PL225010B1 - Polyethylene composite with bactericidal properties - Google Patents
Polyethylene composite with bactericidal propertiesInfo
- Publication number
- PL225010B1 PL225010B1 PL404664A PL40466413A PL225010B1 PL 225010 B1 PL225010 B1 PL 225010B1 PL 404664 A PL404664 A PL 404664A PL 40466413 A PL40466413 A PL 40466413A PL 225010 B1 PL225010 B1 PL 225010B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- composite
- polyethylene
- poss
- weight
- matrix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt polietylenu o właściwościach bakteriobójczych. Osnowę polimerową kompozytu stanowi polietylen, a czynnik bakteriobójczy stanowi krzemian miedzi zmodyf ikowany wielościennym oligomerycznym silseskwioksanem, mający zastosowanie w produkcji specja lnego rodzaju opakowań do przemysłu spożywczego oraz medycznego.The subject of the invention is a polyethylene composite with bactericidal properties. The polymer matrix of the composite is polyethylene, and the bactericidal agent is copper silicate modified with polyhedral oligomeric silsesquioxane, used in the production of a special type of packaging for the food and medical industry.
Wytwarzanie kompozytów zalicza się do fizycznej modyfikacji polimerów i ma na celu oprac owanie materiału o ściśle zaplanowanych/określonych właściwościach. Głównym celem wytwarzania materiałów kompozytowych jest poprawa jego właściwości mechanicznych, cieplnych, przetwórczych itp. Jednym z kierunków obecnie prowadzonych prac badawczych jest poszukiwanie materiałów polimerowych o właściwościach bakteriobójczych, których zastosowaniem zainteresowany jest między innymi przemysł spożywczy i opakowaniowy, przemysł farmaceutyczny oraz przemysł samochodowy (środki transportu publicznego).The production of composites is a physical modification of polymers and is aimed at developing a material with strictly planned / defined properties. The main goal of the production of composite materials is to improve its mechanical, thermal, processing properties, etc. One of the directions of research currently being carried out is the search for polymeric materials with bactericidal properties, the use of which is interested, among others, in the food and packaging industry, the pharmaceutical industry and the automotive industry (means of transport public).
W literaturze światowej brak jest doniesień na temat kompozytów poliolefin, w których czynnikiem bakteriobójczym jest modyfikowany za pomocą nanonapełniacza typu wielościenny oligom eryczny silseskwioksan, krzemian miedzi (CuO-SiO2).In the world literature, there are no reports on polyolefin composites in which the bactericidal agent is modified with a polyhedral oligomeric silsesquioxane, copper silicate (CuO-SiO 2 ) nanofiller.
Najczęściej stosowanym napełniaczem polimerowym o właściwościach bakteriobójczych jest obecnie nanosrebro, jednak cena tego typu napełniacza oraz wytworzonego przy jego użyciu kompozytu jest bardzo wysoka. W literaturze światowej opisywany jest dodatek srebra w postaci nanosrebra do produkcji opakowań do kontaktu z żywnością. Jednakże w publikacji z 2011 roku, w czasopiśmie Food Additives and Contaminants H. Song i inni, w artykule pod tytułem „Migration of silver from nanosilver-polyethylene composite packaging into food stimulants” dowiedli, że nanosrebro dodawane do kompozytów polimerowych, może przedostawać się z wytworzonych w ten sposób opakowań do jedzenia i picia. W konsekwencji doprowadzać to może do kumulowania się srebra w ludzkim ciele i powodować bardzo ciężkie choroby.The most commonly used polymeric filler with bactericidal properties is currently nanosilver, but the price of this type of filler and the composite produced with it is very high. The world literature describes the addition of silver in the form of nanosilver for the production of food contact packaging. However, in a 2011 publication in the journal Food Additives and Contaminants, H. Song et al. In an article titled "Migration of silver from nanosilver-polyethylene composite packaging into food stimulants" proved that nanosilver added to polymer composites can leak from the food and drink packages thus produced. As a consequence, it can lead to the accumulation of silver in the human body and cause very serious diseases.
