RU2724250C1 - Method of producing biodegradable compositions - Google Patents
Method of producing biodegradable compositions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724250C1 RU2724250C1 RU2019113564A RU2019113564A RU2724250C1 RU 2724250 C1 RU2724250 C1 RU 2724250C1 RU 2019113564 A RU2019113564 A RU 2019113564A RU 2019113564 A RU2019113564 A RU 2019113564A RU 2724250 C1 RU2724250 C1 RU 2724250C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biodegradable
- polyamide
- calcium chloride
- polymer
- corn starch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
-
- 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
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
- C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/16—Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической и пищевой промышленности, в частности к получению биоразлагаемых пластмасс, и может быть использовано для изготовления формованных или пленочных изделий.The invention relates to the chemical and food industries, in particular to the production of biodegradable plastics, and can be used for the manufacture of molded or film products.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе нейлона (полиамида ПА6), включающей частицы глицина, однородно распределенные в матрице полиамида, которая формируется путем введения глицина в количестве 2 мас.% в состав мономера ε-капролактама в реактор с последующей полимеризацией смеси, причем глицин остается в составе биоразлагаемой композиции в виде однородно распределенных частиц (European patent application ЕР 2842406 A1, Int C1. C08G 69/36 (2006.01), опубл. 04.03.2015). Недостатками предлагаемой композиции является высокая температура переработки композита в изделия (250 -260°С), малое водопоглощение за счет большой доли полимера в составе - 98 мас.% и отсюда - увеличенный период биоразложения под действием микроорганизмов и других факторов, а также ограниченное применение композиции - в качестве лески для триммеров.A known method of obtaining a biodegradable composition based on nylon (polyamide PA6), comprising glycine particles uniformly distributed in a polyamide matrix, which is formed by introducing glycine in an amount of 2 wt.% In the composition of ε-caprolactam monomer in the reactor, followed by polymerization of the mixture, and glycine remains as part of a biodegradable composition in the form of uniformly distributed particles (European patent application EP 2842406 A1, Int C1. C08G 69/36 (2006.01), published 04.03.2015). The disadvantages of the proposed composition is the high temperature of processing the composite into products (250 -260 ° C), low water absorption due to the large proportion of polymer in the composition - 98 wt.% And hence the increased biodegradation period under the influence of microorganisms and other factors, as well as the limited use of the composition - as fishing line for trimmers.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе полиамида ПА6 и полилактида (ПЛА), заключающийся в реактивным смешивании расплавленного полиамида и полилактида в соотношении от 10 до 90 об. % ПЛА в смесителе при температуре 220°С (М.Ю. Мешанкина и др. Биоразлагаемые смеси, полученные реактивным смешиванием полилактида и полиамида-6 // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б., 2016, Том 58, №2, С. 167-179). Недостатками предлагаемой композиции является высокая температура переработки композита в изделия (250-260°С), малое водопоглощение. Однако результатов биоразложения в статье не приводится.A known method of producing a biodegradable composition based on PA6 polyamide and polylactide (PLA), which consists in reactive mixing of molten polyamide and polylactide in a ratio of from 10 to 90 vol. % PLA in the mixer at a temperature of 220 ° C (M.Yu. Meshankina et al. Biodegradable mixtures obtained by reactive mixing of polylactide and polyamide-6 // High-molecular compounds. Ser. B., 2016, Volume 58, No. 2, P. 167 -179). The disadvantages of the proposed composition is the high temperature of processing the composite into products (250-260 ° C), low water absorption. However, the results of biodegradation are not presented in the article.
