UV 안정제는 고분자 재료에 필요한 첨가제입니다. 아크릴 UV 저항 UV 저항

폴리머는 최근 플라스틱 제품의 대량 소비로 인해 널리 보급된 활성 화학 물질입니다. 매년 전 세계 폴리머 생산량이 증가하고 있으며 폴리머를 사용하여 만든 재료는 가정 및 산업 부문에서 새로운 위치를 차지하고 있습니다.

모든 제품 테스트는 실험실 조건에서 수행됩니다. 그들의 주요 임무는 요인을 결정하는 것입니다 환경, 플라스틱 제품에 치명적인 영향을 미칩니다.

폴리머를 파괴하는 주요 유해 요소 그룹

부정적인 기후 조건에 대한 특정 제품의 내성은 두 가지 주요 기준을 고려하여 결정됩니다.

• 중합체의 화학적 조성;
• 외부 요인의 유형과 강도.

이 경우 폴리머 제품에 대한 악영향은 완전한 파괴 시점과 충격 유형(즉각적인 완전한 파괴 또는 미세한 균열 및 결함)에 따라 결정됩니다.

폴리머의 분해에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.

• 미생물;
• 다양한 강도의 열 에너지;
• 유해 물질을 포함하는 산업 배출물;
• 높은 습도;
• 자외선;
• 엑스레이 방사선;
• 공기 중 산소 및 오존 화합물의 비율 증가.

제품의 완전한 파괴 과정은 여러 개의 동시 작업에 의해 가속화됩니다. 불리한 요인.

폴리머의 기후 테스트를 수행할 때의 특징 중 하나는 테스트 전문 지식과 나열된 각 현상의 영향에 대한 연구가 필요하다는 것입니다. 그러나 이러한 평가 결과는 외부 요인과 고분자 제품의 상호 작용에 대한 그림을 완전히 반영할 수 없습니다. 이것은 정상적인 조건에서 재료가 가장 자주 결합 효과를 받기 때문입니다. 이 경우 파괴 효과가 현저하게 향상됩니다.

폴리머에 대한 자외선의 영향

플라스틱 제품이 특히 태양 광선에 의해 손상된다는 오해가 있습니다. 사실, 자외선만이 파괴적인 영향을 미칩니다.

폴리머의 원자 간의 결합은 이 스펙트럼의 광선의 영향 하에서만 파괴될 수 있습니다. 이러한 부작용의 결과는 시각적으로 관찰할 수 있습니다. 그들은 표현할 수 있습니다:

• 플라스틱 제품의 기계적 특성 및 강도 저하;
• 증가 된 취약성;
• 탈진.

실험실에서는 이러한 테스트에 크세논 램프가 사용됩니다.

그들은 또한 UV 방사선에 노출되는 조건을 재현하기 위한 실험을 수행합니다. 높은 습도그리고 온도.

이러한 테스트는 물질의 화학적 구성을 변경할 필요성에 대한 결론을 도출하기 위해 필요합니다. 따라서 고분자 재료가 자외선에 강해지기 위해 특수 흡착제가 추가됩니다. 물질의 흡수 능력으로 인해 보호층이 활성화됩니다.

안정제를 도입하여 원자간 결합의 안정성과 강도를 높일 수도 있습니다.

미생물의 파괴 작용

폴리머는 박테리아에 대한 내성이 강한 물질입니다. 그러나 이 속성은 고품질 플라스틱으로 만든 제품에만 해당됩니다.

저품질 재료에는 표면에 축적되는 경향이 있는 저분자량 물질이 추가됩니다. 그러한 많은 구성 요소가 미생물의 확산에 기여합니다.

파괴적인 영향의 결과는 다음과 같은 이유로 매우 빨리 알아차릴 수 있습니다.

• 무균 특성이 손실됩니다.
• 제품의 투명도가 감소합니다.
• 취성이 나타납니다.

폴리머의 성능을 저하시킬 수 있는 추가 요인 중에는 온도와 습도가 높아야 합니다. 그들은 미생물의 활발한 발달에 유리한 조건을 만듭니다.

지속적인 연구를 통해 가장 많은 것을 찾을 수 있게 되었습니다. 효과적인 방법박테리아의 성장을 방지합니다. 이것은 고분자 성분에 특수 물질인 살균제를 첨가한 것입니다. 가장 단순한 미생물에 대한 성분의 높은 독성으로 인해 박테리아의 발달이 중단됩니다.

부정적인 자연 요인의 영향을 중화할 수 있습니까?

연구 결과, 현대 시장에 나와 있는 대부분의 플라스틱 제품은 산소 및 그 활성 화합물과 상호 작용하지 않는다는 사실을 확인할 수 있었습니다.

그러나 고분자 파괴 메커니즘은 산소와 고온, 습도 또는 자외선의 결합 작용에 의해 촉발될 수 있습니다.

또한 특수 연구를 수행할 때 고분자 물질과 물의 상호 작용 특성을 연구할 수 있었습니다. 액체는 세 가지 방식으로 폴리머에 영향을 줍니다.

1. 물리적 인;
2. 화학적(가수분해);
3. 광화학.

고온에 추가로 동시에 노출되면 폴리머 제품의 파괴 과정이 가속화될 수 있습니다.

플라스틱 부식

넓은 의미에서 이 개념은 외부 요인의 부정적인 영향으로 물질이 파괴되는 것을 의미합니다. 따라서 "고분자 부식"이라는 용어는 제품의 부분적 또는 완전한 파괴를 초래하는 역효과에 의해 야기되는 물질의 조성 또는 특성의 변화로 이해되어야 합니다.

