WO2024063669A1 - Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе - Google Patents
Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024063669A1 WO2024063669A1 PCT/RU2023/050193 RU2023050193W WO2024063669A1 WO 2024063669 A1 WO2024063669 A1 WO 2024063669A1 RU 2023050193 W RU2023050193 W RU 2023050193W WO 2024063669 A1 WO2024063669 A1 WO 2024063669A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- biodegradable
- polymer
- cellulose
- film
- amount
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 13
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 9
- DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N Cellulose propionate Chemical compound CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920006218 cellulose propionate Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 62
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 claims description 12
- -1 poly(glycerol succinate) Polymers 0.000 abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 13
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 abstract description 8
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 abstract description 8
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 239000010408 film Substances 0.000 description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 29
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 28
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 19
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 19
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 19
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 14
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 11
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 11
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 10
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 10
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 9
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 8
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 8
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 7
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 6
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 6
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 5
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000007901 soft capsule Substances 0.000 description 5
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 4
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 4
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 4
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 4
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L succinate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCC([O-])=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001747 Cellulose diacetate Polymers 0.000 description 3
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 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 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 3
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 3
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 2
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000229 biodegradable polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000004622 biodegradable polyester Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)O1 CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000587 hyperbranched polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RNQWXOKSUCPOFS-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxan-2-ol Chemical compound OC1COCCO1 RNQWXOKSUCPOFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxyhexanoic acid Chemical compound OCCCCCC(O)=O IWHLYPDWHHPVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N D-ribofuranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H]1O HMFHBZSHGGEWLO-SOOFDHNKSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 1
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-SLPGGIOYSA-N Fucose Natural products C[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-DHVFOXMCSA-N L-fucopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-DHVFOXMCSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 1
- 239000003568 Sodium, potassium and calcium salts of fatty acids Substances 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
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- AVMNFQHJOOYCAP-UHFFFAOYSA-N acetic acid;propanoic acid Chemical compound CC(O)=O.CCC(O)=O AVMNFQHJOOYCAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L azure blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[S-]S[S-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 235000021255 galacto-oligosaccharides Nutrition 0.000 description 1
- 150000003271 galactooligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229940071826 hydroxyethyl cellulose Drugs 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 1
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 1
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011092 plastic-coated paper Substances 0.000 description 1
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 238000011533 pre-incubation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 125000001501 propionyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 150000003354 serine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000013875 sodium salts of fatty acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009270 solid waste treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
-
- 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
- C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L39/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
- C08L39/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D101/00—Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
- C09D101/08—Cellulose derivatives
- C09D101/10—Esters of organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D129/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Coating compositions based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C09D129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D139/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D139/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
- C09D139/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
Definitions
- the invention relates to a biodegradable copolymer intended for creating a barrier coating, for example in food packaging.
- RF patent 2418014 describes a method for producing a biologically degradable thermoplastic composition that contains polyethylene, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a biodegradable filler (starch) and technological additives (non-ionic surfactant shungite).
- the invention relates to the production of polyethylene-based plastics used in the production of films.
- a method for producing a biologically degradable thermoplastic composition including starch, a polymer, a mixture of plasticizers, and the composition as a polymer contains a polymer binder - a copolycondensation product of caprolactam, adipic acid and hexamethylenediamine - copolyamide selected from the group including copolyamides of the AK-85 grades /15, AK-80/20, AK-93/7.
- RF patent 2425849 proposes a composition that includes cellulose diacetate, a plasticizer (glycerol triacetate) and a modifier.
- the modifier contains a mixture of cationic surfactants and carbon nanotubes.
- the authors of RF patent 2404205 have developed a method for producing a composition containing cellulose diacetate, a biodegradable filler, hydrolytic lignin, and a plasticizer.
- the plasticizer contains dioxane alcohol and high-boiling ether.
- Biodegradable polymer compositions are a source of carbon nutrition for microorganisms.
- various chemical elements are introduced into the structure of the polymers.
- Such elements are contained in some plasticizers (urea, vegetable oils); inorganic and organic salts of transition metals (iron, copper, etc.), initiating photo- and thermal-oxidative processes in polymers.
- plasticizers urea, vegetable oils
- inorganic and organic salts of transition metals iron, copper, etc.
- the substances used to produce packaging are made from cellulose film glued with starch to grease-resistant paper. Products must be resistant to various temperature changes.
- the packaging obtained in this way is easy to use when baking products in electric or microwave ovens.
- the density of cellulose-chitosan plastic is 0.1-0.3 g/cm3. From the triple composition (chitosan, microcellulose fiber and gelatin) films with increased strength are obtained that can be decomposed by microorganisms when buried in the ground. They are used for packaging, molding trays.
- the translucent film has a dry strength of 133 N/mm 2 , and a wet strength of 21 N/mm 2 .
- the basis of such a film is the macromolecules of chitosan, isolated from the shells of crabs, shrimp, and shellfish, as well as cellulose and starch. All three components are mixed with acetic acid when heated and a solution is obtained, from which a film is obtained by watering, dissolving in soil or sea water over several months. It was concluded that the biodegradability of the film depends on both the glycerol content and the degree of cross-linking.
- Methacrylated gelatin is also used to produce biodegradable material for food packaging, perfumes and medicines. It has been proposed to produce thermoplastic biodegradable compositions with other types of protein: casein, serine derivatives, keratin-containing natural products.
- Biodegradable Molded Packaging discloses a process for producing molded packaging, which includes the following sequential steps: (1) forming a plurality of particles containing a foamed mixture of starch, biodegradable polymer and water; (2) applying unheated aqueous liquid to the surface of the particles to wet and soften the surface of the particles; (3) compressing the surface-softened particles in a confined space without applying external heat to the system to achieve adhesion between the surfaces of the softened particles and formation of the product in the mold; (4) maintaining the molded article under such compression for a time sufficient to render the surface of the particles non-stick by adsorption of the wetting fluid into the particles and by evaporating the wetting fluid.
- No. 5,733,994 discloses a biodegradable, water-resistant polymer which is available in the form of foil, film, strip or molding.
- the composition includes the final crosslinking reaction product of a polysaccharide mixture and/or polypeptides, hydroxy, amino, imino, thiol and/or carboxyl groups.
- thermoplastic biodegradable polysaccharide derivatives According to the method described in the patent, the resulting derivatives are new thermoplastics, biodegradable polysaccharides or esters obtained using graft polysaccharide copolymers of epoxy and anhydride dicarboxylic acids, which can be used, for example, as moldings, coatings or films.
- Application AU 2009001443 describes a biodegradable polymer composition, which includes such components as: at least one biodegradable polyester; polysaccharides; polymers that have a carboxylic acid group; as well as a catalyst for the transesterification reaction; polyepoxide; sodium salts of fatty acids.
- the polymer composition has biodegradability and physical-mechanical properties, but also a high degree of processing compared to conventional biodegradable polymer compositions containing a polysaccharide.
- JP 20030079654 relates to a polymer composition with improved biodegradability or additional beneficial functions (antibacterial properties) while maintaining the mechanical properties of the biodegradable polymer.
- the present invention relates to a composition containing a biodegradable polymer such as a lactic acid polymer and a mannose oligosaccharide.
- the present invention further provides various biodegradable products produced by molding this biodegradable polymer composition into a desired shape.
- the composite film known from patent CN 103937185 is produced from the following raw materials: polylactic acid, polyethylene glycol, citrate, ultrafine wool powder, solubilizer, ultrafine zeolite powder, ultrafine aluminum powder, ultrafine vesuvian powder, silicone oil and phosphite ether.
- the film is resistant to temperature changes, tearing and stretching, has the ability to be completely biodegradable, does not pollute the environment, has antibacterial properties, good transparency, gloss, etc.
- Composite film can be used in the field of packaging materials, in particular in food packaging. The film is made by three-layer coextrusion.
- compositions comprising a foamed gelling hydrocolloid system with a strengthening agent and a fibrous material, with or without other additional components.
- the method for producing biodegradable packaging from US patent 5208267 A describes the technology for producing packaging: a mixture of boiling water and a gelling agent, for example, agar polysaccharide, is mixed, poured into a mold and allowed to cool. The gel mixture is removed from the mold and frozen, then placed in a freeze dryer to remove moisture from it. The freeze-dried material is very light in weight, has favorable fire-retardant properties and is biodegradable.
