RU2724250C1 - Способ получения биоразлагаемых композиций - Google Patents
Способ получения биоразлагаемых композиций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724250C1 RU2724250C1 RU2019113564A RU2019113564A RU2724250C1 RU 2724250 C1 RU2724250 C1 RU 2724250C1 RU 2019113564 A RU2019113564 A RU 2019113564A RU 2019113564 A RU2019113564 A RU 2019113564A RU 2724250 C1 RU2724250 C1 RU 2724250C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biodegradable
- polyamide
- calcium chloride
- polymer
- corn starch
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 27
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 14
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229940050560 calcium chloride anhydrous Drugs 0.000 claims abstract 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 4
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 32
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 7
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 7
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 6
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 5
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical group O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N Irganox 1098 Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)NCCCCCCNC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000013533 biodegradable additive Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical class O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 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
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
- C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
-
- 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
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, в частности к получению биоразлагаемых пластмасс, и может быть использовано для изготовления формованных или пленочных изделий различного назначения, в том числе пищевого. Способ получения биоразлагаемых композиций включает обработку гранул гидрофобного полимера, в качестве которого используют полиамид ПА6, жидким пластификатором - пропиленгликолем или глицерином, затем постепенное введение хлорида кальция безводного и введение биоразлагаемого наполнителя, в качестве которого используют кукурузный крахмал. Смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 180-185°С. Технический результат заключается в снижении температуры переработки биоразлагаемой композиции, повышении водопоглощения и улучшении биоразлагаемости полимера. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 4 пр.
Description
Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, в частности к получению биоразлагаемых пластмасс, и может быть использовано для изготовления формованных или пленочных изделий.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе нейлона (полиамида ПА6), включающей частицы глицина, однородно распределенные в матрице полиамида, которая формируется путем введения глицина в количестве 2 мас.% в состав мономера ε-капролактама в реактор с последующей полимеризацией смеси, причем глицин остается в составе биоразлагаемой композиции в виде однородно распределенных частиц (European patent application ЕР 2842406 A1, Int C1. C08G 69/36 (2006.01), опубл. 04.03.2015). Недостатками предлагаемой композиции является высокая температура переработки композита в изделия (250 -260°С), малое водопоглощение за счет большой доли полимера в составе - 98 мас.% и отсюда - увеличенный период биоразложения под действием микроорганизмов и других факторов, а также ограниченное применение композиции - в качестве лески для триммеров.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе полиамида ПА6 и полилактида (ПЛА), заключающийся в реактивным смешивании расплавленного полиамида и полилактида в соотношении от 10 до 90 об. % ПЛА в смесителе при температуре 220°С (М.Ю. Мешанкина и др. Биоразлагаемые смеси, полученные реактивным смешиванием полилактида и полиамида-6 // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б., 2016, Том 58, №2, С. 167-179). Недостатками предлагаемой композиции является высокая температура переработки композита в изделия (250-260°С), малое водопоглощение. Однако результатов биоразложения в статье не приводится.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе полиамида ПА6, крахмала, диспергатора и вспомогательного агента, который осуществляется в двухшнековом экструдере, с температурами по зонам: 200-230°С, 195-225°С, 195-225°С, 185-225°С, 185-225°С, 175-205°С, 175-205°С, 175-205°С, причем температура головки экструдера составляет 195-230°С. В качестве диспергирующего компонента, отделяющего частицы крахмала друг от друга и препятствующего их агломерации, используется горный воск, а в качестве вспомогательного агента - антиокисляющая добавка - antioxidant 1098. Однако известно, что температура начала термодеструкции крахмала составляет 185°С (А.А. Ольхов, Е.А. Григорьева, А.В. Хватов, А.А. Попов, X.С. Абзальдинов / Технологические свойства биоразлагаемых композиционных материалов на основе полиэтилена и крахмала // Вестник технологического университета - 2015. - Т.18, №16 - С. 105-110), поэтому получить биоразлагаемый однородный коммерческий продукт заявленного состава на основе полиамида ПА6 при температурах 195-230°С без включений продуктов термодеструкции крахмала таким способом практически невозможно (Патент Китая CN 103224653, опубл. 31.07.2013).
