RU2408621C2 - Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass - Google Patents

Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass Download PDF

Info

Publication number
RU2408621C2
RU2408621C2 RU2008138385A RU2008138385A RU2408621C2 RU 2408621 C2 RU2408621 C2 RU 2408621C2 RU 2008138385 A RU2008138385 A RU 2008138385A RU 2008138385 A RU2008138385 A RU 2008138385A RU 2408621 C2 RU2408621 C2 RU 2408621C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
moulding
composition
biodegradable
polymeric composition
molten mass
Prior art date
Application number
RU2008138385A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008138385A (en
Inventor
Владимир Владимирович Ананьев (RU)
Владимир Владимирович Ананьев
Ирина Анатольевна Кирш (RU)
Ирина Анатольевна Кирш
Марина Ивановна Губанова (RU)
Марина Ивановна Губанова
Ольга Алексеевна Сдобникова (RU)
Ольга Алексеевна Сдобникова
Лидия Галактионовна Самойлова (RU)
Лидия Галактионовна Самойлова
Аза Леонидовна Пешехонова (RU)
Аза Леонидовна Пешехонова
Юлия Александровна Филинская (RU)
Юлия Александровна Филинская
Екатерина Павловна Чуткина (RU)
Екатерина Павловна Чуткина
Валентина Васильевна Колпакова (RU)
Валентина Васильевна Колпакова
Алексей Михайлович Гаврилов (RU)
Алексей Михайлович Гаврилов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии", Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Priority to RU2008138385A priority Critical patent/RU2408621C2/en
Publication of RU2008138385A publication Critical patent/RU2008138385A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408621C2 publication Critical patent/RU2408621C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: composition contains polyethylene production and/or household wastes, beet pulp and bentonite as a processing additive. ^ EFFECT: disclosed composition has rheological characteristics which meet requirements for polymeric materials for their possible processing on conventional equipment, as well as required operational characteristics, including biodegradability. ^ 4 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к получению пластических масс на основе производственных и бытовых отходов полиэтилена, применяемых в производстве различных термоформованных изделий, пленок, используемых для народного хозяйства (коррексы для цветочной и овощной рассады, пленка для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания) и пр.The invention relates to the production of plastics on the basis of industrial and household waste polyethylene used in the production of various thermoformed products, films used for the national economy (corrections for flower and vegetable seedlings, film for mulching and destruction of weeds with the effect of warming), etc.

В тяжелой экологической ситуации, сложившейся в мире, использование биологически разрушаемых полимерных материалов для получения изделий массового потребления является основным направлением сокращения количества твердого мусора, т.к. будет обеспечивать их быстрое разложение под действием климатических факторов и микроорганизмов.In the difficult environmental situation prevailing in the world, the use of biodegradable polymeric materials for obtaining consumer goods is the main direction of reducing the amount of solid waste, because 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. 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).Such materials are filled systems where starch is used as an active filler. Low and highly filled starch compositions are known. 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, CL 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 разрушаемостиRecently, 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.

(патент США 5248702, С08J 9/12, опубл. Т.1154, №4;(US patent 5248702, C08J 9/12, publ. T.1154, No. 4;

патент США 5208267, С08J 9/02, 9/12, опубл. 03.05.2004 том 1150, №1,US patent 5208267, C08J 9/02, 9/12, publ. 05/03/2004 volume 1150, No. 1,

патент RU 2095379, опубл. 30.06.98;Patent RU 2095379, publ. 06/30/98;

патент RU 2180670, опубл. 06.01.2000;Patent RU 2180670, publ. 01/06/2000;

патент RU 2174132, опубл. 23.06.2000;Patent RU 2174132, publ. 06/23/2000;

патент 1338405 ЕПВ, МЛК В29С 67/24. С08J 5/06, опубл. 27.08 2003;EP patent 1338405, MLK ВСС 67/24. C08J 5/06, publ. August 27, 2003;

патент США 6054510, МПК7 С08L 63/00, опубл. 25.04.2000).US patent 6054510, IPC7 C08L 63/00, publ. 04/25/2000).

Фирмой Archer Daniels Midland, США, разработан концентрат марки PolyClean 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, developed a PolyClean 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:

КрахмалStarch 100one hundred Продукт сополиконденсации капролактама,Caprolactam copolycondensation product, адипиновой кислотыadipic acid и гексаметилендиаминаand hexamethylenediamine 1…101 ... 10 ГлицеринGlycerol 20twenty ВодаWater 20twenty Двуокись титанаTitanium dioxide 20twenty УльтрамаринUltramarine 0,0080.008

Получение композиции по прототип требует использования 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 degassing unit, which increases energy consumption.

Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопласта за счет исключения использования жидких компонентов, значительно уменьшает стоимость готового изделия, т.к. сырьем для термопласта служат отходы полиэтилена (производственные и бытовые).The proposed solution simplifies the technology of manufacturing thermoplastic by eliminating the use of liquid components, significantly reduces the cost of the finished product, because the raw material for thermoplastics is polyethylene waste (industrial and domestic).

