстро переходят в осадок (см. также [31]). Это предположение следует проверить в экспериментальных исследованиях с репрезентативными полимерами, учитывая, что за исключением нескольких K d и K OC значения (Дополнительный файл 1: Таблица S4), экспериментальные данные о характере распределения и подвижности рассматриваемых полимеров в водной среде не являются общедоступными.

Поглощение и биоаккумуляция водорастворимых синтетических органических полимеров

Экспериментальные данные по поглощению и возможному биоаккумуляции рассматриваемых здесь полимеров отсутствуют. Поэтому ниже их способность к биоаккумуляции обсуждается на основе теоретических соображений и информации, доступной для других полимеров и неполимерных веществ. Поглощение путем пассивной диффузии является наиболее важным транспортным процессом, особенно для поглощения веществ из окружающей водной среды [103], а также для поглощения через пищеварительный тракт. Вещества должны преодолевать диффузионные барьеры, такие как слизистые и респираторные, кожные или кишечные поверхности [103, 104]. Липофильность сильно способствует транспорту через мембраны [105], в то время как ионизируемые гидрофильные химические вещества имеют низкий потенциал для пересечения биологических мембран путем пассивной диффузии и обычно зависят от активного транспорта с помощью ионных насосов или ионных каналов [106]. Тем не менее, такие активные транспортные механизмы до сих пор не были описаны как эффективные для полимеров [19].].

Размер молекул считается основным фактором, ограничивающим поступление полимеров через мембраны и тканевые барьеры в биоту [9, 11, 87]. Для полимеров с молекулярной массой n выше 1000 Да поглощение водными организмами через дыхательные мембраны считается маловероятным [7, 41]. Для органических химических веществ в целом, по-видимому, не существует четкого порога биоконцентрации, связанного с размером [103, 107, 108, 109]. Однако вещества с молекулярной массой выше 600 Да, как правило, имеют коэффициенты биоконцентрации < 1000 [103], т. е. явно ниже порогового значения 2000 для классификации вещества как биоаккумулятивного, указанного в Приложении XIII регламента REACH [110]. Молекулярные массы AA-P&CoP, PQ и ПЭГ с более высокой молекулярной массой, рассматриваемые в настоящей оценке, явно (часто на порядки) превышают 600–1000 Да (дополнительный файл 1: таблицы S1–S3). Эти высокие молекулярные массы, скорее всего, будут препятствовать проникновению этих полимеров через биологические мембраны/тканевые барьеры в биоту. Поскольку ПЭГ с молекулярной массой до 4–14,6 кДа легко поддаются биоразложению (раздел «Биоразложение и удаление на очистных сооружениях»), их биоаккумуляция не вызывает беспокойства.

Связывание веществ, например, с растворенным органическим материалом, снижает их биодоступность для водных организмов [103, 104]. Соответственно, сорбция и комплексообразование рассматриваемых полимеров (раздел «Сорбция и комплексообразование») являются дополнительными факторами, ограничивающими их поступление путем диффузии из окружающей водной среды и, следовательно, их биоконцентрацию (см. также [18, 19, 61]).

Поглощение полимеров, которые связаны, например, с взвешенными твердыми частицами, отложениями или почвой, при приеме внутрь заслуживает дальнейшего внимания [111]. Для млекопитающих вещества с молекулярной массой  > 1000 Да [112] или «в 1000» [113] считаются слишком большими для проникновения через кишечные мембраны. Тем не менее, необходимо изучить верхний предел размера переноса через кишечные мембраны для экологических организмов из разных таксономических групп. Также следует проверить, может ли обработка в желудочно-кишечном тракте привести к расщеплению полимеров на более мелкие фрагменты.

Воздействие водорастворимых синтетических органических полимеров на окружающую среду

Для классификации водной токсичности рассматриваемых полимеров использовалась простая схема классификации (таблица 2). Большинство скомпилированных эффективных концентраций основаны на номинальных концентрациях полимера из-за отсутствия аналитической проверки фактических испытательных концентраций. Это связано с тем, что часто отсутствуют достаточно специфичные методы химического анализа [11, 111, 114, 115, 116, 117].

Таблица 2 Схема классификации острой и хронической водной экотоксичности рассматриваемых полимеров (на основе [118, 119] a , адаптированный)

Полноразмерная таблица

Водные организмы
Полиэтиленгликоли

Считается, что большинство неионных полимеров мало опасны для водных организмов [7, 12, 42, 125]. Это подтверждается данными об экотоксичности, собранными для рассматриваемых ПЭГ (дополнительный файл 1: таблица S9). На основании данных паспортов безопасности ПЭГ с молекулярной массой от 200 Да до 400 000 кДа классифицируются как нетоксичные для водных микроорганизмов. В тестах на водоросли EC 9Значения 0015 50 и IC 50  > 100 мг/л (т. е. самая высокая концентрация, которая должна быть проверена в стандартных тестах, см. Таблицу 2) были получены для ПЭГ с молекулярной массой от 200 Да до прибл. 6–8 кДа, что указывает на отсутствие токсичности [126,127,128,129,130]. Концентрации хронического воздействия на водоросли доступны только для ПЭГ с молекулярной массой прибл. 6–8 кДа, что не показало токсичности по отношению к Chlorella sp. [129, 130]. Острая токсичность ПЭГ для ракообразных ( Daphnia magna или Daphnia sp.) в большинстве случаев отсутствовал (EC 50  > 100 мг/л; таблица S9), в то время как один тест с ПЭГ с молекулярной массой 600 Да указывает на низкую токсичность (EC 50 : 53 мг/л [131]). Что касается хронической токсичности для ракообразных, то был идентифицирован только один тест: тест на воспроизводство с кладоцерой Moinodaphnia macleayi . В этом тесте ПЭГ (примерно 6–8 кДа) был нетоксичен (NOEC: 750 мг/л [129, 130]). Было показано, что при значениях LC 50  > 100 мг/л ПЭГ (200–400 000 кДа) не обладают острой токсичностью для ряда видов рыб (таблица S9).). В длительном остром тесте на рыбе концентрации 5 и 10 мг/л ПЭГ (400 Да) не влияли на выживаемость карпа ( Cyprinus carpio ) в течение 21-дневного воздействия [132]. Данные о хроническом воздействии ПЭГ на рыб отсутствуют.

Гомо- и сополимеры акриловой кислоты

Многочисленные данные об экотоксичности были получены для П-АК с молекулярной массой от прибл. от 1 до 215 кДа. Однако все данные получены из конфиденциальных исследований с небольшим количеством экспериментальных деталей (дополнительный файл 1: таблица S10). Для рассматриваемых сополимеров акриловой кислоты (MAEA-CoP и AAmAA-CoP) количество данных об экотоксичности, связанных с достаточно конкретной информацией об идентичности полимера, было относительно ограниченным. Поскольку анионные поликарбоксилаты образуют малорастворимые комплексы с двухвалентными и поливалентными катионами (раздел «Сорбция и комплексообразование»), на их водную токсичность влияет жесткость воды [7, 87]. Однако подробности о жесткости воды в тестах на экотоксичность часто не сообщаются, что затрудняет подробный анализ результатов тестов.

При эффективных концентрациях  > 100 мг/л P-AA (1–15 кДа) были классифицированы как нетоксичные в тестах на ингибирование дыхания с активным илом [19, 48, 133], и на производительность модельных очистных сооружений не влияли Концентрации П-АК до 30 мг/л (4,5 кДа) или 50 мг/л (78 кДа [18]). Рассмотренные сополимеры акриловой кислоты, MAEA-CoP (около 500 кДа) и AAmAA-CoP (10 000 кДа) также не обладали токсичностью по отношению к активному илу и Pseudomonas putida соответственно ([89, 129], см. Дополнительный файл 1: Таблица S10).

В тестах на рост водорослей значения EC 50 для P-АК (1,4–78 кДа) находятся в диапазоне от 3,13 до  > 100 мг/л, а концентрации хронического эффекта от 0,5 до  > 100 мг/л (дополнительный файл 1: таблица S10). ). Два из самых низких значений EC 50 (5,5 и 7,6 мг/л) и две самые низкие концентрации хронического эффекта (0,5 и 0,54 мг/л) были зарегистрированы для P-АК с очень высоким содержанием олигомеров (40 и 49% [ 7]), что, скорее всего, способствовало токсичности. Примечательно, что самая высокая токсичность была зарегистрирована в стандартных средах для выращивания водорослей с низкой жесткостью воды (10–24 мг/л в виде CaCO 9 ).0015 3 ). Основываясь на немногочисленных доступных данных, MAEA-CoP (около 500 кДа) и AAmAA-CoP (10 000 кДа) не обладали острой (оба сополимера) и хронической токсичностью (AAmAA-CoP, испытания в мягкой воде) по отношению к водорослям (дополнительный файл). 1: Таблица S10). Основываясь на своей оценке данных, представленных в Агентство по охране окружающей среды США, Boethling и Nabholz [7] пришли к выводу, что P-AA и другие поли(алифатические кислоты) оказывают косвенное токсическое действие на водоросли, которое вызвано хелатированием катионных питательных веществ (Ca ). 2+ , Мг 2+ и Fe 3+ ). Было обнаружено, что сила хелатирования зависит от расстояния между группами карбоновых кислот: P-AA с группами карбоновых кислот на каждом втором углероде их основной цепи обладали более высокой токсичностью для водорослей, чем поли(алифатические кислоты) с меньшим или большим расстоянием между их карбоновыми кислотами. группы, например, MAEA-CoP и AAmAA-CoP (дополнительный файл 1: таблица S2).

