RU2318006C1 - Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour - Google Patents
Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318006C1 RU2318006C1 RU2006137187/04A RU2006137187A RU2318006C1 RU 2318006 C1 RU2318006 C1 RU 2318006C1 RU 2006137187/04 A RU2006137187/04 A RU 2006137187/04A RU 2006137187 A RU2006137187 A RU 2006137187A RU 2318006 C1 RU2318006 C1 RU 2318006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rye flour
- mass
- ethylene
- biologically degradable
- composition
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к получению пластических масс на основе сополимера этилена и винилацетата применяемых в производстве различных термоформованных изделий (потребительской тары, посуды и пр.), пленок, эксплуатируемых как в контакте с пищевыми продуктами, так и в технологических целях для народного хозяйства (коррексы для цветочной и овощной рассады).The invention relates to the production of plastics based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate used in the manufacture of various thermoformed products (consumer packaging, utensils, etc.), films that are used both in contact with food and for technological purposes for the national economy (corrections for flower and vegetable seedlings).
В тяжелой экологической ситуации, сложившейся в мире, использование биологически разрушаемых полимерных материалов для получения изделий массового потребления, является основным направлением сокращения количества твердого мусора, так как будет обеспечивать их быстрое разложение под действием климатических факторов и микроорганизмов.In the difficult environmental situation in the world, the use of biodegradable polymeric materials to produce consumer goods is the main direction of reducing the amount of solid waste, as it will ensure their rapid decomposition under the influence of climatic factors and microorganisms.
Одним из возможных направлений получения биологически разрушаемых материалов является модификация традиционных полимеров. Сочетание синтетического полимера с природным активным наполнителем может придавать материалу новый набор свойств.One of the possible directions for the production of biodegradable materials is the modification of traditional polymers. The combination of a synthetic polymer with a natural active filler can give the material a new set of properties.
Такие материалы представляют собой наполненные системы, где в качестве активного наполнителя используется крахмал. Из известных низко- и высоконаполненные крахмальные композиции. Наиболее важным качеством этих композиций является их способность к деструкции под действием природных факторов окружающей среды: света, тепла, микроорганизмов. Известен биологически разрушаемый упаковочный материал на основе крахмала (Франция, 2691467, класс 5 С08J 5/18, В65D 1/10, 65/46, С08L 3/20).Such materials are filled systems where starch is used as an active filler. Known low- and highly-filled starch compositions. The most important quality of these compositions is their ability to decompose under the influence of natural environmental factors: light, heat, microorganisms. Known biodegradable packaging material based on starch (France, 2691467, class 5 C08J 5/18, B65D 1/10, 65/46, C08L 3/20).
В последнее время появилось значительное количество патентов и научных публикаций, содержащих информацию об использовании крахмалов в качестве наполнителей для придания полимерным композициям биологической разрушаемости (патент США 5248702, C08J 9/12, опубл., том 1154, №4; патент США 5208267, С08J 9/02, 9/12, опубл. 93.05.2004 г., том 1150, №1; патент RU 2095379, опубл. 30.06.98 г.; патент RU 2180670, опубл. 06.01.2000 г.; патент RU 2174132, опубл. 23.06.2000 г.; патент 1338405 ЕПВ, МКЛ В29С 67/24, С08J 5/06, опубл. 27.08.2003 г.; патент США 6054510, МПК7 С08L 63/00, опубл. 25.04.2000 г.).Recently, a significant number of patents and scientific publications have appeared containing information on the use of starches as fillers for imparting biodegradability to polymer compositions (US patent 5248702, C08J 9/12, publ., Volume 1154, No. 4; US patent 5208267, C08J 9 / 02, 9/12, published on May 93, 2004, volume 1150, No. 1; patent RU 2095379, published on 06/30/98; patent RU 2180670, published on January 6, 2000; patent RU 2174132, published June 23, 2000; EPO patent 1338405, MKL В29С 67/24, С08J 5/06, published on August 27, 2003; US patent 6054510, IPC 7 С08L 63/00, published on April 25, 2000).
