RU2599770C2 - Биологически разлагаемый пластик и его применение - Google Patents

Биологически разлагаемый пластик и его применение Download PDF

Info

Publication number
RU2599770C2
RU2599770C2 RU2011116452/04A RU2011116452A RU2599770C2 RU 2599770 C2 RU2599770 C2 RU 2599770C2 RU 2011116452/04 A RU2011116452/04 A RU 2011116452/04A RU 2011116452 A RU2011116452 A RU 2011116452A RU 2599770 C2 RU2599770 C2 RU 2599770C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plastic
component
plastic according
less
particle size
Prior art date
Application number
RU2011116452/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011116452A (ru
Inventor
Пауль РУСТЕМЕЙЕР
Вольфганг КОППЕ
Дирк ХЁЛТЕР
Original Assignee
Родиа Ацетов Гмбх
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 Родиа Ацетов Гмбх filed Critical Родиа Ацетов Гмбх
Publication of RU2011116452A publication Critical patent/RU2011116452A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599770C2 publication Critical patent/RU2599770C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16—Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/40—Fertilisers incorporated into a matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/012—Additives activating the degradation of the macromolecular compounds
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • 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
    • C08K5/0033—Additives activating the degradation of the macromolecular compound
    • 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
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • C08K5/151—Heterocyclic compounds having oxygen in the ring having one oxygen atom in the ring
    • C08K5/1545—Six-membered rings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/24—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from cellulose derivatives
    • D01F2/28—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from cellulose derivatives from organic cellulose esters or ethers, e.g. cellulose acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/08—Cellulose derivatives
    • C08J2301/10—Esters of organic acids
    • C08J2301/12—Cellulose acetate
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/12—Cellulose acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/10—Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/14—Mixed esters, e.g. cellulose acetate-butyrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к биологически разлагаемому пластику, обладающему повышенной скоростью биологического разложения. Биологически разлагаемый пластик с повышенной скоростью биологического разложения отличается тем, что он содержит: (а) примерно от 0,1 до 40% масс. тонкораспределенных частиц биологически разлагаемого водорастворимого органического компонента со средним размером частиц менее 10 мкм, причем указанный водорастворимый компонент представляет собой компонент на основе водорастворимого сахарида, который представляет собой сахарозу, глюкозу, мальтозу и/или лактозу, и (b) тонкораспределенные частицы водорастворимого неорганического компонента, содержащего N, Р и/или S, способствующего росту микроорганизмов, со средним размером частиц менее чем 10 мкм. Заявлено также применение пластика для получения нитей или для получения пленки. Технический результат - повышенная способность к биологическому разложению. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к биологически разлагаемому пластику с повышенной скоростью биологического разложения, а также к его преимущественному применению.
Биологическое разложение пластиков является желательным во многих областях; так, например, в связи со способностью пластиковых пакетов к компостированию для получения способных к компостированию видов топлива для пластиковых изделий, которые беспечно бросают в окружающей среде, таких как, например, окурки, которые должны быстро биологически разлагаться; для изделий, которые должны разлагаться в земле из-за их предполагаемого использования, таких как, например, цветочные горшки, которые можно закапывать в землю вместе с растением, или для «систем пролонгированного действия» в сельскохозяйственном секторе, которые из-за биологического распада полимерной матрицы постепенно высвобождают заключенные в ней активные ингредиенты или биоциды.
В US-A-5478386 предложено ускорение разложения брошенных окурков, имеющих материал фильтра на основе ацетилцеллюлозы, заключающееся в том, что используют по меньшей мере примерно 10% масс. ацетилцеллюлозы со степенью замещения менее 2,5. В результате за 4 недели достигают степени разложения по меньшей мере 60% масс. согласно методу определения ТM25209-91. Для разложения волокнистого фильтра, состоящего из нитей ацетилцеллюлозы или (и/или) штапельного волокна из ацетилцеллюлозы, в ЕР 0632969 В1 предложено подвергать гидролизу щелочным способом ацетилцеллюлозу, расположенную на поверхности нитей или штапельных волокон, чтобы довести ацетильное число до значения менее 53% и таким образом ускорить биологическое разложение. В ЕР 0632968 В1 предположено ускорить разложение путем введения добавок ферментов, расщепляющих целлюлозные цепи, чтобы уменьшить ацетильное число до величины менее 53%. В ЕР 0777977 А2 предложены разлагаемые сигареты, при этом используют смесь легко разлагаемых полимеров. В ЕР 1221869 В1 предложено включение N-содержащих соединений, которые распределены в разлагаемом пластике на молекулярном уровне. В РСТ/АТ92/00126 сделано дополнительное предложение улучшить способность пластиков к разложению, в соответствии с которым добавляют водорастворимые или нерастворимые в воде соединения, которые быстрее разлагаются. Испытывали эффект этого предложения в этом отношении. Так, были получены волокна диацетилцеллюлозы, в которые в количестве от 5 до 10% масс. были введены сахар или хлорид натрия, в каждом случае размолотые на частицы менее 2 мкм. Не было подтверждено значительно ускоренной деградации после простого высвобождения водорастворимых компонентов в испытании по закапыванию в землю, описанном ниже более подробно.