W literaturze jako napełniacz o właściwościach bakterio- oraz grzybobójczych często opisywany jest tlenek miedzi. Tak na przykład w 2005 roku w czasopiśmie Chemistry of Materials, N. Cioffi i inni w artykule pod tytułem „Copper nanoparticle/polymer composites with antifungal and bacteriostatic properties” opisał zalety kompozytu miedzi z polimerem, który charakteryzował się bardzo dobrymi właściwościami antybakteryjnymi w stosunku do bakterii E. Coli oraz Staph. aureus. Minusem stosowania czystego tlenku miedzi, opisanego w zacytowanej publikacji, jest wysoki koszt otrzymywania czystego napełniacza jak również brak jego związania w osnowie.In the literature, copper oxide is often described as a filler with bactericidal and fungicidal properties. For example, in 2005 in the journal Chemistry of Materials, N. Cioffi et al. In an article entitled "Copper nanoparticle / polymer composites with antifungal and bacteriostatic properties" described the advantages of a copper-polymer composite, which was characterized by very good antibacterial properties in relation to bacteria E. Coli and Staph. aureus. The disadvantage of using pure copper oxide, described in the cited publication, is the high cost of obtaining a pure filler as well as the lack of its bonding in the matrix.
Właściwości antybakteryjne kompozytu polimerowego z zastosowaniem krzemianu miedzi jako napełniacza opisane zostały po raz pierwszy w 2012 w czasopiśmie Bioelectrochemistry przez M. Nowacką i innych. Autorzy w artykule pod tytułem „Electrokinetic and bioactive properties of CuO-SiO2 oxide composites” opisali właściwości kompozytów wytworzonych z żywic poliestrowych i krzemianu miedzi. Do badań bakteriobójczych użyli szczepu Pseudomonas Aeruginosa. Wytworzone kompozyty odznaczały się właściwościami bakteriobójczymi w każdym zakresie zastosowanej ilości napełniacza.The antibacterial properties of a polymer composite with the use of copper silicate as a filler were first described in 2012 in the journal Bioelectrochemistry by M. Nowacka et al. In the article entitled "Electrokinetic and bioactive properties of CuO-SiO 2 oxide composites", the authors described the properties of composites made of polyester resins and copper silicate. They used a strain of Pseudomonas Aeruginosa for bactericidal studies. The produced composites were characterized by bactericidal properties in every range of the amount of filler used.
Dotychczas nie opisano w literaturze antybakteryjnych cech kompozytu polimerowego z zastosowaniem krzemianu miedzi modyfikowanego nanonapełniaczem typu wielościenny oligomeryczny silseskwioksan.So far, no antibacterial properties of a polymer composite with the use of copper silicate modified with nanofill of polyhedral oligomeric silsesquioxane have been described in the literature.
Istotą wynalazku jest kompozyt polimerowy o właściwościach bakteriobójczych, charakteryzujący się tym, że kompozyt stanowi osnowa i wypełnienie, przy czym osnowa jest korzystnie z polietyl enu, a napełnienie stanowi krzemian miedzi modyfikowany nanonapełniaczem typu monohydroksypropylodimetylosiloksyheptaizobutylosilseskwioksanem POSS o wzorzeThe essence of the invention is a polymer composite with bactericidal properties, characterized in that the composite is a matrix and a filling, the matrix is preferably made of polyethylene, and the filling is copper silicate modified with a nanofiller of the monohydroxypropyl dimethylsiloxyheptaisobutylsilsesquioxane POSS of the formula
PL 225 010 B1 którego zawartość stanowi od 0,1 do 40% wagowych, korzystnie od 2 do 8% wagowych, przy czym ilość nanonapełniacza typu POSS zastosowana do modyfikacji wynosi w stosunku do krzemianu miedzi od 0,1 do 50 części wagowych, korzystnie od 1 do 15 części wagowych.The content of which is from 0.1 to 40% by weight, preferably from 2 to 8% by weight, the amount of POSS nanofiller used for the modification, based on the copper silicate, from 0.1 to 50 parts by weight, preferably from 1 to 15 parts by weight.