Известен способ получения биоразлагаемой композиции на основе полиамида ПА6, крахмала, диспергатора и вспомогательного агента, который осуществляется в двухшнековом экструдере, с температурами по зонам: 200-230°С, 195-225°С, 195-225°С, 185-225°С, 185-225°С, 175-205°С, 175-205°С, 175-205°С, причем температура головки экструдера составляет 195-230°С. В качестве диспергирующего компонента, отделяющего частицы крахмала друг от друга и препятствующего их агломерации, используется горный воск, а в качестве вспомогательного агента - антиокисляющая добавка - antioxidant 1098. Однако известно, что температура начала термодеструкции крахмала составляет 185°С (А.А. Ольхов, Е.А. Григорьева, А.В. Хватов, А.А. Попов, X.С. Абзальдинов / Технологические свойства биоразлагаемых композиционных материалов на основе полиэтилена и крахмала // Вестник технологического университета - 2015. - Т.18, №16 - С. 105-110), поэтому получить биоразлагаемый однородный коммерческий продукт заявленного состава на основе полиамида ПА6 при температурах 195-230°С без включений продуктов термодеструкции крахмала таким способом практически невозможно (Патент Китая CN 103224653, опубл. 31.07.2013).A known method of producing a biodegradable composition based on PA6 polyamide, starch, dispersant and auxiliary agent, which is carried out in a twin-screw extruder, with temperatures in the zones: 200-230 ° C, 195-225 ° C, 195-225 ° C, 185-225 ° C, 185-225 ° C, 175-205 ° C, 175-205 ° C, 175-205 ° C, and the temperature of the extruder head is 195-230 ° C. Mountain wax is used as a dispersing component that separates starch particles from each other and prevents their agglomeration, and antioxidant additive antioxidant 1098 is used as an auxiliary agent. However, it is known that the temperature of the start of thermal decomposition of starch is 185 ° С (A.A. Olkhov , EA Grigoryeva, AV Hvatov, AA Popov, X. S. Abzaldinov / Technological properties of biodegradable composite materials based on polyethylene and starch // Bulletin of the Technological University - 2015. - V.18, No. 16 - S. 105-110), therefore, it is practically impossible to obtain a biodegradable commercial product of the claimed composition based on PA6 polyamide at temperatures of 195-230 ° C without inclusion of thermal degradation products of starch in this way (Chinese Patent CN 103224653, publ. 31.07.2013).
Известен способ получения гранулированного композита на основе полиамида ПА6 (нейлона 6), состоящий из стадии получения расплава, модифицированного безводным хлоридом кальция, вводимого в нейлон 6 с целью снижения температуры переработки, и стадии добавления в расплав алюмосиликата - органо-модифицированного монтмориллонита, вводимого для улучшения механических характеристик (Патент Китая CN 102286199B, опубл. 01.05.2013). Однако способ не заявлен как способ получения биоразлагаемой композиции и результатов биоразложения в патенте не приводится.A known method of producing a granular composite based on PA6 polyamide (nylon 6), consisting of a step for producing a melt modified with anhydrous calcium chloride introduced into nylon 6 in order to reduce the processing temperature, and a step for adding aluminosilicate — organically modified montmorillonite introduced to improve the melt mechanical characteristics (Chinese Patent CN 102286199B, publ. 05/01/2013). However, the method is not claimed as a method for producing a biodegradable composition and the results of biodegradation are not given in the patent.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения биоразлагаемых композиций, включающий обработку гранул гидрофобного полимера аппретирующей добавкой - олеиновой кислотой и введение в гидрофобный полимер наполнителя, в качестве которого используют модифицированный крахмал THERMTEX, в молекулу которого входят одновременно фрагменты простых эфиров и сложноэфирные группы на основе фосфорной кислоты различной степени замещенности (Патент РФ №2445326, C08L 3/04, опубл. 20.03.2012). Смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 190-200°С. Недостатком прототипа является повышенная температура переработки композиции (190-200°С), а также использование в качестве гидрофобных полимеров полиолефинов с практически нулевым водопоглощением, в частности полиэтилена или полипропилена, причем получаемая в результате реализации способа биоразлагаемая композиция отличается малым водопоглощением и длительным периодом химического и биологического разрушения. Кроме того, в результате биоразложения образуются фрагменты полиолефинов - микропластик, который может попадать в почву, воду и вызывать нежелательные последствия в виде повреждений растений и животных.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for producing biodegradable compositions, including processing granules of a hydrophobic polymer with a sizing additive - oleic acid and introducing a filler into the hydrophobic polymer, which uses modified THERMTEX starch, the molecule of which includes both ether fragments and ester groups based on phosphoric acid of varying degrees of substitution (RF Patent No. 2445326, C08L 3/04, publ. 20.03.2012). The mixture is thoroughly mixed and extruded at a temperature of 190-200 ° C. The disadvantage of the prototype is the increased processing temperature of the composition (190-200 ° C), as well as the use as hydrophobic polymers of polyolefins with practically zero water absorption, in particular polyethylene or polypropylene, and the biodegradable composition resulting from the implementation of the method is characterized by low water absorption and a long period of chemical and biological destruction. In addition, as a result of biodegradation, fragments of polyolefins are formed - microplastics, which can enter the soil, water and cause undesirable consequences in the form of damage to plants and animals.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа получения биоразлагаемых композиций, включающих гидрофобный полимер и кукурузный крахмал, позволяющего снизить температуру переработки биоразлагаемых композиций до 180-185°С, повысить водопоглощение композиций и увеличить способность композиций к биоразложению.The technical task of the invention is to develop a method for producing biodegradable compositions, including a hydrophobic polymer and corn starch, which allows to reduce the processing temperature of biodegradable compositions to 180-185 ° C, increase water absorption of the compositions and increase the ability of the compositions to biodegradable.
