Биологически разрушаемая полимерная композиция

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых упаковочных материалов и изделий. Предложена биологически разрушаемая полимерная композиция для изготовления изделий, содержащая (мас. %): полиэтилен (45-68), поликапролактон (5-10), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом (5-10), крахмал (20-30), и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит (2-5). Технический результат – предложенная композиция позволяет получить гомогенный материал, перерабатываемый на стандартном оборудовании для получения биоразлагаемого изделия. 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых упаковочных материалов и изделий, в том числе коррексы для цветочной и овощной рассады, пленки для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания.

Композиция содержит полиэтилен, поликапролактон (ПКЛ), свекловичный жом, крахмал и бентонит в качестве технологической добавки. Композиция по изобретению обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к полимерным материалам для возможности их переработки на традиционном оборудовании, а также необходимыми эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью с заданным сроком биодеструкции.

Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных композиций на основе полиэтилена, поликапролактон, природных наполнителей (крахмал, свекловичный жом), применяемых в производстве различных изделий, пленок, используемых для упаковки пищевых продуктов, а также коррексы для цветочной и овощной рассады, пленка для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания.

В настоящее время все больше уделяется внимание вопросам создания биоразлагаемых полимерных материалов для получения изделий массового потребления и упаковки, что является основным направлением сокращения количества твердых бытовых отходов при утилизации методом захоронения, что позволит обеспечивать их быстрое разложение под действием климатических факторов и микроорганизмов.

Одним из возможных направлений получения биологически разрушаемых материалов является модификация традиционных полимеров. Сочетание синтетического полимера с природным активным наполнителем может придавать материалу новый набор свойств.

Такие материалы представляют собой наполненные системы, где в качестве активного наполнителя используется крахмал. Известны низко- и высоконаполненные крахмальные композиции. Наиболее важным качеством этих композиций является их способность к деструкции под действием природных факторов окружающей среды: света, тепла, микроорганизмов. Известен биологически разрушаемый упаковочный материал на основе крахмала (Франция, 2691467, кл. 5 C08J 5/18, B65D 1/10, 65/46, C08L 3/20).

В последнее время появилось значительное количество патентов и научных публикаций, содержащих информацию об использовании крахмалов в качестве наполнителей для придания полимерным композициям биологической разрушаемости

(патент RU 2418014 МПК C08L 23/06 от 30.09.2009

патент RU 2490289 МПК C08L 101/16 ЗАЯВ. 2012103514/15 от 02.02.2012;

патент RU 2645677 МПК C08L 23/06 ЗАЯВКА 2016151141 от 26.12.2016;

ES 235229 МПК C08J 5/18 от 21.04.2009

патент RU 2651034 от 19.05.2017;

патент RU 2446191 МПК C08L 23/06 от 08.02.2011).

Фирмой Archer Daniels Midland, США, разработан концентрат марки PolyClean на основе полиэтилена для получения биоразлагаемых пленок. Концентрат содержит 40% крахмала и окисляемую добавку; количество крахмала в конечном продукте равно 5…6%. Недостатком такой композиции является то, что биологическому разрушению в ней подвергается только крахмальная составляющая.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2180670:

Крахмал 100
Продукт сополиконденсации капролактама, адипиновой кислоты и
гексаметилендиамина 1-10
Глицерин 20
Вода 20
Двуокись титана 20
Ультрамарин 0,008

Получение композиции по прототипу требует использования пластификатора (водно-глицериновой смеси).

При наличии в композиции воды технологическая схема переработки требует дополнительного узла дегазации, увеличивающего энергозатраты.

Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопласта за счет исключения использования жидких компонентов, значительно уменьшает стоимость готового изделия, т.к. сырьем для термопласта служит полиэтилен.

Задача изобретения - создание термопластичной композиции с использованием биоразлагаемого наполнителя свекловичного жома (отходов сахарной промышленности), крахмала, поликапролактона (ПКЛ), бентонита для получения упаковки и материалов, которые разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы.

