Биоразлагаемый композиционный нетканый материал на основе полилактида и его применение для выращивания растений Российский патент 2020 года по МПК C08L7/00 D04H13/00 

Изобретение относится к области биодеградируемых полимерных материалов и к их применению в сельскохозяйственных технологиях и может быть использовано для выращивания растений в условиях открытого и закрытого грунта, в личных подсобных хозяйствах, при проведении исследований в области биотехнологии и селекции растений.

Современные тенденции, ориентированные на экологичные «зеленые» технологии, обусловливают все более широкое применение биоразлагаемых материалов в сельскохозяйственном производстве. Это особенно актуально для растениеводства, в котором используют материалы, значительная часть которых попадает в почву непосредственно в процессе их использования, минуя стадии сбора, сортировки и переработки. Композиции на основе полимолочной кислоты (полилактида) используют для предпосевной обработки семян [US 20110275520 А1, опубл. 10.11.2011], а также для изготовления укрывных и мульчирующих материалов [RU 156639 U1, опубл. 10.11.2015, CN 105949737 (А), опубл. 21.09.2016 и др.]. Описано применение биоразлагаемых материалов в качестве носителей для высева семян сельскохозяйственных культур. Например, в патентной заявке Кореи [KR 20080100115 А, опубл. 14.11.2008] предложен способ выращивания риса, в котором семена проращивают на нетканом хлопковом полотне, содержащем множество отверстий, способствующих улучшению условий развития растений. Такая технология, по мнению авторов, улучшает условия труда работников и облегчает борьбу с нежелательной растительностью, однако, учитывая дефицит и дороговизну натурального хлопкового волокна и большие площади рисовых плантаций, ее вряд ли можно считать перспективной для широкого применения.

В работе [Л.С. Шибряева, Ю.В. Тертышная, Д.Д. Пальмина, Н.С. Левина «Биодеградируемые полимеры как материалы для высева зерновых культур», Сельскохозяйственные машины и технологии, №6, 2015, с. 14-18] описаны результаты исследования по применению в качестве биодеградируемых носителей для высева семян пшеницы нетканых материалов из поли-3-гидроксибутирата (ПГБ) или из композиции

ПГБ и синтетического нитрильного каучука. Носитель и выращиваемые на нем растения оказывают друг на друга взаимное положительное влияние. Пористый проницаемый носитель обеспечивает необходимую для эффективного проращивания семян скорость диффузии воды, кислорода и питательных веществ, стимулируя, тем самым, ускорение прорастания и интенсивное развитие корневой системы, которая, в свою очередь, способствует механическому разрушению материала и ускорению его дальнейшей биодеградации. Однако применение синтетического нитрильного каучука в качестве модифицирующей добавки не соответствует современной тенденции использования натуральных природных материалов, особенно в такой экологически чувствительной сфере, как растениеводство.

Среди биоразлагаемых полимеров, используемых в растениеводстве, особое место занимает полилактид (полимолочная кислота, PLA), распадающийся в почве под действием комплекса природных факторов на углекислый газ и воду. Применение полилактида в качестве укрывного материала описано, например, в патентных документах [RU 156639 U1, опубл. 10.11.2015], [CN 105949737 (А), опубл. 21.09.2016] и ряде других.

В работе [Shibryeva L., Tertyshnaya Yu., Solovova Yu., Levina N., Zhalnin E. "Effect of plant environment on decomposition of biodegradable materials based on poly-3-hydroxybutyrate and polylactide" Norwegian Journal of development of the International Science, №27/2019, V. 1, pp. 11-24], взятой нами за прототип, показано, что подложка из нетканого волокнистого материала из полилактида так же создает благоприятные условия для прорастания семян и развития проростков пшеницы, обеспечивая ускорение роста растений по сравнению с контролем.