- a gelling agent for example, agar polysaccharide
- glycose-rich polysaccharide method for producing a polymer and its use
- a biopolymer consisting of galactose (50-90%), glucose (1-25%), mannose (1-25%) and rhamnose (0 .5-20%), which may additionally contain small amounts of xylose, fucose, ribose, arabinose and/or fructose.
- Glucose-rich polymers also contain non-saccharide components, namely acyl groups.
- This invention also relates to a method for producing a glucose-rich polymer by microbial fermentation using glycerol and/or glycerol substrates as a carbon source and recovering the polymer from the culture fluid. It also describes the use of galactose-rich polymers and products of its partial or complete degradation and/or derivatives (galactooligosaccharides, galactose, rhamnose, etc.) by physical, chemical and/or biological methods in the food, agricultural, textile and paper industries, pharmaceutical and cosmetic products, in the extraction of oil and metals in the mining industry, in the treatment of industrial waste and wastewater treatment.
- biodegradable compositions based on starch nanoparticles the invention relates to biodegradable multiphase compositions based on starch, from which flexible films can be made.
- the composition contains (a) a continuous phase consisting of a matrix of at least one elastic hydrophobic polymer incompatible with starch, where the polymer is selected from the class of polyesters containing carboxylic acid groups diacids and diol, and (b) a homogeneously dispersed starch phase in the form of nanoparticles.
- the proposed biodegradable compositions have high load, better modulus, high tensile strength in two directions without any lateral displacement, i.e., they have special advantages for the production of thin films.
- Biodegradable mixtures and their components which contain starch and polysaccharide esters, are described by the authors of the document WO 00/012616, which developed a technology for the production of hydrophobic polymers that are also incompatible with starch, as described by the authors of the previous application.
- the authors of document WO 00/012616 propose the inclusion in polymer hydrophobic structures of starch particles, the size of which is less than 1 micron, in document WO 00/017270, which have good solubility at high temperatures - above 95 ° C.
- the technology for the production of biodegradable polymers consists of hot mixing of a starch-polymer complex with rubber at a processing temperature of over 150 °C in the presence of a coupling agent.
- Biodegradable films obtained in this way contain a hydrophobic polymer and a starch complex and are used for compost storage. This method can also produce tires with improved properties.
- thermoplastic composition based on polymer components.
- the method can be used for the industrial production of biodegradable products, in particular, films and thermoformed products (for example, consumer packaging).
- the composition includes industrial and/or household polyethylene waste, titanium dioxide, oligomeric dye and rice husk, which plays the role of a biodegradable filler.
- the mixture obtained according to the technology described in the patent is distinguished by high rheological characteristics that meet the requirements for polymers processed using standard equipment, as well as the required performance characteristics, in particular, they are biodegradable - they completely decompose 18 months after the start of their service life.
- the composition includes cellulose diacetate, triacetin, starch, calcium stearate, ultramarine.
- the document RU 2318006 C1 “Biodegradable thermoplastic composition using rye flour” describes the production of plastics based on a copolymer of ethylene and vinyl acetate used in the production of various thermoformed products used both in contact with food products and for use in agriculture.
- the biologically degradable thermoplastic composition for products contains 50-68.7 wt. % copolymer of ethylene and vinyl acetate, biodegradable filler, which is used as rye flour in an amount from 30 to 48.7 wt. %, and technological additives (cationic surfactant in an amount of 0.1 wt.%, corn amyl acetate in an amount of 1 wt.% and 0.2 wt.% methylcellulose).
- Biodegradable film based on pectin and chitosan presents a composition for the production of biodegradable films containing pectin, which can be used in pharmaceuticals, medicine, veterinary medicine, food or cosmetic industries. This composition can also be used for the production of food wrapping film and capsules.
- Biodegradable film includes: chitosan, pectin, water, one normal hydrochloric acid, plasticizer - glycerin and a three percent solution of methylcellulose, which plays the role of a structure former.
- the technical result is a homogeneous biodegradable film with high structural characteristics, similar in homogeneity, plasticity, and strength to household polyethylene packaging films.
- Document RU 2678675 C1 discloses a method for producing a biodegradable polymer composite material based on recycled polypropylene; to increase biodegradability, the authors used a method of thermal pressing of polypropylene and polyethylene with buckwheat husks. This material is not completely biodegradable since its production requires the use of polypropylene polymers, which are not biodegradable materials.
- Document RU 2752345C1 discloses a method for producing a film or sheet material from a biodegradable polymer composition to create a biodegradable layer in the material. The production method involves thermal compounding of copolymers of polyethylene, maleic anhydride and starch/chitin/rice husk dispersion filler.
- WO 2012058081 A1 the production of foam materials from renewable resources is known.
- Monomers and crosslinkers derived from renewable sources are disclosed that can be used to produce flexible, microporous, open-cell polymeric foams having physical characteristics that make them suitable for a variety of applications.
- Monomeric compositions derived from renewable sources and having short curing times for producing foams from emulsions with a high internal phase content are also described.
- the composition contains an emulsifier component, which is, among other things, polyglycerol succinate.
- a biodegradable flexible film made from a polylactic acid melt and a method for its production contains the following components: (A) a polylactic acid resin and (B) a polyol based polyol, wherein the weight content of (A) the main polylactic acid resin is from 50 to 99.5 percent; the mass content of the polyol (B) of the polybasic acid is from 0.5 to 50 percent. Based on the premise of ensuring complete biodegradability and high mechanical strength of materials, this method effectively improves the flexibility of biodegradable flexible polylactic acid alloy film.
- the film can be applied to packaging materials, agricultural film, label film, etc., overcomes the disadvantage that the plasticizer is easy evaporates and is released, and maintains the transparency of materials.
- Polyglycerol succinate can be used as the polyol based on polybasic acid.
- the closest analogue of the proposed composition is the coating material known from the EP of 1433808 A1 and consisting of derivatives of the cellulose of non -vital type chosen from methyl cellulose, ethyl cells, hydroxylulos, hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethyl -cellulose hydroxyethylulose, cellulose acetate, gasoliololis, gasoliololis, gasoliololis exet. cellulose, cellulose acetate boutirate and acetate propionate cellulose .
- the content of propionyl groups in said cellulose acetate propionate ranges from 40 to 50 wt.%, and the content of hydroxyl groups ranges from 1 to 5 wt.%.
- this film is not biodegradable, but, on the contrary, is recyclable.
- the proposed material based on polyglycerosuccinate, cellulose propionate and prolivinylpyrrolidone is devoid of these disadvantages, can be used to produce a barrier coating on standard extrusion equipment, and ensures biodegradation of the barrier coating under natural conditions within 45 days.
- the invention provides a transition to a new level of technology.
- the biodegradable copolymer which includes cellulose acetate and cellulose propionate.
- the biodegradable copolymer additionally includes polyglycerosuccinate (PGS), polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinylpyrrolidone (PVP).
- PGS polyglycerosuccinate
- PVA polyvinyl alcohol
- PVP polyvinylpyrrolidone
- the components are taken in the following ratio, May. parts: cellulose acetate 5 cellulose propionate 5 polyglycerosuccinate 5 polyvinyl alcohol 2 polyvinylpyrrolidone 2.
- a biodegradable barrier coating is also claimed, including a biodegradable copolymer, and the biodegradability of the copolymer in finished products is 67 - 79%.
- the technical result of the present invention is to obtain a polymer barrier material for food packaging that has increased strength and barrier properties and provides a high degree of biodegradation.
- the proposed biodegradable copolymer is obtained by the following method.
- the polymers are synthesized using a one-pot polycondensation reaction without adding a solvent or catalyst to the system.
- a mixture of 200 g of monomers glycerol, succinic acid and maleic anhydride
- the reaction temperature is set at a fixed level of 180 °C or 150 °C, and stirring is ensured at a constant speed (250 rpm).
- the reaction product was named polyglycerosuccinate (PGS).
- PGS polyglycerosuccinate
- the gelation time was recorded in the initial screening experiment as the time elapsed from the monomers reaching the specified reaction temperature (180 °C or 150 °C) and the material transitioning to a rubber-like state. At this point, the material wraps around the mechanical stirrer, making it impossible for the reaction to continue under molten conditions.