Известен способ получения гранулированного композита на основе полиамида ПА6 (нейлона 6), состоящий из стадии получения расплава, модифицированного безводным хлоридом кальция, вводимого в нейлон 6 с целью снижения температуры переработки, и стадии добавления в расплав алюмосиликата - органо-модифицированного монтмориллонита, вводимого для улучшения механических характеристик (Патент Китая CN 102286199B, опубл. 01.05.2013). Однако способ не заявлен как способ получения биоразлагаемой композиции и результатов биоразложения в патенте не приводится.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения биоразлагаемых композиций, включающий обработку гранул гидрофобного полимера аппретирующей добавкой - олеиновой кислотой и введение в гидрофобный полимер наполнителя, в качестве которого используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности (Патент РФ №2445326, C08L 3/04, опубл. 20.03.2012). Смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°С. Недостатком прототипа является повышенная температура переработки композиции (190-200°С), а также использование в качестве гидрофобных полимеров полиолефинов с практически нулевым водопоглощением, в частности полиэтилена или полипропилена, причем получаемая в результате реализации способа биоразлагаемая композиция отличается малым водопоглощением и длительным периодом химического и биологического разрушения. Кроме того, в результате биоразложения образуются фрагменты полиолефинов - микропластик, который может попадать в почву, воду и вызывать нежелательные последствия в виде повреждений растений и животных.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа получения биоразлагаемых композиций, включающих гидрофобный полимер и кукурузный крахмал, позволяющего снизить температуру переработки биоразлагаемых композиций до 180-185°С, повысить водопоглощение композиций и увеличить способность композиций к биоразложению.
Техническая задача решается тем, что в способе получения биоразлагаемых композиций, включающий смешивание гранул гидрофобного полимера с наполнителем, дальнейшее экструдирование полученной смеси, согласно изобретению, в гидрофобный полимер, в качестве которого используют гранулированный полиамид ПА6, вводят жидкий пластификатор, далее добавляют постепенно модифицирующую добавку - хлорид кальция безводный и затем кукурузный крахмал в качестве наполнителя, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 180-185°С, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиамид ПА6 50,5 - 60,5; пластификатор 10-14; хлорид кальция безводный 5,5-6,5; кукурузный крахмал 20-33.
В качестве жидкого пластификатора используют пропиленгликоль или глицерин. Полиамид ПА 6 является продуктом гидролитической полимеризации ε-капролактама, соответствует химической формуле (-NH-(СН2)5-СО-)n, относится к цепным аморфно-кристаллическим полимерам. В основе цепи ПА амидная группа -CONH-. Полиамид ПА 6 имеет высокий уровень водопоглощения, составляющий 1,4-1,6 мас.% за 24 часа при 23°С, и низкую стойкость к солнечной радиации, что объясняет его недолговечность. В композитах подвержен медленному биоразложению. Полиамид ПА6 является хрупким полимером, поэтому для улучшения процессов экструзии и последующего формования изделий из полиамида ПА6 используются жидкие пластификаторы - пропиленгликоль, глицерин.
Хлорид кальция безводный CaCl2 - кальциевая соль соляной кислоты. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е509. Считается безвредным.
Известно, что полиамид ПА6, модифицированный хлоридом кальция, имеет более низкую температуру плавления, чем чистый полиамид ПА6, аморфную структуру, поэтому более подвержен биоразложению (С.Joussot-Dubien, R. Engel and M. Vertt. Low-temperature extrusion and properties of solid polyamide-6/calcium chloride complexes//Laboratoire des Polymer - 1994. - Vol.35, №17. - P. 3691-3697; Dianxin Liu, Qiang Zheng, Shengjun Lu, Cheng Li, Pan Lu, Jie Yu. A New Method to Prepare Low Melting Point Polyamide-6 and Study Crystallization Behavior of Polyamide-6 / Calcium Chloride Complex by Rheological Method//J. Appl. Polym. Sci. 2015, DOI: 10.1002/APP.41513).
На фигуре представлен фрагмент молекулы полиамида ПА6, модифицированного хлоридом кальция (Zhongkai Yang, Huihui Yin, Xiaoning Li, Zhendong Liu, Qingxiu Jia.Study on Dry Spinning and Structure of Low Mole Ratio Complex of Calcium Chloride-Polyamide 6//Journal of Applied Polymer Science. - 2010. - Vol.118. - P. 1996-2004).
При контакте изготовленных из композиции изделий с водой после их использования жидкость по микроскопическим дефектам в матрице композита проникает вглубь материала к поверхности всех частиц, что вызывает постепенное набухание способных к этому компонентов. При набухании кукурузного крахмала в воде объем его частиц увеличивается в 2-4 раза и вследствие возникающих при набухании частиц локальных напряжений в композите образуются новые дефекты, способствующие более быстрому и глубокому проникновению в объем материала воды, воздуха, микроорганизмов (бактерий, микромицетов). Хлорид кальция также впитывает проникающую воду, тем самым обеспечиваются условия для биоразложения модифицированного полиамида ПА6, и, соответственно, механического разрушения материала в целом.
Количественное содержание жидкой пластифицирующей добавки, которая одновременно является смачивателем поверхности гранул полиамида ПА6, должно обеспечивать высокую эффективность пластифицирования полиамида ПА6 при минимальном расходе. Исходя из этого, использование пластификатора в количестве менее 10 мас.% неэффективно, а в количестве более 14 мас.% технологически неоправданно и экономически нецелесообразно.