Кроме того, способствует охране окружающей среды, т.к. отходы не утилизируются, а вновь используются для изготовления различных изделий.In addition, it contributes to environmental protection, as the waste is not disposed of, but is again used for the manufacture of various products.

Задача изобретения - создание термопластичной композиции с использованием биоразлагаемого наполнителя (отходов сахарной промышленности), 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 (sugar industry waste), products from which are destroyed by the action of light, moisture and soil microflora.

Это достигается тем, что биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий согласно изобретению содержит отходы полиэтилена (60…89 мас.%), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют отходы сахарной промышленности - жом свекловичный (10…30 мас.%) и бентонит (1…10 мас.%).This is achieved by the fact that the biodegradable thermoplastic composition for products according to the invention contains waste polyethylene (60 ... 89 wt.%), Biodegradable filler, which is used as sugar industry sugar beet pulp (10 ... 30 wt.%) And bentonite (1 ... 10 wt.%).

Согласно изобретению в качестве биоразлагаемого наполнителя, стимулирующего процесс биологического разрушения конечных изделий, изготовленных из отходов полиэтилена, используется жом свекловичный в количестве 10…30 мас.%.According to the invention, as a biodegradable filler, stimulating the process of biological destruction of the final products made from polyethylene waste, beet pulp is used in an amount of 10 ... 30 wt.%.

Используемый для наполнения жом свекловичный (изрезанная в стружку нерастворимая обессахаренная масса свеклы) имеет следующие характеристики:Beet pulp used for filling beet pulp (insoluble beet sugar mass cut into chips) has the following characteristics:

- пектиновых веществ 50%;- pectin substances 50%;

- целлюлозы и гемицеллюлозы 47%;- cellulose and hemicellulose 47%;

- белка 2%;- protein 2%;

-золы 1%;ash 1%;

- массовая доля влаги, %, не более 14,0;- moisture mass fraction,%, no more than 14.0;

- массовая доля сырого протеина, %, не менее 7,0.- mass fraction of crude protein,%, not less than 7.0.

Технологическая добавка выбиралась по принципу необходимости создания гомогенной системы. Бентонит используют как диспергатор - вещество, облегчающее равномерное распределение компонентов в полимерной матрице при смешении (Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Г.П.Андрианова, К.Л.Полякова, Ю.С.Матвеев, М., «Колос С», 2008 г., 367 с.).The technological additive was selected on the basis of the need to create a homogeneous system. Bentonite is used as a dispersant - a substance that facilitates the uniform distribution of components in a polymer matrix when mixed (Technology for processing plastics and elastomers in the production of polymer film materials and artificial leather. G.P. Andrianova, K.L. Polyakova, Yu.S. Matveev, M., "Kolos S", 2008, 367 pp.).

В качестве полимерного связующего использовались отходы полиэтилена производственные и бытовые, имеющие следующие показатели: частицы (крошка) разного цвета без механических примесей, количество посторонних включений не более 10%, массовая доля влаги не более 2%.Industrial and household waste polyethylene was used as a polymeric binder, having the following indicators: particles (crumbs) of different colors without mechanical impurities, the amount of foreign matter not more than 10%, the mass fraction of moisture not more than 2%.

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 correspond to 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.

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 оптимальным является соотношение «свекловичный жом - отходы полиэтилена» (10-30:60:89). Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом.According to the invention, the optimal ratio is “beet pulp - waste polyethylene” (10-30: 60: 89). The proposed composition is made as follows.

Пример 1Example 1

30 массовых частей свекловичного жома смешивают с 60 массовыми частями отходов полиэтилена и 10 массовыми частями бентонита в скоростном турбосмесителе в течение 5 минут. Полученная смесь поступает в экструдер для гомогенизации. Температура расплава на выходе 140-160°С. Полученные жгуты охлаждают потоком холодного воздуха и разрезают на гранулы размером 4-6 мм. Из полученных гранул на экструдере со щелевой головкой изготавливают пленку или лист, из которого формуют изделия различных типоразмеров, а на термопластавтомате - различную тару.30 mass parts of beet pulp are mixed with 60 mass parts of polyethylene waste and 10 mass parts of bentonite in a high-speed turbo mixer for 5 minutes. The resulting mixture enters the extruder for homogenization. The melt temperature at the outlet is 140-160 ° C. 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, a film or sheet is made on an extruder with a slit head, from which products of various standard sizes are molded, and on a molding machine - various containers.

Пример 2Example 2

Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 10 мас.%. Отходов полиэтилена 89 мас.%, бентонита 1 мас.%.Preparation of the composition according to example 1. The amount of beet pulp 10 wt.%. Polyethylene waste 89 wt.%, Bentonite 1 wt.%.

Пример 3Example 3

Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 20 мас.%, отходов полиэтилена 70 мас.%, бентонита 10 мас.%.Preparation of the composition according to example 1. The amount of beet pulp 20 wt.%, Waste polyethylene 70 wt.%, Bentonite 10 wt.%.

Состав композиций по примерам приведены в таблице 1. В примерах даны их оптимальные количества.The composition of the compositions of the examples are shown in table 1. In the examples, their optimum amounts are given.

