RU2610772C2 - Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения - Google Patents
Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610772C2 RU2610772C2 RU2015118091A RU2015118091A RU2610772C2 RU 2610772 C2 RU2610772 C2 RU 2610772C2 RU 2015118091 A RU2015118091 A RU 2015118091A RU 2015118091 A RU2015118091 A RU 2015118091A RU 2610772 C2 RU2610772 C2 RU 2610772C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyethylene terephthalate
- polymer composition
- concentrate
- clay
- layered silicate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области полимерных композитов, более конкретно - к полимерным композитам, состоящим из полиолефиновой матрицы и маточного концентрата - растворенный в дихлоруксусной кислоте полигидроксиэфир совместно с органомодифицированной глиной, причем органомодифицированная глина представляет собой «неорганическое ядро - органическая оболочка». Изобретение обеспечивает получение полимерного композита, предназначенного для производства тары с низкой газопроницаемостью (повышенными барьерными характеристиками). 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к области полимерных композитов, более конкретно - к полимерным композитам, состоящим из полиолефиновой матрицы и маточного концентрата - растворенный в дихлоруксусной кислоте полигидроксиэфир совместно с органомодифицированной глиной, причем органомодифицированная глина представляет собой «неорганическое ядро - органическая оболочка». Изобретение относится также к способам получения полимерного композита, предназначенного для производства тары с низкой газопроницаемостью (повышенными барьерными характеристиками).
Как известно из области техники, использование наполнителей в составе полимерных материалов является одним из способов уменьшения газопроницаемости полимеров и повышения их барьерных свойств [Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974]. Эффективность наполнителя с микронным размером частиц определяется его количеством (наибольший эффект снижения проницаемости наблюдается при введении 10-20 маc.% наполнителя); размером и формой частиц. Вследствие увеличения пути молекул газа и уменьшения поперечного сечения полимерной части пленки частицы наполнителя препятствуют проходу газов через полимер. Известно, что главными факторами, определяющими эффективность наполнителя, являются лиоадсорбционная способность и молекулярная природа частиц наполнителя. В случае низкой адгезии между полимером и наполнителем диффузионная проницаемость сменяется молекулярным или вязкостным течением газа, что приводит к ухудшению барьерных свойств композита [Маргаритов В.Б. Физико-химия каучука и резины. М.-Л.: Госхимиздат, 1941].
Известен нанокомпозит с низкой газопроницаемостью и способ его получения по патенту на изобретение РФ №2461515. Нанокомпозит с барьерными свойствами на основе полиэтилена включает полиэтилен низкой плотности в качестве матрицы и в качестве наполнителя - наночастицы, представляющие собой модифицированные алкильными группами молекулярные силиказоли, размеры частиц которых находятся в пределах от 2 до 50 нм. Нанокомпозитный материал дополнительно перерабатывают экструзионным способом с получением изделия в виде пленки, характеризующейся улучшенной газопроницаемостью по кислороду и по азоту. Способ получения нанокомпозитного материала включает в себя экструзионное смешение расплава полиэтилена и наночастиц в экструдере при температуре 160-220°C, при этом количество наночастиц составляет 1-5 мас.% от массы полиэтилена.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения полиолефиновых нанокомпозитов олефиновой полимерной матрицы и смектитовой глины по патенту РФ №2325411. Полиолефиновый нанокомпозит получают путем смешения в расплаве (а) полиолефина и (b) смектитовой глины в присутствии, по крайней мере, одного интеркалирующего агента, при отношении интеркалирующего агента к глине по крайней мере, 1:3 из расчета зольности указанной глины. В качестве интеркалирующего агента выбирают гидроксизамещенные сложные эфиры карбоновой кислоты, амиды, гидроксизамещенные амиды и окисленные полиолефины, которые являются твердыми при комнатной температуре. Варианты способа позволяют получить нанокомпозиты с улучшенными механическими и барьерными свойствами и с высоким экономическим показателем "затраты - эффективность". Как утверждают авторы патента смектитовый глинистый минерал может быть необработанным либо он может быть модифицирован агентом, вызывающим набухание и содержащим органические катионы, путем обработки этой глины одной или несколькими органическими катионными солями для замены катионов металла, присутствующих в пространстве между слоями данного глинистого материала, на органические катионы, и тем самым для увеличения расстояния между этими слоями. Увеличение расстояния между этими слоями слоистого силиката способствует включению глины в другие материалы, а в данном случае в олефиновый полимер. В качестве модифицирующего агента используют (а) гидроксизамещенные сложные эфиры карбоновой кислоты, такие как, например, моностеарат глицерина, моностеарат сорбитана и тристеарат сорбитана, (b) амиды, такие как, например, бегенамид, стеарилстеарамид и этилен-бис-стеарамид, (c) гидроксизамещенные амиды, такие как, например, этиловый спирт стеарамида и (d) окисленные полиолефины. Отношение "интеркалирующий агент:смектитовая глина" составляет, по крайней мере, 1:3, предпочтительно 2:3-4:3, но может достигать 9:3 или выше. Основным недостатком указанного материала является наличие достаточного большого количества глинистого материала.
