PL216295B1 - Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowym - Google Patents
Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowymInfo
- Publication number
- PL216295B1 PL216295B1 PL392423A PL39242310A PL216295B1 PL 216295 B1 PL216295 B1 PL 216295B1 PL 392423 A PL392423 A PL 392423A PL 39242310 A PL39242310 A PL 39242310A PL 216295 B1 PL216295 B1 PL 216295B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- polylactide
- composites
- nanofiller
- weight
- core
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 41
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 title claims description 9
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 58
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 229920008262 Thermoplastic starch Polymers 0.000 claims description 15
- 239000004628 starch-based polymer Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 8
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 5
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- SIWAMVWVZFSANK-UHFFFAOYSA-N 2-(oxiran-2-yl)ethoxysilane Chemical compound [SiH3]OCCC1CO1 SIWAMVWVZFSANK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 12
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 3
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013410 fast food Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010413 gardening Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanopełniaczem proszkowym.
Ze względu na stawiane coraz ostrzejsze wymagania proekologiczne zaznaczył się ostatnio zdecydowany postęp w dziedzinie produkcji polimerów biodegradowalnych wytwarzanych z surowców odnawialnych pochodzenia naturalnego. Stanowią one nową grupę materiałów, przeznaczonych zwłaszcza na opakowania, o rosnącej tendencji rozwoju. Szczególną uwagę zwraca się na wykorzystanie w dziedzinie opakowań poli(kwasu mlekowego) zwanego polilaktydem (PLA) i skrobi termoplastycznej (TPS). Polilaktyd charakteryzują dobre właściwości mechaniczne, skrobię natomiast niska cena, dostępność, łatwość przetwarzania a oba polimery można funkcjonalizować metodą reaktywnego wytłaczania. Polimery te nie spełniają jednak wszystkich wymagań stawianych materiałom opakowaniowym. Termoplastyczna skrobia wykazuje słabe właściwości mechaniczne, niską barierowość dla tlenu i pary wodnej, a wyroby z niej wykonane mają małą trwałość i pamięć kształtu. Do wad polilaktydu jako materiału opakowaniowego należy zaliczyć małą odporność cieplną i względnie dużą przenikalność pary wodnej, a ponadto dużą sztywność i małą udarność w zakresie temperatury użytkowania spowodowaną względnie wysoką temperaturą zeszklenia.
Właściwości polimerów biodegradowalnych można modyfikować przez tworzenie kompozytów czy mieszanin polimerowych oraz stosując odpowiednie napełniacze, modyfikatory i/lub kompatybilizatory. Istotną zmianę właściwości fizycznych i przetwórczych polimerów umożliwia zwłaszcza zastosowanie napełniaczy o wymiarach cząstek w skali „nano”. Wprowadzenie zaledwie kilku procent nanonapełniacza do osnowy polimerowej zapewnia podobny, a nawet bardziej korzystny efekt poprawy właściwości kompozytu niż w przypadku wykorzystania konwencjonalnych napełniaczy, co wymaga użycia znacznych ich ilości (nawet kilkudziesięciu procent). Zastosowanie nanokompozytów, zwłaszcza bazujących na polimerach biodegradowalnych, pochodzenia naturalnego dotyczy głównie opakowań.
Obiecującą grupę biodegradowalnych materiałów opakowaniowych stanowią nanokompozyty na osnowie polilaktydu i termoplastycznej skrobi. Wśród znanych i stosowanych w przemyśle nanonapełniaczy duże znaczenie mają nanonapełniacze płytkowe w szczególności glinokrzemiany warstwowe jak np. montmorylonit. Jest to materiał dostępny w dużej ilości w przyrodzie, przyjazny dla środowiska, nie zawierający toksycznych elementów. Dlatego glinokrzemiany są najczęściej stosowane w nanokompozytach polilaktydu i skrobi, przeznaczonych przede wszystkim na opakowania produktów żywnościowych.
