RU2816577C1 - Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе - Google Patents
Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816577C1 RU2816577C1 RU2023124312A RU2023124312A RU2816577C1 RU 2816577 C1 RU2816577 C1 RU 2816577C1 RU 2023124312 A RU2023124312 A RU 2023124312A RU 2023124312 A RU2023124312 A RU 2023124312A RU 2816577 C1 RU2816577 C1 RU 2816577C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- solution
- starch
- biodegradable polymer
- water
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 37
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 title claims abstract description 37
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 105
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 90
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 63
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 62
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 62
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 62
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 claims abstract description 48
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 44
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 42
- 235000006468 Thea sinensis Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 235000020279 black tea Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 60
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 20
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 claims description 16
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 claims description 16
- ZDGGJQMSELMHLK-UHFFFAOYSA-N m-Trifluoromethylhippuric acid Chemical compound OC(=O)CNC(=O)C1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 ZDGGJQMSELMHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 14
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 113
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 24
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 21
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 18
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 7
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 description 6
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 description 6
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 description 6
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 description 6
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 241001444063 Aronia Species 0.000 description 4
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 4
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 4
- 240000001717 Vaccinium macrocarpon Species 0.000 description 4
- 235000012545 Vaccinium macrocarpon Nutrition 0.000 description 4
- 235000002118 Vaccinium oxycoccus Nutrition 0.000 description 4
- 235000004634 cranberry Nutrition 0.000 description 4
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 4
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 3
- UKILEIRWOYBGEJ-UHFFFAOYSA-N 6-(difluoromethoxy)-2-[(3,4-dimethoxypyridin-2-yl)methylsulfanyl]-1h-benzimidazole Chemical compound COC1=CC=NC(CSC=2NC3=CC(OC(F)F)=CC=C3N=2)=C1OC UKILEIRWOYBGEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 1
- YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N Citric acid monohydrate Chemical compound O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229960002303 citric acid monohydrate Drugs 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 description 1
- 235000019614 sour taste Nutrition 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к композиции для получения биоразлагаемого полимерного пленочного материала и может быть использовано в биомедицине и фармакологии, например одноразовые инструменты, упаковочные материалы, капсулы, в пищевой промышленности, например упаковочный материал и предметы первой необходимости, в сельском хозяйстве, например биоразрушаемые пленки. Композиция для получения биоразлагаемого полимерного пленочного материала содержит следующие компоненты при следующем соотношении в мас.%: крахмал 0,2–0,5, хитозан 0,8–1,3, поливиниловый спирт 0,4–0,9, глицерин 1,2–1,8, лимонная кислота 0,05–0,08, экстракт черного чая 0,7–1,2, уксусная кислота 0,33–0,65, вода - остальное. Также изобретение относится к биоразлагаемому полимерному пленочному материалу на основе композиции для получения биоразлагаемого полимерного пленочного материала. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности получаемой пленки, а именно в увеличении разрывного напряжения, снижении степени сорбции паров воды, сохранении времени биодеструкции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 12 пр.
Description
Изобретение относится к химической и биохимической технологии, а именно, к получению пленочных биоразлагаемых полимерных материалов пищевого назначения, содержащих смесь крахмала и хитозана с поливиниловым спиртом, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов. Изобретение может быть использовано в биомедицине и фармакологии (одноразовые инструменты, упаковочные материалы, капсулы), пищевой промышленности (упаковочный материал и предметы первой необходимости), сельском хозяйстве (биоразрушаемые пленки).
