Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция

Авторы патента:

Петровичев Михаил Александрович (RU)

C08L101/16 - высокомолекулярные биоразрушаемые композиции

Владельцы патента RU 2635619:

Петровичев Михаил Александрович (RU)

Изобретение относится к получению биологически разрушаемой высоконаполненной термопластичной композиции на основе полиэтилена, применяемой в производстве пленок, потребительской тары, посуды, изделий хозяйственного назначения, эксплуатируемых как в контакте с продуктами питания, так и в технических целях. Композиция содержит полиэтилен и биоразлагающий наполнитель, причем в качестве полиэтилена используют полиэтилены марок Sabic 318 B, Exceed 3518CB, ПВД 15813-020, а в качестве биоразлагающего наполнителя используют про-деградант d2w. Также композиция дополнительно содержит суперконцентрат белый СКГП-004, клей INDOPOL, оксид магния в наноформе и гранулят вторичный. Технический результат заключается в уменьшении срока биоразложения. 3 пр.

Изобретение относится к получению пластмасс на основе полиэтилена, применяемых в производстве пленок, потребительской тары, посуды, изделий хозяйственного назначения, эксплуатируемых как в контакте с продуктами питания, так и в технических целях. В тяжелой экологической ситуации использование биологически разрушаемых полимерных материалов для получения изделий массового потребления является основным направлением сокращения количества твердого мусора, так как будет обеспечивать их быстрое разложение под действием климатических факторов и микроорганизмов.

Одним из возможных направлений получения биологически разрушаемых материалов является модификация традиционных полимеров. Сочетание синтетического полимера с природным активным наполнителем может придавать материалу новый набор свойств. Такие материалы представляют собой наполненные системы, где в качестве активного наполнителя используется крахмал. Наиболее важным качеством этих композиций является их способность к деструкции под действием природных факторов окружающей среды: света, тепла, микроорганизмов.

Известен биологически разрушаемый упаковочный материал на основе крахмала (Франция, 2691467, Кл. 5 C08J 5/18, B65D 1/10, 65/46, C08L 3/20). В последнее время появилось значительное количество патентов и научных публикаций, содержащих информацию об использовании крахмалов в качестве наполнителей для придания полимерным композициям биологической разрушаемости (патент США 5248702, C08J 9/12, опубл. т. 1154, №4; патент США 5298267, C08J 9/02, 9/12, опубл. 03.05.2004, т. 1150, №1; патент RU 2095379, опубл. 30.06.98; патент RU 2180670, опубл. 06.01.2000; патент RU 2174132, опубл. 23.06.2000; патент 1338405 ЕПВ, МЛК В29С 67/24, C08J 5/06, опубл. 27.08.2003; патент США 6054510, МПК7 C08L 63/00, опубл. 25.04.2000, патент RU 2363711 C08L 23/06, 97/02, 3/00, C08J 1 1/04). Фирмой Archer Daniels Midland, США, разработан концентрат марки Poly Clean на основе полиэтилена для получения биоразлагаемых пленок. Концентрат содержит 40% крахмала и окисляемую добавку, количество крахмала в конечном продукте равно 5-6%.

Недостатком такой композиции является то, что биологическому разрушению в ней подвергается только крахмальная составляющая.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является композиция по патенту РФ №2418014: Полиэтилен 63,5-86,4 масс. % Сополимер этилена и винилацетата 3,0-5,0 масс. % Поверхностно-активное вещество 0,1-0,5 масс. %, крахмал 10,0-30,0 масс. % и шунгит 0,5-1,0 масс. %.

Недостатком такой композиции является то, что биологическому разрушению в ней подвергается только крахмальная составляющая и длительный период биологического разрушения, а именно не менее 2-х лет.

Задача изобретения - создание высоконаполненной термопластичной композиции с использованием биоразлагающего наполнителя d2w и ускоряющего биоразложение с 2-х лет до одного года оксида магния в наноформе, изделия из которой разрушаются под действием света, влаги и микрофлоры почвы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение срока биоразложения с 2-х лет до одного года.

