Полимерная композиция с улучшенными барьерными свойствами
Владельцы патента RU 2610602:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к полимерным композициям с барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления прозрачных однослойных бутылок для напитков. Композиция дополнительно содержит маточный концентрат при соотношении, мас.ч.: полиэтилентерефталат - 100, маточный концентрат – 1-10. Маточный концентрат включает аэросил и полигидроксиэфир при соотношении, мас.ч.: аэросил – 100, полигидроксиэфир – 5-15. Полигидроксиэфир предварительно растворен в диоксане в соотношении 1:1. Обеспечивается улучшение газобарьерных свойств композиции. 3 табл., 6 пр.
Изобретение относится к полимерным композициям, демонстрирующим характеристики газонепроницаемости, содержащим полиэтилентерефталат и маточный концентрат, предназначенным для производства прозрачных однослойных бутылок для напитков.
Когда высокомолекулярные материалы используются для пищевых упаковочных материалов, желательно, чтобы указанные материалы имели низкую газопроницаемость для того, чтобы предотвратить изменение свойств содержимого. Из сложнополиэфирных полимеров для пищевых упаковочных материалов, таких как различные контейнеры для напитков, часто используется полиэтилентерефталат, потому что он имеет превосходный баланс между формуемостью, механическими свойствами и газобарьерными свойствами. Однако даже полиэтилентерефталатный полимер не всегда удовлетворителен по газобарьерным свойствам, особенно для пищевых упаковочных материалов, требующих характеристик длительного хранения.
Для того чтобы улучшить газобарьерные свойства, были проведены исследования в области создания полиэфирных композиций на основе синтетических термопластичных полиэфиров, в которых в качестве модификаторов используются ароматические сложные эфиры, молекулярная масса которых не превышает 1000. В патенте ЕПВ №0395237 рассматривается улучшение газобарьерных свойств при смешении полиэтилентерефталата и ароматического сложного эфира, содержащего бензольное кольцо или нафталин. Недостатком полимерного материала является экономически не выгодный способ получения полимерного материала.
Известен материал и способ изготовления упаковки напитков по патенту РФ №2254996. Композиционный материал основан на грануляте ПЭТ и красителе с добавкой УФ-адсорбера. Недостатками указанной композиции являются невысокие значения барьерных свойств ПЭТ-тары и повышенная энергоемкость процесса получения композиционного материала.
Наиболее близким к настоящему изобретению является патент РФ №2472814, направленный на получение композитного полимерного материала для изготовления контейнеров, включающего полиэтилентерефталат, оксид титана и оксид железа. Массовое отношение оксида титана к оксиду железа составляет от 150 до 250. Как утверждает автор, изобретение позволяет получать контейнеры с улучшенными характеристиками в отношении поглощения и отражения света, улучшенные светозащитные свойства. Основным недостатком указанной полимерной композиции являются достаточно большие экономические затраты, связанные с процессом его получения.
Поставленная задача состоит в разработке полимерной композиции, обладающей барьерными свойствами.
Технический результат достигается тем, что полимерная композиция включает в себя полиэтилентерефталат и маточный концентрат при следующем соотношении, мас.ч:
| ПЭТ | 100 |
| МК | 1-10 |
В свою очередь, маточный концентрат имеет в своем составе следующие компоненты при следующем соотношении, мас.ч.:
| Аэросил | 100 |
| Полигидроксиэфир | 5-15 |
Предварительно полигидроксиэфир растворяют в растворителе диоксане при соотношении 1:1.
В данной полимерной композиции используются следующие химические продукты, соответствующие техническим требованиям на них, в частности: полиэтилентерефталат spet 8200 марки Л, диоксан чда ГОСТ 1045-80, полигидроксиэфир на основе бисфенола А с молекулярной массой 25-35 тысяч, а так же аэросил марки А 300.
Маточный концентрат получают путем смешения в ультразвуковой ванне аэросила и полигидроксиэфира, предварительно растворенного в диоксане в соотношении 1:1.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1-6 (предлагаемые)
Изготавливают полимерные композиции согласно изобретению (пример 1-6), рецептуры которых приведены в таблице 1 и 2.
Предварительно высушиваются ПЭТ гранулы при температурных режимах 160°C 2 часа, 140°C 2 часа и 120°C 2 часа. Высушенные гранулы обрабатывают полученным раствором МК. Обработанные ПЭТ гранулы подвергают сушке в вакуумной печи при температурных режимах 100-120°C. Затем высушенные обработанные ПЭТ гранулы перерабатывают в зонах I-VI при температурах 90°C, 235°C, 245°C, 250°C, 255°C и 260°C соответственно с последующим получением полимерной композиции.
Результаты испытаний отражены в таблице 3.
В процессе получения полимерной композиции использовалось стандартное лабораторное оборудование: вакуумные шкафы, экструдер и известные методики испытаний полученных материалов и соответствующее для этих целей оборудование.
Показатель проницаемости по O2 (см3/м2) 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 53 380 Т.2 - ASTMD 1434 - М.
Полимерную композицию готовят и испытывают аналогично примеру.
Технический результат: как следует из представленных данных, предлагаемая полимерная композиция характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости.
Полимерная композиция с барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, отличающаяся тем, что дополнительно содержит маточный концентрат при следующем соотношении, мас.ч:
| Полиэтилентерефталат | 100 |
| Маточный концентрат | 1-10, |
маточный концентрат включает аэросил и полигидроксиэфир, предварительно растворенный в диоксане в соотношении 1:1, мас.ч:
| Аэросил | 100 |
| Полигидроксиэфир | 5-15 |
