[go: up one dir, main page]

RU2425849C1 - Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles - Google Patents

Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles Download PDF

Info

Publication number
RU2425849C1
RU2425849C1 RU2009148114/05A RU2009148114A RU2425849C1 RU 2425849 C1 RU2425849 C1 RU 2425849C1 RU 2009148114/05 A RU2009148114/05 A RU 2009148114/05A RU 2009148114 A RU2009148114 A RU 2009148114A RU 2425849 C1 RU2425849 C1 RU 2425849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cellulose diacetate
properties
composition
heat
carbon nanotubes
Prior art date
Application number
RU2009148114/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009148114A (en
Inventor
Ольга Алексеевна Сдобникова (RU)
Ольга Алексеевна Сдобникова
Лидия Галактионовна Самойлова (RU)
Лидия Галактионовна Самойлова
Владимир Алексеевич Панкратов (RU)
Владимир Алексеевич Панкратов
Алла Васильевна Федотова (RU)
Алла Васильевна Федотова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Priority to RU2009148114/05A priority Critical patent/RU2425849C1/en
Publication of RU2009148114A publication Critical patent/RU2009148114A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425849C1 publication Critical patent/RU2425849C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: composition contains cellulose diacetate, glycerin triacetate plasticiser and a modifier. The modifier used is a mixture of a cationic surfactant of a quaternary ammonium salt in amount of 0.5 wt % and carbon nanotubes in amount of 0.01 wt %.
EFFECT: improved process and operational properties.
1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к получению пластических масс, в частности эфироцеллюлозных пластиков (этролов), применяемых в производстве разнообразных термоформованных изделий, в том числе тароупаковочных материалов и потребительской тары.The present invention relates to the production of plastics, in particular ether-cellulose plastics (etrols) used in the manufacture of a variety of thermoformed products, including packaging materials and consumer packaging.

Создаваемый материал должен иметь широкий интервал пластичности, определенную вязкость расплава, широкий интервал между температурой текучести и температурой разложения, высокий показатель предела текучести при растяжении (не ниже 40 МПа), определенный набор эксплуатационных характеристик.The material to be created should have a wide plasticity range, a certain melt viscosity, a wide interval between the yield temperature and decomposition temperature, a high tensile yield strength (not lower than 40 MPa), a certain set of operational characteristics.

Известен прием модификации технологических и эксплуатационных свойств этролов введением в композицию модификаторов.A known technique for modifying the technological and operational properties of etrols by introducing modifiers into the composition.

Олигоэфирные пластификаторы, например продукт конденсации диэтиленгликоля с алифатическими двухосновными кислотами (янтарная, адипиновая и др.), используют в качестве пластификатора в композициях на основе диацетата целлюлозы (Патент США №4094695, кл. 106-179, опубл. 1978. Патент Японии №16305-68, кл. 25713, 25 Н 94, опубл. 1968 г.). Такие композиции плохо перерабатываются через расплавы, а образцы характеризуются повышенной хрупкостью. Кроме того, пластификатор после охлаждения изделия выделяется в отдельную фазу, что отрицательно сказывается на санитарно-химических и эксплуатационных свойствах изделия.Oligoester plasticizers, for example, the condensation product of diethylene glycol with aliphatic dibasic acids (succinic, adipic, etc.), are used as a plasticizer in compositions based on cellulose diacetate (US Patent No. 4094695, CL 106-179, publ. 1978. Japan Patent No. 16305 -68, CL 25713, 25 H 94, publ. 1968). Such compositions are poorly processed through melts, and samples are characterized by increased fragility. In addition, the plasticizer after cooling the product is allocated in a separate phase, which adversely affects the sanitary-chemical and operational properties of the product.

При этом для получения хорошо перерабатываемых пластиков вводят пластификатор в количестве 35-40 мас.ч. на 100 мас.ч. ацетата целлюлозы. Миграция пластификатора в контактирующие среды из такого материала достаточно велика, к тому же материал имеет низкую водостойкость и плохо перерабатывается в тару различными методами формования.At the same time, to obtain well-processed plastics, a plasticizer is introduced in an amount of 35-40 parts by weight. per 100 parts by weight cellulose acetate. The migration of plasticizer into contacting media from such a material is quite large; moreover, the material has low water resistance and is poorly processed into containers by various molding methods.