Известна полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий) [Патент 2629680 Российская Федерация, МПК C08L97/00, C08L23/06, C08L23/08, C08L 97/02 Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий / Водяков В.Н., Шабарин А.А., Шабарин А.А., Кузьмин А.М.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU). - №2016124877; заявл. 21.06.2016; опубл. 31.08.2017. Бюл. № 25], содержащая биоразлагаемый наполнитель - свекловичный жом, технологическую добавку - полиэтиленгликоль, сополимер этилена и винилацетата, смесь полиэтиленов низкого и высокого давления в соотношении 1:1. Композиция позволяет при одинаковом (30%) содержании биоразлагаемого наполнителя, обеспечивающем высокую способность к биодеструкции, существенно улучшить эксплуатационные (прочность до 2 раз) и технологические характеристики (вязкость до 9 раз при температуре экструзионной переработки 150°С, скорости сдвига 1000 с-1). Однако введение свекловичного жома в качестве биоразлагаемого наполнителя не позволяет получать стабильную по составу массу, в которой помимо органической части присутствуют минеральные примеси. Кроме этого, одним из отрицательных качеств жома является то, что свежий свекловичный жом содержит большое количество воды, по этой причине в нем активно развиваются микроорганизмы и он быстро закисает; избыточное содержание воды в жоме затрудняет и удорожает его транспортировку, а также требует дополнительной энергоемкой стадии производственного процесса - сушки.
Известно пищевое пленочное покрытие [Патент 2532180 Российская Федерация, МПК C08L 5/00. Биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана / Денисова М.Н., Жук С.Г., Бухарова Е.Н., Рысмухамбетова Г.Е., Кащенко В.Ф.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" (RU). - №2013134600/05; заявл. 23.07.2013; опубл. 27.10.2014 Бюл. № 30.], в котором пленку готовят следующим образом. Ксантан растворяют в дистиллированной воде при температуре 27-25°C, хитозан растворяют в 3% растворе лимонной кислоты при нагревании до 27-25°C. Затем полученные растворы ксантана и хитозана предпочтительно в пропорции 4:1 сливают и перемешивают до полного растворения образующихся сгустков. Для того чтобы пленка была прочной и равномерно отделялась от подложки, после перемешивания сгустков в полученный раствор добавляют глицерин и 3% раствор метилцеллюлозы. Пленку формируют на подложке в течение 20-24 часов при температуре от 0 до 25°C.
К недостаткам пищевого пленочного покрытия, полученного данным способом, относятся повышенное влагопоглощение и водорастворимость, а также недостаточная прочность за счет высокого содержания (50-55 мас. %) загустителя - ксантана.
Известна композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе [Патент 2669865 Российская Федерация, МПК C08L 3/02, C08L 29/04, C08K 3/00, C08K 5/05, C08L 101/16. Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе / Малинкина О.Н., Папкина В.Ю., Шиповская А.Б.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU). - №2017136410; заявл. 16.10.2017; опубл. 16.10.2018 Бюл. № 29.].
Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала содержит крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, L-аспарагиновую кислоту, соляную кислоту и этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Крахмал | 0,9-23,0 |
| Поливиниловый спирт | 1,8-23,0 |
| Глицерин | 3,5-11,2 |
| L-аспарагиновая кислота | 0,3-3,4 |
| Соляная кислота | 0,1-1,3 |
| Этиловый спирт | 1,5-22,6 |
| Вода | остальное |
Биоразлагаемый полимерный материал на основе композиции содержащий крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, дополнительно содержит продукт реакции L-аспарагиновой и соляной кислот в виде гидрохлорида L-аспарагиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Крахмал | 24,0-40,0 |
| Поливиниловый спирт | 40,0-51,0 |
| Глицерин | 4,1-11,7 |
| Гидрохлорид L-аспарагиновой кислоты | 7,7-9,9 |
| Вода | остальное |
Недостатками биоразлагаемого полимерного материала являются:
- недостаточно высокая прочность получаемой пленки (недостаточно высокое разрывное напряжение: 0,83-2,89 МПа);
- длительное время биодеструкции материала в почве (150 суток);
- сравнительно высокая степень сорбции паров воды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе [Пат. 2796732 РФ, МПК C08L 3/02, C08L 29/04, C08L 106/16, C08K 5/05, C08J 5/18. Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе [Текст] / Никифорова Т.Е., Гузенко О.А.; заявитель и патентообладатель Иван. гос. хим-тех. ун-т. - №2022120925; заявл. 01.08.2022; опубл. 29.05.2023, Бюл. № 16.].