Korzystnym jest, gdy osnową polietylenową są: polietylen o ultra małej gęstości - PE-ULD lub polietylen liniowy o małej gęstości - PE-LLD, lub polietylen średniej gęstości - PE-MD, lub polietylen o dużej gęstości - PE-HD, lub polietylen o dużym ciężarze cząsteczkowym i dużej gęstości - PE-HD HMW, lub polietylen o ultra dużym ciężarze cząsteczkowym - PE-UHMW, lub polietylen metalocenowy - mPE, lub ich mieszaniny.Preferably, the polyethylene matrix is: ultra-low-density polyethylene - PE-ULD or linear low-density polyethylene - PE-LLD, or medium-density polyethylene - PE-MD, or high-density polyethylene - PE-HD, or polyethylene with high molecular weight and high density - PE-HD HMW, or ultra high molecular weight polyethylene - PE-UHMW, or metallocene polyethylene - mPE, or mixtures thereof.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and operational effects were obtained:
- wytworzone kompozyty można przetwarzać standardowymi technikami stosowanymi obecnie w przetwórstwie tworzyw sztucznych (wytłaczanie, wtryskiwanie itp.);- the produced composites can be processed with standard techniques currently used in plastics processing (extrusion, injection, etc.);
- kompozyty charakteryzują się właściwościami bakteriobójczymi w stosunku do bakterii Pseudomonas aeruginosa;- composites are characterized by bactericidal properties against the bacteria Pseudomonas aeruginosa;
- wytworzone kompozyty wykazują poprawę właściwości mechanicznych w stosunku do wejściowego materiału polimerowego (polietylen), między innymi: moduł Younga, wytrzymałość, twardość Shore'a;- the produced composites show an improvement in mechanical properties in relation to the input polymer material (polyethylene), including: Young's modulus, strength, Shore hardness;
- możliwość wielokrotnego przetwarzania - recykling materiałowy;- possibility of multiple processing - material recycling;
- utylizacja na drodze recyklingu energetycznego;- utilization through energy recycling;
- bezodpadowa produkcja - wszystkie powstające w trakcie wytwarzania końcowego produktu braki można bowiem zawracać do procesu technologicznego;- waste-free production - all shortages arising during the production of the final product can be returned to the technological process;
- bezpośrednio do układu zasypowego wytłaczarki i poddać ponownemu przetwórstwu;- directly to the extruder charging system and recycle;
- szerokie możliwości zastosowań:- wide application possibilities:
przemysł opakowaniowy, przemysł spożywczy, przemysł samochodowy, przemysł medyczny.packaging industry, food industry, automotive industry, medical industry.
Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia zależność modułu Younga, kompozytów o właściwościach bakteriobójczych powstałych na osnowie PE-LD, od % wag. zawartości napełniacza (CuO-SiO2-iBu POSS), fig. 2 przedstawia zależność wydłużenia, kompozytów o właściwościach bakteriobójczych powstałych na osnowie PE-LD, od % wag. zawartości napełniacza (CuO-SiO2-iBu POSS), fig. 3 przedstawia zależność twardości Shore'a, kompozytów o właściwościach bakteriobójczych powstałych na osnowie PE-LD, od % wag. zawartości napełniacza (CuO-SiO2-iBu POSS), a tabela 1 przedstawia właściwości bakteriobójcze próbek referencyjnych i kompozytów - próby przeprowadzone dla bakterii Pseudomonas Aeruginosa.The invention in an exemplary embodiment has been illustrated in the drawings, where Fig. 1 shows the relationship between the Young's modulus, composites with bactericidal properties formed on the PE-LD matrix, on wt.%. filler content (CuO-SiO 2 -Bu POSS), Fig. 2 shows the relationship between the elongation of composites with bactericidal properties formed on the PE-LD matrix and wt. filler content (CuO-SiO 2 -Bu POSS), Fig. 3 shows the dependence of the Shore hardness of composites with bactericidal properties formed on the PE-LD matrix, on wt. filler content (CuO-SiO 2 -iBu POSS), and Table 1 shows the bactericidal properties of reference samples and composites - tests carried out for Pseudomonas Aeruginosa.
Kompozyt polietylenowy o właściwościach bakteriobójczych wytworzony może zostać w procesie technologicznym zapewniającym wysoki stopień homogenizacji krzemianu miedzi w polimerze. Proces homogenizacji, w stanie uplastycznionym polimeru, przeprowadzony może zostać przy użyciu wytłaczarki jedno- lub dwuślimakowej, mieszalnika okresowego itp. Proces homogenizacji należy prowadzić w temperaturach charakterystycznych dla przetwórstwa polietylenu (od 130 do 230°C).A polyethylene composite with bactericidal properties can be produced in a technological process ensuring a high degree of homogenization of copper silicate in the polymer. The homogenization process, in the plasticized state of the polymer, can be carried out using a single or twin-screw extruder, batch mixer, etc. The homogenization process should be carried out at temperatures typical for polyethylene processing (from 130 to 230 ° C).
Sposób przygotowania napełniacza (krzemianu miedzi) opisany został w 2012 w czasop iśmie Bioelectrochemistry przez M. Nowacką i innych. Autorzy w artykule pod tytułem „Electrokinetic and bioactive properties of CuO-SiO2 oxide composites” oraz wcześniejszym polskim zgłoszeniu patentowym Teofila Jesionowskiego i innych nr P.390326 „Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych CuO-SiO2 z odpadowych roztworów pogalwanicznych siarczanu(VI) miedzi(II) i krzemian sodu”.The method of preparing the filler (copper silicate) was described in 2012 in the journal Bioelectrochemistry by M. Nowacka et al. The authors of the article entitled "bioactive and electrokinetic properties of CuO-SiO 2 oxide composites' and the earlier Polish patent Theophilus and other Jesionowskiego No P.390326" method for preparing a composite oxide of CuO-SiO 2 from the waste solutions of galvanic sulfate (VI), copper ( II) and sodium silicate ".
