Полимерный композиционный наноматериал

Изобретение относится к полимерным композиционным наноматериалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Технический результат достигается путем модификации полиэтилентерефталата нанокомпозитным полиамидом, который, в свою очередь, имеет в своем составе полиамид и органомодифицированный КАТАПАВ монтмориллонит, полученный путем полимеризации in situ. Композиционный материал по изобретению обладает улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к полимерным композиционным наноматериалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными значениями по показателям газопроницаемости.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) является одним из наиболее важных промышленных крупнотоннажных полимеров. Расширение областей применения полиэтилентерефталата за счет улучшения имеющегося комплекса газобарьерных и эксплуатационных свойств и придания новых является актуальной задачей. Универсальный способ модификации свойств полимеров - введение в полимерную матрицу различных дисперсных или волокнистых наполнителей. Это позволяет улучшить газобарьерные, деформационно-прочностные и технологические характеристики полимерных материалов, придать им различные специальные свойства.

В последние годы большой интерес вызывает получение полимерных композитов, содержащих наноразмерные наполнители (частицы которых имеют размеры в диапазоне от 1 до 100 нм, по крайней мере, в одном измерении). Благодаря значительно более высокой удельной поверхности таких наполнителей, по сравнению с традиционными микроразмерными наполнителями, введение их в полимерные матрицы в относительно небольших концентрациях (до 5%) позволяет создавать материалы, обладающие улучшенными свойствами по сравнению с исходными матричными полимерами и традиционными дисперсно-наполненными композитами.

В качестве перспективного наноразмерного наполнителя полимеров в настоящее время рассматриваются органомодифицированные глины (ОГ). ОГ характеризуются исключительно высокими степенью анизотропии и прочностными характеристиками, превосходя по данным показателям другие известные виды дисперсных и волокнистых наполнителей.

На настоящий момент исследования в области создания полимерных композитов, содержащих ОГ, находятся на начальном этапе. Композиционные материалы на базе ПЭТ и ОГ представляют несомненный интерес как с научной точки зрения, так и в ввиду их высокой практической значимости для различных областей промышленности. Разработка способов получения таких материалов и изучение взаимосвязи между условиями их синтеза, структурой и свойствами являются актуальными задачами.

Известен композиционный материал по патенту на изобретение ЕР №1286825, авторами которого выступают американские изобретатели. Как утверждают авторы изобретения, в качестве полимерной матрицы в композиционном материале целесообразно использование полиамидов, полиэфиров и полиалефинов, в качестве модифицирующего компонента - органомодифицированный монтмориллонит.

Известна также полимерная композиция по патенту US №4401805, предназначенная для производства тары, имеющая улучшенные значения по показателям газопроницаемости по кислороду и углекислому газу. В качестве модифицирующего компонента указанный композиционный материал имеет в своем составе 55-99 мол.% терефталевой кислоты, 45-1 мол.%, по меньшей мере, одной кислоты формулы НООС - (СН2) Н СООН, где N соответствует от 1 до 6, и компонент гликоль, по меньшей мере, 60 мол. % из которых является этиленгликоль, сополиэфир, имеющий IV около 0,1-1,5. Основным недостатком указанной полимерной композиции является недостаточные значения по показателям газобарьерных свойств.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является полимерная композиция по патенту на изобретение US №6486253 на основе полимерного и глинистого материалов, причем глинистый материал содержит смесь двух или более органических катионов. В качестве недостатка по полимерному материалу можно указать низкие показатели катионообменной емкости слоистосиликатного материала.

Поставленная задача состоит в разработке композиционного полимерного наноматериала, обладающего улучшенными значениями по показателям газопроницаемости.

Технический результат достигается тем, что композиционный полимерный наноматериал содержит в качестве полимерной матрицы полиэтилентерефталат и нанокомпозитный полиамид (НКПА) при следующем соотношении, мас.ч.:

ПЭТ 100
НКПА 10-20

В свою очередь нанокомпозитный полиамид имеет в своем составе следующие компоненты при следующем соотношении, мас.ч.:

Полиамид 100
Органомодифицированный монтмориллонит 9-25

Нанокомпозитный полиамид получают путем синтеза in situ полиамида-6 в присутствии органомодифицированного монтмориллонита.

