RU2606990C2 - Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья - Google Patents
Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606990C2 RU2606990C2 RU2014152957A RU2014152957A RU2606990C2 RU 2606990 C2 RU2606990 C2 RU 2606990C2 RU 2014152957 A RU2014152957 A RU 2014152957A RU 2014152957 A RU2014152957 A RU 2014152957A RU 2606990 C2 RU2606990 C2 RU 2606990C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amount
- biodegradable composition
- biodegradable
- starch
- composition according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
- B65D65/38—Packaging materials of special type or form
- B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
- B65D65/38—Packaging materials of special type or form
- B65D65/46—Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
- B65D65/466—Bio- or photodegradable packaging materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биоразлагаемой композиции для создания материалов и изделий, способных подвергаться биоразложению, в частности упаковочных пленок. Биоразлагаемая композиция на основе возобновляемого сырья, полученная из наполнителя, воды и пластификаторов, в которой в качестве наполнителя использован крахмал, а в качестве пластификаторов желатин и поливинилацетат. Дополнительно в качестве структурообразователя биоразлагаемая композиция может содержать натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 5-15 мас.%, другие пластификаторы, в частности диметилсульфоксид в количестве не более 25 мас. %, карбамид и (или) глицерин в количестве не более 20 мас.%. Технический результат - разработка биоразлагаемой композиции из природного возобновляемого сырья, позволяющей изготавливать широкий спектр материалов и изделий с заданным сроком биодеструкции от нескольких секунд до нескольких суток. 7 з.п. ф-лы, 6 пр.
Description
Изобретение относится к биоразлагаемой композиции для создания материалов и изделий, способных подвергаться биоразложению, в частности упаковочных пленок.
Известно, что полиэтилен производится из не возобновляемого сырья. Использование нефтепродуктов для производства полиэтилена уже сегодня создает ряд проблем для отечественных потребителей. Производство не справляется с растущим на 3-8% в год спросом. Это ведет к удорожанию материала, увеличению привлекаемых к производству ресурсов с одновременным скачком экологической угрозы.
Экономия сырья и его природная составляющая способны решить целый спектр проблем, среди которых главными становятся истощение ресурсов и экологический кризис. Использование биоразлагемых упаковок изменит в лучшую сторону экологию, уменьшит государственные и частные траты на сборы мусора в труднодоступных местах. При этом по своим эксплуатационным характеристикам продукт не уступает полиэтилену.
В настоящее время известно множество биоразлагаемых композиций и пленочных материалов из них. Как правило, речь идет о оксобиоразлагаемых материалах, т.е. о биоразлагаемых добавках в полиэтилен или его производные. При этом полиэтилен как производную нефтяных/газовых ресурсов следует отнести к не возобновляемым продуктам.
В качестве прототипа выбрана композиция боразлагаемой пленки на основе пектина и хитозана [Патент РФ №2458077, МПК C08J 5/18, C08L 5/06, C08L 5/08, C08L1 01/16, з. 14.12.2010 г., оп. 10.08.2012 г. ], включающая пектин, хитозан (наполнители), воду, однонормальную соляную кислоту (растворитель хитозана), глицерин в качестве пластификатора и структурообразователь - трехпроцентный раствор метилцеллюлозы, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
пектин | 35-37 |
хитозан | 35-37 |
вода | 7-8 |
однонормальная соляная кислота | 7-8 |
глицерин | 5-6 |
трехпроцентный раствор метилцеллюлозы | остальное |
К недостаткам прототипа следует отнести дороговизну пектина (самый дешевый способ его получения из апельсиновой цедры, в которой содержание пектина составляет 2/3 части, кроме того, производство пектина ориентировано на другие отрасли промышленности, в частности на производство детского питания, комбикормов и т.п.) и трудности с промышленным производством хитозана (не освоено в Российской Федерации). Кроме того, для растворения хитозана используется соляная кислота, что создает дополнительные риски производства.
Задачей изобретения являлась разработка биоразлагаемой композиции из природного возобновляемого сырья, позволяющей изготавливать широкий спектр материалов и изделий с заданным сроком биодеструкции от нескольких секунд до нескольких суток.
