RU2349612C1 - Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности - Google Patents
Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349612C1 RU2349612C1 RU2007141897A RU2007141897A RU2349612C1 RU 2349612 C1 RU2349612 C1 RU 2349612C1 RU 2007141897 A RU2007141897 A RU 2007141897A RU 2007141897 A RU2007141897 A RU 2007141897A RU 2349612 C1 RU2349612 C1 RU 2349612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoplastic composition
- copolymer
- ethylene
- vinyl acetate
- biologically degradable
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Термопластичная композиция, применяемая в производстве пленок и различных термоформованных изделий для использования в сельском хозяйстве и в качестве упаковки для товаров народного потребления, содержит сополимер этилена и винилацетата, биоразлагаемый наполнитель - какаовелла - отход технологического процесса переработки какао бобов и поверхностно-активное вещество из ряда моноэфиров дикарбоновых кислот. Технический результат - создание термоформуемой композиции, изделия из которой биологически разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы. 2 табл.
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, пленка для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания).
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.
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.
Такие материалы представляют собой наполненные системы, где в качестве активного наполнителя используется крахмал. Известны 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, кл. 5 С08J 5/18, В65D 1/10, 65/46, С08L 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. т.1154, №4; патент США 5208267, C08J 9/02, 9/12, опубл. 03.05 2004, том 1150, №1; патент RU 2095379, опубл. 30.06.98; патент RU 2180670, опубл. 06.01.2000; патент RU 2174132, опубл. 23.06.2000; патент 1338405 ЕПВ, МЛК В29С 67/24, С08J 5/06, опубл. 27.08.2003; патент США 6054510, МПК7 С08L 63/00, опубл. 25.04.2000).
Фирмой Archer Daniels Midiand 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.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2180670:
Крахмал | 100 |
Продукт сополикондесации | |
капролактама, адипиновой | |
кислоты и | |
гексаметилендиамина | 1-10 |
Глицерин | 20 |
Вода | 20 |
Двуокись титана | 20 |
Ультрамарин | 0,008 |
Получение композиции по прототипу требует использования пластификатора (водно-глицериновой смеси).
При наличии в композиции воды технологическая схема переработки требует дополнительного узла - дегазации, увеличивающего энергозатраты.
Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопласта и исключает использование жидких компонентов.
Задача изобретения - создание термопластичной композиции с использованием биоразлагаемого наполнителя - отходов кондитерской промышленности, изделия из которой разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы.
Это достигается тем, что биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий, согласно изобретению содержит сополимер этилена и винилацетата (59,5-79,5 мас.%), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют отходы кондитерской промышленности - какаовеллу (20-40 мас.%) и поверхностно-активное вещество (0,2-0,5 мас.%).
Согласно изобретению в качестве биоразлагаемого наполнителя, стимулирующего процесс биологического разрушения конечных изделий, изготовленных из сополимера этилена и винилацетата, используется какаовелла в количестве (20-40) мас.%.
Используемая для наполнения какаовелла имеет следующие физические характеристики: влажность 6,0…12,0%, белок 12,2…15,8%, крахмал 3,6…5,4%, какао-масло 1,2…4,6%, остальное 77-62,2%.
Какао бобы - дорогое импортное сырье для производства шоколада. Около 12% от массы какао боба приходится на долю какаовеллы, которая в производстве шоколада не используется. В измельченном виде она передается на корм скоту. Известно, что какаовеллу можно использовать в строительной промышленности (она имеет низкую теплопроводность), в бумажной промышленности. В силу природного происхождения какаовеллы, ее низкой стоимости как отходов технологического процесса переработки какао бобов целесообразна ее ассимиляция в качестве активного наполнителя биоразлагаемых полимеров.
Поверхностно-активное вещество выбиралось по принципу необходимости создания гетерогенной системы с заданными величинами ее эффективной вязкости в выбранном температурном интервале переработки. Поверхностно-активное вещество - моноэфир янтарной кислоты (оксиянт) выбиралось из ряда моноэфиров дикарбоновых кислот. Данное ПАВ использовалось в композиции для улучшения совместимости ингредиентов и достижения гомогенизации, а также в качестве инициатора биоразложения.
В качестве полимера, выполняющего роль дисперсионной среды, использовался сополимер этилена и винилацетата (СЭВА), обладающий следующими физико-химическими характеристиками: содержание винилацетата от 5 до 30 мас.%, плотностью 0,928-0,945 г/см3, относительное удлинение при растяжении 600-800%, разрушающее напряжение при разрыве 9-12 МПа.
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.
Такая композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).
Изделия из предлагаемой композиции обладают заданными эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью.
Выбор оптимальных соотношений полимера и наполнителя обусловлен теоретическим пределом наполнения, который определяется силой взаимодействия на границе раздела фаз.
Согласно изобретению, оптимальным является соотношение "какаовелла - сополимер этилена и винилацетата (СЭВА)" (20-40):(59,5-79,5).
Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом.
Пример 1.
40 мас.% какаовеллы смешивают с 59,5 мас.% сополимера этилена и винилацетата; 0,5 мас.% ПАВ в скоростном турбосмесителе в течение 5 минут. Полученная смесь поступает в экструдер для гомогенизации. Температура расплава на выходе из головки экструдера 100-125°С.
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.
Пример 2.
Приготовление композиции по примеру 1. Количество какаовеллы 20 мас.%, сополимера этилена и винилацетата 79,5 мас.%, количество ПАВ - 0,2 мас.%. Гранулы, полученные из этого состава, используются для изготовления пленки методом экструзии с раздувом при температуре 120-135°С.
