PL246154B1 - Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej - Google Patents
Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej Download PDFInfo
- Publication number
- PL246154B1 PL246154B1 PL443308A PL44330822A PL246154B1 PL 246154 B1 PL246154 B1 PL 246154B1 PL 443308 A PL443308 A PL 443308A PL 44330822 A PL44330822 A PL 44330822A PL 246154 B1 PL246154 B1 PL 246154B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- zone
- temperature
- amount
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N glycerine monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(CO)CO YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N glycerol monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- HWPKGOGLCKPRLZ-UHFFFAOYSA-M monosodium citrate Chemical compound [Na+].OC(=O)CC(O)(C([O-])=O)CC(O)=O HWPKGOGLCKPRLZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 235000018342 monosodium citrate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000002524 monosodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 14
- 239000012748 slip agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 4
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 4
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 4
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 5
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 abstract description 3
- MHKBSCHWKVCLJL-UHFFFAOYSA-N octadec-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC=CC(N)=O MHKBSCHWKVCLJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 13
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 210000000497 foam cell Anatomy 0.000 description 3
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- CWEFIMQKSZFZNY-UHFFFAOYSA-N pentyl 2-[4-[[4-[4-[[4-[[4-(pentoxycarbonylamino)phenyl]methyl]phenyl]carbamoyloxy]butoxycarbonylamino]phenyl]methyl]phenyl]acetate Chemical compound C1=CC(CC(=O)OCCCCC)=CC=C1CC(C=C1)=CC=C1NC(=O)OCCCCOC(=O)NC(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(NC(=O)OCCCCC)C=C1 CWEFIMQKSZFZNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanoic acid;3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O.CCC(O)CC(O)=O IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920013642 Biopol™ Polymers 0.000 description 1
- 240000000560 Citrus x paradisi Species 0.000 description 1
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/14—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration
- B29C48/144—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration at the plasticising zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej, który polega na tym, że do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej, posiadającego osiem stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polihydroksymaślanu w formie granulatu w ilości od 64% do 86% wagowych, napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w formie granulatu w ilości od 10% do 30% wagowych, środka antyadhezyjnego w formie granulatu w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w formie granulatu w ilości 1% wagowych i środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 1% do 3% wagowych, przy czym środek antyadhezyjny składa się z 90% wagowych mieszaniny monostearynianu glicerolu i hydroksyloaminy i 10% wagowych kredy, środek ślizgowy składa się z 20% wagowych mieszaniny glicerylooleinianu, heptadeceno-karbonamidu, cis-henejkozeno-karbonamidu i 80% wagowych polietylenu, a środek porujący o endotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 70% wagowych mieszaniny cytrynianu monosodowego, kwaśnego węglanu sodu oraz stearynianu wapnia i 30% wagowych kopolimeru etylen/propylen. Następnie nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 120°C, w strefie drugiej do temperatury 130°C, w strefie trzeciej do temperatury 140°C, w strefie czwartej do temperatury 150°C, w strefie piątej do temperatury 160°C, w strefie szóstej do temperatury 170°C, w strefie siódmej do temperatury 180°C i w strefie ósmej do temperatury 185°C. Następnie wytłacza się mieszaninę przez głowicę wytłaczarską posiadającą trzy strefy grzejne o temperaturze w strefie pierwszej 185°C, w strefie drugiej 175°C i w strefie trzeciej 165°C z szybkością obrotową ślimaka wynoszącą 80 obr/min, po czym chłodzi się kompozycję w wannie chłodzącej za pomocą wody o temperaturze 18°C.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej w procesie wytłaczania dwuślimakowego.
Informacje dotyczące przetwórstwa tworzyw porowanych w procesach wytłaczania są przedstawione w książce Okamoto, K. T. Microcellular processing; Carl Hanser Verlag: Munich, Germany, 2003, strony 125-163, jak również w pracy R. Sikory pt. „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, Wydawnictwo Edukacyjne, Warszawa 1993, strony 183-197. Właściwości wyrobu porowatego zależą przy tym głównie od rodzaju tworzywa i parametrów procesu wytłaczania. Dodawany w procesie technologicznym środek porujący w postaci gazu, cieczy lub ciała stałego, może być dozowany do układu uplastyczniającego wytłaczarki przy zastosowaniu specjalistycznych urządzeń.
