PL249367B1 - Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV - Google Patents

Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV

Info

Publication number
PL249367B1
PL249367B1 PL445513A PL44551323A PL249367B1 PL 249367 B1 PL249367 B1 PL 249367B1 PL 445513 A PL445513 A PL 445513A PL 44551323 A PL44551323 A PL 44551323A PL 249367 B1 PL249367 B1 PL 249367B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
coffee
aging
parts
modified
composition
Prior art date
Application number
PL445513A
Other languages
English (en)
Other versions
PL445513A1 (pl
Inventor
Anna Marzec
Małgorzata Kuśmierek
Bolesław Szadkowski
Original Assignee
Politechnika Łódzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Łódzka filed Critical Politechnika Łódzka
Priority to PL445513A priority Critical patent/PL249367B1/pl
Publication of PL445513A1 publication Critical patent/PL445513A1/pl
Publication of PL249367B1 publication Critical patent/PL249367B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms
    • C08L23/0823—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms with aliphatic cyclic olefins
    • 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
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/005—Stabilisers against oxidation, heat, light, ozone
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy i substancję przeciwstarzeniową, jako substancję przeciwstarzeniową i jednocześnie nadającą barwę kompozycji zawiera fusy kawy lub herbaty zmodyfikowane 3-(aminopropylo)trietoksysilanem), przy czym kompozycja zawiera 1 — 10 części wagowych zmodyfikowanych fusów kawy lub herbaty na 100 części wagowych kopolimeru etylenowo-norbornenowego.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV.
W ciągu ostatnich lat nastąpił wzrost świadomości ekologicznej i tym samym większą uwagę poświęca się problemom związanym z gromadzeniem odpadów przemysłowych i ich recyklingiem. Eksploatacja odpadów z rolnictwa i przemysłu spożywczego zyskuje obecnie coraz większe zainteresowanie, zarówno ze względu na ich nietoksyczne i przyjazne dla środowiska właściwości, jak i często trwałość tych odpadów.
Kawa i herbata stanowią najpopularniejsze i najczęściej spożywane napoje. Ogromna ilość gromadzonych fusów kawy czy herbaty składowanych na wysypiskach skłoniła naukowców do opracowania sposobu wykorzystania ich jako surowców do produkcji m.in. sorbentów usuwających zanieczyszczenia wodne (czasopismo Scientific reports 2021, 11(1), 1-12) czy dodatków do nowoczesnych materiałów budowalnych (czasopismo Waste and Biomass Valorization 2021, 12(11), 6273-6291). Istotnym kierunkiem aplikacji ww. surowców odpadowych może być ich wprowadzenie do osnowy polimerowej celem nadania materiałom polimerowym nowych właściwości.
Z opisu zgłoszenia wynalazku PL402898 znany jest sposób zastosowania kawy w postaci proszku z ekstraktu z palonych ziaren kawy lub w postaci zmielonych ziaren kawy jako antyutleniacza kopolimeru akrylonitrylu-butadienu-styrenu.
Z opisu zgłoszenia wynalazku PL436614 jest znana biodegradowalna kompozycja biopolimerowa na bazie skrobi, przeznaczona do stosowania w przemyśle spożywczym, w której skład wchodzą fusy z zielonej herbaty.
W publikacji w czasopiśmie Polymers 2023, 15(2), 365 przedstawiono możliwość zastosowania fusów kawy w celu otrzymania biokompozytów polimerowych wykazujących poprawione właściwości mechaniczne.
W czasopiśmie Coatings 2021, 11(9), 1021 zaproponowano sposób modyfikacji fusów kawy przy użyciu fosforanu dimetylu w celu zastosowania ich jako ekologicznych substancji uniepalniających do żywicy epoksydowej.
W artykule w czasopiśmie Materials Today: Proceedings, 2021, https://doi.org/10.1016/j._matpr.2021.07.213) przedstawiono pozytywny wpływ fusów kawy na właściwości mechaniczne żywicy epoksydowej.
Z publikacji w czasopiśmie Polymers 2022, 14(21), 4678 wynika, że fusy kawy modyfikowane wodorotlenkiem sodu mogą również poprawić parametry wytrzymałościowe polietylenu.