Jednakże w przypadku stosowania nanonapełniaczy płytkowych istnieje trudność uzyskania jednorodnej rozwarstwionej struktury ze względu na termodynamiczną niemieszalność nanonapełniacza i polimeru. Ponadto istnieje problem braku możliwości kontroli wymiarów cząstek zdyspergowanego nanonapełniacza wymaganych dla dobrych właściwości mechanicznych i użytkowych nanokompozytu.
W opisie patentowym US 2007203283 przedstawiono sposób wytwarzania biodegradowalnego nanokompozytu na osnowie mieszaniny polilaktydu (40-97% wag.) i kopoliestru kwasu adypinowego (0,5 - 35% wag.). Jako nanonapełniacz stosuje się krzemionkę lub krzemian magnezu o wymiarach 20
- 500 nm w ilości 1-32%, korzystnie 6%, i/lub talk o wymiarach cząstek 0,2 - 4 μm. Kompozyt przeznaczony jest do wytwarzania wyrobów metodą termoformingu, jak na przykład wyrobów jednorazowego użytku związanych z posiłkami jak talerze, sztućce, filiżanki, kubki itp.
W opisie patentowym WO 2008095874 opisano nanokompozyt na osnowie polilaktydu o podwyższonej odporności na palenie i poprawionych właściwościach mechanicznych. Kompozyt zawiera 40-70% polilaktydu, 20-50% CaSO4, i 1-10% organicznie modyfikowanego glinokrzemianu.
Stwierdzono, że kompozyty na osnowie biodegradowalnych polimerów polilaktydu lub mieszaniny polilaktydu i termoplastycznej skrobi, ewentualnie z dodatkiem funkcjonalizowanego poliaktydu jako kompatybilizatora zawierające nanonapełniacz sferyczny - nanokrzemionkę, także funkcjonalizowaną, o zaprogramowanym kształcie i wymiarach cząstek, lub nanonapełniacz polimerowy hybrydowy typu rdzeń-otoczka, wykazują bardzo korzystne właściwości użytkowe: charakteryzują się większą sztywnością, a w przypadku zastosowania nanocząstek polimerowych hybrydowych przede wszystkim znacznym wzrostem udarności i mniejszą kruchością. Ponadto kompozyty wykazują zwiększoną odporność cieplną tj. większą stabilność termiczną w warunkach wysokotemperaturowego przetwórstwa na wyroby końcowe. Uzyskanie takich właściwości kompozytu
PL 216 295 B1 jest możliwe przy bardzo małej zawartości nanocząstek bez konieczności stosowania dodatkowego uzupełniającego napełniacza. Zastosowanie małych ilości nanonapełniaczy według wynalazku daje pożądany efekt dzięki kompatybilności z osnową polimerową. W znanych ze stanu techniki kompozytach konieczne jest stosowanie dodatkowych składników dla uzyskania pożądanego efektu np. dodatkowych napełniaczy jak talk (pat. US 2007203283) czy siarczan wapnia (pat. WO 2008095874), lub hydrofobowych poliolefin zwiększających mieszalność z PLA (US 2008033093).
Kompozyty biodegradowalnych polimerów z nanonapełniaczem proszkowym, według wynalazku zawierają 75-99 części wagowych polilaktydu lub mieszaniny 60-85 części wagowych polilaktydu i 15-40 części wagowych termoplastycznej skrobi, oraz 5-20 części wagowych polilaktydu funkcjonalizowanego bezwodnikiem maleinowym i 1-10 części wagowych sferycznego nanonapełniacza, który stanowi krzemionka o wymiarach sferycznych cząstek w zakresie 30-120 nm, otrzymana metodą zolżel, także funkcjonalizowana, lub polimer hybrydowy o budowie rdzeń-otoczka, w którym rdzeń stanowi polisiloksan a otoczkę poliester metakrylowy.
Jako polilaktyd kompozyty według wynalazku korzystnie zawierają polilaktyd o temperaturze topnienia 2100C.
Jako polilaktyd funkcjonalizowany kompozyty według wynalazku korzystnie zawierają polilaktyd szczepiony bezwodnikiem maleinowym użytym w ilości 1 - 3% wagowych w stosunku do polilaktydu.