Композиция для получения биоразлагаемого полимерного пленочного материала содержит крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, этиловый спирт, дополнительно содержит одну из кислот: адипиновую лимонную, фосфорную, щавелевую, янтарную, сок аронии черноплодной или клюквы при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Крахмал | 0,8-1,2 |
| Поливиниловый спирт | 1,1-2,5 |
| Глицерин | 3,5-5,5 |
| кислота | 0,2-0,5 |
| Этиловый спирт | 0-8,4 |
| Сок аронии черноплодной или клюквы | 0-1 |
| Вода | остальное |
Биоразлагаемый полимерный пленочный материал на основе композиции содержит крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, дополнительно содержит одну из кислот: адипиновую лимонную, фосфорную, щавелевую, сок аронии черноплодной или клюквы при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Крахмал | 10,22-14,40 |
| Поливиниловый спирт | 17,22-26,05 |
| Глицерин | 47,23-56,23 |
| Кислота | 2,30-5,48 |
| Сок аронии черноплодной или клюквы | 0-9,84 |
| Вода | остальное. |
Недостатками прототипа являются:
- недостаточно высокая прочность получаемой пленки (недостаточно высокое разрывное напряжение: 3,9-12,5 МПа);
- сравнительно высокая степень сорбции паров воды (15,9-24,6).
Техническим результатом изобретения является
- повышение прочности получаемой пленки (увеличение разрывного напряжения);
- снижение степени сорбции паров воды;
- сохранение времени биодеструкции.
Указанный результат достигается тем, что композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала, содержащая крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, лимонную кислоту, согласно изобретению, дополнительно содержит хитозан и экстракт черного чая при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Крахмал | 0,2-0,5 |
| Хитозан | 0,8-1,3 |
| Поливиниловый спирт | 0,4-0,9 |
| Глицерин | 1,2-1,8 |
| Лимонная кислота | 0,05-0,08 |
| Экстракт черного чая | 0,7-1,2 |
| Уксусная кислота | 0,33-0,65 |
| Вода | остальное |
2. Биоразлагаемый полимерный пленочный материал на основе композиции по п. 1, содержащий крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, лимонную кислоту, согласно изобретению, дополнительно содержит хитозан и экстракт черного чая при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Крахмал | 3,54-10,57 |
| Хитозан | 15,52-23,0 |
| Поливиниловый спирт | 7,08-15,52 |
| Глицерин | 27,3-30,0 |
| Лимонная кислота | 0,86-1,26 |
| Экстракт черного чая | 14,80-20,0 |
| Уксусная кислота | 5,70-11,8 |
| Вода | остальное |
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан внешний вид пленок.
Для осуществления заявляемого изобретения используют следующие материалы и реагенты:
• ГОСТ 7699-78 Крахмал картофельный. Технические условия.
• ГОСТ 32159-2013 Крахмал кукурузный. Общие технические условия
Крахмал представляет собой преимущественно смесь двух фракций гомоглюканов (полимеров глюкозы)-линейного и разветвленного строения - амилозы и амилопектина.
Крахмал - дешевое отечественное сырье многотоннажного производства, получается из ежегодно возобновляемых природных сырьевых источников (картофель, кукуруза, рис и др.), является биоразлагаемым материалом.
• ГОСТ 10779-78 Спирт поливиниловый. Технические условия.
Поливиниловый спирт (ПВС) - искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер. Пластифицируется в присутствии воды, легко деградирует под действием ферментов, плесневых грибов и почвенных бактерий.
• ГОСТ 6823-2017 Глицерин натуральный сырой. Общие технические условия.
Глицерин - трехатомный спирт, один из распространенных дешевых пластификаторов полимеров, улучшает перерабатываемость и термостабильность полимерной композиции.
• ГОСТ 908-2004 Кислота лимонная моногидрат пищевая. Технические условия.
Кристаллическое вещество белого цвета, без запаха, имеющее сильный кислый вкус.
• Хитозан. ТУ 9289-067-00472124-03 «Хитозан пищевой».