- the molecular weight of the products increases exponentially in later stages of polymerization until gelation is achieved.
- the synthesis reaction was repeated and stopped 5 min before the previously recorded gelation time by removing the container from the heating element and stopping the mechanical stirring to obtain non-crosslinked liquid PGS polymers with the highest possible molecular weight before gelation.
- the timing of stopping the reaction 5 minutes before gelation is arbitrary, this synthesis strategy commonly used as an endpoint for the gelation of hyperbranched polymers.
- the polyesters synthesized using this approach are completely soluble in tetrahydrofuran, indicating the absence of gel macromolecules.
- film samples were made to determine the physical and mechanical properties, and samples of the barrier coating on the surface of cardboard products were made to determine the properties of permeability and durability.
- the technological process for obtaining samples of film and barrier coatings on the surface of cardboard products by spraying using a copolymer solution is as follows.
- compositions according to examples 1-9 were prepared in a similar way, changing the amount of components in accordance with the recipe, while the volume of acetone taken did not change.
- the prepared transparent homogeneous solution of copolymers is placed in a spray compressor gun and applied in an even layer to the surface of a rotating product. Rotation speed 2 revolutions per minute. The pressure in the nebulizer is 2 bar, the flow rate of the solution is 2 ml per minute. After applying the copolymer solution, the product is dried in a stream of hot air from an industrial electric hair dryer at a temperature of 140 °C. To obtain a biodegradable copolymer, catalysts based on alkali metal alkoxides and polyphosphoric acid can be used when preparing a solution.
- the copolymer from example 10 including cellulose acetate, cellulose propionate, polyglycerosuccinate, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone, has the highest physical and mechanical properties.
- the biodegradability of the products and their barrier properties were determined as follows.
- Oxygen permeability was determined using the method according to the ASTM D3985OTR standard.
- This test method is a procedure for determining the steady-state transmission rate of oxygen gas through plastic in the form of film, sheet, laminate, coextrusion, or plastic-coated paper or fabric. It provides determination of (1) oxygen gas transmission rate (O2GTR), (2) film oxygen gas permeability (PO2) and (3) oxygen permeability coefficient (POO2) in the case of homogeneous materials. Vapor permeability was determined using the method according to the DIN-53380Part3 standard.
- This test method includes a procedure for determining WVT rates ranging from 500 to 100,000 g/ m2 /day using nonwoven and plastic barrier materials.
- the method is not applicable for films, barriers consisting of single-layer, multi-layer synthetic or natural polymers, non-woven material and for determining the water vapor permeability of a material with a thickness of (0.1 mm) on fabrics with a thickness of (0.1 mm) covered with this film.
- UV permeability was determined using a spectrophotometer as the ratio of optical density under irradiation of 280 nm and 650 nm. Humidity was studied using the thermogravity method, chemical resistance by treating with 10% alkali and 5% nitric acid solution. The heat resistance index was assessed by mass loss during treatment with petroleum ether.
- this particular composition was selected for further testing to determine the degree of biodegradation.
- Controlled compost based on the ISO 14855-2 standard is prepared as follows. Soil compost (about 80 g) is mixed with sea sand (grain size 425-850 microns, 320 g) and 2 g of biological fertilizer (horse manure) is added. Sea sand is added to obtain a homogeneous mass and increase the aerobic qualities of the compost.
- the water content in the initial mixture is 80%. Water content was determined as a mass fraction of the total amount of substance 100,% (1) where w r w is the mass of the substance; w r-ra - mass of water.
- Biodegradation (bioconversion) was carried out in a Biostat bioreactor.
- A Sudtorius ch, Germany
- Pre-incubation was carried out once for the total amount of substrate and samples in a large volume (5 l).
- stirring was turned on once a day and the water content was maintained at 65 wt.% for 7 days at a temperature of 58 °C.
- the experimental setup diagram is shown in Fig. 4.
- a sample of the polymer under study - 10 g was mixed well with activated compost with sea sand (about 400 g) and transferred to the fermenter.
- Compost without a sample was used as a control to determine the respiratory activity of the compost.
- Biodegradation tests were performed at 58 °C and 10 ml/min air flow (without CO2) for 28 days.
- the amount of CO2 produced was measured once a day by measuring the mass of a carbon dioxide absorption column and a water absorption column.
- the percentage of biodegradation was calculated from the amount of CO2 produced, from which the amount of CO2 from the respiratory activity of the substrate, determined from the blank experiment, and the theoretically produced amount of CO2 with the sample were subtracted.
- the amount of carbon dioxide released was determined by measuring the increase in mass of the carbon dioxide trap.
- a diagram of a typical test setup is shown in Fig. 4.
- the installation includes a composting container (1) containing a mixture of the test material and inoculum (2), and located in an incubator (bioreactor) (3).
- a thermal sensor (4) is located to monitor the temperature inside the composting container (1).
- Moisture and oxygen coming from the humidifier (5) are supplied from below to the composting container (1).
- the installation contains an air control system, including a trap for removing carbon dioxide from the air (6), filled with soda lime (NaOH) (7) and a flow control system air.
- the gases enter an ammonia trap (8), filled with a 1 mol/l sulfuric acid solution containing a methyl orange indicator (9).
- the gases then pass through a first desiccant (10) containing silica gel (11) and a second desiccant (12) filled with sand (13) and anhydrous calcium chloride (14).
- the gases enter a carbon dioxide absorption column (15), which consists of a carbon dioxide trap (16), which is filled with a mixture of soda lime and soda-talc (17) and an additional water absorption column (18) containing anhydrous calcium chloride.
- the composting container (1) is maintained at a temperature of (58 ⁇ 2)°C in a fermenter (bioreactor) (3).
- the composting mixture (2) is stirred at least once a week.
- Water is added to mixture (2) in an amount corresponding to the weight loss of the mixture.
- Carbon dioxide is captured in the form of sodium carbonate and water (formed by the reaction between carbon dioxide and sodium hydroxide) in a trap (14) containing soda lime and sodutalc, and anhydrous calcium chloride.
- the residual absorption capacity of the traps was controlled by increasing the mass of the absorbent.
- the released carbon dioxide reacts quantitatively with sodium hydroxide and calcium hydroxide contained in the absorbent in the trap, the reaction is described by the following equations:
- the amount of carbon dioxide released at each measurement time interval is calculated using the formula where S ( CO 2)T > cumulative amount of carbon dioxide released into the test container between the start of the test and time t, g; the mass of the carbon dioxide trap at the beginning of the test and at time t, respectively.
- the degree of biodegradation D t , %, for each container was calculated using the amount of carbon dioxide released in each measurement interval, according to the formula Where > cumulative amount of carbon dioxide released from the test container between the start of the test and time t, g; S ( CO 2)B > Average cumulative amount of carbon dioxide released in the control sample container between the start of the test and time t, g; 2 > theoretical amount of carbon dioxide released from the test material, g.
- the degree of biodegradation for each sample was calculated in the same way.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биоразлагаемому сополимеру. Техническим результатом является получение полимерного барьерного материала, обладающего повышенной прочностью и барьерными свойствами и обеспечивающего высокую степень биоразложения. Технический результат достигается предложенным биоразлагаемым композитным сополимером, который включает ацетат целлюлозы и пропионат целлюлозы. При этом биоразлагаемый композитный сополимер дополнительно включает полиглицеросукцинат (ПГС), поливиниловый спирт (ПВС) и полвинилпирролидон (ПВП). Причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас. ч.: ацетат целлюлозы (5), пропионат целлюлозы (5), полиглицеросукцинат (5), поливиниловый спирт (2), полвинилпирролидон 2. 4 ил.
Description
Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к биоразлагаемому сополимеру, предназначенному для создания барьерного покрытия, например в упаковках для пищевых продуктов.
В патенте РФ 2418014 описан способ получения биологически разрушаемой термопластичной композиции, которая содержит полиэтилен, сополимер этилена и винилацетата, биоразлагаемый наполнитель (крахмал) и технологические добавки (неионогенное поверхностно-активное вещество шунгит). Изобретение относится к получению пластмасс на основе полиэтилена, применяемых в производстве пленок.