Задачей изобретения является достижение нового технического результата, заключающегося в том, чтобы разработать новый полиэтилентерефталатный полимерный материал с высокими барьерными характеристиками - низкой газопроницаемостью.
Задачей изобретения является также разработка технологичных способов получения нового полиэтилентерефталатного полимерного материала.
Задача решается тем, что создан новый полиэтилентерефталатный полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами, включающий полиэтилентерефталат (ПЭТ) и маточный концентрат при следующем соотношении, мас.ч:
ПЭТ | 10 |
МК | 1-5 |
В свою очередь, маточный концентрат имеет в своем составе следующие компоненты при следующем соотношении, мас.ч.:
Органомодифицированный слоистосиликатный наполнитель | 100 |
Полигидроксиэфир | 5-15 |
Предварительно полигидроксиэфир растворяют в растворителе дихлоруксусная кислота при соотношении 1:1.
Полиэтилентерефталат (ПЭТ) и его сополиэфиры используются в качестве полимерной матрицы в полимерном материале настоящего изобретения. В качестве модификаторов полимерной матрицы используется маточный концентрат. Маточный концентрат получают путем смешения в ультразвуковой ванне слоистосиликатного материала и полигидроксиэфира, предварительно растворенного в указанном растворителе в соотношении 1:1. Используемый органомодифицированный слоистосиликатный материал представляет собой монтмориллонит Герпегежского месторождения Кабардино-Балкарской республики с толщиной частиц от 1 до 5 нм, длиной от 100 до 200 нм, катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины и содержанием органических катионов предпочтительно 5-20 мас.% (Патент на изобретение РФ №2412113, «Способ получения мономерных органомодифицированных глин, используемых в нанокомпозитах», МПК C01B 33/44, B82B 1/00). Причем в качестве органомодификаторов глины используются соединения, представленные в таблице 1. Предварительно высушиваются ПЭТ гранулы, которые затем обрабатывают полученным раствором МК. Обработанные ПЭТ гранулы подвергают сушке в вакуумной печи. Затем высушенные обработанные ПЭТ гранулы перерабатывают в экструдере с последующим получением полимерного материала.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Примеры 1-4 (предлагаемые).
Изготавливают полимерный материал согласно изобретению (пример 1-4), рецептуры которых приведены в таблице 1 и 2.
Предварительно высушиваются ПЭТ гранулы при температурных режимах 160°C 2 часа, 140°C 2 часа и 120°C 2 часа. Высушенные гранулы обрабатывают полученным раствором МК. Обработанные ПЭТ гранулы подвергают сушке в вакуумной печи при температурных режимах 90-110°C. Затем высушенные обработанные ПЭТ гранулы перерабатывают в зонах I-VI при температурах 90°C, 235°C, 245°C, 250°C, 255°C и 260°C соответственно с последующим получением полимерного материала.
В процессе получения полимерного материала использовалось стандартное лабораторное оборудование: вакуумные шкафы, экструдер и известные методики испытаний полученных материалов и соответствующее для этих целей оборудование. Газопроницаемость материалов определялась в соответствии с «Методикой определения газопроницаемости пленочных полимерных и комбинированных материалов» разработанной ВНПОКП «Консервной промышленности и специальной пищевой технологии». Испытания на газопроницаемость проводили при температуре 23±2°C. Использовали кислород высокой степени чистоты (ГОСТ 5583-78) и углекислый газ высокой степени очистки (ГОСТ 8050-85). Для испытаний использовались образцы в виде пленок, имеющих форму диска, толщиной не менее 70±5 мкм с рабочей поверхностью 5*10-3 м2.
Полимерный материал готовят и испытывают аналогично примеру.
Результаты испытаний отражены в таблице 3. Как следует из представленных данных, предлагаемый полимерный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости.
Claims (6)
1. Полимерная композиция для тары с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, отличающаяся тем, что дополнительно содержит раствор маточного концентрата при следующем соотношении, мас.ч:
где маточный концентрат включает в себя полигидроксиэфир, предварительно растворенный в растворителе - дихлоруксусной кислоте, и слоистосиликатный материал при следующем их соотношении, мас.ч:
а органомодифицированный слоистосиликатный материал представляет собой монтмориллонит с толщиной частиц 1 нм, длиной от 100 до 200 нм, катионообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины, модифицированный гуанидинсодержащими солями: акрилатом гуанидина, метакрилатом гуанидина, акрилатом аминогуанидина, метакрилатом аминогуанидина.