Otrzymywanie materiału porowatego z tworzywa termoplastycznego, związane jest z podawaniem do masy tworzywa środka porującego chemicznie w postaci granulatu, mikrosfer lub proszku, który w odpowiednich warunkach procesu przetwórstwa powoduje powstanie wyrobu o strukturze porowatej. Środki porujące charakteryzujące się endotermicznym charakterem rozkładu podczas rozkładu chemicznego blokują wydzielanie dodatkowego ciepła, czego efektem jest powstanie charakterystycznej koherentnej struktury porowatej. Otrzymana struktura jest jednolita, uporządkowana o kulistym kształcie wytworzonych porów.
Znany jest z opisu patentowego nr PL179494 B1 sposób wytwarzania materiału oraz wyrobu kształtownika porowatego z polietylenu porowatego. Zgodnie z opisem, wyrób porowaty w postaci rury wytwarza się z granulatu polietylenu, środka ślizgowego, środka nukleidyzującego oraz środka porującego, zmieszanych ze sobą w określonych proporcjach masowych. Otrzymany wytwór w postaci rury ma strukturę porowatą.
Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO2021125402A1 znana jest biodegradowalna kompozycja włókien PLA do formowania porowatej struktury. Biodegradowalna kompozycja do formowania porowatej struktury zawiera od 50 do 60% wagowych polikwasu mlekowego - PLA; od 20 do 30% wagowych bursztynianu polibutylenu - PBS, od 7 do 9% wagowych PBAT, od 0,1 do 1% wagowych dodatku, od 0,1 do 1% wagowych środka zarodkującego krystalizację, od 0,1 do 2% wagowych naturalnego proszku z nasion grejpfruta - typu GENU® Pectin, od 1 do 10% wagowych wypełniacza nieorganicznego oraz od 0,001 do 10% wag. środka sieciującego.
Znany jest z chińskiego zgłoszenia patentowego nr CN111057355A porowaty materiał kompozytowy na bazie polilaktydu i sposób jego wytwarzania. Materiał kompozytowy jest wytwarzany z porowatej celulozy, PLA, politereftalanu adypinianu butylenu -PBAT i przeciwutleniacza. Całkowicie degradowalny materiał kompozytowy jest wytwarzany przez mieszanie i granulowanie porowatej celulozy utworzonej przez przetwarzanie włókien roślinnych roztworem alkalicznym, PLA i PBAT. Ze względu na istnienie porowatych włókien, matryca żywicy może przenikać do mikroporów porowatej celulozy, tworząc specjalnie ukształtowaną mikrostrukturę, a tym samym poprawiając właściwości fizyczne i mechaniczne materiału kompozytowego.
Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO2022118053A1 znany jest sposób spieniania przez wytłaczanie i następującego po nim jednoosiowego rozciągania i rozluźniania elastycznej pianki na bazie polilaktydu. Pianka na bazie PLA staje się piezoelektryczna dzięki efektowi elektryzacji wysokonapięciowej. Elastyczna pianka PLA zawiera komórki piankowe podobne do soczewek, gdzie współczynnik kształtu - AR komórek piankowych podobnych do soczewek pianki z polikwasu mlekowego - PLA wynosi od 0,1 do 0,9, współczynnik kształtu jest stosunkiem między najmniejszą i największą średnicę komórki pianki prostopadłej do siebie, a ponadto pod pojęciem elastyczności rozumie się, że po przyłożeniu siły rozciągającej wspomniana elastyczna pianka z polikwasu mlekowego rozciąga się o więcej niż 10% w kierunku siły. Gdy siła rozciągająca zostaje wyeliminowana pianka powraca do stanu w przybliżeniu takiego jak przed wykonaniem rozciągania z zastrzeżeniem, że trwałe odkształcenie w jednym cyklu nie przekracza 1%.
Ponadto, z kanadyjskiego zgłoszenia patentowego nr CA3021058A1 znany jest kompozyt budowlany do formowania paneli, takich jak ściany i dachy, zawierający centralny rdzeń z betonu konstrukcyjnego jako szkielet rozmieszczonych słupów i konstrukcji belek. Wokół bloków wykorzystano sztywną piankę o zamkniętych komórkach polistyrenową - EPS lub z polilaktydu - PLA. Rdzeń jest otoczony przez przednią i tylną warstwę z betonu komórkowego o niskiej gęstości, osłaniając w ten sposób bloki piankowe. Korki z betonu komórkowego mogą przechodzić przez bloki pianki, aby połączyć ze sobą warstwy. Element można formować przez oddzielne wylanie betonu konstrukcyjnego i komórkowego bez znaczącej zmiany szalunku.
