PL214486B1 - Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz - Google Patents
Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniaczInfo
- Publication number
- PL214486B1 PL214486B1 PL392588A PL39258810A PL214486B1 PL 214486 B1 PL214486 B1 PL 214486B1 PL 392588 A PL392588 A PL 392588A PL 39258810 A PL39258810 A PL 39258810A PL 214486 B1 PL214486 B1 PL 214486B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- keratin
- parts
- weight
- filler
- aqueous solution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 27
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims description 26
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims description 23
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 title claims description 10
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 claims description 56
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 claims description 56
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N Glycerol trioctadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims description 6
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003806 hair structure Effects 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims description 3
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 8
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 5
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 5
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 5
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012543 microbiological analysis Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000011492 sheep wool Substances 0.000 description 3
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 3
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 2
- LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N D-cystine Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CSSC[C@@H](N)C(O)=O LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 description 2
- 210000000003 hoof Anatomy 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 2
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 2
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- 241000857945 Anita Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 150000008574 D-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710200191 Feather keratin Proteins 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 description 1
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P ammonium sulfide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[S-2] UYJXRRSPUVSSMN-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 108010049062 beta-Keratins Proteins 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 125000002228 disulfide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 102000034240 fibrous proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091005899 fibrous proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 210000003284 horn Anatomy 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004643 material aging Methods 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 229920006173 natural rubber latex Polymers 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000009145 protein modification Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 214486 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 392588 (51) Int.Cl.
C08H 1/06 (2006.01) C08L 9/02 (2006.01) C08L 13/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 05.10.2010 C08L 89/04 (2006.01)
Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz (73) Uprawniony z patentu:
POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:
10.04.2012 BUP 08/12 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.08.2013 WUP 08/13 (72) Twórca(y) wynalazku:
ANITA PRZEPIÓRKOWSKA, Łódź, PL MIROSŁAWA PROCHOŃ, Łódź, PL ALEKSANDRA TADEUSIAK, Dobrzelin, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Ewa Kaczur-Kaczyńska
PL 214 486 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, z kwasowego, alkalicznego lub enzymatycznego hydrolizatu keratyny, oraz mieszanka kauczukowa karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego zawierająca ten napełniacz.
Wprowadzenie do filmów, kosmetyków, elastomerów i podobnych materiałów surowych białek naturalnych, w celu poprawy struktury i właściwości tych materiałów, nastręcza wiele trudności. Stąd często białka, przed wprowadzeniem do tych materiałów, modyfikuje się, na przykład poddając je hydrolizie.
Keratyna jest białkiem włóknistym skóry i jej produktów, jak włosy, wełna, kopyta, rogi; jest białkiem nierozpuszczalnym, o stabilnej strukturze.
Modyfikacja białek poprzez hydrolizę polega na depolimeryzacji ich na poszczególne aminokwasy. Można ją przeprowadzać trzema sposobami: pod wpływem kwasów, zasad lub enzymów. Najmniej szkodliwa dla białek jest hydroliza enzymatyczna, ponieważ nie powoduje rozpadu aminokwasów. Przewaga hydrolizatów keratyny nad hydrolizatami innych białek polega na ich zdolności do wnikania w głąb i trwałego wiązania się ze strukturą materiału polimerowego, dzięki czemu ulegają poprawie takie właściwości polimeru, jak wytrzymałość mechaniczna, twardość, odporność na starzenie materiału.
W czasopiśmie Kauchuk i Rezina, 6, 17, 1995 oraz 1, 28, 1998 opisano modyfikację kauczuku izoprenowego hydrolizatem keratyny wełny owczej zdyspergowanym w anionowych surfaktantach jak lecytyna.