Поэтому целью изобретения является обеспечение технического решения, согласно которому биологически разлагаемые пластики обладают повышенной скоростью биологического разложения.
Согласно изобретению этой цели достигают посредством биологически разлагаемого пластика, отличающегося тем, что этот пластик содержит а) тонкораспределенные частицы биологически разлагаемого водорастворимого органического компонента и b) тонкораспределенные частицы водорастворимого неорганического компонента, содержащего N, Р и/или S, способствующего росту микроорганизмов.
Неожиданно было обнаружено, что в биологически разлагаемом пластике происходит ускоренное биологическое разложение, если он содержит:
а) тонкораспределенные частицы биологически разлагаемого водорастворимого органического компонента, такого как, например, сахар, и кроме того, b) тонкораспределенные частицы водорастворимого неорганического компонента, содержащего N, Р и/или S и способствующего росту органических микроорганизмов, если они были введены, например, в ацетилцеллюлозные нити, которые затем были переработаны в волокнистый фильтр. Исходя из вышеизложенного, предложены предпочтительные воплощения изобретения, которые будут показаны ниже.
Изобретение не ограничено особым образом в отношении выбора биологически разлагаемого пластика. Предпочтительно биологически разлагаемый пластик представляет собой пластик на основе сложного эфира целлюлозы, в частности ацетилцеллюлозы, ацетопропионата целлюлозы и/или ацетобутирата целлюлозы, полилактида, поликапролактона и/или лолигидроксимасляной кислоты, сополимера лактида и гликолида, блоксополимеров лактида и гликоля. Применение смесей также может давать преимущества.
Также не существует значимых ограничений в отношении состава материала для компонента (а). Предпочтительными являются водорастворимые сахариды, сахароза, глюкоза, мальтоза и/или лактоза. Предпочтительными водорастворимыми органическими кислотами являются щавелевая кислота, малоновая кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, гидроксикарбоновые кислоты, в частности молочная кислота, яблочная кислота, винная кислота, лимонная кислота и/или аскорбиновая кислота, и/или аминокарбоновые кислоты. Их можно использовать в чистом виде или в смеси.
Предпочтительный компонент (а) также включает водорастворимые неорганические азотные соединения и/или водорастворимые органические фосфорные соединения. В качестве предпочтительных водорастворимых органических азотных соединений можно использовать мочевину, гуанидин, гексаметилентетрамин, глицин и/или аланин.
Предпочтительно компонент (b) присутствует в виде солей, содержащих Сl, К, Mg, Са и/или Fe, причем особенно предпочтительными являются соли в форме Na(NH4)2PO4, NaH2PO4, Na2SO4, (NH4)2SO4, NH4NO3, NaNO3, MgSO4, КН2РO4, FeSO4 и/или NH4Cl. Также предпочтительными являются водорастворимые соли фосфорной кислоты, такие как ортофосфат аммония ((NH4)3PO4·3H2O), гидроортофосфат диаммония ((NH4)3HPO4·3H2O), дигидроортофосфат аммония ((NH4)H2PO4·3H2O), ортофосфат натрия (Na3PO4·12H2O), ортофосфат натрия (Na3PO4·10H2O), динатрий гидрофосфат (Na2HPO4·2H2O), динатрий гидрофосфат (Na2HPO4·12H2O), гидрофосфат натрия (NaH2PO4·2H2O), пирофосфат натрия (Na2H2P2O7·6H2O), гидрофосфат натрия-аммония (NaH(NH4)PO4·4H2O), тетраметафосфат калия ((КРО3)4·2Н2O), ортофосфат калия (К2РO4), дигидрофосфат калия (КН2PO4), моногидрофосфат калия (К2НРO4), пирофосфат калия (К4P2O7·3Н2O) и субфосфат калия (К2РО3·4Н2O). Эти вещества (b) могут присутствовать в чистом виде или в смеси и, в частности, в кристаллической форме.
Эффект повышения способности к биологическому разложению, достигаемый согласно данному изобретению, преимущественно обусловлен не только вышеприведенными качественными параметрами. Кроме того, является целесообразным, чтобы компонент (а) имел размеры частиц менее приблизительно 10 мкм, в частности менее приблизительно 5 мкм. Особенно предпочтительным является средний размер частиц менее 2 мкм, а еще более предпочтительным является размер частиц менее 1 мкм. Предпочтительный размер частиц компонента (b) составляет менее 10 мкм, в частности, менее 5 мкм. Еще лучших результатов можно достичь, если компонент (b) имеет средний размер частиц менее примерно 2 мкм, в особенности менее примерно 1 мкм.
Для того чтобы в рамках сущности изобретения наиболее благоприятно достичь поставленной цели, преимущественно соблюдать предпочтительные количественные диапазоны содержания компонентов; так, целесообразно, чтобы содержание компонента (а) в биологически разлагаемом пластике составляло примерно от 0,1 до 40% масс., в частности, примерно от 1 до 20% масс., при этом особенно предпочтительным является содержание примерно от 5 до 10% масс. Предпочтительное содержание компонента (b) в биологически разлагаемом пластике составляет примерно от 0,01 до 20% масс., в частности примерно от 0,2 до 10% масс. Особенно предпочтительное содержание составляет приблизительно от 0,3 до 3% масс.
Выше сущность изобретения описана в общем виде в отношении биологически разлагаемого пластика с повышенной способностью к биологическому разложению. На практике этот биологически разлагаемый пластик выполнен, в частности, в виде формованной детали. Это могут быть, в частности, волокна, пленки, такие как пленки глубокой вытяжки, в частности, для использования в качестве упаковочных материалов; изделия, полученные литьем под давлением: литые детали с толстыми стенками; гранулированные материалы; микрошарики; шарики и сосуды, в частности цветочные горшки.
