CZ2013893A3 - Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny - Google Patents
Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2013893A3 CZ2013893A3 CZ2013-893A CZ2013893A CZ2013893A3 CZ 2013893 A3 CZ2013893 A3 CZ 2013893A3 CZ 2013893 A CZ2013893 A CZ 2013893A CZ 2013893 A3 CZ2013893 A3 CZ 2013893A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- composite
- nanofibers
- synthetic
- pla matrix
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 7
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 abstract description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 13
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 9
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Řešení si dává za cíl vytvoření kompozitu s cíleným složením PLA matrice, aditiva a plniva na bázi syntetických nanovláken pro zlepšení konečných a užitných vlastností plastových dílů s ekologicky mnohem nižší zatížitelností oproti 100% syntetickým produktům. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kompozit obsahuje od 87 do 95 hmotnostních % PLA polymeru, 2 až 6 hmotnostních % syntetické rozemleté PA nanovlákenné textilie (délka vláken od 0,3 do 2 mm) a 3 až 7 hmotnostních % aditiva na bázi maleinanhydridu.
Description
Technické řešení podle tohoto vynálezu se týká složení kompozitu s PLA matricí a polyamidovými (PA) nanovlákennými plnivy pro výrobu plastových dílů s vyššími užitnými vlastnostmi.
Dosavadní stav techniky
Polymemí materiály a jejich kompozity patří k nej progresivněji se rozvíjejícím se materiálům, protože polymemí materiály představují nej významnější segment výroby a spotřeby podle objemu mezi všemi technickými materiály a nelze pochybovat o tom, že jsou klíčové pro moderní technickou společnost. V současnosti jsou vývojové snahy v oblasti produkce polymerních kompozitů stále více orientovány k minimalizaci negativního dopadu na životní prostředí. Snahou je vyvinout nejenom energeticky méně náročné výrobní postupy, ale současně také použít materiály, které jsou biodegradovatelné a obnovitelné, recyklovatelné a jsou tak alternativou kdnes nej hoj něj i používaným syntetickým materiálům prakticky výhradně vyráběných z ropných surovin. Výhodou přírodních matric je hlavně jejich biodegrabilita. Jako nej vhodnější kandidát k náhradě tradičních ropných polymerních matric pro přípravu 100% přírodního kompozitu se nabízí dnes velmi populární, biodegradovatelný polymer PLA (polymléčná kyselina). Polymléčná kyselina byla prvně syntetizována přibližně před 50 lety a v současnosti je vyráběna zejména z kukuřičného ale také z řepkového fermentováného škrobu. K výrobě PLA je třeba přibližně o 30 až 50 % méně fosilních paliv než při syntéze ropných polymerů, čímž jsou redukovány emise oxidů uhlíku. Současně je PLA kompostovatelná a za určitých podmínek se zcela rozpadne za vzniku pro přírodu neškodných sloučenin a ani při spalování neunikají do ovzduší škodlivé látky. PLA je alifatický polyester vysoce čirý a lesklý vykazující vysokou tuhost a dobré zpracovatelské vlastnosti na obvyklých zpracovatelských zařízeních.
Dále je současný vývoj polymerních materiálů směřován i do oblasti výroby syntetických nanovláken, jejichž oblast využití stále více stoupá. Nanovlákna jsou v průmyslu v současné době používána hlavně k výrobě filtrů, ale jako vlákenné plnivo do polymerů se téměř nepoužívají. Příprava a modifikace polymerů nanovlákennými plnivy a vstřikování syntetických kompozitů s nanovlákny je doposud velmi málo prozkoumanou oblastí s velkými možnostmi a potenciálem i předpokladem značného nárůstu. A právě do této oblasti také směřuje toto navržené technické řešení.
Navržené technické řešení reaguje na vzrůstající poptávku a požadavky na biodegradovatelné materiály, které však nejsou v České republice a ve světě vůbec rozšířené, přičemž tlak na aplikace takovýchto materiálů neustále vzrůstá.
Podstata vynálezu
Vynález si dává za cíl vytvoření kompozitu s cíleným složením PLA matrice, aditiva a plniva na bázi syntetických nanovláken pro zlepšení konečných a užitných vlastností plastových dílů s ekologicky mnohem nižší zatížitelností oproti 100% syntetickým produktům. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kompozit obsahuje od 87 do 95 hmotnostních % PLA polymeru, 2 až 6 hmotnostních % syntetické rozemleté PA nanovlákenné textilie (délka vláken od 0,3 do 2 mm) a 3 až 7 hmotnostních % aditiva na bázi maleinanhydridu.
Takto připravený kompozit může být dle požadavků na konečné a užitné vlastnosti dílů a polotovarů nebo dle požadavků procesu doplněn dalšími přísadami, jako jsou maziva, anorganická plniva, barviva, UV stabilizátory, retardéry hoření, pigmenty, antistatika, nukleací činidla, apod. Toto procentuální doplnění může být provedeno z hlediska snížení hmotnostních % PLA matrice, anebo z hlediska snížení hmotnostních % PA nanovláken anebo z hlediska snížení hmotnostních % aditiva.