Оцененные исследования показывают, что P-AA (1–78 кДа), MAEA-CoP (приблизительно 500 кДа) и AAmAA-CoP (10 000–20 000 кДа) не оказывают острого воздействия на ракообразных (Дополнительный файл 1: Таблица S10 ). Это согласуется с выводами Boethling и Nabholz [7], что при значениях pH около 7 полиалифатические кислоты обычно не оказывают острого токсического действия на дафний. Данные о хронической токсичности для D. magna доступны для P-AA с молекулярной массой 4,5 и 78 кДа. Для P-AA (4,5 кДа) значения NOEC варьируются от 5,6 мг/л до  > 100 мг/л (дополнительный файл 1: таблица S10). Наиболее сильные эффекты наблюдались в условиях преципитации [18, 19, 58]. NOEC 450 мг/л был получен для растворимого состояния P-AA (4,5 кДа) и NOEC 12 мг/л для продукта осаждения [18, 19]. Для P-AA (78 кДа) NOECs > 100 мг/л указывают на отсутствие хронической токсичности по отношению к D. magna [18, 19]). Для этих данных не приводится информация о жесткости воды. Для рассматриваемых сополимеров акриловой кислоты выявлен только один хронический ракообразный тест. NOEC 1 мг/л был получен для эффектов AAmAA-CoP (10 000 кДа) на размножение кладоцер M. macleayi в очень мягкой (10–22 мкСм/см) воде [129, 130]. Хелатирование Ca 2+ с помощью AAmAA-CoP могло способствовать токсичности M. macleayi , учитывая, что ракообразным необходим Ca 2+ для роста и линьки [134].

В краткосрочных тестах с другими пресноводными беспозвоночными AAmAA-CoPs не проявляли токсичности. Полимеры (молекулярная масса от 9000 до 17000 кДа) не оказывали острого воздействия на личинок и молодь четырех видов мидий, подвергшихся воздействию жесткой воды [135]. Эффекты (10 000 кДа) на скорость роста популяции полипа Hydra viridissima были зарегистрированы только при высоких концентрациях (NOEC > 10 мг/л, IC50 50  > 100 мг/л). В основном они объяснялись вязкостью растворов полимеров, что, по-видимому, уменьшало вероятность встречи полипов с их пищей. Результаты дополнительного эксперимента с составом флокулянта, содержащим AAmAA-CoP (10 000 кДа) и ПЭГ, показали, что эффекты смягчались, когда гарантировалось, что каждый полип получает достаточное количество пищи [129]., 130].

Со значениями LC 50  > 100 мг/л P-AA (1–78 кДа), MAEA-CoPs (прибл. 500 кДа) и AAmAA-CoPs (10 000–20 000 кДа) не обладали острой токсичностью для рыб (Дополнительный файл 1: Таблица S10). Результаты испытаний рыб на ранних стадиях жизни с участием рыбок данио ( Danio rerio ) и толстоголовых гольянов ( Pimephales promelas ) показали, что P-AA (4,5 кДа) не обладает хронической токсичностью для рыб [18, 48, 58]. Для AAmAA-CoP (10 000–20 000 кДа) в 30-дневном тесте с озерной форелью не было зарегистрировано влияния на выживаемость и рост ( Salvelinus namaycush ) мальки. При очень высоких концентрациях AAmAA-CoP (≥ 150 мг/л), когда вязкость испытуемых растворов была заметно увеличена, поведение при плавании снижалось, а дыхание затруднялось [114]. У мальков озерной форели, подвергшихся воздействию AAmAA-CoP в течение 96 часов или 30 дней в умеренно жесткой воде (76 мг/л в виде CaCO 3 ), влияние на гистологию жабр было обнаружено только при концентрациях  ≥ 300 мг/л и  ≥ 150 мг/л. л соответственно [114]. Поверхность жабр рыб заряжена отрицательно [136]. В присутствии двухвалентных катионов анионные поликарбоксилаты могут сорбироваться на отрицательно заряженных поверхностях (раздел «Сорбция и комплексообразование»). Гистопатологические изменения, вероятно, являются реакцией на респираторный стресс, вызванный сорбцией полимеров на поверхности жабр.

Установлено, что при более высокой жесткости воды водорослевая токсичность поли(алифатических кислот) снижается [7, 87]. Кроме того, водная токсичность анионных полимеров обычно снижается за счет их сорбции взвешенными частицами и отложениями [53]. Предполагается, что анионные поликарбоксилаты, выбрасываемые со стоками КОС в поверхностные воды, уже связаны с двухвалентными и поливалентными катионами и сорбированы взвешенными веществами (раздел «Подвижность в окружающей среде»). Таким образом, маловероятно воздействие на водные организмы из-за хелатирования катионов в окружающей среде (см. также [18]).

Поликватерниумы

При лабораторных испытаниях водорастворимые катионные полимеры обычно обладают более высокой токсичностью для водных организмов, чем анионные и неионные полимеры. Считается, что их эффекты являются результатом электростатических взаимодействий с отрицательно заряженными биологическими мембранами, включая бактериальные мембраны, внешнюю клеточную стенку водорослей и дыхательные мембраны, такие как жабры [41, 117, 125, 137, 138, 139]. Часто обнаруживалось увеличение водной токсичности катионных полимеров с увеличением плотности заряда, особенно в воде с низким содержанием ОС [7, 12, 42, 117].

Для четырех рассмотренных PQ было выявлено значительное количество данных об экотоксичности. Однако для многих данных имеется лишь ограниченная информация об экспериментальных деталях (включая содержание ОС в исследуемой воде), что частично затрудняет подробный анализ результатов испытаний.

В тестах на ингибирование дыхания с активным илом PQ-10 (EC 50  > 1000 мг/л) и PQ-16 (EC 20  > 100 мг/л) были нетоксичными. Более низкие концентрации эффекта (PQ-7: EC 0 от 10 до 100 мг/л; PQ-16: значения EC 10 0,68 и 0,92 мг/л) были получены в тестах на ингибирование размножения клеток с P. putida (дополнительный файл 1: таблица S11). Различия между результатами, полученными в этих двух тестовых системах, скорее всего, связаны с тем, что ПХ сильно сорбируются на осадке сточных вод. Предполагается, что содержание активного ила (1,5 г/л согласно [140]) ограничивает биодоступность PQ и снижает их токсичность в тестах на ингибирование дыхания с активным илом.

На основании скомпилированных данных PQ обладают умеренной или, в большинстве случаев, высокой токсичностью для водорослей: значения EC 50 составили 0,03 и 0,16 мг/л для PQ-6, 0,04–0,05 мг/л для PQ- 10 и от 0,1 до 1,10 мг/л для PQ-16 [31, 66, 96, 97, 98]. Для трех сортов PQ-7 значения EC 20 от 0,06 до 0,32 мг/л были определены в ходе испытаний с Raphidocelis subcapitata с более высокой токсичностью при более высокой плотности заряда и более низкой жесткости воды ([117], дополнительный файл 1: таблица S11). ). Значения NOEC составляли 0,066 мг/л для PQ-6 [31] и 0,002 и 0,013 мг/л для PQ-10 [66]. В целом ожидалось, что водоросли будут очень чувствительны к PQ и другим катионным полимерам [41, 141, 142]. Эффекты были связаны с разрушением отрицательно заряженной внешней клеточной стенки [117, 139].]. При достаточно высокой концентрации PQ могут привести к флокуляции водорослей [32, 137, 143, 144, 145]. В этом контексте следует отметить, что некоторые PQ используются в качестве альгицидов/очистителей для бассейнов [146]. Благодаря своим флокулирующим свойствам PQ могут препятствовать однородному распределению водорослей в тестовой среде [147, 148], что может затруднить оценку тестов на водоросли.

Острая токсичность для ракообразных ( D. magna , Daphnia pulex , C. dubia ) отсутствует или высокая в зависимости от полимера (например, PQ-6, -7, -10 или -16), его плотность заряда и ММ, а также жесткость воды. Для гомополимера PQ-6 (6,2 мэкв/г) LC 50 значения увеличиваются с молекулярной массой в пределах от 0,20 мг/л (25 кДа [149]) до 2,00 мг/л (200 кДа [150]). Для трех сортов PQ-7 значения EC 50 находятся в диапазоне от 0,4 до 10,3 мг/л, увеличиваясь при более низкой плотности заряда и более высокой жесткости воды [117]. Для PQ-16 значения EC 50 увеличиваются с увеличением молекулярной массы и уменьшением плотности заряда от 0,1–1 мг/л (40 кДа, 6,1 мэкв/г [98]) до 31,5 мг/л (100 кДа, 2,0 мэкв/г). [97]). На основании имеющихся данных PQ-10 (LC 50 : 34–669 мг/л) имеет низкую токсичность или нетоксичность для дафний. Поскольку конкретная информация о плотности заряда и MW частично отсутствует или противоречива (см. Дополнительный файл 1: Таблица S11), оценка влияния этих двух параметров на токсичность PQ-10 невозможна. Информация о хронической токсичности для ракообразных доступна только для PQ-6 (молекулярная масса: н.и.; 6,2 мэкв/г). ЕС 20 в количестве 0,0042 мг/л было получено в 7-дневном тесте на размножение с C. dubia , т. е. PQ-6 обладал высокой токсичностью для дафний [151]. Воздействие катионных полимеров на дафний связывали со связыванием полимеров с покровами и придатками, что приводило к ингибированию плавательной и пищевой активности и агрегации организмов (т. е. к физическим эффектам [149, 151, 152, 153]). Флокуляция пищи дафний (водорослей) могла способствовать хроническому воздействию на дафний.

