Полимерная композиция
Владельцы патента RU 2622413:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения. Композиция содержит (мас.ч.) полиэтилентерефталат 100, суперконцентрат 85-95. Суперконцентрат включает в себя (мас.ч.) полиэтилентерефталат 100 и NaNocal 20-35. Изобретение позволяет получить полимерный композиционный материал, обладающий улучшенными барьерными свойствами, значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости. 3 табл., 6 пр.
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными барьерными свойствами.
Требования к полиэтилентерефталатным тарам и пищевым контейнерам постоянно возрастают. С течением времени значительно растет осведомленность потребителей относительно аспектов, связанных со здоровьем. В связи с этим, связанные со здоровьем аспекты следует интенсивно учитывать при выборе материалов, применяемых для тары и пищевых контейнеров, принимая также во внимание изменяющиеся национальные требования. Часто необходимо обеспечивать воздухонепроницаемость, чтобы избежать, например, быстрого окисления упакованных пищевых продуктов или дегазации газированных напитков.
Кроме того, что касается, например, молочных продуктов, необходимо защитить пищевые продукты от вредного облучения светом в видимой и ультрафиолетовой (УФ) области соответственно. Особенно критичным является видимый свет, имеющий длину волны ниже 550 нм, который способствует фотоокислению таких витаминов, как рибофлавин, или таких аминокислот, как метионин, и оказывает отрицательное воздействие на запах молочных продуктов. При использовании полимерных материалов для упаковки пищевых продуктов и тары обычная мера для достижения лучших светозащитных свойств заключается в добавлении к полимерному материалу светоотражающих и/или светопоглощающих агентов, например неорганических пигментов.
Задачей данного изобретения является создание полимерной композиции, которую можно применять в производстве пищевых контейнеров и тары и которая обеспечит лучшие характеристики в отношении газопроницаемости полимерного материала.
Известна полимерная композиция по патенту на изобретение РФ №2472814, включающая полиэтилентерефталат, оксид титана и оксид железа. Массовое соотношение 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.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является материал по патенту на изобретение РФ №2254996, основанный на грануляте полиэтилентерефталата (ПЭТ) и красителе с добавкой УФ-абсорбера при следующем соотношении, мас.%:
| ПЭТ | 98,8 |
| УФ-абсорбер | 0,85-1,2 |
В качестве УФ-абсорбера используются вещества, выбранные из группы стерически затрудненных аминов и пространственно затрудненных аминов, в свою очередь, краситель выбран из группы органических пигментов различных цветов.
Основным недостатком указанной композиции являются повышенные значения по показателям барьерных свойств.
Известен NANO CALMALON® - меловой концентрат, имеющий в качестве связующей основы высококачественный первичный полипропилен/полиэтилен Taisox, содержащий до 80% осажденного нанодисперсного мела (D50=80 нм) с поверхностной обработкой частиц, который предназначен для улучшения свойств и снижения себестоимости изделий из полипропилена и полиэтилена, изготавливаемых в процессе экструзии, литьевого или выдувного формования. (http://www.sintezresurs.ru/melovoy-kontsentrat-nano-cal.php)
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в следующем:
- в создании материала, представляющего собой композицию с оптимальным сочетанием ингредиентов, используемых для изготовления упаковки, а также соотношения ингредиентов композиции, позволяющего при изготовлении из него упаковки сохранять свойства упакованного продукта при хранении их в течение длительного периода;
- в создании полимерного полиэтилентерефталатного материала, обладающего пониженными значениями барьерных свойств.
Технический результат достигается за счет того, что используют композицию на основе гранулята ПЭТ, содержащую в качестве модификатора суперконцентрат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| ПЭТ | 100 |
| суперконцентрат | 85-97 |
В свою очередь, суперконцентрат имеет в своем составе компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| ПЭТ | 100 |
| NaNocal | 20-35 |
Суперконцентрат получают путем экструзионного смешения ПЭТ и NaNocal при температуре 245°C.
Предложенная композиция содержит следующие компоненты: полиэтилентерефталатный гранулят марки SPET 8200 марки Л, NaNocal KD 117 (Р 1014).
В композиции могут быть использованы другие марки указанных модификаторов в эквивалентных количествах, предназначенных для полиэтилентерефталатных композиций, что обеспечивает требуемый уровень по показателям барьерных свойств.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами.
Композиционный материал изготавливают согласно изобретению (пример 1-6), рецептуры которого приведены в таблице 1 и 2.
В работающий турбосмеситель, нагретый до 40°C, загружают последовательно полиэтилентерефталат и суперконцентрат в количествах, предусмотренных рецептурой, приведенной в таблице 1. 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.
В процессе получения композиционного материала использовалось стандартное лабораторное оборудование: смеситель, 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.
Результаты испытаний отражены в таблице 3. Как следует из представленных данных, предлагаемый композиционный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O2 и паропроницаемости.
Полимерная композиция с улучшенными газобарьерными свойствами на основе полиэтилентерефталата, отличающаяся тем, что дополнительно содержит суперконцентрат при следующем соотношении, мас.ч.:
| полиэтилентерефталат | 100 |
| суперконцентрат | 85-97 |
суперконцентрат включает в себя полиэтилентерефталат и NaNocal при следующем их соотношении, мас.ч.:
| полиэтилентерефталат | 100 |
| NaNocal | 20-35 |
