PL233575B1 - Sposob wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego - Google Patents
Sposob wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego Download PDFInfo
- Publication number
- PL233575B1 PL233575B1 PL421336A PL42133617A PL233575B1 PL 233575 B1 PL233575 B1 PL 233575B1 PL 421336 A PL421336 A PL 421336A PL 42133617 A PL42133617 A PL 42133617A PL 233575 B1 PL233575 B1 PL 233575B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pbat
- irradiated
- bioplastic
- flexible
- exothermic chemical
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 7
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 13
- NBOCQTNZUPTTEI-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(hydrazinesulfonyl)phenoxy]benzenesulfonohydrazide Chemical compound C1=CC(S(=O)(=O)NN)=CC=C1OC1=CC=C(S(=O)(=O)NN)C=C1 NBOCQTNZUPTTEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 description 2
- ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N Tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCCCC)CC(=O)OCCCC ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylperoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOOCCCCCCCCCCCC LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEECOJZAMZEUBB-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,6,6,7,7-octamethyloctane Chemical compound CC(C)(C)C(C)(C)CCC(C)(C)C(C)(C)C YEECOJZAMZEUBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N Acetyl tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(C(=O)OCCCC)(OC(C)=O)CC(=O)OCCCC QZCLKYGREBVARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000103 Expandable microsphere Polymers 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005692 JONCRYL® Polymers 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- -1 peroxide chemical compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003170 phenylsulfonyl group Chemical group C1(=CC=CC=C1)S(=O)(=O)* 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego, który polega tym, że jako elastyczne biotworzywo stosuje się poli(adypinian-co-tereftalan butylenu) (PBAT), który poddawany jest fizycznochemicznej modyfikacji poprzez jego napromienianie za pomocą promieniowania elektronowego o dawkach w zakresie od 20 kGy do 100 kGy, zwiększającego jego lepkość, a następnie dodanie egzotermicznego spieniacza chemicznego, korzystnie 4,4'-oksybis(hydrazydu benzenosulfonylu) w ilości od 1% do 4% wagowych na 100% wagowych mieszaniny granulatu (PBAT) i egzotermicznego spieniacza, który pod wpływem intensywnego mieszania w układzie uplastyczniającym wytłaczarki jednoślimakowej oraz działania sił ścinających i ciepła ulega rozkładowi z wytworzeniem sprężonych mikropęcherzy równomiernie rozprowadzonych w osnowie napromienionego elastycznego biotworzywa, które rozprężają się po wyjściu z głowicy wytłaczarki, tworząc strukturę spienioną.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego, przeznaczonego głównie jako nowy materiał stosowany w budownictwie lub rolnictwie, a także jako materiał opakowaniowy lub ochronny wyrobów meblarskich, codziennego użytku, części przemysłu samochodowego, maszynowego, elektronicznego i narzędziowego.
W roku 2014 światowa produkcja tworzyw polimerowych przekroczyła poziom 300 mln ton i ciągle rośnie. Wynika to z coraz większego zapotrzebowania konsumentów na wyroby z tworzyw polimerowych, coraz większych zdolności produkcyjnych linii technologicznych, a także poszukiwania nowych tworzyw i materiałów o innowacyjnych właściwościach. Jest to jednakże powodem wzrastających problemów z recyklingiem tych tworzyw i ochroną środowiska naturalnego. Dlatego coraz częściej poszukuje się alternatywnych tworzyw polimerowych lub innych materiałów, które mogłyby ograniczyć lub wyeliminować te problemy. Do takich należą m.in. biotworzywa, tj. tworzywa biodegradowalne i/lub pozyskiwane z surowców odnawialnych, a głównie te biodegradowalne, które jednakże w wielu zastosowaniach muszą być dodatkowo modyfikowane z wykorzystaniem procesów fizycznych i/lub chemicznych.