Острая токсичность рассматриваемых PQ для рыб также охватывает весь диапазон от отсутствия до высокой. Для PQ-16 значения LC 50 увеличиваются с увеличением молекулярной массы и уменьшением плотности заряда от 0,1–1 мг/л (40 кДа, 6,1 мэкв/г [98]) до 1–2,2 мг/л (100 кДа, 2,0 мэкв). /г [97]). Для других PQ оценка влияния MW и плотности заряда затруднена тем фактом, что информация об этих параметрах частично противоречива (PQ-10) или отсутствует (Дополнительный файл 1: Таблица S11). Мост ЛК 50 9Значения 0016 для PQ-6 (6,2 мэкв/г) варьируются от 0,46 мг/л (25 кДа [149]) до 2,08 мг/л (молекулярная масса: н.и. [114]), в то время как более высокие значения LC 50 (10–100 мг/л; молекулярная масса: n.i.) сообщается в ECCC & HC [31]. На основании немногочисленных идентифицированных данных PQ-7 (4300–5200 кДа, 1,6 мэкв/г) обладает низкой токсичностью для рыб (LC 50 : 10–100 мг/л [154]). Для PQ-10, LC 50 и EC 50 значения потери равновесия находятся в диапазоне от 0,96 мг/л до  > 100 мг/л [66, 155]. Данные о хронической токсичности для рыб были доступны только для PQ-6 (MW n.i.). В 30-дневном тесте с озерной форелью ( S. namaycush ) мальков, КНН 0,5 мг/л было получено для выживания и КНН 0,25 мг/л для нестандартной конечной точки реакции вздрагивания ([114], см. Дополнительный файл 1: Таблица S11). Токсичность катионных полимеров для рыб в основном объясняется их связыванием с дыхательными мембранами жабр и, как следствие, нарушением кислородного обмена и ионной регуляции [31, 41, 42, 114, 125, 137, 156]. В своих исследованиях мальков озерной форели Liber et al. [114] также оценили потенциальное влияние PQ-6 (MW n.i., 6,2 мэкв/г) на гистологию жабр. Острый (96 ч) воздействие на мальков озерной форели приводило к явным гистопатологическим эффектам (см. Дополнительный файл 1: Таблица S11), а гипоксия и нарушение ионорегуляции считались основными причинами наблюдаемой токсичности PQ-6. Напротив, после хронического (30 дней) воздействия концентраций до 1,0 мг/л не было зарегистрировано значительного влияния на гистологию жабр, возможно, из-за адаптации рыб к дыхательному/ионорегуляторному стрессу, вызванному полимером.

В присутствии отрицательно заряженных РОУ, взвешенных веществ и осадков водная токсичность катионных полимеров сильно снижается вследствие сорбции и нейтрализации заряда [7, 12, 41, 42, 87, 117, 125, 137, 149, 157]. Такое снижение токсичности было продемонстрировано при остром воздействии PQ-6 на дафний и рыб: Cary et al. [149] подвергли D.magna и P.promelas воздействию PQ-6 (25 кДа, 6,2 мэкв/г) в течение 48 и 96 часов, соответственно, с или без (а) 50 мг/л взвешенных твердые вещества или (b) 10 мг/л DOC (см. Дополнительный файл 1: Таблица S11). Присутствие отрицательно заряженных взвешенных веществ и DOC явно снижало острую токсичность PQ-6 до D. magna . Среди взвешенных веществ наибольший смягчающий эффект оказывал бентонит (коэффициент смягчения: 36), а среди соединений РОУ – лигнин (коэффициент смягчения > 77). Для гуминовой кислоты был получен смягчающий фактор 37. В испытаниях на рыбах бентонит и все использованные соединения DOC явно снижали токсичность PQ-6, хотя смягчающие эффекты были менее сильными, чем в испытаниях на дафнидах (факторы смягчения  ≤ 14). Салинас и др. [117] исследовали влияние добавления небольших количеств гуминовой кислоты (общий органический углерод (TOC): 0,25, 0,5 и 1 мг/л) на токсичность трех сортов PQ-7 для водорослей и дафний при разных уровнях содержания. жесткость воды (Дополнительный файл 1: Таблица S11). В присутствии гуминовых кислот токсичность снижалась в 2–16 раз (водоросли) и в 2–11 раз (дафниды). Было обнаружено, что жесткость воды снижает токсичность, хотя и в меньшей степени, чем гуминовые кислоты. Это смягчение может быть связано со связыванием Ca 2+ и Mg 2+ к отрицательно заряженным поверхностям тестируемых организмов, уменьшая доступность сайтов связывания для полимеров, или к влиянию жесткости воды на конформацию полимера. Было обнаружено, что фоновые уровни TOC в тестовой среде Daphnia находятся в диапазоне от 0,6 до 1,6 мг/л. Ввиду этого факта и значительного влияния уровней общего органического углерода и жесткости воды (которые оба находились в пределах, установленных для испытаний) на токсичность, Salinas et al. [117] предложили дальнейшую стандартизацию тестовых сред, используемых для тестирования водной токсичности катионных полимеров, для улучшения воспроизводимости.

Как упоминалось ранее (раздел «Мобильность в окружающей среде»), предполагается, что катионные полимеры, попадающие в водную среду со стоками КОС, уже сорбированы взвешенными веществами или РОУ. Это обстоятельство дополнительно снижает вероятность взаимодействия полимеров с отрицательно заряженными поверхностями гидробионтов и, как следствие, токсических эффектов в принимающей воде. Следовательно, эффективные концентрации, полученные в ходе стандартных испытаний на экотоксичность в воде с низким содержанием TOC (< 2 мг/л [158]), вероятно, завышают возможное воздействие катионных полимеров, выделяемых со сточными водами, на водные организмы [7, 117, 150].

Осадочные организмы

Для рассматриваемых полимеров был проведен только один тест на острую токсичность вода–отложения. В этом 96-часовом тесте с личинками некусачей мошки Chironomus riparius для P-AA (4,5 кДа) была получена EC 0  > 4500 мг/кг сухой массы, что указывает на отсутствие острой токсичности для хирономидов ([18 , 19], см. Дополнительный файл 1: Таблица S10). Данные о хронической токсичности донных организмов, необходимые для характеристики воздействия на донные организмы [159].], отсутствуют. Поскольку поглощение рассматриваемых полимеров биотой ограничено, а токсичность в испытаниях только с водой либо низкая (PEG), либо снижается за счет сорбции на DOC (PQ) и взвешенных частиц (AA-P&CoP, PQ) и/или при более высокой жесткости воды (AA-P&CoPs, PQ-7), ожидается отсутствие токсичности или низкая токсичность для донных организмов. Однако это должно быть проверено для репрезентативных полимеров в тестах на хроническую токсичность воды и отложений с бентосными питателями отложений (например, C. riparius , олигохета Lumbriculus variegatus и ракообразное Hyalella azteca ), которые поглощают полимеры, связанные с частицами отложений.

Наземные организмы

Результаты лабораторных испытаний на токсичность с почвенными организмами были идентифицированы только для P-AA (доступно немного экспериментальных данных; Дополнительный файл 1: Таблица S10). Все данные демонстрируют отсутствие токсичности для наземных организмов: значения EC 10  > 2500 мг/кг сух. массы (4,5 кДа) были получены в ходе 28-дневных испытаний на трансформацию азота и углерода, а КННЭ 225 мг/кг (4,5 кДа) и 1000 мг/кг (78 кДа) в хронических тестах на растениях. Кроме того, концентрации П-АК до 1000 мг/кг (4,5 кДа, 78 кДа) не оказывали острого воздействия на дождевых червей [18, 19].]. Из-за ограниченного поглощения биотой и того факта, что (водная) токсичность низка или снижается за счет связывания с DOC и твердыми частицами, токсичность других полимеров для почвенных организмов, вероятно, отсутствует или низкая. Это предположение следует проверить для репрезентативных полимеров с помощью испытаний на хроническую токсичность сапрофаговыми организмами, такими как дождевые черви (например, Eisenia fetida ), энхитреиды (например, Enchytraeus albidus ) и изоподы (например, Porcellio scaber ), которые будут поглощают полимеры, связанные с частицами почвы.

Выводы

Для некоторых выбранных водорастворимых синтетических органических полимеров было получено значительное количество данных о поведении и воздействии на окружающую среду, в то время как для других данных было меньше. В отношении некоторых аспектов, таких как сорбция и подвижность в водной и наземной среде, имелось лишь несколько конкретных данных. Для многих исследований информация о характеристиках тестируемых полимеров и деталях эксперимента не была общедоступной. Соответственно, надежность данных часто приходилось классифицировать как «не подлежащую присвоению». Однако собранной информации было достаточно для того, чтобы сделать первые выводы и сделать общие тенденции относительно экологической судьбы выбранных полимеров и их воздействия на водные организмы (см. рис. 1).