Такая композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).
Способ получения биоразлагаемых композиций осуществляют следующим образом.
В смеситель вносят гранулы гидрофобного полимера ПА6 в количестве 50,5-60,5 мас.%, при перемешивании обрабатывают жидким пластификатором - пропиленгликолем или глицерином в количестве 10-14 мас.%, затем при интенсивном непрерывном перемешивании постепенно добавляют безводный хлорид кальция в качестве добавки, понижающей температуру переработки полиамида ПА6 в количестве 5,5-6,5 мас.%, затем добавляют кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемого наполнителя в количестве 20-33 мас.%. Смесь экструдируют при температуре 180-185°С в двухшнековом экструдере с последующим гранулированием и загрузкой гранул в одношнековый экструдер со щелевой головкой с целью получения листового материала или в термопластавтомат для получения биоразлагаемых изделий.
Способ получения биоразлагаемых композиций поясняется следующими примерами.
Пример 1. В смеситель вносят гранулы гидрофобного полимера ПА6 в количестве (50,5 г) 50,5 мас.%, затем вводят жидкий пластификатор - пропиленгликоль (10 г) 10 мас.%, затем при интенсивном непрерывном перемешивании постепенно добавляют безводный хлорид кальция в качестве добавки, понижающей температуру переработки полиамида ПА6 в количестве 6,5 г (6,5 мас.%), затем добавляют кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемой добавки в количестве 33 г (33 мас.%). Смесь экструдируют при температуре 180-185°С в двухшнековом экструдере с последующим гранулированием и загрузкой гранул в одношнековый экструдер со щелевой головкой с целью получения листового материала. Полученный биоразлагаемый полимер анализируют, определяют показатель текучести расплава, водопоглощение, время биоразложения. Результаты анализов представлены в таблице 1.
Пример 2. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 1, но количество полиамида ПА6 составляет 55,5 г (55,5 мас.%), количество безводного хлорида кальция 5,5 г (5,5 мас.%), количество жидкого пластификатора-пропиленгликоля - 13 г (13 мас.%), а количество кукурузного крахмала - 26 г (26 мас.%).
Пример 3. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 1, но количество полиамида ПА6 составляет 60,5 г (60,5 мас.%), количество безводного хлорида кальция 5,5 г (5,5 мас.%), количество жидкого пластификатора-пропиленгликоля 14 г (14 мас.%), а количество кукурузного крахмала - 20 г (20 мас.%).
Пример 4. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 3, но в качестве жидкого пластификатора используют глицерин в количестве 14 г (14 мас.%).
Как видно из таблицы, получение биоразлагаемого полимера предложенным способом позволяет добиться хороших реологических свойств биоразлагаемого полимера, о чем свидетельствует показатель текучести расплава (ПТР), сопоставимый с ПТР чистого полиамида ПА6. Водопоглощение биоразлагаемых композиций уменьшается с уменьшением концентрации крахмала в композиции, а процесс биоразложения в зависимости от степени наполненности композиции кукурузным крахмалом протекает в течение 6-10 месяцев.
Оптимальное соотношение полимер: биоразлагаемый наполнитель составляет 50,5-60,5:20-33 мас.%, при таком соотношении компонентов продукт обладает хорошими реологическими свойствами, одновременно наблюдается достаточно эффективный процесс биоразложения материала. При добавлении в полимер наполнителя - кукурузного крахмала в количестве менее 20 мас.% процесс биоразложения такого полимера протекает более 12 месяцев. При добавлении в полимер биоразлагаемого наполнителя - кукурузного крахмала в количестве более 33 мас.% происходит ухудшение технологических характеристик продукта (уменьшается прочность материала на разрыв, прочность материала на растяжение и т.д.).
Использование способа получения биоразлагаемых композиций, включающих полиамид ПА6, модифицированный хлоридом кальция и кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемого наполнителя, позволяет:
- снизить температуру переработки биоразлагаемых пластмасс до 180-185°С, что обеспечивает снижение энергетических затрат на процесс экструзии;
- обеспечить высокое водопоглощение биоразлагаемых композиций после периода эксплуатации;
- обеспечить высокую биоразлагаемость композиций.