2. Способ получения полимерной композиции по п. 1, заключающийся в том, что полиэтилентерефталат обрабатывают раствором маточного концентрата, сушат в вакуумной печи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118091A RU2610772C2 (ru) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015118091A RU2610772C2 (ru) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015118091A RU2015118091A (ru) | 2016-12-10 |
RU2610772C2 true RU2610772C2 (ru) | 2017-02-15 |
Family
ID=57759778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015118091A RU2610772C2 (ru) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610772C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114599696B (zh) * | 2019-11-13 | 2023-09-08 | 株式会社Lg化学 | 超吸收性聚合物及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5552469A (en) * | 1995-06-07 | 1996-09-03 | Amcol International Corporation | Intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers and composite materials containing same |
RU2325411C2 (ru) * | 2002-06-13 | 2008-05-27 | Базелль Полиолефин Италия С.П.А. | Способ получения полиолефиновых нанокомпозитов |
RU2412113C1 (ru) * | 2009-05-27 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Способ получения мономерных органомодифицированных глин, используемых в нанокомпозитах |
RU2461515C2 (ru) * | 2010-05-20 | 2012-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН (ИСПМ РАН) | Нанокомпозит с низкой газопроницаемостью и способ его получения (варианты) |
-
2015
- 2015-05-14 RU RU2015118091A patent/RU2610772C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5552469A (en) * | 1995-06-07 | 1996-09-03 | Amcol International Corporation | Intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers and composite materials containing same |
RU2325411C2 (ru) * | 2002-06-13 | 2008-05-27 | Базелль Полиолефин Италия С.П.А. | Способ получения полиолефиновых нанокомпозитов |
RU2412113C1 (ru) * | 2009-05-27 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова | Способ получения мономерных органомодифицированных глин, используемых в нанокомпозитах |
RU2461515C2 (ru) * | 2010-05-20 | 2012-09-20 | Учреждение Российской академии наук Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН (ИСПМ РАН) | Нанокомпозит с низкой газопроницаемостью и способ его получения (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015118091A (ru) | 2016-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kausar | Review on polymer/halloysite nanotube nanocomposite | |
Qin et al. | The influence of interlayer cations on the photo‐oxidative degradation of polyethylene/montmorillonite composites | |
Lepot et al. | Influence of incorporation of ZnO nanoparticles and biaxial orientation on mechanical and oxygen barrier properties of polypropylene films for food packaging applications | |
Kalendova et al. | Polymer/clay nanocomposites and their gas barrier properties | |
Gonzalez et al. | Mechanical and thermal properties of polypropylene/montmorillonite nanocomposites using stearic acid as both an interface and a clay surface modifier | |
Gorrasi et al. | Physical properties of poly (ε‐caprolactone) layered silicate nanocomposites prepared by controlled grafting polymerization | |
Khanlari et al. | Thermal stability, aging properties, and flame resistance of NR‐based nanocomposite | |
Mu et al. | Freezing/thawing effects on the exfoliation of montmorillonite in gelatin‐based bionanocomposite | |
Kim et al. | Curing and barrier properties of NBR/organo‐clay nanocomposite | |
RU2610772C2 (ru) | Полиэтилентерефталатная полимерная композиция и способ ее получения | |
Nogueira et al. | Effect of layered double hydroxides on the mechanical, thermal, and fire properties of poly (methyl methacrylate) nanocomposites | |
Atakul et al. | Synergistic effect of metal soaps and natural zeolite on poly (vinyl chloride) thermal stability | |
Papageorgiou et al. | Synergistic Effect of Functionalized Silica Nanoparticles and a β‐N ucleating Agent for the Improvement of the Mechanical Properties of a Propylene/E thylene Random Copolymer | |
Krasinskyi et al. | Rheological properties of compositions based on modified polyvinyl alcohol | |
Zhen et al. | Structure, properties and rheological behavior of thermoplastic poly (lactic acid)/quaternary fulvic acid-intercalated saponite nanocomposites | |
Perez et al. | Water uptake behavior of layered silicate/starch–polycaprolactone blend nanocomposites | |
Zaharri et al. | Effect of zeolite modification via cationic exchange method on mechanical, thermal, and morphological properties of ethylene vinyl acetate/zeolite composites | |
EA021109B1 (ru) | Композиция порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена | |
Shimpi et al. | Property investigation of surface-modified MMT on mechanical and photo-oxidative degradation of viton rubber composites | |
Médéric et al. | Influence of long‐term storage on the performance of polyamide‐based nanocomposites: Role of nanoclay fillers | |
Thakur et al. | Robust Tear-Resistant Blown Nanocomposite Films for Barrier Packaging: Role of Clay Platelet Thickness in Tear Mechanics and Barrier Performances | |
JP2013512979A (ja) | 充填ポリマーおよびナノコンポジット用安定剤組成物 | |
Low et al. | Moisture sorption and permeation in polyamide 6/clay nanocomposite films | |
Seray et al. | Synergistic effect of combining metallic and mineral nanoparticles on the improvement of the performance of active poly (butylene adipate‐co‐terephthalate) packaging films | |
Lee et al. | Thermal property and flame retardancy comparisons based on particle size and size distribution of clays in ethylene vinyl acetate (EVA) adhesive sheets for cross-laminated timber (CLT) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170515 |