PL246074B1 - Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej - Google Patents

Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej Download PDF

Info

Publication number
PL246074B1
PL246074B1 PL442497A PL44249722A PL246074B1 PL 246074 B1 PL246074 B1 PL 246074B1 PL 442497 A PL442497 A PL 442497A PL 44249722 A PL44249722 A PL 44249722A PL 246074 B1 PL246074 B1 PL 246074B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
temperature
zone
amount
composition
Prior art date
Application number
PL442497A
Other languages
English (en)
Other versions
PL442497A1 (pl
Inventor
Aneta Tor-Świątek
Tomasz Klepka
Tomasz Garbacz
Original Assignee
Lubelska Polt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lubelska Polt filed Critical Lubelska Polt
Priority to PL442497A priority Critical patent/PL246074B1/pl
Publication of PL442497A1 publication Critical patent/PL442497A1/pl
Publication of PL246074B1 publication Critical patent/PL246074B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0005Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej w procesie wtryskiwania ślimakowego z zastosowaniem wtryskarki ślimakowej oraz formy wtryskowej który polega na tym, że do układu uplastyczniającego wtryskarki, posiadającego sześć stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polilaktydu w ilości od 83% do 89% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 5% do 15% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości od 2 mm do 10 mm i średnicy 0,02 mm w ilości od 2% do 6% wagowych, przy czym środek mikroporujący w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 65% wagowych n-pentanu i 35% wagowych kopolimeru etylen/octan winylu. Następnie nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 40°C, w strefie drugiej do temperatury 150°C, w strefie trzeciej do temperatury 180°C, w strefie czwartej do temperatury 200°C, w strefie piątej do temperatury 200°C, a w strefie szóstej do temperatury 200°C. Następnie wtryskuje się kompozycję pod ciśnieniem 90 MPa w czasie 3 s przez kanał wlewowy stożkowy do zamkniętego gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 25°C, po czym chłodzi się kompozycję w zamkniętej formie wtryskowej w czasie 30 s.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej w procesie wtryskiwania ślimakowego.
Proces zmiany właściwości i struktury tworzyw polimerowych jest przeprowadzany w głównych procesach przetwórstwa poprzez dodanie do tworzywa wejściowego środka mikroporującego - poroforu o określonej charakterystyce rozkładu. Powstawanie struktury mikroporowatej ma miejsce na skutek rozkładu dodanego poroforu oraz odpowiednich warunków procesu przetwórczego przy uwzględnieniu przemian stanu skupienia składników mieszaniny. Modyfikacja właściwości i struktury tworzywa polegająca na powstaniu struktury dwufazowej tworzywo - gaz wiąże się również z zastosowaniem odpowiedniej metody przetwórstwa.
Znany jest z chińskiego zgłoszenia patentowego nr CN111057355A porowaty materiał kompozytowy celulozy PLA i sposób jego wytwarzania. Materiał kompozytowy z porowatej celulozy PLA jest wytwarzany z porowatej celulozy, PLA, PBAT i przeciwutleniacza. Całkowicie degradowalny materiał kompozytowy jest wytwarzany przez mieszanie i granulowanie porowatej celulozy utworzonej przez przetwarzanie włókien roślinnych roztworem alkalicznym, PLA i PBAT. Ze względu na istnienie porowatych włókien, matryca żywicy może przenikać do mikroporów porowatej celulozy, tworząc specjalnie ukształtowaną mikrostrukturę, a tym samym poprawiając właściwości fizyczne i mechaniczne materiału kompozytowego.
Ze zgłoszenia patentowego nr WO2021125402A1 znana jest biodegradowalna kompozycja włókien PLA do formowania porowatej struktury. Biodegradowalna kompozycja włókien PLA do formowania porowatej struktury zawiera 50 do 60% wag. polikwasu mlekowego - PLA; 20 do 30% wag. bursztynianu polibutylenu - PBS, 7 do 9% wag. politereftalanu adypinianu butylenu - PBAT, 0,1 do 1% wag. dodatku, 0,1 do 1% wag. środka zarodkującego krystalizację, 0,1 do 2% wag. naturalnego proszku z nasion grejpfruta - typu GENU® Pectin, 1 do 10% wag. wypełniacza nieorganicznego oraz 0,001 do 10% wag. środka sieciującego.