Указанная задача решается биоразлагаемой композицией на основе возобновляемого сырья, полученной из наполнителя, воды и пластификаторов, в которой, согласно предложению, в качестве наполнителя использован крахмал, в качестве пластификатора использованы желатин и поливинилацетат, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
крахмал | 5-35 |
желатин | 25-70 |
поливинилацетат | 5-10,4 |
вода | остальное |
Дополнительно в качестве структурообразователя биоразлагаемая композиция может содержать натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 5-15 мас. %.
Дополнительно биоразлагаемая композиция может содержать другие пластификаторы, в частности диметилсульфоксид в количестве не более 25 мас. %, карбамид и (или) глицерин в количестве не более 20 мас. %.
Задавая процентное соотношение компонентов и добавляя другие, возможно регулировать процесс водорастворимости, то есть первичную стадию биоразложения. Первичная стадия биоразложения дополняется вторичной: продукты распада становятся питательной средой для грибов рода trichoderma - самого распространенного вида грибов в почвах средних широт. Таким образом, можно изготавливать, например, пленки, которые растворяются в воде при нормальных условиях.
Далее представлены примеры биоразлагаемой композиции для производства упаковочной пленки.
Пример I
Масс. %:
Крахмал | 8,9 |
Желатин | 26,6 |
Карбамид | 11,1 |
Поливинилацетат | 8,9 |
Диметилсульфоксид | 8,9 |
Глицерин | 5,6 |
Вода | 30 |
Изготовление пленки из биоразлагаемой композиции возможно любым известным способом. Например, следующим.
В емкость с половиной заданного количества воды добавляют крахмал, после чего начинается процесс набухания, время процесса определяется исходя из свойств (смачиваемости) крахмала. В емкость с другой половиной воды засыпают желатин, при этом также осуществляется процесс набухания (~3 часа). Далее проводят постепенный нагрев растворов до температуры
Пример IV. Для окрашивания пленок можно добавлять пищевые красители: Е160В, Е 160С, Е162, Е140, Е132 в количестве до 15 масс. %:
Крахмал – 8,3
Карбамид – 10
ПВА – 8,3
Желатин – 24,9
ДМСО – 4,2
Глицерин – 2,6
Натриевая соль
карбоксиметилцеллюлозы – 10
Пищевой краситель – 10
Вода – 21,7
Краситель Е160С – пленка красного цвета или аннато (Е160В) – пленка желтого цвета, хлорофилл (Е140) – зеленого цвета, индигокармин (Е 132) – синего цвета – в количестве до 5 масс. %, слабый окрас преимущественно как фоновый рисунок, в количестве 10 масс. % – хороший насыщенный цвет (для контуров рисунка), 15 масс. % – пленка уже непрозрачна ( для нанесения надписей).
Пример V
Масс.%:
Крахмал – 35
Желатин – 25
ПВА – 8,8
Глицерин – 4,6
Натриевая соль
карбоксиметилцеллюлозы – 5
Вода – 21,6
При увеличении содержания крахмала до 35 масс. % водорастворимость пленок увеличивается и составляет от нескольких секунд до 2 минут. Прочность увеличивается до 34 МПа, пластичность уменьшается до значения 1,4.
Пример VI
Масс.%:
Крахмал – 5
Желатин – 70
ПВА – 5
Натриевая соль
карбоксиметилцеллюлозы – 5
Вода – 15
При увеличении содержания желатина до 70 масс. % пленка обладает хорошими физико-механическими свойствами: прочность = 30 МПа, относительное удлинение при разрыве = 1,5, величина напряженности электростатического поля = 3 кВ/м. Удельное поверхностное электрическое сопротивление ~ 10 в 7 степени (Ом), полупериод стекания заряда = 1,5секунды. Однако такая пленка характеризуется быстрой водорастворимостью до 10 минут. | |
Крахмал | 10,4 |
Карбамид | 13,1 |
Поливинилацетат | 10,4 |
Желатин | 31,4 |
Диметилсульфоксид | 5,2 |
Глицерин | 3,2 |
Вода | 26,3 |
По сравнению с Примером I произошло уменьшение содержания глицерина и диметилсульфоксида в 2 раза. Предел прочности для этого образца уже 28 МПа, относительное удлинение при разрыве немного уступает, но является достаточно высоким - 1,75. Напряженность электростатического поля 2 кВ/м. Удельное поверхностное электрическое сопротивление порядка 10 в 7 степени. Полупериод стекания заряда - 1 секунда.
