PL246189B1 - Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego - Google Patents
Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego Download PDFInfo
- Publication number
- PL246189B1 PL246189B1 PL443360A PL44336022A PL246189B1 PL 246189 B1 PL246189 B1 PL 246189B1 PL 443360 A PL443360 A PL 443360A PL 44336022 A PL44336022 A PL 44336022A PL 246189 B1 PL246189 B1 PL 246189B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- parts
- poly
- acid
- hydroxybutyric acid
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims description 20
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims description 20
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 36
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 claims abstract description 35
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- -1 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 8
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 6
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 4
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 3
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 2
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 2
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 2
- 240000009226 Corylus americana Species 0.000 description 2
- 235000001543 Corylus americana Nutrition 0.000 description 2
- 235000007466 Corylus avellana Nutrition 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 2
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 2
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 2
- CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 2,4-Hexadienoic acid, potassium salt (1:1), (2E,4E)- Chemical compound [K+].CC=CC=CC([O-])=O CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanoic acid;3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O.CCC(O)CC(O)=O IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 235000013411 Alpinia speciosa Nutrition 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 description 1
- 229920013642 Biopol™ Polymers 0.000 description 1
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 239000004287 Dehydroacetic acid Substances 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 244000207867 Pistia stratiotes Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000019258 dehydroacetic acid Nutrition 0.000 description 1
- JEQRBTDTEKWZBW-UHFFFAOYSA-N dehydroacetic acid Chemical compound CC(=O)C1=C(O)OC(C)=CC1=O JEQRBTDTEKWZBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940061632 dehydroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- PGRHXDWITVMQBC-UHFFFAOYSA-N dehydroacetic acid Natural products CC(=O)C1C(=O)OC(C)=CC1=O PGRHXDWITVMQBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000011174 green composite Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 235000010241 potassium sorbate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 description 1
- 229940069338 potassium sorbate Drugs 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
- B29C48/023—Extruding materials comprising incompatible ingredients
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest biodegradowalny kompozyt, który charakteryzuje się tym, że jego osnowa jest w postaci poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego), a jej zawartość w biokompozycie wynosi od 55 do 85 części wagowych, zaś zmielone łuski słonecznika mają wielkość cząstek wynoszącą od 1 µm do 1500 µm, a ich zawartość w biokompozycie wynosi od 15 do 45 części wagowych Zgłoszenie obejmuje także sposób otrzymywania ww. kompozytu, który charakteryzuje się tym, że miesza się od 55 do 85 części wagowych poli (kwasu 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) oraz od 15 do 45 części wagowych napełniacza w postaci zmielonych łusek słonecznika o wielkości cząstek wynoszącej od 1 µm do 1500 µm, a następnie mieszaninę suszy się w temperaturze co najwyżej 90°C, po czym mieszaninę podaje się do wytłaczarki ślimakowej i wytłacza się ją, a następnie wytłoczyny granuluje się.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego, mające zastosowanie zwłaszcza w wyrobach obciążonych w trakcie użytkowania, przeznaczonych do kontaktu z żywnością.
Z publikacji Singh S., Mohanty A.K. pt.: „Wood fiber reinforced bacterial bioplastic composites: Fabrication and performance evaluation”, Composites Science and Technology, 67 (2007), 1753-1763 znany jest kompozyt o osnowie poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) ze zmienną zawartością włókien drzewnych, który był przetwarzany na mini-wytłaczarce i mini-wtryskarce. Jako matryca polimerowa został w nim zastosowany PHBV o nazwie handlowej Biopol, zaś jako napełniacz zostały zastosowane włókna drzewne o długości włókna od 1,6 mm do 1,65 mm i średnicy w zakresie od 0,3 mm do 0,4 mm. Wytworzone biokompozyty o osnowie PHBV zawierały od 10% mas. do 40% mas. włókien drzewnych.