Из патента РФ 2180670 известен способ получения биологически разрушаемой термопластичной композиции, включающей крахмал, полимер, смесь пластификаторов, причем композиция в качестве полимера содержит полимерное связующее - продукт сополиконденсации капролактама, адипиновой кислоты и гексаметилендиамина - сополиамид, выбранный из группы, включающей сополиамиды марок АК-85/15, АК-80/20, АК-93/7.
В патенте РФ 2425849 предложена композиция, в состав которой входит диацетат целлюлозы, пластификатор (триацетат глицерина) и модификатор. Модификатор в своем составе содержит смесь катионного ПАВ и углеродных нанотрубок.
Авторами патента РФ 2404205 разработан способ получения композиции, содержащей диацетат целлюлозы, биоразлагаемый наполнитель, гидролизный лигнин, пластификатор. Пластификатор в своем составе содержит диоксановый спирт и высококипящий эфир.
Эта технология близка к патенту РФ 2174132 - данная композиция обладает водостойкостью и деформационно-прочностными показателями, что приводит к ускорению деструкции под воздействием окружающей среды.
Биоразлагаемые полимерные композиции являются источником углеродного питания микроорганизмов. Для процесса ускорения регрессии синтетического компонента на молекулярном и надмолекулярном уровнях в структуру полимеров вводят различные химические элементы. Такие элементы содержатся в некоторых пластификаторах (мочевина, растительные масла); неорганических и органических солях переходных металлов (железа, меди и др.), инициирующих фото- и термоокислительные процессы в полимерах. Направление разработок исследователей заключается в производстве композиции биоразлагаемых продуктов, способных гарантировать определенные свойства, схожие с синтетическими полимерами. Вещества, используемые для получения упаковки, производят из пленки целлюлозы, склеенной крахмалом со стойкой к жирам бумагой. Изделия должны быть устойчивы к различным перепадам температуры. Полученная таким способом упаковка легка в употреблении при запекании продуктов в электрических или микроволновых печах. Вводя в структуру композиции, содержащие эфир целлюлозы, полиэфир лимонной кислоты или ацетат целлюлозы, частично переэтерифицированный 6- гидроксикапроновой кислотой, можно добиться увеличения биоразлагаемости сырья данный способ применен в настоящем изобретении. На сегодняшний день большое внимание исследователей привлекает использование в композиции хитозана и целлюлозы. Из них получают биоразлагаемые пластики, пленку с хорошей прочностью и водостойкостью (при содержании в смеси 10-20 % хитозана). Тонкие пленки деструктируют в почве за два месяца, полностью растворяются и исчезают. Плотность пластика целлюлоза-хитозан 0, 1-0,3 г/см3. Из тройной композиции (хитозан, микроцеллюлозное волокно и желатин) получают пленки с повышенной прочностью, способные разлагаться микроорганизмами при захоронении в землю. Они применяются для упаковки, изготовления формованием
подносов. Полупрозрачная пленка имеет прочность в сухом состоянии 133 Н/мм2, а в мокром состоянии - 21 Н/мм2.
Компанией Research Development, Япония, предложена новая технология получения биоразлагаемой пленки. Основой такой пленки являются макромолекулы хитозана, выделяемого из панцирей крабов, креветок, моллюсков, а также целлюлоза и крахмал. Все три компонента смешивают с уксусной кислотой при нагревании и получают раствор, из которого поливом получают пленку, растворяемую в почве или морской воде за несколько месяцев. Сделан вывод, что биоразлагаемость пленки зависит как от содержания глицерина, так и от степени сшивки.
Для получения биоразлагаемого материала для упаковки пищевых продуктов, парфюмерии и лекарственных препаратов также используется метакрилированный желатин. Термопластичные биоразлагаемые композиции предложено получать и с другими видами белка: казеина, производных серина, кератиносодержащих натуральных продуктов.
Заявка WO/1997/009248 «Биоразлагаемая формованная упаковка» раскрывает способ получения формованных упаковок, который включает следующие последовательные стадии: (1) формирование множества частиц, содержащих вспененную смесь крахмала, биоразлагаемого полимера и воды; (2) нанесение на поверхность частиц не разогретой водной жидкости для осуществления смачивания и размягчения поверхности частиц; (3) сжатие поверхностно-размягченных частиц в ограниченном пространстве без применения внешнего тепла к системе, чтобы осуществить сцепление между поверхностями размягченных частиц и образование изделия в форме; (4) поддержание формованного изделия под таким сжатием в течение времени, достаточным, чтобы сделать поверхность частиц нелипкой путем адсорбции смачивающей жидкости внутрь частиц и путем выпаривания смачивающей жидкости.
Из патента US 5733994 известен биоразлагаемый водостойкий полимер, который представлен в форме фольги, пленки, полос или формованных изделий. Композиция включает конечный продукт реакции сшивания полисахаридной смеси и/или полипептидов, гидрокси-, амино-, имино-, тиол и/или карбоксильных групп.
В патенте DE 08385863 исследованы и представлены термопластичные биодеградируемые полисахаридные производные. Согласно способу, описанному в патенте, полученные производные относятся к новым термопластикам, биодеградируемым полисахаридам или сложным эфирам, полученным с помощью привитых полисахаридных сополимеров из эпоксидных и ангидридных дикарбоновых кислот, что можно использовать, например, в качестве молдингов, покрытий или пленок.
Заявка AU 2009001443 описывает биодеградируемую полимерную композицию, которая включает в свой состав такие компоненты, как: не менее одного биодеградируемого полиэфира; полисахариды; полимеры, которые имеют группу карбоновой кислоты; а также катализатор реакции переэтерификации; полиэпоксид; натриевые соли жирных кислот. Полимерная композиция обладает биоразлагаемостью и физикомеханическими свойствами, но также высокой степенью переработки по сравнению с обычными биоразлагаемыми полимерными композициями, содержащими полисахарид.
Также существуют документы, описывающие различные способы изготовления биоразлагаемых пленок. В источнике ЕР 2005006146 «Способ получения биоразлагаемых пленок, имеющих улучшенные механические свойства» приводится процесс производства улучшенных биоразлагаемых пластиковых пленок, включая производство биоразлагаемых пластиковых пленок путем выдувания, а затем подвергая их одноосному или двухосному холодному растяжению со степенью растяжения в диапазоне от 1 :1 до 1:4.
В документе US 7969090 «Способ изготовления компостируемого полимерного композитного листа» эти композитные листы могут быть получены методом экструдирования и считаются компостируемыми муниципальными учреждениями обработки твердых отходов. Композитная пленка на основе полилактида образуется совместной экструзией из верхних и нижних слоев воды, нерастворимых в воде термопластичных пленок, имеющих водорастворимый полимер между ними, и растяжением композита по всей глубине композита для ослабления прочности композита при сохранении его водонепроницаемости.
Документ JP 20030079654 относится к полимерной композиции с улучшенной способностью к биологическому разложению или с дополнительными полезными функциями (антибактериальными свойствами) при сохранении механических свойств биоразлагаемого полимера. Настоящее изобретение относится к композиции, содержащей биоразлагаемый полимер такой, как полимер молочной кислоты и олигосахарид маннозы. Настоящее изобретение дополнительно предоставляет различные биоразлагаемые продукты, произведенные путем формования этой биоразлагаемой полимерной композиции в желаемую форму.
Композитную пленку, известную из патента CN 103937185, получают из следующих сырьевых материалов: полимолочной кислоты, полиэтиленгликоля, цитрата, ультрадисперсного порошка шерсти, солюбилизатора, ультрадисперсного порошка цеолита, ультрадисперсного порошка алюминия, ультрадисперсного порошка везувиана, силиконового масла и эфира фосфита. Пленка устойчива к перепадам температуры, разрывам и растяжениям, обладает способностью к полной биодеградации, не загрязняет окружающую среду, имеет антибактериальные свойства, хорошую прозрачность, блеск и т. п. Композиционная пленка может быть
использована в области упаковочных материалов, в частности, в упаковке пищевых продуктов. Пленка изготавливается трехслойной соэкструзией.
В источнике US 2007014301 «Биоразлагаемые композиции, изделия, приготовленные из биоразлагаемых композиций и методы их изготовления» описываются композиции, включающие вспененную гелеобразующую гидроколлоидную систему с укрепляющим агентом и волокнистым материалом, с или без других дополнительных компонентов.
