PL233050B1 - Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego - Google Patents
Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowegoInfo
- Publication number
- PL233050B1 PL233050B1 PL421863A PL42186317A PL233050B1 PL 233050 B1 PL233050 B1 PL 233050B1 PL 421863 A PL421863 A PL 421863A PL 42186317 A PL42186317 A PL 42186317A PL 233050 B1 PL233050 B1 PL 233050B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- temperature
- lactic acid
- fertilizer
- hours
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 8
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 23
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 22
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 18
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 9
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 9
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 9
- 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 claims description 8
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007515 enzymatic degradation Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000269 smectite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozytowy materiał polimerowy na bazie polimerów kwasu mlekowego i substancji nieorganicznych, przeznaczony do wytwarzania biodegradowalnych otoczek dla nawozów granulowanych o kontrolowanym uwalnianiu składników odżywczych (CRF, od ang. controlled release fertilizers).
Światowy przemysł nawozowy wprowadza na rynek i udoskonala nawozy, które charakteryzują się rozłożonym w czasie wydzielaniem składników pokarmowych, dopasowanym do tempa pobierania ich przez rośliny. Jedno z rozwiązań polega na pokryciu granul nawozu warstwą ochronną, zwaną otoczką lub powłoką, która utrudnia dyfuzję wody do nawozu i wydostanie się rozpuszczonych składników mineralnych na zewnątrz (Bloin G.M, Rindt D.W. Moore O.E.: J.Agric.Food Chem. 19,801,1971, Azeem B., KuShaari K., Man Z.B., Basit A., Trinh T.H.: J. Control. Release,181,11,2014). Szczególnie istotnym problemem jest obniżenie szybkości dyfuzji nawozów zawierających mocznik, gdyż wskutek zbyt szybkiego wydzielania tego związku ponad 50% tej substancji nie jest asymilowane przez rośliny, lecz rozkłada się z wydzieleniem dwutlenku węgla i azotynów, co prowadzi do skażenia atmosfery i wód gruntowych.
Początkowo do otoczkowania nawozów stosowano głównie siarkę. Jest ona tanim surowcem o niskiej temperaturze topnienia, co ułatwia proces powlekania granul nawozu. Technologia wytwarzania mocznika otoczkowanego siarką (Sulfur Coated Urea) została opracowana w USA w 1961 roku, a masowa produkcja rozpoczęła się w roku 1972. W celu wypełnienia szczelin w powłoce siarkowej, zmniejszenia jej kruchości i spowolnienia procesu degradacji otoczki przez mikroorganizmy żyjące w glebie, granule otoczko wane siarką pokrywane są dodatkowo warstwą wosku. Na tę warstwę wprowadza się jeszcze substancje nieorganiczne zapobiegające zbrylaniu nawozów (np. krzemionkę). Jako czynniki uszczelniające stosowano też produkty reakcji siarki z różnymi związkami organicznymi (E.Złotników, A.Shaviv, B.Gordonov, U.Michael: Pat.USA 5454851,1995). W nowszych rozwiązaniach do wytwarzania otoczek stosuje się polimery syntetyczne, takie jak poliolefiny (polietylen, polipropylen), poliuretany, polisulfoniany, poliakrylany, poliakrylamidy, żywice alkidowe, polioctan winylu lub układy mieszane zawierające polimery organiczne i siarkę (S.Noppakundilograt, N.N.Pheatcharat, S. Kiatkamjornwong, J.Appl. Polym. Sci, 41249, 2015).