Фирмой «Archer Daniels Midland» США разработан концентрат марки Poly Clean на основе полиэтилена для получения биоразлагаемых пленок. Концентрат содержит 40% крахмала и окисляемую добавку, количество крахмала в конечном продукте равно 5-6%. Недостатком такой композиции является то, что биологическому разрушению в ней подвергается только крахмальная составляющая.Archer Daniels Midland USA has developed a Poly Clean brand concentrate based on polyethylene to produce biodegradable films. The concentrate contains 40% starch and an oxidizable additive, the amount of starch in the final product is 5-6%. The disadvantage of this composition is that only the starch component undergoes biological destruction in it.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2180670:The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a composition according to the patent of the Russian Federation No. 2180670:
Получение композиции по прототипу требует использование пластификатора (водно-глицериновой смеси).Obtaining the composition of the prototype requires the use of a plasticizer (water-glycerin mixture).
При наличии в композиции воды технологическая схема переработки требует дополнительного узла - дегазации, увеличивающего энергозатраты.If there is water in the composition, the technological scheme of processing requires an additional unit - degassing, which increases energy consumption.
Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопласта и исключает использования жидких компонентов.The proposed solution simplifies the technology of manufacturing thermoplastics and eliminates the use of liquid components.
Задача изобретения - создание термопластичной композиции с использованием биоразлагаемого наполнителя - ржаной муки, изделия из которой разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы.The objective of the invention is the creation of a thermoplastic composition using a biodegradable filler - rye flour, the products of which are destroyed by light, moisture and microflora of the soil.
Это достигается тем, что биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий, согласно изобретению, содержит сополимер этилена и винилацетата (50-68,7 мас.%), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют ржаную муку (30-48,7 мас.%) и технологические добавки, в качестве которых используют катионное поверхностно-активное вещество (0,1 мас.%), амилацетат кукурузный (1 мас.%) и метилцеллюлозу (0,2 мас.%).This is achieved by the fact that the biodegradable thermoplastic composition for products according to the invention contains a copolymer of ethylene and vinyl acetate (50-68.7 wt.%), A biodegradable filler, which is used as rye flour (30-48.7 wt.%) and technological additives, which use a cationic surfactant (0.1 wt.%), corn amyl acetate (1 wt.%) and methyl cellulose (0.2 wt.%).
Технологические добавки с различным функциональным назначением выбирались по принципу необходимости создания гетерогенной системы с заданными величинами ее эффективной вязкости в выбранном температурном интервале переработки. Катионные ПАВы выбирались из ряда четвертичных аммониевых солей: алкоксиметилпиридиний хлорид, цнтилпиридиний хлорид (торговая марка Катапав, П-26), которые использовались в композиции для улучшения совместимости ингредиентов и достижения гомогенизации, предотвращения комкования порошкообразной смеси. Метилцеллюлоза и амилацетат кукурузный являются водоудерживающими и пленкообразующими модификаторами.Technological additives with different functional purposes were selected according to the principle of the need to create a heterogeneous system with specified values of its effective viscosity in the selected processing temperature range. Cationic surfactants were selected from a series of quaternary ammonium salts: alkoxymethylpyridinium chloride, cntylpyridinium chloride (trademark Katapav, P-26), which were used in the composition to improve the compatibility of the ingredients and achieve homogenization, and prevent clumping of the powder mixture. Corn cellulose and corn amyl acetate are water-retaining and film-forming modifiers.
Указанные компоненты вводились в необходимых количествах, используя общепринятые в технологии получения пластмасс приемы введения малых добавок твердой консистенции.The indicated components were introduced in the required amounts using the techniques of introducing small additives of solid consistency that are generally accepted in the technology for producing plastics.
Такая композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).Such a composition has rheological characteristics that meet the requirements for materials for processing on traditional equipment for plastics (extruder, injection molding machine).
Изделия из предлагаемой композиции обладают заданными эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью.Products from the proposed composition have predetermined operational characteristics, including biological destructibility.
Используемая для наполнения ржаная мука имеет следующие физические характеристики: влажность 15%, зольность не более 1,45%, белки 8,9 г, жиры 1,7 г, углеводы 61,8 г.The rye flour used for filling has the following physical characteristics: humidity 15%, ash content not more than 1.45%, proteins 8.9 g, fats 1.7 g, carbohydrates 61.8 g.