Особенный интерес представляет воплощение изобретения, в котором формованная деталь, например, выполненная в виде гранулированного материала, микрошариков, шариков, содержит биоциды или активные сельскохозяйственные агенты и/или удобрения с регулируемым высвобождением. Активные сельскохозяйственные агенты или биоциды включают, например, фунгициды, пестициды, гербициды, бактерициды и/или инсектициды. В качестве удобрений можно упомянуть питательные удобрения, такие как азотные, фосфатные, калиевые, известковые или магниевые удобрения, минеральные многокомпонентные питательные удобрения, такие как NPK удобрения, NP удобрения, NK удобрения и PA удобрения, которые также известны как смешанные удобрения. Особенно подходят смешанные удобрения, содержащие азот, фосфат и калий; их называют полными удобрениями. Азотные удобрения включают, например, сульфат аммония, нитрат аммония с известью, мочевину, конденсаты мочевины и альдегидов, азотсодержащий оксид магния, сульфат-нитрат аммония, нитрокальцит и цианамид кальция. Только фосфатные удобрения, используемые по изобретению, представляют собой, например, суперфосфат, двойной суперфосфат и тройной суперфосфат, измельченный основной шлак Thomas и/или фосфат Thomas, дикальцийфосфат. Особенно пригодные фосфаты кальция включают апатит и фосфорит. Преимущественные калийные удобрения включают хлорид калия и сульфат калия, а также калийные соли, содержащие магний, например оксид магния с калием. Кальциевыми и магниевыми удобрениями, которые можно использовать, являются, например, карбонат кальция, оксид кальция. Вышеприведенный перечень не является ограничивающим.
Практическая реализация данного изобретения в виде формованных деталей в существенной степени зависит от применения биологически разлагаемого пластика по изобретению. Так, является особенным преимуществом, если пластик по изобретению используют для получения нитей, в частности, для последующей обработки с получением волокнистого фильтра. В этом случае, предпочтительно, это волокнистый фильтр на основе ацетилцеллюлозы, ацетобутирата целлюлозы или ацетопропионата целлюлозы. В этом случае эти нити, предназначенные для дальнейшей обработки с получением волокнистого фильтра, получают общеизвестными способами сухого прядения. Однако, изобретение также показало особые преимущества, когда с использованием биологически разлагаемого пластика по изобретению получают пленки. В этом случае, в частности, раствор дополнительно обрабатывают с получением пленок методом отливки пленок, или расплав пластика дополнительно обрабатывают с получением пленок посредством экструзии через щелевую фильеру или экструзии с раздувом.
Техническую сущность изобретения можно пояснить следующим образом, не ограничиваясь эти пояснением. Неожиданно было обнаружено, что происходит значительно ускоренное разложение биологически разлагаемого пластика, если, кроме сахара, в качестве водорастворимого компонента в нити из ацетилцеллюлозы вводят, в небольшом количестве, соли с аммонийными, фосфатными или сульфатными группами, которые находятся в виде тонкораспределенных частиц. Это можно обобщить при проведении дополнительных испытаний. Было установлено, что этот эффект также можно наблюдать при прядении большого количества содержащих соль нитей из диацетилцеллюлозы. Для подтверждения этого были проведены дополнительные испытания и их результаты приведены в нижеследующей Таблице 1. Величины, приведенные в Таблице 1, были получены согласно стандарту DIN EN ISO 11721-1. В первую очередь, эти испытания направлены на определение стойкости содержащих целлюлозу тканей к воздействию микроорганизмов в соответствии с методом испытания по «закапыванию в землю». Способствующий биологическому разложению эффект по изобретению является в первую очередь результатом сочетания трех эффектов: во-первых, из-за высвобождения водорастворимых и чрезвычайно мелкодисперсных веществ образуется сеть полостей, со стороны которых микроорганизмы могут одновременно атаковать окружающую полимерную матрицу снаружи, а также во многих точках изнутри. Во-вторых, оказалось, что сеть полостей очень хорошо удерживает влагу благодаря капиллярным силам и гидрофильным свойствам полимеров. В-третьих, присутствуют, например, ионы аммония и фосфата, которые способствуют микробиологическому росту и тем самым ускоряют биологическое разложение благодаря росту микроорганизмов. Это предположение подтверждено в литературе, где отмечено, что не только ионы фосфата и аммония благоприятствуют росту микроорганизмов, но также ионы сульфата, нитрата, кальция, магния, калия и железа (см. Ulinnann's Biotechnology and Biochemical Engineering, Weinheim 2007, p.29). Способствует также и размер частиц компонентов (а) и (b), которые должны быть тонко распределены в биологически разлагающемся пластике, а именно в диапазоне микронных размеров. Таким образом, малый размер частиц помогает не оказывать существенного воздействия на характеристики прочности основного полимера. Если изделия, выполненные из биологически разлагаемого пластика по изобретению, являются очень тонкими, как, например, волокна и пленки, то диаметр частицы примерно 2 мкм является особенно благоприятным для оптимального качества и технологичности.