Чтобы решить задачу получения пластиков, обладающих требуемым комплексом свойств, используют для пластификации эфиров целлюлозы пластифицирующие смеси (АС 1659435, опубл. 1991 г., БИ №24). Используют для модификации сложных эфиров целлюлозы модифицирующую систему, компоненты которой определенным образом взаимодействуют между собой и полимером.To solve the problem of obtaining plastics having the required set of properties, plasticizing mixtures are used for plasticization of cellulose ethers (AC 1659435, publ. 1991, BI No. 24). A modifying system is used to modify cellulose esters, the components of which in a certain way interact with each other and with the polymer.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2146269, включающая, мас.%:The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a composition according to the patent of the Russian Federation No. 2146269, including, wt.%:

Диацетат целлюлозыCellulose diacetate 100one hundred Триацетат глицеринаGlycerol triacetate 25-3425-34 ДиалкиладипинатDialkyl adipate 1-101-10 Стеарат кальцияCalcium stearate 0,30.3 УльтрамаринUltramarine 0,0080.008 Двуокись титанаTitanium dioxide 33

Получение композиции по прототипу требует использования смеси пластификаторов и технологических добавок.Obtaining the composition of the prototype requires the use of a mixture of plasticizers and processing aids.

Предлагаемое решение упрощает технологию изготовления термопластичной композиции за счет использования модифицирующего комплекса "катионное ПАВ (КПАВ) - нанотрубки", который придает композиции новые технологические и эксплуатационные свойства.The proposed solution simplifies the technology of manufacturing a thermoplastic composition through the use of a modifying complex "cationic surfactant (CAS) - nanotubes", which gives the composition new technological and operational properties.

Задача изобретения - создание термопластичной композиции для тароупаковочных материалов с улучшенной перерабатываемостью (повышенной текучестью расплава и пониженной вязкостью) благодаря использованию смеси модификаторов - углеродных нанотрубок и катионного поверхностно-активного вещества.The objective of the invention is the creation of a thermoplastic composition for packaging materials with improved processability (increased melt flow and low viscosity) through the use of a mixture of modifiers - carbon nanotubes and cationic surfactants.

Это достигается введением в состав композиции смеси КПАВ и углеродных нанотрубок.This is achieved by introducing into the composition of the mixture a mixture of surfactants and carbon nanotubes.

В качестве катионного ПАВ использовали четвертичные аммониевые соли общей формулыQuaternary ammonium salts of the general formula were used as a cationic surfactant

[R-NR'3] Х-, где R - гидрофобный радикал, содержащий в цепи 10-20 атомов углерода (кислорода или азота);[R-NR ' 3 ] X - , where R is a hydrophobic radical containing 10-20 carbon atoms (oxygen or nitrogen) in a chain;

R'3N - третичный алифатический амин или гетероциклическое основание;R ' 3 N is a tertiary aliphatic amine or heterocyclic base;

X- - неорганический или органический анион (чаще всего хлор или бром).X - - inorganic or organic anion (most often chlorine or bromine).

Четверичные аммониевые соли - один из наиболее перспективных классов ПАВ. Они являются основными представителями катионных ПАВ. В природе очень многие поверхности заряжены отрицательно, что обусловливает хорошую сорбцию четвертичных катионов. К главным их преимуществам следует отнести способность работать как в кислой, так и в щелочной средах и высокую антимикробную активность.Quaternary ammonium salts are one of the most promising surfactant classes. They are the main representatives of cationic surfactants. In nature, very many surfaces are negatively charged, which leads to good sorption of the Quaternary cations. Their main advantages include the ability to work both in acidic and alkaline environments and high antimicrobial activity.

Четверичные аммониевые соли - эффективные катализаторы гетерогенных процессов, комплексообразователи, антистатики. Они обладают целым рядом других ценных свойств, определяющих многочисленные пути их применения.Quaternary ammonium salts are effective catalysts for heterogeneous processes, complexing agents, antistatic agents. They have a number of other valuable properties that determine the numerous ways of their application.