Однако широкое применение полилактида затруднено из-за ряда технологических недостатков, в частности - относительно высокой хрупкости, затрудняющей применение изготовленных из него материалов в сельскохозяйственном производстве, особенно, с применением технических средств, создающих высокие механические нагрузки на материал. Один из возможных подходов к улучшению физико-механических свойств полилактида основан на введении эластопластов или других аддитивов, способствующих изменению межфазной структуры и улучшению технологических характеристик материала при сохранении его способности к биоразложению. В серии патентов фирмы Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. [RU 2561122 С2, опубл. 20.08.2015], [RU 2624303 С2, опубл. 03.07.2017], [RU 2618561 С2, опубл. 04.05.2017] и др. описано получение материалов на основе полимолочной кислоты, модифицированной введением полимерных добавок. Например, в патенте [RU 2624303 С2, опубл. 03.07.2017] описан нетканый

материал, изготовленный из волокон, которые получают из термопластической композиции, включающей полимолочную кислоту (70 и более масс. %) и полиолефиновую добавку (от 1 до 25 масс. %), например, полипропиленовый гомополимер РР 3155 (Exxon-Mobil), смешанные друг с другом в присутствии эпоксидного модификатора, представляющего собой функционализированный эпоксидом метакриловый и/или акриловый мономерный компонент, например глицидилакрилат, глицидилметакрилат или их комбинацию, или сополимер этилена, метакрилата и глицидилметакрилата. Изобретение обеспечивает получение волокон, обладающих хорошими параметрами удлинения и высокой прочностью, однако, введение в биоразлагаемый материал до 25% полиолефинов и низко- или высокомолекулярных эпоксидных модификаторов, время разложения которых измеряется десятилетиями, неблагоприятно отражается на экологических свойствах материала.

В заявке [CN 105949737 (А), опубл. 21.09.2016] описана биодеградируемая мульчирующая пленка, содержащая 35-42 массовых частей акрил-модифицированной полимолочной кислоты, 18-21 части полибутиленсукцината, 24-28 частей полиглутаминовой кислоты, 8-12 частей модифицированного коллагена, 0,5-1,8 частей фенилсалицилата, 0,8-1,4 частей натрий-карбоксиметилцеллюлозы, 0,1-0,3 частей нитрида нанокремния, 1-3 частей малеинового ангидрида, 1,6-2,7 частей антиоксиданта 1010, 2,3-2,5 частей трифенилфосфита и 0,2-0,5 частей эруциламида. Композиция имеет сложный состав, включающий не только биоразлагаемые компоненты. Пленка обладает высокой прочностью, устойчивостью к ветру и дождю и хорошей прозрачностью, однако ее нельзя использовать в качестве основы для высева семян, т.к. из-за низкой проницаемости она не может обеспечить необходимый для развития растений водо- и газообмен, а высокая прочность снижает способность материала к биоразложению, одним из этапов которого является его механическое разрушение под действием внешних факторов.

В заявке [CN 1022500451, опубл. 23.11.2011] также описана пленка, содержащая 60-99 масс. % полимолочной кислоты и 1-40 масс. % натурального эпоксидированного каучука, степень эпоксидирования которого составляет от 0% (натуральный каучук) до 75%, предпочтительно 25-50%. Степень кристалличности, степень сшивания и другие характеристики регулируют подбором количественного состава смеси, степени эпоксидирования каучука, времени и температуры отжига. Однако, как и в предыдущем аналоге, получаемые таким образом пленки не могут быть использованы в качестве основы для высева семян, поскольку, в отличие от нетканых материалов, не обладают

пористостью и гигроскопичностью, которые обеспечивают благоприятные условия для прорастания семян и дальнейшего развития растений.

Проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании композиционного волокнистого нетканого материала на основе полилактида, расширяющего спектр материалов, которые могут быть использованы в качестве биоразлагаемой основы для выращивания растений. Также настоящее изобретение решает проблему применения этого материала в качестве основы для высева семян и выращивания растений. При решении проблемы исходили из того, что материал должен отвечать следующим требованиям:

- наличие пористой структуры, обеспечивающей формирование благоприятных условий для прорастания семян и развития растений за счет эффективного влаго- и газообмена;

- способность к гидролитическому и ферментативному расщеплению в природных условиях с образованием продуктов, безвредных для окружающей среды и при этом - стимулирующих рост и развитие растений;

- материал должен сочетать улучшенные, по сравнению с чистым полилактидом, показатели эластичности, со способностью к механическому разрушению под действием природных факторов и развивающейся корневой системы выращиваемых на нем растений.