Natomiast proces modyfikacji opisany został we wcześniejszym polskim zgłoszeniu patentowym P-394904. Proces modyfikacji krzemianu miedzi przeprowadzono przy użyciu 1-(3-hydroksypropylo)dimetylosiloksy-3,5,7,9,11,13,15-hepta(izobutylo)pentacyklo-[9.5.1.13’9.15’15.17’13]oktasiloksanu dalej zwanego iBu POSS (nanonapełniacz typu POSS), o wzorze sumarycznym: C33H76O14Si9 i ciężarze cząsteczkowym: 949,72. Wzór strukturalny przedstawiony został poniżejOn the other hand, the modification process was described in the earlier Polish patent application P-394904. The copper silicate modification process was carried out using 1- (3-hydroxypropyl) dimethylsiloxy-3,5,7,9,11,13,15-hepta (isobutyl) pentacyclo- [9.5.1.1 3 ' 9 .1 5 ' 15 .1 7 '13] oktasiloksanu hereinafter iBu POSS (POSS nanofiller) having a molecular formula: C 33 H 76 O 14 Si 9 and a molecular weight: 949.72. The structural formula is shown below
PL 225 010 B1PL 225 010 B1
Wynalazek obejmuje kompozyt polimerowy o właściwościach bakteriobójczych, charakteryzujący się tym, że osnową kompozytu jest polietylen, a napełnienie stanowi czynnik bakteriobójczy (krzemian miedzi modyfikowany nanonapełniaczem iBu POSS), którego zawartość stanowi od 0,1 do 40% wagowych, korzystnie od 2 do 8% wagowych. Ilość nanonapełniacza typu wielościenny oligomeryczny silseskwioksan zastosowany do modyfikacji, może wynosić w stosunku do krzemianu miedzi od 0,1 do 50 części wagowych (cz. wag.), korzystnie od 1 do 15 cz. wag. W dalszej części opracowania modyfikowany monohydroksypropylodimetylosiloksyheptaizobutylosilseskwioksanem krzemian miedzi (czynnik bakteriobójczy) oznaczany będzie jako: CuO-SiO2-iBu POSS.The invention includes a polymer composite with bactericidal properties, characterized in that the matrix of the composite is polyethylene, and the filling is a bactericidal agent (copper silicate modified with iBu POSS nanofiller), the content of which is from 0.1 to 40% by weight, preferably from 2 to 8% by weight. by weight. The amount of nanofiller of the polyhedral oligomeric silsesquioxane type used for the modification, based on the copper silicate, may be 0.1 to 50 parts by weight (part by weight), preferably 1 to 15 parts. wt. In the following part of the study, the modified monohydroxypropyl dimethylsiloxyheptaisobutylsilsesquioxane copper silicate (bactericidal agent) will be designated as: CuO-SiO 2 -Bu POSS.
Jako polietylen zastosowany może zostać: PE-ULD - polietylen o ultra małej gęstości, PE-LLD - polietylen liniowy o małej gęstości, PE-MD - polietylen średniej gęstości, PE-HD - polietylen o dużej gęstości, PE-HD HMW - polietylen o dużym ciężarze (masie) cząsteczkowym i dużej gęstości, PE-UHMW - polietylen o ultra dużym ciężarze (masie) cząsteczkowym, mPE - polietylen metalocenowy oraz mieszaniny w/w polietylenów; jak również mieszaniny w/w polietylenów i kopolimerów etylenu.The following can be used as polyethylene: PE-ULD - ultra-low-density polyethylene, PE-LLD - linear low-density polyethylene, PE-MD - medium-density polyethylene, PE-HD - high-density polyethylene, PE-HD HMW - polyethylene with high molecular weight (mass) and high density, PE-UHMW - ultra high molecular weight (mass) polyethylene, mPE - metallocene polyethylene and mixtures of the above-mentioned polyethylenes; as well as mixtures of the above-mentioned polyethylenes and ethylene copolymers.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.The following examples illustrate the invention.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Polietylen małej gęstości (PE-LD) poddano procesowi homogenizacji z 40% wagowymi krzemianu miedzi modyfikowanego 10 cz. wag. 1-(3-hydroksypropylo)dimetylosiloksy-3,5,7,9,11,13,15-hepta(izobutylo)pentacyklo-[9.5.1.13,9.15,15.17,13]oktasiloksanu (iBu POSS) (CuO-SiO2-iBu POSS) w mieszalniku okresowym, w temperaturze 160°C, przy prędkości obrotowej rotorów mieszalnika wynoszącej 20 obr/min. Proces mieszania prowadzono do ustalenia się stałego momentu obrotowego mieszalnika - około 7 minut. Modyfikowany krzemian miedzi przed homogenizacją poddano procesowi suszenia w suszarce z obiegiem wymuszonym, w temperaturze 110°C. Wytworzony kompozyt zmielono