Техническая задача решается тем, что в способе получения биоразлагаемых композиций, включающий смешивание гранул гидрофобного полимера с наполнителем, дальнейшее экструдирование полученной смеси, согласно изобретению, в гидрофобный полимер, в качестве которого используют гранулированный полиамид ПА6, вводят жидкий пластификатор, далее добавляют постепенно модифицирующую добавку - хлорид кальция безводный и затем кукурузный крахмал в качестве наполнителя, смесь тщательно перемешивают и экструдируют при температуре 180-185°С, при этом композицию готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиамид ПА6 50,5 - 60,5; пластификатор 10-14; хлорид кальция безводный 5,5-6,5; кукурузный крахмал 20-33.The technical problem is solved in that in the method for producing biodegradable compositions, comprising mixing granules of a hydrophobic polymer with a filler, further extruding the resulting mixture, according to the invention, into a hydrophobic polymer, which is used as granulated PA6 polyamide, a liquid plasticizer is introduced, then a gradually modifying additive is added - anhydrous calcium chloride and then corn starch as a filler, the mixture is thoroughly mixed and extruded at a temperature of 180-185 ° C, while the composition is prepared in the following ratio of components, wt.%: PA6 polyamide 50.5 - 60.5; plasticizer 10-14; anhydrous calcium chloride 5.5-6.5; corn starch 20-33.
В качестве жидкого пластификатора используют пропиленгликоль или глицерин. Полиамид ПА 6 является продуктом гидролитической полимеризации ε-капролактама, соответствует химической формуле (-NH-(СН2)5-СО-)n, относится к цепным аморфно-кристаллическим полимерам. В основе цепи ПА амидная группа -CONH-. Полиамид ПА 6 имеет высокий уровень водопоглощения, составляющий 1,4-1,6 мас.% за 24 часа при 23°С, и низкую стойкость к солнечной радиации, что объясняет его недолговечность. В композитах подвержен медленному биоразложению. Полиамид ПА6 является хрупким полимером, поэтому для улучшения процессов экструзии и последующего формования изделий из полиамида ПА6 используются жидкие пластификаторы - пропиленгликоль, глицерин.Propylene glycol or glycerin is used as a liquid plasticizer. Polyamide PA 6 is a product of hydrolytic polymerization of ε-caprolactam, corresponds to the chemical formula (-NH- (CH 2 ) 5 -CO-) n , refers to amorphous-crystalline chain polymers. The PA chain is based on the amide group —CONH—. Polyamide PA 6 has a high level of water absorption, comprising 1.4-1.6 wt.% For 24 hours at 23 ° C, and low resistance to solar radiation, which explains its fragility. In composites it is subject to slow biodegradation. PA6 polyamide is a brittle polymer, therefore, to improve the extrusion processes and subsequent molding of products from PA6 polyamide, liquid plasticizers are used - propylene glycol, glycerin.
Хлорид кальция безводный CaCl2 - кальциевая соль соляной кислоты. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е509. Считается безвредным.Anhydrous calcium chloride CaCl 2 - calcium salt of hydrochloric acid. Registered as a food supplement E509. It is considered harmless.