Проблема решена предлагаемым композиционным волокнистым нетканым материалом, содержащим полилактид, отличающимся тем, что он дополнительно содержит натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, масс. %:

полилактид 85-95

натуральный каучук 5-15,

а также его применением в качестве основы для высева семян и выращивания растений.

Технический результат - расширение спектра биоразлагаемых материалов, предназначенных для применения в качестве основы для выращивания растений. Технический результат достигается за счет создания композиционного биоразлагаемого нетканого волокнистого материала с улучшенной эластичностью, содержащего полилактид и натуральный каучук в указанных массовых соотношениях, применение которого по указанному назначению обеспечивает повышение всхожести семян и биологической продуктивности растений.

Сущность изобретения поясняется следующими иллюстрациями:

На Фиг. 1 показаны микрофотографии фрагментов образцов нетканых волокнистых материалов различного состава (Olympus СХ43 (Япония) увеличение в 100 раз).

A. Нетканый материал из чистого полилактида.

Б. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 95:5 соответственно.

B. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 90:10 соответственно.

Г. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 85:15 соответственно.

На Фиг. 2 показаны термограммы образцов нетканых волокнистых материалов различного состава.

A. Исходные образцы.

Б. Те же образцы после гидролиза в течение 180 дней при температуре 20±2°С.

B. Те же образцы после выращивания на них растений базилика в почве в течение 60 дней, температура 20±2°С.

1. Материал из чистого полилактида.

2. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 95:5 соответственно.

3. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 90:10 соответственно.

4. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 85:15 соответственно.

На Фиг. 3 показаны микрофотографии фрагментов образцов нетканых волокнистых материалов после выращивания на них в почве растений базилика в течение 60 дней (Olympus СХ43 (Япония) увеличение в 100 раз)

A. Нетканый материал из чистого полилактида.

Б. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 95:5 соответственно.

B. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 90:10 соответственно.

Г. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 85:15 соответственно.

На Фиг. 4. Показаны микрофотографии фрагментов образцов нетканых волокнистых композиционных материалов после выращивания на них растений базилика - 60 дней в почве (Olympus СХ43 (Япония) увеличение в 40 раз).

А. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 90:10 соответственно.

Б. Нетканый композиционный материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в массовом соотношении 85:15 соответственно.

На Фиг. 5 показаны фотографии растений базилика овощного фиолетового на 21-й день вегетации.

A. Растения выращены без подложки.

Б. Растения выращены на подложке из нетканого материала из чистого полилактида.

B. Растения выращены на подложке из нетканого материала, содержащего полилактид и натуральный каучук в соотношении 90:10.

На Фиг. 6 показаны фотографии растений базилика овощного фиолетового на 40-й день вегетации, выращенных на подложках из нетканого материала на основе из полилактида с разным содержанием натурального каучука в сравнении с контролем.

К - контроль;.

100% - подложка из чистого полилактида;

95+5% - подложка содержит 95% полилактида и 5% натурального каучука.

90+10% - подложка содержит 90% полилактида и 10% натурального каучука.

85+15% - подложка содержит 85% полилактида и 15% натурального каучука.

На Фиг. 7 показаны фотографии высушенных растений базилика овощного фиолетового, выращенных на подложках из нетканого материала на основе из полилактида с разным содержанием натурального каучука в сравнении с контролем.

1 - подложка из чистого полилактида;

2 - подложка содержит 95% полилактида и 5% натурального каучука;

3 - подложка содержит 90% полилактида и 10% натурального каучука;

4 - подложка содержит 85% полилактида и 15% натурального каучука;

Для получения материала по изобретению может быть использован полилактид с молекулярной массой 1,4-1,8×10⁵, полученный любым известным способом, например, полимеризацией молочной кислоты, полученной из объектов растительного происхождения с различным количественным содержанием D и L форм (с различной степенью кристалличности), В качестве композиционной добавки может быть

использован натуральный каучук с молекулярной массой 1,4-2,0×10⁵ из сока гевеи или другого растительного сырья.

