RU2714887C1 - Биологически разрушаемая полимерная композиция - Google Patents
Биологически разрушаемая полимерная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714887C1 RU2714887C1 RU2018141075A RU2018141075A RU2714887C1 RU 2714887 C1 RU2714887 C1 RU 2714887C1 RU 2018141075 A RU2018141075 A RU 2018141075A RU 2018141075 A RU2018141075 A RU 2018141075A RU 2714887 C1 RU2714887 C1 RU 2714887C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starch
- biodegradable
- polyethylene
- polycaprolactone
- beet pulp
- Prior art date
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- 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
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
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)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых упаковочных материалов и изделий. Предложена биологически разрушаемая полимерная композиция для изготовления изделий, содержащая (мас. %): полиэтилен (45-68), поликапролактон (5-10), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом (5-10), крахмал (20-30), и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит (2-5). Технический результат – предложенная композиция позволяет получить гомогенный материал, перерабатываемый на стандартном оборудовании для получения биоразлагаемого изделия. 2 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для получения биоразлагаемых упаковочных материалов и изделий, в том числе коррексы для цветочной и овощной рассады, пленки для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания.
Композиция содержит полиэтилен, поликапролактон (ПКЛ), свекловичный жом, крахмал и бентонит в качестве технологической добавки. Композиция по изобретению обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к полимерным материалам для возможности их переработки на традиционном оборудовании, а также необходимыми эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью с заданным сроком биодеструкции.
Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных композиций на основе полиэтилена, поликапролактон, природных наполнителей (крахмал, свекловичный жом), применяемых в производстве различных изделий, пленок, используемых для упаковки пищевых продуктов, а также коррексы для цветочной и овощной рассады, пленка для мульчирования и уничтожения сорняков с эффектом прогревания.
В настоящее время все больше уделяется внимание вопросам создания биоразлагаемых полимерных материалов для получения изделий массового потребления и упаковки, что является основным направлением сокращения количества твердых бытовых отходов при утилизации методом захоронения, что позволит обеспечивать их быстрое разложение под действием климатических факторов и микроорганизмов.
Одним из возможных направлений получения биологически разрушаемых материалов является модификация традиционных полимеров. Сочетание синтетического полимера с природным активным наполнителем может придавать материалу новый набор свойств.
Такие материалы представляют собой наполненные системы, где в качестве активного наполнителя используется крахмал. Известны низко- и высоконаполненные крахмальные композиции. Наиболее важным качеством этих композиций является их способность к деструкции под действием природных факторов окружающей среды: света, тепла, микроорганизмов. Известен биологически разрушаемый упаковочный материал на основе крахмала (Франция, 2691467, кл. 5 C08J 5/18, B65D 1/10, 65/46, C08L 3/20).
В последнее время появилось значительное количество патентов и научных публикаций, содержащих информацию об использовании крахмалов в качестве наполнителей для придания полимерным композициям биологической разрушаемости
(патент RU 2418014 МПК C08L 23/06 от 30.09.2009
патент RU 2490289 МПК C08L 101/16 ЗАЯВ. 2012103514/15 от 02.02.2012;
патент RU 2645677 МПК C08L 23/06 ЗАЯВКА 2016151141 от 26.12.2016;
ES 235229 МПК C08J 5/18 от 21.04.2009
патент RU 2651034 от 19.05.2017;
патент RU 2446191 МПК C08L 23/06 от 08.02.2011).
Фирмой Archer Daniels Midland, США, разработан концентрат марки PolyClean на основе полиэтилена для получения биоразлагаемых пленок. Концентрат содержит 40% крахмала и окисляемую добавку; количество крахмала в конечном продукте равно 5…6%. Недостатком такой композиции является то, что биологическому разрушению в ней подвергается только крахмальная составляющая.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2180670:
Крахмал | 100 |
Продукт сополиконденсации капролактама, адипиновой кислоты и | |
гексаметилендиамина | 1-10 |
Глицерин | 20 |
Вода | 20 |
Двуокись титана | 20 |
Ультрамарин | 0,008 |
Получение композиции по прототипу требует использования пластификатора (водно-глицериновой смеси).
При наличии в композиции воды технологическая схема переработки требует дополнительного узла дегазации, увеличивающего энергозатраты.
Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопласта за счет исключения использования жидких компонентов, значительно уменьшает стоимость готового изделия, т.к. сырьем для термопласта служит полиэтилен.
Задача изобретения - создание термопластичной композиции с использованием биоразлагаемого наполнителя свекловичного жома (отходов сахарной промышленности), крахмала, поликапролактона (ПКЛ), бентонита для получения упаковки и материалов, которые разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы.
Это достигается тем, что биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий согласно изобретению содержит полиэтилен (45-68 мас. %), биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют отходы сахарной промышленности - жом свекловичный (5-10 мас. %), крахмал (20-30 мас. %) и бентонит (2-5 мас. %), поликапролактон (5-10 мас. %).
Согласно изобретению в качестве биоразлагаемого наполнителя, стимулирующего процесс биологического разрушения конечных изделий, изготовленных из полиэтилен, используется жом свекловичный в количестве 5-10 мас. %, крахмал 20-30 мас. %.
Используемый для наполнения жом свекловичный (изрезанная в стружку нерастворимая обессахаренная масса свеклы) имеет следующие характеристики:
- пектиновых веществ 50%;
- целлюлозы и гемицеллюлозы 47%;
- белка 2%;
- золы 1%;
- массовая доля влаги, %, не более 14,0;
- массовая доля сырого протеина, %, не менее 7,0.
Технологическая добавка выбиралась по принципу необходимости создания гомогенной системы. Бентонит используют как диспергатор - вещество, облегчающее равномерное распределение компонентов в полимерной матрице при смешении (Технология переработки пластических масс и эластомеров в производстве полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. Г.П. Андрианова, К.Л. Полякова, Ю.С. Матвеев, М., «Колос С», 2008 г., 367 с).
Полимерная композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).
Изделия из предлагаемой композиции обладают заданными эксплуатационными характеристиками, в том числе биологической разрушаемостью.
Выбор оптимальных соотношений полимера и наполнителя обусловлен теоретическим пределом наполнения, который определяется силой взаимодействия на границе раздела фаз.
Согласно изобретению оптимальным является соотношение «свекловичный жом - крахмал - поликапролактон - бентонит - полиэтилен» (10:30:10:5:45). Предлагаемая композиция изготавливается следующим образом.
Пример 1
10 массовых частей свекловичного жома, 30 массовых частей крахмала, 10 массовых частей поликапролактон смешивают с 45 массовыми частями полиэтилена и 5 массовыми частями бентонита в скоростном турбосмесителе в течение 5 минут. Полученная смесь поступает в экструдер для гомогенизации. Температура расплава по зонам экструзионной установки 120-160°С. Полученные стренги охлаждают потоком холодного воздуха и разрезают на гранулы размером 4-6 мм. Из полученных гранул на экструдере со щелевой головкой изготавливают пленку или лист, из которого формуют изделия и упаковку (лотки) различных типоразмеров.
Пример 2
Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 5 мас. %, крахмала 10 мас. %, поликапролактон 5 мас. %, полиэтилена 68 мас. %, бентонита 2 мас. %.
Пример 3
Приготовление композиции по примеру 1. Количество свекловичного жома 10 мас. %, крахмала 20 мас. %, поликапролактон 10 мас. %, полиэтилена 57 мас. %, бентонита 3 мас. %.
Состав композиций по примерам приведены в таблице 1. В примерах даны их оптимальные количества.
В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих задачу изобретения.