W szeregu innych publikacji (czasopisma: Journal of Polymers and the Environment 2013, 21, 702-709; Journal of applied polymer science 2015, 132(23); BioResources 2016, 11(3), 7637-7653) zaprezentowano kompozycje polimerowe na bazie takich polimerów, jak polilaktyd, poli(alkohol winylowy) czy polipropylen, zawierające fusy kawy.
W przedstawionych powyżej przykładach kawa, herbata bądź fusy kawy czy herbaty aplikowano do polimerów termoplastycznych bądź kompozytów żywicznych, przy czym w wielu przypadkach nie zbadano ich właściwości przeciwstarzeniowych.
Z publikacji w czasopiśmie Polymer 2007, 48, 7309-7315 oraz z opisu zgłoszenia wynalazku PL 443407 jest znany jest także proces silanizacji dodatków naturalnych/mineralnych, takich jak krzemionka, sepiolit, hydrotalkit, polegający na działaniu na dodatek silanem zawierającym grupę aminową, m. in. 3-(aminopropylo)trietoksysilanem, stosowanym w ilości 10-20% wagowych w stosunku do masy napełniacza, w środowisku toluenu użytego w ilości 300-400 ml, w temperaturze pokojowej w czasie 2-18 godzin, następnie na odsączeniu osadu zmodyfikowanego napełniacza pod obniżonym ciśnieniem, przemyciu toluenem i alkoholem etylowym i wysuszeniu w temperaturze 100°C przez 4-12 godzin.
Celem wynalazku jest opracowanie składu kompozycji o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV, z wykorzystaniem produktów odpadowych w postaci fusów kawy i herbaty.
Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy i substancję przeciwstarzeniową, według wynalazku jako substancję przeciw starzeniową i jednocześnie nadającą barwę kompozycji zawiera fusy kawy lub herbaty zmodyfikowane 3-(aminopropylo)trietoksysilanem w znanej reakcji silanizacji silanem zawierającym grupę aminową. Kompozycja zawiera 1-10 części wagowych zmodyfikowanych fusów kawy lub herbaty na 100 części wagowych kopolimeru etylenowo-norbornenowego.
Fusy kawy i herbaty poddane uprzednio modyfikacji przy użyciu 3-(aminopropylo)trietoksysilanu wykazują zwiększoną kompatybilność z osnową polimerową i tym samym zapewniają uzyskanie kompozytów polimerowych o lepszych właściwościach użytkowych i bardziej równomiernym zabarwieniu. Zmodyfikowane fusy kawy i herbaty powodują wzrost odporności kompozytów na działanie promieniowania UV, przy czym odporność na działanie promieniowania UV kompozytów według wynalazku zawierających modyfikowane fusy kawy czy herbaty jest wyższa niż odporność na działanie promieniowania UV kopolimeru etylenowo-norbornenowego oraz kompozytów zawierających niezmodyfikowane fusy kawy czy herbaty.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek, na którym Fig. 1 ilustruje parametr δε, który służył do oceny zmiany barwy kompozytów otrzymanych w przykładach, w funkcji czasu starzenia, Fig. 2 przedstawia wykres współczynników starzenia kompozytów K otrzymanych w przykładach, w funkcji czasu starzenia, natomiast Fig. 3 przedstawia wyniki pomiaru indeksu karbonylowego kompozytów otrzymanych w przykładach, poddanych procesowi starzenia, wyznaczonego w pomiarach spektroskopii w podczerwieni.
Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.
Przykład 1
Fusy kawy zmodyfikowano w następujący sposób.
Na fusy kawy działano 3-(aminopropylo)trietoksysilanem użytym w ilości 10% wagowych w stosunku do masy fusów, w środowisku toluenu użytego w ilości 350 ml, w temperaturze pokojowej w czasie 10 godzin. Następnie zmodyfikowane fusy odsączono pod obniżonym ciśnieniem, przemyto toluenem i alkoholem etylowym i wysuszono w temperaturze 100°C przez 12 godzin.
Następnie przygotowano kompozycję polimerową I o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, zmodyfikowane fusy kawy - 5 części.
Przykład 2
Przygotowano kompozycję polimerową II o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, fusy kawy zmodyfikowane jak w przykładzie 1 - 10 części.
