Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами



Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами
Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами
Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами

 


Владельцы патента RU 2610604:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к полимерным материалам с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенного для изготовления тары, обладающим улучшенными значениями по показателям газопроницаемости. Полимерный материал содержит полиэтилентерефталат (ПЭТ) и маточный концентрат. Маточный концентрат включает смесь ПЭТ и полибутилентерефталата (ПБТ), а также полигидроксиэфир на основе бисфенола А с М.М. 25-36 тыс., предварительно растворенный в диоксане. Предварительно высушенные гранулы полиэтилентерефталата обрабатывают раствором маточного концентрата. Полимерный материал по изобретению обладает улучшенными значениями по показателям проницаемости по кислороду и паропроницаемости. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к полимерным материалам с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенного для изготовления тары, обладающим улучшенными значениями по показателям газопроницаемости.

Использование пластиковых емкостей в качестве замены стеклянных или металлических емкостей при упаковке напитков стало чрезвычайно популярно. Преимущества пластиковой упаковки включают в себя более легкий вес, уменьшенную хрупкость по сравнению со стеклом и потенциально меньшую стоимость. Самым распространенным пластиком, используемым в изготовлении емкостей для напитков, в настоящее время является полиэтилентерефталат (ПЭТ). Емкости, изготовленные из ПЭТ, прозрачны, с тонкими стенками, легкие по весу и имеют способность поддерживать свою форму путем сопротивления усилию, приложенному на стенки емкости сжатым содержимым, таким как газированные напитки. ПЭТ полимеры к тому же очень недороги и легки для обработки.

Несмотря на эти явные преимущества и повсеместное широкое использование имеются и негативные стороны в использовании ПЭТ - проницаемость для газов, таких как двуокись углерода и кислород. Эти проблемы в настоящее время особенно важны. Проницаемость бутылок из ПЭТ отражается на вкусовых качествах безалкогольных напитков, которые становятся «выдохшимися» из-за выхода двуокиси углерода, а также у напитков размывается запах из-за проникновения кислорода. В связи с имеющимися недостатками бутылки из ПЭТ не применимы во всех отраслях промышленности и для многих существующих использований, а срок годности жидкостей, упакованных в бутылки из ПЭТ, короче желаемого.

Известна полиэфирная композиция и способ ее получения, обладающая повышенными газобарьерными свойствами, по заявке на изобретение WO №20050221036. Согласно изобретению полиэфирная композиция с улучшенными газобарьерными свойствами включает сложный полиэфир и органическую газонепроницаемую усиливающую добавку, имеющую химическую формулу OH-Ar-OH, где Ar представляет собой замещенный или незамещенный нафталин.

Основным недостатком указанной полиэфирной композиции является использование указанной добавки - замещенного или незамещенного нафталина. Длительное воздействие нафталина может вызвать повреждение или разрушение красных кровяных телец (эритроцитов). International Agency for Research on Cancer (IARC) классифицировала нафталин как возможный канцероген, вызывающий рак у людей и животных. В человеческом организме чаще всего концентрируется в жировой ткани, где может накапливаться до тех пор, пока жировая ткань не начнет сжигаться и яд не попадет в кровь, после чего наступает отравление организма (кровотечения, возникновение опухолей и т.д.).

Также известен барьерный материал и изделия из него по патенту на изобретение US №5281360 (МПК В29С 49/00, В29С 49/06, C08L 67/02, C08L 69/00, С08К 3/08). Улучшенный композиционный материал, обладающий кислорода барьерными свойствами, содержит от 70% до 85% ароматического конденсационного полимера, имеющего смешанного в нем от 30% до 15% кислорода барьерного материала и от 49 частей на миллион до 250 частей на миллион катализатора переходного металла. Основным недостатком композиционного материала по патенту на изобретение являются относительно высокие значения по газопроницаемости полимерного материала.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата в соответствии с заявкой на изобретение №2013136782 (RU). Полимерная композиция по изобретению включает в качестве термопластичной добавки полигидроксиэфир на основе бисфенола А с молекулярной массой 25-35 тысяч при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Полиэтилентерефталат 90-97
Полигидроксиэфир 10-3

В качестве недостатка полимерной композиции по изобретению можно выделить недостаточную изученность газопроницаемости по кислороду и углекислому газу.

Задача изобретения состоит в разработке полимерного материала обладающего улучшенными барьерными свойствами.

Поставленная задача решается путем создания полимерного материала, включающего в себя полиэтилентерефталат и маточный концентрат (МК), при следующем соотношении, масс. ч.:

ПЭТ 100
МК 1-10

В свою очередь маточный концентрат имеет в своем составе следующие компоненты при следующем соотношении, масс. ч.:

Смесь ПЭТ и ПБТ 100
Полигидроксиэфир 5-15

Предварительно полигидроксиэфир растворяют в растворителе диоксан при соотношении 1:1. Смесь полиэтилентерефталата (ПЭТ) и полибутилентерефталата (ПБТ) вводится в маточный концентрат в количественном соотношении, представленном в таблице 1.