Z czasopisma Kauchuk i Rezina, 1, 18, 2004 jest znana także modyfikacja syntetycznego kauczuku izoprenowego polegająca na działaniu na kauczuk najpierw bezwodnikiem maleinowym w celu wprowadzenia aktywnych grup epoksydowych do łańcucha poliizoprenowego, ułatwiających przyłączenie następnie grup polarnych hydrolizatu keratyny i aminokwasów do struktury hydrofobowego elastomeru. Do modyfikowanych elastomerów wprowadzano optymalnie 3 części wagowe hydrolizatu keratyny wełny owczej i 0,75 części wagowych lecytyny. Uzyskane kompozyty wykazały zmniejszenie lepkości przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości, kohezji, modułu naprężenia przy wydłużeniu 300% oraz wytrzymałości na rozdzieranie.
Z czasopisma Annals of Polish Chemical Society, 3, 1047, 2004 wiadomo jest, iż dodanie handlowego hydrolizatu keratyny wełny owczej do elastomeru ENR50 (50% stopień epoksydacji) zwiększa podatność takiego wulkanizatu do rozkładu biologicznego, a także polepsza właściwości mechaniczne.
W czasopiśmie Polymer Degradation and Stability, 76, 275, 2002 opisano różne warunki hydrolizy alkalicznej keratyny, w wyniku czego uzyskano cztery różne hydrolizaty keratyny. Hydrolizaty te stosowano jako dodatki do mieszanek kauczukowych z lateksu kauczuku naturalnego. Na podstawie analizy DSC i TGA zaobserwowano, że aminokwasy znajdujące się w keratynie piór ptasich typu cystyna, tyrozyna, fenyloalanina i alanina, wykazywały właściwości przeciwutleniające i przeciwstarzeniowe, przy czym na poprawę tych właściwości szczególny wpływ ma aminokwas cystyna, zawierający wiązania S-S.
Z opisu patentowego US 7169896 jest znany sposób uzyskania keratyny z piór ptasich poprzez częściową alkaliczną hydrolizę prowadzącą do redukcji grup disiarczkowych do tiolowych, na przykład siarczkiem sodu o stężeniu 0,05-0,5 M, siarczkiem amonu o stężeniu 0,05-1,0 M oraz częściową modyfikacją wolnych grup - SH, na przykład merkaptoetanolem o stężeniu 0,1-1,5 M w temperaturze 45-80°C, w czasie 90 minut. Ciężar cząsteczkowy uzyskanej frakcji keratyny wyniósł od 1 do 11 kDa. Filmy uzyskane z tej keratyny miały wytrzymałość rzędu 15-20 MPa, moduły naprężeń pomiędzy 100 i 300 MPa oraz wydłużenie 10-50%. Uzyskany produkt, rozpuszczalny w wodzie, może mieć zastosowanie do naklejek na butelki, do produkcji filmów, warstwowych materiałów do opakowań, w rolnictwie dodatku do pestycydów, środków owadobójczych, klejów, farb, emulgatorów, wypełniaczy, stabilizatorów, antyutleniaczy.
W czasopiśmie Journal of Fermentation and Bioengineering 80, 5, 478, 1995 opisano hydrolizę enzymatyczną odpadów z rogów i kopyt bydlęcych, którą prowadzono w wysokiej temperaturze. Niestety odnotowano powstanie szeregu D-aminokwasów działających negatywnie bądź toksycznie na organizmy żywe.
PL 214 486 B1
Pióra, zbudowane głównie z keratyn, w znacznym stopniu opierają się działaniu czynników chemicznych i enzymatycznych. Opór ten przypisuje się obecności mostków cysteinowych w usieciowanej strukturze białka, które zapewniają wysoką mechaniczną stabilność i opóźnienie procesów degradacji. Degradacja struktury keratyny piór przez mikroorganizmy polega na redukcji mostków disiarczkowych. Do enzymatycznej hydrolizy piór ptasich najczęściej stosowane są szczepy bakterii, najczęściej bakterii Bacillus licheniformis i Steptomyces fradiae, które najefektywniej biorą udział w rozkładzie tego białka (Bioresuorce Technology, 96, 1703, 2005). Degradacja przy użyciu szczepu Streptomyces prowadzi nawet do 50% rozpadu. Degradacja przy użyciu Bacillus licheniformis polega na rozpadzie β-keratyny na oligopeptydy (Journal of Microbiological Methods, 47, 2, 199, 2001). Użyty do degradacji piór ptasich, szczep bakterii Bacillus licheniformis wpływa na osiągnięcie wysokiego stopnia zniszczenia struktury białka.
