LT7108B - Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas - Google Patents
Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT7108B LT7108B LT2023514A LT2023514A LT7108B LT 7108 B LT7108 B LT 7108B LT 2023514 A LT2023514 A LT 2023514A LT 2023514 A LT2023514 A LT 2023514A LT 7108 B LT7108 B LT 7108B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- cellulose acetate
- granules
- plastic
- preparation
- compositions
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 title claims abstract description 39
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims description 30
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims abstract description 5
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 15
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 15
- DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N Triethyl citrate Chemical compound CCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCC)CC(=O)OCC DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 claims description 9
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 claims description 9
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 claims description 9
- 239000001069 triethyl citrate Substances 0.000 claims description 8
- VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N triethyl citrate Natural products CCOC(=O)C(O)(C(=O)OCC)C(=O)OCC VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000013769 triethyl citrate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 3
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229920000147 Styrene maleic anhydride Polymers 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 3
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- -1 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- IEXKUCOGQITOPO-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO IEXKUCOGQITOPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ILLKMACMBHTSHP-UHFFFAOYSA-N tetradecaethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO ILLKMACMBHTSHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCMLQMDWSXFTIF-UHFFFAOYSA-N 2-methylbenzenesulfonimidic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(N)(=O)=O YCMLQMDWSXFTIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZBLUWVMZMXIKZ-UHFFFAOYSA-N 2-o-(2-ethoxy-2-oxoethyl) 1-o-ethyl benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound CCOC(=O)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC PZBLUWVMZMXIKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLLAPUKFTVRUJJ-UHFFFAOYSA-N 4-(2,2-dimethoxyethoxycarbonyl)benzoic acid Chemical compound COC(COC(=O)C1=CC=C(C=C1)C(=O)O)OC YLLAPUKFTVRUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOJCZVPJCKEBQV-UHFFFAOYSA-N Butyl phthalyl butylglycolate Chemical compound CCCCOC(=O)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC GOJCZVPJCKEBQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000623 Cellulose acetate phthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 1
- LQLQDKBJAIILIQ-UHFFFAOYSA-N Dibutyl terephthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCCCC)C=C1 LQLQDKBJAIILIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical class OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N TOTP Chemical compound CC1=CC=CC=C1OP(=O)(OC=1C(=CC=CC=1)C)OC1=CC=CC=C1C YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MJOQJPYNENPSSS-XQHKEYJVSA-N [(3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxyoxan-3-yl] acetate Chemical compound CC(=O)O[C@@H]1CO[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O MJOQJPYNENPSSS-XQHKEYJVSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 229940081734 cellulose acetate phthalate Drugs 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- ONIHPYYWNBVMID-UHFFFAOYSA-N diethyl benzene-1,4-dicarboxylate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCC)C=C1 ONIHPYYWNBVMID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N diglycerol Chemical compound OCC(O)COCC(O)CO GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N o-dicarboxybenzene Natural products OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229940113115 polyethylene glycol 200 Drugs 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/18—Plasticising macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0016—Plasticisers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Išradime atskleidžiamas termiškai perdirbamos celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas, apimantis šiuos etapus: CA granulių frakcionavimą; pirminį CA granulių sumaišymą su plastikliu; pirminio mišinio apdorojimą nuolatiniu arba impulsiniu ultragarsu. Būdo etapai leidžia paruošti termoplastines polimerines kompozicijas su pagerintomis lydalo takumo charakteristikomis, taip sudarant sąlygas kompozicijų iš biožaliavų terminiam perdirbimui. Būdo etapai leidžia sumažinti energijos kiekį, reikalingą ekstruzijos procesui, todėl ekstruzijos procesas yra energetiškai palankus. Būdo etapai taip pat sumažina mažos molekulinės masės plastiklių išgaravimą, taip leisdami gauti kompozicijas su sumažinta plastiklių migracija ir aplinkai draugišku poveikiu.
Description
TECHNIKOS SRITIS
Išradimas yra susijęs su termiškai perdirbamų celiuliozės acetato kompozicijų gavimo būdu.