Хотя специалисту понятно, как получить малый размер частиц компонентов (а) и (b), тем не менее, здесь следует отметить, что процедуру преимущественно проводят следующим образом: измельчение небольших частиц водорастворимых материалов, таких как упомянутые соли, до микронных размеров проводят в неводных растворителях (таких, как, например, ацетон, этилацетат, эфир, изопропанол, этанол и т.д.) в шаровой мельнице. Чтобы избежать повторной агломерации, часть полимерной матрицы, которая растворима в растворителе, добавляют уже в ходе измельчения. Из этой суспензии можно получить исходную суспензию для процесса сухого прядения или отливки пленки путем смешивания с дополнительным растворителем и полимерным материалом. Таким образом, например, для системы ацетилцеллюлоза, ацетон/сахар, (NH4)2HPO4, K2SO4 твердые вещества в виде 10-20% масс. смеси с ацетоном смешивали с 4-8% масс. диацетилцеллюлозы, чтобы затем путем дополнительного добавления ацетона и ацетилцеллюлозы в отдельном смесителе получить суспензию с массовым соотношением ацетон: диацетилцеллюлоза: измельченные твердые вещества примерно 70:28:1,5, в качестве исходной суспензии для процесса сухого прядения. Дальнейшая обработка этой суспензии в фильтрах и тонких фильерах для прядения происходит без всякого засорения. Нити имеют только незначительную потерю прочности. Таким образом, образцы, приведенные в Таблице 1, также были получены по этому способу.
Если измельченные вещества (а) и (b) следует ввести в биологически разлагаемый пластик, который обрабатывают в расплавленном состоянии, сначала проводят мокрое измельчение, как описано выше, в безводном растворителе в шаровой мельнице. Затем долю полимера слегка увеличивают и суспензию сушат, например, на вальцовой сушилке или сушкой распылением. Если пластик нерастворим в обычных растворителях, таких как ацетон, этилацетат, бутилацетат и т.д., измельчаемый продукт можно, например, измельчить в ацетоне и стабилизировать 1-5% ацетилцеллюлозы. Полученный материал затем можно однородно распределить в качестве маточной смеси совместно с полимерами в зоне смешивания экструдера. Альтернативно, полностью измельченную суспензию можно включить в полимер матрицы в месильной машине с последующей сушкой и снова провести формование, как в случае обычного гранулята в расплаве.
Применение биологически разлагаемого пластика по изобретению дает особенные преимущества, если его используют в композиционных материалах, например, для разлагаемых цветочных горшков, которые закапывают в землю вместе с растением. В композиционных материалах этого типа в качестве второго компонента часто можно применять сухой камыш или т.п. Таким образом является предпочтительным, если скорость разложения стенок цветочного горшка возрастает, и оптимальную скорость разложения в этом применении регулируют правильной дозировкой водорастворимого материала и подачей питательных веществ. В то же время само растение может получать выгоду от поступления питательных веществ, а возможно, от защищающего растение агента, который постепенно высвобождается при биологическом разложении компонента пластика.
Ниже данное изобретение описано более подробно с помощью примера.
Пример
Данный пример относится к получению волокон из ацетилцеллюлозы, которые содержат 5% масс. сахарозы и 1% масс.гидрофосфата натрия-аммония, чтобы с их использованием провести испытание на способность к биологическому разложению.
Суспензия сахарозы: 500 г сахарозы измельчили до микронных размеров в 2000 г ацетона до d90<1,9 мкм; при этом использовали шаровую мельницу Bachofen Multilab KD 0,31 с шарами из оксида циркония диаметром 0,8 мм. Суспензию стабилизировали от осаждения путем добавления 6% масс. ацетилцеллюлозы.
Суспензия гидрофосфата натрия-аммония В: 100 г гидрофосфата натрия-аммония измельчили до микронных размеров в 900 г ацетона до значения d90<1 мкм с использованием шаровой мельницы. Суспензию стабилизировали от осаждения путем добавления 6% масс. ацетилцеллюлозы.
Получение прядильного раствора: для получения прядильного раствора использовали смесительный контейнер с мешалкой. 1 массовую часть суспензии сахарозы и 0,4 массовых части суспензии гидрофосфата натрия-аммония добавили к раствору 21,93 массовых частей ацетилцеллюлозы в 58,81 массовых частях ацетона с получением смеси с общим содержанием твердых веществ 26% масс. Содержание твердых веществ можно подразделить следующим образом: 94% масс. ацетилцеллюлозы, 5% масс. сахарозы и 1% масс. гидрофосфата натрия-аммония. Содержание воды в прядильном растворе доводили до 2 - 5% масс. и перемешивали в течение 12 часов.
Прядильный раствор фильтровали (<4 мкм); при этом происходила фильтрация через фильтрующую среду. Остаток на фильтре был незначительным и относился только к общему количеству добавок в прядильном растворе.
С использованием прядильного раствора проводили операцию сухого прядения с помощью прядильных фильер с наконечниками треугольной формы, чтобы получить волокна 210 3 децитекс с трехлопастным поперечным сечением. После сушки из этих волокон был связан прямоугольный участок ткани размером 2 см × 1 см с массой на единицу площади 0,15 г/см3. Эти образцы для испытаний были зарыты в землю в соответствии с EN ISO 11721-1. Через определенные промежутки времени образцы извлекали, чтобы проверить массу и определить ацетильное число.
Вышеописанный способ представляет собой особенно предпочтительную процедуру. Он был модифицирован в том отношении, что, кроме 5% масс. сахарозы, в полученном окончательно биологически разлагаемом пластике присутствовало 0,1 или 0,5% масс. Na(NH4)2PO4, в то время как в другом испытании, кроме 5% масс. сахарозы и 0,1% масс. Na(NH4)2PO4, присутствовало также 1% масс. TiO2(VLP7000). Полученные результаты представлены в нижеследующей таблице.
Скорость разложения волокнистых фильтров из ацетилцеллюлозы в испытании с захоронением в земле, выраженная в потере массы в массовых процентах
Материал Средняя потеря массы, % (через 4 недели) Средняя потеря массы, % (через 8 недель) Средняя потеря массы, % (через 12 недель)
5% сахарозы; 0,1%Na(NH4)2PO4 10,64 33,39 50,63
5% сахарозы: 0,5% Na(NH4)2PO4 19,49 44,37 72,9
Добавки отсутствуют (сравнительный) 4,54 16,81 25,29
5% сахарозы; 0,1% Na(NH4)2PO4; 1%TiO2(VLO7000) 10,66 26,67 51,08
Хлопок 68,58 90,31 87,32
Примечание: Определение скорости разложения по EN ISO 11721-1. Средние значения потери массы в процентах через 4 недели, 8 недель и 12 недель приведены в таблице.