• Уксусная кислота. ГОСТ 61-69. Кислота уксусная. Технические условия;
• Чай черный. ГОСТ 32573-2013. Технические условия.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Биоразлагаемый полимерный пленочный материал получают по растворной технологии. Растворная технология предусматривает получение формовочного раствора посредством смешения приготовленного водного раствора поливинилового спирта, раствора (клейстера) крахмала с лимонной кислотой, глицерином и с раствором (гелем) хитозана и раствором дубильной кислоты или экстрактом чая.
Раствор 1 представляет собой смесь растворов крахмала и ПВС с добавками лимонной кислоты и глицерина.
Для получения раствора (клейстера) крахмала навеску крахмала помещают в стакан с дистиллированной водой, в который добавляют раствор лимонной кислоты и перемешивают на водяной бане при температуре 85-95°С в течение 15-30 минут, затем раствор охлаждают до комнатной температуры.
Для получения раствора поливинилового спирта навеску ПВС растворяют в дистиллированной воде на водяной бане в течение 20-30 минут при перемешивании при температуре 70-80°С. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры.
Приготовленные растворы крахмала и ПВС смешивают, добавляют глицерин и все тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Раствор 2 представляет собой раствор хитозана в 1 % или 2 % растворе уксусной кислоты.
Для приготовления раствора хитозана взвешивают навеску хитозана, растворяют в 1 % или 2 % растворе уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 20-30 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 10-20 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 30-40 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Раствор 3 представляет собой водный экстракт черного чая.
Для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая заваривают дистиллированной водой с температурой 90-100°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Содержание сухих веществ в экстракте черного чая определяют гравиметрическим методом.
Для получения биоразлагаемых пленок готовый формовочный раствор, содержащий смесь равных объемов растворов 1, 2 и 3 (1 объем раствора крахмала и поливинилового спирта с добавлением лимонной кислоты и глицерина / 1 объем раствора хитозана / 1 объем экстракта черного чая) перемешивают и нагревают до температуры 40°С. Полученную смесь отливают на стеклянную подложку (в чашки Петри) в количестве 15 мл и высушивают при комнатной температуре в течение 48 часов.
Для полученных образцов пленочных материалов определяют следующие характеристики: разрывное напряжение МПа, степень сорбции паров воды, %, время биодеструкции, сут.
Расчет состава компонентов в готовом биоразлагаемом материале осуществляли пересчетом исходного состава компонентов формовочной композиции (растворе) с учетом остаточной влажности получаемого материала, точность взвешивания ±0.0001г.
Для определения разрывного напряжения полученных упаковочных материалов использовали разрывную машину марки 2099Р-5 с электрическим приводом активного захвата и электронным силоизмерителем.
Разрывное напряжение, МПа, характеризует разрывную нагрузку, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения. Скорость движения разрывной машины устанавливается 20 мм/мин. При испытании образцов разрывная нагрузка фиксировалась электронным силоизмерителем.
Сорбционные свойства материалов по отношению к парам воды оценивали в герметично закрытом эксикаторе, частично (на 1/20 часть) заполненном дистиллированной водой, при температуре 21±2°С и атмосферном давлении. Количество сорбированных паров определяли гравиметрически, фиксируя массу набухшего образца на аналитических весах, точность взвешивания ±0.0001г.
Изучение способности материала к биодеградации оценивали in vitro в модельной почвенной среде (рН 5.0-6.0) при 21±2°С, естественном освещении и аэрации, атмосферном давлении, во влажных условиях в течение 90 суток. Подготовленные образцы в виде пластин 50×15 мм помещали в полипропиленовый контейнер, наполненный почвогрунтом. В контейнере создавали влажные условия посредством полива водой с периодичностью один раз в 3 суток. Через каждые 30 суток выдерживания в почвенной среде образцы извлекали из контейнера, механически очищали от грунта и определяли массу на аналитических весах. О скорости биодеградации судили по величине потери массы образцов.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Пример 1.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана, раствора ПВС и экстракта чая).