Среди добавок, вводимых в полимерную композицию, особую роль играют модификаторы, обладающие поверхностной активностью (поверхностно-активные вещества), которые также могут выступать в качестве структур: пластификаторов. Известно, что КПАВ, введенные в полимер в небольших количествах, могут изменить смачиваемость, адгезионную способность и коэффициент трения изделий без изменения свойств полимера в блоке. Введение малых количеств КПАВ способствует улучшению деформационных свойств полимеров.Among the additives introduced into the polymer composition, modifiers with surface activity (surfactants), which can also act as structures: plasticizers, play a special role. It is known that surfactants introduced into the polymer in small quantities can change the wettability, adhesiveness and coefficient of friction of products without changing the properties of the polymer in the block. The introduction of small amounts of surfactants helps to improve the deformation properties of polymers.

Известно также, что введением малых добавок КПАВ можно улучшить антистатические и антимикробные свойства полимерных композиций, что важно при эксплуатации пленочных материалов.It is also known that the introduction of small additives of surfactants can improve the antistatic and antimicrobial properties of polymer compositions, which is important when operating film materials.

Таким образом, путем введения малых добавок КПАВ в состав полимерной композиции можно изменять технологические параметры расплава и эффективно влиять на ряд свойств готового изделия.Thus, by introducing small additives of surfactants into the composition of the polymer composition, it is possible to change the technological parameters of the melt and effectively influence a number of properties of the finished product.

Благодаря внедрению достижений нанотехнологии в различных научно-технических направлениях, связанных с созданием и исследованием новых композиционных материалов, модификацией их свойств, в химии пластмасс в последние годы определилось и активно развивается направление использования нанотрубок, являющихся одним из эффективных современных модификаторов свойств материалов.Thanks to the implementation of the achievements of nanotechnology in various scientific and technical fields related to the creation and research of new composite materials, the modification of their properties, the use of nanotubes, which are one of the most effective modern modifiers of material properties, has been determined and actively developed in the chemistry of plastics in recent years.

Нанотрубки - это своеобразные цилиндрические молекулы диаметром примерно от 0,5 нанометров и длиной до нескольких микрометров.Nanotubes are a kind of cylindrical molecule with a diameter of about 0.5 nanometers and a length of up to several micrometers.

Одним из важнейших условий производства нанокомпозитов с требуемыми потребительскими свойствами является однородное распределение частиц наполнителя в матрице полимера.One of the most important conditions for the production of nanocomposites with the required consumer properties is the uniform distribution of filler particles in the polymer matrix.

В изобретении решены задачи, обеспечивающие:The invention solved the problem, providing:

- однородность распределения наполнителя - углеродных нанотрубок - в матрице полимера,- uniform distribution of the filler - carbon nanotubes - in the polymer matrix,

- эффективную модификацию эфиров целлюлозы для получения изделий с требуемыми свойствами.- effective modification of cellulose ethers to obtain products with the desired properties.

При этом достигается:This achieves:

- снижение вязкости расплава;- decrease in melt viscosity;

- увеличение водостойкости термоформованных изделий;- increase the water resistance of thermoformed products;

- повышение физико-механических показателей готового материала;- increase the physical and mechanical properties of the finished material;

- корректировка электрофизических свойств материала.- adjustment of the electrophysical properties of the material.

В качестве полимерного связующего использовался пластифицированный триацетатом глицерина диацетат целлюлозы.Cellulose diacetate plasticized with glycerol triacetate was used as a polymer binder.