Рис. 1

Обзор воздействия на окружающую среду и водной токсичности рассматриваемых водорастворимых синтетических полимеров на основе оценочных данных. Обратите внимание, что в настоящей оценке также учитывались данные для полимеров с более низкой или более высокой молекулярной массой, чем используемые в косметических продуктах. считается наиболее важным в отношении экологической судьбы и воздействия полимеров [7, 8, 12, 42].

Рассмотренные полимеры сорбируют органические вещества с увеличением сорбции при более высоких ММ. Кроме того, анионные AA-P&CoP образуют малорастворимые комплексы с двухвалентными и поливалентными катионами, а катионные PQ прочно связываются с DOC (включая гуминовые кислоты) и другими отрицательно заряженными молекулами. В то время как ПЭГ более подвержены биодеградации, рассмотренные AA-P&CoP и (на основе очень ограниченной базы данных) PQ биоразлагаются очень медленно. Тем не менее, на очистных сооружениях ожидается эффективное удаление всех рассматриваемых полимеров из воды, в основном за счет сорбции и последующего осаждения. Для полимеров, сбрасываемых в поверхностные воды, с остаточным содержанием органического вещества в стоках КОС предполагается осаждение и медленная биодеградация. Для проверки этого предположения необходимы экспериментальные данные о характере распределения и подвижности рассматриваемых полимеров в водной среде. Когда осадок сточных вод, содержащий полимеры, наносится на землю, полимеры, вероятно, в основном остаются в месте попадания в почву, где ожидается медленное биоразложение. В полевых условиях скорость биодеградации составляет ок. 10% в год были определены для AAmAA-CoPs [92]. Эти скорости биоразложения намного выше, чем у пластмасс, т. е. водонерастворимых синтетических полимеров (имеющиеся приблизительные оценки времени жизни пластмасс в окружающей среде составляют сотни лет; см., например, [76, 160, 161, 162]. оценить потенциальное накопление рассматриваемых полимеров в отложениях или почве в течение более длительных периодов времени, потребуется информация о количествах, выброшенных в окружающую среду, и дополнительные данные о биодеградации в отложениях и почве

Поглощение рассмотренных полимеров через биологические мембраны и тканевые барьеры в биоту ограничено их большим размером (значительно выше 1 кДа; единственным исключением являются ПЭГ с более низкой молекулярной массой, которые легко биоразлагаемы), их зарядом (AA-P&CoPs, PQs ) и тем, что процессы сорбции и комплексообразования снижают их биодоступность (ср. [11, 103, 104]). Следовательно, биоаккумуляция рассматриваемых здесь водорастворимых синтетических органических полимеров вряд ли создаст проблему в окружающей среде.

На основании оценочных данных об экотоксичности неионогенные ПЭГ обычно считаются нетоксичными для водных организмов. Анионные AA-P&CoP не проявляют токсичности в водной среде от низкой до низкой, что также было сделано в недавнем исследовании DeLeo et al. [21]. Их эффекты являются результатом хелатирования катионных питательных веществ [7] и осаждения полимеров [19]. Учитывая, что анионные поликарбоксилаты, которые сбрасываются со стоками КОС, как ожидается, уже связаны с катионами и сорбированы взвешенными твердыми частицами, маловероятно, что эти механизмы токсичности применимы к окружающей среде. В лабораторных испытаниях катионные PQ часто проявляли более высокую токсичность для водных организмов, чем неионогенные и анионные полимеры. Их эффекты связывали с электростатическими взаимодействиями с отрицательно заряженными поверхностями подопытных организмов (например, [139]). Было обнаружено, что токсичность PQ для водных организмов находится в диапазоне от отсутствующей (т. организма и условий испытаний. Присутствие DOC, взвешенных твердых частиц и минералов в отложениях, а также — как показано для PQ-7 — повышенная жесткость воды снижают водную токсичность PQ (например, [117, 149]). В типичных экологически значимых условиях PQ, скорее всего, сорбируются до DOC (включая гуминовые кислоты) или взвешенных твердых частиц. Этот факт сильно снижает вероятность токсического воздействия на водные организмы. Тем не менее, PQ являются наиболее значимыми с точки зрения экотоксичности среди рассматриваемых здесь полимеров, и зависимость их токсичности от их структуры и условий окружающей среды требует дальнейшего изучения.

Результаты лабораторных испытаний на токсичность с отложениями и почвенными организмами были идентифицированы только для P-AA, не показавших токсичности. Поскольку токсичность в испытаниях только с водой низкая (AA-CoPs, PEG) или сильно снижается за счет сорбции DOC и твердых частиц (PQs), для других рассматриваемых полимеров можно предположить отсутствие или низкую токсичность для отложений и почвенных организмов. Однако это должно быть подтверждено испытаниями на токсичность вода-осадок и наземная среда для репрезентативных полимеров.

Связывание воздействия и воздействия друг с другом было бы следующим шагом на пути к оценке риска для окружающей среды рассматриваемых водорастворимых синтетических органических полимеров. В то время как ключевые аспекты, определяющие судьбу полимеров, были рассмотрены в настоящем исследовании, было невозможно получить реалистичные концентрации воздействия для соответствующих компонентов окружающей среды (поверхностные воды, отложения и обработанная илом почва). Оценка воздействия, например, с использованием модели судьбы EUSES в соответствии с руководством REACH, в настоящее время страдает от публичной недоступности объемов производства и импорта, а также нехватки конкретных данных о разделении и удалении твердой воды при очистке сточных вод. Из-за отсутствия достаточно специфичных аналитических методов контроль концентрации того или иного полимера в окружающей среде является чрезвычайно сложной задачей [11]. Следовательно, хотя данные о токсичности по отношению к водным, а в случае П-АА, бентосным и наземным организмам указывают на то, что рассматриваемые здесь полимеры не представляют особой опасности для окружающей среды, этот вывод следует рассматривать как предварительный, учитывая отсутствие общедоступных данных о фактическом воздействии на окружающую среду. Будущие оценки экологических рисков полимеров в значительной степени выиграют от повышения доступности данных для общественности и дальнейших исследований поведения и воздействия полимеров в экологически значимых условиях. На рисунке 2 представлен обзор наиболее актуальных потребностей в исследованиях и предложений для будущих исследований. Что касается оценки экотоксичности, то оценка имеющихся данных позволяет предположить, что может потребоваться адаптация методов для учета свойств соответствующих полимеров и дальнейшая стандартизация для улучшения воспроизводимости (см. также [117]). Состав испытательной среды (в частности, твердость и ТОС) и план эксперимента (например, использование свежеприготовленных или состаренных растворов полимеров) представляются наиболее значимыми аспектами, которые требуют (дальнейшей) стандартизации для испытаний полимеров. Кроме того, необходимо руководство в отношении смягчающих факторов в европейской нормативно-правовой базе. В рамках США смягчающие эффекты жесткости воды и DOC учитываются при оценке потенциальных рисков для окружающей среды, вызванных поли(алифатическими кислотами) и катионными полимерами соответственно [7, 12]. Подходы по смягчению также рассматриваются при оценке экологических рисков неполимерных катионных веществ [158].

Рис. 2

Открытые исследовательские вопросы и предложения для будущих исследований, которые были определены в настоящем обзоре, который в основном основан на общедоступных данных. В скобках указаны полимеры, для которых соответствующие данные отсутствуют. Предлагается провести предлагаемые исследования с представителями соответствующего класса полимеров. *: Хронические испытания на рыбах (испытания на ранних стадиях жизни рыб) рекомендуются только для полимеров, проявляющих острую токсичность для рыб. Их следует проводить только после тщательного изучения методов тестирования, не связанных с животными, и если они инициированы оценкой риска для окружающей среды

Полноразмерное изображение

Доступность данных и материалов

Все данные, проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью и ее дополнительные информационные файлы.

Сокращения

AA-CoPs:

Сополимеры акриловой кислоты

AAmAA-COP:

Сополимер акриламида и акриловой кислоты

AA-P&CoPs:

Гомо- и сополимеры акриловой кислоты

Д:

Дней

ДАДМАК:

Диаллилдиметиламмония хлорид

ДК:

Растворенный органический углерод

dw:

Сухая масса

ЕСЕТОК:

Европейский центр экотоксикологии и токсикологии химических веществ

EUSES:

Система Европейского Союза по оценке веществ

Ф :

Колба

IKW:

Немецкая ассоциация производителей косметических, туалетных, парфюмерных и моющих средств (Industrieverband Körperpflege und Waschmittel)

К д :

Коэффициенты разделения твердой воды

К ОС :

Коэффициент распределения органического углерода и воды

нет данных:

Не указывается

MAEA–COP:

Сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата

МВт:

Молекулярный вес

МВт n :

Среднечисленная молекулярная масса

МВт Вт :

Средневесовая молекулярная масса

Р-АА:

Гомополимер акриловой кислоты

ПЭГ:

Полиэтиленгликоль

ПЛК:

Полимеры малой опасности

полиДАДМАХ:

Поли(диметилдиалламмония хлорид)

PQ:

Поликватерниум

Тест SCAS:

Полунепрерывное испытание с активным илом

Т :

Трубка

ТОС:

Общий органический углерод

КОС:

Станция очистки сточных вод

Ссылки

  1. ECHA (2012) Руководство по мономерам и полимерам. Версия 2.0. Европейское химическое агентство, Хельсинки

    Google ученый

  2. Nguyen TQ, Kausch HH (1999) Молекулярно-массовое распределение – характеристика методом ГПХ. В: Swallowe GM (ed) Механические свойства и испытания полимеров. Серия «Наука и технология полимеров», том 3. Springer, Дордрехт, стр. 151–155

    Глава Google ученый

  3. ЕС (2006) Регламент (ЕС) № 1907/2006 Европейского парламента и Совета от 18 декабря 2006 г. о регистрации, оценке, разрешении и ограничении использования химических веществ (REACH), учреждающий Европейское химическое агентство, вносящий поправки Директива 1999/45/ЕС и отменяющий Регламент Совета (ЕЭС) № 793/93 и Регламент Комиссии (ЕС) № 1488/94, а также Директиву Совета 76/769/ЕЭС и Директивы Комиссии 91/155/ЕЕС, 93/67/ЕЕС , 93/105/ЕС и 2000/21/ЕС. Официальный J.Eur. Союз Л 396/1–849.