Готовят 2% клейстер крахмала путем смешения картофельного крахмала с дистиллированной водой (0,3 г крахмала и 14,7 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,05 г в 1,45 мл воды) и нагревают при температуре 85°С и перемешивании в течение 30 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 4% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,6 г растворяют в 14,4 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 70°С и выдерживают при перемешивании в течение 30 минут. По истечении времени раствор охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: растворы крахмала, ПВС и 1,5 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 1 г, растворяют в 32,5 мл 2 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 20 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 20 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 35 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,12 г заваривают 35,1 мл дистиллированной воды с температурой 90°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Состав полученного экстракта: 32,5 мл воды, содержание сухих веществ в экстракте чая - 1 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 17,1±0.6 МПа;
- степень сорбции паров воды 14,8 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас. %:
| Крахмал | 0,3 |
| Хитозан | 1,0 |
| Поливиниловый спирт | 0,6 |
| Глицерин | 1,5 |
| Лимонная кислота | 0,05 |
| Экстракт черного чая | 1,0 |
| Уксусная кислота | 0,65 |
| Вода | 94,9 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 5,45 |
| Хитозан | 18,2 |
| Поливиниловый спирт | 10,9 |
| Глицерин | 27,3 |
| Лимонная кислота | 0,91 |
| Экстракт черного чая | 18,2 |
| Уксусная кислота | 11,8 |
| Вода | 7,24 |
Пример 2.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана и растворов ПВС и дубильной кислоты).
Готовят 1,33% клейстер крахмала путем смешения картофельного крахмала с дистиллированной водой (0,2 г крахмала и 14,8 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,07 г в 1,33 мл воды) и нагревают при температуре 95°С и перемешивании в течение 15 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 2,67% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,4 г растворяют в 14,6 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 75°С и выдерживают при перемешивании в течение 20 минут. По истечении времени раствор охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: смешение растворов крахмала, ПВС и 1,6 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 1,3 г, растворяют в 32,2 мл 1,5 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 25 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 15 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 30 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,27 г заваривают 35,4 мл дистиллированной воды с температурой 95°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Состав полученного экстракта: 32,4 мл воды, содержание сухих веществ в экстракте чая - 1,1 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 14,2±0.3 МПа;
- степень сорбции паров воды 18,4 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас.%:
| Крахмал | 0,2 |
| Хитозан | 1,3 |
| Поливиниловый спирт | 0,4 |
| Глицерин | 1,6 |
| Лимонная кислота | 0,07 |
| Экстракт черного чая | 1,1 |
| Уксусная кислота | 0,48 |
| Вода | 94,85 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 3,54 |
| Хитозан | 23,0 |
| Поливиниловый спирт | 7,08 |
| Глицерин | 28,32 |
| Лимонная кислота | 1,24 |
| Экстракт черного чая | 19,47 |
| Уксусная кислота | 8,50 |
| Вода | 8,85 |
Пример 3.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана и растворов ПВС и дубильной кислоты).
Готовят 3,33% клейстер крахмала путем смешения кукурузного крахмала с дистиллированной водой (0,5 г крахмала и 14,5 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,06 г в 1,64 мл воды) и нагревают при температуре 85°С и перемешивании в течение 15 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 3,33% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,5 г растворяют в 14,5 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 70°С и выдерживают при перемешивании в течение 30 минут. По истечении времени раствор охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: смешение растворов крахмала, ПВС и 1,3 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 0,8 г, растворяют в 32,7 мл 2 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 30 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 15 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 30 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,02 г заваривают 35,2 мл дистиллированной воды с температурой 95°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Состав полученного экстракта: 32,8 мл воды, содержание сухих веществ в экстракте чая - 0,7 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 15,8±0.5 МПа;
- степень сорбции паров воды 17,8 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас.%:
| Крахмал | 0,5 |
| Хитозан | 0,8 |
| Поливиниловый спирт | 0,5 |
| Глицерин | 1,3 |
| Лимонная кислота | 0,06 |
| Экстракт черного чая | 0,7 |
| Уксусная кислота | 0,49 |
| Вода | 95,65 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 10,57 |
| Хитозан | 16,91 |
| Поливиниловый спирт | 10,57 |
| Глицерин | 27,48 |
| Лимонная кислота | 1,26 |
| Экстракт черного чая | 14,80 |
| Уксусная кислота | 10,36 |
| Вода | 8,03 |
Пример 4.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана и растворов ПВС и дубильной кислоты).