Podstawową wadą otoczek zawierających polimery syntetyczne jest ich brak zdolności do biodegradacji w glebie, wskutek czego ich stosowanie w CRF prowadzi do systematycznego skażenia gleby. Z tego powodu podejmowane są próby opracowania otoczek z polimerów naturalnych, takich jak celuloza, lignina, skrobia, chityna, gluten, kauczuk naturalny oraz z ich kompozycji modyfikowanych syntetycznymi polimerami, a zwłaszcza polilaktydem, który ma zdolność do biodegradacji w glebie ((Y.P.Timilsena, U Adhikaria, J.Sci Food Agric., 95, 1131,2014). Podstawową zaletą tych materiałów jest ich nietoksyczność i zdolność rozkładu do dwutlenku węgla i wody. Ich wadami są natomiast słabe właściwości powłokotwórcze oraz to, że nie można ich otrzymać w postaci stopów o niskiej lepkości, które można użyć bezpośrednio do wytwarzania powłoki. W znanych dotychczas rozwiązaniach w celu utworzenia powłoki ochronnej konieczne było stosowanie dodatkowo plastyfikatorów i rozpuszczalników organicznych lub wodnych dyspersji polimerów organicznych (R. Ito, B.Golman, K.Shinohara Chem. Eng.Sci.60,5415,2005: S.A.Riyan, Y.Sasithornsonti, P.Phinyocheep, Carbohydra.Polym. 89,251,2012). Otoczki bazujące na polimerach biodegradowalnych nie znalazły jeszcze praktycznego zastosowania ze względu na kosztowne procedury wytwarzania i słabe właściwości barierowe.
Celem wynalazku było opracowanie biodegradowalnego materiału w postaci kompozytu o niskiej lepkości, który po nałożeniu na granulę nawozu w postaci stopu utworzy stałą otoczkę ograniczającą szybkość dyfuzji nawozów mineralnych do wody.
Sposób wytwarzania kompozytowego materiału polimerowego na otoczki do nawozów według wynalazku charakteryzuje się tym, że na pierwszym etapie prowadzi się reakcję kondensacji kwasu mlekowego w temperaturze od 130°C do 200°C, w czasie 4-6 godzin, a następnie pod obniżonym ciśnieniem rzędu 600-800 mbar przez 4 do 10 godzin, do otrzymania oligomeru poli(kwasu mlekowego) o masie molowej 500-3000 g/mol. Do układu można też wprowadzać dodatkowo wyższe kwasy tłuszczowe, korzystnie kwas stearynowy, palmitynowy lub oleinowy, w ilości 0-400% wag w stosunku do kwasu mlekowego. Na drugim etapie do otrzymanych oligomerów dodaje się 5-15% wagowych węglanu wapnia i/albo montmorylonitu i prowadzi się reakcję w temperaturze od 100-190°C przez
PL 233 050 B1
4-6 godzin, a następnie pod obniżonym ciśnieniem rzędu 600-800 mbar w temperaturze od 130 do 190°C.
Tak wytworzony materiał zgodnie z wynalazkiem stosuje się jako otoczkę nawozu granulowanego. W zastosowaniu według wynalazku materiałem kompozytowym pokrywa się granule nawozu, korzystnie mocznika, korzystnie o masie 0,3-1 g, poprzez zanurzanie granulek w stopie żywicy w temperaturze 80-90°C, w takiej ilości, aby masa otoczki po ochłodzeniu stanowiła 20-50% wag. masy nawozu.
Sposób według wynalazku pozwala na otrzymanie na pierwszym etapie żywic, w których podstawowym składnikiem są produkty kondensacji kwasu mlekowego lub kopolikondensacji tego kwasu z innymi kwasami karboksylowymi. Na drugim etapie reakcji w obecności węglanu wapnia obecne w żywicach wolne grupy karboksylowe zostają przekształcone w sole, natomiast w układach z montmorylonitem tworzą się kompozyty o budowie warstwowej, co wykazała analiza produktów techniką FTIR i XRD. Kompozycje otrzymane sposobem według wynalazku w temperaturze powyżej 80°C wykazują właściwości lepkich cieczy, które w tej postaci można nakładać na granule nawozu, a w temperaturze otoczenia tworzą lite powłoki o temperaturze zeszklenia około 50°C.