Ponadto, z koreańskiego opisu patentowego nr KR100953377B1 znany jest zabudowany blok typu PLA eco wykonany metodą formowania wtryskowego z materiału PLA, która ma na celu zapobieganie zanieczyszczeniu środowiska przy użyciu przyjaznego dla środowiska materiału oraz skrócenie czasu i kosztów budowy. Zabudowany blok typu PLA eco wykonany metodą formowania wtryskowego z materiału PLA składa się z czterech części bocznych i części dolnej i ma wewnętrzne zagłębienie. Dolna część zawiera część siatkową, która ma części żebrowe i otwory przelotowe. Część dolna lub każda część boczna jest formowana wtryskowo w celu utworzenia części zakrzywionej.
Znane są sposoby wtryskiwania kształtowników opisane w książce R. Sikory pt. „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, Wydawnictwo Edukacyjne Żak w Warszawie, 1993 r., strony 183-228, oraz w książce E. Bociągi pt. „Specjalne metody wtryskiwania tworzyw polimerowych” Wydawnictwa Naukowo Techniczne, 2008 r., strony 15-202, w których przetwarzane tworzywa i mieszaniny składają się wyłącznie ze składników niedegradowanych i litych.
Celem wynalazku jest otrzymanie kompozycji polimerowej biodegradowalnej o zmienionych właściwościach fizyko-chemicznych wytworu.
Istotą sposobu wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej w procesie wtryskiwania ślimakowego z zastosowaniem wtryskarki ślimakowej oraz formy wtryskowej, według wynalazku, jest to, że do układu uplastyczniającego wtryskarki, posiadającego sześć stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polilaktydu w ilości od 93,5% do 95% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 0,5% do 3% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości od 2 mm do 10 mm i średnicy 0,02 mm w ilości od 2% do 6% wagowych, przy czym środek mikroporujący w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 65% wagowych n-pentanu i 35% wagowych kopolimeru etylen/octan winylu. Następnie nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 40°C, w strefie drugiej do temperatury 150°C, w strefie trzeciej do temperatury 180°C, w strefie czwartej do temperatury 200°C, w strefie piątej do temperatury 200°C, a w strefie szóstej do temperatury 200°C. Następnie wtryskuje się kompozycję pod ciśnieniem 90 MPa w czasie 3 s przez kanał wlewowy stożkowy do zamkniętego gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 25°C, po czym chłodzi się kompozycję w zamkniętej formie wtryskowej w czasie 30 s.
Korzystnie jest, gdy do układu uplastyczniającego wtryskarki, posiadającego sześć stref grzejnych zasypuje się mieszaninę polilaktydu w ilości 94,5% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości 1,5% wagowych oraz ciętego włókna lnianego o długości 5 mm w ilości 4% wagowych.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest wytworzenie kształtownika biodegradowalnego mikroporowatego zawierającego mikrosfery polimerowe, które zwiększają wydajność procesu wtryskiwania i jednocześnie zmniejszają sztywność wytworu oraz cięte włókna lniane, które zwiększyły właściwości mechaniczne. Ponadto zastosowana metoda wtryskiwania pozwala na jednoczesne przetwarzanie mieszanki zawierającej biodegradowalny polilaktyd, mikrosfery polimerowe i biodegradowalne krótkie włókna lniane. Korzystnym skutkiem wynalazku jest także rozmieszczenie mikrosfer polimerowych w rdzeniu wytworu.