Это достигается тем, что биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция, согласно изобретению, содержит: полиэтилен, биоразлагающий наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве технологических добавок дополнительно используют добавку биоразлагающего наполнителя d2w и оксид магния в наноформе при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Sabic 318 В (Полиэтилен низкой плотности, не содержит скользящей добавки и антиблока, содержит антиоксидант. Марка обладает хорошей прочностью расплава и хорошим растяжением в процессе получения пленки. Пленки, изготовленные из данной марки, характеризуются хорошей прочностью и хорошими термоусадочыми свойствами в двух направлениях).	62-66
Exceed 3518СВ (смолы продукты™ ПДВ используются для разработки широкого спектра Co-прессованных фильмовых структур, обеспечивающих непревзойденную производительность пленки для требовательных сфер применения. Превышать 3518СВ™ не рекомендуется).	5,1-7
ПВД 15813-020 (Полиэтилен высокого давления низкой плотности, получаемый полимеризацией этилена при высоком давлении в трубчатых реакторах и реакторах с перемешивающим устройством с применением инициаторов радикального типа).	3,2-6
Суперконцентрат белый СКГП-004. Белые суперконцентраты изготавливаются на основе полимеров и имеют большое количество диоксида титана TiO₂ (белого пигмента).	3,2-6
Клей INDOPOL Полиизобутилен	0,99-1,2
Биоразлагающий компонент продеградант d2w (относят к классу оксо-биоразлагаемых, поскольку их разрушение происходит в два этапа: 1) окисление и 2) биоразложение).	1,5-2
Оксид магния в наноформе MgO	0,01-0,1
Гранулят вторичный	Остальное

Изделия, полученные из этой композиции, биологически разлагаются в течение не более 1 года.

Механизм разложения с помощью добавки d2w следующий: сначала происходит процесс окисления, вызванный воздействием света, тепла и механических нагрузок; затем - процесс биоразложения полимера микроорганизмами. Рассмотрим механизм действия добавки d2w более подробно. Полиолефины, которые подверглись окислительной деструкции, представляют собой молекулы с уменьшенной молекулярной массой и гидрофильными поверхностями. Уменьшение молекулярной массы полиолефина от 300000 до 40000 вместе с проникновением кислорода, который содержит функциональные группы (радикалы), ведет к биоразложению. Присутствующие в добавке соли переходных металлов (кобальта, железа, марганца, меди, цинка, церия, никеля) создают свободные радикалы, которые, в свою очередь, ведут к появлению гидро- и пероксидов в форме альдегидов, кетонов, эфиров, спиртов и карбоновых кислот. Именно эти продукты затем и подвергаются биоразложению. Многочисленные бактериальные клетки и грибковые споры колонизируются на участках разлома и по всей толщине пленки.

Как оказалось, присутствие 0,01-0,1 масс. % оксида магния в наноформе за счет увеличения количества переходного металла в такой форме способствует уменьшению срока биоразложения с 2 лет до одного года.

Во избежание увеличения срока биоразложения изделий из заявляемой композиции не рекомендуется их брать больше или меньше пределов, указанных в формуле и примерах.

Пример 1. Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция для изделий, содержащая полиэтилен, биоразлагающий наполнитель в качестве технологических добавок дополнительно используют добавку в качестве биоразлагающего наполнителя d2w и оксид магния в наноформе при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Sabic 318 B	62
Exceed 3518СВ	5,1
ПВД 15813-020	3,2
Суперконцентрат белый СКГП-004	3,2
Клей INDOPOL	0,99
Биоразлагающий компонент про-деградант d2w	1,5
Оксид магния в наноформе	0,01
Гранулят вторичный	Остальное

Изделия, полученные из этой композиции, биологически разлагаются в течение не более 1 года.

Пример 2. Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция для изделий, содержащая полиэтилен, биоразлагающий наполнитель в качестве технологических добавок, дополнительно используют добавку в качестве биоразлагающего наполнителя d2w и оксид магния в наноформе при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Sabic 318 B	66
Exceed 3518СВ	7
ПВД 15813-020	6
Суперконцентрат белый СКГП-004	6
Клей INDOPOL	1,2
Биоразлагающий компонент про-деградант d2w	2
Оксид магния в наноформе	0,1
Гранулят вторичный	Остальное

Изделия, полученные из этой композиции, биологически разлагаются в течение не более 1 года.

Пример 3. Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция для изделий, содержащая полиэтилен, биоразлагающий наполнитель в качестве технологических добавок дополнительно используют добавку в качестве биоразлагающего наполнителя d2w и оксид магния в наноформе при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Sabic 318 B	64
Exceed 3518СВ	6
ПВД 15813-020	4
Суперконцентрат белый СКГП-004	4
Клей INDOPOL	1,1
Биоразлагающий компонент про-деградант d2w	1,75
Оксид магния в наноформе	0,05
Гранулят вторичный	Остальное

Изделия, полученные из этой композиции, биологически разлагаются в течение не более 1 года.