przy użyciu młynka wolnoobrotowego. Następnie koncentrat o zawartości 40% wag. zmodyfik owanego krzemianu rozcieńczono do stężenia 2% wag. CuO-SiO2-iBu POSS w procesie wytłaczania dwuślimakowego z granulacją na zimno - temperatura głowicy wynosiła 190°C. Kompozyt, w postaci granulatu, o zawartości 2% wag. CuO-SiO2-iBu POSS poddano przetwórstwu w procesie wtryskiwania. Wytworzono wiosełka pomiarowe zgodne z obowiązującą normą (typ 1A), które posłużyły do oceny podstawowych parametrów wytrzymałościowych. Stwierdzono, że dodatek 2% wag. napełniacza nie spowodował istotnych zmian w sztywności kompozytu. Moduł sprężystości wzdłużnej kompozytu wynosi 206,67 ± 4,37 MPa, w przypadku PE-LD wartość E = 208,33 ± 4,62 MPa - zmiany wartości E w zakresie wyznaczonych błędów pomiarowych (wartość skorygowanego odchylenia standardowego). Dodatek 2% wag. napełniacza spowodował zmniejszenie wydłużenia względnego przy zerwaniu kompozytu (sb), w stosunku do PE-LD. Wydłużenie względne dla PE-LD wynosiło 74,56 ± 2,51%, w przypadku kompozytu sb spadło do wartości 65,96 ± 2,47%. Dodatek 2% napełniacza powoduje również wzrost twardości kompozytu o 7,44%, w stosunku do PE-LD. Twardość Shore'a kompozytu wynosiła 40,40 ± 0,52°, natomiast dla PE-LD na poziomie 37,60 ± 0,70°. Graficzne zestawienie wyznaczonych podstawowych parametrów wytrzymałościowych kompozytu oraz polietylenu (osnowa kompozytu) przedstawiono na poniższych rysunkach: 1) Moduł sprężystości wzdłużnej (E); 2) Wydłużenie względne przy zerwaniu (eb); 3) Twardość Shore'a Sh°. Otrzymane układy podano badaniom bakteriostatycznym z wykorzystaniem oportunistycznej bakterii gram ujemnej Pseudomonas aeruginosa, metodą opisaną w 2001 roku w czasopiśmie Methods in Enzymology przez L. Thi i innych w artykule pod tytułem „First stages of biofilm characterization and quantification of bacterial functions involved in colonization process”, wyniki zebrano w tabeli nr 1. Zaobserwowano znaczącą redukcję adhezji bakteriiLow-density polyethylene (PE-LD) was homogenized with 40% by weight of 10-part modified copper silicate. wt. 1- (3-hydroxypropyl) dimethylsiloxy-3,5,7,9,11,13,15-hepta (isobutyl) pentacyclo [9.5.1.1 3.9 .1 5.15 .1 7.13 ] octasiloxane (iBu POSS) (CuO-SiO 2- iBu POSS) in a batch mixer, at 160 ° C, with the rotor speed of the mixer rotors being 20 rpm. The mixing process was carried out until a constant torque of the mixer was established - about 7 minutes. Before homogenization, the modified copper silicate was dried in a forced circulation dryer at a temperature of 110 ° C. The resulting composite was ground using a slow-speed grinder. Then the concentrate with a content of 40 wt. of the modified silicate was diluted to a concentration of 2 wt.%. CuO-SiO 2- iBu POSS in the twin-screw extrusion process with cold granulation - the head temperature was 190 ° C. Composite, in the form of granules, with a content of 2 wt. CuO-SiO 2- iBu POSS was processed in the injection process. Measurement paddles were manufactured in accordance with the applicable standard (type 1A), which were used to assess the basic strength parameters. It was found that the addition of 2 wt. filler did not cause significant changes in the stiffness of the composite. The composite's modulus of longitudinal elasticity is 206.67 ± 4.37 MPa, in the case of PE-LD the value of E = 208.33 ± 4.62 MPa - changes in the value of E within the determined measurement errors (corrected standard deviation value). 2 wt.% Addition of the filler caused a reduction in the relative elongation at break of the composite (s b ), in relation to PE-LD. The relative elongation for PE-LD was 74.56 ± 2.51%, in the case of the s b composite it dropped to the value of 65.96 ± 2.47%. The addition of 2% filler also increases the hardness of the composite by 7.44% in relation to PE-LD. The Shore hardness of the composite was 40.40 ± 0.52 °, while for PE-LD it was 37.60 ± 0.70 °. A graphic summary of the determined basic strength parameters of the composite and polyethylene (composite matrix) is presented in the figures below: 1) Modulus of longitudinal elasticity (E); 2) Relative elongation at break (e b ); 3) Shore Shore hardness. The obtained systems were submitted to bacteriostatic tests using the opportunistic gram-negative bacterium Pseudomonas aeruginosa, the method described in 2001 in the journal Methods in Enzymology by L. Thi and others in the article entitled "First stages of biofilm characterization and quantification of bacterial functions involved in colonization process" the results are summarized in Table No. 1. A significant reduction in bacterial adhesion was observed