Способ получения биоразлагаемой упаковки из патента US 5208267 А описывает технологию получения упаковки: смесь кипящей воды и гелеобразующего агента, например, полисахарида агара, смешивают, выливают в форму и дают остыть. Гелевую смесь удаляют из формы и замораживают, после чего помещают в сублимационную сушилку для удаления из нее влаги. Полученный в сублимационной сушке материал имеет очень легкий вес, благоприятные огнестойкие свойства и биоразлагаем.
Изобретение «Богатый галактозой полисахарид, способ получения полимера и его применения» из патента РСТ/РТ2008000015 раскрывает биополимер, состоящий из галактозы (50-90 %), глюкозы (1-25 %), маннозы (1-25 %) и рамнозы (0,5-20 %), который может дополнительно содержать небольшое количество ксилозы, фукозы, рибозы, арабинозы и/или фруктозы. Богатые глюкозой полимеры также содержат несахаридные компоненты, а именно ацильные группы. Данное изобретение также относится к способу получения богатого глюкозой полимера путем микробной ферментации с использованием глицерина и/или глицериновых субстратов в качестве источника углерода и восстановления полимера из культуральной жидкости. Также описывается применение богатых галактозой полимеров и продуктов его частичной или полной деградации и/или производных (галактоолигосахаридов, галактозы, рамнозы и др.) физическими, химическими и/или биологическими методами в пищевой, сельскохозяйственной, текстильной и бумажной промышленности,
фармацевтической и косметической продукции, при добыче нефти и металлов в горнодобывающей промышленности, при обработке промышленных отходов и очистке сточных вод.
Документ US 2007006469 «Гидрофобные производные природных биоразлагаемых полисахаридов и их применение» относится к медицинской тематике. Изобретение связано с выпуском медицинских имплантатов, сформированных из гидрофобных производных. Настоящее изобретение относится к биологически разлагаемым покрытиям для имплантируемого медицинского изделия.
Документ CN 101564667 «Способ получения мягких капсул из альгината» описывает изобретение мягких капсул на основе альгината. Применяя режим снижения эмульгации/деэмульгации и эмульсии, эмульсию типа масло-в-воде, содержащую поливалентные ионы металлов с высоким соотношением масло-вода, растворяют в одновалентном растворе альгината, затем поливалентные ионы металлов реагируют с одновалентным раствором альгината с образованием нерастворимого геля альгината. Таким образом, мы получаем первичную форму мягкой капсулы, наружный слой которой заключен в гель альгината. Затем первичную форму мягкой капсулы подвергают нескольким ступеням сушки и дегидратации для деэмульгирования эмульсии внутри мягкой капсулы.
В России основное внимание патентообладателей в данной области акцентировано на получение материалов с использованием крахмала.
В заявке российских авторов WO 2008/037749 «Биоразлагаемые композиции на основе наночастиц крахмала» изобретение относится к биоразлагаемым многофазным композициям на основе крахмала, из которых могут быть изготовлены гибкие пленки. Композиция содержит (а) непрерывную фазу, состоящую из матрицы, по меньшей мере, из одного упругого гидрофобного полимера, несовместимого с крахмалом, где полимер выбран из класса полиэфиров, содержащих группировки карбоновой
дикислоты и диола, и (б) гомогенно диспергированную крахмальную фазу в форме наночастиц. Предложенные биоразлагаемые композиции обладают высокой нагрузкой, лучшим модулем, высокой прочностью на разрыв в двух направлениях без какого-либо поперечного смещения, т. е. обладают особыми преимуществами для изготовления тонких пленок.
Авторами заявки WO 00/017270 описано получение гидрофобных полимеров, наполненных комплексами крахмала. Согласно патенту, разработан способ получения гидрофобных полимеров, которые являются несовместимыми с крахмалом и включают в комплекс крахмал в виде частиц очень малых размеров в качестве наполнителя.
Биодеградируемые смеси и их компоненты, которые содержат крахмал и эфиры полисахаридов, описаны авторами документа WO 00/012616, в котором разработана технология изготовления гидрофобных полимеров, которые так же не совместимы с крахмалом, как описано авторами предыдущей заявки. Авторы документа WO 00/012616 предлагают включение в полимерные гидрофобные структуры частиц крахмала, размер которых менее 1 мкм, в документе WO 00/017270, имеют хорошую растворимость при высоких температурах - свыше 95 °C. Технология производства биоразлагаемых полимеров состоит в горячем смешивании крахмально-полимерного комплекса с каучуком при температуре переработки свыше 150 °C в условиях наличия агента сочетания. Биодеградируемые пленки, полученные таким образом, содержат гидрофобный полимер и крахмальный комплекс и применяются для хранения компоста. По данному способу также можно изготавливать шины с улучшенными свойствами.
Согласно документу RU 2404205С1, существует способ биологически разрушаемой термопластичной композиции на основе полимерных компонентов. Способ может быть применен для промышленного выпуска биодеградируемых изделий, в частности, пленок и термоформованной
продукции (например, потребительской тары). Состав включает промышленные и/или бытовые отходы полиэтилена, двуокись титана, олигомерный краситель и рисовую лузгу, которая играет роль биодеградируемого наполнителя. Смесь, полученная согласно описанной в патенте технологии, отличается высокими реологическими характеристиками, соответствующими требованиям, предъявляемым к полимерам, перерабатываемым на стандартном оборудовании, а также требуемыми эксплуатационными характеристиками, в частности являются биодеградируемыми - полностью разлагаются через 18 месяцев после начала срока эксплуатации. Состав включает диацетат целлюлозы, триацетин, крахмал, стеарат кальция, ультрамарин.
В документе RU 2318006 С1 «Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием ржаной муки» описывается получение пластических масс на основе сополимера этилена и винилацетата, применяемых в производстве различных термоформованных изделий, эксплуатируемых как в контакте с пищевыми продуктами, так и для использования в сельском хозяйстве. Биологически разрушаемая термопластичная композиция для изделий содержит 50-68,7 масс. % сополимера этилена и винилацетата, биоразлагаемый наполнитель, в качестве которого используют ржаную муку в количестве от 30 до 48,7 масс. %, и технологические добавки (катионное поверхностно-активное вещество в количестве 0,1 масс. %, амилацетат кукурузный в количестве 1 масс. % и 0,2 масс. % метилцеллюлозы).
В документе RU 2458077 «Биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана» представлен состав для производства биоразлагаемых пленок, содержащих пектин, который может использоваться в фармацевтике, медицине, ветеринарии, пищевой или косметической промышленности. Данный состав можно применять также для производства оберточной пищевой пленки и капсул. Биодеградируемая пленка включает в свой состав:
хитозан, пектин, воду, однонормальную соляную кислоту, пластификатор - глицерин и трехпроцентный раствор метилцеллюлозы, играющий роль структурообразователя. Техническим результатом является однородная биодеградируемая пленка с высокими структурными характеристиками, близкими по гомогенности, пластичности, прочности к бытовым упаковочным пленкам из полиэтилена.
Примеры разработок и внедрения биодеградируемых пленок есть и в фармацевтической промышленности, где их применяют в медицинских целях. Так, авторами документа RU 2341290 «Гомогенный, термически обратимый гель, содержащий каррагенан пониженной вязкости, и продукты, изготовленные из него» представлена разработка гомогенного геля, являющегося термически обратимым и содержащим каррагенан. Каррагенан имеет вязкость не более 10 Па с при 75 °C, при измерении в 0,10 М растворе хлористого натрия, включающем 1,5 масс. % каррагенана ко всей массе компонентов смеси, и хотя бы один пластифицирующий и пленкообразующий компонент, который должен регулировать pH. Получаемый гель включает не менее 40 % твердых продуктов. Данное изобретение можно отнести к способам изготовления капсул (мягких и твердых) на основе полученного геля и некоторых форм инкапсулированных порошков, а также к способам производства таблеток, таблеток-капсул.
Документ RU 2678675 С1 раскрывает способ получения биоразлагаемого полимерного композиционного материала на основе вторичного полипропилена, для повышения биоразлагаемости авторами использован способ термопрессования полипропилена и полиэтилена с шелухой гречихи. Данный материал не является полностью биодеградируемым поскольку для его получения необходимо использовать полимеры полипропилена, которые не являются биоразлагаемым материалом.
