Полимерная композиция

Авторы патента:

C08L97/00 - Композиции лигнинсодержащих материалов

Владельцы патента RU 2580699:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к области полимерных композиций с органическими наполнителями и технологиям их получения и может быть использовано для производства изделий инженерно-технического назначения в строительной и мебельной промышленности, сельскохозяйственном и автомобильном машиностроении. Полимерная композиция включает полиэтилен низкого давления, органический наполнитель, хлорпарафин, технологическую добавку, в качестве органического наполнителя содержит солому злаковых культур с размером частиц 100-300 мкм, в качестве технологической добавки - диоксид кремния с удельной поверхностью не менее 100 м²/г и дополнительно содержит неорганический пигмент при заявляемом соотношении компонентов. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные и технологические характеристики, а именно увеличить прочность и модули упругости при растяжении и изгибе изделий из полимерной композиции, а также снизить динамическую вязкость полимерной композиции. 1 табл.

Известна полимерная композиция, содержащая полиэтилен низкого давления, наполнитель в виде опилок лиственных пород древесины, имеющих фракционный состав 0,13-1,5 мм, влажностью 1-12%, и пластификатор в виде технического парафина (RU 1694598, МПК C08J 3/205, опубл. 30.11.1991).

К недостаткам известной полимерной композиции следует отнести низкие показатели прочности при растяжении (13,5 МПа) и водостойкости (водопоглощение за 24 ч - 2,1%), а также высокую вязкость расплава (60 МПа·с).

Известна полимерная композиция, содержащая полиэтилен низкого давления, наполнитель в виде опилок хвойных пород фракции 0,1-8,0 мм и целевую добавку в виде органического красителя (RU 2005752, МПК C08L 97/02, опубл. 15.01.1994).

Известная композиция имеет низкие показатели прочности при статическом изгибе (11,6 МПа) и водостойкости (водопоглощение за 24 ч - 5,7%), что обусловлено недостаточным адгезионным взаимодействием между связующим и органическим наполнителем, а также крупным размером частиц наполнителя. Кроме того, отсутствует оценка технологичности композиции, то есть не приведены результаты реологических испытаний.

Также известна древесно-полимерная композиция, включающая полиэтилен низкого давления, древесные частицы с размером 0,16-5,0 мм и минеральную добавку в виде диоксида кремния с удельной поверхностью 180 м²/г (RU 2049662, МПК B27N 3/00, опубл. 10.12.1995).

Недостатком композиции является низкая технологичность, так как изделия из древесно-полимерной композиции могут быть изготовлены только методом компрессионного формования, невысокие показатели прочности при изгибе (23,6 МПа), низкую водостойкость (разбухание 8%), а также повышенная горючесть за счет высокого содержания органического наполнителя.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является древесно-наполненная композиция, содержащая полиэтилен низкого давления, кленовую древесную муку с размером частиц 40-mesh (~315-420 мкм), хлорсодержащее вещество в виде хлорпарафина с содержанием хлора 30-75%, лубрикант и технологическую добавку в виде талька (US 20040204519, МПК C07L 1/00, опубл. 14.10.2004).

Недостатками данной композиции являются низкие значения прочности при растяжении и модуля упругости при изгибе, а также недостаточная технологичность, обусловленная низкой дисперсностью органического наполнителя, что ограничивает выбор параметров переработки композиции в изделия.

Размер частиц органического наполнителя оказывает существенное влияние на реологические свойства композиции (Файзуллин И.З. Влияние размера частиц наполнителя на свойства древесно-полимерных композитов / И.З. Файзуллин [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та - 2013. - Т. 16, - №. 5. - С. 106-109).

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных и технологических характеристик, а именно в увеличении прочности и модулей упругости при растяжении и изгибе изделий из полимерной композиции, а также снижении динамической вязкости полимерной композиции.