PL 225 010 B1PL 225 010 B1
Pseudomonas aeruginosa do powierzchni polietylenu modyfikowanego krzemianem miedzi. Dodatek ten zacznie redukował powstawanie biofilmu na powierzchni kompozytu z licznych kolonii do pojedynczych komórek. Świadczy to o silnym działaniu bakteriostatycznym opisywanego kompozytu.Pseudomonas aeruginosa to the surface of copper silicate modified polyethylene. This addition will begin to reduce the surface biofilm formation of the composite from multiple colonies to single cells. This proves the strong bacteriostatic effect of the described composite.
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Polietylen małej gęstości (PE-LD) poddano procesowi homogenizacji z 40% wagowymi krzemianu miedzi modyfikowanego 10 cz. wag. iBu POSS (CuO-SiO2-iBu POSS) w warunkach jw. Wytworzony kompozyt zmielono przy użyciu młynka wolnoobrotowego. Następnie koncentrat o zawartości 40% wag. zmodyfikowanego krzemianu rozcieńczono do stężenia 4% wag. CuO-SiO2-iBu POSS w procesie wytłaczania dwuślimakowego z granulacją na zimno - temperatura głowicy wynosiła 190°C. Kompozyt, w postaci granulatu, o zawartości 4% wag. CuO-SiO2-iBu POSS poddano przetwórstwu w procesie wtryskiwania. Wytworzono wiosełka pomiarowe zgodne z obowiązującą normą (typ 1A), które posłużyły do oceny podstawowych parametrów wytrzymałościowych. Stwierdzono, że dodatek 4% napełniacza nie spowodował istotnych zmian sztywności kompozytu. Moduł sprężystości wzdłużnej kompozytu wynosi 206,60 ± 6,02 MPa, w przypadku PE-LD wartość E = 208,33 ± 4,62 MPa - zmiany wartości E w zakresie wyznaczonych błędów pomiarowych (wartość skorygowanego odchylenia standardowego). Dodatek 4% napełniacza spowodował zmniejszenie wydłużenia względnego przy zerwaniu kompozytu (sb), w stosunku do PE-LD. Wydłużenie względne dla PE-LD wynosiło 74,56 ± 2,51%, w przypadku kompozytu sb spadło do wartości 63,84 ± 2,56%. Dodatek 4% napełniacza powoduje również wzrost twardości kompozytu o 8,24%, w stosunku do PE-LD. Twardość Shore'a kompozytu wynosiła 40,70 ± 0,48°, natomiast dla PE-LD na poziomie 37,60 ± 0,70°. Graficzne zestawienie wyznaczonych podstawowych parametrów wytrzymałościowych kompozytu oraz polietylenu (osnowa kompozytu) przedstawiono na poniższych rysunkach: 1) Moduł sprężystości wzdłużnej (E); 2) Wydłużenie względne przy zerwaniu (sb); 3) Twardość Shore'a Sh°. Tak jak w przypadku próbek z przykładu I, próbki z przykładu II odznaczają się podobnymi właściwościami bakteriostatycznymi, wyniki przedstawione zostały w tabeli 1.Low-density polyethylene (PE-LD) was homogenized with 40% by weight of 10-part modified copper silicate. wt. iBu POSS (CuO-SiO 2 -iBu POSS) under the conditions as above. The resulting composite was ground using a slow-speed grinder. Then the concentrate with a content of 40 wt. of the modified silicate was diluted to a concentration of 4 wt.%. CuO-SiO 2- iBu POSS in the twin-screw extrusion process with cold granulation - the head temperature was 190 ° C. Composite, in the form of granules, with a content of 4 wt. CuO-SiO 2- iBu POSS was processed in the injection process. Measurement paddles were manufactured in accordance with the applicable standard (type 1A), which were used to assess the basic strength parameters. It was found that the addition of 4% filler did not cause any significant changes in the stiffness of the composite. The composite's modulus of longitudinal elasticity is 206.60 ± 6.02 MPa, in the case of PE-LD the value of E = 208.33 ± 4.62 MPa - changes in the value of E within the determined measurement errors (corrected standard deviation value). The addition of 4% filler reduced the relative elongation at break of the composite (s b ) in