Znany jest z opisu nr WO 2011153653 A1 biodegradowalny elastyczny materiał spieniony i sposób jego wytwarzania, przeznaczony do przemysłu obuwniczego, wytwarzany z kompozycji dowolnego rodzaju skrobi, a korzystnie skrobi kukurydzianej lub ziemniaczanej, polimeru biodegradowalnego, w tym alifatyczno-aromatycznego oraz plastyfikatora na bazie cytrynianu tributylu, cytrynianu acetylotributylu i ich mieszanin, zawierający również spieniające składniki dodatkowe w postaci mikrosfer ulegających fizycznemu rozszerzaniu. W opisie tym stwierdzono, że mikrosfery w ilości od 10% do 13% wagowych całej kompozycji zawierające jako czynnik rozprężający izooktan oraz izobutan są korzystne w procesie spieniania wyżej wymienionej kompozycji, przy czym gęstość materiału polimerowego uzyskanego w procesie wtryskiwania kompozycji z spieniaczem jest zredukowana o co najmniej 50%.
Znany jest z opisu patentowego nr CN101386685 A sposób wytwarzania spienionego materiału na bazie alifatyczno-aromatycznego polimeru biodegradowalnego, polegający na fizycznym wprowadzeniu do jego osnowy polimerowej dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym oraz w warunkach zmiennych temperatury i ciśnienia.
Znany jest z opisu patentowego nr CN102229707 A sposób wytwarzania spienionego poli(adypinianu-ko-tereftalanu butylenu) polegający na fizycznym spienieniu zmodyfikowanego za pomocą wydłużaczy łańcuchów polimerowych, a głównie nadtlenkowych związków chemicznych korzystnie takich jak nadtlenku dikumylu, nadtlenku benzoilu, nadtlenku di-t-butylu, nadtlenku laurylu lub nadtlenku 2,5-dimetylo-2,5-di-t-butylo heksanu, poli(adypinianu-ko-tereftalanu butylenu) poprzez zastosowanie dwutlenku węgla. Według opisu spienianie materiału przebiega również w obecności środków nukleujących, przeciwutleniających, zmniejszających palność, plastyfikatorów lub barwników, a wytworzony materiał charakteryzuje się gęstością od 0,039 g/cm3 do 0,12 g/cm3 oraz średnią średnicą porów od 10 μm do 100 μm.
Znany jest z opisu patentowego nr US5272181 A sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału spienionego polegający na wymieszaniu skrobi szczepionej kopolimerem z drugim rodzajem skrobi, a następnie dodaniu od 10% do 50% wody w postaci ciekłej lub gazowej jako czynnika porotwórczego i przetworzeniu takiej mieszaniny z wykorzystaniem wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w głowicę, w której następuje rozprężenie mieszaniny z powstawaniem struktury spienionej.
Znana jest z opisu patentowego nr US9522985 B2 pianka poliestrowa elastomerowa wytwarzana w procesie impregnacji pod wysokim ciśnieniem gazem obojętnym, korzystnie dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym, charakteryzująca się strukturą półotwartych lub częściowo zamkniętych komórek, przy czym całkowicie zamknięte ugrupowania komórek stanowią nie więcej niż 40% masy pianki o gęstości od 0,03 g/cm3 do 0,3 g/cm3.
Znana jest również z opisu patentowego nr US20130011657 A1 elastyczna pianka poliestrowa wytwarzana z elastomeru poliestrowego o temperaturze topnienia od 180°C do 240°C metodą fizyczną przy użyciu gazu obojętnego, korzystnie dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym. Pianka posiada strukturę komórkową o średnicy komórek od 10 μm do 100 μm oraz gęstość pozorną od 0,01 g/cm3 do 0,20 g/cm3.