TECHNIKOS LYGIS
Sintetiniai termoplastikai yra plačiai naudojami įvairiems tikslams dėl savo puikių mechaninių savybių, cheminio atsparumo ir ilgaamžiškumo. Tačiau tokių sintetinių polimerų trūkumas yra tas, kad gamtoje jie patys nesuyra, o juos deginant išsiskiria kenksmingos medžiagos.
Pastaruoju metu aplinkos taršos problema tapo didele socialine problema, todėl biologiškai skaidūs termoplastikai, kurie gamtoje gali visiškai suirti į nekenksmingas liekanas, aktyviai tiriami ir sulaukia susidomėjimo visame pasaulyje.
Nors biologiškai skaidūs termoplastiniai polimerai, tokie kaip polibutilensukcinatas ir polietilensukcinatas, yra pakankamai biologiškai skaidūs, jie nėra ekonomiški dėl didelės kainos arba jų lydymosi temperatūra yra žema. Todėl gaminant įvairius gaminius, pavyzdžiui, pakavimo medžiagas, sunku sukurti gaminius, kurie būtų termiškai stabilūs.
Pastaruoju metu tokie produktai kaip polipieno rūgštis arba krakmolas sulaukia vis daugiau dėmesio naujausiuose gaminiuose iš biomasės, kuri gaunama iš gamtos. Tačiau iš polipieno rūgšties pagaminti produktai nėra pakankamai bioskaidūs, pvz. namų komposto sąlygomis. Tuo tarpu krakmolo kompozicijų terminis perdirbimas, pvz. terminės ekstruzijos ar liejimo būdu yra vis dar sudėtingas.
Celiuliozės dariniai, tokie kaip celiuliozė, celiuliozės esteriai ir celiuliozės eteriai, pastaruoju metu sulaukia didelio dėmesio kaip medžiagos gaunamos iš biomasės, kurių pasaulyje pagaminama daugiausia ir kurios yra bioskaidžios natūralioje aplinkoje. Tipiški šiuo metu komerciškai naudojamų celiuliozės esterių pavyzdžiai yra celiuliozės acetatas, celiuliozės acetato propionatas, celiuliozės acetato butiratas ir celiuliozės acetato ftalatas. Jie gali būti apdorojami ir perdirbami pridedant tinkamų pagalbinių medžiagų ir yra plačiai naudojami atitinkamoms įrangos, automobilių, lėktuvų ir elektros prietaisų dalims, buities reikmėms ir panašiai paskirčiai dėl gero stiprumo ir paviršiaus lygumo.
Celiuliozės acetatas yra vienas iš komercinių celiuliozės darinių, kuris yra labai kieta medžiaga, pasižyminti puikiu optiniu skaidrumu, bet prastu perdirbamumu, todėl apdorojant reikalinga didelė plastiklio koncentracija, nes modifikuotos celiuliozės terminio skilimo ir lydymosi temperatūros yra labai artimos. Todėl liejimo kompozicija negali būti perdirbama termoplastiniu būdu, nebent būtų pridėta plastiklio. Dėl šios priežasties prieš termoplastiškais perdirbant reikia įmaišyti tinkamo plastiklio. Tam gali būti naudojami įvairūs plastikliai.
Tikimasi, kad naudojant didelės molekulinės masės plastiklius gauto termoplastinio celiuliozės acetato fizikinės savybės bus tinkamesnės nei naudojant mažos molekulinės masės plastiklius. Tačiau gerai žinoma, kad pridedant didelės molekulinės masės plastiklių labai sunku rasti reikiamus derinius, nes entropijos efektas mišiniui perdirbti yra maždaug viena eile mažesnis nei naudojant mažos molekulinės masės plastiklius. Be to, didelės molekulinės masės plastiklius parinkti nėra lengva, todėl kaip celiuliozės acetato plastikliai naudojami mažos molekulinės masės plastikliai. Plastiklių pavyzdžiai: dimetiltereftalatas, dietiltereftalatas, dibutiltereftalatas, dimetoksietiltereftalatas, etilftaliletilglikolatas, butilftalilbutilglikolatas, diglicerolio tetraacetatas, o-toluensulfonamidas, trifenilfosfatas, trikrezilfosfatas, triacetinas, mažos molekulinės masės kaprolaktonas, ftalio rūgšties esteris, glikolio rūgšties dariniai, glicerino dariniai, fosfato esteriai ir panašūs. Yra ribotas plastiklių, suderinamų su celiuliozės acetatu, skaičius.
