PL217819B1

PL217819B1 - Sposób wytwarzania biodegradowalnego tworzywa polimerowego

Info

Publication number: PL217819B1
Application number: PL391613A
Authority: PL
Inventors: Rafał Malinowski; Krzysztof Bajer; Janusz Dzwonkowski; Zbigniew Florjańczyk; Andrzej Plichta; Maciej Dębowski; Sebastian Richert
Original assignee: Inst Inżynierii Materiałów Polimerowych I Barwników
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2014-08-29
Also published as: PL391613A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnego tworzywa polimerowego, mającego zastosowanie jako materiał wyjściowy, zwłaszcza do wytwarzania sztywnych folii, przeznaczonych do otrzymywania w procesie termoformowania opakowań produktów spożywczych, które składowane po okresie użytkowym ulegają procesowi biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego. Mieszaninę polimerów biodegradowalnych, w stosunku wagowym 80% do 98% wysuszonego w temperaturze 60-80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79000 oraz zawierającego 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L), 2% do 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15000, 2% do 20% syntetycznego poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO), 1% do 3% kopoliestru zawierającego segmenty łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie molowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11, wprowadza się do strefy zasilania wytłaczarki ślimakowej, w której układzie uplastyczniającym miesza się i poddaje działaniu sił ścinających, po czym ujednorodnioną i uplastycznioną mieszaninę przy użyciu próżni odgazowuje się i przetłacza do głowicy wytłaczarskiej, a następnie chłodzi się i wytwarza w znany sposób granulat biodegradowalnego tworzywa polimerowego lub formuje się żądany wyrób polimerowy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnego tworzywa polimerowego mającego zastosowanie jako materiał wyjściowy zwłaszcza do wytwarzania sztywnych folii, przeznaczonych do otrzymywania w procesie termoformowania opakowań produktów spożywczych, które składowane po okresie użytkowym ulegają procesowi biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego.

Znane są z opisu patentowego EP 1311582 biodegradowalne tworzywa polimerowe i sposób ich przetwarzania. W opisie patentowym przedstawiono biodegradowalne tworzywa polimerowe przeznaczone do wytwarzania sztywnych lub elastycznych wyrobów ulegających procesowi biodegradacji. Opis zawiera charakterystykę właściwości fizykochemicznych, reologicznych, przetwórczych i użytkowych biodegradowalnych tworzyw polimerowych takich jak: polilaktyd (PLA), poliesteramid (BAK), alifatyczno-aromatyczne poliestery (Ecoflex, EASTAR BIO), polikaprolakton (PCL), poli(kwas hydroksymasłowy) (PHB), skrobia termoplastyczna (TPS). Przedstawiono także plastyfikatory służące do wytwarzania biodegradowalnych kompozytów polimerowych o polepszonych właściwościach. Do głównych plastyfikatorów zaliczono: olej sojowy, olej castrol, dodatki handlowe typu TWEEN, poliglikol etylenu, polimery o niskim średnim ciężarze cząsteczkowym. Także przedstawiono sposób wytwarzania biodegradowalnych tworzyw polimerowych stanowiących w różnych konfiguracjach mieszaniny surowców w stosunku wagowym 58% do 94,84% Biomax 6926, 5% do 24% Ecoflex-F, 30% do 50% skrobi termoplastycznej, 15% polilaktydu, 60% poliester amidu, 3,6% do 6,6% talku, 10% do 15% kredy, 0,16% SiO2.Tworzywa wytwarzano przy użyciu wytłaczarki jednoślimakowej o długości ślimaka L/D 24 zawierającego dodatkowo końcówkę mieszającą typu Maddock, gdzie D oznacza średnicę ślimaka. Według tego wynalazku poszczególne składniki mieszaniny dozowano bezpośrednio do pierwszej strefy wytłaczarki po czym wytwarzano wyrób w postaci folii rękawowej.

Znany jest także z opisu patentowego PL 159692 sposób wytwarzania polimerów laktydu. Wytwarzanie polimerów laktydu prowadzi się na drodze polimeryzacji w stopie monomeru lub rozpuszczalnika w temperaturze 323-423K w obecności acrtyloacetonianu glinu.