Z danych literaturowych wiadomo, że żywice i polimery na bazie kwasu mlekowego ulegają łatwo degradacji hydrolitycznej i enzymatycznej, a także biodegradacji w kompoście (A.Abiko, S.Y.Yano, M.Iguchi, Polymer 53,3842,2012, A.Frydrych, Z.Florjanczyk, M.Charazinska, M.Kakol Polym. Degrad. Stab. 132,202,2016). W warunkach testu na uwalnianie mocznika, otrzymane żywice ulegały całkowitemu rozpuszczeniu w wodzie po okresie 3-6 miesięcy. Żywice zawierające kwas stearynowy lub inne wyższe kwasy tłuszczowe nie ulegają całkowitej degradacji hydrolitycznej w temperaturze otoczenia. Wiadomo jednak, że ich sole wapniowe są biozgodne i ulegają biodegradacji. Węglan wapnia stanowi składnik wielu minerałów i jest szeroko stosowany jako napełniacz w kompozytach polimerowych. W układach opisanych w wynalazku pełni również rolę czynnika neutralizującego grupy kwasowe i zagęstnika. Montmorylonit jest minerałem z gromady krzemianów warstwowych zaliczanym do minerałów ilastych z grupy smektytów. Jest też składnikiem nawozów mineralnych i środków używanych przy rekultywacji terenów skażonych metalami ciężkimi. Montmorylonit posiada bardzo dobre właściwości sorpcyjne i zdolności pęcznienia, dzięki czemu może być składnikiem kontrolującym szybkość dyfuzji wody i roztworów mocznika przez otoczkę, a po jej degradacji stać się wartościowym składnikiem gleby.
Wpływ opracowanych otoczek na szybkość uwalniania mocznika oceniano na podstawie testu, w którym otoczkowane granule nawozu zalewano 5 ml wody i mierzono stężenie mocznika w fazie wodnej wydzielonego w temperaturze pokojowej.
Przedmiot wynalazku został bliżej zilustrowany na przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Syntezę prowadzono w reaktorze szklanym o pojemności 100 ml zaopatrzonym w magnetyczny element mieszający oraz chłodnicę kondensacyjną podłączoną z odbieralnikiem oraz systemem regulacji i pomiaru ciśnienia. Do reaktora wprowadzono 38 g wodnego roztworu kwasu L-mlekowego o stężeniu 85%, a następnie ogrzewano do 180°C pod ciśnieniem atmosferycznym. Po 4 godzinach obniżano ciśnienie do 600-800 mbarów i prowadzono reakcje przez kolejne 5 godzin, a następnie chłodzono do temperatury pokojowej. W wyniku reakcji uzyskano oligomer w postaci szklistego amorficznego ciała stałego o średnim liczbowo ciężarze cząsteczkowym około 1200 g/mol. Oligomer ten w temperaturze 120°C jest cieczą o lepkości około 0,07 Pa-s. Do otrzymanego oligomeru dodano 5% wagowych węglanu wapnia i otrzymaną mieszaninę ogrzewano przez godzinę do temperatury 180°C, a następnie obniżano ciśnienie do 600-800 mbar i kontynuowano reakcję przez 5 godzin. W wyniku reakcji otrzymano jednorodne szkliste ciało stałe o lepkości 2,8 Pa-s w temperaturze 120°C. Z otrzymanej kompozycji wytworzono otoczki pokrywające granule mocznika, których masy były w granicach 0,5-1,5 g.
Testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 7 dobach i 14 dobach do fazy wodnej przechodzi średnio odpowiednio 0,1%, 50% i 55% mocznika. Dla porównania przeprowadzono też testy na uwalnianie mocznika z otoczek wykonanych z żywic niemodyfikowanych węglanem wapnia. W tym wypadku po 1 dobie, 7 dobach i 14 dobach do roztworu przechodzi odpowiednio 48%, 90% i 100% mocznika.
P r z y k ł a d 2
Syntezę kompozycji prowadzono analogicznie do opisanej w przykładzie 1 z tym, że do oligomeru dodano 10% wag. węglanu wapnia. W wyniku reakcji otrzymano jednorodne ciało stałe o lepko
PL 233 050 B1 ści 5,5 Pa-s w temp. 120°C, które użyto do wytworzenia otoczek. Testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 7 dobach i 14 dobach do fazy wodnej przechodzi średnio odpo wiednio 0,5%, 40% i 55% mocznika.
P r z y k ł a d 3
Syntezę kompozycji prowadzono analogicznie do opisanej w przykładzie 1, z tym, że do oligomeru dodano 15% wagowych węglanu wapnia. W wyniku reakcji otrzymano układ dwufazowy polimernapełniacz o lepkości 4,2 Pa-s w temp. 120°C, który użyto do wytwarzania otoczek. Testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 7 dobach i 14 dobach do fazy wodnej przechodzi średnio odpowiednio 65%, 72% i 75% mocznika.