  4. Постл М., Холмс П., Камбони М., Футитт А., Таффнелл Н., Блейни М., Стивенс Г., Пай А. (2012) Обзор REACH в отношении требований к регистрации полимеров. Заключительный отчет. Часть А: Полимеры. Подготовлено для Европейской комиссии, DG Environment. Risk & Policy Analysis Limited, Лоддон

  5. Де Тони А., Саиди Н., Сантос Л.Р., Мудгал С. (2015) Техническая помощь, связанная с пересмотром REACH в отношении требований к регистрации полимеров. Заключительный отчет, подготовленный для Европейской Комиссии, DG Environment. Био от Deloitte.

  6. Boethling RS, Nabholz JV (1997) Экологическая оценка полимеров в соответствии с Законом США о контроле над токсичными веществами. В: Гамильтон Дж. Д., Сатклифф Р. (ред.) Экологическая оценка полимеров Стратегии управления продукцией и программы регулирования. Ван Ностранд Рейнхольд, Нью-Йорк

    Google ученый

  7. ECETOC (2019) Концептуальная основа ECETOC для оценки риска полимеров (CF4Polymers). Технический отчет № 133–1. Версия 1. Европейский центр экотоксикологии и токсикологии химических веществ, Брюссель.

  8. Wood, (2020) Научно-техническая поддержка разработки критериев идентификации и группировки полимеров для регистрации/оценки по REACH и оценки их воздействия. Заключительный отчет для Европейской комиссии. Wood E & IS GmbH, Франкфурт-на-Майне

    Google ученый

  9. ECETOC (2020) Применимость аналитических инструментов, методов испытаний и моделей для оценки риска полимеров. Технический отчет № 133–2. Версия 1. Европейский центр экотоксикологии и токсикологии химических веществ, Брюссель.

  10. Агентство по охране окружающей среды США (2013 г.) Пояснительный вспомогательный документ для оценки полимеров. Сводная оценка устойчивого будущего.

  11. Ward TC (1981) Молекулярная масса и распределение молекулярной массы в синтетических полимерах. J Chem Educ 58:867–879

    CAS Статья Google ученый

  12. ЕС (2009 г.) Регламент ЕС (ЕС) № 1223/2009 Европейского парламента и Совета от 30 ноября 2009 г.на косметическую продукцию (переделка). Official J Eur Union, L 342.

  13. Lochhead RY, Gruber JV (1999) Приложение: Энциклопедия полимеров и загустителей для косметики. В: Годдард Э.Д., Грубер Дж.В. (ред.) Принципы полимерной науки и технологии в косметике и средствах личной гигиены. Марсель Деккер Инк, Нью-Йорк

    Google ученый

  14. CIR (2019) Измененная оценка безопасности сополимеров акрилатов при использовании в косметике. Обзор косметических ингредиентов, Вашингтон, округ Колумбия,

    . Google ученый

  15. ECETOC (1993) Поликарбоксилатные полимеры, используемые в моющих средствах. Отчет JACC № 23. Европейский центр экотоксикологии и токсикологии химических веществ, Брюссель.

  16. HERA (2014) Поликарбоксилаты, используемые в моющих средствах (Часть I). Гомополимеры полиакриловой кислоты и их натриевые соли (CAS 9003–04–7). Версия 3.0. Оценка рисков для человека и окружающей среды в отношении ингредиентов европейских чистящих средств для дома.

  17. Пекке А., Макэвой Д., Питтингер С., Стэнтон К. (2019) Полимеры, используемые в бытовых чистящих средствах в США: оценка доступности данных для оценки экологического риска. Integr Environ Assess Manag 15:621–632

    Статья Google ученый

  18. DeLeo PC, Summers C, Stanton K, Lam MW (2020) Оценка экологического риска поликарбоксилатных полимеров, используемых в чистящих средствах в Соединенных Штатах. Хемосфера 258:127242

    CAS Статья Google ученый

  19. Радою М.Т., Мартин Д.И., Калинеску И., Иову Х. (2004) Приготовление полиэлектролитов для очистки сточных вод. J Haz Mat 106:27–37

    Статья КАС Google ученый

  20. Lee CS, Robinson J, Chong MF (2014) Обзор применения флокулянтов при очистке сточных вод. Process Saf Environ Protec 92:489–508

    CAS Статья Google ученый

  21. Ортс В.Дж., Сойка Р.Е., Гленн Г.М., Гросс Р.А. (1999) Предотвращение эрозии почвы с помощью полимерных добавок. Новости полимеров 24: 406–413

    CAS Google ученый

  22. Сойка Р.Е., Сурапанени А. (2000) Потенциальное использование полиакриламида (ПАМ) в австралийском сельском хозяйстве для улучшения воздействия на окружающую среду и борьбы с инфильтрацией. В кн.: Полиакриламиды в орошаемом земледелии. Отчет по проекту № UNE39, Корпорация исследований и развития земельных и водных ресурсов (LWRRDC).

  23. Краут Д.М., Булдин Дж.Л., Грин В.С., Рен П.С., Бейкер В. Х. (2008) Оценка полиакриламидной добавки к почве для снижения загрязнения, связанного с сельским хозяйством. Bull Environ Contam Toxicol 81:116–123

    CAS Статья Google ученый

  24. Беккер Н., Беннетт Д., Болто Б., Диксон Д., Элдридж Р., Ле Н., Рай С. (2002) Измерение остаточного количества флокулянта с помощью флуоресцентной метки. Отчет об исследовании № 14. CRC по качеству и очистке воды, Солсбери.

  25. John W (2008) Синтез, свойства и анализ полиДАДМАХ для очистки воды. Диссертация, Стелленбосский университет.

  26. Manickum T (2017) Наличие, судьба и предварительная оценка риска для окружающей среды остаточного количества хлорида полидиаллилдиметиламмония и некоторых побочных продуктов дезинфекции в очищенных (питьевых) и экологических водах в водосборном бассейне Умгени в Квазулу- Натал (Южная Африка). SM J Эпидемиология общественного здравоохранения 3(2):1043

    Google ученый

  27. Уилтс Э.М., Герцбергер Дж., Лонг Т.Е. (2018) Решение проблемы нехватки воды: катионные полиэлектролиты в водоподготовке и очистке. Полим Инт 67:799–814

    КАС Статья Google ученый

  28. Swift G (1994) Водорастворимые полимеры. Polym Degrad Stabil 45: 215–231

    CAS Статья Google ученый

  29. Траверсо-Сото Дж.М., Лара-Мартин П.А., Леон В.М., Гонсалес-Мазо Э. (2013) Анализ полиэтоксилатов спиртов и полиэтиленгликолей в морских отложениях. Таланта 110: 171–179

    CAS Статья Google ученый

  30. Роджерс Дж. Д., Турман Э. М., Феррер И., Розенблюм Дж. С., Эванс М. В., Маузер П. Дж., Райан Дж. Н. (2018) Разложение полиэтиленгликолей и полипропиленгликолей в микрокосмах, имитирующих разлив пластовой воды в неглубоких грунтовых водах. Environment Sci Process Impacts 21:256–268

    Артикул Google ученый

  31. Gruber JV (1999) Синтетические полимеры в косметике. В: Годдард Э.Д., Грубер Дж.В. (ред.) Принципы полимерной науки и технологии в косметике и средствах личной гигиены. Марсель Деккер Инк., Нью-Йорк.

  32. Maitra J, Shukla VK (2014) Сшивание в гидрогелях – обзор. Am J Polymer Sci 4(2):25–31

    Google ученый

  33. База данных Европейской комиссии по информации о косметических веществах и ингредиентах (CosIng). https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/). По состоянию на сентябрь 2019 г.

  34. Nabholz JV, Miller P, Zeeman M (1993) Оценка экологических рисков новых химических веществ в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами (TSCA), Раздел пятый. В: Landis WG, Hughes JS, Lewis MA (eds) Экологическая токсикология и оценка риска. Специальная техническая публикация ASTM 1179. Американское общество испытаний и материалов, Филадельфия, стр. 40–55.

  35. Мергатройд С., Барри М., Бейли К., Уайтхаус П. (1996). Обзор полиэлектролитов для определения приоритетов развития EQS. Технический отчет о НИОКР P21 для Агентства по охране окружающей среды (Великобритания). WRC plc, Медменхэм Марлоу.