Документ RU 2752345C1 раскрывает способ получения пленочного или листового материала из биоразлагаемой полимерной композиции для создания биоразлагаемого слоя в материале. Способ получения предполагает термокомпаундирование сополимеров полиэтилена, малеинового ангидрида и дисперсионного наполнителя крахмал/хитин/рисовая лузга.
Из документа WO 2012058081 А1 известно производство пеновых материалов из возобновляемых ресурсов. Раскрыты мономеры и сшивающие агенты, полученные из возобновляемых источников, которые можно использовать для производства гибких, микропористых, полимерных вспененных материалов с открытыми ячейками, обладающих физическими характеристиками, делающими их подходящими для множества применений. Также описаны мономерные композиции, полученные из возобновляемых источников и имеющие короткое время отверждения для получения пеноматериалов из эмульсий с высоким содержанием внутренней фазы. Для образования и стабилизации пены композиция содержит компонент эмульгатора, который представляет собой в том числе полиглицеролсукцинат.
Из документа CN 101440165 А известна биоразлагаемая гибкая пленка из расплава полимолочной кислоты и способ ее получения. Пленка содержит следующие компоненты: (А) смола на основе полимолочной кислоты и (В) полиол на основе многоосновной кислоты, где массовое содержание (А) основной смолы на основе полимолочной кислоты составляет от 50 до 99,5 процентов; массовое содержание полиола (В) многоосновной кислоты составляет от 0,5 до 50 процентов. Исходя из предпосылки обеспечения полного биоразложения и высокой механической прочности материалов, этот метод эффективно улучшает гибкость биоразлагаемой гибкой пленки из сплава полимолочной кислоты. Пленка может наноситься на упаковочные материалы, сельскохозяйственную пленку, пленку для этикеток и т.п., преодолевает недостатки, заключающиеся в том, что пластификатор легко
улетучивается и выделяется, и сохраняет прозрачность материалов. В качестве полиола на основе многоосновной кислоты может быть использован полиглицеролсукцинат.
Из документа KR 102316790 В1 известна биоразлагаемая смола, на основе полибутилен адипата. Для увеличения скорости реакции, гибкости и прочности на разрыв, больше чем у терефталата, в качестве регуляторов скорости реакции, полученных из биомассы, использовали глицерин и янтарную кислоту, для увеличения скорости реакции в синтезе биоразлагаемой полиэфирной смолы. Добавляли полиглицерин сукцинат, полученный реакцией этерификации, и имеющий среднечисловую молекулярную массу от 500 до 1000, глицерин и 2,5 -фурандикарбоновую кислоту в качестве агентов увеличения молекулярной массы, полученных из биомассы, для увеличения прочности на разрыв.
Наиболее близким аналогом предложенного состава является материал покрытия, известный из документа ЕР 1433808 А1 и состоящий из производных целлюлозы нежелтеющего типа выбранных из метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксицеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы, ацетата целлюлозы, ацетилцеллюлозы, бензилцеллюлозы, целлюлозы, целлюлозы ацетат бутират и ацетат пропионат целлюлозы. При этом содержание пропионильных групп в указанном ацетатпропионате целлюлозы составляет от 40 до 50 мас.%, а содержание гидроксильных групп составляет от 1 до 5 мас.%. Однако данная пленка не обладает способностью к биоразложению, а, напротив, подвергается вторичной переработке.
Анализ текущего уровня техники показывает высокую зависимость современного способа производства биоразлагаемых материалов от полимерных материалов таких как полипропилен и полиэтилен, биодеградируемость которых повышают использованием дисперсионного наполнителя, который представляет собой природные полисахариды либо
белки, либо отходы пищевых производств. Применение таких полимерных материалов как полилактид либо полибутират не позволяет достичь необходимых прочностных характеристик, предъявляемых к барьерным материалам для пищевой упаковки.
Предлагаемый материал на основе полиглцеросукцината, пропионатацеллюлозы и проливинилпирролидона лишен этих недостатков, может быть использован для получения барьерного покрытия на стандартном экструзионном оборудовании, и обеспечивает биоразложение барьерного покрытия в природных условиях в течение 45 дней. Изобретение обеспечивает переход к новому уровню техники.
Поставленная задача решается предложенным биоразлагаемым сополимером который включает ацетат целлюлозы и пропионат целлюлозы. При этом биоразлагаемый сополимер дополнительно включает полиглицеросукцинат (ПГС), поливиниловый спирт (ПВС) и полвинилпирролидон (ПВП). Причем компоненты взяты в следующем соотношении, мае. ч.: ацетат целлюлозы 5 пропионат целлюлозы 5 полиглицеросукцинат 5 поливиниловый спирт 2 полвинилпирролидон 2.
Так же заявлено биоразлагаемое барьерное покрытие, включающее биоразлагаемый сополимер, причем биоразлагаемость сополимера в готовых изделиях составляет 67 - 79 %.
Таким образом техническим результатом настоящего изобретения является получение полимерного барьерного материала для упаковки пищевых продуктов обладающего повышенной прочностью и барьерными свойствами и обеспечивающего высокую степень биоразложения.
Предложенный биоразлагаемый сополимер получают следующим способом.
Полимеры синтезированы с использованием реакции поликонденсации в одном реакторе без добавления в систему растворителя или катализатора. Для проведения реакции смесь 200 г мономеров (глицерина, янтарной кислоты и малеинового ангидрида) помещают в стеклянный реактор объемом 1 л, снабженный мешалкой и аппаратом Дина-Старка, чтобы собрать воду, образовавшуюся во время реакции конденсации. Температура реакции устанавливается фиксированной уровне 180 °C или 150 °C, и обеспечивается перемешивание с постоянной скоростью (250 об / мин). Продукт реакции получил название полиглицеросукцинат (ПГС). Для синтеза гелиевых материалов ПГС реакцию продолжают до тех пор, пока материал не превратится из вязкой жидкости в нерастворимый гель из-за обширного сшивания. В случае синтеза жидких материалов ПГС время гелеобразования регистрировали в начальном скрининговом эксперименте как время, прошедшее от достижения мономерами заданной температуры реакции (180 °C или 150 °C) и перехода материала в каучук-подобное состояние. В этот момент материал оборачивается вокруг механической мешалки, что делает невозможным продолжение реакции в условиях расплава. При синтезе сверх разветвлённого полимера путем поликонденсации молекулярная масса продуктов увеличивается экспоненциально на более поздних стадиях полимеризации до тех пор, пока не будет достигнуто гелеобразование. С учетом этого реакция синтеза была повторена и остановлена за 5 минут до ранее зарегистрированного времени гелеобразования путем снятия емкости с нагревательного элемента и прекращения механического перемешивания, чтобы получить несшитые жидкие полимеры ПГС с максимально возможной молекулярной массой перед гелеобразованием. Хотя выбор времени прекращения реакции за 5 минут до гелеобразования является произвольным, эта стратегия синтеза
обычно используется в качестве конечной точки для гелеобразования гиперразветвленных полимеров. Синтезированные с использованием этого подхода полиэфиры полностью растворимы в тетрагидрофуране, что указывает на отсутствие макромолекул геля.
На основе ацетатцеллюлозы, пропионатцеллюлозы и синтезированного полиглицеросукцината были разработаны биоразлагаемые композитные сополимеры различного состава (таб.1).
Из сополимеров согласно примерам 1-10 были изготовлены образцы пленки, для определения физико-механических свойств, и образцы барьерного покрытия на поверхности картонных изделий, для определения свойств проницаемости и стойкости.
Технологический процесс получения образцов пленки и барьерных покрытий на поверхности картонных изделий методом распыления с использованием раствора сополимера заключается в следующем.
Рассмотрим способ приготовления раствора сополимеров для состава из прим. 10. В 81 мл ацетона помещают 5 г ацетата целлюлозы, 5 г пропионата
целлюлозы, 5 г полиглицеро сукцината, 2 г поливинилового спирта и 2 г полвинилпирролидона и перемешивают с помощью механического диспергатора IKAT-18 в течение 25 минут.