Сущность изобретения заключается в том, что полимерная композиция включает полиэтилен низкого давления, органический наполнитель, хлорпарафин, технологическую добавку, в качестве органического наполнителя содержит солому злаковых культур с размером частиц 100-300 мкм. В качестве технологической добавки содержит диоксид кремния с удельной поверхностью не менее 100 м²/г и дополнительно содержит неорганический пигмент при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Полиэтилен низкого давления	45-50
Хлорпарафин	5-7
Диоксид кремния	3-5
Неорганический пигмент	0,5-1
Солома злаковых культур	остальное

Полиэтилен низкого давления неокрашенный газофазный (ПЭНД) по ТУ 2243-104-00203335-2005 и ГОСТ 16338-85 марок, предназначенных для изготовления технических и профильно-погонажных изделий методами экструзии и литья под давлением.

Органический наполнитель: солома злаковых культур с размером фракций 100-300 мкм, влажностью менее 8%, насыпной плотностью 12-15 кг/м³.

Хлорпарафин марки ХП-1100 по ТУ 2493-211-05763458-97 с массовой долей хлора не менее 70%, являющийся антипиреном и активной технологической добавкой, улучшающей взаимодействие между полиэтиленом и органическим наполнителем и технологичность композиции при переработке.

Технологическая добавка: диоксид кремния с удельной поверхностью не менее 100 м²/г (белая сажа марки БС-100 по ГОСТ 18307-78).

Неорганический пигмент по ГОСТ 19487-74 требуемого цвета.

Приготовление полимерной композиции осуществляют следующим образом. Получают гранулят смеси полиэтилена низкого давления и соломы злаковых культур с размером частиц 100-300 мкм путем компаундирования компонентов на двухшнековом экструдере сонаправленного вращения Rheomex PTW 16 PolyLab. Далее полученный гранулят компаундируют с предварительно смешанными в лопастном смесителе хлорпарафином с содержанием хлора не менее 70-72%, диоксидом кремния и неорганическим пигментом на экструдере Rheomex PTW 16 PolyLab при вышеуказанном режиме. Затем из полученного гранулята изготавливают пластины для физико-механических и реологических испытаний методом компрессионного формования в пресс-форме с размером формующей полости 200×200×1 мм (на растяжение) и 130×50×6 мм (на изгиб) при температуре 160°С и усилии пресса 150 кН с последующим охлаждением пластин в сомкнутой пресс-форме до температуры 50°С согласно ГОСТ 12019-66. Изделия инженерно-технического назначения из полимерной композиции за счет высокой дисперсности частиц органического наполнителя можно изготавливать также методами экструзии или литья под давлением.

Предел прочности при растяжении и относительное удлинение определяют по ГОСТ 11262-80, предел прочности при изгибе - по ГОСТ 4648-71, модуль упругости при растяжении и изгибе - по ГОСТ 9550-81. Значения водопоглощения образцов определяют по ГОСТ 4650-80 (метод А, выдержка в воде в течение 24 часов), плотность полимерной композиции - по ГОСТ 15139-69. Реологические испытания проводят в динамическом режиме с использованием измерительной системы «плоскость-плоскость» с диаметрами рифленых ротора и плоскости 20 мм на реометре Haake MARS III. Амплитуда осцилляций ротора составляет 0,001 рад., диапазон частот - 0-80 Гц, диапазон температур расплава - 150-170°С, рабочий зазор между рифлеными плоскостями измерительной системы задают равным 1 мм при толщине образцов (дисков), вырубленных из пластин, 1,1-1,2 мм. Обработку результатов проводят на основе принципа температурно-временной суперпозиции Больцмана, реализованном в программе RheoWin TTS, с температурой приведения 160°С, отвечающей условиям компаундирования компонентов в двухшнековом экструдере и формования в прессе пластин для физико-механических и реологических испытаний.

В табл. 1 приведены составы и значения физико-механических и реологических характеристик полимерных композиций, из которых следует, что оптимальными составами, при которых увеличиваются прочность и модули упругости при растяжении и изгибе, снижаются динамическая вязкость и влагопоглощение полимерной композиции, являются 3, 4, 6, 7 и 9.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет улучшить эксплуатационные и технологические характеристики, а именно увеличить прочность и модули упругости при растяжении и изгибе изделий из полимерной композиции, а также снизить динамическую вязкость полимерной композиции.