Dla celów porównawczych przygotowano także kompozycję polimerową III o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, fusy kawy niemodyfikowane - 5 części.
Przykład 3
Fusy herbaty zmodyfikowano analogicznie jak fusy kawy w przykładzie 1.
Następnie przygotowano kompozycję polimerową IV o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, zmodyfikowane fusy herbaty - 5 części.
Przykład 4
Przygotowano kompozycję polimerową V o składzie:
kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, fusy herbaty zmodyfikowane jak w przykładzie 3 - 10 części.
Dla celów porównawczych przygotowano także kompozycję polimerową VI o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, fusy herbaty niemodyfikowane - 5 części.
oraz kompozycję polimerową VII o składzie: kopolimer etylenowo-norbornenowy - 100 części, naturalny brązowy pigment - umbra sami - 5 części.
Z przygotowanych kompozycji uformowano próbki kompozytów w temperaturze 120°C w czasie 5 minut. Próbkę uformowano także z samego kopolimeru etylenowo-norbornenowego (kompozycja porównawcza).
Kompozyty polimerowe sporządzone w przykładach 1-4 oraz kompozyty z kompozycji porównawczych (z samego kopolimeru, kopolimeru z dodatkiem niemodyfikowanych fusów kawy i herbaty oraz z dodatkiem samego brązowego barwnika naturalnego) poddano analizie charakterystyki kolorystycznej przy użyciu spektrometru (Spectrophotometer CM-3600d) firmy Konica Minolta) w zakresie
PL 249367 Β1 promieniowania 360-740 nm. Na podstawie systemu przestrzeni barw CIELab dokonano pomiaru barwy kompozytów. Wartość zmiany kolom obliczona została jako całkowita zmiana barwy (ΔΕ) zgodnie z poniższym wzorem:
ΔΕ = V^L2 +ńa2 +Ab2 w którym kolejne symbole oznaczają:
L - jasność próbki, a - położenie barwy na osi czerwieni-zieleni, b - położenie barwy na osi żółcieni-błękitów.
Następnie wykonano pomiar wytrzymałości na rozciąganie badanych próbek przy użyciu maszyny wytrzymałościowej Zwick/Roell, w celu oznaczenia wytrzymałości mechanicznej przy zerwaniu oraz wydłużenia względnego.
Na podstawie zmian właściwości mechanicznych kompozytów wyznaczono współczynnik starzenia K z wzoru:
_ (TS EB)po starzeniu (TS EB~)przed starzeniem w którym oznaczenia opisują:
TS - wytrzymałość na rozciąganie próbki [MPa],
EB - wydłużenie względne próbki [%].
Natomiast przeprowadzone pomiary spektroskopii w podczerwieni (FTIR) umożliwiły wyznaczenie indeksu karbonylowego badanych próbek na podstawie poniższego wzoru:
Indeks karbonylowy= Ac=o/A-ch2w którym oznaczają:
Ac=o -jest obszarem pasma absorpcji karbonylu na widmie FTIR w zakresie 1800-1680 cm'1, A-ch2- - jest obszarem pasma odniesienia w przedziale 3000-2800 cm'1 na widmie FTIR.
Wszystkie z wymienionych pomiarów służących do określenia ΔΕ, indeksu karbonylowego oraz wytrzymałości mechanicznej zostały ponownie przeprowadzone dla wymienionych kompozytów I—VII i próbki porównawczej po czasie 50 i 100 godzin. Przez ten czas próbki zostały poddane symulacji procesu starzenia ultrafioletowego (UV) przy użyciu komory starzeniowej UV2000 firmy Atlas.

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy i substancję przeciwstarzeniową, znamienna tym, żejako substancję przeciwstarzeniową i jednocześnie nadającą barwę kompozycji zawiera fusy kawy lub herbaty zmodyfikowane 3-(aminopropylo)trietoksysilanem w znanej reakcji silanizacji silanem zawierającym grupę aminową, przy czym kompozycja zawiera 1-10 części wagowych zmodyfikowanych fusów kawy lub herbaty na 100 części Wagowych kopolimeru etylenowo-norbornenowego.