P r z y k ł a d 4
Syntezę kompozycji prowadzono analogicznie do opisanej w przykładzie 1, z tym że do oligomeru dodano 10% wagowych montmorylonitu. W wyniku reakcji otrzymano nanokompozyt, w którym odległość miedzy między warstwami montmorylonitu wynosiła 18,2 A. Materiał ten wykorzystano do tworzenia otoczek, a testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 2 dobach, 3 dobach i 7 dobach do fazy wodnej przechodzi odpowiednio 12%, 45%, 75% i 100%.
P r z y k ł a d 5
Syntezę kompozycji prowadzono analogicznie do opisanej w przykładzie 1, z tym że do układu wprowadzono 10% wag. montmorylonitu. Po zakończeniu syntezy otrzymano kompozyt, w którym odległość pomiędzy warstwami monomorylonitu wynosiła 17,7 A. Materiał ten wykorzystano do tworzenia otoczek, a testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 2 dobach, 3 dobach i 7 dobach do fazy wodnej przechodzi średnio odpowiednio 6%, 18%, 40% i 100%.
P r z y k ł a d 6.
Syntezę prowadzono w reaktorze szklanym o pojemności 500 ml zaopatrzonym w magnetyczny element mieszający oraz chłodnicę kondensacyjną podłączoną z odbieralnikiem oraz systemem regulacji i pomiaru ciśnienia. Do kolby reakcyjnej wprowadzono 300 g wodnego roztworu L-kwasu mlekowego o stężeniu 85% i stopniowo ogrzewano do 175°C pod ciśnieniem atmosferycznym. Po 4 godzinach obniżono ciśnienie do 600 mbar i reakcje kontynuowano przez 5 godzin. Po tym czasie uzyskano oligomer o masach molowych w zakresie 500-3000 g/mol i średniej liczbowo masie molowej około 1400 g/mol. Do otrzymanego oligomeru wprowadzono 127 g kwasu stearynowego i kontynuowano proces kondensacji prowadząc reakcję w temperaturze 175°C pod ciśnieniem 600 mbar, a następnie przez 7 godzin pod ciśnieniem do 5*10-2 mbar. Po tym czasie otrzymano żywicę o średnim liczbowo ciężarze cząsteczkowym około 2000 g/mol, w której około 60% kwasu stearynowego zostało połączone z oligomerami kwasu mlekowego, a 40% występuje w postaci niezwiązanej (dane oszacowano na podstawie analizy widm H-NMR żywicy). Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano 10% węglanu wapnia i prowadzono proces w temperaturze do 175°C, przez 5 godzin. Po tym czasie otrzymano produkt krystaliczny o temperaturze topnienia 42°C. Materiał ten wykorzystano do tworzenia otoczek, a testy na uwalnianie mocznika wykazały, że po 1 dobie, 7 dobach i 14 dobach do fazy wodnej przechodzi średnio odpowiednio 9%, 32% i 100% mocznika.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania kompozytowego materiału polimerowego na bazie polimerów kwasu mlekowego na otoczki do nawozów, znamienny tym, że na pierwszym etapie prowadzi się reakcję kondensacji kwasu mlekowego w temperaturze od 130°C do 200°C, w czasie 4-6 godzin, a następnie pod obniżonym ciśnieniem rzędu 600-800 mbar przez 4 do 10 godzin, do otrzymania oligomeru poli(kwasu mlekowego) o masie molowej 500-3000 g/mol, a na drugim etapie do otrzymanych oligomerów dodaje się 5-15% wagowych węglanu wapnia i/albo montmorylonitu i prowadzi się reakcję w temperaturze od 100-190°C przez 4-6 godzin, a następnie pod obniżonym ciśnieniem rzędu 600-800 mbar w temperaturze od 130 do 190°C.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do pierwszego etapu reakcji dodatkowo wprowadza się wyższe kwasy tłuszczowe, w ilości 0-400% wag w stosunku do kwasu mlekowego.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wyższym kwasem tłuszczowym jest kwas stearynowy, palmitynowy lub oleinowy.PL 233 050 B1 5
- 4. Zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego otrzymanego sposobem określonym w zastrzeżeniu 1 do otoczkowania granulowanych nawozów.