Znany jest również z opisu patentowego PL 192638 sposób wytwarzania alifatyczno-aromatycznych poliestrów rozkładalnych biologicznie. Sposób polega na wytworzeniu w pierwszym etapie poliestru A zawierającego: składnik kwasowy zawierający 20-95% molowych co najmniej jednego alifatycznego lub cykloalifatycznego kwasu dikarboksylowego lub jego pochodnej tworzącej ester, 5-80% molowych co najmniej jednego aromatycznego kwasu dikarboksylowego lub jego pochodną tworzącą ester, co najmniej jeden związek dihydroksylowy lub co najmniej jeden aminoalkohol albo ich mieszaninę, a w drugim etapie poliester A poddaje się reakcji z mieszaniną B zawierającą: 45-80% wagowych co najmniej jednego izocyjanuranu z jednym pierścieniem lub co najmniej jednego związku zawierającego dwie grupy funkcyjne, które mogą reagować z końcowymi grupami poliestru A, 13-25% wagowych co najmniej jednego izocyjanuranu z dwoma pierścieniami lub co najmniej jednego związku zawierającego trzy grupy funkcyjne które mogą reagować z końcowymi grupami poliestru A, 5-12% wagowych co najmniej jednego izocyjanuranu z trzema pierścieniami lub co najmniej jednego związku zawierającego cztery grupy funkcyjne które mogą reagować z końcowymi grupami poliestru A, 2-18% wagowych co najmniej jednego izocyjanuranu z czterema lub większą liczbą pierścieni, przy czym poddaje się reakcji 95-99,9% molowych poliestru A i 0,01-5% molowych mieszaniny B.

Sposób wytwarzania biodegradowalnego tworzywa polimerowego według wynalazku polega na tym, że mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym od 80% do 98% wysuszonego w temperaturze 60-80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i od 2% do 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 lub od 2% do 20% syntetycznego poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) z ewentualnym dodaniem od 1% do 3% kopoliestru zawierającego segmenty łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie molowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11 względem całkowitej masy mieszaniny dwóch polimerów biodegradowalnych PLA i PBAT 1 lub PLA i PBAT 2, wprowadza się do strefy zasilania wytłaczarki ślimakowej, w której układzie uplastyczniającym miesza się i poddaje się działaniu sił ścinających, po czym ujednorodnioną i uplastycznioną mieszaninę przy użyciu próżni odgazowuje się i przetłacza się do głowicy wytaczarskiej, a następnie chłodzi się i wytwarza się

PL 217 819 B1 w znany sposób granulat biodegradowalnego tworzywa polimerowego lub formuje się żądany wyrób polimerowy. Proces prowadzi się korzystnie w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej o L/D 40 i D=20 mm. Proces prowadzi się przy szybkości obrotowej ślimaków korzystnie w zakresie od 150 do 250 obr/min. Proces prowadzi się w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej korzystnie w zakresie 140 do 180°C oraz przy odgazowaniu swobodnym i wymuszonym przy próżni korzystnie w zakresie 0,6 do 0,9 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy wytłaczarki, po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze korzystnie w zakresie 30 do 34°C. Składniki mieszaniny polimerowej dozuje się korzystnie przy pomocy dozowników grawimetrycznych do leja zasypowego dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej.

Wytworzone sposobem według wynalazku biodegradowalne tworzywo polimerowe ulega procesowi całkowitej biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, co jest korzystne dla środowiska naturalnego. Zmiany we właściwościach mechanicznych wytworzonego tworzywa polimerowego następują już po 7 dniach biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego.

Wyniki badań mechanicznych przy statycznym rozciąganiu wybranych próbek badawczych poddanych procesowi biodegradacji w czasie 7 dni (indeksem „°”oznaczono właściwości mechaniczne przy statycznym rozciąganiu próbek przed procesem biodegradacji) zawiera niniejsza tabela.

