RU2445326C1 - Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов - Google Patents
Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445326C1 RU2445326C1 RU2010145473/05A RU2010145473A RU2445326C1 RU 2445326 C1 RU2445326 C1 RU 2445326C1 RU 2010145473/05 A RU2010145473/05 A RU 2010145473/05A RU 2010145473 A RU2010145473 A RU 2010145473A RU 2445326 C1 RU2445326 C1 RU 2445326C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrophobic polymer
- thermtex
- starch
- polymer
- filler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, в частности к получению биоразлагаемых пластмасс, и может быть использовано для изготовления формованных или пленочных изделий различного назначения, в том числе пищевого. Способ получения биоразлагаемых композиций включает обработку гранул гидрофобного полимера аппретирующей добавкой - олеиновой кислотой, которую добавляют дозированно и введение в гидрофобный полимер наполнителя, в качестве которого используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности. Смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°C. Также изобретение относится к способу получения биоразлагаемых композиций, включающему смешение порошкообразного гидрофобного полимера с наполнителем, в качестве которого используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности. Смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°C. Технический результат - улучшение реологических свойств биоразлагаемых полимеров, термостабилизационных свойств получаемого продукта, обеспечение хорошей биоразлагаемости полимера, получение изделия с декоративной глянцевой поверхностью. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, в частности к получению биоразлагаемых пластмасс, и может быть использовано для изготовления формованных или пленочных изделий различного назначения, в том числе пищевого.
Известен способ получения биоразлагаемых пластмасс, предусматривающий введение комплекса крахмала в гидрофобный полимер [Патент РФ №2073037, опубликованный 10.02.1997 г.].
Недостатком способа является низкая температура переработки биоразлагаемой композиции, что отрицательно влияет на реологические свойства получаемого полимера, кроме того, продукт обладает недостаточно высокими термостабилизационными свойствами, что приводит к необходимости его переработки при температурах, не превышающих 170°C.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения биоразлагаемых пластмасс, предусматривающий введение в гидрофобные полимеры, несовместимые с крахмалом, в качестве наполнителя комплекса крахмала в форме частиц, диспергированных в гидрофобной полимерной матрице [Патент РФ №2230760, опубликованный 20.06.2004 г.].
Недостатком прототипа является то, что при увеличении температуры переработки композиция теряет технологические свойства (прочность на разрыв, прочность на растяжение и т.д.) за счет термодеструкции крахмала, поэтому смесь полимер - крахмал получают в интервале температур 140-160°C, а также необходимость введения пластификатора, в качестве которого используют сложный эфир полисахарида на основе целлюлозы, использование которого приводит к снижению пластифицирующей способности и термостабильности получаемой композиции и увеличивает ее гетерогенность, кроме того, введение в композицию дополнительных агентов сочетания и комплексообразующих агентов усложняет технологию производства и повышает себестоимость продукта.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов, позволяющего повысить температуру переработки биоразлагаемых композиций до 190-200°C, повысить термостабилизационные свойства продукта, исключить необходимость введения дополнительных агентов сочетания и комплексообразующих агентов, повысить реологические свойства биоразлагаемых композиций, снизить гетерогенность получаемого полимера, упростить технологию получения биоразлагаемых пластмасс, получить изделия с декоративной глянцевой поверхностью.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов, предусматривающем введение в гидрофобный полимер наполнителя, перемешивание полученной смеси и ее дальнейшее экструдирование, новым является то, что гранулы полимера обрабатывают олеиновой кислотой, которая используется в качестве аппретирующей добавки, причем олеиновую кислоту добавляют к гидрофобному полимеру дозированно, в качестве наполнителя используют модифицированный крахмал с фирменным названием THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°C, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гидрофобный полимер | 69,5-59,5 |
модифицированный крахмал THERMTEX | 30-40 |
олеиновая кислота | 0,5. |
При использовании порошкообразного гидрофобного полимера композицию готовят непосредственным смешением гидрофобного полимера и наполнителя - модифицированного крахмала THERMTEX без использования аппретирующей добавки, при этом соотношение компонентов составляет, мас.%:
гидрофобный полимер | 70-60 |
модифицированный крахмал THERMTEX | 30-40. |
Технический результат изобретения заключается в повышении температуры переработки биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов, до 190-200°C, в повышении термостабилизационных свойств продукта, исключении необходимости введения дополнительных агентов сочетания и комплексообразующих агентов, снижении гетерогенности получаемого полимера, упрощении технологии получения биоразлагаемых пластмасс, получении изделий с декоративной глянцевой поверхностью.
