RU2753723C1 - Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period - Google Patents
Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753723C1 RU2753723C1 RU2020131226A RU2020131226A RU2753723C1 RU 2753723 C1 RU2753723 C1 RU 2753723C1 RU 2020131226 A RU2020131226 A RU 2020131226A RU 2020131226 A RU2020131226 A RU 2020131226A RU 2753723 C1 RU2753723 C1 RU 2753723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer composition
- biodegradable polymer
- antimicrobial properties
- starch
- betulinol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
- C08G63/181—Acids containing aromatic rings
- C08G63/183—Terephthalic acids
-
- 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
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
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
Description
Изобретение относится к области полимерных композитов, а именно к биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения, и может быть использовано при изготовлении полимерных материалов на основе биополимера для производства различных изделий промышленного, бытового и медицинского назначения, в том числе упаковочных материалов, сельскохозяйственных материалов, товаров домашнего хозяйства и товаров персонального использования с коротким циклом использования.The invention relates to the field of polymer composites, namely to a biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period, and can be used in the manufacture of polymer materials based on a biopolymer for the production of various products for industrial, household and medical purposes, including packaging materials, agricultural materials, household goods and personal goods with a short cycle of use.
Известна биоразлагаемая гранулированная полиолефиновая композиция и способ ее получения, содержащая термостабилизатор и крахмал (см. патент РФ №2352597, МПК C08L 23/02, 20.04.2009).Known biodegradable granular polyolefin composition and a method for its preparation, containing a heat stabilizer and starch (see RF patent No. 2352597, IPC C08L 23/02, 20.04.2009).
Однако известная биоразлагаемая гранулированная полиолефиновая композиция при своем использовании имеет следующие недостатки:However, the known biodegradable granular polyolefin composition has the following disadvantages in its use:
- недостаточно обеспечивает необходимые и стойкие бактерицидные свойства и антимикробное воздействие в отношении отрицательной микрофлоры;- insufficiently provides the necessary and persistent bactericidal properties and antimicrobial effects in relation to negative microflora;
- недостаточные функциональные качества при производстве упаковочных полимерных материалов для пищевых продуктов с обеспечением долговременной защиты от микробиологической порчи;- insufficient functional qualities in the production of packaging polymeric materials for food products with long-term protection against microbiological deterioration;
- не обеспечивает после практического использования необходимой способности к биодеградации при утилизации;- does not provide, after practical use, the necessary biodegradability during utilization;
- недостаточно обеспечивает сохранность сухих пищевых продуктов в процессе их хранения.- insufficiently ensures the safety of dry food products during storage.
Известна полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава на основе полиэтилена, содержащая биоразлагаемый наполнитель (см. патент РФ №2408621, МПК C08L 23/06, 10.01.2008).A known polymer composition for obtaining biodegradable molded articles from a melt based on polyethylene, containing a biodegradable filler (see RF patent No. 2408621, IPC C08L 23/06, 10.01.2008).
Однако известная полимерная композиция для получения биодеградируемых формованных изделий из расплава на основе полиэтилена при своем использовании имеет следующие недостатки:However, the known polymer composition for producing biodegradable molded articles from a melt based on polyethylene has the following disadvantages when used:
- недостаточно обеспечивает необходимые и стойкие бактерицидные свойства и антимикробное действие в отношении отрицательной микрофлоры;- insufficiently provides the necessary and persistent bactericidal properties and antimicrobial action against negative microflora;
- недостаточные функциональные качества при производстве упаковочных полимерных материалов для пищевых продуктов с обеспечением долговременной защиты от микробиологической порчи;- insufficient functional qualities in the production of packaging polymeric materials for food products with long-term protection against microbiological deterioration;
- не обеспечивает после практического использования необходимой способности к биодеградации при утилизации;- does not provide, after practical use, the necessary biodegradability during utilization;
- недостаточно обеспечивает сохранность сухих пищевых продуктов в процессе их хранения.- insufficiently ensures the safety of dry food products during storage.
Известна принятая нами в качестве ближайшего аналога пластмасса, обладающая бактерицидными и ароматическими свойствами и содержащая в своем составе полимер и экстракт растений (см. патент РФ №2232173, МПК C08L 23/06, 10.07.2004).Known accepted by us as the closest analogue of plastic, which has bactericidal and aromatic properties and contains a polymer and plant extract (see RF patent No. 2232173, IPC C08L 23/06, 10.07.2004).