Перерабатывают композицию на стандартном оборудовании, а использование предлагаемых компонентов в заявленном соотношении не вносит каких-либо принципиальных изменений в технологический процесс. Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The composition is processed on standard equipment, and the use of the proposed components in the stated ratio does not introduce any fundamental changes in the technological process. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. 100 мас.% сложного эфира целлюлозы смешивают со смесью включающей 0,5 мас.% катионного ПАВ и 0,01 мас.% углеродных нанотрубок, в скоростном турбосмесителе (время смешения сухих компонентов 8 минут), после чего вводят пластификатор (триацетин) и продолжают смешение в течение 15 минут. Полученную смесь гомогенизируют в экструдере при температуре расплава на выходе из головки экструдера 160°С. Полученные жгуты охлаждают и гранулируют. Из гранул изготавливают изделия различных типоразмеров.Example 1. 100 wt.% Cellulose ester is mixed with a mixture comprising 0.5 wt.% Cationic surfactant and 0.01 wt.% Carbon nanotubes in a high-speed turbo mixer (mixing time of the dry components 8 minutes), after which plasticizer (triacetin ) and continue mixing for 15 minutes. The resulting mixture is homogenized in an extruder at a melt temperature at the outlet of the extruder head of 160 ° C. The resulting bundles are cooled and granulated. Of granules make products of various sizes.

Составы композиций по примерам и их свойствам приведены в таблице 1.The compositions of the examples and their properties are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

В качестве исходных компонентов согласно изобретению используются:As starting components according to the invention are used:

- диацетат целлюлозы;- cellulose diacetate;

- триацетат глицерина (триацетин);- glycerol triacetate (triacetin);

- катионное поверхностно-активное вещество (четвертичная аммониевая соль);- cationic surfactant (quaternary ammonium salt);

- углеродные нанотрубки.- carbon nanotubes.

В таблице 2 приведены методы определения свойств, обеспечивающих цель изобретения.Table 2 shows the methods for determining the properties that ensure the purpose of the invention.

Как видно из приведенных данных, модифицированные смесью "КПАВ - нанотрубки" этрольные композиции обладают эффективной вязкостью, меньшей, чем у прототипа. При этом снижается температура переработки расплава. Изделия из такого материала обладают пониженным уровнем миграции НМВ в контактирующие среды за счет образования упорядоченной (кристаллической) структуры.As can be seen from the above data, modified with a mixture of "surfactants - nanotubes" etrol compositions have an effective viscosity, lower than that of the prototype. This reduces the temperature of the processing of the melt. Products made of such a material have a reduced level of migration of HMW into contacting media due to the formation of an ordered (crystalline) structure.

Повышается прочность изделия и термостойкость, что приводит к увеличению срока службы изделий при одновременном снижении их толщины и, как следствие, к экономии расходуемого материала.Increases the strength of the product and heat resistance, which leads to an increase in the service life of the products while reducing their thickness and, as a result, to save expendable material.

Таблица 2table 2 № п/пNo. p / p Наименование показанийName of indications Методы испытанийTest methods 1one Показатель текучести расплава композиции (ПТР), г/10 минThe melt flow rate of the composition (MFR), g / 10 min ГОСТ 11645-73GOST 11645-73 22 Температура переработки композиции, °СThe processing temperature of the composition, ° C ГОСТ 11645-73GOST 11645-73 33 Эффективная вязкость расплава композиции, Па·сEffective melt viscosity of the composition, Pa · s ГОСТ 11645-73GOST 11645-73 4four Миграция НМВMigration ГОСТ 12020-72GOST 12020-72 55 Физико-механические показатели (σ, МПа; ε, %)Physical and mechanical properties (σ, MPa; ε,%) ГОСТ 14236-81GOST 14236-81 66 Электрофизические показателиElectrophysical indicators --

Claims (1)

Композиция для пластических масс, отличающаяся тем, что содержит диацетат целлюлозы, пластификатор триацетат глицерина и модификатор, в качестве которого используют смесь катионного поверхностно-активного вещества четвертичной аммониевой соли и углеродных нанотрубок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
диацетат целлюлозы 100 триацетат глицерина 35 катионное поверхностно-активное вещество четвертичная аммониевая соль 0,50 углеродные нанотрубки 0,01
Composition for plastics, characterized in that it contains cellulose diacetate, a glycerol triacetate plasticizer and a modifier, which is used as a mixture of cationic surfactant quaternary ammonium salt and carbon nanotubes in the following ratio, wt.%:
cellulose diacetate one hundred glycerol triacetate 35 cationic surfactant substance quaternary ammonium salt 0.50 carbon nanotubes 0.01
RU2009148114/05A 2009-12-24 2009-12-24 Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles RU2425849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148114/05A RU2425849C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148114/05A RU2425849C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009148114A RU2009148114A (en) 2011-06-27
RU2425849C1 true RU2425849C1 (en) 2011-08-10