Claims (3)
1. Способ получения биоразлагаемых композиций, включающий смешивание гранул гидрофобного полимера с наполнителем, дальнейшее экструдирование полученной смеси, отличающийся тем, что в гидрофобный полимер, к качестве которого используют полиамид ПА6, вводят жидкий пластификатор, далее добавляют постепенно модифицирующую добавку - хлорид кальция безводный, и затем кукурузный крахмал в качестве наполнителя, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 180-185°С, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкого пластификатора используют пропиленгликоль или глицерин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (ru) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Способ получения биоразлагаемых композиций |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (ru) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Способ получения биоразлагаемых композиций |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724250C1 true RU2724250C1 (ru) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (ru) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Способ получения биоразлагаемых композиций |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724250C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786165C2 (ru) * | 2020-09-21 | 2022-12-19 | Марк Анатольевич Брызгалов | Композиция на основе вторичного нейлона |
| EP4353780A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | UBE Corporation Europe, S.A.U. | Polyamide - thermoplastic starch (tps) alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3045534B2 (ja) * | 1990-11-07 | 2000-05-29 | 日本石油化学株式会社 | 生物分解性樹脂組成物およびその製品 |
| RU2230760C2 (ru) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Полимеры гидрофобной природы, наполненные комплексами крахмала |
| RU2009114686A (ru) * | 2006-09-27 | 2010-11-10 | Новамонт С.П.А. (It) | Биоразлагаемые многофазные композиции на основе крахмала |
| JP2011241276A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | 生分解性樹脂組成物およびその製造方法 |
| US20140142226A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-22 | The Procter & Gamble Company | Starch-Thermoplastic Polymer-Grease Compositions and Methods of Making and Using the Same |
-
2019
- 2019-04-29 RU RU2019113564A patent/RU2724250C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3045534B2 (ja) * | 1990-11-07 | 2000-05-29 | 日本石油化学株式会社 | 生物分解性樹脂組成物およびその製品 |
| RU2230760C2 (ru) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Полимеры гидрофобной природы, наполненные комплексами крахмала |
| RU2009114686A (ru) * | 2006-09-27 | 2010-11-10 | Новамонт С.П.А. (It) | Биоразлагаемые многофазные композиции на основе крахмала |
| JP2011241276A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | 生分解性樹脂組成物およびその製造方法 |
| US20140142226A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-22 | The Procter & Gamble Company | Starch-Thermoplastic Polymer-Grease Compositions and Methods of Making and Using the Same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786165C2 (ru) * | 2020-09-21 | 2022-12-19 | Марк Анатольевич Брызгалов | Композиция на основе вторичного нейлона |
| EP4353780A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | UBE Corporation Europe, S.A.U. | Polyamide - thermoplastic starch (tps) alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102108196A (zh) | 一种聚乳酸可降解材料的制备方法 | |
| CN1281482A (zh) | 生物降解材料的稳定模塑组合物 | |
| CN103242631A (zh) | 一种生物降解复合材料及其制备方法 | |
| CN115584109A (zh) | 一种复合材料及其制备方法和应用、一种降解地膜 | |
| CN106916421A (zh) | 一种增强聚（对苯二甲酸丁二醇‑co‑己二酸丁二醇）酯降解材料 | |
| CN1916074A (zh) | 复合无机材料补强耐高温生物降解母粒及其制备方法 | |
| RU2724250C1 (ru) | Способ получения биоразлагаемых композиций | |
| CN116023771B (zh) | 一种可生物降解材料专用的纳米碳酸钙及制备方法、应用 | |
| CN105949807B (zh) | 聚乙烯醇基木塑复合材料及其熔融加工方法 | |
| CN108624020A (zh) | 一种使用周期和降解周期可调的海水降解材料及其制备方法 | |
| CN107793681B (zh) | 一种改性蔗渣/塑料复合材料及其制备方法与应用 | |
| KR102599541B1 (ko) | 작물재배후 토양조건에서 생분해성이 향상된 멀칭필름용 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조한 멀칭필름 | |
| CN116285266A (zh) | 一种生物全降解抗菌手机保护膜及其制备方法 | |
| CN111909459A (zh) | 一种双效能抗水解母料及其制备方法 | |
| CN116041918A (zh) | 长寿命全降解增肥地膜 | |
| CN107722373A (zh) | 一种生物降解塑料及制作方法 | |
| CN1637053A (zh) | 完全生物降解的全淀粉基塑料、弹性体材料及其制备方法 | |
| CN113604010A (zh) | 一种生物基材料phbv和聚酯改性抗菌消臭抗病毒母粒 | |
| CN120958104A (zh) | 环保型土壤改良剂及其制造方法 | |
| CN107936507B (zh) | 抑制杂草生长的地膜及其制备方法 | |
| CN101824212B (zh) | 一种聚乳酸可降解材料的制备方法 | |
| CN111808332A (zh) | 一种可堆肥快速降解的淀粉基塑料及制备方法 | |
| KR20240163549A (ko) | 친환경 토양 개량제 및 이의 제조방법 | |
| CN111303597A (zh) | 一种吹膜用降解填充母料及其制备方法 | |
| CN118878985B (zh) | 一种交联淀粉基生物降解塑料及其制备方法 |