Биологически разрушаемая высоконаполненная термопластичная композиция для изделий, содержащая полиэтилен и биоразлагающий наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве полиэтилена содержит полиэтилены марок Sabic 318 B, Exceed 3518CB, ПВД 15813-020 и дополнительно содержит суперконцентрат белый СКГП-004, клей INDOPOL, биоразлагающий наполнитель про-деградант d2w, оксид магния в наноформе и гранулят вторичный при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Sabic 318 B	62-66
Exceed 3518СВ	5,1-7
ПВД 15813-020	3,2-6
суперконцентрат белый СКГП-004	3,2-6
клей INDOPOL	0,99-1,2
биоразлагающий наполнитель про-деградант d2w	1,5-2
оксид магния в наноформе	0,01-0,1
гранулят вторичный	остальное.

Изобретение относится к вспененному полимерному пеноматериалу с открытыми порами и к способу его получения. Пеноматериал выполнен из композиции, содержащей дисперсию полиолефина с высокой степенью кристалличности, сшитое связующее и поверхностно-активное средство.

Композиция пленки // 2631651

Изобретение относится к пленке, полученной из полиэтиленовой композиции. Композиция полиэтилена обладает плотностью, равной 948-956 кг/м3, индексом расплава при повышенном напряжении сдвига, HLMI, равным 7-15, динамическим модулем упругости расплава G' при динамической частоте, при которой модуль потерь G''=3000 Па, G'(G''=3000) равен 1400-1800 Па, и значением Mz/G'(G''=3000), равным не менее 900 Да/Па, где Mz означает z-среднюю молекулярную массу.

Способ получения порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного наночастицами серебра // 2631567

Изобретение относится к получению сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наночастицами серебра. Способ включает импрегнирование СВМПЭ органическим раствором наносеребра.

Полимерная композиция для изготовления биодеградируемых изделий // 2629680

Изобретение относится к получению полимерных композиций, содержащих полиэтилен и биоразлагаемый наполнитель, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов, с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками.

Антимикробная полимерная композиция // 2625468

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к антимикробным полимерным композициям, обладающим бактерицидными свойствами и предназначенным для использования в различных отраслях промышленности и медицины.

Полимерный нанокомпозиционный материал триботехнического назначения с ориентированной структурой // 2625454

Изобретение относится к нанокомпозиционному материалу с ориентированной структурой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, который может быть использован для изготовления триботехнических изделий, таких как подшипники скольжения, втулки, применяемые в слабо- и средненагруженных узлах трения, в том числе в эндопротезах коленных и тазобедренных суставов в качестве полимерного вкладыша.

Композиционный противофильтрационный материал на основе вторичного полиэтилена // 2625448

Изобретение относится к композиционным противофильтрационным материалам на основе вторичного полиэтилена и может быть использовано для противофильтрационной защиты оросительных каналов, водоемов и накопителей.

Способная к линейному раздиру многослойная пленка // 2622409

Настоящее изобретение относится к многослойной пленке. Описана многослойная пленка с последовательностью из (а) слоя (а) на основе по меньшей мере одного полиэтилена с низкой плотностью (ПЭНП), составляющей от 0,915 до 0,930 г/см3, или на основе смеси из (α) по меньшей мере одного полиэтилена с низкой плотностью (ПЭНП), составляющей от 0,915 до 0,930 г/см3, и (β) по меньшей мере одного гомо- или сополимера нециклического С2-С6 олефина, отличного от полиэтиленового компонента (α), (б) слоя (б) на основе смеси из по меньшей мере одного полиэтилена с низкой плотностью (ПЭНП), составляющей от 0,915 до 0,930 г/см3, и по меньшей мере одного сополимера циклоолефина, представляющего собой сополимер С6-С12 циклоолефина и С2-С4 олефина, и (в) слоя (в) на основе по меньшей мере одного полиэтилена с низкой плотностью (ПЭНП), составляющей от 0,915 до 0,930 г/см3, или смеси из (α) по меньшей мере одного полиэтилена с низкой плотностью (ПЭНП), составляющей от 0,915 до 0,930 г/см3, и (β) по меньшей мере одного гомо- или сополимера нециклического С2-С6 олефина, отличного от полиэтиленового компонента (α), в которой слой (а), соответственно слой (в) имеют толщину от 5 до 25 мкм, а слой (б) имеет толщину от 5 до 30 мкм, при этом усилие раздира многослойной пленки в продольном направлении и в поперечном ему направлении составляет максимум по 1000 мН, а отношение усилия ее раздира в продольном направлении к усилию ее раздира в поперечном ему направлении составляет от 2:1 до 1:2, в каждом случае при испытании по методу Эльмендорфа в соответствии со стандартом DIN EN ISO 6383-2.