Пример III. Композиция повторяет композицию по Примеру II, но с добавлением натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), масс %:
Крахмал | 9,2 |
Желатин | 27,6 |
Карбамид | 11,6 |
Поливинилацетат | 9,2 |
Диметилсульфоксид | 4,6 |
Глицерин | 2,9 |
Натриевая соль | |
карбоксиметилцеллюлозы | 11,6 |
Вода | 23,3 |
При добавлении натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) в количестве от 10 масс. % прочность увеличится до 41 МПа, что является достаточно высоким показателем, сопоставимым уже с полистиролом (который используется для производства бутылей и стаканчиков для йогурта). При этом относительное удлинение при разрыве (пластичность) упадет до значения 1,3.
Следует также отметить, что изделия (пленки) могут окрашиваться, добавлением в композицию красителей, предпочтительно пищевых (для обеспечения безопасности в случае попадания изделия внутрь живого организма).
Пример IV. Для окрашивания пленок можно добавлять пищевые красители: Е160В, Е160С, Е162, Е140, Е132 в количестве до 15 масс. %:
Крахмал | 8,3 |
Карбамид | 10 |
Поливинилацетат | 8,3 |
Желатин | 24,9 |
Диметилсульфоксид | 4,2 |
Глицерин | 2,6 |
Натриевая соль | |
карбоксиметилцеллюлозы | 10 |
Пищевой краситель | 10 |
Вода | 21,7 |
Краситель Е160С - пленка красного цвета или аннато (Е160В) - пленка желтого цвета, хлорофилл (Е140) - зеленого цвета, индигокармин (Е 132) - синего цвета - в количестве до 5 масс. %, слабый окрас преимущественно как фоновый рисунок, в количестве 10 масс. % - хороший насыщенный цвет (для контуров рисунка), 15 масс. % - пленка уже непрозрачна (для нанесения надписей).
Пример V
Масс. %:
Крахмал | 35 |
Желатин | 25 |
Поливинилацетат | 8,8 |
Глицерин | 4,6 |
Натриевая соль | |
карбоксиметилцеллюлозы | 5 |
Вода | 21,6 |
При увеличении содержания крахмала до 35 масс. % водорастворимость пленок увеличивается и составляет от нескольких секунд до 2 минут. Прочность увеличивается до 34 МПа, пластичность уменьшается до значения 1,4.
Пример VI
Масс. %:
Крахмал | 5 |
Желатин | 70 |
Поливинилацетат | 5 |
Натриевая соль | |
карбоксиметилцеллюлозы | 5 |
Вода | 15 |
При увеличении содержания желатина до 70 масс. % пленка обладает хорошими физико-механическими свойствами: прочность = 30 МПа, относительное удлинение при разрыве = 1,5, величина напряженности электростатического поля = 3 кВ/м. Удельное поверхностное электрическое сопротивление ~10 в 7 степени (Ом), полупериод стекания заряда = 1,5 секунды. Однако такая пленка характеризуется быстрой водорастворимостью до 10 минут.
Claims (9)
1. Биоразлагаемая композиция для получения пленки на основе возобновляемого сырья, полученная из наполнителя, воды и пластификаторов, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя использован крахмал, в качестве пластификатора использованы желатин и поливинилацетат, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
2. Биоразлагаемая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве структурообразователя натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 5-15 мас. %.
3. Биоразлагаемая композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве пластификатора диметилсульфоксид в количестве не более 25 мас. %.
4. Биоразлагаемая композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве пластификатора карбамид в количестве не более 20 мас. %.
5. Биоразлагаемая композиция по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве пластификатора карбамид в количестве не более 20 мас. %.
6. Биоразлагаемая композиция по пп. 1, 2 или 5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве пластификатора глицерин в количестве не более 20 мас. %.
7. Биоразлагаемая композиция по пп. 1, 2 или 5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пищевой краситель в количестве не более 15 мас. %.