Przykład 1
Kształtownik mikroporowaty został wykonany w procesie wtryskiwania ślimakowego, przy użyciu wtryskarki ze ślimakowym układem uplastyczniającym oraz dwugniazdowej formy wtryskowej. Do układu uplastyczniającego wtryskarki posiadającego sześć stref grzejnych zasypano mieszaninę polilaktydu NatureWorks Ingeo 2002D o gęstości 1230 kg/m3 w ilości 95% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości 3% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości 10 mm i średnicy 0,02 mm w ilości 2% wagowych. Zastosowany środek mikroporujący składał się z 65% wagowych środka czynnego w postaci n-pentanu i 35% wagowych kopolimeru etylen/octan winylu - EVA o zawartości octanu winylu 30% wagowych. Wprowadzoną do układu mieszaninę nagrzano w strefie pierwszej do temperatury 40°C, w strefie drugiej do temperatury 150°C, w strefie trzeciej do temperatury 180°C, w strefie czwartej do temperatury 200°C, w strefie piątej do temperatury 200°C, a w strefie szóstej do temperatury 200°C. Następnie wtryśnięto kompozycję pod ciśnieniem 90 MPa w czasie 3 s przez kanał wlewowy stożkowy o długości 616 mm i średnicy przy kanale doprowadzającym 75 mm do zamkniętego gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 25°C i wymiarach długość 150 mm, szerokość 10 mm i wysokość 4 mm. Kompozycję chłodzono w zamkniętej formie wtryskowej w czasie 30 s.
Otrzymano wytwór o długości 150 mm, grubości 4 mm i szerokości 10 mm oraz strukturze mikroporowatej w rdzeniu wypraski z widocznymi włóknami lnianymi w całym przekroju wytworu. Średnica mikroporów polimerowych wyniosła 0,0534 mm. Otrzymany wytwór mikroporowaty charakteryzował się gęstością pozorną równą 920 kg/m3, wytrzymałością równą 40 MPa modułem Younga równym 3115 MPa oraz wydłużeniem przy zerwaniu równym 1,5%.
Przykład 2
Sposób wytwarzania kształtownika mikroporowatego przebiegał jak w pierwszym przykładzie wykonania z tym, że do układu uplastyczniającego wtryskarki posiadającej sześć stref grzejnych, zasypano mieszaninę polilaktydu Corbion Purapol L130 o gęstości 1240 kg/m3 w ilości 94,5% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych w formie granulatu w ilości 1,5% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości 5 mm i średnicy 0,02 mm w ilości 4% wagowych.
Otrzymano wytwór o długości 150 mm, grubości 4 mm i szerokości 10 mm oraz strukturze mikroporowatej w rdzeniu wypraski z widocznymi włóknami lnianymi w całym przekroju wytworu. Średnica mikroporów polimerowych wyniosła 0,0890 mm. Otrzymany wytwór mikroporowaty charakteryzował się gęstością pozorną równą 715 kg/m3, wytrzymałością równą 42 MPa modułem Younga równym 3150 MPa oraz wydłużeniem przy zerwaniu równym 1,85%.
Przykład 3
Sposób wytwarzania kształtownika mikroporowatego przebiegał jak w pierwszym przykładzie wykonania z tym, że do układu uplastyczniającego wtryskarki posiadającej sześć stref grzejnych, zasypano mieszaninę polilaktydu NatureWorks Ingeo 3100HP o gęstości 1220 kg/m3 w ilości 93,5% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych w formie granulatu w ilości 0,5% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości 2 mm i średnicy 0,02 mm w ilości 6% wagowych.