Be to, norint gerai išmaišyti - plastifikavimas reikalauja daug laiko ir energijos. Pavyzdžiui, yra pramoninis būdas 6 valandos maišymo maišytuve 90 °C temperatūroje, kad būtų pasiekta vienalytė konsistencija, ir tada perdirbimas ekstruderiu 210 °C temperatūroje. Be to, mažos molekulinės masės plastiklio naudojimo trūkumas yra tas, kad apdorojimo metu dėl karščio plastiklis garuoja, o suformuoto gaminio paviršius tampa drumstas, pablogėja skaidrumas, o po iš suformuoto gaminio, pvz. plėvelės išsiskiria plastiklis (plastiklis koncentruojasi paviršiuje).
Kaip aprašyta aukščiau, ne visada lengva celiuliozės acetatą plastifikuoti pridedant plastiklio, nepaisant to, ar jis yra didelės molekulinės masės, ar mažos molekulinės masės.
Kinijos patento publikacijoje Nr. CN110372915B atskleidžiami aukštos kokybės inžineriniai plastikai iš biožaliavų ir jų gavimo būdas. Gavimo būdas apima šias pakopas, kai (1) atliekamas svėrimas, žaliavinė medžiaga CA išdžiovinama, išdžiovinta CA žaliava, poli(stireno-ko-maleino anhidridas) (SMA) ir katalizatorius 4-dimetilaminopiridinas (DMAP) atitinkamai pasveriami; (2) atliekamas pirminis sumaišymas, DMAP disperguojamas CA milteliuose, CA kiekiui esant 8001200 kartų didesniam nei DMAP kiekis, o gauti DMAP ir CA milteliai frakcionuojami baziniam mišiniui sudaryti; kuris sumaišomas su atitinkamu CA miltelių kiekiu, kad susidarytų mišinys; po to, į mišinį įdedamas SMA, kad susidarytų pirminis mišinys; (3) atliekamas ekstruzinis granuliavimas, pirminis mišinys išspaudžiamas per dviejų sraigtų ekstruderį granuliavimo režimu, kad būtų gautos granuliuotos medžiagos; ir (4) džiovinama, granuliuotos medžiagos atvėsinamos, granuliuojamos į dervą ir džiovinamos, kad būtų gautas aukštos kokybės inžinerinis plastikas iš biožaliavų. Pagal šį gamybos būdą SMA ir CA naudojami skiepijimo reakcijoje, veikiant katalizatoriui DMAP, o termoplastinio celiuliozės acetato inžinerinis plastikas gaminamas tiesiogiai be plastiklio. Pagrindinis išradimo trūkumas yra tas, kad atskleistame termoplastinio celiuliozės acetato gamybos būde naudojami sintetiniai ir toksiški iš naftos gaunami reagentai, tokie kaip poli(stireno-ko-maleino anhidridas) ir 4-dimetilaminopiridinas. Kiti trūkumai - nepatenkinamos lydalo takumo charakteristikos ir didelė plastiklių migracija, dėl kurios terminis perdirbimas reikalauja didesnių energijos sąnaudų.
Šis išradimas yra skirtas pašalinti aukščiau išvardintus trūkumus ir sukurti papildomų pranašumų, palyginti su ankstesniais būdais.
TRUMPAS IŠRADIMO APRAŠYMAS
Termoplastinių celiuliozės acetato kompozicijų gavimo būdas, apimantis CA frakcionavimą pirmame etape, pirminį sumaišymą su plastikliu antrajame etape ir pirminio mišinio apdorojimą nuolatiniu arba impulsiniu ultragarsu trečiame etape.
Taikomas apdorojimas ultragarsu pagerina celiuliozės acetato ir plastiklio sumaišymą, palengvindamas plastiklio skverbimąsi į celiuliozės acetato granules, plastiklio molekulių pasiskirstymą kompozicijoje ir mišinio homogenizavimą.
Šis išradimas pateikia termoplastines polimerines kompozicijas su pagerintomis lydalo takumo charakteristikomis, paprastomis terminio perdirbimo sąlygomis. Be to, šis išradimas leidžia sumažinti ekstruzijos procesui reikalingus energijos kiekius, taip pasiūlydamas energetiškai palankų ekstruzijos procesą. Taip pat šis išradimas leidžia sumažinti mažos molekulinės masės plastiklių garavimą ir gauti kompozicijas, kuriose sumažėja plastiklių migracija ir kurios yra nekenksmingos aplinkai.