Próbka	Moduł Sprężystości wzdłużnej [MPa]	Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]	Naprężenie przy zerwaniu [MPa]	Wydłużenie względne przy zerwaniu [%]
PLA/PBAT 1° 80/20	1 836	47	44	5.5
PLA/PBAT 1 80/20	1 801	40	40	3.0
PLA/PBAT 2° 95/5	2 268	72	70	4.8
PLA/PBAT 2 95/5	2 530	66	66	3.6
PLA/PBAT 2° 80/20	1 830	40	40	3.1
PLA/PBAT 2 80/20	1 889	33	32	2.4

Po 42 dniach inkubacji w kompoście wytworzone tworzywo polimerowe ulega całkowitej dezintegracji. Wytworzone według wynalazku biodegradowalne tworzywo polimerowe wykazuje korzystne właściwości przetwórcze o czym świadczy spadek podstawowych parametrów przetwórczych takich jak moment obrotowy na wałach ślimaków wytłaczarki i zużycie energii napędu ślimaków, a także temperatura tworzywa w głowicy i ciśnienie tworzywa w głowicy. Dodatek 5% PBAT 1 lub PBAT 2 do osnowy polimerowe PLA obniża moment obrotowy na wałach ślimaków wytłaczarki o 7% i zużycie energii napędu ślimaków o 3%, a także obniża temperaturę tworzywa w głowicy o 3% i ciśnienie tworzywa w głowicy o 8%, natomiast dodatek 20% PBAT 1 lub PBAT 2 do osnowy polimerowej PLA obniża moment obrotowy na wałach ślimaków wytłaczarki o 40% i zużycie energii napędu ślimaków o 43%, a także obniża temperaturę tworzywa w głowicy o 4% i ciśnienie tworzywa w głowicy o 54%.

Wytworzone sposobem według wynalazku biodegradowalne tworzywo polimerowe wykazuje korzystne właściwości mechaniczne podczas zginania trzypunktowego. Na podstawie uzyskanych wyników badań zginania trzypunktowego stwierdzono, że próbki badawcze z dodatkiem PBAT 1 lub PBAT 2 nie ulegają złamaniu w obszarze pomiarowym tj. do maksymalnego ugięcia równego 18 mm, co świadczy o korzystnym ich wpływie na właściwości odkształceniowe. Ponadto ewentualne zastosowanie od 1% do 3% kopoliestru zawierającego segmenty łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie molowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11 względem całkowitej masy mieszaniny dwóch polimerów biodegradowalnych, tj. PLA i PBAT 1 lub PLA i PBAT 2 zapewnia właściwą kompatybilność składników mieszaniny, tj. PLA i PBAT 1 lub PLA i PBAT 2, co przekłada się na lepszą jakość wyrobu końcowego.

Na Fig. 1 zilustrowano zależność siły (F) od ugięcia (s) podczas badania mechanicznego przy zginaniu trzypun ktowym (PLA - polilaktyd, LE5 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 95/5, LE5 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 90/10, LE20 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 80/20, LB5 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 95/5, LB10 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 90/10, LB20 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 80/20).

PL 217 819 B1

Poza tym zaobserwowano korzystny wpływ PBAT 1 i PBAT 2 w osnowie polimerowej PLA na udarność wg Charpy'ego, która wzrosła o 93% i 53% odpowiednio dla 20% dodatku PBAT 1 i PBAT 2.

Na Fig. 2 przedstawiono wyniki badań udarności (a) (1 - polilaktyd, 2 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 95/5, 3 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 90/10, 4 - mieszanina PLA/PBAT 2 w stosunku wagowym 80/20, 5 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 95/5, 6 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 90/10, 7 - mieszanina PLA/PBAT 1 w stosunku wagowym 80/20).

Przedmiot wynalazku objaśniają bliżej poniższe przykłady, nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d I

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 98% wysuszonego w temperaturze 60°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 2% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 250 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,8 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 34°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d II.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 95% wysuszonego w temperaturze 65°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 5% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 250 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,8 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 34°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d III.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 90% wysuszonego w temperaturze 80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 10% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 250 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,8 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 33°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d IV.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 80% wysuszonego w temperaturze 75°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 200 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego

PL 217 819 B1 oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,8 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 32°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d V.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 95% wysuszonego w temperaturze 70°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 5% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftaIanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 150 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 155°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 180°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,6 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 32°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d VI.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 90% wysuszonego w temperaturze 80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 10% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 150 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 155°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 180°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,6 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 31°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d VII.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 80% wysuszonego w temperaturze 78°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 150 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 155°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 180°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,6MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 34°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d VIII.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 80% wysuszonego w temperaturze 66°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) z dodaniem 1% kopoliestru zawierającego segmenty