В отдельном сосуде готовят 50%-ный водный раствор соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (АГ-соль), формулы HOOC(CH2)4COOH·NH2(CH2)6NH2. В четырехгорлую колбу вносят полиамид-6, приготовленный водный раствор соли АГ и рассчитанное количество органомодифицированного монтмориллонита, в свою очередь монтмориллонит, модифицированный КАТАПАВ в количестве 10% от массы монтмориллонита, причем используемый КАТАПАВ изготовлен в соответствие с ТУ №2482-008-04706205-2004 [http:www.nlr.ru/coll/ofo/fonds_nttd/collections.html], массовая доля активного вещества в котором 50±2% и имеет общую химическую формулу:

где R соответствует C12-C14

Включают мешалку, пускают воду в холодильник, пропускают в колбу медленный ток азота и реакционную смесь нагревают пламенем горелки на асбестовой сетке до 110°C. Через 1 ч водяной холодильник меняют на воздушный, температуру в колбе поднимают до 270°C и нагревают еще 2 часа на воздушной бане (на воронке Бабо) при постоянном перемешивании до получения полимера. Образование полимера определяется визуально по образованию длинных нитей поликапролактама при вытягивании расплавленного продукта с помощью стеклянной палочки. Если продукт не вытягивается в длинную нить или она быстро обрывается, нагревание следует продолжить еще полчаса и вновь взять пробу на образование нити. Расплав нанокомпозита выливают на лист жести для застывания. Образец нанокомпозита, полученный методом in situ, отображен на чертеже.

В качестве полимерной матрицы использовался полиэтилен-ерефталатный гранулят SPET 8200 марки Л, полиамид представляет собой вещество марки ПА-6, а в качестве глины использовался монтмориллонит месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской республики катионнообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины (S.Yu. Khashirova, Yu.I. Musaev, A.K. Mikitaev, Yu.A. Malkanduev, and M.Kh. Ligidov. Hybrid nanocomposites based on guanidine methacrylate monomer and polymer and layered aluminosilicates: Synthesis, structure, and properties/Polymer Science Series B, October 2009, Volume 51, Issue 9-10, pp 377-382).

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1-6.

Изготавливают композиционный материал согласно изобретению, рецептуры приведены в таблице 1 и 2.

В работающий турбосмеситель, нагретый до 40°C, загружают последовательно 100 мас.ч. полиэтилентерефталата и НКПА в количестве 10-20 мас.ч. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-VI при температурах 220°C, 230°C, 240°C, 245°C, 250°C, 257°C соответственно с последующим получением гранул.

Использование компонентов вне заявляемых количеств или их смесей приводит к ухудшению характеристик полимерного композиционного наноматериала.

В процессе получения композиционнного материала использовалось стандартное лабораторное оборудование: смеситель, экструдер и известные методики испытаний полученных материалов и соответствующее для этих целей оборудование.

Показатель проницаемости по O2, см32, за 24 часа при 23°C;

Паропроницаемости, г/м2, за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°C, измеряемый в соответствии со стандартом DIN 53380 Т. 2 - ASTMD 1434-М.

Композиции готовят и испытывают аналогично примеру.

Результаты испытаний отражены в таблице 3. Как следует из представленных данных, предлагаемый композиционный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости.

1. Полимерный композиционный наноматериал на основе полиэтилентерефталата для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров, отличающийся тем, что дополнительно содержит нанокомпозиционный полиамид при следующем соотношении, масс. ч:

Полиэтилентерефталат 100
Нанокомпозитный полиамид 10-20,

нанокомпозитный полиамид имеет в своем составе полиамид и органомодифицированную глину при следующем их соотношении, мас. ч:
Полиамид 100
Органомодифицированная глина 9-25,

органомодифицированная глина представляет собой монтмориллонит катионнообменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины, модифицированный КАТАПАВ в количестве 10 мас.% от массы монтмориллонита.