Составы согласно примерам 1-9 приготавливали аналогичным образом изменяя в соответствии с рецептурой количества компонентов, при этом объем взятого ацетона не изменяется.
Готовый прозрачный гомогенный раствор сополимеров помещают в распылительный компрессорный пистолет и наносят равномерным слоем на поверхность вращающегося изделия. Скорость вращения 2 оборота в минуту. Давление в распылителе 2 бар, скорость истечения раствора 2 мл в минуту. После нанесения раствора сополимеров изделие высушивают в струе горячего воздуха промышленного электрофена при температуре 140 °C. Для получения биоразлагаемого сополимера при приготовлении раствора могут быть использованы катализаторы на основе аклкосидов щелочных металлов и полифо сфорной кислоты.
Причем часть приготовленных в соответствии с рецептурой примеров 1 - 10 растворов была использована для получения образцов пленки. В этом случае распыление раствора производилось на стеклянную поверхность. Готовые образцы пленки были использованы для определения физикомеханических характеристик сополимеров, результаты которых представлены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что наиболее высокими физико-механическими свойствами обладает сополимер из примера 10, включающий ацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, полиглицеросукцинат, поливиниловый спирт и полвинилпирролидон.
Другая часть приготовленных в соответствии с рецептурой примеров 1 - 10 растворов была использована для получения образцов покрытия. В этом случае распыление раствора производилось на поверхность картонных изделий. Готовые образцы покрытий были использованы для определения скорости биоразложения, барьерных свойств и стойкости покрытий к различным воздействиям.
Биоразлагаемость изделий и их барьерные свойства были определены следующим образом.
Кислородо-проницаемо сть определялась по методике согласно стандарту ASTM D3985OTR.
Этот метод испытаний представляет собой процедуру определения установившейся скорости передачи газообразного кислорода через пластмассу в виде пленки, листового материала, ламината, соэкструзии или бумаги с пластиковым покрытием или ткани. Он обеспечивает определение (1) скорости пропускания газообразного кислорода (O2GTR), (2) проницаемости пленки для газообразного кислорода (РО2) и (3) коэффициента проницаемости для кислорода (Р0О2) в случае гомогенных материалов.
Паропроницаемость определялась по методике согласно стандарту DIN- 53380Part3.
Этот метод испытаний включает в себя процедуру определения скорости WVT в диапазоне от 500 до 100 000 г / м2 / день с помощью нетканых и пластиковых барьерных материалов. Метод неприменим для пленок, барьеров, состоящих из однослойных, многослойных синтетических или природных полимеров, нетканого материала и определения проницаемости к водяному пару материала толщиной (0,1 мм) на тканях толщиной (0,1 мм), покрытых этой пленкой.
УФ проницаемость определялась по спектрофотометру как соотношение оптической плотности при облучении 280 нм и 650 нм. Влажность изучали по термовесовому методу, химическую стойкость методом обработки щелочью 10% и 5% раствором азотной кислотой. Показатель жаростойкости оценивали по уносу массы при обработке петрол ейным эфиром.
Результаты проведенных исследований покрытия представлены в таблице 3.
Из данных приведенных в таб. 2 и 3 был сделан вывод о том, что полимер, приготовленный в соответствии с рецептурой примера 10, обладает наиболее высокими физико-механическими свойствами и наилучшими стойкостью и барьерными свойствами.
Соответственно, именно этот состав был выбран для проведения дальнейших испытаний для определения степени биоразложения.
Было исследовано 9 образцов полимера, приготовленных в соответствии с рецептурой примера 10. Образцы для исследования доводили до порошкового состояния механическим дроблением (фиг.1). Дробление производили 15 раз по 3 минуты с интервалом в 5 минут, чтобы предотвратить перегрев двигателя химической ножевой мельницы. Образцы порошка отделяли с помощью сит 500 мкм, 250 мкм и 125 мкм. Использовались стандартные сита.
Контролируемый компост на основе стандарта ISO 14855-2 подготавливают следующим образом. Компост почвенного грунта (около 80 г) смешивают с морским песком (размер зерен 425-850 мкм, 320 г) и добавляют 2 г биологического удобрения (конский навоз). Морской песок добавляют для получения однородной массы и увеличения аэробных качеств компоста. Содержание воды в исходной смеси 80 %. Содержание воды определяли как массовую долю от общего количества вещества 100, % (1)
где ш р в - масса вещества; ш р-ра - масса воды.
Биоразложение (биоконверсию) осуществляли в биореакторе Biostat. А (Sartorius ch, Германия) с контролируемым компостом при температуре 58 °C в течение 28 суток, как показано на фиг. 2, 3.
Предварительную инкубацию проводили один раз на общее количество субстрата и образцов в большом объеме (5 л). Для активации субстрата перемешивание включали один раз в день и поддерживали содержание воды 65 мас.% в течение 7 суток при температуре 58 °C.
Схема экспериментальной установки показана на фиг. 4. Образец исследуемого полимера - 10 г хорошо перемешивали с активированным компостом с морским песком (около 400 г) и переносили в ферментер. Компост без образца был использован в качестве контрольного для определения дыхательной активности компоста.
Тесты на биоразложение выполняли при температуре 58 °C и скорости потока воздуха 10 мл/мин (без СО2) в течение 28 суток. Количество произведенного СО2 измеряли один раз в день путем измерения массы абсорбционной колонки для углекислого газа и абсорбционной колонки для воды. Процент биодеградации рассчитывали из количества произведенного СО2, из которого вычитали количество СО2 от дыхательной активности субстрата, определенное из холостого опыта, и теоретически произведенного количества СОг с образцом.
Количество выделившегося диоксида углерода определяли путем измерения увеличения массы ловушки для выделяющегося диоксида углерода. Схема типовой установки для испытания приведена на фиг.4. Установка включает ёмкость для компостирования (1), содержащую смесь испытуемого материала и инокулята (2), и расположенную в инкубаторе (биореакторе) (3). Для контроля температуры внутри емкости для компостирования (1) расположен тепловой датчик (4). Снизу к емкости для компостирования (1) осуществляется подвод влаги и кислорода, поступающих из увлажнителя (5). Для обеспечения точного контроля аэрации испытуемой смеси установка содержит систему управления подачей воздуха, включающую ловушку для удаления диоксида углерода из воздуха (6), заполненную натровой известью (NaOH) (7) и систему контроля расхода
воздуха. Газы образующиеся при биоразложении образцов поступают в систему поглощения газов для удаления аммиака, сероводорода, летучих органических кислот и воды из газов, выделяющихся из емкости для компостирования (1). Сразу после емкости для компостирования (1) газы поступают в ловушку для аммиака (8), заполненную раствором серной кислоты с концентрацией 1 моль/л, содержащим индикатор метиловый оранжевый (9). Затем газы проходят через первый осушитель (10), содержащий силикагель (11) и второй осушитель (12), заполненный песком (13) и безводным хлоридом кальция (14). После осушения газы поступают в колонку для поглощения диоксида углерода (15), которая состоит из ловушки выделяющегося диоксида углерода (16), которая заполнена смесью из натровой извести и соды -талька (17) и дополнительной колонки для поглощения воды (18), содержащей безводный хлорид кальция.
Емкость для компостирования (1) выдерживают при температуре (58±2)°С в ферментере (биореакторе) (3). Смесь для компостирования (2) перемешивают не менее одного раза в неделю. К смеси (2) добавляют воду в количестве, соответствующем потере массы смеси. Воздух, очищенный от диоксида углерода и насыщенный водой, полученный путем пропускания через поглотитель (6) с натровой известью (7) и чистые бутылки с водой (5), пропускают через емкость для компостирования (1) и ферментер (3) с контролируемой с скоростью. Аммиак, воду и летучие с удаляют помощью ловушек, содержащих серную кислоту концентрацией 1 моль/л, силикагель и хлорид кальция. Диоксид углерода улавливается в форме карбоната натрия и воды (образуется в результате реакции между диоксидом углерода и гидроксидом натрия) в ловушке (14), содержащей натровую известь и соду- тальк, а также безводный хлорид кальция. Остаточную поглотительную способность ловушек контролировали путем увеличения массы абсорбента.