PL 217 819 B1 łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie molowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11 względem całkowitej masy mieszaniny dwóch polimerów biodegradowalnych, tj. PLA i PBAT 2, wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 250 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,7 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 34°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d IX.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 80% wysuszonego w temperaturze 60°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO) z dodaniem 3% kopoliestru zawierającego segmenty łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie molowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11 względem całkowitej masy mieszaniny dwóch polimerów biodegradowalnych, tj. PLA i PBAT 2, wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 230 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,9 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 34°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

P r z y k ł a d X.

Mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym 98% wysuszonego w temperaturze 80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 oraz zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i 2% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 wprowadza się za pomocą dozowników grawimetrycznych do strefy zasilania dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej wyposażonej w głowicę trójotworową i miesza się oraz poddaje działaniu sił ścinających przy szybkości obrotowej ślimaków 250 obr/min. i w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy wytłaczarskiej 140°C (pierwsza strefa układu uplastyczniającego cylindra), 160°C (kolejne strefy układu uplastyczniającego oraz głowica wytłaczarska). Ujednorodnioną w ten sposób mieszaninę odgazowuje się swobodnie w sposób wymuszony przy próżni 0,6 MPa. Odgazowaną mieszaninę przetłacza się do głowicy trójotworowej wytłaczarki po czym po wyjściu z tej głowicy intensywnie się chłodzi w strumieniu powietrza o temperaturze 30°C, a następnie wytwarza się w znany sposób granulat tworzywa polimerowego.

Claims

1. Sposób wytwarzania biodegradowalnego tworzywa polimerowego ulegającego biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, znamienny tym, że mieszaninę dwóch polimerów biodegradowalnych w stosunku wagowym od 80% do 98% wysuszonego w temperaturze 60-80°C i w czasie 4 godzin polilaktydu (PLA) o średnim ciężarze cząsteczkowym 79 000 zawierającym 3,5% merów (D) i 96,5% merów (L) i od 2% do 20% poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 1) o średnim ciężarze cząsteczkowym 15 000 lub od 2% do 20% syntetycznego poli(adypinianu butylenu-co-tereftalanu butylenu) (PBAT 2) o średnim ciężarze cząsteczkowym 7 000 otrzymanego na drodze syntezy laboratoryjnej poprzez transestryfikację polimerów: poli(adypinianu 1,4-butylenu) (PBA) i poli(tereftalanu 1,4-butylenu) (PBT) wobec 1,4-butanodiolu (BDO), do której ewentualnie dodaje się od 1% do 3% kopoliestru zawierającego segmenty łańcuchów polimerowych PLA i PBAT o składzie moPL 217 819 B1 lowym i wagowym odpowiednio 92/8 i 89/11 względem całkowitej masy mieszaniny dwóch polimerów biodegradowalnych PLA i PBAT 1 lub PLA i PBAT 2, po czym mieszaninę wprowadza się do strefy zasilania wytłaczarki ślimakowej, w której układzie uplastyczniającym miesza się i poddaje się działaniu sił ścinających, po czym ujednorodnioną i uplastycznioną mieszaninę przy użyciu próżni odgazowuje się i przetłacza sie do głowicy wytłaczarskiej, a następnie chłodzi się i wytwarza się w znany sposób granulat biodegradowalnego tworzywa polimerowego lub formuje się żądany wyrób polimerowy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się korzystnie w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej o L/D 40 i D=20 mm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się korzystnie przy szybkości obrotowej ślimaków w zakresie 150 do 250 obr/min.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się korzystnie w temperaturze układu uplastyczniającego cylindra i głowicy w zakresie 140 do 180°C.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się korzystnie przy odgazowaniu swobodnym i wymuszonym przy próżni w zakresie 0,6 do 0,9 MPa.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się korzystnie w temperaturze intensywnego chłodzenia wytłoczyny w zakresie 30 do 34°C.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składniki mieszaniny polimerowej dozuje się do leja zasypowego dwuślimakowej wytłaczarki współbieżnej korzystnie przy pomocy dozowników grawimetrycznych.