*)продукт сополиконденсации капролактана, адипиновои кислоты и гексаметипенгуанидин, глицепина, воды, двуокиси титана
**) изменение деформационной прочности и относительного удлинения при разрыве образцов пленок после выдержки в биогумусе в течение 3-х месяцев, %
Claims (2)
- Биологически разрушаемая полимерная композиция для изготовления изделий, отличающаяся тем, что содержит полиэтилен, поликапролактон, биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют свекловичный жом, крахмал, и технологическую добавку, в качестве которой используют бентонит, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
Полиэтилен 45-68 Поликапролактон 5-10 Свекловичный жом 5-10 Крахмал 20-30 Бентонит 2-5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141075A RU2714887C1 (ru) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | Биологически разрушаемая полимерная композиция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018141075A RU2714887C1 (ru) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | Биологически разрушаемая полимерная композиция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714887C1 true RU2714887C1 (ru) | 2020-02-20 |
Family
ID=69625770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018141075A RU2714887C1 (ru) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | Биологически разрушаемая полимерная композиция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714887C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5861461A (en) * | 1995-12-06 | 1999-01-19 | Yukong Limited | Biodegradable plastic composition, method for preparing thereof and product prepared therefrom |
RU2155149C2 (ru) * | 1995-09-08 | 2000-08-27 | Энвайронментал Пэкинг, Л.П. | Способ получения формованного упаковочного изделия |
EP1132427A1 (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-12 | HUMATRO CORPORATION, c/o Ladas & Parry | Melt processable starch compositions |
RU2180670C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-03-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов | Биологически разрушаемая термопластичная композиция на основе крахмала |
RU2408621C2 (ru) * | 2008-09-26 | 2011-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава |
US20140087106A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-03-27 | Biome Bioplastics Limited | Biodegradable material |
RU2645677C1 (ru) * | 2016-12-26 | 2018-02-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М.Горбатова" РАН | Биологически разрушаемая термопластичная композиция |
-
2018
- 2018-11-22 RU RU2018141075A patent/RU2714887C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2155149C2 (ru) * | 1995-09-08 | 2000-08-27 | Энвайронментал Пэкинг, Л.П. | Способ получения формованного упаковочного изделия |
US5861461A (en) * | 1995-12-06 | 1999-01-19 | Yukong Limited | Biodegradable plastic composition, method for preparing thereof and product prepared therefrom |
RU2180670C2 (ru) * | 2000-01-06 | 2002-03-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов | Биологически разрушаемая термопластичная композиция на основе крахмала |
EP1132427A1 (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-12 | HUMATRO CORPORATION, c/o Ladas & Parry | Melt processable starch compositions |
RU2408621C2 (ru) * | 2008-09-26 | 2011-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" | Полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава |
US20140087106A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-03-27 | Biome Bioplastics Limited | Biodegradable material |
RU2645677C1 (ru) * | 2016-12-26 | 2018-02-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М.Горбатова" РАН | Биологически разрушаемая термопластичная композиция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69233246T2 (de) | Mikrobiologisch abbaubare Polymerzusammensetzung | |
RU2056443C1 (ru) | Композиция, способ переработки композиции и способ получения ее расплава | |
KR101294346B1 (ko) | 생분해성 멀칭 필름 | |
EP3064542B1 (en) | Biodegradable thermoplastic polymer compostion, method for its manufacture and use thereof | |
RU2408621C2 (ru) | Полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава | |
CN103289134A (zh) | 可完全生物降解的多功能地膜及其制备方法 | |
KR102239309B1 (ko) | 생분해 농업용 멀칭필름의 제조방법 | |
KR20210070002A (ko) | 생분해성 수지 조성물 및 그 제조방법 | |
US11952489B2 (en) | Biologically degradable film | |
Julinová et al. | Utilization of waste lignin and hydrolysate from chromium tanned waste in blends of hot-melt extruded PVA-starch | |
US5964933A (en) | Biodegradable molding material | |
US5691403A (en) | Biodegradable compositions | |
RU2714887C1 (ru) | Биологически разрушаемая полимерная композиция | |
RU2645677C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция | |
RU2363711C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция | |
RU2490289C1 (ru) | Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция с использованием крахмала и наномодификатора | |
KR102308401B1 (ko) | 생분해성 방출 조절 비료, 이를 포함하는 생분해성 멀칭필름 및 그 제조방법 | |
KR101143965B1 (ko) | 분해성을 구비한 수지펠렛과 그 제조방법 및 이를 이용한 성형품 | |
RU2318006C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием ржаной муки | |
RU2681909C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция | |
EP0551954B1 (en) | A method of preparing destructurized starch | |
DE69818635T2 (de) | Kunststoff-Folie | |
RU2349612C1 (ru) | Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием отходов кондитерской промышленности | |
KR102142972B1 (ko) | 무기미량원소비료를 함유하는 생분해성 수지 조성물 및 이를 이용한 무기미량원소비료 방출조절 생분해성 멀칭필름 | |
Galimzyanova et al. | Study of the properties of compositions based on polylactic acid and thermoplastic starch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201123 |