Z opisu patentowego PL 234621 B1 znany jest sposób otrzymywania termoplastycznych kompozytów wzmacnianych włóknami krótkimi polegający na mieszaniu osnowy polimerowej i włókien krótkich celulozy i kompatybilizatora. W tym znanym sposobie, w dwóch granulatach kompozytowych A i B modyfikuje się interfazę osnowa polimerowa - włókna celulozowe przy pomocy kompatybilizatora lub antykompatybilizatora, przy czym granulat kompozytowy A i B otrzymuje się poprzez mieszanie w stanie stopionym osnowy polimerowej z włóknami celulozowymi w stosunku od 70:30% wagowych do 50:50% wagowych, przy udziale, w granulacie A kompatybilizatora, którym jest wosk polimerowy mieszalny z polimerem osnowy w ilości 0,5-3% wagowych w stosunku do polimeru osnowy, zaś w granulacie B przy udziale antykompatybilizatora, którym jest wosk polimerowy niemieszalny z polimerem osnowy w ilości 0,25-3% wagowych w stosunku do polimeru osnowy, następnie granulaty A i B miesza się w stanie stopionym w stosunku od 1:1 do 3:1 w czasie dalszego przetwórstwa wtryskowego lub ekstruzji, otrzymując kompozyt o zróżnicowanej interfazie włókno-osnowa.
Z opisu zgłoszeniowego wynalazku CN 102850741 A, znany jest natomiast materiał kompozytowy biodegradowalny o osnowie polihydroksyalkanianu, który zawiera 30-80 części homopolimeru hydroksyalkanianu, 20-70 części kopolimeru hydroksyalkanianu, 15-40 części włókien pochodzenia roślinnego, 1,5-6 części kompatybilizatora, 0,5-10 części przeciwutleniacza oraz 1-6 części środku ułatwiającego przetwórstwo.
Z opisu zgłoszeniowego wynalazku CN 109467896 A znany jest materiał, który zawiera 48 do 53 cz. wag. PHBV, 50 do 55 cz. wag. białka orzeszków ziemnych w formie proszku, 14 do 15 cz. wag. włókna kokosowego, 30 do 40 cz. wag. skrobi, 20 do 24 cz. wag. chityny, 1,5 do 1,9 cz. wag. włókna jutowego, 3 do 6 cz. wag. włókna drzewnego, 1,5 do 2,2 cz. wag. silanowego środka sprzęgającego, 20 do 30 cz. wag. bursztynianu polibutylenu, 2 do 3 cz. wag. sorbinianu potasu, 2 do 3 cz. wag. kwasu dehydrooctowego, 1,4 do 1,6 cz. wag. ftalanu dioktylu, 2,3 do 3,6 cz. wag. stearynianu cynku, 8 do 12 cz. wag. twardej gliny, 5 do 9 cz. wag. kaolinu, 7 do 11 cz. wag. sepiolitu i 1 do 1,4 cz. wag. 2,6-di-tert-4-metylofenolu.
Z opisu zgłoszenia wynalazku CA 2641922 A1 znany jest materiał, który zawiera poli(hydroksymaślan) (PHB) lub polikaprolaktan (PCL) jako matrycę polimerową oraz jako napełniacz w ilości masowej od 5% do 70% włókna naturalne takie jak: sizal, wytłoki trzciny cukrowej, orzech kokosa, piasava, soja, juta, ramia, curaua. Również jako napełniacz stosowane mogą być od 5 do 70% udziału wagowego: mączka lub pył drzewny, skrobia, łuski ryżowe.
Z publikacji Barczewski, M., Sałasińska, K., & Szulc, J. pt. „Application of sunflower husk, hazelnut shell and walnut shell as waste agricultural fillers for epoxy-based composites: A study into mechanical behavior related to structural and rheological properties”, Polymer Testing, 75 (2019), 1-11 znany jest biokompozyt o osnowie żywicy epoksydowej i trzech rodzajów napełniaczy: łupiny orzecha włoskiego, łupiny orzecha laskowego i łuski słonecznika, gdzie zawartość napełniaczy w matrycy wynosiła 15%, 25% oraz 35%. Kompozyty utwardzano w formach teflonowych w temperaturze pokojowej przez 2 dni i utwardzano w temperaturze 80°C przez 3 godziny po wstępnym kondycjonowaniu.
Z publikacji Barczewski, M., Andrzejewski, J., Majchrowski, R., Dobrzycki, K., & Formela, K. pt. „Mechanical Properties, Microstructure and Surface Quality of Polypropylene Green Composites as a Function of Sunflower Husk Waste Filler Particle Size and Content” Journal of Renewable Materials, 9, (2021), 841 znany jest kompozyt o osnowie polipropylenu napełniony łuskami słonecznika w ilości masowej 10% oraz 20%. Kompozyt przygotowano z użyciem wytłaczarki dwuślimakowej o następującym profilu stref grzejnych wytłaczarki: 185-185-182-180-178-175-170-160°C, przy prędkości obrotowej ślimaków wynoszącej 140 rpm.