Выделяющийся диоксид углерода количественно реагирует с гидроксидом натрия и гидроксидом кальция, содержащимися в абсорбенте в ловушке, реакция описывается следующими уравнениями:
СО2 + 2NaOH ^Na2CO3 + Н2О
(2)
СО2 + С2 — * СаСО3 + Н2О
Количество выделившегося диоксида углерода в каждый интервал времени измерения вычисляют по формуле
где S (CO2)T > кумулятивное количество диоксида углерода, выделившегося в емкость для испытания между началом испытания и временем t, г;
масса ловушки для диоксида углерода в начале испытания и в момент времени t, соответственно.
Таким же образом вычисляют
используя кумулятивное количество диоксида углерода, выделившегося в емкость для контрольного материала и емкость для контрольной пробы, соответственно.
Степень биоразложения Dt, %, для каждой емкости вычисляли, используя количество диоксида углерода, выделившегося в каждый интервал измерения, по формуле
где
> кумулятивное количество диоксида углерода, выделившегося из емкости для испытания между началом испытания и временем t, г;
S (CO2)B > Среднее кумулятивное количество диоксида углерода, выделившегося в емкости для контрольной пробы между началом испытания и временем t, г; 2 > теоретическое количество диоксида углерода, выделяемого из испытуемого материала, г.
Таким же образом вычисляли степень биоразложения для каждого образца.
Результаты определения степени биоразложения и количества выделившегося диоксида углерода представлены в таблице 4.
Из представленных данных следует, что степень биоразложения исследуемых образцов составила от 67 до 79 %. Метод позволил определить увеличение среднеарифметической массы поглотительных трубок, которая меньше 20 %. Полученные результаты подтверждают активный процесс биоразложения образцов с формированием диоксида углерода.
Claims
24
Формула изобретения Биоразлагаемый полимерный барьерный материал, предназначенный для получения биоразлагаемых барьерных покрытий, содержащий смесь ацетата целлюлозы, в количестве 5 мае. ч., пропионата целлюлозы в количестве 5 мае. ч., полиглицеросукцината в количестве 5 мае. ч., поливинилового спирта в количестве 2 мае. ч., полив инилпирролидона в количестве 2 мае. ч. Биоразлагаемое барьерное покрытие, включающее биоразлагаемый полимерный материал по и. 1, отличающееся тем, что его биоразлагаемость в готовых изделиях составляет от 67 до 79 %.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2022124844 | 2022-09-21 | ||
RU2022124844A RU2804122C1 (ru) | 2022-09-21 | Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024063669A1 true WO2024063669A1 (ru) | 2024-03-28 |
Family
ID=90454814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2023/050193 WO2024063669A1 (ru) | 2022-09-21 | 2023-08-14 | Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024063669A1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8563140B2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-10-22 | Biosphere Industries, Llc | Moisture resistant coating |
US9212290B2 (en) * | 2012-01-27 | 2015-12-15 | Celanese Acetate Llc | Substituted cellulose acetates and uses thereof |
EP3312227A1 (en) * | 2015-06-19 | 2018-04-25 | Daicel Corporation | Water-soluble cellulose acetate resin composition, coated preparation, water-soluble cellulose acetate composite molded article and method for producing same |
-
2023
- 2023-08-14 WO PCT/RU2023/050193 patent/WO2024063669A1/ru unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8563140B2 (en) * | 2009-01-21 | 2013-10-22 | Biosphere Industries, Llc | Moisture resistant coating |
US9212290B2 (en) * | 2012-01-27 | 2015-12-15 | Celanese Acetate Llc | Substituted cellulose acetates and uses thereof |
EP3312227A1 (en) * | 2015-06-19 | 2018-04-25 | Daicel Corporation | Water-soluble cellulose acetate resin composition, coated preparation, water-soluble cellulose acetate composite molded article and method for producing same |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ELITON S. MEDEIROS, RICHARD D. OFFEMAN, ARTUR P. KLAMCZYNSKI, GREGORY M. GLENN, LUIZ H. C. MATTOSO, WILLIAM J. ORTS: "Synthesis, Characterization and Nanocomposite Formation of Poly(glycerol succinate-co-maleate) with Nanocrystalline Cellulose", JOURNALS OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, vol. 22, no. 2, 1 June 2014 (2014-06-01), US , pages 219 - 226, XP055274245, ISSN: 1566-2543, DOI: 10.1007/s10924-014-0643-1 * |
JUN YIN , HAIJUAN FAN , JIANCHENG ZHOU: "Cellulose acetate/poly(vinyl alcohol) and cellulose acetate/crosslinked poly (vinyl alcohol) blend membranes: preparation, characterization, and antifouling properties", DESALINATION AND WATER TREATMENT, vol. 57, no. 23, 1 June 2015 (2015-06-01), Abingdon, pages 10572 - 10584, XP009554324, ISSN: 1944-3994, DOI: 10.1080/19443994.2015.1040846 * |
OLEG ANDREEVICH FRIDMAN, AIDA VENIAMINOVNA SOROKINA: "Perspektivnye napravleniya sinteza i khimicheskoy modifikatsii atsetatov tsellyulozy [SYNTHESIS AND FUTURE DIRECTIONS CHEMICAL MODIFICATION OF CELLULOSE ACETATE]", CHEMISTRY OF PLANT RAW MATERIAL, no. 1, 8 September 2014 (2014-09-08), pages 37 - 52, XP009556209, ISSN: 1029-5151, DOI: 10.14258/jcprm.1401037 * |
SALJOUGHI, E. ; MOHAMMADI, T.: "Cellulose acetate (CA)/polyvinylpyrrolidone (PVP) blend asymmetric membranes: Preparation, morphology and performance", DESALINATION, vol. 249, no. 2, 15 December 2009 (2009-12-15), NL , pages 850 - 854, XP026716866, ISSN: 0011-9164, DOI: 10.1016/j.desal.2008.12.066 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Farhat et al. | Polysaccharides and lignin based hydrogels with potential pharmaceutical use as a drug delivery system produced by a reactive extrusion process | |
Karkhanis et al. | Water vapor and oxygen barrier properties of extrusion-blown poly (lactic acid)/cellulose nanocrystals nanocomposite films | |
Mohan et al. | Biopolymers–application in nanoscience and nanotechnology | |
Arrieta et al. | Development of flexible materials based on plasticized electrospun PLA–PHB blends: Structural, thermal, mechanical and disintegration properties | |
Olivato et al. | Effect of organic acids as additives on the performance of thermoplastic starch/polyester blown films | |
US5405887A (en) | Porous film | |
Rhim et al. | Preparation and properties of biodegradable multilayer films based on soy protein isolate and poly (lactide) | |
Haque et al. | Effect of reactive functionalization on properties and degradability of poly (lactic acid)/poly (vinyl acetate) nanocomposites with cellulose nanocrystals | |
Júnior et al. | Kefiran-based films: Fundamental concepts, formulation strategies and properties | |
CN102695748B (zh) | 生物可降解性和透气性膜 | |
KR101676044B1 (ko) | 방향제 처리된 수분 민감성 필름 | |
US5340646A (en) | Breathable, hydrolyzable porous film | |
US10745542B2 (en) | Biodegradable pellets foamed by irradiation | |
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 | |
Singh et al. | Biodegradable polymers as packaging materials | |
Kaith et al. | Environment benevolent biodegradable polymers: Synthesis, biodegradability, and applications | |
JPH06184358A (ja) | 新規な熱成形可能な組成物、その製法および熱成形品を得るためのその使用 | |
Saeng‐on et al. | Compatibility of banana starch nanocrystals/poly (butylene succinate) bio‐nanocomposite packaging films | |
Sharahi et al. | Co‐electrospinning of lignocellulosic nanoparticles synthesized from walnut shells with poly (caprolactone) and gelatin for tissue engineering applications | |
EP4245799A1 (en) | Biodegradable laminated film and method for manufacturing same | |
RU2804122C1 (ru) | Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе | |
WO2024063669A1 (ru) | Биоразлагаемый сополимер и барьерное покрытие на его основе | |
Okonkwoa et al. | Starch-based composites and their applications | |
Ribba et al. | Processing and Properties of Starch-Based Thermoplastic Matrix for Green Composites | |
Fukushima et al. | Polymer nanocomposites biodegradation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23868693 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |