PL244175B1 - Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego - Google Patents
Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego Download PDFInfo
- Publication number
- PL244175B1 PL244175B1 PL435891A PL43589120A PL244175B1 PL 244175 B1 PL244175 B1 PL 244175B1 PL 435891 A PL435891 A PL 435891A PL 43589120 A PL43589120 A PL 43589120A PL 244175 B1 PL244175 B1 PL 244175B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- polymer
- parts
- composition
- succinic acid
- oxidation
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 24
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 10
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 6
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 6
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- QAIPRVGONGVQAS-DUXPYHPUSA-N trans-caffeic acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 QAIPRVGONGVQAS-DUXPYHPUSA-N 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- ACEAELOMUCBPJP-UHFFFAOYSA-N (E)-3,4,5-trihydroxycinnamic acid Natural products OC(=O)C=CC1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ACEAELOMUCBPJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000004883 caffeic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229940074360 caffeic acid Drugs 0.000 description 4
- QAIPRVGONGVQAS-UHFFFAOYSA-N cis-caffeic acid Natural products OC(=O)C=CC1=CC=C(O)C(O)=C1 QAIPRVGONGVQAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M (E)-Ferulic acid Natural products COC1=CC(\C=C\C([O-])=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M 0.000 description 2
- 102100021202 Desmocollin-1 Human genes 0.000 description 2
- 101000968043 Homo sapiens Desmocollin-1 Proteins 0.000 description 2
- 101000880960 Homo sapiens Desmocollin-3 Proteins 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 235000001785 ferulic acid Nutrition 0.000 description 2
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N ferulic acid Chemical compound COC1=CC(\C=C\C(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N 0.000 description 2
- 229940114124 ferulic acid Drugs 0.000 description 2
- KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N ferulic acid Natural products COC1=CC(C=CC(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930005346 hydroxycinnamic acid Natural products 0.000 description 2
- DEDGUGJNLNLJSR-UHFFFAOYSA-N hydroxycinnamic acid group Chemical class OC(C(=O)O)=CC1=CC=CC=C1 DEDGUGJNLNLJSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010359 hydroxycinnamic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 description 2
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 2
- QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N trans-isoferulic acid Natural products COC1=CC=C(C=CC(O)=O)C=C1O QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M .beta-Phenylacrylic acid Natural products [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 description 1
- YKZUNWLMLRCVCW-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl]bicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1CC(C2)C=CC21CCC1(C=C2)CC2CC1 YKZUNWLMLRCVCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-SREVYHEPSA-N Cinnamic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-SREVYHEPSA-N 0.000 description 1
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920008262 Thermoplastic starch Polymers 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 235000013985 cinnamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229930016911 cinnamic acid Natural products 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N methyl p-hydroxycinnamate Natural products OC(=O)C=CC1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N protochatechuic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 YQUVCSBJEUQKSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000004628 starch-based polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- WKOLLVMJNQIZCI-UHFFFAOYSA-N vanillic acid Chemical compound COC1=CC(C(O)=O)=CC=C1O WKOLLVMJNQIZCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUUBOHWZSQXCSW-UHFFFAOYSA-N vanillic acid Natural products COC1=CC(O)=CC(C(O)=O)=C1 TUUBOHWZSQXCSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego, zawierająca naturalny przeciwutleniacz, charakteryzująca się podwyższoną odpornością na utlenianie oraz podwyższoną odpornością na czynniki powodujące jej degradację w porównaniu z polimerem biodegradowalnym stosowanym w tej kompozycji, jako bazę polimerową zawiera polilaktyd lub polihydroksymaślan zaś jako naturalny przeciwutleniacz zawiera kwas bursztynowy.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego, przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz podwyższonej odporności na czynniki powodujące ich degradację wywołaną utlenianiem.
Materiały polimerowe podczas przetwórstwa i użytkowania narażone są na działanie czynników degradujących, takich jak podwyższona temperatura, promieniowanie UV i obecność tlenu. Aby zapobiec niekorzystnym zjawiskom utleniania i degradacji do kompozycji polimerowych dodaje się stabilizatory. Do stabilizacji polimerów w praktyce przemysłowej zwykle stosuje się fenolowe przeciwutleniacze z zawadą przestrzenną i wtórne stabilizatory typu fosforowego lub siarkowego. Ze względu na możliwy negatywny wpływ fenolowych przeciwutleniaczy na zdrowie człowieka i stan środowiska naturalnego, coraz większym zainteresowaniem cieszy się stosowanie związków pochodzenia naturalnego jako zamienników tradycyjnych stabilizatorów polimerów.
Z opisu patentowego PL 234165 znane jest zastosowanie naturalnego przeciwutleniacza z grupy polifenoli w postaci kwasów hydroksycynamonowych, jak kwas ferulowy, kwas kofeinowy lub kwas kawowy, jako substancji przeciwstarzeniowej w kompozycji polimerowej na bazie kauczuku etylenowo-norbornenowego.
Z opisu patentowego PL 234166 B1 znane jest zastosowanie naturalnego przeciwutleniacza z grupy polifenoli w postaci kwasów hydroksycynamonowych, jak kwas ferulowy, kofeinowy i kawowy, jako substancji przeciwstarzeniowej w kompozycji poliestrowej na bazie poliestru alifatycznego, jak polilaktyd lub polihydroksyalkanian.
Ponadto z opisu patentowego PL434271 znane jest zastosowanie naturalnego przeciwutleniacza z grupy obejmującej kwas cynamonowy oraz kwas waniliowy jako substancji przeciwstarzeniowej w kompozycji polimerowej na bazie polilaktydu lub skrobi termoplastycznej.
Celem wynalazku jest opracowanie składu nowej prośrodowiskowej kompozycji polimerowej na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego, o podwyższonej odporności na utlenianie oraz podwyższonej odporności na czynniki powodujące jej degradację wywołaną utlenianiem, w porównaniu z polimerem biodegradowalnym stosowanym w tej kompozycji.
Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego, zawierająca naturalny przeciwutleniacz, według wynalazku jako bazę polimerową zawiera polilaktyd lub polihydroksymaślan, zaś jako naturalny przeciwutleniacz kwas bursztynowy w ilości 0,5-2 części wagowych na 100 części wagowych polimeru. Kompozycja zawiera korzystnie 1-2 części wagowych kwasu bursztynowego na 100 części wagowych polimeru.
Wyroby z kompozycji według wynalazku charakteryzują się podwyższoną odpornością na utlenianie, podwyższoną odpornością na czynniki powodujące ich degradację wywołaną utlenianiem oraz mniejszym negatywnym wpływem na środowisko naturalne, w porównaniu z wyrobami z samego polimeru biodegradowalnego stosowanego w tej kompozycji. Kwas bursztynowy stosowany w kompozycji według wynalazku jest łatwiej dostępny i użycie jego jest bardziej ekonomiczne niż kwasów pochodzenia naturalnego stosowanych w znanych kompozycjach na bazie polimerów biodegradowalnych.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.
Przykład 1
Przygotowano kompozycję o składzie:
polilaktyd (PLA) - 100 części, kwas bursztynowy 1 część.
Próbkę kompozycji polimerowej wytłoczono za pomocą wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze 180°C i przeprowadzono pomiar stabilności termicznej otrzymanego kompozytu za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego DSC1. Badaną próbkę poddano chłodzeniu, a następnie ogrzewaniu w zakresie temperatury od 0 do 350°C. Na podstawie pomiarów wyznaczono temperaturę zeszklenia, temperaturę topnienia fazy krystalicznej, temperaturę krystalizacji oraz temperaturę utleniania kompozytu.
Przykład 2
Przygotowano kompozycję o składzie:
PLA - 100 części, kwas bursztynowy - 2 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
PL 244175 Β1
Przykład 3
Przygotowano kompozycję o składzie:
polihydroksymaślan (PHB) - 100 części, kwas bursztynowy - 1 część.
Próbkę kompozycji polimerowej wytłoczono za pomocą wytłaczarki jednoślimakowej w temperaturze 160°C. Pomiar stabilności termicznej kompozytu wykonano za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego DSC1. Badaną próbkę poddano chłodzeniu, a następnie ogrzewaniu w zakresie temperatury od 0 do 300°C. Na podstawie pomiarów wyznaczono temperaturę zeszklenia, temperaturę topnienia fazy krystalicznej, temperaturę krystalizacji oraz temperaturę utleniania kompozytu.
Przykład 4
Przygotowano kompozycję o składzie:
PHB- 100 części, kwas bursztynowy - 2 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 3.
W poniższej tabeli zestawiono wyniki analizy stabilności termicznej, wykonanej metodą DSC próbek wyrobów otrzymanych w przykładach 1-4. Wyznaczono następujące parametry: Tg - temperatura zeszklenia, Tcc - temperatura krystalizacji, Tm - temperatura topnienia, To - temperatura utlenienia (początek piku). Odporność na utlenianie polimeru jest tym większa im wyższa jest temperatura utleniania (początek piku utleniania).
W tabeli tej podano także dla porównania Tg, Tcc, Tm i To samego PLA i samego PHB, bez dodatku kwasu bursztynowego.