DETALUS IŠRADIMO APRAŠYMAS
Reikėtų suprasti, kad pateikiama daug konkrečių detalių, siekiant pateikti išsamų ir suprantamą išradimo įgyvendinimo varianto aprašymą. Tačiau šios srities specialistas supras, kad įgyvendinimo pavyzdžiai neriboja išradimo taikymo, kuris gali būti įgyvendintas be šių specialių nurodymų. Kad būtų išvengta klaidinimo, gerai žinomi metodai, procedūros ir komponentai nebuvo išsamiai aprašyti įgyvendinimo variante. Be to, šis aprašymas neturėtų būti laikomas apribojančiu išradimą tik pateiktais įgyvendinimo pavyzdžiais, o tik kaip vienu iš galimų išradimo įgyvendinimų.
Sutrumpinimai, naudojami išradimo aprašyme ir apibrėžtyje:
- CA - celiuliozės acetatas.
- Polietilenglikolis 200 - PEG.
- Triacetinas - TA.
- Trietilo citratas - TEC.
Lydalo masinio takumo rodiklis - MFR.
Termoplastinio celiuliozės acetato kompozicijos gavimo būdas pagal išradimą apima šiuos etapus:
- pirmasis etapas - frakcionavimas. CA žaliavos granulės frakcionuojamos naudojant metalinių sietų sistemą, atskiriant ir gaunant CA granules, kurių dalelių dydis yra 0,16-0,63 mikrometro;
- antrasis etapas - pirminis sumaišymas. Pirmajame etape gautos CA granulės tolygiai sumaišomos su plastikliu, pasirinktu iš polietilenglikolio, triacetino, trietilo citrato arba jų derinio;
- trečiasis etapas - apdorojimas ultragarsu. Antruoju etapu gautas pirminis mišinys apdorojamas nuolatiniu arba impulsiniu ultragarsu.
Antrajame etape CA koncentracija yra pageidautina 50-90 masės %, o plastiklio koncentracija yra pageidautina 10-50 masės %. Trečiajame etape nuolatinio ultragarso galia yra 30-120 W, dažnis - 850 kHz, o apdorojimo nuolatiniu ultragarsu trukmė - 30-240 min., kai pirminis mišinys apdorojamas nuolatiniui ultragarsu. Trečiajame etape impulsinio ultragarso galia yra 30-120 W, dažnis - 850 kHz, o apdorojimo impulsiniu ultragarsu trukmė - 30-240 min., kai pirminis mišinys apdorojamas impulsiniu ultragarsu.
Išradime aprašytas ultragarsinis apdorojimas suteikia šiuos privalumus:
- termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos pasižymi geresnėmis lydalo takumo savybėmis, todėl jas lengva termiškai apdoroti, ir
- iš termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos terminio perdirbimo metu mažiau išgaruoja mažos molekulinės masės plastiklių, todėl kompozicijos pasižymi mažesne plastiklių migracija ir yra draugiškos aplinkai, ir
- termoplastinių celiuliozės acetato kompozicijų ekstruzijos procesui reikia mažesnio energijos kiekio, todėl ekstruzijos procesas yra energetiškai palankus.
Išradimo pavyzdžiai
Pagal pirmąjį konkretų termoplastinio celiuliozės acetato kompozicijos gavimo būdo pavyzdį šis būdas apima šiuos etapus:
- pirmasis etapas - frakcionavimas. CA žaliavos granulės frakcionuojamos naudojant metalinių sietų sistemą, kad būtų atskirtos ir gautos CA granulės, kurių dalelių dydis yra 0,16-0,63 mikrometrų.
- antrasis etapas - pirminis sumaišymas. Pirmajame etape gautos CA granulės tolygiai sumaišomos su plastikliu, pasirinktu iš polietilenglikolio, triacetino, trietilo citrato arba jų derinio, naudojant reaktorių su mentiniu maišikliu besisukančiu 5000 apsukų per minutę greičiu ir purkštuvu, kurio purškimo greitis yra 10 litrų per valandą.
- trečiasis etapas - apdorojimas ultragarsu. Antrojo etapo metu gautas pirminis mišinys apdorojamas nuolatiniu ultragarsu 25±1 laipsnių Celsijaus temperatūroje, naudojant didelės galios (30-120 W) ultragarso vonią su 850 kHz aukšto dažnio ultragarso nesufokusuotu siųstuvu ir dviejų sieneliųstiklinio cilindro aušinimo sistema.
Pagal antrąjį konkretų termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos gavimo būdo pavyzdį šis būdas apima šiuos etapus:
- pirmasis etapas - frakcionavimas. CA žaliavos granulės frakcionuojamos naudojant metalinių sietų sistemą, kad būtų atskirtos ir gautos CA granulės, kurių dalelių dydis yra 0,16-0,63 mikrometrų.
- antrasis etapas - pirminis sumaišymas. Pirmajame etape gautos CA granulės tolygiai sumaišomos su plastikliu, pasirinktu iš polietilenglikolio, triacetino, trietilo citrato arba jų derinio, naudojant reaktorių su mentiniu maišikliu besisukančiu 5000 apsukų per minutę greičiu ir purkštuvu, kurio purškimo greitis yra 10 litrų per valandą.
- trečiasis etapas - apdorojimas ultragarsu. Antrojo etapo metu gautas pirminis mišinys apdorojamas impulsiniu ultragarsu 25±1 laipsnių Celsijaus temperatūroje, naudojant didelės galios (30-120 W) ultragarso vonią su 850 kHz aukšto dažnio ultragarso nesufokusuotu siųstuvu ir dviejų sienelių stiklinio cilindro aušinimo sistema.
Be to, žaliavos, naudojamos pirmajame ir antrajame būdo pagal išradimą pavyzdžiuose, yra išvardintos:
- CA, kurio pakeitimo laipsnis yra 2,46;
- PEG, kurio vidutinė molekulinė masė yra 200 daltonų;
- TA, kuriame triacetino kiekis yra 99 %;
- TEC, kuriame trietilcitrato kiekis yra 98 %.
Antrojo pavyzdžio lydalo takumo savybių įvertinimo duomenys yra tokie:
MFR buvo nustatytas pagal ISO1133 standarto Method A naudojant ekstruzinį plastomatį, kurio cilindro temperatūra 190°C; masės apkrova 10 kg; antgalio skersmuo 2,095 mm, ilgis 8 mm; įkaitinimo laikas 5 min. Gautų kompozicijų mėginiai buvo nukertami nustatytais laiko intervalais, kiekvieno mėginio bandymas buvo kartojamas ne mažiau kaip 5 kartus ir buvo apskaičiuojama vidutinė vertė. MFR išreikštas gramais per 10 min.
Antrajame pavyzdyje aprašytų kompozicijų mėginių rezultatai buvo palyginti su tuščiaisiais mėginiais, t. y. neapdorotais ultragarsu, ir pateikti 1 lentelėje.
lentelė. Termoplastinių celiuliozės acetato kompozicijų lydalo takumo charakteristikos
| Pavyzdys | Plastiklis | CA kiekis, masės % | Plastiklio kiekis, masės % | Impulsinio 120 W ultragarso poveikio trukmė, min. | MFR, g/10 min |
| CA75/TEC25/UG0 | TEC | 75 | 25 | 0 | 3,4±0,2 |
| CA75/TEC25/UG60 | TEC | 75 | 25 | 60 | 3,7±0,3 |
| CA75/TEC25/UG120 | TEC | 75 | 25 | 120 | 4,0±0,1 |
| CA75/TA25/UG0 | TA | 75 | 25 | 0 | 9,5±1,2 |
| CA75/TA25/UG60 | TA | 75 | 25 | 60 | 10,8±0,9 |
| CA75/TA25/UG120 | TA | 75 | 25 | 120 | 11,2±1,0 |
| CA65/PEG35/UG0 | PEG | 65 | 35 | 0 | 30,3±2,3 |
| CA65/PEG35/UG60 | PEG | 65 | 35 | 60 | 31,6±1,8 |
| CA65/PEG35/UG120 | PEG | 65 | 35 | 120 | 33,3±2,2 |
Aukščiau pateikti rezultatai rodo, kad po 60-120 min. apdorojimo ultragarsu pagerėjo celiuliozės acetato kompozicijų su plastikliais, parinktais iš polietilenglikolio, triacetino, trietilcitrato arba jų derinio, lydalo takumo savybės.