Claims (17)

1. Биологически разлагаемый пластик на основе сложного эфира целлюлозы с повышенной скоростью биологического разложения, отличающийся тем, что он содержит:
(а) примерно от 0,1 до 40% масс. тонкораспределенных частиц биологически разлагаемого водорастворимого органического компонента со средним размером частиц менее 10 мкм, причем указанный водорастворимый компонент представляет собой компонент на основе водорастворимого сахарида, который представляет собой сахарозу, глюкозу, мальтозу и/или лактозу, и
(b) тонкораспределенные частицы водорастворимого неорганического компонента, содержащего N, Р и/или S, способствующего росту микроорганизмов, со средним размером частиц менее чем 10 мкм.
2. Пластик по п. 1, отличающийся тем, он представляет собой пластик на основе сложного эфира целлюлозы, в частности ацетилцеллюлозы, ацетопропионата целлюлозы и/или ацетобутирата целлюлозы.
3. Пластик по п. 1, отличающийся тем, что компонент (а) имеет средний размер частиц менее примерно 5 мкм.
4. Пластик по п. 3, отличающийся тем, что компонент (а) имеет средний размер частиц менее 2 мкм, в частности менее 1 мкм.
5. Пластик по п. 1, отличающийся тем, что содержание компонента (а) в пластике составляет примерно от 1 до 20% масс.
6. Пластик по п. 5, отличающийся тем, что содержание компонента (а) в пластике составляет примерно от 5 до 10% масс.
7. Пластик по п. 1, отличающийся тем, что компонент (b) присутствует в форме солей, содержащих Cl, К, Mg, Са и/или Fe.
8. Пластик по п. 7, отличающийся тем, что соли присутствуют в форме Na(NH4)2PO4, NaH2PO4, Na2SO4, (NH4)2SO4, NH4NO3, NaNO3, MgSO4, KH2PO4, FeSO4 и/или NH4Cl, по отдельности или в виде смеси.
9. Пластик по п. 1, отличающийся тем, что компонент (b) имеет средний размер частиц менее 5 мкм.
10. Пластик по п. 9, отличающийся тем, что компонент (b) имеет средний размер частиц менее примерно 2 мкм, в частности менее примерно 1 мкм.
11. Пластик по п. 1, отличающийся тем, что компонент (b) присутствует в пластике в количестве примерно от 0,01 до 20% масс., в частности примерно от 0,2 до 10% масс.
12. Пластик по п. 11, отличающийся тем, что компонент (b) присутствует в пластике в количестве примерно от 0,3 до 3% масс.
13. Пластик по одному из пп. 1-12, выполненный в виде формованной детали, в частности в форме волокон, пленок, особенно пленок глубокой вытяжки, в особенности для применения в качестве упаковочных материалов; изделий, полученных литьем под давлением, толстостенных литых деталей, гранулированного материала, микрошариков, шариков и сосудов, в частности цветочных горшков.
14. Пластик по п. 13, отличающийся тем, что формованная деталь содержит биоциды и/или удобрения с регулируемым высвобождением.
15. Применение пластика согласно по меньшей мере одному из пп. 1-14 для получения нитей, в частности для дополнительной обработки с образованием волокнистого фильтра.
16. Применение по п. 15, отличающееся тем, что для формирования нитей, применяемых для дополнительной обработки с получением волокнистого фильтра, применяют метод сухого прядения.
17. Применение пластика согласно по меньшей мере одному из пп. 1-14 для получения пленки, причем для получения пленок раствор или расплав пластика обрабатывают путем экструзии через щелевую фильеру или экструзии с раздувом.
RU2011116452/04A 2008-10-14 2009-09-17 Биологически разлагаемый пластик и его применение RU2599770C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008051579A DE102008051579A1 (de) 2008-10-14 2008-10-14 Biologisch abbaubarer Kunststoff und Verwendung desselben
DE102008051579.5 2008-10-14
PCT/EP2009/006734 WO2010043293A1 (de) 2008-10-14 2009-09-17 Biologisch abbaubarer kunststoff und verwendung desselben