Sposób wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego według wynalazku charakteryzuje się tym, że w etapie pierwszym będący elastycznym biotworzywem poli(adypinian-ko-tereftalan buty
PL 233 575 B1 lenu) (PBAT) w postaci granulatu o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 65 kDa, temperaturze topnienia fazy krystalicznej do 122°C oraz masowym wskaźniku (MFR) szybkości płynięcia do 10 g/10 min mierzonym w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg poddaje się działaniu promieniowania jonizującego, korzystnie promieniowaniu elektronowemu o dawkach w zakresie od 20 kGy do 100 kGy, przy czym dawka jednorazowa nie jest większa niż 20 kGy, przez co zwiększa się lepkość granulatu PBAT, a tym samym zwiększa się wagowo średni ciężar cząsteczkowy do 150 kDa i temperaturę topnienia fazy krystalicznej do 125°C, a także zmniejsza się masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia z 10 g/10 min do 4 g/10 min mierzony w temperaturze 190°C i pod obciążeniem
2,16 kg, natomiast w etapie drugim PBAT poddaje się modyfikacji chemicznej poprzez dodanie do napromienionego w etapie pierwszym PBAT egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2, w postaci proszku w ilości od 1% do 4% wagowych na 100% wagowych mieszaniny granulatu PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego, po czym mieszaninę napromienionego PBAT wraz z dodanym egzotermicznym spieniaczem chemicznym 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) wprowadza się przy użyciu dozownika wolumetrycznego do strefy zasilania wytłaczarki ślimakowej, korzystnie wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w ślimak o długości L/D=25, średnicy D=19 mm, z końcówką mieszającą i o zredukowanej objętości kanału uplastyczniającego 3:1, przy czym proces uplastyczniania napromienionego PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) prowadzi się w temperaturach stref grzewczych cylindra wytłaczarki i głowicy wynoszących odpowiednio od 120, 125, 165 i 140°C do 130, 135, 175 i 160°C przy stałej prędkości obrotowej ślimaka ustalonej w zakresie od 40 min-1 do 100 min-1, przy czym w układzie uplastyczniającym wytłaczarki mieszaninę napromienionego PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) poddaje się intensywnemu homogenizowaniu oraz działaniu sił ścinających i ciepła w wyniku czego następuje rozkład cieplny egzotermicznego spieniacza chemicznego z wytworzeniem mieszaniny gazów, głównie azotu i pary wodnej, tworzących sprężone mikropęcherze równomiernie rozprowadzone w osnowie napromienionego elastycznego biotworzywa PBAT, które z kolei rozprężają się po wyjściu z głowicy wytłaczarki tworząc strukturę spienioną, którą następnie chłodzi się w temperaturze poniżej 22°C.
Grubość warstwy napromienianego poli(adypinian-ko-tereftalanu butylenu) (PBAT) nie przekracza 20 mm.
Wytworzone sposobem według wynalazku elastyczne biotworzywo spienione składające się z: elastycznego biotworzywa poli(adypinianu-ko-tereftalanu butylenu) (PBAT) i egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2 charakteryzuje się zredukowaną gęstością o około 40% w stosunku do elastycznych biotworzyw niespienionych, dobrymi właściwościami mechanicznymi w odniesieniu do ich zredukowanej gęstości oraz większą sprężystością. Sposób wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego według wynalazku umożliwia również zmniejszenie kosztów wytwarzania nowych materiałów, gdyż oprócz środków spieniających nie są stosowane jakiekolwiek inne składniki dodatkowe, a szczególnie tzw. wydłużacze łańcuchów polimerowych zwiększające lepkość tworzywa, takie jak te występujące pod nazwami handlowymi: CESA, Joncryl lub Biostrength. Zmiana lepkości elastycznego biotworzywa następuje wyłącznie w wyniku działania wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, korzystnie promieniowania elektronowego, które w zależności od wielkości zastosowanej dawki zwiększa lepkość tworzywa wyrażoną zmniejszającą się szybkością jego płynięcia w ujęciu masowym, w zakresie od 10% do 55%. Możliwość zmiany lepkości elastycznego biotworzywa w wyniku jego napromieniania zapewnia kontrolę struktury komórkowej spienionego materiału i jego ostatecznych właściwości użytkowych.
P r z y k ł a d 1. Elastyczne biotworzywo jako poli(adypinian-ko-tereftalan butylenu) (PBAT) w postaci granulatu, o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 65 kDa, temperaturze topnienia fazy krystalicznej 122°C oraz masowym wskaźniku (MFR) szybkości płynięcia 9,9 g/10 min mierzonym w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg, poddaje się w etapie pierwszym działaniu wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, a konkretnie promieniowania elektronowego o dawce 20 kGy zwiększającego jego lepkość, a tym samym wagowo średni ciężar cząsteczkowy do 84 kDa i temperaturę topnienia fazy krystalicznej do 123°C, a także zmniejszającego masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia do 8,7 g/10 min mierzony w temperaturze 190°C i pod obciążeniem
2,16 kg, przy czym grubość warstwy napromienianego elastycznego biotworzywa wynosi 20 mm. W etapie drugim dodaje się do niego egzotermiczny spieniacz chemiczny 4,4’-oksybis(hydrazydu
PL 233 575 B1 benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2, w postaci proszku w ilości 1% wagowego na 100% wagowych mieszaniny granulatu PBAT i egzotermicznego spieniacza. Następnie mieszaninę obu składników, tj. napromienionego elastycznego biotworzywa i egzotermicznego spieniacza chemicznego wprowadza się przy użyciu dozownika wolumetrycznego do strefy zasilania wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w ślimak o długości L/D=25, średnicy D=19 mm, z końcówką mieszającą i o zredukowanej objętości kanału uplastyczniającego 3:1, w której układzie uplastyczniającym poddaje się ją intensywnemu homogenizowaniu oraz działaniu sił ścinających i ciepła. Proces uplastyczniania prowadzi się w temperaturach stref grzewczych cylindra wytłaczarki i głowicy wynoszących odpowiednio 120, 125, 165 i 140°C, przy stałej prędkości obrotowej ślimaka wynoszącej 40 min-1, wskutek czego następuje rozkład cieplny egzotermicznego spieniacza chemicznego z wytworzeniem mieszaniny gazów, głównie azotu i pary wodnej, tworzących sprężone mikropęcherze równomiernie rozprowadzone w osnowie polimerowej elastycznego biotworzywa PBAT, które to mikropęcherze po wyjściu z głowicy wytłaczarki ślimakowej rozprężają się tworząc strukturę spienioną elastycznego biotworzywa, które jest chłodzone na odciągu taśmowym przy użyciu nadmuchu zimnego powietrza o temperaturze 18°C.
P r z y k ł a d 2. Elastyczne biotworzywo jako poli(adypinian-ko-tereftalan butylenu) (PBAT) w postaci granulatu, o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 65 kDa, temperaturze topnienia fazy krystalicznej 122°C oraz masowym wskaźniku (MFR) szybkości płynięcia 9,9 g/10 min mierzonym w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg, poddaje się w etapie pierwszym działaniu wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, a konkretnie promieniowania elektronowego o dawce 60 kGy zwiększającego jego lepkość, a tym samym wagowo średni ciężar cząsteczkowy do 114 kDa i temperaturę topnienia fazy krystalicznej do 123°C, a także zmniejszającego masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia do 5,5 g/10 min mierzony w temperaturze 190°C i pod obciążeniem
2,16 kg, przy czym grubość warstwy napromienianego elastycznego biotworzywa wynosi 20 mm. W etapie drugim dodaje się do niego egzotermiczny spieniacz chemiczny 4,4’-oksybis(hydrazydu benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2, w postaci proszku, w ilości 2,5% wagowego na 100% wagowych mieszaniny granulatu PBAT i egzotermicznego spieniacza. Następnie mieszaninę obu składników, tj. napromienionego elastycznego biotworzywa i egzotermicznego spieniacza chemicznego wprowadza się przy użyciu dozownika wolumetrycznego do strefy zasilania wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w ślimak o długości L/D=25, średnicy D=19 mm, z końcówką mieszającą i o zredukowanej objętości kanału uplastyczniającego 3:1, w której układzie uplastyczniającym poddaje się ją intensywnemu homogenizowaniu oraz działaniu sił ścinających i ciepła. Proces uplastyczniania prowadzi się w temperaturach stref grzewczych cylindra wytłaczarki i głowicy wynoszących odpowiednio 125, 130, 170 i 150°C, przy stałej prędkości obrotowej ślimaka wynoszącej 60 min-1, wskutek czego następuje rozkład cieplny egzotermicznego spieniacza chemicznego z wytworzeniem mieszaniny gazów, głównie azotu i pary wodnej, tworzących sprężone mikropęcherze równomiernie rozprowadzone w osnowie polimerowej elastycznego biotworzywa PBAT, które to mikropęcherze po wyjściu z głowicy wytłaczarki ślimakowej rozprężają się tworząc strukturę spienioną elastycznego biotworzywa, które jest chłodzone na walcach termostatowanych w temperaturze 10°C.
P r z y k ł a d 3. Elastyczne biotworzywo jako poli(adypinian-ko-tereftalan butylenu) (PBAT) w postaci granulatu, o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 65 kDa, temperaturze topnienia fazy krystalicznej 122°C oraz masowym wskaźniku (MFR) szybkości płynięcia 9,9 g/10 min mierzonym w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg, poddaje się w etapie pierwszym działaniu wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, a konkretnie promieniowania elektronowego o dawce 100 kGy zwiększającego jego lepkość, a tym samym wagowo średni ciężar cząsteczkowy do 143 kDa i temperaturę topnienia fazy krystalicznej do 124°C, a także zmniejszającego masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia do 4,3 g/10 min mierzony w temperaturze 190°C i pod obciążeniem
2,16 kg, przy czym grubość warstwy napromienianego elastycznego biotworzywa wynosi 20 mm. W etapie drugim dodaje się do niego egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4'-oksybis(hydrazydu benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2, w postaci proszku, w ilości 4% wagowych na 100% wagowych mieszaniny granulatu PBAT i egzotermicznego spieniacza. Następnie mieszaninę obu składników, tj. napromienionego elastycznego biotworzywa i egzotermicznego spieniacza chemicznego wprowadza się przy użyciu dozownika wolumetrycznego do strefy zasilania wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w ślimak o długości L/D=25, średnicy D=19 mm, z końcówką mieszającą i o zredukowanej objętości kanału uplastyczniającego 3:1, w której układzie uplastyczniającym poddaje się ją intensywnemu homogenizowaniu oraz działaniu sił ścinających i ciepła. Proces upla
PL 233 575 B1 styczniania prowadzi się w temperaturach stref grzewczych cylindra wytłaczarki i głowicy wynoszących odpowiednio 130, 135, 175 i 160°C, przy stałej prędkości obrotowej ślimaka wynoszącej 100 min-1, wskutek czego następuje rozkład cieplny egzotermicznego spieniacza chemicznego z wytworzeniem mieszaniny gazów, głównie azotu i pary wodnej, tworzących sprężone mikropęcherze równomiernie rozprowadzone w osnowie polimerowej elastycznego biotworzywa PBAT, które to mikropęcherze po wyjściu z głowicy wytłaczarki ślimakowej rozprężają się tworząc strukturę spienioną elastycznego biotworzywa, które jest chłodzone na walcach termostatowanych w temperaturze 8°C.
Chociaż wynalazek został objaśniony za pomocą wybranych przykładów realizacji, to jest zrozumiałe, że możliwe są jego modyfikacje, ograniczające się do zawartej istoty ujawnionej w opisie i zastrzeżeniach patentowych.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego, znamienny tym, że w etapie pierwszym będący elastycznym biotworzywem poli(adypinian-ko-tereftalan butylenu) (PBAT) w postaci granulatu, o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 65 kDa, temperaturze topnienia fazy krystalicznej do 122°C oraz masowym wskaźniku (MFR) szybkości płynięcia do 10 g/10 min mierzonym w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg, poddaje się fizyczno-chemicznej modyfikacji poprzez jego napromienianie za pomocą wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, korzystnie promieniowaniu elektronowemu o dawkach w zakresie od 20 kGy do 100 kGy, przy czym dawka jednorazowa nie jest większa niż 20 kGy, przez co zwiększa się lepkość granulatu PBAT, a tym samym zwiększa się wagowo średni ciężar cząsteczkowy do 150 kDa i temperaturę topnienia fazy krystalicznej do 125°C, a także zmniejsza się masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia z 10 g/10 min do 4 g/10 min mierzony w temperaturze 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg, natomiast w etapie drugim PBAT poddaje się modyfikacji chemicznej poprzez dodanie do napromienionego w etapie pierwszym PBAT egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) o wzorze sumarycznym C12H14O5N4S2, w postaci proszku w ilości od 1% do 4% wagowych na 100% wagowych mieszaniny granulatu PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego, po czym mieszaninę napromienionego PBAT wraz z dodanym egzotermicznym spieniaczem chemicznym 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) wprowadza się przy użyciu dozownika wolumetrycznego