Investigation of changes in the physico-mechanical properties of a polymer film modified with calcium carbonate
Authors: Мяленко Д.М. , Федотова О.Б. , Сиротин С.С. 
Published: August 2024

Для упаковывания определенных типов молочной и пищевой продукции перспективно использование наполненных синтетических материалов, в том числе высоконаполненных. Данное направление представляет определенный интерес, является современным, экономически целесообразным и технологичным. В таких материалах осуществляется частичная замена синтетической матрицы, в частности, на минеральную составляющую. Введение в состав неорганического наполнителя может привести к улучшению качественных характеристик полимерной упаковки и оптимизации технологического процесса производства. Такие полимеры актуальны для применения в качестве упаковки творога, творожных продуктов, сливочного масла. Целью настоящей работы являлось получение образцов наполненной карбонатом кальция полиэтиленовой пленки и исследование изменения ее физико-механических показателей. Содержание в пленке наполнителя варьировалось от 20 до 70 масс%. Образцы получали на лабораторном экструдере. В качестве сырьевых компонентов применяли полиэтилен высокого давления и карбонат кальция российского производства. Для лучшего смешивания компонентов в сложной органоминеральной композиции применяли способ предварительного смешения с перегрануляцией, в результате был получен суперконцентрат, который вносили в базовый полимер. Изучение прочностных показателей приобрело особую актуальность, поскольку они входят в состав показателей безопасности ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки». Полученные результаты свидетельствуют о том, что для обеспечения наилучших прочностных показателей упаковочного материала можно рекомендовать уровень наполнения 40–50 %. Кроме того, показано, что высокое наполнение практически не снижает прочности сварных швов материала, то есть данные пленки могут быть использованы для изготовления герметичной упаковки.

The use of filled synthetic materials, including highly filled ones, is promising for packaging certain types of dairy and food products. This area is of particular interest, is modern, economically feasible and technologically advanced. In such materials, the synthetic matrix is partially replaced, in particular, by a mineral component. The introduction of an inorganic filler into the composition can lead to an improvement in the quality characteristics of polymer packaging and optimization of the production process. Such polymers are relevant for use as packaging of cottage cheese, cottage cheese products, butter. The purpose of this work was to obtain samples of a polyethylene film filled with calcium carbonate and to study changes in its physical and mechanical parameters. The filler content in the film varied from 20 to 70 wt%. The samples were obtained on a laboratory extruder. High-pressure polyethylene and Russian-made calcium carbonate were used as raw materials. For better mixing of the components in a complex organo-mineral composition, a pre-mixing method with re-granulation was used, as a result, a super concentrate was obtained, which was introduced into the base polymer. The study of strength indicators has become particularly relevant, since they are part of the safety indicators of TR CU 005/2011 «On packaging safety». The results obtained indicate that in order to ensure the best strength characteristics of the packaging material, a filling level of 40–50 % can be recommended. In addition, it has been shown that high filling practically does not reduce the strength of the welds of the material, i.e. these films can be used to make sealed packaging.