새로운 재료 특성을 얻기 위한 폴리머의 표적 변형 과정은 이 정의에 속하지 않습니다.

예를 들어 폴리 염화 비닐이 화학적으로 공격적인 환경인 염소와 접촉하고 상호 작용할 때 부식에 대해 이야기해야 합니다.

대부분의 오일과 실런트는 동일한 성공률로 사용됩니다. 인테리어 장식, 뿐만 아니라 외부. 사실, 이것을 위해서는 내 습성, 단열 및 자외선에 대한 내성과 같은 특정 속성 세트가 있어야합니다.

기후 조건은 예측할 수 없고 끊임없이 변화하기 때문에 이러한 모든 기준은 반드시 충족되어야 합니다. 아침에는 화창할 수 있지만 오후에는 이미 구름이 끼고 폭우가 내리기 시작합니다.

위의 모든 사항을 염두에 두고 전문가들은 자외선 차단 오일과 ​​실런트를 선택하는 것이 좋습니다.

필터가 필요한 이유

실외 작업에 실리콘 또는 폴리우레탄 실런트를 사용할 수 있는데 왜 UV 필터를 추가하는 것 같습니까? 그러나 이러한 모든 도구에는 특정 차이점이 있으므로 절대적으로 모든 경우에 사용할 수는 없습니다. 예를 들어 실리콘에 대해서는 말할 수 없는 아크릴 실런트를 사용하면 솔기를 쉽게 복원할 수 있습니다.

또한 실리콘 실란트는 아크릴에 대해서는 말할 수없는 금속 표면에 대한 공격성이 높습니다. 하나 더 순도 검증 각인실리콘 실란트의 마이너스 기호는 비 환경 친화적입니다. 건강에 해로운 용매가 포함되어 있습니다. 그렇기 때문에 일부 아크릴 실런트는 적용 범위를 확장하기 위해 UV 필터를 사용하기 시작했습니다.

자외선은 대부분의 고분자 재료를 분해하는 주요 원인입니다. 모든 실런트가 UV 저항성이 있는 것은 아니라는 사실을 감안할 때 실런트 또는 오일을 선택할 때 매우 주의해야 합니다.

자외선에 강한 물질

실런트 및 코팅용으로 시장에 이미 많은 UV 저항성 실런트가 있습니다. 여기에는 실리콘과 폴리우레탄이 포함됩니다.

실리콘 실런트

실리콘 실란트의 장점은 높은 접착력, 탄성(최대 400%), 경화 후 표면 착색 가능성 및 UV 저항성을 포함합니다. 그러나 그들은 또한 충분한 단점을 가지고 있습니다 : 비 환경 친화, 공격성 금속 구조물그리고 솔기 복원의 불가능.

폴리우레탄

실리콘보다 탄성이 훨씬 더 큽니다(최대 1000%). 서리 방지: -10C °까지의 기온에서 표면에 적용할 수 있습니다. 폴리우레탄 실런트는 내구성이 있으며 물론 UV에 강합니다.

단점은 모든 재료에 대한 높은 접착력이 없다는 것입니다(플라스틱과 잘 상호 작용하지 않음). 사용한 재료는 폐기하기가 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다. 폴리우레탄 실란트는 습한 환경과 잘 상호작용하지 않습니다.

UV 필터가 있는 아크릴 실런트

아크릴 실란트는 모든 재료에 대한 높은 접착력, 솔기 복원 가능성 및 탄성(최대 200%)을 포함하여 많은 장점을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 모든 장점 중에서 한 가지가 빠져 있습니다. 바로 자외선에 대한 내성입니다.

이 UV 필터 덕분에 아크릴 실런트는 이제 다른 유형의 실런트와 경쟁할 수 있으며 특정 경우 소비자가 더 쉽게 선택할 수 있습니다.

UV 필터가 있는 오일

무색 코팅제 나무 표면높고 안정적인 보호자외선으로부터. UV 필터가 있는 오일은 실외 작업에 성공적으로 사용되어 외부 영향에도 불구하고 재료가 모든 기본 긍정적인 특성을 유지할 수 있도록 합니다.

이 유형의 오일을 사용하면 다음 계획된 표면 코팅을 오일로 약간 지연시킬 수 있습니다. 수복물 사이의 간격은 1.5-2배 감소합니다.

경질(비가소화) 폴리염화비닐은 러시아 광고 시장에 처음 등장했으며 매년 제공되는 고분자 재료의 범위가 증가하고 있음에도 불구하고 광고 생산의 일부 영역에서 꾸준히 선두 위치를 유지하고 있습니다. 이것은 PVC가 다양한 문제를 해결하고 이러한 유형의 구조 재료에 대한 가장 엄격한 요구 사항을 충족하는 데 필요한 복잡한 특성을 가지고 있기 때문입니다.

PVC는 UV 복사, 화학적 공격, 기계적 부식 및 접촉 손상에 대한 자연 저항이 특징입니다. 거리에서 오랜 시간 동안 원래 속성을 잃지 않습니다. 대기 수분을 흡수하지 않으므로 표면에 응축수가 형성되지 않습니다. 다른 모든 플라스틱 중에서 독특한 내화성을 가지고 있습니다. 정상적인 작동 조건에서는 사람이나 환경에 위험을 초래하지 않습니다. 쉽게 기계 가공, 성형(소형 재료), 용접 및 접착. 필름을 적용하면 "위험"에 대해 생각할 필요가 없습니다. 사람의 개입이 없는 PVC는 "놀라움"을 나타내지 않을 것입니다.