  36. Klimisch H-J, Andreae M, Tillmann U (1997) Систематический подход к оценке качества экспериментальных токсикологических и экотоксикологических данных. Регул Токсикол Фармакол 25:1–5

    КАС Статья Google ученый

  37. Набгольц В. (2015) P2 Оценка полимеров. https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-05/documents/07-assessmentpolymers.pdf. По состоянию на январь 2020 г.

  38. Whipple WL, Zheng H (2014) Водорастворимая свободнорадикальная аддитивная полимеризация: полиакриламиды. В: Рид В.Ф., Альб А.М. (ред.) От основ к приложениям. Уайли, Нью-Йорк

    Google ученый

  39. Хеннеке Д., Бауэр А., Херрхен М., Вишерхофф Э., Горс Ф. (2018) Катионные полиакриламидные сополимеры (ПАМ): определение периода полураспада в окружающей среде в почве, обработанной илом. Environ Sci Eur 30:16

    Статья КАС Google ученый

  40. Spruijt E, Biesheuvel PM, de Vos WM (2015)Адсорбция заряженных и нейтральных полимерных цепей на поверхности кремнезема: роль электростатики, исключение объема и водородные связи. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys 91(1):012601

    Статья КАС Google ученый

  41. Freeman MB, Bender TM (1993) Экологическая судьба и оценка безопасности низкомолекулярной полиакрилатной моющей добавки. Environ Technol 14:101–112

    CAS Статья Google ученый

  42. Letey J (1994) Адсорбция и десорбция полимеров на почве. Почвоведение 158:244–248

    CAS Статья Google ученый

  43. Сюн Б., Деттам Лосс Р., Шилдс Д., Павлик Т. , Хохрайтер Р., Зидни А.Л., Кумар М. (2018) Разложение полиакриламида и его последствия для экологических систем. npj Чистая вода 1:1–9

    Артикул КАС Google ученый

  44. Obey TM, Griffiths PC (1999) Адсорбция полимеров: основы. В: Годдард Э.Д., Грубер Дж.В. (ред.) Принципы полимерной науки и технологии в косметике и средствах личной гигиены. Марсель Деккер Инк., Нью-Йорк

    Google ученый

  45. Сойка Р.Е., Бьорнеберг Д.Л., Энтри Дж.А., Ленц Р.Д., Ортс В.Дж. (2007) Полиакриламид в сельском хозяйстве и экологическом управлении земельными ресурсами. Adv Agron 92:75–162

    CAS Статья Google ученый

  46. Вестон Д.П., Ленц Р.Д., Кан М.Д., Огл Р.С., Ротерт А.К., Лиди М.Дж. (2009) Токсичность анионных полиакриламидных составов при использовании для борьбы с эрозией в сельском хозяйстве. J Environ Qual 38: 238–247

    КАС Статья Google ученый

  47. Камминг Дж., Хоукер Д., Чепмен Х., Ньюджент К. (2011) Судьба полимерных солей четвертичного аммония из косметических средств на очистных сооружениях. Вода Воздух Почва Загрязнение 216:441–450

    CAS Статья Google ученый

  48. Podoll RT, Irwin KC, Brendlinger S (1987) Сорбция водорастворимых олигомеров на отложениях. Environ Sci Technol 21: 562–568

    КАС Статья Google ученый

  49. Szymanski A, Wyrwas B, Lukaszewski Z (2003) Определение неионогенных поверхностно-активных веществ и побочных продуктов их биотрансформации, адсорбированных на живом активном иле. Вода Res 37: 281–288

    CAS Статья Google ученый

  50. Opgenorth H-J (1992) Полимерные материалы поликарбоксилаты. В: de Oude NT (ed) Справочник по химии окружающей среды, том 3. Часть F. Springer, Берлин, стр. 337–350

    Google ученый

  51. Rahbari R, Francois J (1992) Взаимодействие между ионами алюминия и сополимерами акриловой кислоты и акриламида в водном растворе: 3. Влияние ионной силы на гелеобразование и разделение фаз. Полимер 33:1449–1458

    КАС Статья Google ученый

  52. SDA (1996) Поликарбоксилаты. Ассоциация мыла и моющих средств

  53. Hennes-Morgan EC, de Oude NT (1994) Моющие средства. В: Калоу П. (ред.) Справочник по экотоксикологии, том 2. Блэквелл, Оксфорд, стр. 130–154

    . Google ученый

  54. Dow (2011) Оценка безопасности продукции. Анионные модификаторы реологии ACULYNTM, Dow Chemical Company, Midland

    Google ученый

  55. Максимова Н. (2004) Адсорбция лигнина и комплексов лигнин/катионный полимер на волокнах целлюлозы и их влияние на свойства листа. Диссертация, Хельсинкский технологический университет.

  56. Ишигуро М., Тан В., Коопал Л.К. (2007) Связывание катионных поверхностно-активных веществ с гуминовыми веществами. Coll Surf A 306:29–39

    CAS Статья Google ученый

  57. Tan W, Norde W, Koopal LK (2011) Определение заряда гуминовых веществ титрованием гибким катионным полиэлектролитом. Геохим Космохим Ac 75:5749–5761

    CAS Статья Google ученый

  58. Cumming J, Hawker D, Chapman H, Nugent K (2011) Сорбция полимерных соединений четвертичного аммония в гуминовую кислоту. Вода Воздух Почва Загрязнение 214:5–11

    CAS Статья Google ученый

  59. Churchman GJ (2002) Образование комплексов между бентонитом и различными катионными полиэлектролитами и их использование в качестве сорбентов для неионных и анионных загрязнителей. Appl Clay Sci 21: 177–189

    CAS Статья Google ученый

  60. Cheng P (2004) Химическая и фотолитическая деградация полиакриламидов, используемых при очистке питьевой воды. Магистерская диссертация, Университет Южной Флориды.

  61. Bernhard M, Eubeler JP, Zok S, Knepper TP (2008) Аэробное биоразложение полиэтиленгликолей различной молекулярной массы в сточных водах и морской воде. Вода Res 42:4791–4801

    КАС Статья Google ученый

  62. Bai M, Wilske B, Buegger F, Esperschütz J, Bach M, Frede HG, Breuer L (2015) Актуальность нефункциональной линейной полиакриловой кислоты для биоразложения сверхабсорбирующего полимера в почвах. Опрос Environ Sci Res 22: 5444–5452

    CAS Статья Google ученый

  63. Nyyssölä A, Ahlgren J (2019) Микробная деградация полиакриламида и продукта дезаминирования полиакрилата. Int Biodeter Biodegr 139:24–33

    Артикул КАС Google ученый

  64. Gu J-D (2003) Микробиологическое ухудшение и разложение синтетических полимерных материалов: последние достижения в исследованиях. Int Biodeter Biodegr 52:69–91

    CAS Статья Google ученый

  65. Eubeler JP, Bernhard M, Zok S, Knepper TP (2009) Биоразложение синтетических полимеров в окружающей среде I. Методики и процедуры испытаний. Trends Anal Chem 28:1057–1072

    КАС Статья Google ученый

  66. Андради А.Л. (2015) Пластмассы и экологическая устойчивость. Wiley, Хобокен

    Книга Google ученый

  67. ОЭСР (2006 г.) Пересмотренное введение к руководящим принципам ОЭСР по испытаниям химических веществ. Раздел 3, часть 1. Принципы и стратегии, связанные с тестированием разложения органических химических веществ. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Google ученый

  68. ECHA (2017) Руководство по требованиям к информации и оценке химической безопасности. Глава R.7b: Рекомендации для конечных точек. Версия 4.0. Европейское химическое агентство, Хельсинки.

  69. Hansmann MA, Bookland EA, Keough TW, Larson RJ (1995) Биоразложение линейного полиэтиленгликоля (ПЭГ) различной молекулярной массы в активном иле. В: Тезисы 2-го Всемирного конгресса SETAC, Ванкувер

  70. Лара-Мартин П.А., Гонсалес-Мазо Э., Брувонавелл Б.Дж. (2011)Многоостаточный метод анализа остатков поверхностно-активных веществ и метаболитов их деградации в водных системах с помощью жидкостной хроматографии, времяпролетной масс-спектрометрии. J Хроматогр А 1218:4799–4807

    Артикул КАС Google ученый

  71. Morrall SW, Dunphy JC, Cano ML, Evans A, McAvoy DC, Proce BP, Eckhoff WS (2006) Удаление и воздействие этоксилатов спирта на окружающую среду при очистке сточных вод в США. Ecotox Environ Safe 64:3–13

    CAS Статья Google ученый

  72. Wind T, Stephenson RJ, Eadsforth CV, Sherren A, Roy R (2006) Определение судьбы гомологов этоксилата спирта в лабораторном непрерывном исследовании активного ила. Ecotox Environ Saf 64:42–60

    КАС Статья Google ученый

  73. Згола-Гжешковяк А., Гжешковяк Т., Зембжуска Ю., Лукашевский З. (2006) Сравнение биодеградации поли(этиленгликолей) и поли(пропиленгликолей). Хемосфера 64:803–809

    Статья КАС Google ученый

  74. Траверсо-Сото Дж.М., Рохас-Охеда П., Санс Дж.Л., Гонсалес-Мазо Э., Лара-Мартин П.А. (2016) Анаэробное разложение этоксилатов спиртов и полиэтиленгликолей в морских отложениях. Наука Всего Окружающая среда 544: 118–124

    КАС Статья Google ученый

  75. Abdalla AL, Regitano JB, Tornisielo VL, Marchese L, Peçanha MRSR, Vitti DMSS, Smith T (2005) Биодеградация полиэтиленгликоля (PEG) в трех тропических почвах с использованием радиоактивно меченного PEG. Anim Feed Sci Tech 122: 187–193

    CAS Статья Google ученый

  76. Hamilton JK, Reinert DH, Freeman MB (1994) Оценка риска полимеров для водной среды. Environ Sci Technol 28:187A-192A

    Артикул Google ученый

  77. BASF (2016) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 с периодическими изменениями. Продукт: Luviflex ® Мягкий. Версия 3.0.