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143799A Division RU2014143799A (ru) 2008-10-14 2014-10-30 Биологически разлагаемый пластик и его применение

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011116452A RU2011116452A (ru) 2012-11-27
RU2599770C2 true RU2599770C2 (ru) 2016-10-10

Family

ID=41361265

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116452/04A RU2599770C2 (ru) 2008-10-14 2009-09-17 Биологически разлагаемый пластик и его применение
RU2014143799A RU2014143799A (ru) 2008-10-14 2014-10-30 Биологически разлагаемый пластик и его применение

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143799A RU2014143799A (ru) 2008-10-14 2014-10-30 Биологически разлагаемый пластик и его применение

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9010338B2 (ru)
EP (1) EP2337814B1 (ru)
JP (1) JP5827125B2 (ru)
KR (1) KR101738699B1 (ru)
CN (1) CN102177198B (ru)
BR (1) BRPI0914026B1 (ru)
CA (1) CA2737632A1 (ru)
DE (1) DE102008051579A1 (ru)
MX (1) MX2011003863A (ru)
RU (2) RU2599770C2 (ru)
UA (1) UA103337C2 (ru)
WO (1) WO2010043293A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663119C1 (ru) * 2017-06-26 2018-08-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Способ получения биоразлагаемой композиционной пленки
RU2779866C2 (ru) * 2016-12-23 2022-09-14 Роквул Интернэшнл А/С Компактное тело

