Полимерная композиция

 

Изобретение относится к термопластичным полимерным композициям, используемым для производства тароупаковочных материалов для пищевых продуктов. Композиция содержит, мас.ч.: диацетат целлюлозы, имеющий удельную вязкость раствора в ацетоне при 25^oC 58 - 62 Па · с, полученный путем этерификации древесной целлюлозы с содержанием α-целлюлозы 92 - 95%, - 100,00, триацетин 25,00 - 30,00, дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината или полиэтиленпропиленгликольадипината 5,00 - 10,00, стеарат кальция 0,25 - 0,35. Композиция обладает высокой прочностью, термостойкостью, низкой миграцией пластификатора, а также обеспечивает увеличение срока службы изделий из нее. 2 табл.

Изобретение относится к термопластичным полимерным композициям, а именно к составам композиций на основе эфироцеллюлозных композиций на основе эфироцеллюлозных пластиков (этролов), и может быть использовано в производстве тароупаковочных материалов для пищевых продуктов методом литья под давлением или экструзии.

Известна полимерная композиция на основе диацетата целлюлозы, содержащая в качестве пластификатора триацетат глицерина в сочетании со сложным эфиром дикарбоновых кислот и монобутилового эфира этиленгликоля, а также стеарат кальция, двуокись титана и краситель (Авторское свидетельство СССР N 1728260, кл. C 08 L 1/12, 1989).

Однако в процессе эксплуатации изделий из этой композиции указанные эфиры этиленгликоля вымываются водой, частично подвергаются гидролизу, что в конечном итоге отрицательно сказывается на их свойствах.

Наиболее близкой к предлагаемой из числа известных по технической сущности является полимерная композиция, содержащая (мас.ч.): сложный эфир (диацетат или ацетопропионат) целлюлозы 100, смесь пластификаторов 15-35, в которую входят триацетин (триацетат глицерина) и олигоэфир - дибутиловый эфир полидиэтилен или полипропиленгликольадипината или полиэтиленгликольсебацината в массовом соотношении 2,5-300:1, стеарат кальция (стабилизатор) 0,3, ультрамарин (краситель) 0,008 (Авторское свидетельство СССР N 1659435, кл. C 08 L 1/12, 1988).

Однако указанная композиция имеет следующие недостатки. Она обладает в целом недостаточно высокими прочностными характеристиками, что не позволяет изготовлять из нее тонкие пленочные изделия. При этом наблюдается большой разброс показателей свойств, в связи с чем не представляется возможным гарантировать оптимальные характеристики изделий от партии к партии. Кроме того, имеет место высокая миграция пластификатора из изделий, что приводит к быстрой потере их свойств в процессе эксплуатации, а в ряде случаев затрудняет процесс переработки композиций.

Поставленная задача заключалась в разработке полимерной композиции на основе эфиров целлюлозы, обладающей высокими и стабильными характеристиками, в том числе и при 120^oC, в сочетании с низкой миграцией пластификатора из изделий, изготовленных из этой композиции, и ее повышенной термостойкостью.

Заявленный технический результат достигается тем, что полимерная композиция, содержащая диацетат целлюлозы, пластификаторы - триацетин и олигоэфир и стеарат кальция, отличается тем, что содержит диацетат целлюлозы, имеющий удельную вязкость раствора в ацетоне (при 25^oC) 58-62 Па·с, полученный путем этерификации древесной целлюлозы с содержанием α-целлюлозы 92-95%, а в качестве олигоэфира дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината или полиэтиленпропиленгликольадипината при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: вышеуказанный диацетат целлюлозы - 100,00 триацетин - 25,00 - 30,00 дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината или полиэтиленпропиленгликольадипината - 5,00-10,00 стеарат кальция - 0,25-0,35 В качестве эфира целлюлозы композиция содержит диацетат целлюлозы (со степенью полимеризации 250 - 350), полученный на основе древесной целлюлозы по ГОСТ 5982-84 с содержанием α-целлюлозы не менее 92%. Обладает следующими характеристиками: растворимость в смеси ацетон-этанол с соотношением компонентов 85: 15 (по весу) не менее 99%, содержание связанной уксусной кислоты 50 - 55%, свободная кислотность (%) не выше 0,015, удельная вязкость раствора в ацетоне (при 25^oC) 58-62 Па·с.

Применяемые в качестве пластификаторов дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината и дибутиловый эфир полиэтиленпропиленгликольдипината - химические продукты, известные под марками соответственно ППА-4 (Дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината. ОСТ 6-05-433-78) и ППА-4М (Дибутиловый эфир полиэтиленпропиленгликольдипината. ОСТ 6-13-51-05-211-161-88).

Неожиданно было найдено, что использование в композиции именно вышеназванных компонентов в узком интервале и их соотношений позволяет существенно увеличить прочностные характеристики изделий и снизить миграцию пластификатора. Эти изменения свойств носят выраженный селективный характер. При замене в композиции применяемого сложного эфира целлюлозы на иной его тип, а также при использовании пластификаторов в более широком диапазоне значений содержания их в композиции указанные эффекты не наблюдаются.

Данная полимерная композиция может также включать известные целевые добавки, общепринятые для этролов, например антимикробные добавки, красители, в частности ультрамарин, матирующие добавки (двуокись титана), антиоксиданты, например производные фенолов, светостабилизаторы, например производные салициловой кислоты.

Перерабатывают композицию на стандартном оборудовании, и использование предлагаемых компонентов в заявленном соотношении не вносит каких-либо принципиальных изменений в технологический процесс.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

100 мас. ч. диацетата целлюлозы смешивают в скоростном турбосмесителе с 0,30 мас. ч. стеарата кальция при 70^oC в течение 8 мин, после чего вводят пластификаторы - 25 мас.ч. триацетина и 10 мас.ч. ППА-4М и продолжают смешение в течении 12 мин. Затем полученную смесь подвергают гомогенизации в экструдере с температурой в зоне червяка 150-190^oC и на выходе из головки 180^oC. Полученные жгуты материала гранулируют и из них в щелевом экструдере при 150-170^oC формируют ленту толщиной 0,04 см.

Образцы подвергают стандартным испытаниям.

Примеры 2-9 готовят и испытывают аналогично примеру 1. Составы композиций приведены в табл. 1, а их свойства - в табл. 2.

В композиции N 6 используют диацетат целлюлозы, полученный из хлопка.

Таким образом, технический результат заключается в стабильности и воспроизводимости свойств полимерной композиции во всем объеме существенных признаков, а также в создании композиции, обладающей комплексом свойств: высокая прочность, термостойкость и низкая миграция пластификатора, что приводит к увеличению срока службы изделий из нее при одновременном снижении их толщины и, как следствие, к экономии расходуемого материала.

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая диацетат целлюлозы, пластификаторы - триацетин и олигоэфир и стеарат кальция, отличающаяся тем, что она содержит диацетат целлюлозы, имеющий удельную вязкость раствора в ацетоне при 25^oC 58 - 62 Па·с, полученный путем этерификации древесной целлюлозы с содержанием α-целлюлозы 92 - 95%, а в качестве олигоэфира - дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината или полиэтиленпропиленгликольадипината при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Вышеуказанный диацетат целлюлозы - 100,00 Триацетин - 25,00 - 30,00 Дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината или полиэтиленпропиленгликольадипината - 5,00 - 10,00
Стеарат кальция - 0,25 - 0,35

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2