폴리 염화 비닐의 조건부 단점은 다음과 같습니다.

• 햇빛에 대한 색상 수정의 단기 저항(추가 UV 안정화가 있는 재료에는 적용되지 않음);
• 제거가 필요한 표면 이형제의 출처를 알 수 없는 물질의 존재 가능성;
• 제한된 내한성(-20°C까지), 실제로는 항상 확인되지 않음(구조물 제조 및 설치에 대한 모든 기술 규칙에 따라 상당한 기계적 부하가 없는 경우 PVC는 더 낮은 온도에서도 안정적으로 작동합니다. );
• 다른 많은 고분자 재료에 비해 더 높은 선형 열팽창 계수, 즉 더 넓은 범위의 치수 왜곡;
• 투명 재료의 불충분한 높은 광 투과도(약 88%);
• 폐기 요구 사항 증가: 연기 및 연소 생성물은 인간과 환경에 위험합니다.

경질 폴리염화비닐은 압출만으로 다양한 변형이 가능합니다. 시트를 포함한 다양한 PVC:

• 컴팩트하고 발포;
• 광택 있고 무광택 표면으로;
• 흰색, 유색, 투명 및 반투명;
• 평평하고 양각;
• 표준 버전 및 증가된 굽힘 강도,

광고 제작의 거의 모든 영역에서 이 자료를 사용할 수 있습니다.

타티아나 데멘티에바
프로세스 엔지니어

1

자외선에 강한 폴리프로필렌 기반 복합 재료가 얻어졌습니다. 폴리프로필렌 및 ​​이를 기반으로 하는 복합재료의 광분해 정도를 평가하기 위해 IR 분광기가 주요 도구였습니다. 폴리머가 분해되면 화학 결합이 끊어지고 재료가 산화됩니다. 이러한 프로세스는 IR 스펙트럼에 반영됩니다. 또한 고분자 광분해 과정의 발달은 자외선 조사에 노출된 표면의 구조 변화로 판단할 수 있다. 이는 습윤 접촉각의 변화에 ​​반영됩니다. 다양한 UV 흡수제로 안정화된 폴리프로필렌은 IR 분광법과 접촉각 측정으로 연구되었습니다. 질화붕소, 다중벽 탄소나노튜브 및 탄소 섬유가 고분자 매트릭스의 충전제로 사용되었습니다. 폴리프로필렌 및 ​​이를 기반으로 하는 복합물의 IR 흡수 스펙트럼을 얻고 분석했습니다. 얻은 데이터를 기반으로 재료를 광분해로부터 보호하는 데 필요한 폴리머 매트릭스의 UV 필터 농도를 결정했습니다. 연구 결과, 사용된 충전재가 복합재의 표면 열화 및 결정 구조를 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다.

폴리프로필렌

자외선

나노튜브

질화붕소

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1. 소개

폴리프로필렌은 필름(특히 포장재), 용기, 파이프, 기술 장비 부품의 생산, 전기 절연 재료, 건설 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 그러나 자외선에 노출되면 폴리프로필렌은 성능 특성광분해 과정의 발달로 인해. 따라서 분산된 금속, 세라믹 입자, 탄소 나노튜브 및 섬유와 같은 다양한 UV 흡수제(UV 필터)가 유기 및 무기 폴리머를 안정화하는 데 사용됩니다.

폴리프로필렌 및 ​​이를 기반으로 하는 합성물의 광분해 정도를 평가하기 위한 주요 도구는 IR 분광법입니다. 폴리머가 분해되면 화학 결합이 끊어지고 재료가 산화됩니다. 이러한 프로세스가 반영됩니다.
적외선 스펙트럼. IR 흡수 스펙트럼에서 피크의 수와 위치로 물질의 성질을 판단할 수 있고(정성 분석), 흡수 밴드의 강도로 물질의 양( 정량적 분석), 결과적으로 재료의 열화 정도를 평가합니다.

또한 고분자 광분해 과정의 발달은 자외선 조사에 노출된 표면의 구조 변화로 판단할 수 있다. 이는 습윤 접촉각의 변화에 ​​반영됩니다.

이 연구에서는 다양한 UV 흡수제로 안정화된 폴리프로필렌을 IR 분광법과 접촉각 측정을 통해 연구했습니다.

2. 재료 및 실험기법

처럼 소스 자료및 충전제가 사용되었습니다: 폴리프로필렌, 저점도(TU 214535465768); 직경 30nm 이하, 길이 5mm 이하의 다층 탄소나노튜브; 고탄성 탄소 섬유, 등급 VMN-4; 육각형 질화붕소.

중합체 매트릭스에서 충전제의 질량 분율이 다른 샘플을 압출 혼합에 의해 출발 물질로부터 얻었다.

푸리에 IR 분광법은 자외선의 작용에 따른 고분자 복합체의 분자 구조 변화를 연구하는 방법으로 사용되었습니다. 스펙트럼은 다이아몬드 결정으로 좌절된 전반사(ATR) Smart iTR 방법을 구현하기 위한 부착물이 있는 Thermo Nicolet 380 분광계에 기록되었습니다. 조사는 4cm-1의 해상도로 수행되었으며 분석 영역은 4000-650cm-1 범위였습니다. 각 스펙트럼은 분광계 거울의 평균 32회 통과로 얻어졌습니다. 비교 스펙트럼은 각 샘플을 취하기 전에 취했습니다.