Материал получают методом электроформования из раствора, позволяющим получить необходимую пористую гигроскопичную структуру. Для приготовления формовочного раствора в качестве растворителя используют хлороформ, четыреххлористый углерод или их смеси. Концентрацию формовочного раствора и условия проведения электроформования подбирают эмпирически с учетом вязкостных характеристик, зависящих от молекулярной массы и массового соотношения полимеров в растворе. Найдено, что для получения материала, содержащего полилактид и натуральный каучук в указанном диапазоне массовых соотношений, формовочный раствор должен, предпочтительно, содержать 7-9 масс % смеси полимеров. При более низких концентрациях не удается сформировать качественное элементарное волокно, повышение концентрации раствора для формования увеличивает его вязкость, что затрудняет или делает невозможным электроформование.

Для получения формовочного раствора готовят исходные растворы полилактида и натурального каучука нужной концентрации в выбранном растворителе, смешивают их в нужном соотношении и перед введением в устройство для электроформования гомогенизируют полученный раствор в течение нескольких минут при температуре 57-60°С.

Электроформование проводят при напряжении электрического поля 17,0-19,0 кВ, расстоянии между электродами 16,5-18 см при объемном расходе формовочного раствора (9-11)×10^-5 г/с и влажности воздуха, предпочтительно, не превышающей 25%, обеспечивающей эффективное удаление растворителя, и последующее полное высушивание полученного нетканого материала при комнатной температуре в течение 24-32 часов.

В приведенных далее примерах описаны получение, свойства и характеристики полученных материалов, а также их применение для выращивания растений на примере базилика овощного фиолетового.

Пример 1. Получение и свойства нетканых композиционных материалов, содержащих полилактид и натуральный каучук.

Для получения материалов по изобретению использованы гранулы полимолочной кислоты (полилактида) марки 4032D (Nature Works, США) с молекулярной массой 1,7×10⁵ г/моль, плотность 1,24 г/см³, прочность при растяжении 52-56 МПа, и натуральный каучук марки SVR 3L (Вьетнам) - содержание некаучуковых примесей не более 0,03%, золы не

более 0,5%, прочность при растяжении 22-24 МПа, молекулярная масса 1,6×10⁵ г/моль, плотность 0,913 г/см³.

Готовят исходные 9%-ные растворы полимеров в хлороформе, смешивают их в нужном соотношении и перед введением в устройство для электроформования перемешивают в течение 2-3 минут при температуре около 60°С до получения однородного формовочного раствора. Электроформование проводят при комнатной температуре и влажности воздуха не более 25% в однокапиллярной установке ЭФВ-1 (Россия). Конкретные условия электроформования подбирают для каждого раствора индивидуально в следующих диапазонах: объемный расход формовочного раствора (9-11)×10^-5 г/с, напряжение электрического поля 17,0-19,0 кВ, расстояние между электродами 16,5-18 см. Готовый нетканый волокнистый материал высушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 24-32 часов. Получены образцы композиционных волокнистых нетканых материалов, содержащих полилактид и натуральный каучук в массовых соотношениях (95-85):(5-15) масс. %, соответственно.

Структуру материалов исследуют методом оптической поляризационной микроскопии на приборе Olympus СХ43 (Япония). Показано, что диаметр элементарного волокна практически не зависит от содержания каучука и составляет 5-7 мкм. Толщина образцов полученных нетканых волокнистых материалов составляет 35-45 мкм.

На Фиг. 1 показаны микрофотографии образцов полученных материалов (Б - Г) в сравнении с образцом нетканого материала из чистого полилактида (А). Из фотографий видно, что введение в полилактид натурального каучука в количестве 5-15 масс. % не сказывается заметно на структуре материала и не ухудшает его пористость по сравнению с нетканым полотном из чистого полилактида.