- 5. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że granule nawozu zanurza się w polimerowym materiale kompozytowym w temperaturze 80-90°C, a następnie chłodzi się do temperatury otoczenia.
- 6. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że polimerowy materiał kompozytowy stosuje się w takiej ilości, aby masa otoczki po ochłodzeniu stanowiła 20-50% wag masy nawozu.
- 7. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że nawozem jest mocznik granulowany.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421863A PL233050B1 (pl) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421863A PL233050B1 (pl) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL421863A1 PL421863A1 (pl) | 2018-12-17 |
| PL233050B1 true PL233050B1 (pl) | 2019-08-30 |
Family
ID=64634218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL421863A PL233050B1 (pl) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233050B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL446766A1 (pl) * | 2023-11-18 | 2025-05-19 | Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie | Nawóz o kontrolowanym uwalnianiu z dodatkiem kompozytu biodegradowalnego i sposób jego wytwarzania |
-
2017
- 2017-06-09 PL PL421863A patent/PL233050B1/pl unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL446766A1 (pl) * | 2023-11-18 | 2025-05-19 | Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie | Nawóz o kontrolowanym uwalnianiu z dodatkiem kompozytu biodegradowalnego i sposób jego wytwarzania |
| PL248271B1 (pl) * | 2023-11-18 | 2025-11-17 | Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie | Nawóz o kontrolowanym uwalnianiu z dodatkiem kompozytu biodegradowalnego i sposób jego wytwarzania |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL421863A1 (pl) | 2018-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Balaguer et al. | Compostability assessment of nano-reinforced poly (lactic acid) films | |
| Yamamoto et al. | Slow release fertilizers based on urea/urea–formaldehyde polymer nanocomposites | |
| EP3674278B1 (en) | Preparation of a sustained-release and controlled-release fertilizer having core-shell structure | |
| US20150376077A1 (en) | Polymer coated fertilizer compositions and methods of making thereof | |
| AU2015212412B2 (en) | Fertilizer capsule comprising one or more cores and method of making same | |
| ES3040715T3 (en) | Fertilizer composition comprising a binder | |
| Vashishtha et al. | Improvement in properties of urea by phosphogypsum coating | |
| CN100369871C (zh) | 一种肥料的包膜组合物与使用这种组合物生产包膜肥料的方法与所得到的包膜肥料 | |
| CA2372334A1 (en) | Conditioned fertilizer product containing lactic acid derivative, method of manufacture and use thereof | |
| Kartini et al. | Bioplastic composite of carboxymethyl cellulose/NPK fertilizer | |
| PT100787B (pt) | Processo para a preparacao de granulados de adubo revestidos por membrana | |
| US6503288B1 (en) | Process for the production of biodegradable encapsulated fertilizers | |
| AU2020283805A1 (en) | PLA / PHA biodegradable coatings for seeds, fertilizers and pesticides | |
| PL233050B1 (pl) | Sposób wytwarzania i zastosowanie kompozytowego materiału polimerowego | |
| US20060040049A1 (en) | Anti-caking and dust control coating compositions containing liquid-dispersed metallic salts of fatty acids and methods of using same | |
| Benzaouia et al. | Exploring the influential factors of granular fertilizer caking: a comprehensive review | |
| PT1890985E (pt) | Fertilizante revestido, com libertação controlada da substância ativa, e processo para a sua produção | |
| JP5068926B2 (ja) | 安定化された硫黄コーティング肥料の製造方法 | |
| CN103608316A (zh) | 包封颗粒 | |
| CN113056445A (zh) | 包含含氮肥料、硝化抑制剂和包含伯和/或仲烷基和/或亚烷基单胺的组合物的混合物 | |
| US3241947A (en) | Encapsulated particulate fertilizer | |
| Wahyuni et al. | Synthesis bioplastic fertilizer of carboxymethyl cellulose/NPK/zeolite using twin-screw extruder as a model slow-release | |
| PL241944B1 (pl) | Sposób otrzymywania otoczkowanego nawozu stałego | |
| JP4044765B2 (ja) | 被覆肥料 | |
| CN102190531A (zh) | 被覆粒状肥料 |