자외선 조사에 따른 실험 고분자 복합재료의 표면 변화를 연구하기 위해 증류수와의 습윤 접촉각을 결정하는 방법을 사용하였다. 접촉각 측정은 KRÜSS EasyDrop DSA20 낙하 형상 분석 시스템을 사용하여 수행됩니다. Young-Laplace 방법을 사용하여 습윤 접촉각을 계산했습니다. V 이 방법드롭의 전체 윤곽이 추정됩니다. 선택은 방울의 윤곽을 결정하는 계면 상호 작용뿐만 아니라 액체의 무게로 인해 방울이 파괴되지 않는다는 사실도 고려합니다. Young-Laplace 방정식을 성공적으로 선택한 후 습윤 각도는 3상의 접촉점에서 접선의 기울기로 결정됩니다.

3. 결과 및 논의

3.1. 고분자 복합재료의 분자구조 변화 연구 결과

필러가 없는 폴리프로필렌의 스펙트럼(그림 1)에는 이 폴리머의 특성을 모두 포함합니다. 먼저 CH3, CH2 관능기 수소원자의 진동선이다. 파수 2498 cm-1 및 2866 cm-1 영역의 선은 메틸기(CH3)의 비대칭 및 대칭 신축 진동을 담당하고 선 1450 cm-1 및 1375 cm-1은 차례로, 동일한 그룹의 굽힘 대칭 및 비대칭 진동 때문입니다. 2916 cm-1 및 2837 cm-1 선은 메틸렌기(CH2)의 신축 진동 선을 나타냅니다. 파도 번호 1116 cm-1의 줄무늬,
998 cm-1, 974 cm-1, 900 cm-1, 841 cm-1 및 809 cm-1은 일반적으로 규칙성 밴드, 즉 중합체 규칙성 영역으로 인한 선이라고 하며 때로는 결정성 밴드라고도 합니다. 1735cm-1 영역에 저강도 선이 존재한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 C=O 결합의 진동에 기인해야 하며, 이는 프레싱 공정 중 폴리프로필렌의 약간의 산화와 관련될 수 있습니다. 스펙트럼에는 이중 결합 C=C의 형성을 담당하는 밴드도 포함됩니다.
(1650-1600 cm-1) 샘플에 UV 방사선을 조사한 후 발생했습니다. 또한, C=O 라인의 최대 강도를 특징으로 하는 것은 이 샘플입니다.

그림 1. UV 저항 테스트 후 폴리프로필렌의 IR 스펙트럼

질화붕소로 채워진 복합 재료의 UV 방사선에 노출된 결과 다양한 성질(알데히드, 케톤, 에테르)의 C=O 결합(1735-1710cm-1)이 형성됩니다. 40% 및 25% 질화붕소를 함유한 폴리프로필렌 및 ​​순수 폴리프로필렌의 UV 조사 샘플 스펙트럼에는 일반적으로 C=C 이중 결합(1650-1600cm-1) 형성의 원인이 되는 밴드가 포함되어 있습니다. UV 조사를 받은 고분자 복합 재료의 샘플에서 파수 1300-900 cm-1 범위의 규칙성(결정도) 밴드가 눈에 띄게 넓어져 폴리프로필렌의 결정 구조가 부분적으로 열화되었음을 나타냅니다. 그러나, 고분자 복합재료의 육방정계 질화붕소 충전 정도가 증가함에 따라 폴리프로필렌의 결정 구조 열화는 감소한다. UV 노출은 또한 샘플 표면의 친수성을 증가시켰는데, 이는 3000 cm-1 영역에서 하이드록소 그룹의 넓은 라인이 존재할 때 표현됩니다.

그림 2. UV 저항 테스트 후 25%(wt.) 육각형 질화붕소가 포함된 폴리프로필렌 기반 고분자 복합물의 IR 스펙트럼

탄소 섬유와 나노튜브의 20%(wt.) 혼합물로 채워진 폴리프로필렌의 스펙트럼은 테스트 전후에 실질적으로 서로 다르지 않습니다. 이는 주로 탄소에 의한 IR 방사선의 강한 흡수로 인한 스펙트럼의 왜곡으로 인한 것입니다. 재료의 구성 요소.

얻어진 데이터에 기초하여, 폴리프로필렌, 탄소섬유 VMN-4 및 탄소나노튜브를 기반으로 하는 복합재료의 샘플에서 적은 수의 C=O 결합이 있음을 판단할 수 있습니다. 1730 cm-1, 그러나 스펙트럼의 왜곡으로 인해 샘플에서 이러한 결합의 양이 가능하지 않다고 판단하는 것은 신뢰할 수 있습니다.

3.2. 고분자 복합재료의 표면 변화 연구 결과

표 1은 육방정계 질화붕소로 충진된 고분자 복합재료 실험시편의 표면변화를 연구한 결과이다. 결과 분석을 통해 육각형 질화붕소로 폴리프로필렌을 채우면 고분자 복합재 표면의 자외선에 대한 저항이 증가한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 충전 정도의 증가는 표면의 열화를 줄여 친수성의 증가로 나타나며, 이는 고분자 복합 재료의 실험 샘플의 분자 구조 변화를 연구한 결과와 잘 일치합니다.

표 1. 육방정계 질화붕소로 충전된 고분자 복합재료 표면의 내자외선성 시험 결과 접촉각 변화 결과

충전도 BN	습윤 각도, gr
	시험 전	테스트 후

탄소 섬유와 나노튜브의 혼합물로 채워진 고분자 복합 재료의 실험 샘플 표면의 변화를 연구한 결과 분석(표 2)을 통해 폴리프로필렌을 탄소 재료로 채우면 이러한 고분자 복합 재료가 자외선에 강하다는 결론을 내릴 수 있습니다. 이 사실은 탄소 재료가 자외선을 적극적으로 흡수한다는 사실로 설명됩니다.