Известно, что полиамид ПА6, модифицированный хлоридом кальция, имеет более низкую температуру плавления, чем чистый полиамид ПА6, аморфную структуру, поэтому более подвержен биоразложению (С.Joussot-Dubien, R. Engel and M. Vertt. Low-temperature extrusion and properties of solid polyamide-6/calcium chloride complexes//Laboratoire des Polymer - 1994. - Vol.35, №17. - P. 3691-3697; Dianxin Liu, Qiang Zheng, Shengjun Lu, Cheng Li, Pan Lu, Jie Yu. A New Method to Prepare Low Melting Point Polyamide-6 and Study Crystallization Behavior of Polyamide-6 / Calcium Chloride Complex by Rheological Method//J. Appl. Polym. Sci. 2015, DOI: 10.1002/APP.41513).Calcium chloride modified polyamide PA6 is known to have a lower melting point than pure PA6 polyamide, an amorphous structure and therefore more biodegradable (C. Joussot-Dubien, R. Engel and M. Vertt. Low temperature extrusion and properties of solid polyamide-6 / calcium chloride complexes // Laboratoire des Polymer - 1994. - Vol. 35, No. 17. - P. 3691-3697; Dianxin Liu, Qiang Zheng, Shengjun Lu, Cheng Li, Pan Lu, Jie Yu. A New Method to Prepare Low Melting Point Polyamide-6 and Study Crystallization Behavior of Polyamide-6 / Calcium Chloride Complex by Rheological Method // J. Appl. Polym. Sci. 2015, DOI: 10.1002 / APP.41513).
На фигуре представлен фрагмент молекулы полиамида ПА6, модифицированного хлоридом кальция (Zhongkai Yang, Huihui Yin, Xiaoning Li, Zhendong Liu, Qingxiu Jia.Study on Dry Spinning and Structure of Low Mole Ratio Complex of Calcium Chloride-Polyamide 6//Journal of Applied Polymer Science. - 2010. - Vol.118. - P. 1996-2004).The figure shows a fragment of a molecule of calcium chloride modified polyamide PA6 (Zhongkai Yang, Huihui Yin, Xiaoning Li, Zhendong Liu, Qingxiu Jia. Student on Dry Spinning and Structure of Low Mole Ratio Complex of Calcium Chloride-Polyamide 6 // Journal of Applied Polymer Science. - 2010. - Vol.118. - P. 1996-2004).
При контакте изготовленных из композиции изделий с водой после их использования жидкость по микроскопическим дефектам в матрице композита проникает вглубь материала к поверхности всех частиц, что вызывает постепенное набухание способных к этому компонентов. При набухании кукурузного крахмала в воде объем его частиц увеличивается в 2-4 раза и вследствие возникающих при набухании частиц локальных напряжений в композите образуются новые дефекты, способствующие более быстрому и глубокому проникновению в объем материала воды, воздуха, микроорганизмов (бактерий, микромицетов). Хлорид кальция также впитывает проникающую воду, тем самым обеспечиваются условия для биоразложения модифицированного полиамида ПА6, и, соответственно, механического разрушения материала в целом.Upon contact of products made from the composition with water after their use, the liquid penetrates deep into the material to the surface of all particles through microscopic defects in the matrix of the composite, which causes gradual swelling of the components capable of this. When corn starch swells in water, the volume of its particles increases by a factor of 2-4, and due to local stresses arising from the swelling of particles, new defects form in the composite, which contribute to faster and deeper penetration of water, air, microorganisms (bacteria, micromycetes) into the material volume. Calcium chloride also absorbs penetrating water, thereby providing conditions for the biodegradation of the modified polyamide PA6, and, accordingly, the mechanical destruction of the material as a whole.
Количественное содержание жидкой пластифицирующей добавки, которая одновременно является смачивателем поверхности гранул полиамида ПА6, должно обеспечивать высокую эффективность пластифицирования полиамида ПА6 при минимальном расходе. Исходя из этого, использование пластификатора в количестве менее 10 мас.% неэффективно, а в количестве более 14 мас.% технологически неоправданно и экономически нецелесообразно.The quantitative content of a liquid plasticizing additive, which is also a wetting agent on the surface of the granules of PA6 polyamide, should ensure high plasticization efficiency of PA6 polyamide at a minimum flow rate. Based on this, the use of a plasticizer in an amount of less than 10 wt.% Is ineffective, and in an amount of more than 14 wt.% It is technologically unjustified and economically inexpedient.
Такая композиция обладает реологическими характеристиками, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для переработки на традиционном для пластмасс оборудовании (экструдер, термопластавтомат).Such a composition has rheological characteristics that correspond to the requirements for materials for processing on equipment traditional for plastics (extruder, injection molding machine).