W przemyśle garbarskim enzymy stosuje się w celu ułatwienia odwłaszania skór.
Rozpad keratyny pod wpływem mikroorganizmów i enzymów znajduje zastosowanie w biotechnologii oraz przemyśle, gdyż jest prowadzony w temperaturze pokojowej, co zmniejsza koszty energii potrzebnej do tego procesu.
Sposób otrzymania napełniacza mieszanki kauczukowej karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, według wynalazku polega na tym, że keratynę sierści bydlęcej przemywa się wodą, suszy i rozdrabnia na sicie, po czym poddaje się hydrolizie enzymatycznej, kwasowej lub alkalicznej. Produkt hydrolizy, po wysuszeniu w temperaturze nie wyższej niż 50°C i sproszkowaniu, poddaje się inkubacji ze stearyną techniczną użytą w ilości do 2 części wagowych na 10 części wagowych hydrolizatu, w temperaturze 50°C w czasie 1 godziny, w wyniku czego otrzymuje się napełniacz w postaci adduktu hydrolizatu enzymatycznego, kwasowego lub alkalicznego keratyny sierści bydlęcej i stearyny. Jako keratynę sierści bydlęcej używa się korzystnie keratynę wydzieloną ze ścieków garbarskich pochodzących z procesu wapnienia połączonego z odwłaszaniem skór bydlęcych z zachowaniem struktury włosa. Hydroliza enzymatyczna keratyny korzystnie polega na ogrzewaniu keratyny w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustaleniu pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzeniu enzymu proteolitycznego użytego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C. Hydroliza kwasowa keratyny korzystnie polega na działaniu na keratynę 3 M roztworem wodnym kwasu siarkowego w temperaturze 105°C w czasie 3 godzin, następnie na zobojętnieniu środowiska reakcji 1 M roztworem wodnym wodorotlenku sodowego, odparowaniu hydrolizatu w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C. Hydroliza alkaliczna keratyny korzystnie polega na działaniu na keratynę 1 M roztworem wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 60°C w czasie 1 godziny, następnie zobojętnieniu środowiska reakcji 1 M roztworem wodnym kwasu solnego, odparowaniu hydrolizatu w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
Mieszanka kauczukowa karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, zawierająca na 100 części wagowych kauczuku, 2,5 części wagowych siarki, 1,5 części wagowych przyspieszacza w postaci disiarczku 2,2'-dibenzotiazolu, 5 części wagowych aktywatora w postaci tlenku cynku oraz napełniacz, według wynalazku jako napełniacz zawiera addukt hydrolizatu enzymatycznego, kwasowego lub alkalicznego keratyny sierści bydlęcej i stearyny, otrzymany sposobem opisanym wyżej, w ilości 12 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku.
Przy sporządzaniu mieszanki addukt kwasowy, alkaliczny lub enzymatyczny keratyny i stearyny najpierw miesza się z tlenkiem cynku, a następnie z pozostałymi składnikami mieszanki kauczukowej.
Napełniacz uzyskany sposobem według wynalazku, dodany do mieszanki kauczukowej karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego powoduje, że uzyskane wulkanizaty charakteryzują się dobrą odpornością termiczną, w porównaniu z wulkanizatami bez napełniacza, zwiększoną wytrzymałością na rozciąganie, wyższą twardością, a nadto zwiększoną podatnością na działanie mikroorganizmów glebowych, zmierzającą do szybszego biorozkładu wulkanizatów po okresie ich użytkowania.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I
Keratynę, wydzieloną ze ścieków przemysłu garbarskiego pochodzących z procesu odwłaszania skór z zachowaniem struktury włosa, przemyto wodą, wysuszono i rozdrobniono na sicie o średnicy oczek d = 0,1 mm. Następnie otrzymaną keratynę poddano hydrolizie enzymatycznej polegającej
PL 214 486 B1 na tym, że keratynę wpierw ogrzewano w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego (NaOH) użytym w ilości 16,7 ml na 1 g keratyny, w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny i po ustaleniu pH środowiska = 9 za pomocą 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego (H2SO4), wprowadzono enzym proteolityczny (Novo Unhairing Enzyme NUE 12 MP) w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C w czasie 3 godzin, po czym uzyskany produkt suszono w temperaturze 50°C. Wydajność procesu wynosiła 87,8%. Uzyskany produkt sproszkowano i poddano inkubacji ze stearyną techniczną użytą w ilości 2 części wagowe na 10 części wagowych hydrolizatu, w temperaturze 50°C uzyskując w ten sposób addukt enzymatycznego hydrolizatu keratyny i stearyny, który zastosowano jako napełniacz mieszanki kauczukowej karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (kauczuk XNBR).