Základem kompozitu jsou syntetická PA nanovlákna, která jsou pro kompozitní materiál zpracována mletím na požadovanou délku z plošné textilie na nosném materiálu. Získaný kompozit je standardně dodáván ve formě granulí z hlediska dobré sypné hmotnosti a snížení prašnosti a je určen zejména pro technologické procesy vstřikování, aleje aplikovatelný i pro další technologie zpracování plastů.
Příklady provedení vynálezu
Kompozit s PLA matricí a PA nanovlákny je popsán na následujících příkladech, přičemž složku A tvoří PLA matrice, složku B syntetická PA nanovlákna, složku C aditivum na bázi maleinanhydridu.
Příklad varianty bez přísad:
Složka A: 90 hmotnostních % PLA matrice
Složka B: 6 hmotnostních % syntetických PA nanovláken
Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu
Příklady variant s použitím přísad:
Složka A: 90 hmotnostních % PLA matrice
Složka B: 4 hmotnostní % syntetických PA nanovláken
Složka C: 4 hmotnostní % aditiva na bázi maleinanhydridu
Složka D: 2 hmotnostní % dalších přísad (pigmenty)
Průmyslová využitelnost:
Kompozit s PLA matricí a PA nanovlákny podle předloženého technického řešení je vhodný pro výrobu plastových dílů a polotovarů rozdílnými technologickými procesy.
Claims (2)
1. Kompozit s PLA matricí a PA nanovlákny pro výrobu plastových dílů, vyznačující se tím, že kompozit obsahuje od 87 do 95 hmotnostních % PLA matrice, 2 až 6 hmotnostních % syntetických PA nanovláken (délka vláken od 0,3 do 2 mm) a 3 až 7 hmotnostních % aditiva na bázi maleinanhydridu.
2. Kompozit s PLA matricí a PA nanovlákny pro výrobu plastových dílů podle bodu 1 vyznačující se tím, že kompozit je doplněn dalšími přísadami, jako jsou maziva, anorganická plniva, barviva, UV stabilizátory, retardéry hoření, antistatika, nukleací činidla, apod. kdy toto procentuální doplnění je provedeno z hlediska snížení hmotnostních % PLA matrice, a/nebo z hlediska snížení hmotnostních % PA nanovláken a/nebo z hlediska snížení hmotnostních % aditiva.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-893A CZ2013893A3 (cs) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-893A CZ2013893A3 (cs) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013893A3 true CZ2013893A3 (cs) | 2015-05-27 |
Family
ID=53266944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-893A CZ2013893A3 (cs) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2013893A3 (cs) |
-
2013
- 2013-11-18 CZ CZ2013-893A patent/CZ2013893A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Roy et al. | Environmental and economic prospects of biomaterials in the automotive industry | |
| Ardekani et al. | Mechanical and thermal properties of recycled poly (ethylene terephthalate) reinforced newspaper fiber composites | |
| CZ306879B6 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny banánovníku | |
| CZ2013893A3 (cs) | Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny | |
| CZ26710U1 (cs) | Kompozitní materiál s PLA matricí a PA nanovlákny | |
| CN103724929B (zh) | 一种高机械强度聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| Hassan et al. | Plant fibers reinforced poly (lactic acid)(PLA) as a green composites | |
| CZ2013892A3 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a nanoplnivem na bázi kokosu | |
| CN109485991A (zh) | 一种低气味、高性能长玻璃纤维增强聚丙烯材料 | |
| Eze et al. | Mechanical properties of pineapple leaf powder filled high density polyethylene | |
| CZ26831U1 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a nanoplnivem na bázi kokosu | |
| CZ2012731A3 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny sóji | |
| CZ2013894A3 (cs) | Kompozitní materiál se syntetickou polymerní matricí a nanoplnivem na bázi kokosu | |
| CZ2012732A3 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny kokosu | |
| CZ26734U1 (cs) | Kompozitní materiál se syntetickou polymerní matricí a nanoplnivem na bázi kokosu | |
| CZ2012730A3 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny lnu | |
| CZ2013895A3 (cs) | Kompozitní materiál se syntetickou polymerní matricí a PA nanovlákny | |
| CZ2013896A3 (cs) | Kompozitní materiál se syntetickou polymerní matricí a PES/PVDF nanovlákny | |
| CZ307078B6 (cs) | Polymerní kompozit se skleněnými dutými mikrokuličkami a uhlíkovými vlákny | |
| CZ25310U1 (cs) | Prostředek pro zlepšení vlastností půdy | |
| CZ2012733A3 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny konopí | |
| WO2015039635A1 (en) | Composite with polyolefinic thermoplastic matrix and fibers of coconut for extrusion processes | |
| CZ25311U1 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny kokosu | |
| CZ25314U1 (cs) | Pojezdové ústrojí sací hubice k elektrickému vysavači prachu | |
| CZ25312U1 (cs) | Biokompozit s PLA matricí a vlákny konopí |