Полимерная композиция

Изобретение относится к области производства строительных и отделочных материалов, мебельной промышленности, а именно к полимерным композициям с целлюлозосодержащими наполнителями и технологиям их получения, и может быть использовано для производства изделий инженерно-технического назначения методами экструзии и компрессионного формования. Полимерная композиция для производства инженерно-технических изделий включает вторичный полиэтилен низкого давления и измельченные отходы упаковки TetraPak с размером частиц менее 400 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: вторичный полиэтилен низкого давления 30-60, измельченные отходы упаковки TetraPak - остальное. Технический результат заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик, а именно в увеличении прочности и модулей упругости при растяжении изделий из полимерной композиции, а также снижения себестоимости за счет использовании вторичных сырьевых ресурсов. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области производства строительных и отделочных материалов, мебельной промышленности, а именно к полимерным композициям с целлюлозосодержащими наполнителями и технологиям их получения, и может быть использовано для производства изделий инженерно-технического назначения методами экструзии и компрессионного формования.

Известна полимерная композиция для изготовления древопластика, содержащая смесь полиэтиленов низкого и высокого давления и опилки (RU 1666306, МПК B27N 3/02, опубл. 30.07.1991).

Недостатком известной композиции является низкие значения предела прочности при растяжении (6,8…8,0 МПа).

Известна полимерная композиция, содержащая полиэтилен и целлюлозосодержащий наполнитель в виде опилок лиственных пород с размером частиц 1,5…3,0 мм и органический краситель (RU 2005752, МПК C08L 97/02, опубл. 15.07.1992).

Недостатком данной композиции является высокая себестоимость в связи с использованием первичного полиэтилена, а также низкие значения упруго-прочностных характеристик (предел прочности при статическом изгибе - 12,4 МПа) и низкая технологичность, обусловленная высоким значением размеров частиц наполнителя.

Известны полимерные композиции, содержащие вторичные полимерные материалы и наполнитель в виде отходов упаковочных производств, в том числе TetraPak (Скопинцев И.В. Новое применение вторичных композиционных материалов / И.В. Скопинцев, А.М. Мелешкина, Ф. Камшад // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2012. Т. 4. №2(14). С. 197-201). Данные материалы применяются в качестве сорбентов для сбора нефти и нефтепродуктов, кроме того, в работе не приведены физико-механические характеристики композиций.

Известна полимерная композиция, содержащая суспензию поливиниацетатного клея и отходов упаковки TetraPak (Коляда Л.Г. Исследование возможности получения композитов из отходов упаковки TetraPak / Л.Г. Коляда, А.В. Кремнева, Г.Р. Казакбаева, А.П. Пономарев // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. №4-1. С. 19-21).

Недостатком известной композиции является низкие прочностные показатели (прочность при растяжении - 1,77 МПа) и низкая технологичность, связанная с возможность изготавливать изделия только компрессионным формованием.

Известна полимерная композиция, содержащая первичный полиэтилен низкого давления и измельченную упаковку TetraPak с размером частиц менее 500 мкм (Maurizio Avella et al. Recycled Multilayer Cartons as Cellulose Source in HDPE-Based Composites: Compatibilization and Structure-Properties Relationsships. Journal Applied Polymer Science, 2009, vol. 114, pp. 2978-2985).

Недостатком данной композиции является использование первичного полиэтилена, что приводит к повышению себестоимости конечных изделий.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является полимерная композиция (К.В. Алексанян и др. Композиционные материалы на основе совместной переработки упаковки «ТетраПак» и полиэтилена низкой плотности // Пластические массы. 2012. №1. С. 51-55), содержащая порошок из смеси полиэтилена низкой плотности и упаковки «ТетраПак».

Недостатками прототипа являются низкие значения упруго-прочностных характеристик и высокая себестоимость изделий за счет сложной технологии получения порошка смеси полиэтилена и упаковки «ТетраПак».