Составы композиций по примерам приведены в таблице 1. В примерах даны их оптимальные количества.
Таблица 1 | ||||||||
№ примера | Наполнитель | Полимер | Технологические и эксплутационные свойства | |||||
Какаовелла, мас.% | Полимер по прототипу**, мас.% | Сополимер этилена и винилацетата (СЭВА), мас.% | ПАВ, мас.% | Температура переаботки расплава, °С | ПТР, г/10 мин нагрузки | Водопоглощение за 24 час, % | Микробиологическая устойчивость | |
Пример 1 | 40,0 | - | 59,5 | 0,5 | 100-125 | 9,4 | 30 | Обсемененность 10 см поверхности 1×70 ед |
Пример 2 | 20,0 | - | 79,8 | 0,2 | 120-135 | 21,0 | 20 | Обсемененность 10 см поверхности 1×40 ед |
Пример 3 | 40,0 | - | 59,8 | 0,2 | 100-125 | 10,0 | 30,0 | Обсемененность 10 см поверхности 1×70 ед |
* Смесь кукурузного крахмала с продуктом сополиконденсации капролактама, адипиновой кислоты и гексаметилендиацетата |
В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих задачу изобретения.
Таблица 2 | ||
№ п/п | Наименование показаний | Методы испытаний |
1 | Показатель текучести расплава композиции (ПТР) при температуре 120°С, г/10 мин | ГОСТ 11645-73 |
2 | Температура переработки композиции, °С | ГОСТ 11645-73 |
3 | Водопоглощение, % за 24 ч | ГОСТ 4650-80 |
4 | Микробиологическая устойчивость | ГОСТ 9.053-75, ГОСТ 9.049-91 |
Claims (1)
- Биологически разрушаемая термопластичная композиция для пленок и упаковок хозяйственного назначения, содержащая сополимер этилена и винилацетата, биоразлагаемый наполнитель - какаовелла, являющаяся отходом технологического процесса переработки какао бобов и поверхностно-активное вещество, из ряда моноэфиров дикарбоновых кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сополимер этилена и винилацетата 59,5-79,5 Какаовелла 20,0-40,0 Поверхностно-активное вещество 0,2-0,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141897A RU2349612C1 (ru) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141897A RU2349612C1 (ru) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2349612C1 true RU2349612C1 (ru) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141897A RU2349612C1 (ru) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349612C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473578C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2013-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Биоразлагаемая термопластичная композиция |
RU2752345C1 (ru) * | 2020-07-03 | 2021-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова" (ФГБОУ ВО "РЭУ им. Г.В. Плеханова") | Многослойный пленочный или листовой биоразлагаемый материал и биоразлагаемая полимерная композиция для создания биоразлагаемого слоя в материале |
-
2007
- 2007-11-14 RU RU2007141897A patent/RU2349612C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473578C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2013-01-27 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Биоразлагаемая термопластичная композиция |
RU2752345C1 (ru) * | 2020-07-03 | 2021-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова" (ФГБОУ ВО "РЭУ им. Г.В. Плеханова") | Многослойный пленочный или листовой биоразлагаемый материал и биоразлагаемая полимерная композиция для создания биоразлагаемого слоя в материале |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI102479B (fi) | Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeripohjaiset seo skoostumukset | |
EP0722971B1 (en) | Biodegradable compositions of synthetic and natural polymers | |
FI102480B (fi) | Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeriperustaiset s eoskoostumukset | |
CN1946807B (zh) | 生物降解性树脂组合物 | |
CN101400738B (zh) | 胶原粉末和用于制备塑型的制品的基于胶原的热塑性的组合物 | |
KR101376642B1 (ko) | 생분해성 수지 발포 시트, 생분해성 수지 발포체 및 생분해성 수지 성형 용기 | |
CN106751611A (zh) | 一种高熔体强度聚乳酸发泡专用树脂及其制备方法 | |
EP1359190A1 (en) | Compositions for photodegradable and biodegradable plastic product and use thereof | |
PT94542A (pt) | Processo para a preparacao de composicoes de mistura de base polimerica contendo amido desestruturado | |
JPH0379646A (ja) | 変性澱粉を含有する、ポリマーをベースとするブレンド組成物 | |
Myllymäki et al. | Mechanical and permeability properties of biodegradable extruded starch/polycaprolactone films | |
DE2552126A1 (de) | Wasserloesliche und essbare thermoplastische formmasse, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung derselben zur herstellung von formlingen | |
EP3064542A1 (en) | Biodegradable thermoplastic polymer compostion, method for its manufacture and use thereof | |
RU2408621C2 (ru) | Полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава | |
CA2407729C (en) | Method of manufacturing corn zein resin films, sheets and articles | |
CN113597442A (zh) | 生物降解性树脂组合物的制造方法 | |
JPH0395239A (ja) | 変性澱粉を含有する、ポリマーをベースとするブレンド組成物 | |
CN1919926B (zh) | 一种聚乳酸-淀粉发泡材料及其制备方法 | |
RU2418014C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием природного наполнителя | |
RU2349612C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности | |
RU2490289C1 (ru) | Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция с использованием крахмала и наномодификатора | |
AU2021270978A1 (en) | Granulate of only natural constitutions; granulate for the manufacture of composable products and method for manufacturing the granulate and the products obtained therefrom | |
RU2645677C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция | |
RU2318006C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием ржаной муки | |
Singh et al. | Green and sustainable packaging materials using thermoplastic starch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091115 |