В данном полимерном материале 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 также полибутилентерефталат марки D201 DHK 0111.

Маточный концентрат получают путем смешения в смесителе смеси ПЭТ и ПБТ, с последующим введением в полученную смесь полигидроксиэфира, предварительно растворенного в диоксане в соотношении 1:1.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1-6 (предлагаемые)

Изготавливают полимерный материал согласно изобретению (пример 1-6), рецептуры приведены в таблице 2 и 3.

Предварительно высушиваются ПЭТ гранулы при температурных режимах 160°С 2 часа, 140°С 2 часа и 120°С 2 часа. Высушенные гранулы обрабатывают полученным раствором МК. Обработанные ПЭТ гранулы подвергают сушке в вакуумной печи при температурных режимах 100-120°С. Затем высушенные обработанные ПЭТ гранулы перерабатывают в зонах I-VI при температурах 90°С, 235°С, 245°С, 250°С, 255°С и 260°С соответственно с последующим получением полимерного материала с улучшенными барьерными свойствами на основе ПЭТ.

Результаты испытаний отражены в таблице 4.

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

Показатель проницаемости по O2, см32, за 24 часа при 23°С; паропроницаемости, г/м2, за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°С, измеряемый в соответствии со стандартом DIN 53 380 Т.2 - ASTM D 1434-М.

Как следует из представленных данных, предлагаемый полимерный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости.

Технический результат - получение композиционного материала на основе полиэтилентерефталата, обладающего улучшенными барьерными свойствами.

1. Полимерный материал с улучшенными барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, отличающийся тем, что дополнительно содержит маточный концентрат, при следующем соотношении, масс. ч.:

Полиэтилентерефталат 100
Маточный концентрат 1-10

маточный концентрат включает в себя смесь ПЭТ и ПБТ при соотношении 85-95:5-15 соответственно, а также полигидроксиэфир на основе бисфенола А с М.М. 25-36 тыс., при следующем их соотношении, масс. ч.:

Смесь ПЭТ и ПБТ 100
Полигидроксиэфир 5-15

2. Способ получения полимерного материала по п. 1, заключающийся в том, что предварительно высушенные гранулы полиэтилентерефталата обрабатывают раствором маточного концентрата, в котором полигидроксиэфир растворяют в диоксане в соотношении 1:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полимерным композициям с барьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления прозрачных однослойных бутылок для напитков.

Изобретение относится к композиции на основе диспергируемого в воде полимера, к способу получения этой композиции и ее применению. Композиция на основе диспергируемого в воде полимера включает (а) по меньшей мере один из: (i) содержащего терминальные гидроксильные группы дендритного полимера с теоретическим числом терминальных функциональных групп, равным 16 или по меньшей мере от 32 до 64 в смеси с гидрофильным функционализирующим агентом; или (ii) содержащего функциональные гидроксильные группы дендритного полимера с теоретическим числом терминальных функциональных групп, равным 16 или по меньшей мере от 32 до 64, из которых по меньшей мере 5% терминальных гидроксильных групп функционализированы гидрофильной группой; и (б) недендритный полимер, способный к образованию связей с указанным дендритным полимером с образованием при этом полимерного гибрида дендример-недендример (DND), который способен диспергироваться в водной фазе, при этом указанный недендритный полимер выбран из группы, состоящей из сложного полиэфира, полиакрилата, полиуретана, полиуретановой дисперсии (PUD), полиэфирполиола, полиуретанполиола, полиакрилатполиола, поликарбоната, поликарбонатполиола, их сополимеров и смесей.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе полибутилентерефталата (ПБТ) с повышенной стойкостью к жидким агрессивным средам полимерного композиционного материала и может быть применено при создании качественных конструкционных изделий, а также в автомобилестроении, строительной и других отраслях промышленности.

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 относится к полимерной композиции, содержащей по меньшей мере два сложных полиэфира, обладающей улучшенными механическими свойствами, в частности хорошим балансом между пределом прочности на разрыв, модулем упругости и относительным удлинением при разрыве, и особенно подходит для изготовления промышленных изделий, таких как, например, пленки, изготовленные литьевым формованием изделия, термоформуемые изделия или вспененные изделия.