Готовят 2,67% клейстер крахмала путем смешения картофельного крахмала с дистиллированной водой (0,4 г крахмала и 14,6 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,05 г в 1,25 мл воды) и нагревают при температуре 95°С и перемешивании в течение 15 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 6% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,9 г растворяют в 14,1 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 75°С и выдерживают при перемешивании в течение 25 минут. По истечении времени раствор охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: смешение растворов крахмала, ПВС и 1,7 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 0,9 г, растворяют в 32,6 мл 1 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 25 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 10 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 35 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,12 г заваривают 35,1 мл дистиллированной воды с температурой 90°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Состав полученного экстракта: 32,5 мл воды, содержание сухих веществ в экстракте чая - 1 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 16,5±0.5 МПа;
- степень сорбции паров воды 16,2±0.5 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас.%:
| Крахмал | 0,4 |
| Хитозан | 0,9 |
| Поливиниловый спирт | 0,9 |
| Глицерин | 1,7 |
| Лимонная кислота | 0,05 |
| Экстракт черного чая | 1,0 |
| Уксусная кислота | 0,33 |
| Вода | 94,72 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 6,90 |
| Хитозан | 15,52 |
| Поливиниловый спирт | 15,52 |
| Глицерин | 29,31 |
| Лимонная кислота | 0,86 |
| Экстракт черного чая | 17,24 |
| Уксусная кислота | 5,70 |
| Вода | 8,95 |
Пример 5.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана и растворов ПВС и дубильной кислоты).
Готовят 2% клейстер крахмала путем смешения кукурузного крахмала с дистиллированной водой (0,3 г крахмала и 14,7 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,08 г в 1,42 мл воды) и нагревают при температуре 85°С и перемешивании в течение 15 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 5,33% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,8 г растворяют в 14,5 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 80°С, выдерживают при перемешивании в течение 20 минут и затем охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: смешение растворов крахмала, ПВС и 1,2 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 1,2 г, растворяют в 32,3 мл 2 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 20 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 20 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 35 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,27 г заваривают 35,4 мл дистиллированной воды с температурой 95°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают. Состав полученного экстракта: 32,4 мл воды, содержание сухих веществ в экстракте чая - 1,1 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 14,5±0.4 МПа;
- степень сорбции паров воды 18,1±5.0 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас.%:
| Крахмал | 0,3 |
| Хитозан | 1,2 |
| Поливиниловый спирт | 0,8 |
| Глицерин | 1,2 |
| Лимонная кислота | 0,08 |
| Экстракт черного чая | 1,1 |
| Уксусная кислота | 0,65 |
| Вода | 94,67 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 5,21 |
| Хитозан | 20,83 |
| Поливиниловый спирт | 13,89 |
| Глицерин | 20,83 |
| Лимонная кислота | 1,39 |
| Экстракт черного чая | 19,10 |
| Уксусная кислота | 11,28 |
| Вода | 7,47 |
Пример 6.
1 этап - подготовка компонентов в виде растворов заданной концентрации (клейстеризация крахмала в присутствии лимонной кислоты, получение геля хитозана и растворов ПВС и дубильной кислоты).
Готовят 2,67% клейстер крахмала путем смешения картофельного крахмала с дистиллированной водой (0,4 г крахмала и 14,6 мл дистиллированной воды комнатной температуры), в который добавляют раствор лимонной кислоты (0,07 г в 1,13 мл воды) и нагревают при температуре 90°С и перемешивании в течение 15 минут. Затем клейстер охлаждают до комнатной температуры.
Для приготовления 4% раствора поливинилового спирта навеску ПВС массой 0,6 г растворяют в 14,4 мл дистиллированной воды комнатной температуры, нагревают до температуры 70°С и выдерживают при перемешивании в течение 20 минут. По истечении времени раствор охлаждают до комнатной температуры.
Получение раствора 1: смешение растворов крахмала, ПВС и 1,8 г глицерина тщательно перемешивают без нагревания в течение 10 минут.