표 2. 내자외선성 시험에 따른 탄소섬유와 나노튜브로 채워진 고분자 복합재료 표면의 접촉각 변화 결과

UV+CNT 충전 정도	습윤 각도, gr
	시험 전	테스트 후

4. 결론

자외선에 대한 폴리프로필렌 기반 복합재료의 내성을 연구한 결과에 따르면, 고분자에 육방정계 질화붕소를 첨가하면 복합재료의 표면과 결정 구조의 열화가 크게 감소합니다. 그러나 탄소 재료는 자외선을 적극적으로 흡수하므로 고분자, 탄소 섬유 및 나노튜브를 기반으로 하는 복합 재료에 자외선에 대한 높은 내성을 제공합니다.

작업은 연방 목표 프로그램 "연구 및 개발"의 틀 내에서 수행되었습니다. 우선 영역 2007-2013 러시아 과학 기술 단지 개발", 2011년 7월 8일자 국가 계약 No. 16.516.11.6099.

검토자:

Serov GV, 기술 과학 박사, 모스크바 국립 과학 기술 대학 "MISiS" 기능성 나노 시스템 및 고온 재료학과 교수.

Kondakov S. E., 기술 과학 박사, 수석 연구원, 기능 나노 시스템 및 고온 재료 부서, 국립 과학 기술 대학 "MISiS", 모스크바.

서지 링크

Kuznetsov D.V., Ilinykh I.A., Cherdyntsev V.V., Muratov D.S., Shatrova N.V., Burmistrov I.N. 자외선에 대한 폴리프로필렌 기반 고분자 복합물의 안정성 연구 // 현재 이슈과학과 교육. - 2012. - 6번;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=7503(액세스 날짜: 01.02.2020). 우리는 출판사 "자연사 아카데미"에서 발행하는 저널을 주목합니다.

다른 서식지에서 분리된 짙은 색의 균사체를 상당량 수집한 후, 우리는 분리된 천연 진균과 UV 방사선의 관계를 연구하기 시작했습니다. 이러한 연구를 통해 토양에 널리 분포하는 Dematiaceae 계통의 종 및 속 간의 UV 저항성 차이를 밝히고 각 생물군 내에서 이러한 특성의 분포와 분류학적 및 생태학적 중요성을 결정할 수 있었습니다.

우리는 자외선(254 nm, 선량 강도 3.2 J/m 19속 종) 토양에 대한 내성을 연구했습니다. 우크라이나 SSR 남쪽의 평평한 염분 토양에서 분리된 Dematiaceae 배양물의 UV 저항성을 연구할 때, 우리는 토양 염분으로 인한 불리한 생활 조건의 증가와 함께 더 많은 수의 저항성 종인 암색 hyphomycetes는 다른 토양보다 그것에 축적됩니다. 어떤 경우에는 종의 손실 또는 산발적인 포자 형성으로 인해 UV 저항을 결정할 수 없었습니다.

우리는 어두운 색의 hyphomycetes의 자연 분리물을 연구했습니다; 따라서 각 샘플은 동일하지 않은 배양 수를 특징으로 합니다. 일부 희귀종의 경우 표본 크기가 적절한 통계 처리를 허용하지 않았습니다.

광범위하고 빈번한 속 Cladosporium은 다음으로 표시됩니다. 가장 큰 숫자균주(131)는 Diplorhinotrichum, Haplographium, Phialophora 등의 속과 달리 분리된 경우에만 분리됩니다.

우리는 조건부로 연구 된 버섯을 고저항성, 저항성, 민감성 및 고민감성으로 나누었습니다. 고내성과 내성은 자외선 2시간 노출 후 생존율이 각각 10% 이상, 1~10%였다. 생존율이 0.01~1%, 0.01% 이하인 종을 민감성, 고민감성으로 분류했습니다.

연구된 어두운 색의 균사체의 UV 안정성의 큰 변동이 40% 이상에서 0.001%까지, 즉 5차수 내에서 나타났습니다. 이러한 변동은 속(2-3목) 및 종(1-2목) 수준에서 다소 작으며 이는 식물 및 동물의 박테리아 및 조직 배양에서 얻은 결과와 일치합니다(Samoilova, 1967; Zhestyanikov, 1968). .

연구된 Dematiaceae 과의 54종 중 Helminthosporium turcicum, Hormiscium stilbosporum, Curvularia tetramera, C. lunata, Dendryphium macrosporioides, Heterosporium sp., Alternaria tenuis 및 Stemphylium sarciniforme 긴 균주의 상당 부분은 자외선에 강한 내성을 가집니다. 254nm에서 그들 모두는 강하게 착색되고 단단한 세포벽을 특징으로 하며, Dendryphium macrosporioides를 제외하고 Heterosporium sp. 및 Hormiscium stilbosporum은 큰 다세포 분생포자를 특징으로 하는 Dematiaceae 계통의 Didimosporae 및 Phragmosporae 그룹에 속합니다.

훨씬 더 많은 수의 종들이 자외선에 저항합니다. 여기에는 Alternaria, Stemphylium, Curvularia, Helminthosporium, Bispora, Dendryphion, Rhinocladium, Chrysosporium, Trichocladium, Stachybotrys, Humicola 속의 종이 포함됩니다. 이 그룹과 이전 그룹의 독특한 특징은 단단하고 강하게 착색된 벽을 가진 큰 분생포자입니다. 그 중 Didimosporae와 Phragmosporae 그룹의 곰팡이도 Curvularia, Helminthosporium, Alternaria, Stemphylium, Dendryphion과 같은 중요한 위치를 차지했습니다.