Способ получения биоразлагаемых композиций осуществляют следующим образом.A method of obtaining biodegradable compositions is as follows.
В смеситель вносят гранулы гидрофобного полимера ПА6 в количестве 50,5-60,5 мас.%, при перемешивании обрабатывают жидким пластификатором - пропиленгликолем или глицерином в количестве 10-14 мас.%, затем при интенсивном непрерывном перемешивании постепенно добавляют безводный хлорид кальция в качестве добавки, понижающей температуру переработки полиамида ПА6 в количестве 5,5-6,5 мас.%, затем добавляют кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемого наполнителя в количестве 20-33 мас.%. Смесь экструдируют при температуре 180-185°С в двухшнековом экструдере с последующим гранулированием и загрузкой гранул в одношнековый экструдер со щелевой головкой с целью получения листового материала или в термопластавтомат для получения биоразлагаемых изделий.Pellets of the hydrophobic polymer PA6 are added to the mixer in an amount of 50.5-60.5 wt.%, Treated with a liquid plasticizer - propylene glycol or glycerin in an amount of 10-14 wt.%, Then anhydrous calcium chloride is gradually added with vigorous continuous stirring as additives that lower the processing temperature of polyamide PA6 in an amount of 5.5-6.5 wt.%, then corn starch is added as a biodegradable filler in an amount of 20-33 wt.%. The mixture is extruded at a temperature of 180-185 ° C in a twin-screw extruder, followed by granulation and loading of granules into a single-screw extruder with a slit head in order to obtain sheet material or in an injection molding machine for biodegradable products.
Способ получения биоразлагаемых композиций поясняется следующими примерами.The method of obtaining biodegradable compositions is illustrated by the following examples.
Пример 1. В смеситель вносят гранулы гидрофобного полимера ПА6 в количестве (50,5 г) 50,5 мас.%, затем вводят жидкий пластификатор - пропиленгликоль (10 г) 10 мас.%, затем при интенсивном непрерывном перемешивании постепенно добавляют безводный хлорид кальция в качестве добавки, понижающей температуру переработки полиамида ПА6 в количестве 6,5 г (6,5 мас.%), затем добавляют кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемой добавки в количестве 33 г (33 мас.%). Смесь экструдируют при температуре 180-185°С в двухшнековом экструдере с последующим гранулированием и загрузкой гранул в одношнековый экструдер со щелевой головкой с целью получения листового материала. Полученный биоразлагаемый полимер анализируют, определяют показатель текучести расплава, водопоглощение, время биоразложения. Результаты анализов представлены в таблице 1.Example 1. Pellets of a hydrophobic polymer PA6 are added to the mixer in an amount (50.5 g) of 50.5 wt.%, Then a liquid plasticizer - propylene glycol (10 g) of 10 wt.% Is introduced, then anhydrous calcium chloride is gradually added with vigorous continuous stirring as an additive that lowers the processing temperature of PA6 polyamide in an amount of 6.5 g (6.5 wt.%), then corn starch is added as a biodegradable additive in an amount of 33 g (33 wt.%). The mixture is extruded at a temperature of 180-185 ° C in a twin-screw extruder, followed by granulation and loading of granules into a single-screw extruder with a slit head in order to obtain a sheet material. The obtained biodegradable polymer is analyzed, the melt flow rate, water absorption, and biodegradation time are determined. The results of the analyzes are presented in table 1.
Пример 2. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 1, но количество полиамида ПА6 составляет 55,5 г (55,5 мас.%), количество безводного хлорида кальция 5,5 г (5,5 мас.%), количество жидкого пластификатора-пропиленгликоля - 13 г (13 мас.%), а количество кукурузного крахмала - 26 г (26 мас.%).Example 2. A biodegradable polymer is prepared analogously to example 1, but the amount of PA6 polyamide is 55.5 g (55.5 wt.%), The amount of anhydrous calcium chloride 5.5 g (5.5 wt.%), The amount of liquid propylene glycol plasticizer - 13 g (13 wt.%), And the amount of corn starch - 26 g (26 wt.%).