Celem wynalazku jest otrzymanie biodegradowalnej kompozycji polimerowej o zmienionych właściwościach fizyko-chemicznych wytworu.
Istotą sposobu wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej w procesie wytłaczania z zastosowaniem wytłaczarki dwuślimakowej, według wynalazku, jest to, że do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej, posiadającego osiem stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polihydroksymaślanu w formie granulatu w ilości od 64% do 86% wagowych, napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w formie granulatu w ilości od 10% do 30% wagowych, środka antyadhezyjnego w formie granulatu w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w formie granulatu w ilości 1% wagowych i środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 1% do 3% wagowych, przy czym środek antyadhezyjny składa się z 90% wagowych mieszaniny monostearynianu glicerolu i hydroksyloaminy i 10% wagowych kredy, środek ślizgowy składa się z 20% wagowych mieszaniny glicerylooleinianu, heptadeceno-karbonamidu, cis-henejkozeno-karbonamidu i 80% wagowych polietylenu, a środek porujący o endotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 70% wagowych mieszaniny cytrynianu monosodowego, kwaśnego węglanu sodu oraz stearynianu wapnia i 30% wagowych kopolimeru etylen/propylen. Następnie nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 120°C, w strefie drugiej do temperatury 130°C, w strefie trzeciej do temperatury 140°C, w strefie czwartej do temperatury 150°C, w strefie piątej do temperatury 160°C, w strefie szóstej do temperatury 170°C, w strefie siódmej do temperatury 180°C i w strefie ósmej do temperatury 185°C. Następnie wytłacza się mieszaninę przez głowicę wytłaczarską posiadającą trzy strefy grzejne o temperaturze w strefie pierwszej 185°C, w strefie drugiej 175°C i w strefie trzeciej 165°C z szybkością obrotową ślimaka wynoszącą 80 obr/min, po czym chłodzi się kompozycję w wannie chłodzącej za pomocą wody o temperaturze 18°C.
Korzystnie jest, gdy do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej, posiadającego osiem stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polihydroksymaślanu w ilości 75% wagowych, napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w ilości 20% wagowych, środka antystatycznego w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w ilości 1% wagowych i środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w ilości 2% wagowych.
Opcjonalnie napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego jest włókno konopne albo włókno drzewne albo otręby zbożowe.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest otrzymanie biodegradowalnej kompozycji polimerowej znajdującej zastosowanie w wytwarzaniu wyrobów o szczególnych wymaganiach użytkowych. Wyroby otrzymane z biodegradowalnej kompozycji polimerowej charakteryzują się porowatą strukturą, dużą wytrzymałością mechaniczną, odpornością udarową, odpowiednią twardością, małą ścieralnością i odpornością na czynniki pogodowe. Opracowana kompozycja charakteryzuje się również ograniczoną polarnością i możliwością gromadzenia się ładunku elektrostatycznego na powierzchni, a w efekcie osadzania się pyłów oraz innych zanieczyszczeń na powierzchni wyrobu. Dodane do składu kompozycji środki ślizgowe ułatwiają jej przetwórstwo, nadają gładkość i połysk powierzchni, zmniejszają przyczepność tworzywa do gorących ścian narzędzi i maszyn przetwórczych oraz zapobiegają przegrzaniu i rozkładowi cieplnemu kompozycji podczas jego przetwórstwa metodą wtryskiwania.