23종의 어두운 색 균사균류는 UV에 민감한 것으로 분류됩니다. 분생포자의 착색이 덜한 A. dianthicola와 C. pallescens는 UV 광선에 민감하지만, 이들 속의 다른 종은 저항성이 있고 심지어는 저항성도 높습니다.

인정된 분류에 따르면, 우리 연구에서 가장 널리 퍼져 있고 가장 많은 수의 균주로 대표되는 Cladosporium 속의 종은 민감한 것으로 분류됩니다(C. linicola, C. hordei, C. macrocarpum, C. atroseptum. C. brevi-compactum var. tabacinum) 및 고감도(C. .elegulum, C. transchelii, C. transchelii var. semenicola, C. griseo-olivaceum).

첫 번째 그룹에 속하는 Cladosporium 속의 종은 세포벽이 더 얇고 착색이 덜한 두 번째 그룹과 달리 상당히 조밀하고 착색이 심한 거친 세포막으로 구별됩니다. 408 J/m 2 조사 후 생존율이 0.01% 미만인 감수성 종은 Diplorhinotrichum sp., Phialophora sp., Chloridium apiculatum 등이다. 이 군에는 큰 포자 어두운 색 균사체가 없었다. UV 조사에 매우 민감한 종은 작거나 약하게 착색되거나 거의 무색의 분생자를 가졌다.

Dematiaceae의 일부 종에서 800 J/m2의 조사 후에 형성된 분생포자의 형태가 연구되었다. 조사 후 형성된 Cladosporium transchelii, C. hordei, C. eliteulum 및 C. brevi-compactum의 분생포자는 일반적으로 조사되지 않은 종의 분생포자보다 크다. 이러한 경향은 기저 분생포자에서 특히 뚜렷하였다. 포자 형태의 눈에 띄는 변화는 UV 저항성이 큰 대형 포자 종인 Curvularia geniculata, Alternaria alternata, Trichocladium opacum, Helminthosporium turcicum에서도 관찰되었으며, 10 3 J 정도의 고용량 자외선을 조사한 후에야 감지되었습니다. /m 2 . 동시에 Curvularia geniculata의 분생포자는 눈에 띄게 길어져 거의 직선형이 되었고, Alternaria alternata의 분생포자는 종격벽의 수가 감소하여 완전히 사라질 때까지 줄어들다가 대조군보다 자체적으로 커지게 되었다. 반대로 H. turcicum의 분생포자는 작아지고 격벽의 수가 줄어들고 격벽이 휘어지는 경우도 있었다. Trichocladium opacum의 분생포자에서, 개별적으로 비정상적으로 팽창된 세포의 출현이 관찰되었다. 이러한 형태의 변화는 조사된 균류의 성장 및 분열 과정에서 상당한 교란을 나타냅니다.

Dematiaceae 계통의 균류의 자연 분리에 대한 연구는 분생자의 크기와 막의 착색에 대한 UV 내성의 특정 의존성을 확인했습니다. 일반적으로 큰 분생포자는 작은 분생포자보다 저항성이 강합니다. 408 J/m의 방사선 조사 후 멜라닌 함유 진균의 생존율인 우리가 선택한 지표에 주목해야 합니다. Kumita, 1972). 이 현상의 특성은 이 형질에 대한 저항성이 높고 저항성이 강한 Dematiaceae 계통의 종과 관련하여 더 많은 연구가 필요하다는 것이 매우 분명합니다.

우리는 범람원 초원, 염분 및 고산 토양에서 분리된 어두운 색 곰팡이의 UV 저항 특성 분포를 연구했으며, 이를 그래픽으로 표시했습니다. 결과 곡선은 정규 분포 곡선과 유사했습니다(Lakin, 1973). 우크라이나의 초원과 염분 토양에서 분리된 대부분의 작물(41.1% 및 45.8%)의 생존율은 각각 408J/m2(2시간 노출)의 선량 후 0.02-0.19%였으며 이에 대한 저항성은 요인은 6차수 내에서 분포되었습니다. 결과적으로, 염분 토양에서 나온 짙은 색의 균사체의 자외선 조사에 대한 저항성 증가의 가정은 확인되지 않았다.

Dematiaceae과의 고산종의 UV 저항성은 위에서 설명한 것과 현저하게 달랐는데, 이는 곡선의 피크 위치와 분포 범위의 변화에 ​​반영되었다.

34.4%의 배양에서 생존율은 0.2-1.9%였다. 분리주의 39.7%의 생존율은 2%를 초과했습니다. 즉, UV 내성 특성의 분포 곡선이 UV 방사선에 대한 내성 증가 쪽으로 이동했습니다. 이 속성의 분포 범위는 4차수를 초과하지 않았습니다.