relation to PE-LD. The relative elongation for PE-LD was 74.56 ± 2.51%, in the case of the s b composite it dropped to the value of 63.84 ± 2.56%. The addition of 4% filler also increases the hardness of the composite by 8.24% in relation to PE-LD. The Shore hardness of the composite was 40.70 ± 0.48 °, while for PE-LD it was 37.60 ± 0.70 °. A graphic summary of the determined basic strength parameters of the composite and polyethylene (composite matrix) is presented in the figures below: 1) Modulus of longitudinal elasticity (E); 2) Relative elongation at break (s b ); 3) Shore Shore hardness. As with the samples of Example 1, the samples of Example 2 had similar bacteriostatic properties, the results are shown in Table 1.
P r z y k ł a d IIIP r x l a d III
Polietylen małej gęstości (PE-LD) poddano procesowi homogenizacji z 40% wagowymi krzemianu miedzi modyfikowanego 10 cz. wag. iBu POSS (CuO-SiO2-iBu POSS) w warunkach jakie opisano w przykładzie I. Wytworzony kompozyt zmielono przy użyciu młynka wolnoobrotowego. Następnie koncentrat o zawartości 40% wag. zmodyfikowanego krzemianu rozcieńczono do stężenia 8% wag. CuO-SiO2-iBu POSS w procesie wytłaczania dwuślimakowego z granulacją na zimno - temperatura głowicy wynosiła 190°C. Kompozyt, w postaci granulatu, o zawartości 8% wag. CuO-SiO2-iBu POSS poddano przetwórstwu w procesie wtryskiwania. Wytworzono wiosełka pomiarowe zgodne z obowiązującą normą (typ 1A), które posłużyły do oceny podstawowych parametrów wytrzymałościowych. Stwierdzono, że moduł sprężystości wzdłużnej kompozytu wynosi 230,00 ± 9,49 MPa, co stanowi około 10,40% wzrostu jego wartości, w stosunku do wyjściowego polietylenu - 208,33 ± ± 4,62 MPa. Dodatek 8% napełniacza spowodował zmniejszenie wydłużenia względnego przy zerwaniu kompozytu (sb), w stosunku do PE-LD. Wydłużenie względne dla PE-LD wynosiło 74,56 ± 2,51%, w przypadku kompozytu sb spadło do wartości 60,44 ± 1,16%. Dodatek 8% napełniacza powoduje również wzrost twardości kompozytu o 8,77%, w stosunku do PE-LD. Twardość Shore'a kompozytu wynosiła 40,90 ± 1,37°, natomiast dla PE-LD na poziomie 37,60 ± 0,70°. Graficzne zestawienie wyznaczonych podstawowych parametrów wytrzymałościowych kompozytu oraz polietylenu (osnowa kompozytu) przedstawiono na poniższych rysunkach: 1) Moduł sprężystości wzdłużnej (E); 2) Wydłużenie względne przy zerwaniu (sb); 3) Twardość Shore'a Sh°. Tak jak w przypadku próbek z przykładów I i II próbki z przykładu III odznaczają się podobnymi właściwościami bakteriostatycznymi, wyniki przedstawione zostały w tabeli 1.Low-density polyethylene (PE-LD) was homogenized with 40% by weight of 10-part modified copper silicate. wt. iBu POSS (CuO-SiO 2 -iBu POSS) under the conditions as described in Example 1. The resulting composite was milled using a low-speed mill. Then the concentrate with a content of 40 wt. of the modified silicate was diluted to a concentration of 8 wt.%. CuO-SiO 2- iBu POSS in the twin-screw extrusion process with cold granulation - the head temperature was 190 ° C. Composite, in the form of granules, with a content of 8 wt. CuO-SiO 2- iBu POSS was processed in the injection process. Measurement paddles were manufactured in accordance with the applicable standard (type 1A), which were used to assess the basic strength parameters. It was found that the composite longitudinal elasticity modulus amounts to 230.00 ± 9.49 MPa, which is about 10.40% of its value increase in relation to the initial polyethylene - 208.33 ± 4.62 MPa. The addition of 8% filler reduced the relative elongation at break of the composite (s b ) in relation to PE-LD. The relative elongation for PE-LD was 74.56 ± 2.51%, in the case of the s b composite it dropped to the value of 60.44 ± 1.16%. The addition of 8% filler also increases the hardness of the composite by 8.77% in relation to PE-LD. The Shore hardness of the composite was 40.90 ± 1.37 °, while for PE-LD it was 37.60 ± 0.70 °. A graphic summary of the determined basic strength parameters of the composite and polyethylene (composite matrix) is presented in the figures below: 1) Modulus of longitudinal elasticity (E); 2) Relative elongation at break (s b ); 3) Shore Shore hardness. As with the samples from Examples 1 and 2, the samples from Example 3 showed similar bacteriostatic properties, the results are shown in Table 1.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL404664A PL225010B1 (en) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Polyethylene composite with bactericidal properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL404664A PL225010B1 (en) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Polyethylene composite with bactericidal properties |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL404664A1 PL404664A1 (en) | 2015-01-19 |