2. Полимерный композиционный наноматериал на основе полиэтилентерефталата для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полиэтилентерефталата используется гранулят SPET 8200 марки Л.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способам для обеспечения стабильных жидких смесей а) пентаэритритол тетракис(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксфенил)пропионата, b) октадецил 3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксфенил)пропионата и с) трис-(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита, которые могут найти применение в химической промышленности.

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости.

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости.

Изобретение описывает компаундированный полимер, включающий (a) полиамид и (b) полимер олефин-малеинового ангидрида, полученный сополимеризацией малеинового ангидрида и олефина, выбранного из группы, состоящей из этилена, пропилена, изобутилена, бутена-1, октена, бутадиена, стирола, изопрена, гексена, додецена, додецена-1 и тетрадецена; где компаундированный полимер получают компаундированием полиамида и полимера олефин-малеинового ангидрида, где полимер олефин-малеинового ангидрида имеет молярное соотношение малеинового ангидрида к олефину от 1:10 до 10:1 и где полимер олефин-малеинового ангидрида присутствует в концентрации от 0,01% до 5,0%.

Изобретение относится к способам получения полимерных композиций из трех видов водорастворимых полимеров и может использоваться для изготовления пленочных материалов.

Изобретение относится к производному хитозана, в котором хитозановый фрагмент имеет общую формулу (I), где R - остаток жирной или аминокислоты, n для гидрофильного лиганда составляет от около 12 до около 25% относительно количества моносахаридных остатков хитозана, m для гидрофобного лиганда составляет от около 30 до около 60% относительно количества моносахаридных остатков хитозана.

Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Полисахарид или производное полисахарида адсорбируется на волокна целлюлозного материала суспензии в течение по меньшей мере 1 минуты в присутствии моновалентных или поливалентных катионов, таких как соли алюминия, кальция и/или натрия.
Изобретение относится к химии и технологии полимеров и касается способов получения термостойкого нанокомпозитного полиэтилентерефталатного волокна, которое может найти применение в текстильной промышленности, в строительстве, а также в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна. Предлагается способ получения прядильного раствора для сверхвысокомолекулярного полиэтиленового волокна, который включает смешивание раствора сверхвысокомолекулярного полиэтилена с набухшим раствором сверхвысокомолекулярного полиэтилена при массовом соотношении 0,42~2,85 для получения прядильного раствора, характеризующегося уровнем содержания сверхвысокомолекулярного полиэтилена 10~15% (масс.); уровень содержания сверхвысокомолекулярного полиэтилена в набухшем растворе сверхвысокомолекулярного полиэтилена составляет 10~50% (масс.); и массовое соотношение между сверхвысокомолекулярным полиэтиленом в набухшем растворе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и сверхвысокомолекулярным полиэтиленом в растворе сверхвысокомолекулярного полиэтилена составляет 2,5~70.
Изобретение относится к способу гранулирования сополимера этилен/тетрафторэтилен. Способ включает перемешивание и гранулирование суспензии сополимера этилен/тетрафторэтилен вместе с водой в присутствии как этилена, так и тетрафторэтилена при температуре гранулирования от 10 до 130°С в течение времени гранулирования от 30 до 240 мин при отгонке летучих компонентов, где этилен и тетрафторэтилен присутствуют в суспензии сополимера этилен/тетрафторэтилен, при инициировании гранулирования в количестве от 0,01 до 0,5 Нм3/л.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации магнитных свойств магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их частичного размагничивания. Технический результат состоит в повышении точности и стабильности работы навигационного оборудования и систем авиационной автоматики.

Изобретение относится к получению высокочистых активных алмазоуглеродных материалов, которые могут быть использованы при суперфинишном полировании, в гальванике и медицине.
Изобретение относится к медицине, хирургии. Осуществляют воздействие на конкремент при контактной литотрипсии.

Изобретение относится к медицине, конкретно к электроформованным волокнистым материалам, используемым для изготовления раневых покрытий. Описан многослойный материал, чувствительный к штамму Enterococcus faecalis 49, содержащий слой нано- и ультратонких волокон из хитозана грибов или смеси хитозана грибов и хитозана животного происхождения с поверхностной плотностью слоя до 50 г/м2 и диаметром волокон в диапазоне до 1000 нм и/или до 10 мкм, который содержит ципрофлоксацин.