Полимерная композиция, включающая полиэтилен низкого давления, органический наполнитель, хлорпарафин, технологическую добавку, отличающаяся тем, что в качестве органического наполнителя содержит солому злаковых культур с размером частиц 100-300 мкм, в качестве технологической добавки - диоксид кремния с удельной поверхностью не менее 100 м²/г и дополнительно содержит неорганический пигмент, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Полиэтилен низкого давления	45-50
Хлорпарафин	5-7
Диоксид кремния	3-5
Неорганический пигмент	0,5-1
Солома злаковых культур	остальное

Изобретение относится к области получения композиционного волокна на основе гидролизного лигнина с полиакрилонитрилом и может быть использовано для формирования прекурсорных композитных волокон в качестве исходного материала для образования углеродных волокон повышенной прочности и термостойкости.

Композиция для производства древесностружечных плит // 2515839

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве древесностружечных плит. В составе композиции для внутреннего слоя используется 10-40% стружки из отходов гниющих заготовок и 20% стружки из отходов оцилиндровки круглых лесоматериалов, а также 40-70 мас.% стружки, полученной из технологической щепы марки ПС, с применением связующего на основе низкомольной карбамидоформальдегидной смолы и эмульсии.

Получение лигнина из лигноцеллюлозной биомассы // 2508301

Изобретение относится к получению лигнина из лигноцеллюлозной биомассы, а также к снижению засорения лигнином технологического оборудования при переработке лигноцеллюлозной биомассы.

Смесь привитых сополимеров // 2475505

Изобретение относится к смеси привитых сополимеров для использования в качестве добавки в химических материалах, а также при освоении, эксплуатации, комплектации подземных месторождений нефти и природного газа и в случае глубоких скважин.

Способ этерификации торфа // 2451690

Изобретение относится к ацетилированнию производных торфа и может быть использовано в производстве пластических масс. .

Способ получения бурового раствора // 2451042

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в производстве буровых реагентов. .

Огнестойкие термопластики, наполненные натуральными волокнами, с улучшенными свойствами // 2447107

Изобретение относится к древесно-пластиковой композиции для получения огнестойких продуктов. .

Способ получения целлюлозосодержащего полимерного суперконцентрата и композиционные материалы на его основе // 2424263

Изобретение относится к способу получения целлюлозосодержащегополимерного суперконцентрата и композиционным материалам на его основе. .

Способ получения плитного композитного материала из лигноцеллюлозного сырья // 2404048

Изобретение относится к способу переработки лигноцеллюлозного растительного сырья в композитные материалы, такие как плитные строительные материалы для использования в строительной и мебельной промышленности.

Конструкционный плитный материал, выполненный из целлюлозосодержащих частиц, пропитанных клеем // 2398676

Изобретение относится к получению клеев на основе карбамидоформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении костроплит.

Способ получения композиционного волокнистого адсорбента // 2604620

Изобретение относится к области получения углеродных адсорбентов. Описан способ получения композитного волокнистого адсорбента, характеризующийся тем, что в качестве исходных компонентов берут гидролизный лигнин и полиакрилонитрил, готовят их смесь при соотношении 80:20 по массе, эту смесь помещают в пиролизер, осуществляют его продув током азота, после этого ведут прогрев смеси в пиролизере со скоростью подъема температуры 15 град·мин-1 до достижения температуры смеси 800°C, поддерживают эту температуру в течение 0,5 часа, прекращают прогрев и ведут охлаждение карбонизованных волокон до комнатной температуры в атмосфере азота со скоростью его тока 50 см3·мин-1. Технический результат: получение адсорбента на основе отходов деревоперерабатывающего производства в больших количествах, обладающих повышенной термостойкостью и прочностью.