Изобретение относится к изделиям, содержащим полимерные композиции, которые могут обеспечивать барьер для диффузии диоксида кремния. Полимерные композиции содержат соединения по изобретению и один или более базовый полимер и могут быть использованы в упаковке для замедления или предотвращения диффузии диоксида углерода из газированной жидкости, помимо прочего, из безалкогольного напитка.
Настоящее изобретение относится к модифицированным полиэфирным композициям, содержащим модификаторы полиэфирной смолы на основе наночастиц оксидов. Описана полиэфирная композиция, используемая в качестве связующего, содержащая полиэфирную смолу, содержащую модификатор на основе наночастиц оксидов, выбранных из SiO2, Al2O3, MgO, ZrO2, CeO2, TiO2, ZnO, FeO, Fe2O3, Fe3O4 и SnO, содержащий C2-C16 углеводородный фрагмент, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, и связанный посредством указанного C2-C16 углеводородного фрагмента ковалентной связью с указанной полиэфирной смолой; и модификатор полиэфирной смолы на основе наночастиц оксидов, выбранных из SiO2, Al2O3, MgO, ZrO2, CeO2, TiO2, ZnO, FeO, Fe2O3, Fe3O4 и SnO, содержащий непредельные С2-С20 углеводородные группы, выбранные из остатка С2-С20 алкена, С2-С20 алкина или С2-С20 циклоалкена, ковалентно связанные с поверхностью указанных наночастиц через кислород.

Изобретение относится к способу получения частиц тонера на основе аморфной полиэфирной смолы на биооснове. Вводят по меньшей мере одну аморфную полиэфирную смолу на биооснове в контакт с необязательным кристаллическим полимером и необязательным пластификатором в экструдере с получением полимерной смеси.

Группа изобретений относится к термореактивным композициям эпоксидных смол для препрегов, изготовлению слоистых изделий на их основе и может быть использована в производстве трехслойных сотовых панелей из полимерных композиционных материалов, в частности панелей для воздушных судов.

Изобретение относится к пластмассе, содержащей композицию Z, содержащую от 80 до 98,9 мас.% компонента А, от 1 до 10 мас.% компонента В, от 0,0001 до 0,8 мас.% компонента С и от 0,01 до 2 мас.% компонента D, где компонент А представляет собой полиэфир, получаемый в результате реакции конденсации двухосновных кислот и гликолей, компонент В представляет собой полиамид, компонент С представляет собой катализатор на основе переходного металла, компонент D представляет собой органическое соединение, которое является жидким при температуре окружающей среды и атмосферном давлении, выбранное из группы, состоящей из парафинов, растительных масел, полиалкиленгликолей, сложных эфиров полиолов, алкоксилатов, где алкоксилаты представляют собой продукты присоединения алкиленоксида к линейным или разветвленным, первичным или вторичным С12-С18 спиртам, к алкилфенолам, к жирным кислотам, к этаноламидам жирных кислот, к жирным аминам, к сложным эфирам жирных кислот и к растительным маслам, и смесей этих веществ.

Изобретение относится к технологии изготовления стержней. Предложен способ изготовления стержня, при котором a) из первой формовочной массы из синтетического материала, которая образует самый внешний слой и которая по меньшей мере на 50% мас.
Изобретение относится к способу утилизации пыли отходящих газов металлургического производства и получения на этой основе композиций поливинилхлорида, пригодных для изготовления изделий строительного и декоративно-отделочного назначения.
Группа изобретений относится к способу для сварки моноаксиально растянутых материалов из возобновляемого сырья, а также к обвязочной ленте, которая изготовлена способом по изобретению.

Изобретение относится к термопластичным ламинатам на основе эластомерных композиций, к способу получения такого ламината, а также к пневматическим шинам, включающим этот ламинат.

Изобретение относится к способу изготовления соединенного тела, соединенному телу, устройству для его изготовления и способу соединения множества композитных материалов.
Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для напольных вибропоглощающих покрытий и может быть использовано в судостроении, гражданском и промышленном строительстве и других отраслях.
Изобретение относится к области нанесения полиуретановых покрытий на конструкционные детали, наиболее подверженные износу, в частности на установочные и уплотнительные кольца, применяемые в грунтовых насосах землесосных снарядов и драг, в нефтяных и других насосах для жидких и текущих сред, а также для нанесения на прочие детали механизмов и машин.
Изобретение относится к способу соединения двух фасонных изделий формовочной массой. Фасонные изделия состоят из формовочной массы ПА11 и ПА12.

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и может быть использовано в машиностроении при изготовлении износостойких футеровочных элементов для защиты бункеров, кузовов автотранспорта, транспортеров.

Изобретение относится к композиции для покрытия, отверждаемой ультрафиолетовым излучением. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением композиция для покрытия на основе смолы содержит акриловую смолу с ненасыщенными группами со средневесовой молекулярной массой от 5000 до 70000, с числом (мет)акрилатных функциональных групп на молекулу от 12 до 40, с гидроксильным числом от 2 до 200 мг КОН/г и с температурой стеклования от 20 до 90°С, содержит летучий органический растворитель и инициатор фотополимеризации.
Наверх