Однако известная композиция при своем использовании имеет следующие недостатки:However, the known composition has the following disadvantages when used:
- не обладает регулируемой способностью к биодеградации, то есть способностью к биологическому разложению через определенное время после утилизации,- does not have an adjustable biodegradability, that is, biodegradability after a certain time after disposal,
- не обеспечивает достаточные функциональные качества при производстве упаковочных полимерных материалов для пищевых продуктов с обеспечением долговременной защиты от микробиологической порчи;- does not provide sufficient functional qualities in the production of packaging polymeric materials for food products with long-term protection against microbiological deterioration;
- не обеспечивает после практического использования регулируемую способность к биодеградации при утилизации;- does not provide, after practical use, an adjustable biodegradability during disposal;
- недостаточно обеспечивает сохранность сухих пищевых продуктов в процессе их хранения.- insufficiently ensures the safety of dry food products during storage.
Задачей изобретения является создание биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения.The objective of the invention is to provide a biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period.
Техническим результатом является обеспечение регулируемой способности к биодеградации, то есть способности к биологическому разложению через определенное время после утилизации, обеспечение достаточных функциональных качеств при производстве упаковочных полимерных материалов для пищевых продуктов с одновременным обеспечением долговременной защиты от микробиологической порчи, обеспечение необходимой и достаточной противомикробной и противодрожжевой активности полимерной композиции при изготовлении упаковочного материала, надежное обеспечение сохранности пищевых продуктов в процессе их хранения.The technical result is to provide an adjustable biodegradability, that is, biodegradability after a certain time after disposal, to ensure sufficient functional qualities in the production of packaging polymeric materials for food products, while ensuring long-term protection against microbiological spoilage, ensuring the necessary and sufficient antimicrobial and anti-yeast activity polymer composition in the manufacture of packaging material, reliable preservation of food products during storage.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложена биодеградируемая полимерная композиция с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения, характеризующаяся тем, что содержит в качестве биополимера полибутиленадипаттерефталат, в качестве экстракта растений – экстракт коры березы с содержанием бетулинола (бетулина) С36Н60О3 не менее 80 мас.%, содержит полимолочную кислоту, а также крахмал, содержащий 20 мас.% глицерина в качестве пластифицирующей добавки, при следующем содержании компонентов, мас.%:The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that a biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period is proposed, characterized by the fact that it contains polybutylene adipate terephthalate as a biopolymer, as a plant extract - birch bark extract containing betulinol (betulin) C 36 H 60 O 3 not less than 80 wt%, contains polylactic acid, as well as starch containing 20 wt% glycerol as a plasticizing additive, with the following content of components, wt%:
При этом используют любые марки полибутиленадипаттерефталата. При этом используют экстракт коры березы на основе бетулинола (бетулина), содержащий лупеол, лупенон, увеол, ацетат бетулинола, аллобетулин, изобетуленол и олеиновую кислоту. При этом используют любые марки полимолочной кислоты. При этом используют крахмал, содержащий 20 мас.% глицерина. При этом в качестве крахмала используют кукурузный, или картофельный, или соевый крахмал с влажностью не более 5%. In this case, any brand of polybutylene adipate terephthalate is used. In this case, a birch bark extract based on betulinol (betulin) is used, containing lupeol, lupenone, uveol, betulinol acetate, allobetulin, isobetulenol and oleic acid. In this case, any brand of polylactic acid is used. This uses starch containing 20 wt.% Glycerin. In this case, corn, or potato, or soybean starch with a moisture content of no more than 5% is used as starch.
Среди признаков, характеризующих предложенную биодеградируемую полимерную композицию с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения, существенными являются:Among the features characterizing the proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period, the following are essential:
- содержание в качестве биополимера полибутиленадипаттерефталата,- the content of polybutylene adipate terephthalate as a biopolymer,
- использование в качестве экстракта растений экстракта коры березы с содержанием бетулинола (бетулина) С36Н60О3 не менее 80 мас.%,- use of birch bark extract as a plant extract containing betulinol (betulin) С 36 Н 60 О 3 not less than 80 wt%,
- содержание полимолочной кислоты,- the content of polylactic acid,
- содержание крахмала от 5 до 20 мас.% с глицерином 20 мас.% в качестве пластифицирующей добавки,- starch content from 5 to 20 wt.% with glycerin 20 wt.% as a plasticizing additive,
- следующее количественное содержание компонентов, мас.%:- the following quantitative content of components, wt%:
- использование любых марок полибутиленадипаттерефталата,- use of any brands of polybutylene adipate terephthalate,
- использование экстракта коры березы на основе бетулинола (бетулина), содержащего лупеол, лупенон, увеол, ацетат бетулинола, аллобетулин, изобетуленол и олеиновую кислоту,- use of a birch bark extract based on betulinol (betulin) containing lupeol, lupenone, uveol, betulinol acetate, allobetulin, isobetulenol and oleic acid,
- использование любых марок полимолочной кислоты,- use of any brands of polylactic acid,
- использование крахмала, содержащего 20 мас.% пластифицирующей добавки,- the use of starch containing 20 wt.% plasticizing additive,
- использование в качестве крахмала кукурузного, или картофельного, или соевого крахмала с влажностью не более 5%.- use of corn, or potato, or soybean starch with a moisture content of not more than 5% as starch.