Jako termoplastyczną skrobię kompozyty według wynalazku korzystnie zawierają termoplastyczną skrobię kukurydzianą.
Korzystnie nanokompozyty według wynalazku zawierają nanokrzemionkę o wąskim rozrzucie wymiarów cząstek.
Jako nanonapełniacz krzemionkowy kompozyty według wynalazku korzystnie zawierają sferyczną nanokrzemionkę funkcjonalizowaną aminosilanem lub glicydylometoksysilanem.
Jako sferyczny nanonapełniacz kompozyty według wynalazku korzystnie zawierają polimer hybrydowy o budowie rdzeń-otoczka, którego rdzeń stanowi usieciowany polisiloksan a otoczkę poli(metakrylan metylu).
Biodegradowalne termoplastyczne kompozyty według wynalazku można wytwarzać jednoetapowo tj. PLA lub mieszaninę PLA ze skrobią termoplastyczną miesza się z nanonapełniaczem o określonej wielkości nanocząstek, przeprowadzając mieszaninę w stan uplastyczniony i poddaje się wytłaczaniu w dwuślimakowej wytłaczarce współbieżnej, w temperaturze 170 - 2100C, przy szybkości obro-1 towej ślimaka około 100 min-1. W przypadku zastosowania polimeru kompatybilizującego proces prowadzi się dwuetapowo: w etapie pierwszym PLA miesza się z bezwodnikiem maleinowym oraz z inicjatorem wolnorodnikowym, przeprowadzając mieszaninę w stan uplastyczniony w wytłaczarce i poddaje procesowi szczepienia w atmosferze azotu, korzystnie w temperaturze 170 - 2100C, przy szybko-1 ści obrotowej ślimaka korzystnie około 80 - 100 min-1, a następnie otrzymany granulat w drugim etapie miesza się z PLA lub mieszaniną PLA z TPS i jednocześnie z nanonapełniaczem, przeprowadzając mieszaninę w stan uplastyczniony w wytłaczarce, wytłacza się w temperaturze 170 - 2100C, przy -1 szybkości obrotowej ślimaka korzystnie około 150 - 200 min-1 i granuluje.
Biodegradowalne termoplastyczne kompozyty polilaktydu lub polilaktydu i termoplastycznej skrobi z nanocząstkami hybrydowymi polimerowymi core-shell lub krzemionkowymi, w porównaniu do czystych polimerów polilaktydu i termoplastycznej skrobi, lub ich mieszaniny, charakteryzują się znacznie większym modułem sprężystości przy zginaniu i rozciąganiu, podwyższoną udarnością i odpornością cieplną oraz zbliżoną wytrzymałością na rozciąganie i zginanie. Wzrost udarności i właściwości mechanicznych jest związany z rodzajem i zawartością zastosowanego nanonapełniacza tj. polimerowego lub krzemionki, a w przypadku tej ostatniej z rodzajem grup funkcyjnych i rozmiarem nanocząstek oraz obecnością kompatybilizatora. Nanokompozyty polilaktydu charakteryzują się niższą o 1-50C temperaturą zeszklenia w porównaniu do czystego polimeru, zależną od ilości i rodzaju nanonapełniacza, (stwierdzone na podstawie badań dynamicznotermomechanicznych (DMA) i skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC), co wskazuje na pewien stopień powinowactwa nanonapełniacza i biodegradowalnej osnowy polimerowej. Kompozyty zawierające nanonapełniacze według wynalazku wykazują wyższą udarność niż czysty polilaktyd w zakresie temperatur użytkowania.
Szczególnie nieoczekiwanie wysoką udarność wykazują kompozyty zawierające polimerowy nanonapełniacz hybrydowy, co związane jest z jego strukturą core-shell. Poli(metakrylan metylu) stanowiący otoczkę nanocząstek pełni funkcję kompatybilizatora w kompozycie i powoduje dobrą mieszalność z osnową polimerową.