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113744A1 (de) 2011-02-23 2012-08-30 Basf Se Polyesterfolie enthaltend nährsalze
ITAN20130004A1 (it) 2013-01-10 2014-07-11 Queensbrook Ltd Materiale polimerico sintetico biodegradabile.
CN103408791B (zh) * 2013-08-08 2015-09-30 山东汇盈新材料科技有限公司 快速分解生物降解塑料薄膜的方法
CN104292783B (zh) * 2014-09-30 2016-01-20 苏州博利迈新材料科技有限公司 一种可降解农用塑料薄膜及其制备方法
CN107108919A (zh) 2014-10-03 2017-08-29 蒙诺苏尔有限公司 可降解材料和由可降解材料制造的包装
EP3031847A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-15 Solvay Acetow GmbH Polymer composition comprising basic additive, process and articles comprising said polymer composition
CN106147161B (zh) * 2015-04-16 2018-05-22 深圳市联创科技集团有限公司 一种生物降解塑料及其制备方法
KR102126984B1 (ko) * 2016-07-25 2020-06-26 주식회사 삼양바이오팜 생분해성 고분자의 정제 방법
CN106398259A (zh) * 2016-10-09 2017-02-15 范毅 一种可降解复合材料、植物营养钵及其制备方法
US11547598B2 (en) 2017-04-10 2023-01-10 Coloplast A/S Body side member of an ostomy appliance
KR102348151B1 (ko) * 2017-09-18 2022-01-05 주식회사 엘지화학 토양 특성의 감지 장치 및 방법
JP2021509448A (ja) * 2018-01-02 2021-03-25 プリマロフト，インコーポレイテッド 生分解性向上合成繊維およびその製造方法
US20230040771A1 (en) * 2019-12-20 2023-02-09 Rhodia Operations Process for fragmenting a polymer
US11820881B2 (en) 2020-04-02 2023-11-21 Singular Solutions Inc. Plastic pro-biodegradation additives, biodegradable plastic compositions, and related methods
CN114716697A (zh) * 2021-06-21 2022-07-08 中联融鑫(北京)科技开发有限公司 一种生物降解塑料母料及由该母料制成的塑料
WO2023058709A1 (ja) 2021-10-06 2023-04-13 三菱ケミカル株式会社 樹脂、樹脂組成物及び成形体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010238A1 (en) * 1992-10-26 1994-05-11 Eastman Kodak Company Method for increasing the biodegradability of cellulose esters
US5720803A (en) * 1992-11-13 1998-02-24 Daicel Chemical Industries, Ltd. Biodegradable cellulose ester composition and article
WO2000012616A1 (en) * 1998-09-01 2000-03-09 Novamont S.P.A. Biodegradable compositions comprising starch and polysaccharide esters
RU2242968C2 (ru) * 1999-01-27 2004-12-27 Ар.Пи.Шерер Корпорейшн Быстродиспергирующаяся лекарственная форма, не содержащая желатин

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740731B2 (en) * 1988-08-08 2004-05-25 Cargill Dow Polymers Llc Degradation control of environmentally degradable disposable materials
DE3914022A1 (de) * 1989-04-28 1990-10-31 Aeterna Lichte Gmbh & Co Kg Biologisch abbaubare kunststoffmaterialien
CA2109618A1 (en) * 1991-05-21 1992-11-26 Edward S. Lipinsky Degradable cellulose polymers
AT396862B (de) 1991-10-22 1993-12-27 Austria Tabakwerke Ag Verfahren zur herstellung eines zelluloseazetat-kabels und zigarettenfilter daraus
DE4322967C1 (de) 1993-07-09 1994-10-13 Rhodia Ag Rhone Poulenc Filtertow aus Celluloseacetat, dessen Herstellung und Verwendung als Tabakrauchfilterelement
DE4322965C1 (de) 1993-07-09 1994-10-06 Rhodia Ag Rhone Poulenc Filtertow und Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung als Tabakrauchfilterelement
JPH0731452A (ja) * 1993-07-17 1995-02-03 Taisei Boseki Kk たばこ用フィルタ
JP3390278B2 (ja) * 1994-12-05 2003-03-24 ダイセル化学工業株式会社 セルロースエステル組成物および成形品
US5709227A (en) 1995-12-05 1998-01-20 R. J. Reynolds Tobacco Company Degradable smoking article
JP3407519B2 (ja) * 1995-12-26 2003-05-19 三菱化学株式会社 脂肪族ポリエステル組成物およびその製造方法
DE19630232A1 (de) * 1996-07-26 1998-01-29 Wolff Walsrode Ag Monoaxial gereckte, biologisch abbbaubare und kompostierbare Folie mit verbesserten Eigenschaften
US6350531B1 (en) * 1998-02-23 2002-02-26 Keiichi Sugimoto Biodegradable plastic molded article
JP2931810B1 (ja) * 1998-03-31 1999-08-09 日本たばこ産業株式会社 生分解性セルロースアセテート成形品およびたばこ用フィルタープラグ
EP1167589B1 (en) * 1999-03-11 2007-08-29 Japan Tobacco Inc. Biodegradable cellulose acetate constructions and tobacco filter
US6482872B2 (en) 1999-04-01 2002-11-19 Programmable Materials, Inc. Process for manufacturing a biodegradable polymeric composition
DE19951062C2 (de) 1999-10-22 2002-04-04 Rhodia Acetow Gmbh Hochleistungs-Zigarettenfilter
CN1107689C (zh) 2000-11-23 2003-05-07 西安科技学院 多功能全降解薄膜
JP2004002687A (ja) * 2002-04-04 2004-01-08 Idemitsu Technofine Co Ltd 生分解性樹脂組成物およびこれを成形してなる成形品
JP3856732B2 (ja) 2002-06-27 2006-12-13 キョーワ株式会社 難燃性生分解性樹脂組成物及び難燃性生分解性複合材料
JP2004339496A (ja) * 2003-04-21 2004-12-02 Hiroshi Takimoto 生分解性組成物及びそれを用いた基材
JP4937104B2 (ja) * 2005-02-02 2012-05-23 株式会社ダイセル たばこフィルター用素材及びたばこフィルター
CN100338132C (zh) 2005-02-28 2007-09-19 成都新柯力化工科技有限公司 全生物分解组合物及其制备方法和用途
JP2007246564A (ja) * 2006-03-13 2007-09-27 Asahi Kasei Chemicals Corp 難燃性に優れた脂肪族ポリエステル組成物
US9155335B2 (en) * 2007-12-17 2015-10-13 Celanese Acetate Llc Degradable cigarette filter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010238A1 (en) * 1992-10-26 1994-05-11 Eastman Kodak Company Method for increasing the biodegradability of cellulose esters
US5720803A (en) * 1992-11-13 1998-02-24 Daicel Chemical Industries, Ltd. Biodegradable cellulose ester composition and article
WO2000012616A1 (en) * 1998-09-01 2000-03-09 Novamont S.P.A. Biodegradable compositions comprising starch and polysaccharide esters
RU2242968C2 (ru) * 1999-01-27 2004-12-27 Ар.Пи.Шерер Корпорейшн Быстродиспергирующаяся лекарственная форма, не содержащая желатин