Экспериментальные исследования и практическое использование предложенной биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения показали ее высокую эффективность. Было установлено, что с использованием всех существенных признаков предложенной биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения достигнуто обеспечение регулируемой способности к биодеградации при разложении биодеградируемой полимерной композиции в срок от 6 месяцев до 3 лет после утилизации с обеспечением выраженного падения относительного удлинения материала при растяжении на 28-74% через 4 месяца после утилизации, обеспечено достижение заданных функциональных качеств при производстве упаковочных полимерных материалов для пищевых продуктов с одновременным обеспечением долговременной защиты от микробиологической порчи, достижение прочностных характеристик при растяжении до 17,0-26,3 МПа, обеспечена необходимая и достаточная противомикробная и противодрожжевая активность полимерной композиции при изготовлении упаковочного материала с достижением увеличения срока длительности хранения на 14-26%, надежное обеспечение сохранности пищевых продуктов в процессе их хранения.Experimental studies and practical use of the proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period have shown its high efficiency. It was found that using all the essential features of the proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period, it was achieved to provide an adjustable biodegradability during the decomposition of the biodegradable polymer composition in a period from 6 months to 3 years after disposal, ensuring a pronounced drop in the relative elongation of the material during stretching. by 28-74% in 4 months after disposal, the achievement of the specified functional qualities in the production of packaging polymeric materials for food products was ensured, while providing long-term protection against microbiological deterioration, the achievement of tensile strength characteristics up to 17.0-26.3 MPa, the necessary and sufficient antimicrobial and anti-yeast activity of the polymer composition in the manufacture of packaging material with an increase in shelf life by 14-26%, reliable food safety products during storage.
Реализация предложенной биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения иллюстрируется следующими результатами экспериментальных исследований и практического использования в представленной таблице №1, содержащей в том числе результаты испытаний композиций без добавок для сравнения с предложенными вариантами композиций.The implementation of the proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period is illustrated by the following results of experimental studies and practical use in the presented table No. 1, which contains, among other things, the test results of compositions without additives for comparison with the proposed composition options.
Технология изготовления изделий из предложенной биодеградируемой полимерной композиции с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения не требует для своего использования специфического технологического оборудования и включает в себя стандартное экструзионное оборудование для получения пленок и листов.The technology for manufacturing products from the proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period does not require specific processing equipment for its use and includes standard extrusion equipment for producing films and sheets.
Предложенная биодеградируемая полимерная композиция с антимикробными свойствами и регулируемым сроком биоразложения рекомендуется для изготовления различного вида пленки и листов для упаковки пищевых продуктов, изготовления фасовочных пакетов, мешков, пакетов-майки, а также сельскохозяйственных пленок для мульчирования.The proposed biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and a controlled biodegradation period is recommended for the manufacture of various types of films and sheets for food packaging, packaging bags, bags, T-shirt bags, as well as agricultural films for mulching.