Воздействие водной среды является важной составляющей комплекса природных факторов, обеспечивающих биоразложение материала в природе. Приведенные в Табл. 1 показатели водопоглощения полученных материалов говорят о том, что введение в полилактид натурального каучука в указанных пределах не уменьшает гигроскопичность материала и не ухудшает условия доставки водорастворимых питательных веществ к семенам выращиваемых на нем растений.

Способность к гидролитическому распаду охарактеризована величиной потери массы образцов Δm после воздействия водной среды за определенный промежуток времени, а также результатами измерения теплофизических характеристик образцов испытуемых материалов до и после длительного воздействия водной среды. Результаты измерений представлены в Табл. 2. Предварительно взвешенные образцы материала размером 3×3 см выдерживают в воде при комнатной температуре в течение 180 дней, после чего образцы, высушенные на воздухе при температуре 35-40°С в течение 30 минут, снова взвешивают и определяют потерю массы по формуле:

где m₀ - масса исходного образца, m_i - масса образца после воздействия воды.

Способность образцов к биораспаду в почве оценивают по изменению теплофизических характеристик образцов по завершении выращивания на них растений базилика. После удаления выращенных растений материал извлекают из грунта, промывают в воде и высушивают при комнатной температуре. Теплофизические характеристики - температуру стеклования Т_с и температуру плавления Т_пл определяют методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) на дифференциальном сканирующем калориметре DSC 204 F1 Netzsch (Германия) при скорости нагревания 8 град/мин. Калибровка по индию с Т_пл=156,6°С, навеска 5-6 мг. Точность определения Т_пл и Т_с составляет ±0,1°С. Среднеквадратичные отклонения экспериментальных площадей пиков плавления образцов (не менее 10 повторностей) составляют ±8%. Величину степени кристалличности α_кр рассчитывают как описано в работе [Тертышная Ю.В., Карпова С.Г., Попов А.А. Влияние водной среды на молекулярную подвижность полилактида // Химическая физика. 2017. Т. 36. №6. С. 84-91.] по формуле

где ΔH_m - теплота плавления, полученная экспериментально, ΔH_m* теплота плавления, идеального кристалла ПЛА, равная 93.1 Дж/г [Lim L-T., Auras R., Rubino M. Processing technologies for poly (lactic acid) // Progress Poly. Sci. 2008. V. 33. P. 820].

На Фиг. 2 показаны термограммы исходных образцов (А) и тех же образцов после выдержки в воде в течение 180 дней (Б) и после нахождения в почве в течение 60 дней (В) при комнатной температуре. В таблице 2 показано изменение теплофизических характеристик образцов нетканых материалов разного состава под действием водной среды и почвы.

Как видно из таблицы, под воздействием водной среды в течение полугода потеря массы всех образцов, независимо от содержания в них натурального каучука, составляет 2-3%, что говорит о протекании гидролиза с образованием водорастворимых продуктов. При этом степень кристалличности образцов увеличивается на 8-10%, что свидетельствует о частичном разрушении аморфной фазы полимера вследствие гидролиза и, возможно, о вторичной кристаллизации на фоне пластифицирующего действия воды Эти процессы объясняют практически полное сглаживание на термограммах пиков температуры стеклования Т_с (см. Фиг. 2 - А и Б).

Следует отметить, что под воздействием почвы даже в течение относительно короткого 60-дневного срока в нетканых композиционных материалах, также как в материале из чистого полилактида, наблюдаются признаки деградации: хотя теплофизические характеристики в пределах точности практически не меняются, тем не менее, заметна тенденция к снижению степени кристалличности, а на термограмме (Фиг. 2В) наблюдается появление низкотемпературного плеча на пике плавления, что говорит о

протекании процессов изменения кристаллической структуры. Признаки начавшегося биоразложения материала видны на Фиг. 3, где представлены микрофотографии фрагментов образцов нетканых материалов из чистого полилактида (А) и композиционных материалов с разным соотношением полилактида и натурального каучука после выращивания на них растений в почве в течение 60 дней. Наличие потемнений элементарных волокон, не удаляемых при дополнительной отмывке образцов, свидетельствует о начале процессов биодеструкции под действием продуктов метаболизма микроорганизмами почвы. На фотографиях, представленных на Фиг. 4, видны повреждения образцов, связанные с прорастанием через них корней растений, что также подтверждает применимость полученных материалов по указанному назначению.

