PL233999B1

PL233999B1 - Sposób wytwarzania biodegradowalnej folii porowanej oraz jej zastosowanie

Info

Publication number: PL233999B1
Application number: PL421658A
Authority: PL
Inventors: Aneta Raszkowska-Kaczor; Andrzej Stasiek
Original assignee: Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Materialów Polimerowych I Barwników; Sieć Badawcza Łukasiewiczinstytut Inżynierii Materiałów Polimerowych I Barwników
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2019-12-31
Also published as: PL421658A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania biodegradowalnej folii porowanej oraz jej zastosowanie. Polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osusza się w temperaturze 50 - 60°C, po czym osuszony PLA w ilości 70 - 97% masowych o gęstości 1,24 - 1,26 g/cm3 i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min miesza się w temperaturze otoczenia z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 1 - 20% masowych o lepkości 2,9 million mPa*s (190°C), temperaturze topnienia 58 - 60°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu w ilości do 10% masowych o temperaturze przetwarzania przynajmniej 210°C. Tak otrzymaną mieszaninę wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze 150 - 200°C, przy szybkości obrotowej ślimaka 125 - 135 obr/min i przy użyciu głowicy szczelinowej wytłacza się folię płaską, przy czym tak wytworzona biodegradowalna folia porowana ma pozorną gęstość w zakresie 0,861 - 0,905 g/cm3 oraz wytrzymałość na rozciąganie w zakresie 24 - 35 MPa i naprężenie rozciągające w zakresie 24 - 31 MPa.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnej folii porowanej oraz jej zastosowanie.

Polilaktyd otrzymywany jest na drodze fermentacji mlekowej z odpadowych produktów przemysłu spożywczego np.: ziemniaki, kukurydza z zastosowaniem szczepów bakteryjnych takich jak: ziarniaki - paciorkowce (rodzaje Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc), tetrody (Pediococcus) oraz pałeczki (Lactobacillus i Bifidobacterium). PLA ulega całkowitej biodegradacji w okresie od pól roku do dwóch lat, natomiast tradycyjne polimery syntetyczne takie jak polietylen, czy polistyren, w okresie od 500 do 1000 lat. PLA jest często nazywany „podwójnie zielonym”, ponieważ otrzymywany jest z surowców odnawialnych oraz ulega biodegradacji. PLA znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu m. in. do wytwarzania folii dwuosiowo orientowanej, laminowania papieru, wytłaczania folii termoformowalnej, wtryskiwania oraz wytwarzania warstwy zgrzewalnej w układach wielowarstwowych. Produkty z PLA są stosowane jako pojemniki, folie opakowaniowe i ogrodnicze, produkty jednorazowego użytku oraz elementy wyposażenia. Znalazły również zastosowanie w medycynie, jako bioresorbowalne implanty i szwy wchłanialne, klamry, klipsy, maski chirurgiczne, opatrunki, kompresy, odzież personelu medycznego, produkty farmaceutyczne oraz materiały higieny osobistej.

Polikaprolakton (PCL) to polimer biodegradowalny, należący do grupy poliestrów alifatycznych. Polimer ten łatwo miesza się z wieloma innymi polimerami, stąd jego zastosowanie jako plastyfikator zwiększający elastyczność tworzyw sztucznych oraz ich biodegradowalność. PCL jest używany w połączeniu ze skrobią do wyrobu utwardzalnego tworzywa, z którego produkowane są jednorazowe talerze czy kubki. Polimer ten znalazł zastosowanie w medycynie. Jest on stosowany do produkcji implantów oraz wchłanialnych nici chirurgicznych.

Znany jest sposób otrzymywania porowanej folii z polilaktydu metodą wytłaczania z mieszaniny polilaktydu z fluorowanymi środkami porującymi tj. difluorometan, 1,1-difluoroetan lub 1,1,1,3,3-pentafluorobutan (Chemical Abstract 116 (26): 257043).

Z opisu patentowego DE 4230097 znany jest sposób otrzymywania porowanego polilaktydu z mieszaniny PLA, nukleant (talk) i środka porującego w zakresie temperatury wytłaczania 80 do 140°C.

Sposób wytwarzania biodegradowalnej folii porowanej według wynalazku polega na tym, że polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osusza się w temperaturze 50-60°C, po czym osuszony PLA w ilości 70-97% masowych o gęstości 1,24-1,26 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min miesza się w temperaturze otoczenia z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 1-20% masowych o lepkości 2,9 x 106 mPa*s (190°C), temperaturze topnienia 58-60°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu w ilości do 10% masowych o temperaturze przetwarzania przynajmniej 210°C. Tak otrzymaną mieszaninę wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze 150-200°C, przy szybkość obrotowej ślimaka 125-135 obr./min i przy użyciu głowicy szczelinowej wytłacza się folię płaską, przy czym tak wytworzona biodegradowalna folia porowana ma pozorną gęstość w zakresie 0,861-0,905 g/cm³ oraz wytrzymałość na rozciąganie w zakresie 24-35 MPa i naprężenie rozciągające w zakresie 24-31 MPa.

Wynalazek dotyczy również zastosowania biodegradowalnej folii porowanej otrzymanej tym sposobem jako podłoża polimerowego do hodowli bakterii oraz mikroorganizmów komórkowych.