Пример 3. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 1, но количество полиамида ПА6 составляет 60,5 г (60,5 мас.%), количество безводного хлорида кальция 5,5 г (5,5 мас.%), количество жидкого пластификатора-пропиленгликоля 14 г (14 мас.%), а количество кукурузного крахмала - 20 г (20 мас.%).Example 3. A biodegradable polymer is prepared analogously to example 1, but the amount of PA6 polyamide is 60.5 g (60.5 wt.%), The amount of anhydrous calcium chloride 5.5 g (5.5 wt.%), The amount of liquid propylene glycol plasticizer 14 g (14 wt.%), And the amount of corn starch - 20 g (20 wt.%).
Пример 4. Готовят биоразлагаемый полимер аналогично примеру 3, но в качестве жидкого пластификатора используют глицерин в количестве 14 г (14 мас.%).Example 4. A biodegradable polymer is prepared analogously to example 3, but glycerol is used as a liquid plasticizer in an amount of 14 g (14 wt.%).
Как видно из таблицы, получение биоразлагаемого полимера предложенным способом позволяет добиться хороших реологических свойств биоразлагаемого полимера, о чем свидетельствует показатель текучести расплава (ПТР), сопоставимый с ПТР чистого полиамида ПА6. Водопоглощение биоразлагаемых композиций уменьшается с уменьшением концентрации крахмала в композиции, а процесс биоразложения в зависимости от степени наполненности композиции кукурузным крахмалом протекает в течение 6-10 месяцев.As can be seen from the table, obtaining a biodegradable polymer by the proposed method allows to achieve good rheological properties of the biodegradable polymer, as evidenced by the melt flow rate (MFR), comparable with the MFR of pure PA6 polyamide. Water absorption of biodegradable compositions decreases with decreasing starch concentration in the composition, and the biodegradation process, depending on the degree of filling of the composition with corn starch, lasts for 6-10 months.
Оптимальное соотношение полимер: биоразлагаемый наполнитель составляет 50,5-60,5:20-33 мас.%, при таком соотношении компонентов продукт обладает хорошими реологическими свойствами, одновременно наблюдается достаточно эффективный процесс биоразложения материала. При добавлении в полимер наполнителя - кукурузного крахмала в количестве менее 20 мас.% процесс биоразложения такого полимера протекает более 12 месяцев. При добавлении в полимер биоразлагаемого наполнителя - кукурузного крахмала в количестве более 33 мас.% происходит ухудшение технологических характеристик продукта (уменьшается прочность материала на разрыв, прочность материала на растяжение и т.д.).The optimal ratio of polymer: biodegradable filler is 50.5-60.5: 20-33 wt.%, With this ratio of components, the product has good rheological properties, at the same time, a fairly effective process of biodegradation of the material is observed. When the filler is added to the polymer - corn starch in an amount of less than 20 wt.%, The biodegradation process of such a polymer takes more than 12 months. When a biodegradable filler, corn starch, is added to the polymer in an amount of more than 33 wt.%, The technological characteristics of the product deteriorate (the tensile strength of the material, the tensile strength of the material, etc.).
Использование способа получения биоразлагаемых композиций, включающих полиамид ПА6, модифицированный хлоридом кальция и кукурузный крахмал в качестве биоразлагаемого наполнителя, позволяет:Using the method for producing biodegradable compositions, including PA6 polyamide modified with calcium chloride and corn starch as a biodegradable filler, allows:
- снизить температуру переработки биоразлагаемых пластмасс до 180-185°С, что обеспечивает снижение энергетических затрат на процесс экструзии;- reduce the processing temperature of biodegradable plastics to 180-185 ° C, which reduces energy costs for the extrusion process;
- обеспечить высокое водопоглощение биоразлагаемых композиций после периода эксплуатации;- to provide high water absorption of biodegradable compositions after a period of operation;
- обеспечить высокую биоразлагаемость композиций.- to provide high biodegradability of the compositions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Method of producing biodegradable compositions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Method of producing biodegradable compositions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724250C1 true RU2724250C1 (en) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019113564A RU2724250C1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Method of producing biodegradable compositions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724250C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786165C2 (en) * | 2020-09-21 | 2022-12-19 | Марк Анатольевич Брызгалов | Composition based on secondary nylon |