  78. Guzzo J, Guezennec A-G (2015) Разложение и перенос флокулянта на основе полиакриламида в иле, промышленных и природных водах. Environ Sci Pollut Res 22: 6387–6389

    КАС Статья Google ученый

  79. Wolter M, In der Wiesche C, Zadrazil F, Hey S, Haselbach J, Schnug E (2002) Biologische Abbaubarkeit synthetischer superabsorbierender Bodenhilfsstoffe. Landbauforschung Völkenrode 52(1):43–52

    CAS Google ученый

  80. Entry JA, Sojka RE, Hicks BJ (2008) По соотношению стабильных изотопов углерода и азота можно оценить разложение анионного полиакриламида в почве. Геодерма 145: 8–16

    КАС Статья Google ученый

  81. Dow (2011) Паспорт безопасности: UCARE TM Polymer LR-30M. Dow Chemical Company Limited, Великобритания

    Google ученый

  82. Dow (2015) Паспорт безопасности: UCARE TM Polymer JR-400. Версия 12.0. Dow Chemical Company Limited, Великобритания.

  83. BASF (2012) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006. Продукт: Luviquat ® HM 552. Версия 2.0. БАСФ, Людвигсхафен.

  84. BASF (2012) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 с периодическими изменениями. Продукт: Luviquat ® FC 550. Версия 1.0. БАСФ, Людвигсхафен.

  85. BASF (2016) Luviquat ® FC 370. Sicherheitsdatenblatt gemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 в der Jeweils gültigen Fassung. Версия 3.0.

  86. BASF (2017) Паспорт безопасности. Лувикват ® Превосходство. Версия 3.1.

  87. 3V Sigma (2016) Паспорт безопасности: Кондиционер P7NA. 3V Sigma S.p.a., Бергамо.

  88. Разали М.А.А., Ахмад З., Ахмад М.С.Б., Ариффин А. (2011) Очистка сточных вод целлюлозно-бумажного комбината флокуляцией, вызванной полиДАДМАХ различной молекулярной массой. Chem Eng J 166: 529–535

    CAS Статья Google ученый

  89. UBA (2018) Klärschlammentsorgung в Федеральной Республике Германии. Umweltbundesamt, Дессау-Росслау

    Google ученый

  90. Сак Т.М., Уилнер Дж., Кьюти С.С., Бланшетт А.Р., Джонсон Б.Н. (1998) Мониторинг подвижности поперечно-сшитых и растворимых полиакрилатов в колонке почвы с использованием гель-проникающей хроматографии. Environ Sci Technol 32: 2474–2479

    CAS Статья Google ученый

  91. Müller M, Nendza M (2007) Литературное исследование: Влияние размера молекулы и растворимости в липидах на потенциал биоаккумуляции. FKZ 360 01 043. Заключительный отчет для Немецкого агентства по охране окружающей среды. Институт молекулярной биологии и прикладной экологии им. Фраунгофера, Шмалленберг.

  92. Barron MG (1990) Биоконцентрация. Environ Sci Technol 24:1612–1618

    CAS Статья Google ученый

  93. Opperhuizen A, Van der Velde EW, Gobas FAPC, Liem DAK, Van der Stehen JMD, Hutzinger O (1985) Связь между биоконцентрацией в рыбе и стерическими факторами гидрофобных химических веществ. Хемосфера 14:1871–1896

    CAS Статья Google ученый

  94. Де Вольф В., Комбер М., Доубен П., Химено С., Холт М., Леонар М., Лилликрап А., Сийм Д., ван Эгмонд Р., Вайсброд А., Кит Г. (2007) Замена, сокращение и усовершенствование использования животных: разработка комплексной стратегии тестирования биоконцентрации химических веществ в рыбе. Integr Environ Assess Manag 3:3–17

    Артикул Google ученый

  95. Арнот Дж.А., Арнот М.И., Маккей Д., Куйяр Й., Макдональд Д., Боннелл М., Дойл П. (2010) Критерии отсечения молекулярного размера для скрининга потенциала биоаккумуляции: правда или вымысел? Integr Environ Assess Manag 6:210–224

    CAS Google ученый

  96. ЕС (2011) Регламент Комиссии (ЕС) № 253/2011 от 15 марта 2011 г., вносящий поправки в Регламент (ЕС) № 1907/2006 Европейского парламента и Совета о регистрации, оценке, разрешении и ограничении использования химических веществ ( REACH) в отношении Приложения XIII. Официальный J Европейский союз L 69/7.

  97. SCHER (2010 г.) Мнение об обновленном отчете HERA о поликарбоксилатах в моющих средствах (отчет HERA, апрель 2009 г., версия 2). Научный комитет по рискам для здоровья и окружающей среды, Европейская комиссия, Брюссель

    Google ученый

  98. EFSA (2016) Последние разработки в области оценки рисков химических веществ в пищевых продуктах и ​​их потенциальное влияние на оценку безопасности веществ, используемых в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами. EFSA J 14:4357

    Google ученый

  99. ECHA (2017) Руководство по требованиям к информации и оценке химической безопасности. Глава R.7c: Рекомендации для конечных точек. Версия 4.0. Европейское химическое агентство, Хельсинки.

  100. Liber K, Weber L, Lévesque C (2005) Сублетальная токсичность двух полимеров для очистки сточных вод по отношению к малькам озерной форели ( Salvelinus namaycush ). Хемосфера 61:1123–1133

    CAS Статья Google ученый

  101. Anderson EL, Samaniego PC, Bühlmann P (2019) Косвенное потенциометрическое определение концентраций поликватерниевого полимера путем равновесного связывания с 1-додецилсульфатом. Аналитическая наука 35: 679–684

    КАС Статья Google ученый

  102. Бракстад О.Г. , Алтин Д., Дэвис Э.Дж., Аас М., Нордтуг Т. (2020) Взаимодействие между микроводорослями, морским снегом и анионным полиакриламидом APAM в морских условиях. Sci Total Environ 705: 135950

    CAS Статья Google ученый

  103. Салинас Э.Р., Божич Дж.С., Колбеншлаг С., Кари-Хайнрих М., Хопп П.В., Лукас Р., Зок С., Хиддинг Б. (2020) Руководства по испытаниям в воде недостаточно контролируют влияние ООУ и жесткости разбавленной воды на токсичность катионных полимеров. предложение по улучшению стандартизированных процедур испытаний. Хемосфера 259:127473

    КАС Статья Google ученый

  104. Вагнер П.М., Набхольц Дж.В., Кент Р.Дж. (1995) Новый химический процесс в Агентстве по охране окружающей среды (EPA): взаимосвязь структура-активность для выявления опасности и оценки риска. Toxicol Lett 79:67–73

    CAS Статья Google ученый

  105. ОЭСР (2011) Пресноводные водоросли и цианобактерии, испытание на ингибирование роста. Руководство ОЭСР по тестированию химических веществ, № 201. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Google ученый

  106. OECD (2004) Daphnia sp., тест на острую иммобилизацию Руководство OECD по тестированию химических веществ, № 202. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Книга Google ученый

  107. ОЭСР (2019) Рыба, испытание на острую токсичность Руководство ОЭСР по испытанию химических веществ, № 203. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Книга Google ученый

  108. ОЭСР (2013) Рыба, тест на токсичность на ранней стадии жизни Руководство ОЭСР по тестированию химических веществ, № 210. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Книга Google ученый

  109. Nabholz JV, Zeeman M (1991) Экологические проблемы полимеров. Меморандум. Управление пестицидов и токсичных веществ, Агентство по охране окружающей среды США. Вашингтон.

  110. Brenntag (2012) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006. Полиэтиленгликоль 400 / Налив. Версия 2.0.

  111. Dow (2015) Паспорт безопасности: Carbowax TM . Полиэтиленгликоль 600. Dow Chemical Company, Мидленд.

  112. Dow (2017) Паспорт безопасности: Carbowax TM PEG 200E. Доу Химическая компания.

  113. Harford AJ, Hogan AC, van Dam RA (2010) Экотоксикологическая оценка полиэлектролитного флокулянта. Отчет 575 для правительства Австралии, Департамент окружающей среды, водных ресурсов, наследия и искусства, Дарвин.

  114. Harford AJ, Hogan AC, Jones DR, van Dam RA (2011) Экотоксикологическая оценка полиэлектролитного флокулянта. Вода Res 45: 6393–6402

    CAS Статья Google ученый

  115. ЦСБ GmbH (2011) Sicherheitsdatenblatt gemäß 1907/2006/EG, Artikel 31. CSB, GmbH, Крефельд

    Google ученый

  116. Хатами М., Банаи М., Нематдуст Хаги Б. (2019) Сублетальная токсичность хлорпирифоса отдельно и в сочетании с полиэтиленгликолем для карпа ( Cyprinus carpio ). Хемосфера 219:981–988

    CAS Статья Google ученый

  117. BASF (2016) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 с периодическими изменениями. Продукт: Sokalan ® PA 25 CL Гранулы. Версия 1.2.