В качестве полимерного связующего использовался сополимер этилена и винилацетата (СЭВА), обладающий следующими физико-химическими характеристиками: содержание винилацетата от 5 до 30 мас.%, плотностью 0,928-0,945 7/см3, относительное удлинение при растяжении 600-800%, разрушающее напряжение при разрыве 9-12 МПа.As a polymer binder, a copolymer of ethylene and vinyl acetate (SEVA) was used, which has the following physicochemical characteristics: vinyl acetate content from 5 to 30 wt.%, Density 0.928-0.945 7 / cm 3 , tensile elongation 600-800%, breaking stress at a break of 9-12 MPa.
Полимерное связующее играет роль дисперсионной среды. Поверхность наполнителя способна активно взаимодействовать с полимерным связующим, оказывая определенное влияние на реологические свойства композиций и физико-механические характеристики изделий.The polymer binder plays the role of a dispersion medium. The surface of the filler is able to actively interact with the polymer binder, exerting a certain influence on the rheological properties of the compositions and the physical and mechanical characteristics of the products.
Наполнитель и полимер являются гидрофильными и имеют поверхностно-активные центры, способные образовывать достаточно прочные водородные связи. Адгезионное взаимодействие на границе раздела полимер - биоразлагаемый наполнитель представляет собой адсорбционное взаимодействие двух тел.The filler and polymer are hydrophilic and have surface active centers capable of forming fairly strong hydrogen bonds. The adhesive interaction at the polymer-biodegradable interface is an adsorption interaction of two bodies.
Выбор оптимальных соотношений полимера и наполнителя обусловлен теоретическим пределом наполнения, который определяется силой взаимодействия на границе раздела фаз.The choice of the optimal ratios of the polymer and the filler is determined by the theoretical filling limit, which is determined by the interaction strength at the phase boundary.
Согласно изобретению в качестве биоразлагаемого наполнителя, стимулирующего процесс биологического разрушения конечных изделий, изготовленных из сополимера этилена и винилацетата, используется ржаная мука в количестве (30-48,7) мас.%.According to the invention, as a biodegradable filler, stimulating the process of biological destruction of the final products made from a copolymer of ethylene and vinyl acetate, rye flour is used in an amount of (30-48.7) wt.%.
Предлагаемый сополимер этилена и винилацетата обладает высокими физико-механическими свойствами, повышенной эластичностью, деформационной теплостойкостью при переработке, имеет достаточное водопоглощение (1-3%), что способствует биоразложению готовых изделий при утилизации.The proposed copolymer of ethylene and vinyl acetate has high physicomechanical properties, increased elasticity, deformation heat resistance during processing, has sufficient water absorption (1-3%), which contributes to the biodegradation of finished products during disposal.
Оптимальным согласно изобретению является соотношение ржаная мука - сополимер этилена и винилацетата (СЭВА) (30-48,7):(50-68,7), катионное поверхностно-активное вещество (0,1 мас.%), амилацетат кукурузный (1 мас.%) и метилцеллюлозу (0,2 мас.%).The optimal according to the invention is the ratio of rye flour - a copolymer of ethylene and vinyl acetate (SEVA) (30-48.7) :( 50-68.7), a cationic surfactant (0.1 wt.%), Corn amyl acetate (1 wt. %) and methyl cellulose (0.2% by weight).
Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.
Пример 1Example 1
48,7 мас.% ржаной муки смешиваются с 50 мас.% сополимера этилена и винилацетата; 0,1 мас.% катионного поверхностно-активного вещества (алкоксиметилпиридиний хлорид), 1 мас.% амилацетата кукурузного; 0,2 мас.% метилцеллюлозы в скоростном турбосмесителе в течение 5 мин. Полученная смесь поступает в экструдер для гомогенизации. Температура расплава на выходе из головки экструдера 90-100°С.48.7% by weight of rye flour are mixed with 50% by weight of a copolymer of ethylene and vinyl acetate; 0.1 wt.% Cationic surfactant (alkoxymethylpyridinium chloride), 1 wt.% Corn amyl acetate; 0.2 wt.% Methyl cellulose in a high-speed turbo mixer for 5 minutes The resulting mixture enters the extruder for homogenization. The melt temperature at the outlet of the extruder head is 90-100 ° C.
Полученные жгуты охлаждают потоком холодного воздуха и разрезают на гранулы размером 4-6 мм. Из полученных гранул на экструдере со щелевой головкой получают лист, из которого формуют коррексы и контейнеры различных размеров.The obtained bundles are cooled by a stream of cold air and cut into granules with a size of 4-6 mm. From the obtained granules on a slit head extruder, a sheet is obtained from which the corrections and containers of various sizes are formed.