Технический результат, при использовании заявленного изобретения, заключается в улучшении упруго-прочностных характеристик, а именно в увеличении прочности и модулей упругости при растяжении изделий из полимерной композиции для производства инженерно-технических изделий за счет использовании вторичных сырьевых ресурсов.

Сущность изобретения заключается в том, что полимерная композиция для производства инженерно-технических изделий включает вторичный полиэтилен низкого давления и измельченные отходы упаковки TetraPak с размером частиц менее 400 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вторичный полиэтилен низкого давления 30-60
измельченные отходы упаковки TetraPak с размером
частиц менее 400 мкм остальное

В табл. 1 приведены составы и значения физико-механических характеристик полимерных композиций для производства инженерно-технических изделий.

Для изготовления композиции использовались следующие компоненты:

Вторичный полиэтилен низкого давления, который может быть в виде гранул либо в виде порошка по ТУ 63-178-74-88.

Целлюлозосодержащий наполнитель: измельченные отходы упаковки TetraPak до фракции менее 400 мкм, влажностью менее 5%.

Целлюлозосодержащий наполнитель получают следующим образом. Отходы упаковки TetraPak подвергаются мойке, затем просушиваются и измельчаются на ножевой мельнице. Полученная масса просеивается ситовым методом, отбирается фракция менее 400 мкм и дополнительно сушится до влажности менее 5%.

Способ приготовления полимерной композиции для производства инженерно-технических изделий заключается в следующем. Производят плавление полиэтилена низкого давления (50 об/мин, 5 мин) в лабораторном смесителе периодического действия НААКЕ PolyLab Rheomix 600 OS с роторами Roller при температуре 150°C. Затем вводят целлюлозосодержащий наполнитель - измельченные отходы упаковки TetraPak с размером частиц менее 400 мкм. Компоненты компаундируют до достижения постоянных значений крутящего момента на приводном вале смесителя и температуры расплава. Полученная смесь выгружается в лоток и охлаждается до комнатной температуры. Формование пластин из приготовленной полимерной композиции для физико-механических испытаний проводят в пресс-форме с размером формующей полости 200×200×1 мм методом горячего прессования при температуре 150°C и усилии пресса 100 кН с последующим охлаждением пластин в сомкнутой пресс-форме до температуры 50°C согласно ГОСТ 12019-66.

Предел прочности при растяжении и относительное удлинение определяют по ГОСТ 11262-80, модуль упругости при растяжении по ГОСТ 9550-81. Значения водопоглощения образцов определяют по ГОСТ 4650-80 (метод А, выдержка в воде в течение 24 ч), плотность полимерной композиции по ГОСТ 15139-69.

Как следует из представленных в табл. 1 данных, заявленные полимерные композиции по значениям упруго-прочностных превосходят прототип. Введение целлюлозосодержащего наполнителя свыше 70% приводит к резкому ухудшению прочности при растяжении и водопоглощения, а введение менее 40% будет сказываться на себестоимости и технологичности композиции.

По сравнению с известным решением заявленное изобретение позволяет повысить значения упруго-прочностных характеристик, снизить водопоглощение и себестоимость изготовления изделий за счет использования вторичных сырьевых ресурсов.

Таблица 1

Компоненты Составы полимерных композиций, % по массе
1 2 3 4 Прототип
Вторичный полиэтилен низкого давления
(ТУ 63-178-74-88)
30 40 50 60 -
Измельченные отходы упаковки TetraPak с размером частиц менее 400 мкм 70 60 50 40 -
Полиэтилен низкой плотности - - - - 50
Измельченные отходы упаковки TetraPak - - - - 50
Физико-механические свойства
Предел прочности при растяжении, МПа 13,2 13,3 15,8 16,3 12,0
Модуль упругости при растяжении, МПа 1940 1660 1650 1540 540
Относительное удлинение, % 1,1 1,4 1,7 2,2 4,4
Водопоглощение за сутки, % 6,1 5,3 3,2 2,1 -
Плотность, кг/м3 1235 1220 1190 1135 -