Lyginant celiuliozės acetato kompozicijas, kurių sudėtyje yra trietilcitrato, triacetino ir polietilenglikolio, 120 min. apdorotas impulsiniu ultragarsu su neapdorotais mėginiais, MFR padidėjo atitinkamai 17,6, 17,7 ir 9,9 procentų. Apibendrinant galima teigti, kad apdorojant ultragarsu termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos pasižymėjo geresnėmis lydalo takumo savybėmis, todėl jas galima lengvai termiškai perdirbti.
Antrojo pavyzdžio termogravimetrinės analizės duomenys yra tokie:
Termogravimetrinė analizė atlikta Perkin-Elmer TGA prietaisu. Matavimai buvo atliekami kaitinant 10 oC/min. greičiu azoto atmosferoje. Apie 10 mg termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos buvo įdėta į keraminį indą. Termogravimetrinės kreivės buvo registruojamos ir analizuojamos.
Antrajame pavyzdyje aprašytų kompozicijų mėginių rezultatai buvo palyginti su tuščiais mėginiais, t. y. neapdorotais ultragarsu, ir pateikti 2 lentelėje.
lentelė. Termoplastinių celiuliozės acetato kompozicijų termogravimetrinės analizės duomenys
| Pavyzdys | CA kiekis, masės % | Plastiklio PEG kiekis, masės % | Impulsinio 120 W ultragarso apdorojimo trukmė, min. | Plastiklio pašalinimo temperatūros intervalas, °C |
| CA85/PEG15/UG0 | 85 | 15 | 0 | 148-250 |
| CA85/PEG15/UG120 | 85 | 15 | 120 | 157-264 |
| CA75/PEG25/UG0 | 75 | 25 | 0 | 150-269 |
| CA75/PEG25/UG120 | 75 | 25 | 120 | 160-287 |
Aukščiau pateikti rezultatai rodo, kad po apdorojimo ultragarsu PEG plastifikatoriaus migracija iš celiuliozės acetato kompozicijos sumažėjo. PEG pašalinimas iš visų kompozicijų prasidėjo esant aukštesnei nei 148 oC temperatūrai, o ultragarsu apdorotų kompozicijų ši temperatūra buvo aukštesnė nei 157 oC. Taigi, PEG migracija po apdorojimo ultragarsu prasidėjo 10 laipsnių aukštesnėje temperatūroje. Ultragarsu apdorotose termoplastinėse celiuliozės acetato kompozicijose mažos molekulinės masės plastiklio garavimas sumažėjo dėl stipresnės tarpmolekulinės sąveikos tarp plastiklio ir CA grandinių. Tai svarbu termiškai apdorojant celiuliozės acetato kompozicijas, o taip pat termoplastiniams gaminiams iš biožaliavų senstant.
Antrojo pavyzdžio ekstruzijos parametrų nustatymas yra toks:
Antrajame pavyzdyje aprašytos sudėties bandiniai buvo ekstruduojami naudojant dviejų kartu besisukančių sraigtų ekstruderį, sudarytą iš 6 segmentų cilindro; kurio ilgio ir skersmens santykis (L/D santykis) yra 40:1. Sraigto greitis nustatytas 40 aps./min., dozavimo greitis buvo 0,075 kg per valandą. Pirmame segmente, dozavimo zonoje, buvo nustatyta 140 oC temperatūra, o visuose likusiuose segmentuose - 150, 170 arba 190 oC temperatūra.