Таким образом, приведенные данные показывают, что введение в полилактид натурального каучука в количестве 5-15 масс. % не оказывает негативного влияния на его гигроскопичность и способность к разрушению под действием микромицетов почвы и водной среды.

В Табл. 3 приведены физико-механические характеристики полученных материалов - относительное удлинение при разрыве ε и условная прочность σ, определенные по ГОСТ 25.061065-72 с помощью разрывной машины РМ-3-1, а также определенный по ГОСТ 11645-73 показатель текучести расплава (ПТР), характеризующий поведение термоэластопласта в вязкотекучем состоянии.

Приведенные данные показывают, что введение в полилактид натурального каучука в пределах 5-15 масс. % не оказывает существенного влияния на реологические свойства полученного нетканого материала.

Из таблицы видно, что величина относительного удлинения при разрыве ε растет с увеличением содержания натурального каучука в образце: увеличение содержания НК от 5 до 15 масс. % приводит к возрастанию значения ε в 1,7-3,6 раза, при этом прочность образцов мало зависит от содержания в материале каучука. Эти результаты показывают, что введение в полилактид натурального каучука в указанных количественных пределах не оказывает существенного влияния на прочностные характеристики материала, однако существенно повышает его эластичность и способность к растяжению, что делает материал менее хрупким, улучшает его потребительские качества и облегчает использование технических средств при его применении.

Пример 2 Применение нетканых композиционных материалов, содержащих полилактид и натуральный каучук, для выращивания растений.

Возможность применения предлагаемого материала для выращивания растений продемонстрирована на примере выращивания пряно-ароматического растения базилика овощного фиолетового. Проращивание семян и выращивание растений проведено в фитотроне ФГБНУ ФНАЦ ВИМ (Москва).

В одинаковые емкости помещают по 200±20 г почвогрунта марки «Почвогрунт Кева для Овощей», рН 5,5-7,0 (ООО Гера), на котором с заглублением 10-15 мм размещают образцы нетканых материалов размером 65×65 мм, равномерно раскладывают на них семена базилика (от агрофирмы «Аэлита»), присыпают слоем увлажненного почвогрунта. Емкости помещают в фитотрон (температура 20±2°С, естественное освещение) и поддерживают грунт во влажном состоянии без добавления каких-либо удобрений. Всхожесть семян определяют на 10-й день после высева, полный цикл вегетации составляет 60 дней, по завершении которого растения извлекают из почвы, а образцы нетканого материала после промывания и высушивания используют для теплофизических измерений.

В Таблице 4 показано влияние состава материала подложки на всхожесть семян, которую определяют как процентное отношение числа проросших семян к общему числу посеянных.

Из этих данных видно, что применение нетканого волокнистого материала на основе полилактида для высева семян базилика приводит к повышению показателя всхожести на 6-35% по сравнению с контролем - традиционным способом посева семян непосредственно в почву. Такое положительное влияние обусловлено тем, что пористая проницаемая структура нетканых волокнистых материалов способствует эффективному водо- и газообмену и обеспечивает благоприятные условия для прорастания семян в почве. Кроме того, протекающий в водной среде гидролиз полилактида по схеме

приводит к локальному накоплению молочной кислоты, служащей для семян дополнительной подкормкой.

Уход за растениями включает регулярное увлажнение почвы, поддержание температуры 20±2°С и естественного светового режима. На фотографиях, показанных на Фиг. 5 и Фиг. 6, сделанных, соответственно, на 21-й и 40-й день после высева семян в грунт, видно, что растения, выращиваемые на подложках из волокнистого нетканого материала, содержащих полилактид в композиции с натуральным каучуком, характеризуются более дружными всходами, развиваются активнее, формируют более широкую листовую пластину, чем в контроле.