Tabela
| Próbka | Tg[°C] | Tcc[aC] | Tm[°C] | TO[C] |
| PLA | 58,5 | 108,8 | 145,4 | 226,5 |
| PLA/1 część wagowa kwasu bursztynowego | 57,3 | 106,8 | 145,1 | 240,9 |
| PLA/2 części wagowc kwasu bursztynowy 2 części wagowe | 56,5 | 109,5 | 144,9 | 239,8 |
| PHB | 36,7 | 76,7 | 1) 127,8 2) 156,6 | 199,2 |
| PHB/1 część wagowa kwasu bursztynowego | 41.4 | 77,7 | 1) 124,5 2) 157,1 | 240,9 |
| PHB/2 części wagowe kwasu bursztynowego | 37,5 | 75,7 | 1) 121,7 2) 150, 9 | 242,8 |
Dodatek kwasu bursztynowego nie wpłynął znacząco na zmiany temperatur zeszklenia, krystalizacji i topnienia obydwu polimerów. Próbki wykonane na bazie PHB posiadały dwie temperatury topnienia Tm, co jest typowe dla tego polimeru. Wyroby z kompozycji zawierających PLA i PHB charakteryzowały się wyraźnie podwyższoną temperaturą utleniania To. Próbki z kompozycji PLA/kwas bursztynowy, zawierające 1-2 części wagowych naturalnego stabilizatora, posiadały To wyższą o około 14°C od próbki referencyjnej samego PLA. Materiały wykonane z kompozycji na bazie PHB/kwas bursztynowy, zawierające 1-2 części wagowych kwasu, charakteryzowały się temperaturą utlenienia wyższą o odpowiednio 41,7°C i 43,6°C. Wyraźnie wyższe temperatury utleniania To próbek z kompozycji zawierających PLA i PHB oraz kwas bursztynowy świadczą o podwyższonej odporności próbek z tych kompozycji na utlenianie, a co za tym idzie podwyższonej odporności na czynniki powodujące ich degradację wywołaną ich utlenianiem.
Claims (2)
1. Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego, zawierająca naturalny przeciwutleniacz, znamienna tym, że jako bazę polimerową zawiera polilaktyd lub polihydroksymaślan, zaś jako naturalny przeciwutleniacz zawiera kwas bursztynowy w ilości 0,5-2 części wagowych na 100 części wagowych polimeru.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera 1-2 części wagowych kwasu bursztynowego na 100 części wagowych polimeru.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435891A PL244175B1 (pl) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435891A PL244175B1 (pl) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435891A1 PL435891A1 (pl) | 2022-05-09 |
| PL244175B1 true PL244175B1 (pl) | 2023-12-11 |
Family
ID=81534694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435891A PL244175B1 (pl) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244175B1 (pl) |
-
2020
- 2020-11-05 PL PL435891A patent/PL244175B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435891A1 (pl) | 2022-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chan et al. | Understanding the effect of copolymer content on the processability and mechanical properties of polyhydroxyalkanoate (PHA)/wood composites | |
| Auriemma et al. | Blending poly (3-hydroxybutyrate) with tannic acid: Influence of a polyphenolic natural additive on the rheological and thermal behavior | |
| Šešlija et al. | Edible blend films of pectin and poly (ethylene glycol): Preparation and physico-chemical evaluation | |
| Fukushima et al. | Comparison of abiotic and biotic degradation of PDLLA, PCL and partially miscible PDLLA/PCL blend | |
| Ahmed et al. | Antimicrobial, rheological, and thermal properties of plasticized polylactide films incorporated with essential oils to inhibit Staphylococcus aureus and Campylobacter jejuni | |
| Corre et al. | Morphology and functional properties of commercial polyhydroxyalkanoates: A comprehensive and comparative study | |
| Gui et al. | Comparison of the effects of commercial nucleation agents on the crystallization and melting behaviour of polylactide | |
| KR102181699B1 (ko) | 폴리락트산 스테레오복합체 조성물, 이의 성형품, 이의 제조 방법, 및 이의 용도 | |
| Hwang et al. | Poly (L‐lactic acid) with added α‐tocopherol and resveratrol: optical, physical, thermal and mechanical properties | |
| Doudin et al. | New genre of antioxidants from renewable natural resources: Synthesis and characterisation of rosemary plant-derived antioxidants and their performance in polyolefins | |
| Nanni et al. | Thermal and UV aging of polypropylene stabilized by wine seeds wastes and their extracts | |
| Martelli et al. | Obtention and characterization of poly (3-hydroxybutyricacid-co-hydroxyvaleric acid)/mcl-PHA based blends | |
| Meng et al. | Structure effect of phosphite on the chain extension in PLA | |
| Nerkar et al. | Melt compounded blends of short and medium chain-length poly-3-hydroxyalkanoates | |
| JPH04506831A (ja) | ポリエステル熱成形品 | |
| Santonja-Blasco et al. | Thermal analysis applied to the characterization of degradation in soil of polylactide: I. Calorimetric and viscoelastic analyses | |
| KR20100016042A (ko) | 중합체 및 그것을 포함하는 필름 또는 시트 | |
| Fukushima et al. | Abiotic degradation of poly (dl-lactide), poly (ɛ-caprolactone) and their blends | |
| Lu et al. | Novel bio-based composites of polyhydroxyalkanoate (PHA)/distillers dried grains with solubles (DDGS) | |
| Kelly et al. | Control of the secondary crystallisation process in poly (hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) through the incorporation of poly (ethylene glycol) | |
| AU2018357174A1 (en) | Polylactic acid composite material and application thereof | |
| PT1781798E (pt) | Utilização de álcoois gordos como plastificante para melhorar as propriedades físico-mecânicas e a processabilidade de phb e seus co-polímeros | |
| WO2021125402A1 (ko) | 다공성구조를 성형하기 위한 생분해성 pla필라멘트 조성물 | |
| PL244175B1 (pl) | Kompozycja polimerowa na bazie termoplastycznego polimeru biodegradowalnego | |
| Dintcheva et al. | Assessment of pro-oxidant activity of natural phenolic compounds in bio-polyesters |