Это достигается тем, что биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий согласно изобретению содержит полиэтилен (45-68 мас. %), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют отходы сахарной промышленности - жом свекловичный (5-10 мас. %), крахмал (20-30 мас. %) и бентонит (2-5 мас. %), поликапролактон (5-10 мас. %).

Согласно изобретению в качестве биоразлагаемого наполнителя, стимулирующего процесс биологического разрушения конечных изделий, изготовленных из полиэтилен, используется жом свекловичный в количестве 5-10 мас. %, крахмал 20-30 мас. %.

Используемый для наполнения жом свекловичный (изрезанная в стружку нерастворимая обессахаренная масса свеклы) имеет следующие характеристики:

- пектиновых веществ 50%;

- целлюлозы и гемицеллюлозы 47%;

- белка 2%;

- золы 1%;

- массовая доля влаги, %, не более 14,0;

- массовая доля сырого протеина, %, не менее 7,0.

Технологическая добавка выбиралась по принципу необходимости создания гомогенной системы. Бентонит используют как диспергатор - вещество, облегчающее равномерное распределение компонентов в полимерной матрице при смешении (Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Г.П. Андрианова, К.Л. Полякова, Ю.С. Матвеев, М., «Колос С», 2008 г., 367 с).

Полимерная композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).

Изделия из предлагаемой композиции обладают заданными эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью.

Выбор оптимальных соотношений полимера и наполнителя обусловлен теоретическим пределом наполнения, который определяется силой взаимодействия на границе раздела фаз.

Согласно изобретению оптимальным является соотношение «свекловичный жом - крахмал - поликапролактон - бентонит - полиэтилен» (10:30:10:5:45). Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом.

Пример 1

10 массовых частей свекловичного жома, 30 массовых частей крахмала, 10 массовых частей поликапролактон смешивают с 45 массовыми частями полиэтилена и 5 массовыми частями бентонита в скоростном турбосмесителе в течение 5 минут. Полученная смесь поступает в экструдер для гомогенизации. Температура расплава по зонам экструзионной установки 120-160°С. Полученные стренги охлаждают потоком холодного воздуха и разрезают на гранулы размером 4-6 мм. Из полученных гранул на экструдере со щелевой головкой изготавливают пленку или лист, из которого формуют изделия и упаковку (лотки) различных типоразмеров.

Пример 2

Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 5 мас. %, крахмала 10 мас. %, поликапролактон 5 мас. %, полиэтилена 68 мас. %, бентонита 2 мас. %.

Пример 3

Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 10 мас. %, крахмала 20 мас. %, поликапролактон 10 мас. %, полиэтилена 57 мас. %, бентонита 3 мас. %.

Состав композиций по примерам приведены в таблице 1. В примерах даны их оптимальные количества.

В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих задачу изобретения.

*)продукт сополиконденсации капролактана, адипиновои кислоты и гексаметипенгуанидин, глицепина, воды, двуокиси титана

**) изменение деформационной прочности и относительного удлинения при разрыве образцов пленок после выдержки в биогумусе в течение 3-х месяцев, %

Биологически разрушаемая полимерная композиция для изготовления изделий, отличающаяся тем, что содержит полиэтилен, поликапролактон, биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом, крахмал, и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Полиэтилен 45-68
Поликапролактон 5-10
Свекловичный жом 5-10
Крахмал 20-30
Бентонит 2-5



 

Похожие патенты:

Изобретение раскрывает поглощающие кислород композиции для контейнеров (варианты), один из вариантов указанной композиции дополнительно содержит диоксид титана, а также изобретение раскрывает преформу, пленку, лист, изготовленные из указанных композиций, двуосноориентированный контейнер, изготовленный из упомянутых преформ.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к вариантам смеси рассасывающихся полимеров, к их применению для изготовления медицинского устройства и к способу получения медицинского устройства путем обработки указанных смесей.

Изобретение относится к области медицины, в частности к урологии, и может быть использовано в качестве кожного имплантата при иссечения IPP (пластического затвердения пениса) бляшки, возникающей в результате болезни Пейрони.