Przykład 1
Kształtownik z biodegradowalnej kompozycji polimerowej został wykonany przy użyciu wytłaczarki z dwuślimakowym układem uplastyczniającym oraz głowicy wytłaczarskiej krzyżowej do wytłaczania kształtowników. Do układu uplastyczniającego wytłaczarki posiadającej osiem stref grzejnych, zasypano mieszaninę polihydroksymaślanu - PHB w formie granulatu, o nazwie handlowej Biomer P226, Biomer GmbH, o gęstości 1250 kg/m3, wytrzymałości mechanicznej 25 MPa, twardości Shore D, 67°Sh, udarności Charpy 2,7 kJ/m2, w ilości 86% wagowych, środka antyadhezyjnego w formie granulatu w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w formie granulatu w ilości 1% wagowych, środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości 1% wagowych oraz napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w formie granulatu w ilości 10% wagowych. Zastosowany środek antyadhezyjny składał się z mieszaniny monostearynianu glicerolu i hydroksyloaminy w ilości 90% wagowych oraz kredy w ilości 10% wagowych jako substancji nośnej w postaci układu materiałowego o nazwie Atmer 1013, ICI Polymer Additives, mającego formę granulatu o wymiarze charakterystycznym - średnicy wynoszącym około 2,5 mm i długości około 3,0 mm. Środek ślizgowy składał się z mieszaniny glicerylooleinianu, heptadeceno-karbonamidu i cis-henejkozeno-karbonamidu w ilości 20% wagowych i polietylenu w ilości 80% wagowych jako substancji nośnej w postaci układu o nazwie Lifoslip 220 PE, Lifocolor Masterbatch, mającego formę granulatu o średnicy wynoszącym około 2,8 mm. Środek porujący o endotermicznej charakterystyce rozkładu o nazwie handlowej Hydrocerol PLC 721, Clarient Masterbatch, składał się z 70% wagowych mieszaniny cytrynianu monosodowego, kwaśnego węglanu sodu oraz stearynianu wapnia i 30% wagowych kopolimeru etylen/propylen. Zastosowanym napełniaczem organicznym było włókno konopne, które zostało przygotowane poprzez cięcie mechaniczne do frakcji o długości do 6 mm i średnicy do 1 mm, a następnie wytłaczanie i zgranulowanie na zimno, do postaci granulatu o długości do 4 mm i średnicy do 2 mm. Wprowadzoną do układu mieszaninę nagrzano w strefie pierwszej do temperatury 120°C, w strefie drugiej do temperatury 130°C, w strefie trzeciej do temperatury 140°C, w strefie czwartej do temperatury 150°C, w strefie piątej do temperatury 160°C, w strefie szóstej do temperatury 170°C, w strefie siódmej do temperatury 180°C i w strefie ósmej do temperatury 185°C. Następnie wytłoczono mieszaninę przez głowicę wytłaczarską posiadającą trzy strefy grzejne o temperaturze w strefie pierwszej 185°C, w strefie drugiej 175°C i w strefie trzeciej 165°C z szybkością obrotową ślimaka wynoszącą 80 obr/min i ochłodzono w wannie chłodzącej z wodą o temperaturze 18°C.
Wytwarzanie kompozycji porowatej polimerowo-mineralnej przebiega poprawnie, a jej jakość jest właściwa. Otrzymano z wytworzonej kompozycji kształtowniki w postaci taśmy o grubości 4 mm i szerokości 20 mm oraz strukturze porowatej w rdzeniu kształtownika z widocznymi włóknami konopi w całym przekroju wytworu. Wykonane kształtowniki w postaci taśmy wykorzystano do badań właściwości mechanicznych wytworzonych kompozycji. Właściwości kompozycji, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami, są następujące: średnia gęstość 1130 kg/m3, średnia wytrzymałości na rozciąganie 25 MPa, twardość Shore'a - skala D, 68°Sh, wydłużenie przy zerwaniu 4,7%.
Przykład 2
Kształtownik z biodegradowalnej kompozycji polimerowej został wykonany przy zastosowaniu maszyn oraz parametrów przetwórstwa jak w pierwszym przykładzie wykonania. Do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej zasypano mieszaninę polihydroksymaślanu - PHB, o nazwie handlowej 363502 PHB, Sigma-Aldrich Co.LLC, o gęstości 1200 kg/m3, wytrzymałości mechanicznej 18 MPa, twardości Shore D, 58°Sh, udarności Charpy 4,7 kJ/m2 w ilości 75% wagowych, środka antyadhezyjnego i środka ślizgowego w ilości oraz rodzaju jak w przykładzie pierwszym, środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu rodzaju jak w przykładzie pierwszym i w ilości 2% wagowych i napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w ilości 20% wagowych. Zastosowanym napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego były otręby zbożowe, które zostały przygotowane poprzez cięcie mechaniczne do frakcji o długości do 4 mm i średnicy do 4 mm, a następnie wytłaczane i zgranulowane na zimno, do postaci granulatu o długości do 4 mm i średnicy do 2 mm.