PL445513A 2023-07-07 2023-07-07 Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV PL249367B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445513A PL249367B1 (pl) 2023-07-07 2023-07-07 Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL445513A PL249367B1 (pl) 2023-07-07 2023-07-07 Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL445513A1 PL445513A1 (pl) 2025-01-13
PL249367B1 true PL249367B1 (pl) 2026-03-30

Family

ID=94177723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL445513A PL249367B1 (pl) 2023-07-07 2023-07-07 Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249367B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1398352B1 (en) * 2001-05-08 2009-12-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Modifier for thermoplastic resin and thermoplastic resin composition containing the same
PL224438B1 (pl) * 2013-02-25 2016-12-30 Ostrowicki Jeremi Waldemar Zastosowanie kawy jako związku stabilizującego właściwości tworzyw polimerowych
CN107141552A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 广州啡形科技有限公司 一种利用咖啡渣制作食品容器的塑料材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1398352B1 (en) * 2001-05-08 2009-12-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Modifier for thermoplastic resin and thermoplastic resin composition containing the same
PL224438B1 (pl) * 2013-02-25 2016-12-30 Ostrowicki Jeremi Waldemar Zastosowanie kawy jako związku stabilizującego właściwości tworzyw polimerowych
CN107141552A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 广州啡形科技有限公司 一种利用咖啡渣制作食品容器的塑料材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL445513A1 (pl) 2025-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
de Avila Delucis et al. Surface response and photodegradation performance of bio-based polyurethane-forest derivatives foam composites
WO2009047102A1 (de) Beschichtungsstoffzusammensetzungen
CN109486160B (zh) 一种气味清香、仿植绒效果的pc/abs功能母粒及其复合材料的制备方法
MX2011009744A (es) Hule de estireno butadieno con una incorporacion novedosa de estireno.
PL249367B1 (pl) Kompozycja polimerowa o zwiększonej odporności na starzenie pod wpływem promieniowania UV
Elba et al. Synthesis and characterization of alkyd resin based on soybean oil and glycerin using zirconium octoate as catalyst
CN118684943A (zh) 一种可降解咖啡渣复合材料及其制备方法与制品
FR2578547A1 (fr) Procede de fabrication d'articles partiellement cristallins en polyterephtalate d'ethylene modifie par une polyolefine
Hejna et al. Enhanced aging resistance of poly (ε-caprolactone)/brewers’ spent grain composites
Urreaga et al. Effects of coupling agents on the oxidation and darkening of cellulosic materials used as reinforcements for thermoplastic matrices in composites
KR20170101889A (ko) 소취제 조성물 및 소취 제품
Pagès Characterization of polymer materials using FT-IR and DSC
Dishovsky et al. Biogenic amorphous silica as filler for elastomers
Okoh et al. The reinforcing potentials of Velvet tamarind seed shell as filler in natural rubber compounds
Mičicová et al. Inorganic materials and their use in polymeric materials
RU2836605C1 (ru) Композиционный материал для производства конструкционных и отделочных материалов с коротким жизненным циклом
Tajuddin et al. Physical properties of heat-treated rattan waste binderless particleboard
Ramlath et al. ISOLATION AND CHARACTERISATION OF CELLULOSE FIBRE FROM PENNISETUM POLYSTACHION AND ITS APPLICATION IN BIOCOMPOSITES WITH ETHYLENE PROPYLENE DIENE MONOMER RUBBER.
KR102754680B1 (ko) 농임업 부산물을 활용한 플라스틱 프리 열가소성 목재화 천연소재
CN120699538B (zh) 一种生物基芳香型多功能防水涂料及其制备方法
WO2021250134A1 (en) Polymer compositions having reduced odor emissions
CN109280265A (zh) 一种低气味耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法
PL246148B1 (pl) Sposób zwiększania odporności termicznej oraz nadania właściwości przeciwstarzeniowych naturalnym polisacharydom, zwłaszcza naturalnym włóknom celulozy
KR102922178B1 (ko) 농임업 부산물을 활용한 플라스틱 프리 열가소성 목재화 천연소재의 제조 방법
PL246147B1 (pl) Sposób zwiększania odporności termicznej oraz nadania właściwości przeciwutleniających naturalnym polisacharydom, zwłaszcza naturalnym włóknom celulozy