do strefy zasilania wytłaczarki ślimakowej, korzystnie wytłaczarki jednoślimakowej wyposażonej w ślimak o długości L/D=25, średnicy D=19 mm, z końcówką mieszającą i o zredukowanej objętości kanału uplastyczniającego 3:1, przy czym proces uplastyczniania napromienionego PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego prowadzi się w temperaturach stref grzewczych cylindra wytłaczarki i głowicy wynoszących odpowiednio od 120, 125, 165 i 140°C do 130, 135, 175 i 160°C, przy stałej prędkości obrotowej ślimaka ustalonej w zakresie od 40 min-1 do 100 min-1, przy czym w układzie uplastyczniającym wytłaczarki mieszaninę napromienionego PBAT i egzotermicznego spieniacza chemicznego 4,4’-oksybis(hydrazyd benzenosulfonylu) poddaje się intensywnemu homogenizowaniu oraz działaniu sił ścinających i ciepła w wyniku czego następuje rozkład cieplny egzotermicznego spieniacza chemicznego z wytworzeniem mieszaniny gazów, głównie azotu i pary wodnej, tworzących sprężone mikropęcherze równomiernie rozprowadzone w osnowie napromienionego elastycznego biotworzywa PBAT, które z kolei rozprężają się po wyjściu z głowicy wytłaczarki tworząc strukturę spienioną, którą następnie chłodzi się w temperaturze poniżej 22°C.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość warstwy napromienianego poli(adypinian-ko-tereftalanu butylenu) (PBAT) nie przekracza 20 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421336A PL233575B1 (pl) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Sposob wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421336A PL233575B1 (pl) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Sposob wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL421336A1 PL421336A1 (pl) | 2018-10-22 |
| PL233575B1 true PL233575B1 (pl) | 2019-11-29 |
Family
ID=63854966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL421336A PL233575B1 (pl) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Sposob wytwarzania elastycznego biotworzywa spienionego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233575B1 (pl) |
-
2017
- 2017-04-19 PL PL421336A patent/PL233575B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL421336A1 (pl) | 2018-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103370197B (zh) | 生产多层塑料薄膜的方法 | |
| US10518444B2 (en) | Compostable or biobased foams | |
| US5348984A (en) | Expandable composition and process for extruded thermoplastic foams | |
| JP5730856B2 (ja) | ポリ乳酸組成物、その発泡成形品と製造方法 | |
| FI82065B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av skum av lineaert ld-polyeten och eventuella andra polymermaterial. | |
| EP0585148B1 (en) | Ultra low density polyolefin foam, foamable polyolefin compositions and process for making same | |
| KR102447143B1 (ko) | 열가소성 폴리우레탄에 기초한 폼의 제조 방법 | |
| EP2729521A2 (en) | Compostable or biobased foams, method of manufacture and use | |
| US6030696A (en) | Extruded polyolefin foam in thicker grades and plank and process therefor | |
| EP3820665B1 (en) | Polylactone foams and methods of making the same | |
| JP2014528986A (ja) | イソシアネートフリーのポリマーおよびその産生方法 | |
| ES2426997T3 (es) | Procedimiento para la producción de granulado de plástico de estireno expansible | |
| CN112313272A (zh) | 用于挤出泡沫的聚苯乙烯组合物 | |
| US8962706B2 (en) | Process for enabling secondary expansion of expandable beads | |
| EP2543489A2 (en) | Process for enabling secondary expansion of expandable beads | |
| CA2778641A1 (en) | Method of producing compostable or biobased foams | |
| Tammaro et al. | Extrusion foam of polylactic acid using stereocomplex crystals | |
| Malucelli | Biodegradable Foams | |
| EP1928756B1 (en) | Polymer cork, composition and method | |
| KR101919506B1 (ko) | 수분 함량이 높은 발포성 폴리스티렌 비드의 제조 방법 | |
| JPH111570A (ja) | ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法 | |
| TWI605069B (zh) | Polylactic acid foaming molding material, foamed molded article and manufacturing method thereof | |
| SHARIF et al. | Using chemical blowing agent systems based on azodicarbonamide for producing polyethylene foams | |
| PL234599B1 (pl) | Sposób wytwarzania polietylenowej pianki chemicznie sieciowanej | |
| CA2770956A1 (en) | Process for enabling secondary expansion of expandable beads |