저지대 및 고산 종과 Dematiaceae과의 속의 내자외선성 형질 분포에서 밝혀진 차이와 관련하여 고내성, 내자외선성 종들이 우세하게 발생하기 때문에 이들이 어떻게 발생하는지 확인하는 것이 적절해 보였다. 산악 토양에 있는 짙은 색의 hyphomycetes의 종 또는 저지대 균주에 비해 같은 종 또는 속의 고산 균주의 UV 복사에 대한 저항이 증가합니다. 후자를 증명하기 위해 우리는 평지 및 높은 산지 토양의 표면에서 분리된 Dematiaceae 계통의 배양물과 평지 초원 토양의 표면(0-2cm) 및 깊은(30-35cm) 지평에서 배양을 비교했습니다. 분명히, 그러한 버섯은 극도로 불평등한 조건에 있습니다. 우리가 사용한 샘플을 통해 평지 및 고지대 토양의 표면에서 분리된 Dematiaceae과의 5가지 공통 속을 UV 저항성을 기준으로 분석할 수 있었습니다. 고산 토양에서 분리된 균주, Cladosporium 및 Alternaria 속의 종만이 일반 토양에서 분리된 균주보다 훨씬 더 저항성이 높습니다. 반면 저지대 토양에서 분리한 균주의 자외선 저항성은 고지대 토양보다 유의하게 높았다. 결과적으로, 자외선과 관련하여 일사량이 증가된 지역(고산 토양)의 미생물총의 차이는 Dematiaceae의 저항성 속 및 종의 우세한 발생뿐만 아니라 그러한 조건에 대한 가능한 적응에 의해 결정됩니다. 마지막 조항은 분명히 특히 중요합니다.

표면에서 분리된 어두운 색의 균사균류의 가장 일반적인 속, 빛에 노출된 속, 깊은 토양 지평의 배양물의 UV 저항성을 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없음을 보여주었습니다. 자외선 저항성 특성의 변화 범위는 자연적으로 널리 퍼진 Dematiaceae 종에서 저지대와 고산 균주에서 대부분 동일했으며 2배를 넘지 않았다. 종 수준에서 이 특성의 광범위한 다양성은 이 요소에 대해 환경적으로 불리한 조건에서 종의 개체군의 안정적인 부분의 생존을 보장합니다.

수행된 연구에서는 약 1.2-1.5 ∙ 10 3의 조사 선량 후 실험에서 밝혀진 실험에서 Stemphylium ilicis, S. sarciniforme, Dicoccum asperum, Humicola grisea, Curvularia geniculata, Helminthosporium bondarzewi 종의 예외적으로 높은 UV 저항성을 확인했습니다. J/m 2 ~ 8-50%의 분생포자가 살아 남았습니다.

다음 과제는 생물학적으로 극도의 자외선과 고강도 인공 햇빛(ISS)에 대한 Dematiaceae 계통의 일부 종의 저항성을 연구하는 것이었습니다(Zhdanova et al. 1978, 1981).

우리가 수정한 Lee 방법(Zhdanova 및 Vasilevskaya, 1981)에 따라 젤라틴 기질에 있는 건조 분생포자의 단층에 조사하여 비교 가능하고 통계적으로 유의한 결과를 얻었습니다. UV 방사선 소스는 200-400 nm의 UV 광선을 투과시키는 UFS-1 광 필터가 있는 DRSH-1000 램프였습니다. 광속 강도는 200J/m 2 s였다. Stemphylium ilicis, Cladosporium transchelii, 특히 Ch-1 돌연변이가 이 효과에 대해 높은 내성을 보이는 것으로 밝혀졌습니다.

따라서 1 ∙ 10 5 J/m 2 투여 후 S. ilicis의 생존율은 5%였습니다. Ch-1 돌연변이체, C. transchelii, K-1 및 BM 돌연변이체에 대한 5% 생존율은 7.0 x 10 4 의 투여량 후에 관찰되었으며; 2.6 ∙ 10 4 ; 1.3 ∙ 10 4 및 220 J / m 2 각각. 그래픽으로 조사된 어두운 색 분생자의 죽음은 지수 의존성을 따르는 BM 돌연변이의 생존과 대조적으로 광범위한 고원을 가진 복잡한 지수 곡선으로 설명되었습니다.

또한 고강도 ISS에 대한 멜라닌 함유 곰팡이의 내성을 테스트했습니다. 방사선 소스는 DKsR-3000 크세논 램프를 기반으로 하는 태양광 조명기(OS - 78)로, 태양에 가까운 스펙트럼 에너지 분포로 200-2500nm 파장 범위의 방사선을 제공합니다. 이 경우 UV 영역의 에너지 비율은 전체 복사 플럭스의 10-12%였습니다. 조사는 공기 중에서 또는 진공 조건(106.4μPa)에서 수행되었습니다. 공기 중 복사 강도는 700 J/m 2 s 및 진공 - 1400 J/m 2 s(각각 0.5 및 1 태양 선량)입니다. 1 태양 선량(태양 상수)은 평균 지구-태양 거리에서 1초 동안 표면의 1cm 2 에 입사되는 지구 대기 외부의 태양 복사의 총 플럭스 값입니다. 특정 조사량의 측정은 추가 중성 광 필터가 있는 luxmeter 10-16을 사용하여 샘플 위치에서 특수 기술에 따라 수행되었습니다. 각 균주는 적어도 8-15개의 연속적으로 증가하는 방사선량으로 조사되었습니다. 조사 시간은 1분에서 12일까지 다양했습니다. ISS에 대한 저항성은 조사되지 않은 대조군과 관련하여 진균 분생포자의 생존율(형성된 거대군락의 수)을 100%로 판단하여 판단하였다. Dematiaceae과의 12속 총 14종을 검사하였고, 그 중 5종을 더 자세히 연구하였다.

