Полимерные материалы

В последние годы в связи с интенсивным внедрением в промышленность синтетических полимерных материалов все чаще стали появляться сообщения о поражаемости полимеров микроорганизмами. Ранее предполагали, что пластики не будут подвержены действию плесневых грибов, однако недавно на поливинилхлоридных пластиках были обнаружены грибы родов Penicillium, Aspergillus, Fusarium. Коррозия пластмасс, вызываемая продуктами жизнедеятельности плесневых грибов, приводит к снижению физико-механических показателей материала.

Был проведен ряд работ, направленных на определение поражаемо-сти как самих пластмасс, так и их составных компонентов: смол, пластификаторов, стабилизаторов и наполнителей. Исследования показали, что наибольшему воздействию микроорганизмов подвержены пластификаторы.

Физический и биохимический механизмы развития плесени на пластмассах до сих пор хорошо не изучены. Однако есть предположение, что динамика роста грибов на пластмассе зависит от химического строения материала и его физической структуры. Например, повышенную склонность к плесневению имеют пластики, соединенные с текстилем. Сами по себе пластмассы менее подвержены разрушению микроорганизмами, чем другие неметаллические материалы, из-за их структуры и нерастворимости компонентов в воде, что ограничивает возможность их поражения грибами плесени. Однако включение в них таких добавок, как стабилизаторы, пластификаторы, красители, наполнители, часто делает материалы более уязвимыми для микроорганизмов, которые изменяют свойства и окраску пластиков, вызывая потерю сопротивляемости и эластичности. Большую роль в этом играет накопление органической пыли на поверхности материалов. Однако, даже если поверхность материала абсолютно чистая, споры содержат в себе некоторый запас питательных веществ, достаточный для начальной стадии роста грибов.

Некоторые исследователи подчеркивают, что основное высокомолекулярное вещество поливинилхлоридов (ПВХ) не поддается поражению грибами. В качестве источника питания для микроорганизмов могут служить лишь некоторые составные ПВХ – пластификаторы, стабилизаторы, мягчители, окислители, красители. Однако пластификаторы используются микроорганизмами неодинаково. Разрушение зависит от вида грибов и особенностей пластификатора.

Немецкие ученые отмечают, что грибы, скорее, поражают материал с длинными цепями молекул, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, извлекая из них углерод. В процессе воздействия на материал грибы, выделяя энзимы, разрушают длинные цепи молекул, расчленяя их на более короткие звенья, после чего они становятся доступны грибам.

После поражения материала грибами наступает его полная деструкция. Так как грибы создают благоприятные условия для роста бактерий, они могут поражать покрытия и совместно. В результате жизнедеятельности микроорганизмов в ПВХ-композициях возникают различные химические реакции, под влиянием которых происходит деструкция полимера и разрушение его поверхности. Обрастание полимерных пленок сопровождается изменением их цвета, прочности, эластичности. Таким образом, долговечность полимерного материала при его эксплуатации в условиях жаркого и влажного климата находится в прямой зависимости от интенсивности воздействия плесневых грибов. Как правило, микроорганизмы разрушают поверхностный слой пластика или вызывают сильное окрашивание материала. Однако они не только вызывают ухудшение внешнего вида материала, но и нарушают его механические свойства.