Получение раствора 2: взвешивают навеску хитозана массой 1 г, растворяют в 32, 5 мл 1,5 % раствора уксусной кислоты и интенсивно перемешивают в течение 30 мин, затем подвергают обработке ультразвуком в течение 10 мин и оставляют набухать в покое без перемешивания в течение 40 мин до образования однородного коллоидного раствора (геля).
Получение раствора 3: для приготовления экстракта черного чая навеску сухих листьев черного чая 3,3 г заваривают 35,3 мл дистиллированной воды с температурой 100°С, настаивают в течение 15 минут и после охлаждения отфильтровывают и отжимают. Состав полученного экстракта чая: 32,3 мл воды, содержание сухих веществ (масса сухого экстракта чая) - 1,2 г.
2 этап - получение композиции (формовочного раствора) путем смешивания равных объемов растворов 1. 2 и 3 и нагревания их до температуры 40°С.
3 этап - получение биоразлагаемого полимерного материала путем отливки по 15 мл формовочной композиции в чашки Петри диаметром 10 см и сушки для получения пленки при комнатной температуре в течение 48 часов до достижения пленочной структуры. Затем пленку снимают с подложки и выдерживают еще 24 часа при комнатной температуре.
Внешний вид готовой пленки, представлен на Фиг. 1.
Характеристика готовой пленки:
Получена тонкая, эластичная, гибкая пленка: при сгибании не растрескивается; светло-коричневого цвета, плохо пропускает свет.
- разрывное напряжение 14,3±0.3 МПа;
- степень сорбции паров воды 18,9±5.0 %.
- время биодеструкции, 90 сут.
Состав компонентов в формовочном растворе составляет, мас.%:
| Крахмал | 0,4 |
| Хитозан | 1 |
| Поливиниловый спирт | 0,6 |
| Глицерин | 1,8 |
| Лимонная кислота | 0,07 |
| Экстракт черного чая | 1,2 |
| Уксусная кислота | 0,49 |
| Вода | 94,44 |
Состав компонентов в биоразлагаемом полимерном пленочном материале на основе композиции, мас. %:
| Крахмал | 6,67 |
| Хитозан | 16,67 |
| Поливиниловый спирт | 10,0 |
| Глицерин | 30,0 |
| Лимонная кислота | 1,17 |
| Экстракт черного чая | 20,0 |
| Уксусная кислота | 8,17 |
| Вода | 7,32 |
Результаты испытаний с характеристиками исследуемых образцов пленок полученных пленочных материалов по прототипу и по заявляемому изобретению представлены в таблице.
| Таблица | |||
| Образец | Разрывное напряжение МПа |
Степень сорбции паров воды, % |
Время биодеструкции, сут. |
| Примеры | |||
| Образец №1 | 17,1±0,6 | 14,8±5.0 | 90 |
| Образец №2 | 14,2±0,3 | 18,4±5.0 | 90 |
| Образец №3 | 15,8±0,5 | 17,8±5.0 | 90 |
| Образец №4 | 16,5±0,5 | 16,2±5.0 | 90 |
| Образец №5 | 14,5±0,4 | 18,1±5.0 | 90 |
| Образец №6 | 14,3±0,3 | 18.9±5.0 | 90 |
| Прототип | |||
| Образец №1 | 3,9±0.3 | 15,9±5.0 | 90 |
| Образец №2 | 4,2±0.5 | 19,4±5.0 | 90 |
| Образец №3 | 5,8±0.6 | 20,8±5.0 | 90 |
| Образец №4 | 12,5±0.9 | 17.2±5.0 | 90 |
| Образец №5 | 4,0±0.4 | 24,6±5.0 | 90 |
| Образец №6 | 4,1±0.4 | 23.9±5.0 | 90 |
Таким образом, из приведенных в таблице и в примерах данных следует, что предлагаемая композиция позволяет получать на ее основе пленки, характеризующиеся более высоким разрывным напряжением (большей прочностью) и меньшей, по сравнению с прототипом, степенью сорбции паров воды при одинаковом времени биодеструкции материала.