PL 216 295 B1
Kompozyty polilaktydu zawierające 1-7% nanocząstek core-shell wykazują ponad 30%-owy 2 wzrost udarności (udarność bez karbu kompozytu z 3% nanocząstek wynosi 21 kJ/m2, zaś samego 2 polilaktydu 16 kJ/m2.) Jeszcze wyższą udarność mają kompozyty zawierające dodatkowo polilaktyd 2 funkcjonalizowany bezwodnikiem maleinowym (23 kJ/m2), zwiększony moduł sprężystości przy rozciąganiu wynoszący powyżej 3900 MPa i około 3700 MPa dla tej samej zawartości nanocząstek coreshell i 3530 MPa dla czystego polilaktydu. Wzrostowi udarności nanokompozytów polilaktydu towarzyszy obniżenie temperatury zeszklenia o 1-50C.
Kompozyty na osnowie mieszaniny polilaktydu i termoplastycznej skrobi kukurydzianej zawierające nanocząstki polimerowe hybrydowe typu core-shell oraz polilaktyd funkcjonalizowany bezwodnikiem maleinowym charakteryzują się przede wszystkim większą elastycznością o czym świadczy mniejsza wartość modułu sprężystości przy rozciąganiu i zginaniu ok. 2100 - 2500 MPa, a jednocze2 śnie większą udarnością (24 kJ/m2), zależną od zawartości cząstek core-shell w kompozycie.
Nieoczekiwany wzrost udarności kompozytów polilaktydu i polilaktydu w mieszaninie z termoplastyczną skrobią kukurydzianą zawierających nanonapełniacz proszkowy, zwłaszcza nanocząstki core-shell, znacznie rozszerza dziedziny zastosowań polilaktydu, charakteryzującego się dużą kruchością i małą udarnością w temperaturze użytkowania.
W przykładach ilustrujących wynalazek stosowano jako napełniacz: nanokrzemionkę otrzymaną sposobem według opisu patentowego PL 198188 i nanonapełniacz polimerowy hybrydowy core-shell otrzymany sposobem opisanym w polskim zgłoszeniu patentowym P-379411.
Nanokompozyty o składzie według wynalazku, otrzymane metodą mieszania, dyspergowania w stanie uplastycznionym a następnie wytłaczania oraz ich właściwości przedstawiono w przykładach zestawionych w tabelach 1 i 2.
T a b e l a 1
Skład i właściwości kompozytów polilaktydu (PLA) zawierających nanonapełniacz hybrydowy polimerowy rdzeńotoczka lub krzemionkę funkcjonalizowaną zawierającą grupy aminowe (SGS-A) lub epoksydowe (SGS-E) oraz polilaktyd funkcjonalizowany bezwodnikiem maleinowym (PLA-g-MAH).
| Skład kompozytu PLA | Jednostki | Przykład | |||
| PLA | I | II | II | ||
| Nanonapełniacz rdzeń-otoczka | % | - | 3 | - | - |
| PLA-g-MAH | % | - | 20 | 20 | 20 |
| SGS-A 41 nm | % | - | - | 3 | - |
| SGS-E 38 nm | % | - | - | - | 3 |
| Właściwości | |||||
| Naprężenie przy zerwaniu | MPa | 56 | 54 | 53 | 54 |
| Wydłużenie wzg. przy zerwaniu | % | 4 | 3 | 3 | 4 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | MPa | 65 | 57 | 55 | 60 |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu | MPa | 3535 | 3921 | 3685 | 3862 |
| Wytrzymałość na zginanie | MPa | 94 | 74 | 90 | 91 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu | MPa | 3323 | 3126 | 3492 | 3554 |
| Udarność bez karbu | kJ/m2 | 16 | 23 | 18 | 18 |
| Temp. ugięcia pod obciążeniem | 0C | 48 | 52 | 52 | 50 |
PL 216 295 B1
T a b e l a 2