На 60-й день вегетации растения извлекают из почвы для определения морфофизических характеристик. На Фиг. 7 показана фотография высушенных на воздухе при комнатной температуре растений базилика, выращенных на нетканом волокнистом материале по изобретению в сравнении с контролем. На фотографии видно, что растения, выращенные на материале по изобретению, превосходят по размерам и развитию контрольные растения, выращенные в обычных условиях. Это подтверждается результатами измерений, приведенными в Табл. 5.

Из данных в Табл. 4 следует, что выращивание растений базилика на подложках из материалов, содержащих полилактид в сочетании натуральным каучуком, благоприятно сказывается на развитии растений: высота надземной части повышается в среднем на 30-60%, длина корней увеличивается на 18-35%, увеличение зеленой массы, характеризующее урожайность, составляет 40-120% по сравнению с контролем. Хотя эти показатели по некоторым позициям несколько уступают материалу из чистого полилактида, они, тем не менее, демонстрируют явное преимущество по сравнению с показателями контрольных растений, выращенных традиционным способом.

Таким образом, заявляемый композиционный нетканый волокнистый материал, содержащий полилактид и натуральный каучук в заявленных соотношениях, характеризуется более высокой, по сравнению с прототипом, эластичностью, сохраняет способность к биоразложению и способность к механическому разрушению под действием развивающейся корневой системы. При применении в качестве основы для посева семян и выращивания растений способствует увеличению всхожести семян и повышению биологической продуктивности растений. Повышение эластичности за счет введения в состав натурального каучука облегчает использование материала в промышленных технологиях с использованием технических средств. Материал отвечает требованиям, предъявляемым к «зеленым» технологиям, и может быть использован для выращивания растений в условиях открытого и закрытого грунта, в личных подсобных хозяйствах, при проведении исследований в области биотехнологии и селекции растений.

Приведенный пример применения материала в качестве подложки для выращивания растений базилика, является частным примером, не охватывающим все возможные варианты его аналогичного применения для выращивания различных травяных, овощных, зерновых и других сельскохозяйственных культур. В общем случае применение

предлагаемого материала в качестве биоразлагаемой основы для выращивания растений включает размещение материала на слое почвогрунта, размещение на материале семян, покрытие их поддерживаемым во влажном состоянии слоем почвогрунта и дальнейший уход за всходами в соответствии с сортовой агротехникой.

Изобретение относится к области биодеградируемых полимерных материалов и к их применению в сельскохозяйственных технологиях и может быть использовано для выращивания растений в условиях открытого и закрытого грунта, в личных подсобных хозяйствах, при проведении исследований в области биотехнологии и селекции растений. Предложен композиционный волокнистый нетканый материал, содержащий полилактид и натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, масс. %: полилактид 85-95, натуральный каучук 5-15. Изобретение позволяет получить эластичный материал, который сохраняет способность к биоразложению и к механическому разрушению под действием развивающейся корневой системы. Предложенное изобретение может быть применено в качестве основы для посева семян и выращивания растений. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл.

1. Биоразлагаемый волокнистый нетканый материал, содержащий полилактид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, масс. %:

полилактид 85-95 натуральный каучук 5-15

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что его получают электроформованием из раствора.

3. Материал по п. 2, отличающийся тем, что формовочный раствор представляет собой 7-9%-ный раствор смеси полимеров в хлороформе или четыреххлористом углероде или в смеси указанных растворителей.

4. Материал по п. 2, отличающийся тем, что электроформование проводят при напряжении электрического поля 17,0-19,0 кВ, расстоянии между электродами 16,5-18 см при объемном расходе формовочного раствора (9-11)×10^-5 г/с.

5. Применение материала по п. 1 для выращивания растений, отличающееся тем, что его применяют в качестве основы для высева семян и выращивания растений.

6. Применение по п. 5, отличающееся тем, что оно включает размещение материала на слое почвогрунта, размещение на материале семян, покрытие их поддерживаемым во влажном состоянии слоем почвогрунта и дальнейший уход за всходами в соответствии с сортовой агротехникой.