Изобретение может быть использовано при дуговой сварке и наплавке металлических деталей из высокопрочных сталей в среде защитного газа и под флюсом. Проволока состоит из металлического стержня с нанокомпозиционным покрытием, состоящим из металлической матрицы и наноразмерных частиц фторидов и боридов редкоземельных металлов с размером частиц менее 1000 нм, при следующем соотношении объемов матрицы и наноразмерных частиц в покрытии, %: металлическая матрица 55-96, наноразмерные частицы фторида или смеси фторидов редкоземельного металла 3-20, наноразмерные частицы борида или смеси боридов редкоземельного металла 1-25.

Изобретение относится к зубной пасте, содержащей загуститель, наполнитель, увлажняющий компонент, абразив и основу - воду очищенную, причем в качестве увлажняющего компонента используют глицерин, в качестве загустителя - целлюлозу монокристаллическую, в качестве наполнителя - цинка оксид, в качестве абразива - наноалмазы, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: загуститель - целлюлоза микрокристаллическая 17,91-17,56; наполнитель - цинка оксид 17,91-17,56; увлажняющий компонент - глицерин 11,94-11,70; основа - вода очищенная 51,74-50,68; абразив - наноалмазы 0,5-2,5.

Настоящее изобретение относится к нанонитям альфа-формы фталоцианина цинка (ZnPc HH), обладающим повышенными растворимостью в воде и диспергируемостью в воде, к композиту нанонити альфа-формы фталоцианина цинка/фенотиазина, к способу их получения и к содержащему их фотосенсибилизатору или к содержащей их фармацевтической композиции для предупреждения или лечения раковых заболеваний.

Изобретение относится к медицине, в частности к средству адресной доставки лекарств в клетки. Средство для адресной доставки лекарственного средства в клетки содержит природного происхождения нанотрубки галлуазита, которые отмывают в этаноле и воде, помещают в емкость с жидким лекарственным средством, вносят в вакуумный десикатор, где полости нанотрубок заполняются лекарством.

Изобретение относится к фильтру для сигарет, заключенному в оболочку, расположенную на конце бумажной гильзы с табаком или табачной смесью. В оболочке фильтра расположен фильтрующий элемент, выполненный из микропористого синтетического материала или из пористой фильтрационной бумаги.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу эффективного повышения продуктивности цыплят-бройлеров при совместном применении внутримышечной инъекции наноформ железа и аргинина в составе рациона.

Группа изобретений относится к медицине и касается медицинского устройства, вводимого в просвет части организма, для доставки лекарственного средства для лечения медицинского состояния, связанного с просветом части организма, а также способа лечения с использованием такого устройства при рН организма. К таким состояниям относятся рестеноз, атеросклероз и скопление бляшек в просвете части организма. Устройство может представлять собой стент, баллон, баллонный катетер, стент, установленный на баллоне, и имеет внешнюю поверхность, покрытую двумя или более наноносителями, имеющими множество средних диаметров. Множество наноносителей имеют средний диаметр, приемлемый для проникновения сквозь один и более слоев из двух или более слоев просвета части организма - интимы, среднего слоя, адвентициального слоя, сосуды сосудов. Наноноситель включает лекарственное средство, окруженное инкапсулирующей средой, которая включает одно или более из биологического средства, наполнителя на основе крови и фосфолипида, растворимых при рН менее 7,4. Группа изобретений обеспечивает высвобождение и контакт лекарственного средства только в тканях места назначения, с предотвращением фокального рестеноза, стабилизацию лекарственного средства инкапсулирующей средой, с улучшением аффинности носителей для тканей места назначения - улучшением целевой доставки при деградации инкапсулирующей среды. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 пр.

Изобретение относится к полимерным композиционным наноматериалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Технический результат достигается путем модификации полиэтилентерефталата нанокомпозитным полиамидом, который, в свою очередь, имеет в своем составе полиамид и органомодифицированный КАТАПАВ монтмориллонит, полученный путем полимеризации in situ. Композиционный материал по изобретению обладает улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Наверх