Claims (4)
1. Композиция для получения биоразлагаемого полимерного пленочного материала, содержащая крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, лимонную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хитозан и экстракт черного чая при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Биоразлагаемый полимерный пленочный материал на основе композиции по п. 1, содержащий крахмал, поливиниловый спирт, глицерин, воду, лимонную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хитозан и экстракт черного чая при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816577C1 true RU2816577C1 (ru) | 2024-04-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532180C1 (ru) * | 2013-07-23 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И.Вавилова" | Пищевое пленочное покрытие |
| RU2629680C1 (ru) * | 2016-06-21 | 2017-08-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий |
| RU2669865C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на её основе |
| US11104497B2 (en) * | 2014-10-03 | 2021-08-31 | Monosol, Llc | Degradable materials and packaging made from same |
| RU2754738C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения пленочного материала пищевого назначения на основе хитозана |
| RU2796732C1 (ru) * | 2022-08-01 | 2023-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532180C1 (ru) * | 2013-07-23 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И.Вавилова" | Пищевое пленочное покрытие |
| US11104497B2 (en) * | 2014-10-03 | 2021-08-31 | Monosol, Llc | Degradable materials and packaging made from same |
| RU2629680C1 (ru) * | 2016-06-21 | 2017-08-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий |
| RU2669865C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на её основе |
| RU2754738C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения пленочного материала пищевого назначения на основе хитозана |
| RU2796732C1 (ru) * | 2022-08-01 | 2023-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Formation mechanism of egg white protein/κ-Carrageenan composite film and its application to oil packaging | |
| Fan et al. | Pectin/sodium alginate/xanthan gum edible composite films as the fresh-cut package | |
| Wittaya-areekul et al. | Development and in vitro evaluation of chitosan–polysaccharides composite wound dressings | |
| Cuq et al. | Selected functional properties of fish myofibrillar protein-based films as affected by hydrophilic plasticizers | |
| Sabaghi et al. | Enhancing structural properties and antioxidant activity of kefiran films by chitosan addition | |
| CN105907008A (zh) | 一种抗菌保鲜膜及其制备方法 | |
| JP4584146B2 (ja) | α−１，４−グルカンおよび／またはその修飾物を含む成型物およびその製造方法 | |
| CN110183739B (zh) | 一种可降解的小核菌多糖复合保鲜膜及其制备方法与应用 | |
| CN112831074B (zh) | 一种天然离子液体保鲜膜的制备方法与应用 | |
| CN104277249A (zh) | 一种抗菌包装薄膜及其制备方法 | |
| López-Castejón et al. | Influence of tragacanth gum in egg white based bioplastics: Thermomechanical and water uptake properties | |
| CN102731844B (zh) | 一种可食性菊粉复合包装膜及其制备和应用 | |
| RU2816577C1 (ru) | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе | |
| CN109762207A (zh) | 一种可食性抑菌食品包装膜的制备方法 | |
| RU2655740C1 (ru) | Съедобная пищевая пленка | |
| Rajasekar et al. | Development and characterization of biodegradable film from marine red seaweed (Kappaphycus alvarezii) | |
| RU2796732C1 (ru) | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на ее основе | |
| Pansaeng | The Effect of glycerol on the properties of biodegradable cassava starch (Saai Dieow Cultivar) films for plastic plant bag application | |
| Kusumaningtyas et al. | Preparation and characterization of edible film from sorghum starch with glycerol and sorbitol as plasticizers | |
| CN115340712A (zh) | 一种基于普鲁兰多糖的功能性可食性复合膜及其制备方法 | |
| Fahrullah et al. | Edible Film Based on Whey-Chia Seed: Physical Characterization with Addition of Different Plasticizers | |
| RU2669865C1 (ru) | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на её основе | |
| Larotonda et al. | Green edible films obtained from starch-domestic carrageenan mixtures | |
| Liu et al. | Preparation, physicochemical and biological evaluation of chitosan Pleurotus ostreatus polysaccharides active films for food packaging | |
| Da Silva et al. | Physical-chemical properties of alginate/chitosan composite films containing natamycin as antimicrobial agent |