Przygotowano mieszankę kauczukową o składzie w częściach wagowych: kauczuk XNBR - 100,0 części, przygotowany wcześniej napełniacz - 12,0 części, tlenek cynku (ZnO) - 5,0 części, siarka - 2,5 części, disiarczek 2,2'-dibenzotiazolu (MBTS) - 1,5 części.
Przygotowując mieszankę najpierw addukt keratyny i stearyny wymieszano z ZnO, a następnie z pozostałymi składnikami mieszanki. Składniki mieszanki zmieszano za pomocą walcarki, po czym sporządzoną mieszankę zwulkanizowano w temperaturze 150°C.
Uzyskany wulkanizat charakteryzował się wytrzymałością na rozciąganie 11,6 MPa, wydłużeniem względnym w chwili zerwania 336%, 54% wzrostem odporności na starzeni termiczne w porównaniu z wulkanizatem bez napełniacza oraz twardością wg Shore'a A: 59,8 [IHRD]. Po analizie mikrobiologicznej (inkubacja próbek wulkanizatów w glebie uniwersalnej) wytrzymałość spadła o 18%.
P r z y k ł a d II
Keratynę, wydzieloną ze ścieków przemysłu garbarskiego pochodzących z procesu odwłaszania skór z zachowaniem struktury włosa, przemyto wodą, wysuszono i rozdrobniono na sicie o średnicy oczek d = 0,1 mm. Następnie otrzymaną keratynę poddano hydrolizie kwasowej 3 M roztworem wodnym H2SO4 użytym w ilości 5 ml na 1 g keratyny, w temperaturze 105°C w czasie 3 godzin, po czym środowisko reakcji zobojętniono 1 M roztworem wodnym NaOH użytym w ilości 29 ml na 1 g keratyny, odparowano na ewaporatorze rotacyjnym w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszono w temperaturze 50°C. Wydajność procesu wynosiła 72,5%. Uzyskany produkt sproszkowano i poddano inkubacji ze stearyną techniczną użytą w ilości 2 części wagowe na 10 części wagowych hydrolizatu w temperaturze 50°C uzyskując w ten sposób addukt hydrolizatu kwasowego keratyny i stearyny, który zastosowano jako napełniacz mieszanki kauczukowej kauczuku XNBR.
Przygotowano mieszankę kauczukową o składzie w częściach wagowych: kauczuk XNBR - 100,0 części, przygotowany wcześniej napełniacz - 12,0 części,
ZnO - 5,0 części, siarka - 2,5 części,
MBTS - 1,5 części.
Przygotowując mieszankę i wulkanizat postępowano jak w przykładzie I.
Uzyskany wulkanizat charakteryzował się wytrzymałością na rozciąganie 10,6 MPa, wydłużeniem względnym w chwili zerwania 328%, wzrostem odporności na starzenie termiczne 60% w porównaniu z wulkanizatem bez napełniacza oraz twardością wg Shore'a A: 58,9 [IHRD]. Po analizie mikrobiologicznej (inkubacja próbek wulkanizatów w glebie uniwersalnej) wytrzymałość spadła o 18%.