PL225010B1 true PL225010B1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=52305556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL404664A PL225010B1 (en) | 2013-07-12 | 2013-07-12 | Polyethylene composite with bactericidal properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL225010B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL422797A1 (en) * | 2017-09-09 | 2019-03-11 | Uniwersytet Opolski | Method for producing composites based on polyolefines |
PL422798A1 (en) * | 2017-09-09 | 2019-03-11 | Uniwersytet Opolski | Polyolefine-based composites |
-
2013
- 2013-07-12 PL PL404664A patent/PL225010B1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL422797A1 (en) * | 2017-09-09 | 2019-03-11 | Uniwersytet Opolski | Method for producing composites based on polyolefines |
PL422798A1 (en) * | 2017-09-09 | 2019-03-11 | Uniwersytet Opolski | Polyolefine-based composites |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL404664A1 (en) | 2015-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6615615B2 (en) | Talc composition and use thereof | |
Jin et al. | Study of tetrapodal ZnO-PDMS composites: A comparison of fillers shapes in stiffness and hydrophobicity improvements | |
JP7201577B2 (en) | Gear containing cellulose | |
CN105623248A (en) | Polyamide composite material and preparation method thereof | |
ATE443106T1 (en) | THERMOPLASTIC FLUORPOLYMER COMPOSITION | |
PL225010B1 (en) | Polyethylene composite with bactericidal properties | |
CN105524444A (en) | High-hardness polycarbonate antibacterial composite material | |
Sessini et al. | Sustainable pathway towards large scale melt processing of the new generation of renewable cellulose–polyamide composites | |
PL225008B1 (en) | Polypropylene composite with bactericidal properties | |
Gulati et al. | Effect of gamma irradiation on thermal, mechanical and water absorption behavior of LLDPE hybrid composites reinforced with date pit (Phoenix dactylifera) and glass fiber | |
WO2023045822A1 (en) | Polypropylene-based antibacterial master batch, and preparation method therefor and use thereof | |
CN110527168A (en) | A kind of antibiotic plastic masterbatch and preparation method thereof | |
Chris-Okafor et al. | Reinforcement of high density polyethylene with snail shell powder | |
Alanalp et al. | Isothermal and non-isothermal cold crystallization kinetics of polylactide/cellulose nanocrystal (PLA/CNC) nanocomposites | |
JP6486170B2 (en) | Antiblocking agent for polyolefin or polyester | |
PL225009B1 (en) | Polyethylene composite with bactericidal properties | |
CN105086496A (en) | High-performance masterbatch with high loading calcium carbonate and preparation method for masterbatch | |
CN108422721B (en) | PVA composite plastic | |
Nishitani et al. | Thermal properties of hemp fiber filled polyamide 1010 biomass composites and the blend of these composites and polyamide 11 elastomer | |
Md Radzi et al. | Effect of filler loading and NaOH addition on mechanical properties of moulded kenaf/polypropylene composite. | |
CN103073811A (en) | Antibacterial polyvinyl chloride composition and preparation method thereof | |
JP4347019B2 (en) | Antibacterial film or sheet plastic molding | |
Zhou et al. | Effects of Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer on the Morphology and Mechanical Properties of Hydroxyapatite/Polyamide 66 Composites for Bone Tissue Engineering | |
Venkatesan et al. | Zinc composite materials and food packaging | |
PL225007B1 (en) | Polypropylene composite with bactericidal properties |