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.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 2table 2 №№ п/п№№ Наименование показанийName of indications Методы испытанийTest methods 1.one. Показатель текучести расплава композиции (ПТР) при температуре 120°С, г/10 минThe melt flow rate of the composition (MFR) at a temperature of 120 ° C, g / 10 min ГОСТ 11645-73GOST 11645-73 2.2. Температура переработки композиции, °СThe processing temperature of the composition, ° C ГОСТ 11645-73GOST 11645-73 3.3. Водопоглощение, % за 24 чWater absorption,% for 24 hours ГОСТ 4650-80GOST 4650-80 4.four. Микробиологическая устойчивостьMicrobiological resistance ГОСТ 9.053-75GOST 9.053-75 ГОСТ 9.049-91GOST 9.049-91

Claims (1)

Биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий, отличающаяся тем, что содержит отходы полиэтилена производственные и бытовые, биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом, и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
отходы полиэтилена 60-89 свекловичный жом 10-30 бентонит 1-10
A biodegradable thermoplastic composition for products, characterized in that it contains industrial and domestic polyethylene waste, a biodegradable filler, which is used as beet pulp, and a technological additive, which is used as bentonite, in the following ratio, wt.%:
polyethylene waste 60-89 beet pulp 10-30 bentonite 1-10
RU2008138385A 2008-09-26 2008-09-26 Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass RU2408621C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138385A RU2408621C2 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138385A RU2408621C2 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008138385A RU2008138385A (en) 2010-04-10
RU2408621C2 true RU2408621C2 (en) 2011-01-10

Family

ID=42670755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138385A RU2408621C2 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408621C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446191C1 (en) * 2011-02-08 2012-03-27 Наталья Андреевна Балакирева Polymer composition for moulding biodegradable articles from molten mass
RU2629680C1 (en) * 2016-06-21 2017-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Polymer composition for producing biodegradated articles
RU2691988C1 (en) * 2018-12-26 2019-06-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН Biologically degradable thermoplastic composition
RU2714887C1 (en) * 2018-11-22 2020-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет пищевых производств" Biologically degradable polymer composition
WO2021154192A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Игор ПАПКОВИЧ Method for manufacturing a bio-composite material

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451697C1 (en) * 2010-11-22 2012-05-27 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации Biodegradable composition based on polyethylene and natural wood processing products

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446191C1 (en) * 2011-02-08 2012-03-27 Наталья Андреевна Балакирева Polymer composition for moulding biodegradable articles from molten mass
RU2629680C1 (en) * 2016-06-21 2017-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Polymer composition for producing biodegradated articles
RU2714887C1 (en) * 2018-11-22 2020-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет пищевых производств" Biologically degradable polymer composition
RU2691988C1 (en) * 2018-12-26 2019-06-19 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН Biologically degradable thermoplastic composition
WO2021154192A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Игор ПАПКОВИЧ Method for manufacturing a bio-composite material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008138385A (en) 2010-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2408621C2 (en) Polymeric composition for moulding biodegradable articles form molten mass
DE69009323T2 (en) Compositions based on a polymer blend containing destructurized starch.
US10526490B2 (en) Melt processed polymer composition derived from leaf sheaths of trees of the genus Arecaceae
CA2688516A1 (en) Biodegradable composition, preparation method and their application in the manufacture of functional containers for agricultural and/or forestry use
EP3064542B1 (en) Biodegradable thermoplastic polymer compostion, method for its manufacture and use thereof
KR20070010837A (en) Biodegradable composition
DE69009878T2 (en) Compositions based on polymers and destructurized starch.
CN113597442A (en) Process for producing biodegradable resin composition
CN113185820A (en) Degradable packaging material, packaging film bag and preparation method
ES2673023T5 (en) Biodigestible, biocompostable and biodegradable plastic
Agüero et al. Use of bacterial cellulose obtained from kombucha fermentation in spent coffee grounds for active composites based on PLA and maleinized linseed oil
RU2363711C1 (en) Biodegradable thermoplastic composition
RU2418014C1 (en) Biodegradable thermoplastic composition using natural filler
KR101143965B1 (en) Decomposing resin pellet, its manufacture method and a product using it thereof
RU2645677C1 (en) Biologically degradable thermoplastic composition
RU2490289C1 (en) Biodegradable highly filled thermoplastic composition using starch and nanomodifier
RU2318006C1 (en) Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour
CN114423813A (en) Small particle starch and starch-based materials blended with synthetic polymers to improve strength and other properties
JPH05331315A (en) Biodegradable plalstic composition containing gelatinized starch and production thereof
FI128246B (en) Cellulose based composition
RU2349612C1 (en) Biologically degradable thermoplastic composition, made from confectionary industry wastes
RU2714887C1 (en) Biologically degradable polymer composition
JPH04136047A (en) Easily degradable resin composition
RU2669865C1 (en) Composition for obtaining biodegradable polymer material and biodegradable polymer material on its basis
RU2446191C1 (en) Polymer composition for moulding biodegradable articles from molten mass

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101108