Family

ID=44738820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148114/05A RU2425849C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425849C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537009C2 (en) * 2013-04-03 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации Biodegradable thermoplastic composition based on cellulose diacetate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1728260A1 (en) * 1989-07-11 1992-04-23 Московский технологический институт мясной и молочной промышленности Composition for formation articles on the base of diacetate cellulose
RU2115670C1 (en) * 1996-07-18 1998-07-20 Московская государственная академия прикладной биотехнологии Composition for thermally molded articles being in contact with food products on the base of cellulose esters
EP1149126A1 (en) * 1998-10-23 2001-10-31 Pirelli Cables and Systems LLC Crosslinked conducting polymer composite materials and method of making same
CA2642263A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-23 David J. Chaiko Polymer composites, polymer nanocomposites and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1728260A1 (en) * 1989-07-11 1992-04-23 Московский технологический институт мясной и молочной промышленности Composition for formation articles on the base of diacetate cellulose
RU2115670C1 (en) * 1996-07-18 1998-07-20 Московская государственная академия прикладной биотехнологии Composition for thermally molded articles being in contact with food products on the base of cellulose esters
EP1149126A1 (en) * 1998-10-23 2001-10-31 Pirelli Cables and Systems LLC Crosslinked conducting polymer composite materials and method of making same
CA2642263A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-23 David J. Chaiko Polymer composites, polymer nanocomposites and methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537009C2 (en) * 2013-04-03 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования и науки Российской Федерации Biodegradable thermoplastic composition based on cellulose diacetate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009148114A (en) 2011-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104987680B (en) High-strength and high-heat-resistant polylactic acid material for 3D printing
JPH11124465A (en) Antistatic resin composition containing phosphonium fluorinated sulfonate
CN104204091A (en) Resin composition
JP6874294B2 (en) A polyester resin composition, a film formed by molding the resin composition, and a bag formed by molding the film.
CN101268123A (en) Preparation method of polyglycolic acid resin composition
CN105348761A (en) Polylactic acid material for fused deposition molding and preparation method of polylactic acid material
JP4262990B2 (en) Fine dispersion stabilizer composition for halogen-containing polymer
JP6880597B2 (en) A resin composition, a film formed by molding the resin composition, and a bag formed by molding the film.
KR100428953B1 (en) Aliphatic polyester composition for masterbatch and process for producing aliphatic polyester film using said composition
RU2425849C1 (en) Cellulose diacetate-based composition for heat-moulded articles
JP6839166B2 (en) Cellulose acetate composition
EP3237179B1 (en) Method of additive manufacturing using moleculary self-assembling materials and microfillers
JP6346305B2 (en) Manufacturing method of additive for granular resin, additive for granular resin, thermoplastic resin composition, and molded product obtained by the manufacturing method
WO2020202813A1 (en) Polyester resin composition, production method therefor, and molded body
EP2933285B1 (en) Hydrolysis stabiliser formulations
JP4162252B2 (en) Manufacturing method of polyamide masterbatch
JPS5840584B2 (en) polyamide materials
EP3418321B1 (en) Process for the preparation of a granulated plasticiser formulation, containing a long-chain branched alcohol and polypropylene, formulation thus obtained and process for the plasticisation of polylactic acid using the referred formulation
DE102015000124A1 (en) Process for the stabilization of polyamides
RU2146269C1 (en) Composition for cellulose ester-based plastics contacting with foods
JP7328679B2 (en) RESIN COMPOSITION AND FILAMENTAL MOLDED PRODUCT CONSISTING THE SAME
KR101328141B1 (en) Cellulose ester based composites for eyeglass frame
JP2021080369A (en) Resin composition for molding material of fused deposition modeling 3d printer and pellet and filament thereof
RU2067104C1 (en) Polymeric composition
US3856547A (en) Processing aids for poly(vinyl chloride) resins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131225