| EP4353780A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | UBE Corporation Europe, S.A.U. | Polyamide - thermoplastic starch (tps) alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3045534B2 (en) * | 1990-11-07 | 2000-05-29 | 日本石油化学株式会社 | Biodegradable resin composition and product thereof |
| RU2230760C2 (en) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Hydrophobic-nature polymers filled with starch complexes |
| RU2009114686A (en) * | 2006-09-27 | 2010-11-10 | Новамонт С.П.А. (It) | BIODEGRADABLE MULTI-PHASE STARCH-BASED COMPOSITIONS |
| JP2011241276A (en) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | Biodegradable resin composition and method for producing the same |
| US20140142226A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-22 | The Procter & Gamble Company | Starch-Thermoplastic Polymer-Grease Compositions and Methods of Making and Using the Same |
-
2019
- 2019-04-29 RU RU2019113564A patent/RU2724250C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3045534B2 (en) * | 1990-11-07 | 2000-05-29 | 日本石油化学株式会社 | Biodegradable resin composition and product thereof |
| RU2230760C2 (en) * | 1998-09-22 | 2004-06-20 | НОВАМОНТ С.п.А. | Hydrophobic-nature polymers filled with starch complexes |
| RU2009114686A (en) * | 2006-09-27 | 2010-11-10 | Новамонт С.П.А. (It) | BIODEGRADABLE MULTI-PHASE STARCH-BASED COMPOSITIONS |
| JP2011241276A (en) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | Biodegradable resin composition and method for producing the same |
| US20140142226A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-22 | The Procter & Gamble Company | Starch-Thermoplastic Polymer-Grease Compositions and Methods of Making and Using the Same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786165C2 (en) * | 2020-09-21 | 2022-12-19 | Марк Анатольевич Брызгалов | Composition based on secondary nylon |
| EP4353780A1 (en) | 2022-10-14 | 2024-04-17 | UBE Corporation Europe, S.A.U. | Polyamide - thermoplastic starch (tps) alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102108196A (en) | A kind of preparation method of polylactic acid degradable material | |
| CN1916074A (en) | Fire resistant biodegradable agglomerate reinforced by composite inorganic material, and preparation method | |
| CN103242631A (en) | Biodegradable composite material and preparation method thereof | |
| CN106916421A (en) | One kind enhancing is poly-（Terephthalic acid (TPA) butanediol co adipic acid butanediols）Ester degradable material | |
| CN115584109A (en) | Composite material, preparation method and application thereof, and degradable mulching film | |
| RU2724250C1 (en) | Method of producing biodegradable compositions | |
| CN105733220B (en) | Biodegradable plastic containing biogas residue and preparation method thereof | |
| KR100912698B1 (en) | Biodegradable resin composition comprising a cellulose derivative and a basic inorganic filler | |
| CN101225218A (en) | Polyester and polyamide blend modified plastic and preparation method thereof | |
| CN108624020A (en) | Seawater degradation material with adjustable use period and degradation period and preparation method thereof | |
| CN107793681B (en) | A modified bagasse/plastic composite material and its preparation method and application | |
| KR102599541B1 (en) | Composition for mulching film with improved biodegradability in soil conditions after crop cultivation, manufacturing method thereof, and mulching film prepared therefrom | |
| CN111286164B (en) | Biodegradable plastic and preparation method thereof | |
| CN103254598B (en) | Lactic acid composite material and preparation method thereof | |
| CN114232126B (en) | Full-biodegradation efficient dustproof net and preparation method thereof | |
| CN116285266A (en) | A kind of fully biodegradable antibacterial mobile phone protective film and preparation method thereof | |
| CN116444832A (en) | Preparation method of PBAT film easy to seal | |
| CN107722373A (en) | A kind of biodegradable plastic and preparation method | |
| CN111909459A (en) | Double-effect hydrolysis-resistant master batch and preparation method thereof | |
| RU2318006C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition with using of rye flour | |
| CN113604010A (en) | Biological-based material PHBV and polyester modified antibacterial, deodorizing and antiviral master batch | |
| CN1637053A (en) | Completely biodegradable starch-base plastics and plastomer material and their prepn process | |
| RU2691988C1 (en) | Biologically degradable thermoplastic composition | |
| CN101824212B (en) | Preparation method of polylactic acid degradable material | |
| CN111303597A (en) | Degradable filling master batch for film blowing and preparation method thereof |