Antrajame pavyzdyje aprašytų kompozicijų mėginių rezultatai yra palyginami su tuščiųjų mėginių (neapdorotų ultragarsu) rezultatais ir pateikiami 3 lentelėje.
lentelė. Termoplastinių celiuliozės acetato kompozicijų ekstruzijos parametrų duomenys
| Pavyzdys | CA kiekis, masės % | Plastiklio TA kiekis, masės % | Impulsini o 120 W ultragars o apdoroji mo trukmė, min | Ekstruz ijos temper atūra, °C | SME, kJ/kg | Sukimo momentas, N*m | Slėgis, bar |
| CA65/TA35/UG0/T15 0 | 65 | 35 | 0 | 150 | 2328 ± 2 | 4,50 ± 0,04 | 17,1 ± 0,1 |
| CA65/TA35/UG120/T 150 | 65 | 35 | 120 | 150 | 2322 ± 3 | 4,21 ± 0,06 | 18,0 ± 0,1 |
| CA65/TA35/UG0/T17 0 | 65 | 35 | 0 | 170 | 1740 ± 3 | 3,30 ± 0,02 | 19,8 ± 0,2 |
| CA65/TA35/UG120/T 170 | 65 | 35 | 120 | 170 | 1703 ± 1 | 3,15 ± 0,03 | 20,1 ± 0,1 |
| CA65/TA35/UG0/T19 0 | 65 | 35 | 0 | 190 | 1453 ± 3 | 2,44 ± 0,05 | 22,8 ± 0,1 |
| CA65/TA35/UG120/T 190 | 65 | 35 | 120 | 190 | 1258 ± 2 | 2,62 ± 0,02 | 23,0 ± 0,1 |
Iš 3 lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad specifinė mechaninė energija (SME) ir sukimo momentas yra mažesni ultragarsu prieš ekstruziją apdorotoms termoplastinėms celiuliozės acetato kompozicijoms. Tuo tarpu prieš ekstruziją ultragarsu apdorotų termoplastinių CA kompozicijų atveju , ekstruduojant slėgis prie antgalio šiek tiek padidėja. Apibendrinant galima teigti, kad apdorojant ultragarsu gaunamos termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos, kurių ekstruzijai reikia mažesnio energijos kiekio, todėl ekstruzijos procesas yra energetiškai palankus.
Antrojo pavyzdžio poveikis galioja ir pirmojo pavyzdžio, ir kitų išradimo aprėpties pavyzdžių atveju.
Nors šiame išradimo aprašyme išvardinta daugybė charakteristikų ir privalumų, taip pat konstrukcinių detalių ir požymių, aprašymas pateikiamas kaip išradimo įgyvendinimo pavyzdys. Nenukrypstant nuo išradimo principų, detalės, ypač forma, dydis ir išdėstymas, gali būti keičiami, atsižvelgiant į plačiausiai suprantamas apibrėžties punktuose vartojamų sąvokų ir apibrėžimų reikšmes.
Claims (7)
1. Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas, apimantis frakcionavimą, pirmą etapą, kur žaliavinės medžiagos CA granulės yra frakcionuojamos, pirminį sumaišymą, antrą etapą, kur CA granulės, gautos pirmame etape tolygiai sumaišomos su plastikliu, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad būdas toliau apima apdorojimą ultragarsu kaip trečiąjį etapą, kur pirminio sumaišymo etape gautas pirminis mišinys apdorojamas nuolatiniu arba impulsiniu ultragarsu.
2. Būdas pagal 1 punktą, kur pirmajame etape žaliavinės medžiagos CA granulės frakcionuojamos ir gaunamos metalinių sietų sistemoje, atskiriant CA granules, kurių dalelių dydis yra 0,16-0,63 mikrometro, ir antrajame etape CA granulės, gautos pirmajame etape, tolygiai sumaišomos su plastikliu, pasirinktu iš polietilenglikolio, triacetino, trietilcitrato arba jų derinio, kur CA kompozicijoje sudaro 50-90 masės % nuo visos kompozicijos ir plastiklis kompozicijoje sudaro 10-50 masės % nuo visos kompozicijos.
3. Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas pagal 1 arba 2 punktą, kai apdorojimo nuolatiniu ultragarsu dažnis yra 850 kHz, o galia - 30120 W.
4. Termoplastinė celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas pagal 3 punktą, kai apdorojimo nuolatiniu ultragarsu trukmė yra 30-240 min.
5. Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas pagal 1 arba 2 punktą, kai apdorojimo impulsiniu ultragarsu dažnis yra 850 kHz, o galia - 30120 W.
6. Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas pagal 5 punktą, kai apdorojimo impulsiniu ultragarsu trukmė yra 30-240 min.