Изобретение относится к области рассасывающихся полимеров и, в частности, к рассасывающимся полимерным смесям, которые можно использовать для производства медицинских устройств.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к вариантам смеси рассасывающихся полимеров, к их применению для получения медицинского устройства и к способам получения медицинских устройств из указанных смесей.

Изобретение относится к области композиционных полимерных материалов на основе целлюлозы и полиэфиров и может быть использовано для производства биодеградируемых композитов, применяемых в медицине, для производства упаковочных изделий, тары, а также в космических, авиационных и многих других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения биодеградируемого полимерного покрытия на основе полилактида на проволоке TiNbTaZr для кава-фильтров, применяемых в эндоваскулярной профилактике тромбоэмболии легочной артерии.
Группа изобретений относится к медицине, а именно к искусственному протезу связки, который отличается тем, что включает слой, состоящий из биоразлагаемых и рассасывающихся волокон, где биоразлагаемое и рассасывающееся волокно включает материал, выбранный из группы, включающей поли-ɛ-капролактон (ПКЛ), сополимеры ПКЛ и молочной кислоты (L и D) или гликолевой кислоты, сополимеры молочной и гликолевой кислот (L и D), полидиоксанон, полигидроксиалканоат и сополимеры перечисленных молекул, и биологически активный полимер, представляющий собой полистиролсульфонат натрия, привитый на поверхность протеза, и к способу обработки искусственных протезов связки, получаемых из биоразлагаемых волокон, где биоразлагаемое и рассасывающееся волокно включает материал, выбранный из группы, включающей поли-ɛ-капролактон (ПКЛ), сополимеры ПКЛ и молочной кислоты (L и D) или гликолевой кислоты, сополимеры молочной и гликолевой кислот (L и D), полидиоксанон, полигидроксиалканоат и сополимеры перечисленных молекул, для придания им способности имитировать живые материалы, причем способ биомиметической функционализации отличается тем, что он включает по меньшей мере один этап прививания биологически активных полимеров или сополимеров на поверхность протезов, и этап прививания состоит в перокислении поверхности посредством озонирования с последующим проведением радикальной полимеризации в растворе по меньшей мере одного мономера, где мономер представляет собой стиролсульфонат натрия.

Настоящее изобретение относится к продуктам, которые могут эксплуатироваться в криогенных средах в сверхпроводящих устройствах. Описано применение полилактидов для изготовления продуктов для сверхпроводящих устройств, эксплуатируемых в криогенных средах и обладающих высокой электрической прочностью.

Изобретение относится к области медицины, в частности к созданию биосовместимых каркасов для замещения дефектов костной ткани. Биосовместимый каркас в форме биорезорбируемой пористой конструкции медицинского назначения с повышенной остеокондуктивностью на основе термопластичного полимера с добавлением биоактивного керамического компонента может быть заселен мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками млекопитающих и состоит из полимерной матрицы полилактида и биоактивного наполнителя гидроксиапатита со средним размером частиц от 100 до 1000 нм с увеличенной адгезией к полимерной матрице.
Изобретение относится к пластичным композициям для лепки, которые могут быть использованы для прессования, раскатывания, формования или ваяния. Описывается масса для лепки, содержащая a) по меньшей мере один крахмалосодержащий материал, b) по меньшей мере один полярный растворитель с низким давлением пара и c) водный компонент.
Задачей изобретения является снижение срока биоразложения. Техническим результатом является получение биоразлагаемого вещества, обладающего регулируемым сроком службы, что позволяет прогнозировать области использования материала.