P r z y k ł a d III
Keratynę, wydzieloną ze ścieków przemysłu garbarskiego pochodzących z procesu odwłaszania skór z zachowaniem struktury włosa, przemyto wodą, wysuszono i rozdrobniono na sicie o średnicy oczek d = 0,1 mm. Następnie otrzymaną keratynę poddano hydrolizie alkalicznej 1 M roztworem wodnym NaOH użytym w ilości 30 ml na 1 g keratyny, w temperaturze 60°C w czasie 1 godziny, po czym środowisko reakcji zobojętniono 1 M roztworem wodnym kwasu solnego (HCl), hydrolizat odparowano na ewaporatorze rotacyjnym w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszono w temperaturze 50°C. Wydajność procesu wynosiła 84,0%. Uzyskany produkt sproszkowano i poddano inkubacji ze stearyną techniczną użytą w ilości 2 części wagowe na 10 części wagowych hydrolizatu, w temperaturze 50°C uzyskując w ten sposób addukt hydrolizatu alkalicznego keratyny i stearyny, który zastosowano jako napełniacz mieszanki kauczukowej kauczuku XNBR.
PL 214 486 B1
Przygotowano mieszankę kauczukową o składzie w częściach wagowych: kauczuk XNBR - 100,0 części, przygotowany wcześniej napełniacz - 12,0 części,
ZnO - 5,0 części,
Siarka - 2,5 części,
MBTS - 1,5 części.
Przygotowując mieszankę i wulkanizat postępowano jak w przykładzie I.
Uzyskany wulkanizat charakteryzował się wytrzymałością na rozciąganie 10,4 MPa i wydłużeniem względnym w chwili zerwania 339%, 40% wzrostem odporności na starzenie termiczne w porównaniu z wulkanizatem bez napełniacza oraz twardością wg Shore'a A: 59,5 [IHRD]. Po analizie mikrobiologicznej (inkubacja próbek wulkanizatów w glebie uniwersalnej) wytrzymałość spadła o 30%.
Claims (6)
1. Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, znamienny tym, że keratynę sierści bydlęcej przemywa się wodą, suszy i rozdrabnia na sicie, po czym poddaje hydrolizie enzymatycznej, kwasowej, lub alkalicznej, a produkt hydrolizy, po wysuszeniu w temperaturze 50°C i sproszkowaniu, poddaje się inkubacji ze stearyną techniczną użytą w ilości 2 części wagowych na 10 części wagowych hydrolizatu, w temperaturze 50°C w czasie 1 godziny.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako keratynę sierści bydlęcej korzystnie używa się keratynę wydzieloną ze ścieków garbarskich pochodzących z procesu wapnienia połączonego z odwłaszaniem skór bydlęcych z zachowaniem struktury włosa.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydroliza enzymatyczna keratyny korzystnie polega na ogrzewaniu keratyny w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustaleniu pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzeniu enzymu proteolitycznego użytego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydroliza kwasowa keratyny korzystnie polega na działaniu na keratynę 3 M roztworem wodnym kwasu siarkowego w temperaturze 105°C w czasie 3 godzin, następnie na zobojętnieniu środowiska reakcji 1 M roztworem wodnym wodorotlenku sodowego, odparowaniu hydrolizatu w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydroliza alkaliczna keratyny korzystnie polega na działaniu na keratynę 1 M roztworem wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 60°C w czasie 1 godziny, następnie zobojętnieniu środowiska reakcji 1 M roztworem wodnym kwasu solnego, odparowaniu hydrolizatu w temperaturze 50°C przy ciśnieniu 93 hPa oraz suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
6. Mieszanka kauczukowa karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, zawierająca na 100 części wagowych kauczuku 2,5 części wagowych siarki, 1,5 części wagowych przyspieszacza w postaci disiarczku 2,2'-dibenzotiazolu, 5 części wagowych aktywatora w postaci tlenku cynku oraz napełniacz, znamienna tym, że jako napełniacz zawiera addukt hydrolizatu enzymatycznego, kwasowego lub alkalicznego keratyny sierści bydlęcej i stearyny, otrzymany sposobem określonym zastrzeżeniami 1-4, w ilości 12 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392588A PL214486B1 (pl) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392588A PL214486B1 (pl) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392588A1 PL392588A1 (pl) | 2012-04-10 |