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779866C2 (ru) * 2016-12-23 2022-09-14 Роквул Интернэшнл А/С Компактное тело
RU2663119C1 (ru) * 2017-06-26 2018-08-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Способ получения биоразлагаемой композиционной пленки

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010043293A1 (de) 2010-04-22
JP2012505271A (ja) 2012-03-01
BRPI0914026A2 (pt) 2015-11-03
KR20110074584A (ko) 2011-06-30
KR101738699B1 (ko) 2017-05-22
BRPI0914026B1 (pt) 2019-07-09
UA103337C2 (ru) 2013-10-10
RU2014143799A (ru) 2016-05-27
DE102008051579A1 (de) 2010-04-15
US9010338B2 (en) 2015-04-21
RU2011116452A (ru) 2012-11-27
CN102177198B (zh) 2015-04-08
CN102177198A (zh) 2011-09-07
EP2337814A1 (de) 2011-06-29
EP2337814B1 (de) 2017-03-15
CA2737632A1 (en) 2010-04-22
US20110197642A1 (en) 2011-08-18
JP5827125B2 (ja) 2015-12-02
MX2011003863A (es) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599770C2 (ru) Биологически разлагаемый пластик и его применение
EP2671595B1 (en) Compositions and particles containing cellulosic fibers and stabilized- and/or activated- urease inhibitors, as well as methods of making and using the same
EP0454358A2 (en) Polysaccharide fibers
US20190358974A1 (en) Compositions and particles containing cellulosic fibers and stabilized- and/or activated- urease inhibitors, as well as methods of making and using the same
JP3912023B2 (ja) 生分解性組成物およびその製造方法
US2703276A (en) Soil-conditioning fertilizer
JPH10259083A (ja) 緩効性カプセル肥料の製造法
JPH05306350A (ja) 結着剤とその用途
El Assimi et al. Overview on progress in polysaccharides and aliphatic polyesters as coating of water-soluble fertilizers
US20100234223A1 (en) Controlled release fertilizers employing ureaform compounds and processes for making same
JPH10259082A (ja) 緩効性カプセル肥料の製造方法
US7776125B2 (en) Composition and method for inhibiting caking in a urea containing fertilizer
Wahyuni et al. Synthesis bioplastic fertilizer of carboxymethyl cellulose/NPK/zeolite using twin-screw extruder as a model slow-release
EP3897758A1 (de) Mittel zur behandlung blutender wunden
Selapa et al. Fabrication of hydrogel controlled-released Phosphorus encapsulated in starch-polyvinyl alcohol film
JP2002212013A (ja) 過酸化尿素錠剤及びその製造方法
CN114410076B (zh) Pga基改性材料组合物、pga基改性材料及其制备方法和应用
JPH10298435A (ja) 生分解性成形物、生分解性材料及びそれらの製造方法
AU2021234072A1 (en) Organic water-soluble fertiliser with humic properties
KR100240044B1 (ko) 결착제 및 그 용도
DE19607850A1 (de) Pflanzenbehandlungsmittel
CZ293085B6 (cs) Způsob přípravy hnojiv z látek obsahujících hliník

Legal Events

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

Effective date: 20180918