  118. Гринуэй П. (1985) Баланс кальция и линька у ракообразных. Биол Откр. 60:425–453

    КАС Статья Google ученый

  119. Бучек С.Б., Коуп В.Г., Маклафлин Р.А., Квак Т.Дж. (2017)Острая токсичность полиакриламидных флокулянтов для пресноводных мидий на ранних стадиях жизни. Environ Toxicol Chem 36: 2715–2721

    CAS Статья Google ученый

  120. Poléo ABS (1995) Полимеризация алюминия – механизм острой токсичности водного раствора алюминия для рыб. Aquat Toxicol 31:347–356

    Артикул Google ученый

  121. Jennings MC, Minbiole KP, Wuest WM (2015) Четвертичные аммониевые соединения: антимикробная основа и платформа для инноваций для борьбы с устойчивостью бактерий. ACS Infect Dis 1: 288–303

    КАС Статья Google ученый

  122. Nolte TM, Peijnenburg WJGM, Hendriks AJ, van de Meent D (2017) Количественные зависимости структура-активность для ингибирования роста зеленых водорослей полимерными частицами. Хемосфера 179:49–56

    CAS Статья Google ученый

  123. ОЭСР (2010) Активный ил, испытание на ингибирование дыхания (окисление углерода и аммония). Руководство ОЭСР по тестированию химических веществ, № 209. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж

    Google ученый

  124. NICNAS (1997) Полный публичный отчет. Сополимер в поликватерниуме-34. Номер файла: NA/475. Национальная схема уведомления и оценки промышленных химикатов, Кэмпердаун.

  125. NICNAS (2009 г.) Полный публичный отчет. Поликватерниум-76. Номер файла: LTD/1408. Национальная схема уведомления и оценки промышленных химикатов, Марриквилль.

  126. Xiong W, Tang Y, Shao C, Zhao Y, Jin B, Huang T, Miao Y, Shu L, Ma W, Xu X, Tang R (2017) Предотвращение цветения цианобактерий с помощью нанокремнезема: стратегия, основанная на биоминерализации . Environ Sci Technol 51:12717–12726

    CAS Статья Google ученый

  127. Браникова И., Прохазкова Г., Потокар Т., Жезкова З., Браник Т. (2018) Сбор микроводорослей методом флокуляции Ферментация 4:93

    CAS Google ученый

  128. Блок СС (2001) Дезинфекция, стерилизация и консервация. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, Филадельфия

    Google ученый

  129. СНФ С.А.С. (2007) Паспорт безопасности материала. FlocareTM C 106 (Поликватерниум-6). SNF S.A.S., Andrezieux Cedex.

  130. Kalekimya (2014) Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 453/2010. Поликватерниум-7. Кале Кимья Кимьеви Мадделер А.С., Коджаэли.

  131. Cary GA, McMahon JA, Kuc WJ (1987) Влияние взвешенных твердых частиц и встречающихся в природе растворенных органических веществ на снижение острой токсичности катионных полиэлектролитов для водных организмов. Environ Toxicol Chem 6: 469–474

    КАС Статья Google ученый

  132. Hall WS, Mirenda RJ (1991) Острая токсичность полимеров для очистки сточных вод по отношению к Daphnia pulex и толстоголовому гольяну ( Pimephales promelas ) и влияние гуминовой кислоты на токсичность полимеров. J Water Pollut Control Fed 63:895–899

    CAS Google ученый

  133. de Rosemond SJC, Liber K (2004) Полимеры для очистки сточных вод, идентифицированные как токсичный компонент сточных вод алмазных рудников. Environ Toxicol Chem 23:2234–2242

    Артикул Google ученый

  134. Rowland CD, Burton GA Jr, Morrison SM (2000) Значение токсичности полимеров в муниципальных сточных водах. Environ Toxicol Chem 19:2136–2139

    CAS Статья Google ученый

  135. BASF (2016) Паспорт безопасности: Dehyquart ® CC7 BZ. Версия 2.0. БАСФ, Людвигсхафен.

  136. Cumming JL, Hawker DW, Nugent KW, Chapman HF (2008) Экотоксичность поликватерниумов и связанных с ними полиэлектролитно-поверхностно-активных агрегатов (PSA) для Gambusia holbrooki . J Environ Sci Health A 43:113–117

    CAS Статья Google ученый

  137. Muir MM, Kosteretz KG, Lech JJ (1997) Локализация, очистка, биоаккумуляция и нарушение регуляции ионов, связанные с воздействием катионного полимера на радужную форель ( Oncorhynchus mykiss ). Xenobiotica 10:1005–1014

    Статья Google ученый

  138. Гудрич М.С., Дулак Л.Х., Фридман М.А., Лех Дж.Дж. (1991) Острая и долговременная токсичность водорастворимых катионных полимеров для радужной форели ( Oncorhynchus mykiss ) и изменение токсичности гуминовой кислотой. Environ Toxicol Chem 10:509–515

    CAS Статья Google ученый

  139. ОЭСР (2019 г.) Руководящий документ по испытаниям на токсичность в водной фазе сложных химических веществ. Серия по тестированию и оценке. № 23 (второе издание). ENV/JM/МОНО(2000)6/REV1. Организация экономического сотрудничества и развития, Париж.

  140. ECHA (2016) Руководство по требованиям к информации и оценке химической безопасности. Глава R.16: Оценка воздействия на окружающую среду. Версия 3.0. Европейское химическое агентство, Хельсинки.

  141. Барнс Д.К., Галгани Ф., Томпсон Р.К., Барлаз М. (2009) Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде. Philos Trans R Soc Lond B 364: 1985–1998

    CAS Статья Google ученый

  142. EC (2011) Пластиковые отходы: воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Углубленный отчет. Наука для экологической политики. DG Environment News Alert Service

Загрузить ссылки

Благодарности

Представители IKW и некоторых компаний-членов предоставили конфиденциальную и неконфиденциальную информацию о полимерах, используемых в косметических продуктах, и поделились своим опытом в обсуждениях в ходе проекта. Несмотря на то, что окончательный вариант рукописи был передан таким участвующим компаниям до подачи, выводы и мнения, выраженные в этой рукописи, не обязательно полностью отражают точку зрения IKW или всех ее компаний-членов.

Финансирование

Настоящее исследование было инициировано и профинансировано IKW.

Информация об авторах

Авторы и организации

  1. ECT Oekotoxikologie GmbH, Böttgerstr. 2-14, 65439, Flörsheim/Main, Germany

    Karen Duis, Thomas Junker & Anja Coors

Авторы

  1. Karen Duis

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  2. Thomas Junker

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Anja Coors

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вклады

KD и TJ разработали концепцию обзора, выполнили поиск и оценку литературы и данных, а также подготовили рукопись. AC участвовал в разработке концепции рукописи, обсуждении основных выводов и пересмотре проекта рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Карен Дуис.

Декларация этики

Одобрение этики и согласие на участие

Неприменимо.

Согласие на публикацию

Не применимо.

Конкурирующие интересы

Настоящее исследование финансировалось Немецкой ассоциацией косметических, туалетных, парфюмерных и моющих средств (IKW).

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Дополнительная информация

Дополнительный файл 1:

Определения и пояснения. Процесс выбора полимера. Таблица S1. Идентичность и основные физико-химические свойства рассматриваемых неионогенных полиэтиленгликолей (ПЭГ) при использовании в косметических продуктах. Таблица S2. Идентичность и основные физико-химические свойства рассматриваемых анионных гомо- и сополимеров акриловой кислоты при использовании в косметических продуктах. Таблица S3. Идентичность и основные физико-химические свойства рассматриваемых катионных поликватерниумов (PQ-6, -7, -10 и -16) при использовании в косметических продуктах. Таблица S4. Коэффициенты распределения твердое тело-вода для рассматриваемых полимеров. Таблица S5. Данные по биоразложению и удалению на очистных сооружениях полиэтиленгликолей (ПЭГ). Таблица S6. Данные по биоразложению и удалению на очистных сооружениях гомо- (П-АК) и сополимеров акриловой кислоты (сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата, МЭА-КоП и сополимер акриламида и акриловой кислоты, ААмАК-КоП). Таблица S7. Данные по биоразложению и удалению на очистных сооружениях рассматриваемых поликватерниумов (PQ-6, -7, -10 и -16). Таблица S8. Данные о подвижности рассматриваемых полимеров. Таблица S9. Экотоксичность полиэтиленгликолей (ПЭГ) для водных и наземных организмов. Таблица S10. Экотоксичность гомо- (П-АК) и сополимеров акриловой кислоты (сополимера метакриловой кислоты и этилакрилата, МАЭА-КоП и сополимера акриламида и акриловой кислоты, ААмАА-КоП) по отношению к водным и наземным организмам. Таблица S11. Экотоксичность рассматриваемых поликватерниумов (PQ-6, -7, -10 и -16) по отношению к водным и наземным организмам. Дополнительные сокращения. Дополнительные ссылки.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.