На фигуре 1 представлен фрагмент молекулы модифицированного крахмала THERMTEX.
THERMTEX - «сшитый» пищевой заварной крахмал, полученный на основе дикрахмалфосфата оксипропелированного с последующим синтезом сшитого продукта, с температурой желатинизации около 70°С. Вязкость THERMTEX очень стабильна при высоких температурах, низком pH, а также при сильных нагрузках и механическом воздействии. Крахмал модифицированный THERMTEX является разрешенной пищевой добавкой Е1442 [Приложение 7 к СанПиН 2.3.2.1078-01 от 14.11.2001 г.]. Данное соединение широко применяется в пищевой промышленности как загуститель пищевых добавок [ТУ 9187-003-9645 7359-07].
Преимуществами модифицированного крахмала THERMTEX являются исключительная стойкость к высоким и низким температурам, различным уровням pH среды, механическим воздействиям, низкая горячая вязкость, нерастворимость в холодной воде, однородная дисперсия частиц при заваривании.
Известно, что эфиры фосфорной кислоты значительно улучшают термостабильность полимеров и являются одновременно пластификаторами [Л.Маския. Добавки для пластических масс. М.: Химия, 1978 г.].
Присутствие в молекулах крахмала фрагментов фосфорной кислоты в виде сложных эфиров обеспечивает обогащение питательной среды микроорганизмов фосфором, что способствует более эффективному биоразложению [А.И.Нетрусов, И.Б.Котова Микробиология. М.: Академия, 2007 г.].
Способ получения биоразлагаемых пластмасс осуществляют следующим образом.
В смеситель вносят гранулы гидрофобного полимера (полиэтилен, полипропелен, их сополимеры и др.) в количестве 69,5-59,5 мас.%, обрабатывают аппретирующей добавкой - олеиновой кислотой в количестве 0,5 мас.%., в случае использования порошкообразного полимера необходимость в использовании аппретирующей добавки отпадает, затем при интенсивном непрерывном перемешивании постепенно добавляем в качестве термостабилизатора модифицированный крахмал THERMTEX, представляющий собой фосфорный эфир крахмала, в количестве 30-40 мас.%. Смесь экструдируют при температуре 190-200°C с последующим прохождением формованного прутка через каландр с получением листового или пленочного материала.
Способ получения биоразлагаемых пластмасс поясняется следующими примерами.
Пример 1. В смеситель вносят 69,5 г (69,5 мас.%) полиэтилена в виде гранул и при интенсивном непрерывном перемешивании по каплям добавляют 0,5 г (0,5 мас.%) олеиновой кислоты. Массу перемешивают в течение 10 мин, затем постепенно вносят 30 г (30 мас.%) модифицированного крахмала THERMTEX в качестве стабилизатора, процесс обработки гранул полимера модифицированным крахмалом THERMTEX проводят в быстроходном смесителе в течение 10 мин. Полученную смесь экструдируют при температуре 190°C с последующим прохождением формованного прутка через каландр с получением листового материала. Полученный биоразлагаемый полимер анализируют, определяют показатель текучести расплава при температуре 190°C, 200°C, водопоглощение, кинетику биоразложения. Результаты анализов представлены в таблице 1.
Пример 2. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 2, но количество полиэтилена составляет 59,5 г (59,5 мас.%), количество олеиновой кислоты - 0,5 г (0,5 мас.%), а количество модифицированного крахмала THERMTEX - 40 г (40 мас.%).