Пример 2Example 2
Приготовление композиции по примеру 1. Количество ржаной муки 30 мас.%, сополимера этилена и винилацетата 68,7 мас.%. Гранулы, полученные из этого состава, используются для изготовления пленки методом экструзии с раздувом, при температуре 120-150°С.The preparation of the composition according to example 1. The amount of rye flour 30 wt.%, A copolymer of ethylene and vinyl acetate 68.7 wt.%. The granules obtained from this composition are used to make the film by blown extrusion, at a temperature of 120-150 ° C.
Пример 3Example 3
Приготовление композиции по примеру 1. В качестве катионного поверхностно-активного вещества используют цетилпиридиний хлорид в количестве 0,1 мас.%.The preparation of the composition according to example 1. As a cationic surfactant, cetylpyridinium chloride is used in an amount of 0.1 wt.%.
Составы композиций по примерам приведены в таблице 1. Технологические добавки используются в предлагаемых композициях в традиционных соотношениях. В примерах даны их оптимальные количества.The compositions of the compositions of the examples are shown in table 1. Technological additives are used in the proposed compositions in traditional proportions. In the examples, their optimum amounts are given.
**Алкоксиметилпиридиний хлорид
***Цетилпиридиний хлорид* A mixture of corn starch with the copolycondensation product of caprolactam, adipic acid and hexamethylene diacetate
** Alkoxymethylpyridinium chloride
*** Cetylpyridinium chloride
В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих задачу изобретения.Table 2 shows the methods for determining the properties that provide the objective of the invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137187/04A RU2318006C1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137187/04A RU2318006C1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2318006C1 true RU2318006C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39278943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006137187/04A RU2318006C1 (en) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2318006C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446189C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-03-27 | Александр Сергеевич Баймурзаев | Polymer decomposition initiating universal additive and method of producing said additive |
RU2473578C1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Biodegradable thermoplastic composition |
RU2490289C1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации | Biodegradable highly filled thermoplastic composition using starch and nanomodifier |
-
2006
- 2006-10-23 RU RU2006137187/04A patent/RU2318006C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446189C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-03-27 | Александр Сергеевич Баймурзаев | Polymer decomposition initiating universal additive and method of producing said additive |
RU2473578C1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Biodegradable thermoplastic composition |
RU2490289C1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации | Biodegradable highly filled thermoplastic composition using starch and nanomodifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5322866A (en) | Method of producing biodegradable starch-based product from unprocessed raw materials | |
FI102479B (en) | Polymer-based blend compositions, which in turn contain modified starch | |
AU631089B2 (en) | Polymer base blend compositions containing destructurized starch | |
AU631091B2 (en) | Polymer base blend compositions containing destructurized starch | |
KR0178390B1 (en) | Polymer base blend compositions containing destructured starch | |
JPH0374445A (en) | Polymer-base blend composition containing modified starch | |
CA2019085A1 (en) | Polymer base blend compositions containing destructurized starch | |
JPH0374444A (en) | Polymer-base blend composition containing modified starch | |
JPH0725942B2 (en) | Polymer-based blend composition containing modified starch | |
CA2295645A1 (en) | Biopolymer-based thermoplastic mixture for producing biodegradable shaped bodies | |
JPH0379646A (en) | Polymer-based blended compound containing altered starch | |
US9023918B1 (en) | Biodegradable plastic resin | |
EP0409783B1 (en) | Polymer base blend compositions containing destructurized starch | |
CN1039648C (en) | Biodegradable polymeric compositions based on starch and thermoplastic polymers | |
RU2408621C2 (en) | Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass | |
RU2318006C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour | |
RU2418014C1 (en) | Biodegradable thermoplastic composition using natural filler | |
RU2645677C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition | |
RU2490289C1 (en) | Biodegradable highly filled thermoplastic composition using starch and nanomodifier | |
RU2363711C1 (en) | Biodegradable thermoplastic composition | |
RU2349612C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition, made from confectionary industry wastes | |
RU2691988C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition | |
RU2180670C2 (en) | Biodegradable thermoplastic starch-based composition | |
RU2669865C1 (en) | Composition for obtaining biodegradable polymer material and biodegradable polymer material on its basis | |
RU2714887C1 (en) | Biologically degradable polymer composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101024 |