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

P r z y k ł a d I

Polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osuszono w temperaturze 55°C w suszarce laboratoryjnej. W temperaturze pokojowej granulat PLA w ilości 86% masowych o gęstości 1,25 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min, masowych wymieszano z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 10% masowych o lepkości 2,9 x 106 mPa*s (190°C) o temperaturze topnienia 59°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu Maxithiene BIOL7DA1000TR w ilości 4% masowych o temperaturze przetwarzania 220°C. Tak otrzymaną mieszaninę wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze poszczególnych jej stref I - 180°C, II - 200°C, III - 200°C, IV - 158°C, przy szybkości obrotowej ślimaka 130 obr./min i przy użyciu głowicy szczelinowej o szerokości roboczej 150 mm. Wytłaczaną folię płaską przemieszczono do chłodzonego wodą trójwalcowego układu gładzącego o średnicy walców 110 mm o temperaturze walców 70°C. W procesie wytłaczania zastosowano ślimak o długości 25D i stopniu sprężenia 3:1 z końcówką mieszającą. Wytłaczarka jednoślimakowa wyposażona jest w aparaturę niezbędną do pomiaru temperatury stref grzejnych układu uplastyczniającego i głowicy. Tak wytworzona biodegradowalna folia porowana pła

PL 233 999 B1 ska ma pozorną gęstość 0,861 g/cm³ oraz wytrzymałość na rozciąganie w 27 MPa i naprężenie rozciągające 26 MPa. Biodegradowalna folia porowana jest używana jako podłoże polimerowe do hodowli bakterii oraz mikroorganizmów komórkowych.

P r z y k ł a d II

Polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osuszono w temperaturze 55°C w suszarce laboratoryjnej. W temperaturze pokojowej granulat PLA w ilości 91% masowych o gęstości 1,25 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min, masowych wymieszano z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 5% masowych o lepkości 2,9 x 106 mPa*s (190°C) o temperaturze topnienia 58°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu Maxithiene BIOL7DA1000TR w ilości 4% masowych o temperaturze przetwarzania 230°C. Tak otrzymaną mieszaninę wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze poszczególnych jej stref I - 180°C, II - 200°C, III - 200°C, IV - 158°C , przy szybkości obrotowej ślimaka 130 obr./min i przy użyciu głowicy szczelinowej o szerokości roboczej 150 mm. Wytłaczaną folię płaską przemieszczono do chłodzonego wodą trójwalcowego układu gładzącego o średnicy walców 110 mm o temperaturze walców 70°C. W procesie wytłaczania zastosowano ślimak o długości 25D i stopniu sprężenia 3:1 z końcówką mieszającą. Wytłaczarka jednoślimakowa wyposażona jest w aparaturę niezbędną do pomiaru temperatury stref grzejnych układu uplastyczniającego i głowicy. Tak wytworzona biodegradowalna folia porowana płaska ma pozorną gęstość 0,905 g/cm³ oraz wytrzymałość na rozciąganie 34 MPa i naprężenie rozciągające 31 MPa . Biodegradowalna folia porowana jest używana jako podłoże polimerowe do hodowli bakterii oraz mikroorganizmów komórkowych.

P r z y k ł a d III

Polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osuszono w temperaturze 55°C w suszarce laboratoryjnej. W temperaturze pokojowej granulat PLA w ilości 81% masowych o gęstości 1,25 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min, masowych wymieszano z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 15% masowych o lepkości 2,9 x 106 m*Pas (190°C) o temperaturze topnienia 60°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu Maxithiene BIOL7DA1000TR w ilości 4% masowych o temperaturze przetwarzania 210°C. Tak otrzymaną mieszaninę wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze poszczególnych jej stref I - 180°C, II - 200°C, III - 200°C, IV - 158°C, przy szybkości obrotowej ślimaka 130 obr./min i przy użyciu głowicy szczelinowej o szerokości roboczej 150 mm. Wytłaczaną folię płaską przemieszczono do chłodzonego wodą trójwalcowego układu gładzącego o średnicy walców 110 mm o temperaturze walców 70°C. W procesie wytłaczania zastosowano ślimak o długości 25D i stopniu sprężenia 3:1 z końcówką mieszającą. Wytłaczarka jednoślimakowa wyposażona jest w aparaturę niezbędną do pomiaru temperatury stref grzejnych układu uplastyczniającego i głowicy. Tak wytworzona biodegradowalna folia porowana płaska ma pozorną gęstość 0,885 g/cm³ oraz wytrzymałość na rozciąganie 24 MPa i naprężenie rozciągające 24 MPa. Biodegradowalna folia porowana jest używana jako podłoże polimerowe do hodowli bakterii oraz mikroorganizmów komórkowych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania biodegradowalnej folii porowanej, znamienny tym, że polilaktyd (PLA) w postaci granulatu osusza się w temperaturze 50-60°C, po czym osuszony PLA w ilości 70-97% masowych o gęstości 1,24-1,26 g/cm³ i wskaźniku szybkości płynięcia (210°C/2,16 kg) 6 g/10 min miesza się w temperaturze otoczenia z polikaprolaktonem (PCL) w ilości 1-20% masowych o lepkości 2,9 x 106 m*Pas (190°C) o temperaturze topnienia 58-60°C oraz z endotermicznym środkiem spieniającym na bazie polilaktydu w ilości do 10% masowych o temperaturze przetwarzania przynajmniej 210°C, po czym tak otrzymaną mieszaninę wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze 150-200°C, przy szybkości obrotowej ślimaka 125-135 obr./min i przy użyciu głowicy szczelinowej wytłacza się folię płaską, przy czym tak wytworzona biodegradowalna folia porowana ma pozorną gęstość w zakresie 0,861-0,905 g/cm³ oraz wytrzymałość na rozciąganie w zakresie 24-35 MPa i naprężenie rozciągające w zakresie 24-31 MPa.
2. Zastosowanie biodegradowalnej folii porowanej otrzymanej s posobem określonym w zastrz. 1 jako podłoża polimerowego do hodowli bakterii oraz mikroorganizmów komórkowych.