8. Биоразлагаемая композиция по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пищевой краситель в количестве не более 15 мас. %.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152957A RU2606990C2 (ru) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152957A RU2606990C2 (ru) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014152957A RU2014152957A (ru) | 2016-07-20 |
RU2606990C2 true RU2606990C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=56413215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014152957A RU2606990C2 (ru) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606990C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651034C1 (ru) * | 2017-05-19 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Биотек" | Биоразлагаемая полимерная композиция из вторичного крахмалсодержащего сырья |
RU2745895C1 (ru) * | 2020-03-26 | 2021-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Способ производства биоразлагаемой упаковки из вторичных материальных ресурсов пищевых производств |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042423C1 (ru) * | 1983-02-18 | 1995-08-27 | Варнер-Ламберт Компани | Композиция для изготовления капсул и способ ее переработки |
RU2207882C2 (ru) * | 1996-08-27 | 2003-07-10 | Фьюжн Медикал Текнолоджиз, Инк. | Измельченные полимерные гидрогели для исключения образования спаек и способы их получения |
RU2226345C2 (ru) * | 1998-02-13 | 2004-04-10 | Калле Нало ГмбХ унд Ко. КГ | Оболочка для колбасных изделий с крахмалом или крахмалопродуктами и способ ее приготовления |
RU2324532C2 (ru) * | 2003-03-22 | 2008-05-20 | Хенкель КГАА | Смешивающее устройство |
-
2014
- 2014-12-26 RU RU2014152957A patent/RU2606990C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2042423C1 (ru) * | 1983-02-18 | 1995-08-27 | Варнер-Ламберт Компани | Композиция для изготовления капсул и способ ее переработки |
RU2207882C2 (ru) * | 1996-08-27 | 2003-07-10 | Фьюжн Медикал Текнолоджиз, Инк. | Измельченные полимерные гидрогели для исключения образования спаек и способы их получения |
RU2226345C2 (ru) * | 1998-02-13 | 2004-04-10 | Калле Нало ГмбХ унд Ко. КГ | Оболочка для колбасных изделий с крахмалом или крахмалопродуктами и способ ее приготовления |
RU2324532C2 (ru) * | 2003-03-22 | 2008-05-20 | Хенкель КГАА | Смешивающее устройство |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651034C1 (ru) * | 2017-05-19 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Биотек" | Биоразлагаемая полимерная композиция из вторичного крахмалсодержащего сырья |
RU2745895C1 (ru) * | 2020-03-26 | 2021-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Способ производства биоразлагаемой упаковки из вторичных материальных ресурсов пищевых производств |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014152957A (ru) | 2016-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Otey et al. | Starch-based blown films | |
CN102093722B (zh) | 一种可食用胶原蛋白食品包装膜及其制备方法 | |
CN103159970A (zh) | 一种具有抗菌和抗氧化功能的可食性膜的制备方法 | |
CN103588997A (zh) | 一种基于蛋白质和多糖复配的可食膜制备方法 | |
CN102796286A (zh) | 一种全生物降解材料及其制备方法 | |
CN103613939A (zh) | 一种多糖-蛋白复合膜及其制备方法 | |
RU2606990C2 (ru) | Биоразлагаемое вещество на основе возобновляемого сырья | |
JP2018527416A (ja) | 生分解性ポリエステル組成物 | |
CN103865261A (zh) | 一种用于饮品的包装材料 | |
CN101186738A (zh) | 一种水溶性塑料薄膜及其制备方法 | |
CN106589650A (zh) | 一种性能优良的塑料材料及其制备方法 | |
CN104945681A (zh) | 一种可降解塑料及其制备方法 | |
WO2020088214A1 (zh) | Pha改性的tps/pbat可生物降解树脂及其制备方法 | |
RU2532180C1 (ru) | Пищевое пленочное покрытие | |
CN108610517B (zh) | 一种纳米纤维素增强半纤维素基复合膜的制备方法 | |
CN104277391A (zh) | 一种腐植酸/聚乙烯醇共混改性可降解固态地膜 | |
CN109438772B (zh) | 一种可食用型包装薄膜及其制备方法和应用 | |
CN105061817A (zh) | 一种可食性包装膜 | |
CN104497457A (zh) | 一种水溶性塑料薄膜及其制备方法 | |
US20150203666A1 (en) | Composition for the degradation of plastic | |
CN108047502A (zh) | 一种可降解塑料及其制备方法 | |
CN106700331A (zh) | 一种pvc锌基热稳定剂 | |
CN113024946A (zh) | 吹膜用高热封强度pp改性料及制备方法 | |
CN112778841A (zh) | 一种彩色无毒环保蜡笔及其制作方法 | |
FI128246B (en) | Cellulose based composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181206 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200623 |