Полиэтиленовая композиция с высокими механическими свойствами // 2621045

Изобретение относится к полиэтиленовой композиции, предназначенной для изготовления экструдированных изделий, в том числе таких как трубы. Композиция имеет плотность от 0,945 до 0,955 г/см3, соотношение MIF/MIP от 30 до 45, индекс кристаллизации при сдвиге SIC от 1,0 до 2,5 и индекс ветвления длинных цепей, равный или превышающий 0,85.

Улучшенные композиции смолы для покрытий, наносимых методом экструзии // 2619127

Изобретение относится к композиции для покрытий, нанесенных методом экструзии. Композиция содержит от 50 до 90 мас.% первого полиэтиленового компонента, от 1 до 10 мас.% второго полиэтиленового компонента и от 10 до 50 мас.% третьего полиэтиленового компонента.

Экологически безопасный упаковочный материал на основе полилактида // 2626022

Изобретение относится к технологии получения композитных полимерных упаковочных материалов и может быть использовано в пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве и в быту.

Биологически разлагаемая полимерная композиция с высокой деформируемостью // 2605592

Изобретение относится к биологически разлагаемой полимерной композиции. Композиция содержит, мас.ч.: полигидроксиалканоат 5-95 и полимолочную кислоту или лактид 95-5.

Способ получения белково-полисахаридной биоразлагаемой пленки // 2604223

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к композициям гомогенных биоразлагаемых пленок, которые можно использовать для производства различных изделий промышленного, бытового и медицинского назначения.

Биологически разлагаемый пластик и его применение // 2599770

Данное изобретение относится к биологически разлагаемому пластику, обладающему повышенной скоростью биологического разложения. Биологически разлагаемый пластик с повышенной скоростью биологического разложения отличается тем, что он содержит: (а) примерно от 0,1 до 40% масс.

Биоразрушаемый материал и способ получения биоразрушаемого материала // 2588222

Изобретение направлено на разработку биоразрушаемого материала с улучшенной способностью к разрушению в биологической среде, повышенной способностью к восстановлению формы после деформации материала и улучшенной эластичностью.

Полиэфирная композиция // 2587167

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.

Биоразрушаемая частица, вещество для васкулярной эмболизации и способ получения биоразрушаемых частиц // 2585104

Изобретение относится к медицине, а именно к эндоваскулярной хирургии, и раскрывает биоразрушаемую частицу для эмболизации и способ получения стерилизованной биоразрушаемой частицы.

Биорассасывающиеся полимерные композиции, способы их обработки и изготовленные из них медицинские устройства // 2583007

Изобретение относится к биорассасывающимся полимерным смесям, которые могут использоваться для получения медицинских устройств. В изобретении раскрыты новые биорассасывающиеся полимерные смеси.

Способ получения сополимеров микробного происхождения, образованных мономерами 3-гидроксимасляной и 4-гидроксимасляной кислот // 2582255

Изобретение относится к биотехнологии и предназначено для получения биоразрушаемых сополимеров 3-гидроксимасляной и 4-гидроксимасляной кислот [П(3ГБ/4ГБ)], обладающих свойствами эластомеров, перспективных для различных сфер применения: в медицине, в фармакологии.

Способ получения биоразлагаемого материала и биоразлагаемый материал, произведенный с помощью указанного способа // 2577574

Изобретение относится к области производства биоразлагаемых с помощью редуцентов материалов, а также биоразлагаемой полимерной композиции. Способ получения биоразлагаемого материала включает ацилирование целлюлозы молочной кислотой в неводной среде, извлечения, смешивание с полимолочной кислотой и экструдирование, при этом в качестве источника целлюлозы используют целлюлозосодержащие отходы, которые перемешивают с молочной кислотой и помещают в дезинтегратор-активатор ударного действия, в котором осуществляют обработку при температуре не выше 70°С с энергией воздействия 600-800 кДж на 1 кг смеси с обеспечением замены водорода по меньшей мере одной гидроксильной группы макромолекулы целлюлозы на остаток молочной кислоты.

Вулканизующиеся композиции на основе содержащих эпоксидные группы нитрильных каучуков // 2622655

Изобретение относится к вулканизующимся композициям на основе нитрильных каучуков, содержащих эпоксидные группы, особые кислотные сшивающие агенты, а также ускорители сшивания, в которых отсутствует необходимость использовать обычные сшивающие агенты.