Изобретение относится к композиции проклеивающего агента, содержащей крахмал, лигносульфонат и поли(алкилакрилат), или поли(алкилметакрилат), или смесь поли(алкилакрилата) и поли(алкилметакрилата), или сополимер алкилакрилата и алкилметакрилата, где массовое соотношение лигносульфоната к поли(алкилакрилату), или поли(алкилметакрилату), или к смеси поли(алкилакрилата) и поли(алкилметакрилата), или к сополимеру алкилакрилата и алкилметакрилата составляет от 1:9 до 3:2; и где крахмал имеет молекулярную массу Mn самое большее 10000 г/моль; и где поли(алкилакрилат) выбран из группы, состоящей из полимеров, получаемых путем свободнорадикальной сополимеризации по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера С1-С8-алкилакрилата, предпочтительно поли(алкилакрилат) представляет собой поли(трет-бутилакрилат), и поли(алкилметакрилат) выбран из группы, состоящей из полимеров, получаемых путем свободнорадикальной сополимеризации по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера С1-С8-алкил(мет)акрилата, предпочтительно поли(алкилметакрилат) представляет собой поли(трет-бутилметакрилат).

Изобретение относится к новым водным связующим композициям. Водная отверждаемая связующая композиция содержит исходные вещества, необходимые для образования термоотверждаемой смолы, и матричный полимер в количестве от около 1 до 20% от сухой массы связующей композиции, при этом исходные вещества включают (i) полигидроксильный компонент, выбранный из углеводных компонентов, и компонент многоосновной карбоновой кислоты, или ее производную в виде ангидрида, сложного эфира или соли, или (ii) углеводный компонент и компонент, содержащий азот.

Изобретение относится к поверхностной проклейке целлюлозных изделий, таких как бумага, и в частности к полимерной частице типа «ядро-оболочка» для поверхностной проклейки целлюлозных изделий, в которой полимер ядра и полимер оболочки полимерной частицы типа «ядро-оболочка» полимеризованы из мономеров, выбранных из трет-бутилакрилата, н-бутилакрилата и акрилонитрила, полимер полимерной частицы типа «ядро-оболочка» содержит по меньшей мере 40 мас.

Изобретение может быть использовано в области биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод для создания материалов, обладающих иммобилизационной способностью при использовании в качестве носителя активной биомассы.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к составам биоразрушаемых пластиков, и может быть использовано для изготовления формованных изделий различного назначения, в том числе пищевого.
Изобретение относится к способу свободнорадикальной полимеризации декстрина по меньшей мере с двумя гидрофобными мономерами, при этом указанный декстрин составляет по меньшей мере 60% по весу от общего веса декстрина и гидрофобных мономеров и характеризуется средневесовой молекулярной массой в диапазоне от 60000 до 2000000 Да, гидрофобные мономеры представлены стиролом и по меньшей мере одним линейным или разветвленным C1-C4-сложным эфиром акриловой кислоты, при этом весовое соотношение стирол:сложный эфир составляет от 10:90 до 90:10, полимеризация происходит в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, который представляет собой персульфат, в дозе от 0,5 до 2,5% в пересчете на сухой вес относительно сухого веса декстрина.

Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных материалов, содержащих смесь крахмала с поливиниловым спиртом, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов.
Изобретение относится к полимерному латексу для покрытий. Полимерный латекс для покрытий содержит продукт реакции, полученный в результате проведения в водной среде свободно-радикальной эмульсионной полимеризации этиленненасыщенных мономеров, содержащих по меньшей мере один сопряжённый диен, в присутствии деструктированного полисахарида, характеризующегося величиной DE в диапазоне от более чем 40 до 70 согласно измерению в соответствии с документом ISO 5377 (1981-12-15), и необязательно алкилмеркаптана в количестве, не большем чем 2,5 массового процента при расчете на совокупную массу этиленненасыщенных мономеров.
Изобретение относится к пероксидносшиваемой композиции на основе полиэтилена низкой плотности для изготовления изоляции силовых кабелей, преимущественно, среднего напряжения (6-35 кВ).

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых упаковочных материалов и изделий. Предложена биологически разрушаемая полимерная композиция для изготовления изделий, содержащая : полиэтилен, поликапролактон, биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом, крахмал, и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит. Технический результат – предложенная композиция позволяет получить гомогенный материал, перерабатываемый на стандартном оборудовании для получения биоразлагаемого изделия. 2 табл., 3 пр.

Наверх