ПБАТ – полибутиленадипаттерефталатPBAT - polybutylene adipate terephthalate
Пластифицирующая добавка – глицеринPlasticizing additive - glycerin
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020131226A RU2753723C1 (en) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020131226A RU2753723C1 (en) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753723C1 true RU2753723C1 (en) | 2021-08-20 |
Family
ID=77349393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020131226A RU2753723C1 (en) | 2020-09-22 | 2020-09-22 | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753723C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822221C2 (en) * | 2021-12-16 | 2024-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties based on polyolefins |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2415879C2 (en) * | 2005-03-18 | 2011-04-10 | НОВАМОНТ С.п.А. | Biodegradable aliphatic-aromatic polyethers |
US20130331493A1 (en) * | 2011-02-24 | 2013-12-12 | Toray Industries, Inc. | Polylactic acid based film |
US9206306B2 (en) * | 2008-12-26 | 2015-12-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | Resin composition, film, bag product and production process of resin composition |
RU2575284C2 (en) * | 2010-08-04 | 2016-02-20 | Институто Текнолохико Дель Эмбалахе, Транспорте И Лохистика Итене | Polymer nanocomposite containing polylactic acid reinforced with modified phyllosilicate |
RU2592793C2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-07-27 | Омиа Интернэшнл Аг | Mineral powder material with good dispersion ability and use of said powder mineral material |
CN107709457A (en) * | 2015-06-12 | 2018-02-16 | 卡比奥斯公司 | biodegradable polyester composition and application thereof |
US20200181394A1 (en) * | 2016-07-14 | 2020-06-11 | Kaneka Corporation | Method for producing aliphatic polyester resin composition |
-
2020
- 2020-09-22 RU RU2020131226A patent/RU2753723C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2415879C2 (en) * | 2005-03-18 | 2011-04-10 | НОВАМОНТ С.п.А. | Biodegradable aliphatic-aromatic polyethers |
US9206306B2 (en) * | 2008-12-26 | 2015-12-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | Resin composition, film, bag product and production process of resin composition |
RU2575284C2 (en) * | 2010-08-04 | 2016-02-20 | Институто Текнолохико Дель Эмбалахе, Транспорте И Лохистика Итене | Polymer nanocomposite containing polylactic acid reinforced with modified phyllosilicate |
US20130331493A1 (en) * | 2011-02-24 | 2013-12-12 | Toray Industries, Inc. | Polylactic acid based film |
RU2592793C2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-07-27 | Омиа Интернэшнл Аг | Mineral powder material with good dispersion ability and use of said powder mineral material |
CN107709457A (en) * | 2015-06-12 | 2018-02-16 | 卡比奥斯公司 | biodegradable polyester composition and application thereof |
US20200181394A1 (en) * | 2016-07-14 | 2020-06-11 | Kaneka Corporation | Method for producing aliphatic polyester resin composition |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822221C2 (en) * | 2021-12-16 | 2024-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties based on polyolefins |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rangaraj et al. | Natural antioxidants-based edible active food packaging: An overview of current advancements | |
Moeini et al. | Formulation of secondary compounds as additives of biopolymer-based food packaging: A review | |
Râpă et al. | Influence of chitosan on mechanical, thermal, barrier and antimicrobial properties of PLA-biocomposites for food packaging | |
US6720374B2 (en) | Aliphatic polyester composition and flexible products | |
US20200337357A1 (en) | Food packaging films containing natural antibacterial component | |
Majeed et al. | Role of additives in starch-based edible films and coating: A review with current knowledge | |
US20100000902A1 (en) | Composite polymeric materials from renewable resources | |
Harnkarnsujarit et al. | Bioplastic for sustainable food packaging | |
Martins et al. | Innovative packaging that saves food | |
CN112442262A (en) | Titanium dioxide modified biodegradable composite material and preparation method and application thereof | |
Juikar et al. | Biopolymers for packaging applications: An overview | |
KR101946143B1 (en) | Antiboitic biomass sheet and method of preparing the same | |
CN112442261A (en) | Antibacterial biodegradable composite material and preparation method and application thereof | |
RU2753723C1 (en) | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties and controlled biodegradation period | |
Shukor et al. | Utilization of jackfruit peel waste for the production of biodegradable and active antimicrobial packaging films | |
Zainal et al. | Effect of thymol on properties of bionanocomposites from poly (lactic acid)/poly (butylene succinate)/nanofibrillated cellulose for food packaging application | |
JP4574738B1 (en) | Biodegradable molded products | |
Ullah et al. | Recent advances in pre-harvest, post-harvest, intelligent, smart, active, and multifunctional food packaging | |
da Silva Pens et al. | Poly (lactic acid) and its improved properties by some modifications for food packaging applications: A review | |
Foong et al. | Recent advances in extruded polylactic acid-based composites for food packaging: A review | |
US20100256264A1 (en) | Use of a citrate/lipid mixture as a plasticizer for bio-degradable composites | |
RU2725644C1 (en) | Biodegradable polymer composition with antimicrobial properties based on polyolefins | |
CA3055917A1 (en) | Method for the preparation of an article | |
Düzkale Sözbir | Utilization of various lignocellulosic substrates for Pleurotus ostreatus mushroom cultivation in the manufacturing of polycaprolactone (PCL)-based biocomposite films | |
Mushi et al. | Effective enhancement of post-harvest tomato storage through wrapping using deacetylated chitin nanofibril-plasticized honey films |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211005 Effective date: 20211005 |