Wytwarzanie biodegradowalnej kompozycji polimerowej przebiega poprawnie, a jej jakość jest właściwa. Otrzymano z wytworzonej kompozycji kształtowniki w postaci taśmy o grubości 4 mm i szerokości 20 mm oraz strukturze porowatej w rdzeniu kształtownika z widocznym napełniaczem organicznym w całym przekroju wytworu. Wykonane kształtowniki w postaci taśmy wykorzystano do badań właściwości mechanicznych wytworzonych kompozycji. Właściwości kompozycji, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami, są następujące: średnia gęstość. Wybrane właściwości badanych kompozycji, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami, są następujące: średnia gęstość 930 kg/m3, średnia wytrzymałości na rozciąganie 14 MPa, twardość Shore'a - skala D, 50°Sh oraz wydłużenie przy zerwaniu 5,4%.
Przykład 3
Kształtownik z biodegradowalnej kompozycji polimerowej został wykonany przy zastosowaniu maszyn oraz parametrów przetwórstwa jak w pierwszym przykładzie wykonania. Do układu uplastyczniającego wytłaczarki zasypano mieszaninę polihydroksymaślanu - PHB, o nazwie handlowej Biopol, Zeneca Bio Products, o gęstości 1230 kg/m3, wytrzymałości mechanicznej przy rozciąganiu 30 MPa, twardości Shore D, 60°Sh, udarności Charpy 5,0 kJ/m2, w ilości 64% wagowych, środka antyadhezyjnego i środka ślizgowego w ilości oraz rodzaju jak w przykładzie pierwszym, środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu rodzaju jak w przykładzie pierwszym i w ilości 3% wagowych i napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w ilości 30% wagowych. Zastosowanym napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego było włókno drzewne, które zostało przygotowane poprzez cięcie mechaniczne do frakcji o długości do 2 mm i średnicy do 2 mm, a następnie wytłaczane i zgranulowane na zimno, do postaci granulatu o długości do 4 mm i średnicy do 2 mm.
Wytwarzanie biodegradowalnej kompozycji polimerowej przebiega poprawnie, a jej jakość jest właściwa. Otrzymano z wytworzonej kompozycji kształtowniki w postaci taśmy o grubości 4 mm i szerokości 20 mm oraz strukturze porowatej w rdzeniu kształtownika z widocznymi włóknami drzewnymi w całym przekroju wytworu. Wykonane kształtowniki w postaci taśmy wykorzystano do badań właściwości mechanicznych wytworzonych kompozycji. Właściwości kompozycji, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami, są następujące: średnia gęstość 870 kg/m3, średnia wytrzymałości na rozciąganie 22 MPa, twardość Shore'a - skala D, 64°Sh, oraz wydłużenie przy zerwaniu 4,6%.
Claims (5)
1. Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej w procesie wytłaczania z zastosowaniem wytłaczarki dwuślimakowej znamienny tym, że do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej, posiadającego osiem stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polihydroksymaślanu w formie granulatu w ilości od 64% do 86% wagowych, napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w formie granulatu w ilości od 10% do 30% wagowych, środka antyadhezyjnego w formie granulatu w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w formie granulatu w ilości 1% wagowych i środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 1% do 3% wagowych, przy czym środek antyadhezyjny składa się z 90% wagowych mieszaniny monostearynianu glicerolu i hydroksyloaminy i 10% wagowych kredy, środek ślizgowy składa się z 20% wagowych mieszaniny glicerylooleinianu, heptadeceno-karbonamidu, cis-henejkozeno-karbonamidu i 80% wagowych polietylenu, a środek porujący o endotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 70% wagowych mieszaniny cytrynianu monosodowego, kwaśnego węglanu sodu oraz stearynianu wapnia i 30% wagowych kopolimeru etylen/propylen, następnie nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 120°C, w strefie drugiej do temperatury 130°C, w strefie trzeciej do temperatury 140°C, w strefie czwartej do temperatury 150°C, w strefie piątej do temperatury 160°C, w strefie szóstej do temperatury 170°C, w strefie siódmej do temperatury 180°C i w strefie ósmej do temperatury 185°C, po czym wytłacza się mieszaninę przez głowicę wytłaczarską posiadającą trzy strefy grzejne o temperaturze w strefie pierwszej 185°C, w strefie drugiej 175°C i w strefie trzeciej 165°C z szybkością obrotową ślimaka wynoszącą 80 obr/min, następnie chłodzi się kompozycję w wannie chłodzącej za pomocą wody o temperaturze 18°C.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że do układu uplastyczniającego wytłaczarki dwuślimakowej, posiadającego osiem stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polihydroksymaślanu w ilości 75% wagowych, napełniacza organicznego pochodzenia roślinnego w ilości 20% wagowych, środka antystatycznego w ilości 2% wagowych, środka ślizgowego w ilości 1% wagowych i środka porującego o endotermicznej charakterystyce rozkładu w ilości 2% wagowych.
3. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego jest włókno konopne.
4. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego jest włókno drzewne.
5. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że napełniaczem organicznym pochodzenia roślinnego są otręby zbożowe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443308A PL246154B1 (pl) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443308A PL246154B1 (pl) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443308A1 PL443308A1 (pl) | 2024-07-01 |
| PL246154B1 true PL246154B1 (pl) | 2024-12-09 |
Family
ID=91719384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443308A PL246154B1 (pl) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246154B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL179494B1 (pl) * | 1996-01-30 | 2000-09-29 | Inst Naukowo Techniczny | Sposób wytwarzania kształtowników konstrukcyjnych z polietylenu porowatego |
| US20080146686A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Handa Y Paul | Expanded and extruded biodegradable and reduced emission foams made with methyl formate-based blowing agents |
-
2022
- 2022-12-29 PL PL443308A patent/PL246154B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL179494B1 (pl) * | 1996-01-30 | 2000-09-29 | Inst Naukowo Techniczny | Sposób wytwarzania kształtowników konstrukcyjnych z polietylenu porowatego |
| US20080146686A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Handa Y Paul | Expanded and extruded biodegradable and reduced emission foams made with methyl formate-based blowing agents |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A. TOR-ŚWIĄTEK I INNI: "Advances in Science and Technology Research Journal, Vol. 11 (4), 2017, 206-214", "INFLUENCE OF POLYLACTIDE MODIFICATION WITH BLOWING AGENTS ON SELECTED MECHANICAL PROPERTIES" * |
| D. SZEGDA I INNI: "Journal of Cellular Plastics 2014, Vol. 50(2) 145–162", "EXTRUSION FOAMING OF PHBV" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443308A1 (pl) | 2024-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Banerjee et al. | Foamability and special applications of microcellular thermoplastic polymers: A review on recent advances and future direction | |
| Fekete et al. | Highly toughened blends of poly (lactic acid)(PLA) and natural rubber (NR) for FDM-based 3D printing applications: The effect of composition and infill pattern | |
| Ge et al. | Steam-chest molding of expanded thermoplastic polyurethane bead foams and their mechanical properties | |
| Miyamoto et al. | Preparation of micro/nanocellular polypropylene foam with crystal nucleating agents | |
| US20170100861A1 (en) | Compostable or biobased foams | |
| EA025248B1 (ru) | Экструзия со вспениванием низкомолекулярного полиалкилентерефталата для изготовления вспененных гранул | |
| KR20180025192A (ko) | 폴리프로필렌 발포체 및 이의 제조공정 | |
| JP5123021B2 (ja) | ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法及びポリプロピレン系樹脂発泡体 | |
| Park et al. | Extruded open-celled LDPE-based foams using non-homogeneous melt structure | |
| JP2003253032A (ja) | 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体 | |
| JP2004269583A (ja) | 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体 | |
| CN113652029A (zh) | 一种微发泡聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
| AU2012278774A1 (en) | Compostable or biobased foams, method of manufacture and use | |
| KR100836496B1 (ko) | 생분해성 경질 발포체 | |
| CN101687361A (zh) | 聚烯烃类树脂的发泡板及其制造方法 | |
| Moutinho et al. | Development of bio-based expanded cork polymer composites (eCPC) with poly (lactic acid)(PLA) | |
| JP2003170432A (ja) | 発泡体の製造方法及び発泡体 | |
| PL246154B1 (pl) | Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej | |
| CN109265825B (zh) | 一种聚丙烯或聚丙烯复合物发泡制品及其制备方法 | |
| Zhan et al. | Lightweight and tough polymer foam with defect-free surface and bimodal cell prepared by thermally expandable microspheres injection molding | |
| Standau et al. | Foams | |
| US10633504B2 (en) | Expanded polylactic acid resin beads and molded article of expanded polylactic acid resin beads | |
| Zuo et al. | Tough and defect-free-surfaces PA66/PTFE composite foam with bimodal structure achieved by high-pressure foam injection molding with mold-opening | |
| JP4299490B2 (ja) | 遺棄分解性の良好な軽量構造材、断熱材及びその製造方法 | |
| Tor-Świątek et al. | Influence of polylactide modification with blowing agents on selected mechanical properties |