| PL214486B1 true PL214486B1 (pl) | 2013-08-30 |
Family
ID=46002722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392588A PL214486B1 (pl) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL214486B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL448551A1 (pl) * | 2024-05-14 | 2025-11-17 | Politechnika Łódzka | Kompozycja elastomerowa na bazie kauczuku naturalnego na wyroby gumowe o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach użytkowych oraz sposób wytwarzania tej kompozycji |
-
2010
- 2010-10-05 PL PL392588A patent/PL214486B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL448551A1 (pl) * | 2024-05-14 | 2025-11-17 | Politechnika Łódzka | Kompozycja elastomerowa na bazie kauczuku naturalnego na wyroby gumowe o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach użytkowych oraz sposób wytwarzania tej kompozycji |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL392588A1 (pl) | 2012-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sinkiewicz et al. | Solubilization of keratins and functional properties of their isolates and hydrolysates | |
| Sharma et al. | An efficient conversion of waste feather keratin into ecofriendly bioplastic film | |
| Adelere et al. | Degradation of keratin biomass by different microorganisms | |
| de Menezes et al. | Industrial sustainability of microbial keratinases: production and potential applications | |
| Anbesaw | Bioconversion of keratin wastes using keratinolytic microorganisms to generate value‐added products | |
| Suphatharaprateep et al. | Production and properties of two collagenases from bacteria and their application for collagen extraction | |
| WO2015028701A1 (en) | Microbiological keratin processing | |
| Kshetri et al. | Keratinolytic activities of alkaliphilic Bacillus sp. MBRL 575 from a novel habitat, limestone deposit site in Manipur, India | |
| JP6161190B2 (ja) | 耐熱性ケラチナーゼ酵素、その製造方法、およびそれをコードするｄｎａ | |
| CN103069014A (zh) | 皮和兽皮的酶法脱毛 | |
| Derhab et al. | Thermostable keratinase from Bacillus cereus L10: optimization and some potential biotechnological applications | |
| Tuysuz et al. | Bioconversion of waste sheep wool to microbial peptone by Bacillus licheniformis EY2 | |
| Rajabinejad et al. | PRACTICAL WAYS OF EXTRACTING KERATIN FROM KERATINOUS WASTES AND BY-PRODUCTS: A REVIEW. | |
| Nad et al. | Valorization of feather waste by microbial enzymatic activity: bioconversion, production and application | |
| Alshehri et al. | Bio-plastic Films Production from Feather Waste Degradation by Keratinolytic Bacteria Bacillus cereus. J Pure Appl Microbiol 2021; 15 (2): 681-8 | |
| Latafat et al. | Biological degradation of keratin by microbial keratinase for effective waste management and potent industrial applications | |
| Kaewsalud et al. | Hydrothermal–enzymatic process for the bio‐valorization of keratin wastes by thermostable keratinase from Thermoactinomyces vulgaris TK1‐21 | |
| Purchase | Microbial keratinases: characteristics, biotechnological applications and potential | |
| PL214486B1 (pl) | Sposób otrzymywania napełniacza mieszanki kauczukowej (54) karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego oraz mieszanka kauczukowa zawierająca ten napełniacz | |
| Chen et al. | Conversion of tannery waste into value-added products | |
| Thadiyan et al. | Keratinase and its diverse applications | |
| PL238428B1 (pl) | Mieszanka kauczukowa karboksylowanego kauczuku butadienowo- akrylonitrylowego | |
| PL238429B1 (pl) | Napełniacz mieszanki kauczuku butadienowo-styrenowego oraz sposób otrzymywania proekologicznej kompozycji elastomerowej kauczuku butadienowo-styrenowego zawierającej ten napełniacz | |
| Mukhtar et al. | Isolation and screening of keratinase producing bacteria from soil | |
| Siddiqui et al. | Biological degradation of keratin by microbial keratinase for effective waste management and potent industrial applications |