Skład i właściwości kompozytów polilaktyd/termoplastyczna skrobia kukurydziana/polilaktyd funkcjonalizowany bezwodnikiem maleinowym (PLA/TPS/PLA- g-MAH) zawierających nanonapełniacz hybrydowy polimerowy typu rdzeń-otoczka
| Skład kompozytu | Jednostka | Przykład | ||||
| PLA | IV | V | VI | VII | ||
| PLA | % | 100 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| TPS | % | - | 30 | 30 | 30 | 30 |
| PLA-g-MAH | % | - | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Nanocząstki rdzeń-otoczka | % | - | 3 | 5 | 7 | 9 |
| Właściwości | ||||||
| Naprężenie przy zerwaniu | MPa | 56 | 44 | 40 | 41 | 40 |
| Wydłużenie wzg. przy zerwaniu | % | 4 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | MPa | 65 | 46 | 45 | 44 | 41 |
| Moduł sprężystości przy rozciąganiu | MPa | 3535 | 3212 | 2673 | 2691 | 2521 |
| Wytrzymałość na zginanie | MPa | 93,6 | 73 | 65 | 64 | 60 |
| Moduł sprężystości przy zginaniu | MPa | 3323 | 2773 | 2390 | 2411 | 2166 |
| Udarność bez karbu | kJ/m2 | 16 | 12 | 21 | 25 | 29 |
Kompozyty biodegradowalnych polimerów z nanonapełniaczem proszkowym według wynalazku a także wyroby wykonane z tych kompozytów ulegają całkowitej degradacji w środowisku naturalnym i są przydatne do recyklingu organicznego. Kompozyty według wynalazku charakteryzują się polepszonymi właściwościami mechanicznymi, cieplnymi i reologicznymi co wpływa na wysoką stabilność termiczną w warunkach wysokotemperaturowego przetwórstwa. Kompozyty mogą być przetwarzane każdą ze znanych metod przetwórstwa termoplastów tj. metodą wtryskiwania - na detale przydatne dla cateringu, wytłaczania - na folie, torby spożywcze, ogrodnicze, dreny oraz metodą wytłaczania na płyty przeznaczone do termoformowania takich detali jak: filiżanki, kubki, talerze i inne wyroby dla gastronomii typu „fast food”.
Claims (7)
1. Kompozyty biodegradowalnych polimerów z nanonapełniaczem proszkowym, znamienne tym, że zawierają 75-99 części wagowych polilaktydu lub mieszaniny 60-85 części wagowych polilaktydu i 15-40 części wagowych termoplastycznej skrobi, oraz 5-20 części wagowych polilaktydu funkcjonalizowanego bezwodnikiem maleinowym i 1-10 części wagowych sferycznego nanonapełniacza, który stanowi krzemionka o wymiarach cząstek w zakresie 30-120 nm, otrzymana metodą zol-żel, także funkcjonalizowana, lub polimer hybrydowy o budowie rdzeń-otoczka, w którym rdzeń stanowi polisiloksan a otoczkę poliester metakrylowy.
2. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako polilaktyd zawierają polilaktyd o temperaturze topnienia 2100C.
3. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako polilaktyd funkcjonalizowany zawierają polilaktyd szczepiony bezwodnikiem maleinowym użytym w ilości 1-3% wagowych w stosunku do polilaktydu.
4. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako termoplastyczną skrobię zawierają termoplastyczną skrobię kukurydzianą.
5. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako nanonapełniacz krzemionkowy zawierają sferyczną nanokrzemionkę o wąskim rozrzucie wymiarów cząstek.
6. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako nanonapełniacz krzemionkowy zawierają sferyczną nanokrzemionkę sfunkcjonalizowaną aminosilanem lub glicydylometoksysilanem.