Полимерная композиция для производства инженерно-технических изделий, включающая полиэтилен и измельченные отходы упаковки ТетраПак, отличающаяся тем, что в качестве полиэтилена используется вторичный полиэтилен низкого давления, а измельченные отходы упаковки TetraPak имеют размер частиц менее 400 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вторичный полиэтилен низкого давления 30-60
измельченные отходы упаковки TetraPak с размером
частиц менее 400 мкм остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к термопластичной композиции, предназначенной для использования в кабельной промышленности, в производстве упаковочного материала и других изделий. Композиция содержит следующие компоненты, мас.%: 91,5-91,9 полиэтилена низкой плотности, 0,1-0,2 термостабилизатора фенольного или фосфитного типа, 8,0-8,3 УФ-светостабилизатора.
Полимерный пленочный материал и способ его производства относятся к области создания упаковочных материалов и могут быть использованы в пищевой, перерабатывающей промышленности и домашнем хозяйстве для упаковки продуктов. Полимерный пленочный материал выполнен из экструдированного расплава смеси полиэтилена низкого давления и линейного полиэтилена низкой плотности, подверженной монооксиальному ориентированию с одновременным склеиванием рукава, причем полимерный пленочный материал состоит из 5 слоев, а содержание линейного полиэтилена в расплаве смеси составляет от 5 до 20 мас.%.

Изобретение относится к минерально-полимерным композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, работающих в условиях повышенной влажности и переменных температур, обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами - повышенной прочностью и атмосферостойкостью. Древесно-полимерная композиция для получения композиционных материалов включает полиэтилен низкого давления, комплексный волокнистый наполнитель, в качестве которого используют мелкодисперсный гидросиликат магния, древесную муку, а в качестве добавки - смесь антиоксиданта, пигмента, полиэтиленового воска, стеариновой кислоты, полиэтилена хлорированного 1:1,5:1:1:1 по массе.

Изобретение относится к многослойным пленочным или листовым материалам на биоразлагаемой основе. Многослойный материал включает один или более биоразлагаемых слоев.

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, в частности технологии получения полимерных материалов с открытыми порами. Описан способ получения полимерного материала с открытыми порами, включающий смешивание полиэтилена высокой плотности, толуола и парафина при массовых соотношениях полиэтилен : толуол, равном 1:29, и полиэтилен : парафин, равном 1:2-58, до образования гомогенного раствора.

Изобретение относится к полиэтиленовой композиции, пригодной для производства различных видов формованных изделий. Описана полиэтиленовая композиция для производства формованных полых изделий, содержащая A) 30-70 мас.% гомополимера или сополимера этилена с плотностью, равной или превышающей 0,960 г/см3, и индексом текучести расплава MIE, составляющим от 2 до 20 г/10 мин, измеренным в соответствии с ISO 1133 при 190°C и с массой груза 2,16 кг, В) 30-70 мас.% сополимера этилена, имеющего индекс MIE ниже, чем индекс MIE из пункта A), при этом указанная композиция обладает следующими признаками: 1) плотность, составляющая от 0,940 до 0,955 г/см3, предпочтительно от 0,940 до 0,951 г/см3, определенная в соответствии с ISO 1183 при 23°C; 2) соотношение MIF/MIP, составляющее от 12 до 40, в частности от 15 до 38 или от 17 до 35, где MIF представляет собой индекс текучести расплава при 190°С и с массой груза 21,60 кг, а MIP представляет собой индекс текучести расплава при 190°С и с массой груза 5 кг, определенные согласно стандарту ISO 1133-1; 3) значение Mz, составляющее от 500000 до 3500000 г/моль, предпочтительно от 800000 до 3300000 г/моль, в частности от 800000 до 3000000 г/моль, где Mz представляет собой z-среднюю молекулярную массу, измеренную методом ГПХ; 4) вязкость η0,02, составляющая от 80000 до 300000 Па⋅с или от 85000 до 250000 Па⋅с, где η0.02 представляет собой комплексную динамическую вязкость при угловой частоте 0,02 рад/с, измеренную ротационным коническим вискозиметром при температуре 190°C; 5) индекс HMWcopo, составляющий от 1 до 15, предпочтительно от 1 до 14, в частности от 1 до 10 или от 1 до 9, где индекс HMWcopo определяется в соответствии со следующей формулой: HMWcopo = (η0,02 x tmaxDSC)/(10^5), где η0,02 представляет собой комплексную динамическую вязкость расплава в Па⋅с, измеренную в ротационном коническом вискозиметре при температуре 190°C в условиях сдвига с приложенной угловой частотой 0,02 рад/с, tmaxDSC представляет собой время в минутах, необходимое для достижения максимального значения теплового потока кристаллизации при температуре 124°C в спокойном состоянии, измеренное в изотермическом режиме прибором дифференциальной сканирующей калориметрии; 6) соотношение Mz/Mw*ПДЦР, составляющее менее чем 6,4, предпочтительно равное или меньшее чем 6,0, в частности равное или меньшее чем 5,9, где ПДЦР представляет собой отношение измеренного среднеквадратичного радиуса инерции макромолекулы Rg, измеренного способом GPC-MALLS, к среднеквадратичному радиусу инерции макромолекулы для линейного ПЭ, имеющего ту же молекулярную массу в 1000000 г/моль.