Способ получения сухого гидролизного лигнина // 2605563

Изобретение относится к способу подачи гидролизного лигнина на сушку, включающему в себя следующие стадии: укладку гидролизного лигнина с низким содержанием влаги в пределах 0-45% на рабочую поверхность механизма подачи; укладку гидролизного лигнина с высоким содержанием влаги в пределах 55-80% поверх гидролизного лигнина с низким содержанием влаги, избегая соприкосновения гидролизного лигнина с низким содержанием влаги с рабочей поверхностью механизма; при этом отношение гидролизного лигнина с высоким содержанием влаги к гидролизному лигнину с низким содержанием влаги составляет 1:6-10:1; и подачу гидролизного лигнина с низким содержанием влаги и гидролизного лигнина с высоким содержанием влаги в сушильное устройство. Изобретение также относится к взрыво- и пожаробезопасному способу сушки гидролизного лигнина с использованием газовоздушного теплообменника, включающему в себя следующие стадии: смешивание гидролизного лигнина с относительно высоким содержанием влаги в пределах 55-80% с гидролизным лигнином с относительно низким содержанием влаги в пределах 0-45% для получения промежуточной смеси гидролизного лигнина; при этом отношение гидролизного лигнина с высоким содержанием влаги к гидролизному лигнину с низким содержанием влаги составляет 1:6-10:1; при этом гидролизный лигнин с содержанием влаги в пределах 0-45% укладывается на ленточный транспортер до укладки на указанный ленточный транспортер гидролизного лигнина с содержанием влаги в пределах 55-80% с целью получения смеси гидролизного лигнина; подачу полученной промежуточной смеси гидролизного лигнина в трубу-сушилку; предварительную сушку промежуточной смеси гидролизного лигнина потоком первого теплоносителя в трубе-сушилке для получения предварительно высушенного гидролизного лигнина с относительным содержанием влаги меньше, чем в промежуточной смеси гидролизного лигнина; при этом температура первого теплоносителя составляет 60-425°С; подачу предварительно высушенного гидролизного лигнина в сушильно-помольную установку; дополнительную сушку предварительно высушенного гидролизного лигнина потоком второго теплоносителя в сушильно-помольной установке для получения окончательно высушенного гидролизного лигнина с относительным содержанием влаги меньше, чем в предварительно высушенном гидролизном лигнине; при этом температура второго теплоносителя составляет 180-425°С; и подачу окончательно высушенного гидролизного лигнина в зону просеивания и хранения; и разделение частиц окончательно высушенного гидролизного лигнина по крупности с использованием наклонных вибрационных сит с целью получения отсортированного гидролизного лигнина. Порошок сухого гидролизного лигнина может иметь содержание влаги менее 30%. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Способ получения связующих из торфа // 2614671

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения ацетилированных производных торфа, которые могут быть использованы в производстве пластических масс и для получения композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями. Способ включает обработку торфа уксусным ангидридом в количестве 1 – 3 моль на 1 моль ОН-групп торфа при интенсивном механическом измельчении в течение 30 – 60 мин при 50°С. Технический результат изобретения заключается в сокращении расхода реагентов, продолжительности процесса и температуры обработки. 2 табл., 4 пр.

Композиции, которые включают гидрофобизирующие агенты и стабилизаторы, и способы для изготовления и применение таковых // 2621116

Изобретение относится к области получения и применения композиций гидрофобизирующих агентов и стабилизаторов в продуктах на основе композиционных лигноцеллюлозных материалов. Композиция может включать от 40 до приблизительно 60 мас.% лигносульфоновой кислоты или ее соли, от 1 до 20 мас.% гидрофобизирующего агента и от 20 до 59 мас.% жидкой среды. Изобретение позволяет значительно снизить поглощение воды и разбухание по толщине прессованной древесины. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Способ получения композитного волокна на основе гидролизного лигнина с полиакрилонитрилом // 2621758