7. Termoplastinė celiuliozės acetato kompozicija, gauta pagal bet kurį iš ankstesnių punktų.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2023514A LT7108B (lt) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas |
| EP23165344.5A EP4438670A1 (en) | 2023-03-29 | 2023-03-30 | Method for preparing thermoplastic cellulose acetate composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2023514A LT7108B (lt) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2023514A LT2023514A (lt) | 2024-10-10 |
| LT7108B true LT7108B (lt) | 2024-11-25 |
Family
ID=86095819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2023514A LT7108B (lt) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4438670A1 (lt) |
| LT (1) | LT7108B (lt) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110372915A (zh) | 2019-08-01 | 2019-10-25 | 宁波百福得环保科技有限公司 | 一种高性能生物基工程塑料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160326343A1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-11-10 | Celanese Acetate Llc | Densified Cellulose Ester Pellets |
| CN108841161A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-20 | 赵延延 | 一种安全无刺激生物打印材料的制备方法 |
| JP6694559B1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-05-13 | 株式会社ダイセル | セルロースアセテートを含む粒子、化粧品組成物、及びセルロースアセテートを含む粒子の製造方法 |
-
2023
- 2023-03-29 LT LT2023514A patent/LT7108B/lt unknown
- 2023-03-30 EP EP23165344.5A patent/EP4438670A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110372915A (zh) | 2019-08-01 | 2019-10-25 | 宁波百福得环保科技有限公司 | 一种高性能生物基工程塑料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2023514A (lt) | 2024-10-10 |
| EP4438670A1 (en) | 2024-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104861210B (zh) | 一种疏水稳定的淀粉基全生物降解树脂及其制备方法 | |
| Sun et al. | Effects of various cross-linking agents on the physicochemical properties of starch/PHA composite films produced by extrusion blowing | |
| JP5608562B2 (ja) | ポリ乳酸樹脂組成物およびポリ乳酸樹脂用添加剤 | |
| Sun et al. | Effects of low polyhydroxyalkanoate content on the properties of films based on modified starch acquired by extrusion blowing | |
| CN111546740B (zh) | 一种可以生物降解的纸塑复合结构及其制备方法 | |
| CN111133052B (zh) | 可生物降解的聚合物混合物及其制备方法 | |
| CN105086306A (zh) | 一种可熔融加工的聚乙烯醇组合物及其制备方法 | |
| CN100465227C (zh) | 三元复配可完全生物降解的聚乳酸型复合材料制备方法 | |
| JP5339857B2 (ja) | 生分解性難燃ポリエステル発泡用樹脂組成物、及びそれより得られる発泡体、その成形体 | |
| JP2009527593A (ja) | 環境分解性ポリマーブレンド及び環境分解性ポリマーブレンドを得る方法 | |
| US20120010307A1 (en) | Expandable Beads of a Compostable or Biobased Thermoplastic Polymer | |
| CA2778580A1 (en) | Expandable beads of a compostable or biobased thermoplastic polymer | |
| Dominici et al. | Improving the flexibility and compostability of starch/poly (butylene cyclohexanedicarboxylate)-based blends | |
| WO2020088214A1 (zh) | Pha改性的tps/pbat可生物降解树脂及其制备方法 | |
| KR102204708B1 (ko) | 복합분해성 폴리올레핀계 수지 조성물 및 이의 제조방법 | |
| JP2019043977A (ja) | セルロースで強化された樹脂組成物の製造方法 | |
| LT7108B (lt) | Termoplastinės celiuliozės acetato kompozicijos paruošimo būdas | |
| CN112812518A (zh) | 一种热塑性生物降解塑料及其制备方法 | |
| JP3620265B2 (ja) | 乳酸系共重合体の製造方法 | |
| JP7370640B2 (ja) | 酢酸セルロース組成物の製造方法及びその製造システム | |
| CN212528977U (zh) | 一种可以生物降解的纸塑复合结构 | |
| CN111286164B (zh) | 一种生物降解塑料及其制备方法 | |
| WO2022190373A1 (ja) | 熱可塑性樹脂組成物 | |
| EP3418321B1 (en) | Process for the preparation of a granulated plasticiser formulation, containing a long-chain branched alcohol and polypropylene, formulation thus obtained and process for the plasticisation of polylactic acid using the referred formulation | |
| JP7406272B2 (ja) | 酢酸セルロース組成物の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20241010 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20241125 |