Таблица 1 | |||
Определяемые параметры | Контроль (чистый полиэтилен) | Данные по примерам | |
1 | 2 | ||
Показатель текучести расплава, г/10 мин, при: | |||
-190°С; | 1,90 | 1,76 | 1,64 |
-200°С. | 2,00 | 1,88 | 1,70 |
Водопоглощение, мас.% | 0 | 1,63 | 1,87 |
Потеря массы биоразлагаемого полимера в процессе биоразложения через 60 дней, мас.% | 0 | 11,2 | 16,6 |
Как видно из таблицы 1, получение биоразлагаемого полимера предложенным способом позволяет добиться хороших реологических свойств биоразлагаемого полимера, о чем свидетельствует показатель текучести расплава (ПТР), сопоставимый с ПТР чистого полиэтилена, причем с увеличением концентрации наполнителя - модифицированного крахмала THERMTEX в композиции ПТР уменьшается, а с увеличением температуры переработки полимера ПТР увеличивается. Водопоглощение биоразлагаемых полимеров увеличивается с увеличением концентрации наполнителя в композиции, а процесс биоразложения полимера в зависимости от степени наполненности композиции модифицированным крахмалом THERMTEX протекает в течение 1-2 лет.
Оптимальное соотношение полимер: наполнитель составляет 70-60: 30-40 мас.%, при таком соотношении компонентов продукт обладает хорошими реологическими свойствами, одновременно наблюдается достаточно эффективный процесс биоразложения материала. При добавлении в полимер наполнителя - модифицированного крахмала THERMTEX - в количестве менее 30 мас.% процесс биоразложения такого полимера протекает более двух лет. При добавлении в полимер наполнителя - модифицированного крахмала THERMTEX - в количестве более 40 мас.% происходит ухудшение технологических свойств продукта (уменьшается прочность материала на разрыв, прочность материала на растяжение и т.д.).
Использование способа получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов, позволяет:
- повысить температуру переработки биоразлагаемых пластмасс до 190-200°C, что обеспечивает улучшение реологических свойств биоразлагаемых полимеров (в частности, повысить ПТР);
- улучшить термостабилизационные свойства получаемого продукта;
- обеспечить хорошую биоразлагаемость полимера;
- исключить из технологии получения биоразлагаемых пластмасс введение дополнительных пластифицирующих добавок;
- получить изделия с декоративной глянцевой поверхностью;
- снизить гетерогенность композиции;
- упростить технологию получения биоразлагаемых пластмасс;
- снизить себестоимость получаемого продукта.
Claims (2)
1. Способ получения биоразлагаемых композиций, включающий смешение гидрофобного полимера и наполнителя и дальнейшее экструдирование полученной смеси, отличающийся тем, что гранулы полимера обрабатывают олеиновой кислотой, которая используется в качестве аппретирующей добавки, причем олеиновую кислоту добавляют к гидрофобному полимеру дозированно, в качестве наполнителя используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°С, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гидрофобный полимер 69,5-59,5
модифицированный крахмал THERMTEX 30-40
олеиновая кислота 0,5
2. Способ получения биоразлагаемых композиций, включающий смешение гидрофобного полимера и наполнителя и дальнейшее экструдирование полученной смеси, отличающийся тем, что порошкообразный гидрофобный полимер смешивают с наполнителем, в качестве которого используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°С, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гидрофобный полимер 70-60
модифицированный крахмал THERMTEX 30-40
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145473/05A RU2445326C1 (ru) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145473/05A RU2445326C1 (ru) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2445326C1 true RU2445326C1 (ru) | 2012-03-20 |
Family