ISS에 대한 C. transchelii 및 그 돌연변이체의 배양 저항성은 색소 침착 정도에 따라 다릅니다. 그래픽으로, 그것은 광범위한 저항 고원을 가진 복잡한 지수 곡선으로 설명되었습니다. Ch-1 돌연변이체의 공기 중 조사시 LD 값 99.99는 5.5×10 7 J/m 2 , 초기 배양 C. transchelii - 1.5×10 7 J/m 2 , 밝은 색 돌연변이체 K-1 및 BM - 7.5 ∙ 10 6 및 8.4 ∙ 10 5 J / m 2 각각. 진공 조건에서 Ch-1 돌연변이체의 조사는 더 유리한 것으로 판명되었습니다. 곰팡이의 내성이 눈에 띄게 증가하고(LD 99.99 - 2.4 ∙ 10 8 J/m 2 ), 용량 생존 곡선의 유형이 변경되었습니다(다성분 곡선). 다른 계통의 경우 이러한 노출이 더 해로웠습니다.

C. transchelii 및 그 돌연변이체의 UV 광선 및 고강도 ISS에 대한 내성을 비교할 때 ISS의 효과가 "건조" 분생포자에 대해 연구되었고 포자의 수성 현탁액이 조사되었다는 사실에도 불구하고 많은 유사점이 발견되었습니다. 자외선으로. 두 경우 모두 곰팡이의 내성과 세포벽의 멜라닌 색소 PC 함량 사이에 직접적인 상관 관계가 발견되었습니다. 이러한 특성을 비교하면 ISS에 대한 곰팡이의 저항성에 안료가 관여한다는 것을 알 수 있습니다. 나중에 제안되는 멜라닌 색소의 광보호 작용 메커니즘은 멜라닌 함유 곰팡이가 자외선과 ISS의 총량에 대한 장기간 내성을 설명하는 것을 가능하게 한다.

우리 작업의 다음 단계는 멜라닌을 함유한 균류가 이 인자에 더 내성이 있는 배양물을 찾는 것이었습니다. 그들은 Stemphylium 속의 종으로 판명되었으며, 대기 중 S. ilicis 및 S. sarciniforme 배양물의 안정성은 거의 동일하고 극도로 높으며 다성분 곡선으로 설명됩니다. 언급된 작물에 대한 3.3 ∙ 10 8 J/m 2 의 최대 방사선량은 LD 99 값에 해당합니다. 더 강한 조사가 있는 진공에서, Stemphylium ilicis 배양물의 생존율은 S. sarciniforme(LD 99는 각각 8.6 ∙ 10 8 및 5.2 ∙ 10 8 J/m 2 임)보다 다소 높았습니다. 거의 동일하며 10 및 5%의 생존율에서 광범위한 고원을 갖는 다성분 곡선으로 설명되었습니다.

따라서, Dematiaceae 계통(S. ilicis, S. sarciniforme, C. transchelii Ch-1 돌연변이체)의 여러 대표자들이 장기간의 고강도 ISS 조사에 대한 독특한 내성을 발견했습니다. 얻은 결과를 이전에 알려진 결과와 비교하기 위해 OS-78 시설의 UV 광선(200–400 nm)이 광속 10%. 결과적으로, 우리 실험에서 10 6 -10 7 J/m 2 정도의 생존율은 저항성이 높은 미생물에 대해 알려진 것보다 2-3자리 정도 더 높습니다(Hall, 1975).

멜라닌 색소의 광보호 작용 메커니즘에 대한 아이디어에 비추어 볼 때(Zhdanova et al., 1978), 색소와 빛 양자의 상호작용은 곰팡이 세포에서 광산화를 일으키고 결과적으로 과정의 안정화로 이어졌습니다. 가역적 전자 광전이로 인해. 아르곤 분위기와 진공(13.3m/Pa)에서 멜라닌 색소의 광화학 반응 특성은 동일하게 유지되었지만 광산화는 덜 두드러졌습니다. 진공에서 짙은 색의 균사체의 분생포자의 UV 저항 증가는 "건조한" 샘플에 조사될 때 없는 산소 효과와 연관될 수 없습니다. 분명히 우리의 경우 진공 조건이 멜라닌 색소 광산화 수준의 감소에 기여했으며 이는 조사 첫 몇 분 안에 세포 집단의 급속한 죽음을 초래합니다.

따라서 Dematiaceae 계통의 대표자들을 대상으로 한 약 300개 배양물의 UV 방사선 내성에 대한 연구는 멜라닌 함유 균류의 이러한 효과에 대한 상당한 UV 내성을 보여주었습니다. 가족 내에서 이를 기반으로 하는 종의 이질성이 확립되었습니다. UV 저항은 아마도 곰팡이의 세포벽에 있는 멜라닌 과립 배열의 두께와 밀도에 달려 있습니다. 고출력 UV 광선 소스(DRSH-1000 및 DKsR-3000 램프)에 대한 여러 짙은 색 종의 저항성이 테스트되었으며 Micrococcus radiodurans 및 M 이 속성의 radiophilus. 어두운 색의 hyphomycetes의 생존의 독특한 특성은 우리가 처음 기술 한 2 성분 및 다성분 곡선의 유형에 따라 설정되었습니다.

Pamir와 Pamir-Alay의 고산 토양과 우크라이나의 초원 토양에서 어두운 색 hyphomycetes의 자외선에 대 한 저항 특성의 분포에 대 한 연구를 했다. 두 경우 모두 정규 분포와 유사하지만 고산 토양의 균총에서 Dematiaceae 계통의 UV 내성 종이 분명히 우세합니다. 이것은 일사량이 지표 토양 지평의 미생물군에 중대한 변화를 일으킨다는 것을 나타냅니다.