7. Kompozyty według zastrz. 1, znamienne tym, że jako nanonapełniacz zawierają polimer hybrydowy o budowie rdzeń-otoczka, którego rdzeń stanowi usieciowany polisiloksan a otoczkę poli(metakrylan metylu).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392423A PL216295B1 (pl) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowym |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392423A PL216295B1 (pl) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowym |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392423A1 PL392423A1 (pl) | 2012-03-26 |
| PL216295B1 true PL216295B1 (pl) | 2014-03-31 |
Family
ID=45891432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392423A PL216295B1 (pl) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowym |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL216295B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL428610A1 (pl) * | 2019-01-17 | 2019-10-07 | Mueller Fabryka Świec Spółka Akcyjna | Kompozycja biodegradowalna, zwłaszcza dla pojemników podgrzewaczy i wkładów do zniczy |
-
2010
- 2010-09-16 PL PL392423A patent/PL216295B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL428610A1 (pl) * | 2019-01-17 | 2019-10-07 | Mueller Fabryka Świec Spółka Akcyjna | Kompozycja biodegradowalna, zwłaszcza dla pojemników podgrzewaczy i wkładów do zniczy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL392423A1 (pl) | 2012-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hamad et al. | Biodegradable polymer blends and composites: An overview | |
| US9012534B2 (en) | Composites of poly(hydroxy carboxylic acid) and carbon nanotubes | |
| Ayana et al. | Highly exfoliated eco-friendly thermoplastic starch (TPS)/poly (lactic acid)(PLA)/clay nanocomposites using unmodified nanoclay | |
| Bouakaz et al. | Synergy between fillers in organomontmorillonite/graphene–PLA nanocomposites | |
| Pracella et al. | Morphology and properties tuning of PLA/cellulose nanocrystals bio-nanocomposites by means of reactive functionalization and blending with PVAc | |
| Kim et al. | Selective localization of nanofiller on mechanical properties of poly (lactic acid)/poly (butylene adipate-co-terephthalate) nanocomposites via the surface energy and melt blending technique | |
| Balakrishnan et al. | Mechanical, thermal, and morphological properties of polylactic acid/linear low density polyethylene blends | |
| KR101148804B1 (ko) | 폴리올레핀, 폴리（히드록시 카르복실산） 및 나노클레이를 함유하는 수지 조성물 | |
| Li et al. | High-performance polylactic acid composites reinforced by artificially cultured diatom frustules | |
| CN102239212B (zh) | 制备橡胶/纳米粘土母料的方法，以及使用其制备高强度、高抗冲击聚丙烯/纳米粘土/橡胶复合材料的方法 | |
| Jeziorska et al. | Characteristics of biodegradable polylactide/thermoplastic starch/nanosilica composites: effects of plasticizer and nanosilica functionality | |
| US7253221B2 (en) | Compositions of cellulose esters and layered silicates and process for the preparation thereof | |
| PL216295B1 (pl) | Kompozyty polimerów biodegradowalnych z nanonapełniaczem proszkowym | |
| Paglicawan et al. | Influence of nanoclay on the properties of thermoplastic starch/poly (lactic acid) blends | |
| Ouajai et al. | Morphological, thermal and mechanical properties of poly (lactic acid)/cellulose/nano-clay composite | |
| Shan Chen et al. | Compatibilized recycled polymers/clay as a matrix for rice husk composites: mechanical and physical properties | |
| Wacharawichanant et al. | Mechanical, thermal and morphological properties of poly (lactic acid)/ethylene-butyl acrylate copolymer nanocomposites | |
| Koshy et al. | Starch‐Based Bionanocomposite: Processing Techniques | |
| Mahani et al. | On the Biodegradable Polylactic Acid (Pla)/Thermoplastic Starch (Tps)/Nanoclay Based Nanocomposites Used in Fused-Filament 3d Printing | |
| Buasri et al. | Effect of titanium dioxide nanoparticles on mechanical and thermal properties of poly (lactic acid) and poly (butylene succinate) blends | |
| Supri et al. | Effect of filler loading and benzyl urea on tensile, water absorption, and morphological properties of recycled high-density polyethylene/ethylene vinyl acetate/calcium carbonate (rHDPE/EVA/CaCO3) composites | |
| Jeziorska et al. | Research Article Characteristics of Biodegradable Polylactide/Thermoplastic Starch/Nanosilica Composites: Effects of Plasticizer and Nanosilica Functionality | |
| Rosales et al. | Morphological, rheological and mechanical characterization of polypropylene nanocomposite blends | |
| Salam et al. | Bioepoxy/Clay Nanocomposites | |
| Paiva et al. | Comparative study of the effects of cellulose nanowhiskers and microcrystalline cellulose addition as reinforcement in flexible films based on biopolymer blends |