Изобретение относится к минерально-полимерным композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, работающих в условиях повышенной влажности и переменных температур обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами. Описана полимерная композиция для изготовления строительных материалов, которая включает полиэтилен низкого давления, хризотил-асбест и модифицирующие добавки при следующем соотношении компонентов в мас.%: полиэтилен низкого давления - 26,12, хризотил-асбест - 67,41, антиоксидант - 1,13, пигмент - 1,68, полиэтиленовый воск - 1,13, стеариновая кислота - 1,4, полиэтилен хлорированный - 1,13.
Изобретение относится к многослойной ёмкости для транспортировки опасных веществ. Ёмкость содержит: первый слой, представляющий собой внутренний слой, выполненный из полиэтилена высокой плотности (HDPE); барьерный слой, представляющий собой промежуточный слой, расположенный между первым слоем и вторым слоем, выполненный из смеси полимеров, содержащий от 78 до 92 мас.% гомополимера этилена, представляющего собой полиэтилен высокой плотности, от 3 до 10 мас.% гомополимера полиамида, от 5 до 10 мас.% привитого малеиновым ангидридом полиэтилена (MAgPE) и от 0 до 2 мас.% снимающего статическое электричество соединения к общему весу состава смеси полимеров, необязательно, в комбинации с подходящими добавками; и второй слой, представляющий собой наружный слой, содержащий HDPE.

Изобретение относится к строительной и мебельной промышленности, а именно к способу получения полимерной композиции на основе полиэтилена и органического наполнителя, и может быть использовано для производства изделий инженерно-технического назначения методами экструзии и компрессионного формования. В способе получения полимерной композиции измельченные стеклянные отходы и полиэтилен низкого давления компаундируют при температуре плавления полиэтилена до постоянного значения температуры компаундирования и после этого вносят органический наполнитель в виде соломы злаковых культур, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилен низкого давления 45-50, измельченные стеклянные отходы с размером частиц менее 3 мкм 5-15, органический наполнитель - солома злаковых культур с размером частиц менее 50 мкм - остальное.

Группа изобретений относится к пленкам, содержащим этиленовую полимерную композицию, где этиленовые полимерные композиции содержат однородно разветвленный первый этиленовый полимерный компонент и однородно разветвленный второй этиленовый полимерный компонент с более высокой плотностью, чем первый этиленовый полимерный компонент.

Изобретение относится к полимерной композиции, предназначенной для изготовления изделий медицинского назначения. Композиция содержит изотактический полипропилен и/или его сополимеры, модификатор и, при необходимости, структурообразователь.
Наверх