ID=46030107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010145473/05A RU2445326C1 (ru) | 2010-11-09 | 2010-11-09 | Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445326C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554629C1 (ru) * | 2014-01-22 | 2015-06-27 | Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") | Способ получения композита на основе микрокристаллической целлюлозы для производства биоразлагаемых пленочных материалов с высокими антиоксидантными свойствами |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2026321C1 (ru) * | 1988-02-03 | 1995-01-09 | Варнер-Ламберт Компани | Полимерная композиция для формования изделий из расплава |
CN1097775A (zh) * | 1993-07-19 | 1995-01-25 | 成都市柯力化工研究所 | 生物和光双降解塑料薄膜 |
RU2073037C1 (ru) * | 1989-05-30 | 1997-02-10 | НОВАМОНТ С.п.А. | Биоразлагаемая экструдированная полимерная композиция и способ ее получения |
RU2230760C2 (ru) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Полимеры гидрофобной природы, наполненные комплексами крахмала |
-
2010
- 2010-11-09 RU RU2010145473/05A patent/RU2445326C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2026321C1 (ru) * | 1988-02-03 | 1995-01-09 | Варнер-Ламберт Компани | Полимерная композиция для формования изделий из расплава |
RU2073037C1 (ru) * | 1989-05-30 | 1997-02-10 | НОВАМОНТ С.п.А. | Биоразлагаемая экструдированная полимерная композиция и способ ее получения |
CN1097775A (zh) * | 1993-07-19 | 1995-01-25 | 成都市柯力化工研究所 | 生物和光双降解塑料薄膜 |
RU2230760C2 (ru) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Полимеры гидрофобной природы, наполненные комплексами крахмала |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554629C1 (ru) * | 2014-01-22 | 2015-06-27 | Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") | Способ получения композита на основе микрокристаллической целлюлозы для производства биоразлагаемых пленочных материалов с высокими антиоксидантными свойствами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Riyajan et al. | Green natural rubber-g-modified starch for controlling urea release | |
Otey et al. | Starch-based blown films. 2 | |
Zhang et al. | Influence of oxidized starch on the properties of thermoplastic starch | |
CA2607010C (en) | Wood particle filled polyvinyl chloride composites and their foams | |
Castaño et al. | Processing and characterization of starch-based materials from pehuen seeds (Araucaria araucana (Mol) K. Koch) | |
Fekete et al. | Improving physical properties and retrogradation of thermoplastic starch by incorporating agar | |
RU2013148381A (ru) | Смеси полимолочной кислоты и растворимого в воде полимера | |
Castaño et al. | Physical, chemical and mechanical properties of pehuen cellulosic husk and its pehuen-starch based composites | |
CN109535633A (zh) | 一种抗菌耐磨的tpe塑料颗粒及其制备方法 | |
Li et al. | High content corn starch/Poly (butylene adipate-co-terephthalate) composites with high-performance by physical–chemical dual compatibilization | |
CN105622987B (zh) | 高植物源含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物混合物发泡材料、其制造方法及应用 | |
Zeng et al. | Preparation and antibacterial properties of polycaprolactone/quaternized chitosan blends | |
RU2445326C1 (ru) | Способ получения биоразлагаемых композиций, включающих производные крахмала на основе простых и сложных эфиров полисахаридов | |
CN105419293B (zh) | 一种抗菌pc/abs合金材料及其制备方法 | |
US7500485B1 (en) | Foamed tobacco products and method of making same | |
US8772378B2 (en) | Thermoplastic starch compositions | |
RU2681909C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция | |
CN107090151A (zh) | 一种具有较宽熔融加工窗口的聚乙烯醇组合物 | |
Shahmaleki et al. | Cellulose‐Reinforced Starch Biocomposite: Optimization of the Effects of Filler and Various Plasticizers using Design–Expert Method | |
Alwaan | Rheological characterization and modeling of vulcanization kinetics of natural rubber/starch blends | |
CN112852048A (zh) | 一种pe透气膜材料及其制备方法和应用 | |
CN115260641A (zh) | 一种高强度的聚乙烯泡沫材料及其制备方法 | |
Rahman et al. | Physical and mechanical properties of Pandanus amaryllifolius fiber reinforced low density polyethylene composite for packaging application | |
CN109439009A (zh) | 一种环保可降解复合包装材料及其制备方法 | |
CN104341711A (zh) | 高流动性、高韧性聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121110 |