Изобретение относится к получению сорбентов, обладающих развитой микропористой структурой, регулируемым размером пор и прочностными характеристиками, достаточными для использования в качестве сорбентов, изготовленных на основе активированных углеродных волокон, полученных из полиакрилонитрила с максимально высоким содержанием гидролизного лигнина. Описан способ получения композитного волокна на основе гидролизного лигнина с полиакрилонитрилом, полученного методом мокрого формования продавливанием через отверстия фильеры смесевых композиций из растворов гидролизного лигнина и полиакрилонитрила в диметилсульфоксиде, в которых количество гидролизного лигнина составляет от 70 до 80 мас.%, в осадительную ванну с дистиллированной водой для коагуляции полимерного композитного раствора в форме волокна, в котором проводят последующую карбонизацию в токе азота и активацию химическим способом, при этом композитное волокно подвергают дополнительному ориентационному вытягиванию на 5-10% на стадии коагуляции в осадительной ванне, с образованием после карбонизации микропор с монодисперсным распределением от 3-18 мкм с каналами, имеющими регулярное сочетание наружных и замкнутых пор удлиненной формы с расширением от центра волокна к его наружной поверхности и анизотропную ориентацию по всей длине композитного волокна. Технический результат: получено композитное волокно, обладающее сорбционными свойствами. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Композиции, включающие лигнин // 2629062

Изобретение относится к композиции лигнина, которая может применяться при получении фенольных смол, фенолформальдегидных смол, древесностружечных плит или фанер. Композиция включает лигнин и по меньшей мере одно из меньше чем приблизительно 150 мг серы на кг указанного лигнина; или меньше чем приблизительно 525 мг железа на кг указанного лигнина; суммарно меньше чем приблизительно 2000 мг элементов на кг указанного лигнина. Указанные элементы представляют собой Al, As, В, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Se, Si, Sn, Sr, Ti, Tl, V и Zn. Изобретение позволяет получать композицию лигнина, имеющую низкие содержания примесей. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий // 2629680

Изобретение относится к получению полимерных композиций, содержащих полиэтилен и биоразлагаемый наполнитель, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов, с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками. Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий содержит биоразлагаемый наполнитель - свекловичный жом, технологическую добавку - полиэтиленгликоль, сополимер этилена и винилацетата, смесь полиэтиленов низкого и высокого давления в соотношении 1:1 при заданном соотношении компонентов. Изобретение позволяет при одинаковом (30%) содержании биоразлагаемого наполнителя, обеспечивающем высокую способность к биодеструкции, существенно улучшить эксплуатационные (прочность до 2 раз) и технологические (вязкость до 9 раз при температуре экструзионнной переработки 150°С, скорости сдвига 1000 с-1) характеристики. 1 табл.

Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона // 2632839

Изобретение относится к стабилизирующим добавкам, предназначенным для использования в щебеночно-мастичных асфальтобетонах. Стабилизирующая добавка в виде гранул для щебеночно-мастичного асфальтобетона включает стабилизирующий материал - минеральное волокно, имеющее капиллярную структуру, органическое связующее – битум и резиновый порошок при следующем соотношении компонентов состава, мас.%: стабилизирующий материал 60-90, резиновый порошок 5-20, органическое связующее 5-20. Техническим результатом является повышение удерживающего эффекта добавки и улучшение стабилизации битума за счет деликатного прессования в грануляторе.

Конструкционный материал // 2634013

Изобретение относится к области приборостроения, в частности для выполнения корпусов, кожухов, стоек, ячеек, измерительных приборов, а также может быть использовано при изготовлении электроизоляционных и электроустановочных изделий, а также ручек электроинструментов и др. Описан конструкционный материал, полученный путем обработки давлением смеси, содержащий древесный наполнитель и термопласт, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют цементно-древесную смесь из отходов производства цементно-стружечных плит, при этом соотношение компонентов выбрано следующим, мас. %:цементно-древесная смесь - 50-80; термопласт - остальное. Технический результат: получен конструкционный материал, с уменьшенным водопоглощением и разбуханием композита, а также с повышенной стойкостью к воздействию агрессивных сред (кислот и щелочей) при сниженной себестоимости. 8 з.п. ф-лы, 2 табл.