Otrzymano wytwór o długości 150 mm, grubości 4 mm i szerokości 10 mm oraz strukturze mikroporowatej w rdzeniu wypraski z widocznymi włóknami lnianymi w całym przekroju wytworu. Średnica mikroporów polimerowych wyniosła 0,0946 mm. Otrzymany wytwór mikroporowaty charakteryzował się gęstością pozorną równą 610 kg/m3, wytrzymałością równą 58 MPa modułem Younga równym 3220 MPa oraz wydłużeniem przy zerwaniu równym 2,1%.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej w procesie wtryskiwania ślimakowego z zastosowaniem wtryskarki ślimakowej oraz formy wtryskowej, znamienny tym, że do układu uplastyczniającego wtryskarki, posiadającego sześć stref grzejnych, zasypuje się mieszaninę polilaktydu w ilości od 93,5% do 95% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości od 0,5% do 3% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości od 2 mm do 10 mm i średnicy 0,02 mm w ilości od 2% do 6% wagowych, przy czym środek mikroporujący w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu składa się z 65% wagowych n-pentanu i 35% wagowych kopolimeru etylen/octan winylu, po czym nagrzewa się mieszaninę w strefie pierwszej do temperatury 40°C, w strefie drugiej do temperatury 150°C, w strefie trzeciej do temperatury 180°C, w strefie czwartej do temperatury 200°C, w strefie piątej do temperatury 200°C, a w strefie szóstej do temperatury 200°C, następnie wtryskuje się kompozycję pod ciśnieniem 90 MPa w czasie 3 s przez kanał wlewowy stożkowy do zamkniętego gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 25°C, po czym chłodzi się kompozycję w zamkniętej formie wtryskowej w czasie 30 s.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że do układu uplastyczniającego wtryskarki, posiadającego sześć stref grzejnych zasypuje się mieszaninę polilaktydu w ilości 94,5% wagowych, środka mikroporującego w postaci mikrosfer polimerowych o egzotermicznej charakterystyce rozkładu w formie granulatu w ilości 1,5% wagowych oraz ciętych włókien lnianych o długości 5 mm i średnicy 0,02 mm w ilości 4% wagowych.
PL442497A 2022-10-12 2022-10-12 Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej PL246074B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442497A PL246074B1 (pl) 2022-10-12 2022-10-12 Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442497A PL246074B1 (pl) 2022-10-12 2022-10-12 Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL442497A1 PL442497A1 (pl) 2024-04-15
PL246074B1 true PL246074B1 (pl) 2024-11-25

Family

ID=90716769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL442497A PL246074B1 (pl) 2022-10-12 2022-10-12 Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL246074B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL442497A1 (pl) 2024-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ding et al. Development of PLA/cellulosic fiber composite foams using injection molding: Crystallization and foaming behaviors
US10518444B2 (en) Compostable or biobased foams
CA2833949C (en) Method for producing microcellular foam polypropylene thick board
CN1933947B (zh) 木质模制品的制造方法
JP2016519706A (ja) Plaビーズ発泡体の調整方法
KR102904642B1 (ko) 생분해성 고분자 비드, 제조 방법 및 기기
CN114989581B (zh) 一种生物可降解聚乳酸发泡粒子及其制备方法
CN1575038B (zh) 模制树脂元件及其制备方法以及用于扩音器的隔膜
JP4547964B2 (ja) ポリ乳酸成形体用の結晶核剤、これを用いたポリ乳酸成形体の製造方法及びポリ乳酸成形体
JP4846315B2 (ja) セルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法
CN116615323A (zh) 可再循环的、可生物降解的和可工业堆肥的挤出泡沫及其制造方法
CN112961394A (zh) 一种可降解竹纤维吸管的制备方法
CN112143043A (zh) 一种发泡生物降解树脂及其生产工艺
JP2008297479A (ja) セルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法
PL246074B1 (pl) Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej
PT104704B (pt) Compósitos à base de cortiça reforçados com fibras
EP0020514A1 (en) Injection moulding process using polymer blends containing high molecular polyethylene of high density
CN116120623B (zh) 一种锥形微孔聚丙烯发泡珠粒及其模塑制件
KR102790427B1 (ko) 폴리락타이드 팽창된 비드 폼을 형성하기 위한 공정
CA2778641A1 (en) Method of producing compostable or biobased foams
PL246153B1 (pl) Sposób wytwarzania biodegradowalnej kompozycji polimerowej
PL246075B1 (pl) Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej biodegradowalnej
Hassan et al. Expanded biocomposite based on polylactic acid and kenaf fiber
CN120966268A (zh) 一种生物可降解纤维发泡材料及其制备方法
Kościuszko et al. Simultanous Modification of Dimensional Stability and Mechanical Processing of Injection Molded Polypropylene Using Gypsum Waste and Chemical Blowing Agen