Z europejskiego opisu patentowego EP 2780256 B1 znany jest biokompozyt zawierający łuski słonecznika, przy czym zawartość tłuszczu w łuskach słonecznika wynosi do 4%, a rozmiar ziaren łupek słonecznika wynosi od 0,01 do 0,5 mm. Korzystnie udział łuski słonecznika w biokompozycie wynosi od 40 do 90%, najkorzystniej 50 do 70%. Osnowa jest w postaci tworzywa sztucznego, przy czym jako materiał tworzywa sztucznego zastosowano polipropylen lub polietylen lub chlorek poliwinylu lub ABS lub PLA lub PS.
Istotnym problemem jest stale zwiększająca się ilość odpadów z tworzyw polimerowych. Materiały z tworzyw polimerowych, są w większości pochodzenia petrochemicznego i nie ulegają biodegradacji oraz z różnym skutkiem poddawane są recyklingowi. PHBV, należący do grupy polihydroksyalkanianów (PHA) jest polimerem pochodzenia naturalnego, w pełni biodegradowalnym, obojętnym w organizmach żywych oraz mającym właściwości zbliżone do polipropylenu - materiału szeroko stosowanego w wyrobach wtryskowych i wytłaczanych. Z uwagi na stosunkowo wysokie koszty wytworzenia, PHBV jest rzadko stosowany na wyroby wytłaczane lub formowane wtryskowo, przez co ma obecnie niewielkie możliwości wdrożenia.
Celem wynalazku było wytworzenie biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego, który będzie tani w produkcji, a jego przetwórstwo będzie łatwe i możliwe do prowadzenia metodą wytłaczania oraz formowania wtryskowego, przez co znajdzie szerokie zastosowanie do wytwarzania produktów, takich jak w szczególności produkty codziennego użytku, a dzięki jego biodegradowalności, bez wydzielania do środowiska toksycznych związków, umożliwi jego bezpieczną utylizację, a ponadto będzie nadawał się do recyklingu.
Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny zawierający napełniacz w postaci zmielonych łusek słonecznika oraz osnowę z tworzywa polimerowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego osnowa jest w postaci poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego), a jej zawartość w biokompozycie wynosi od 55 do 85 części wagowych, zaś zmielone łuski słonecznika mają wielkość cząstek wynoszącą od 1 μm do 1500 μm, a ich zawartość w biokompozycie wynosi od 15 do 45 części wagowych.
Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że miesza się od 55 do 85 części wagowych poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) oraz od 15 do 45 części wagowych napełniacza w postaci zmielonych łusek słonecznika o wielkości cząstek wynoszącej od 1 μm do 1500 μm, a następnie mieszaninę suszy się w temperaturze co najwyżej 90°C, po czym mieszaninę podaje się do wytłaczarki ślimakowej i wytłacza się ją, a następnie wytłoczyny granuluje się.
Korzystnie poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) oraz zmielone łuski słonecznika miesza się w mieszalniku bębnowym o średnicy od 0,1 m do 2 m.
Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli mieszanie poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) ze zmielonymi łuskami słonecznika, w mieszalniku bębnowym, prowadzi się z prędkością od 23 obrotów na minutę do 37 obrotów na minutę.
Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli mieszanie poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) ze zmielonymi łuskami słonecznika prowadzi się w temperaturze pokojowej.
Następne korzyści uzyskiwane są, jeżeli mieszaninę suszy się przez 3 godziny w temperaturze 90°C.
Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli zmielone łuski słonecznika, przed zmieszaniem z poli(kwasem 3-hydroksymasłowym-co-3-hydroksywalerianowym), przesiewa się na sicie.
Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeśli poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) stosuje się w formie proszku o gęstości 1250 kg/cm3 oraz temperaturze mięknienia według Vicata 166°C.
Następne korzyści uzyskiwane są, jeśli do wytłaczania mieszaniny stosuje się wytłaczarkę jednoślimakową, przy czym w wytłaczarce jednoślimakowej stosuje się temperaturę głowicy wytłaczarskiej od 165°C do 175°C oraz temperaturę stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki od 150°C do 170°C.
Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli w wytłaczarce jednoślimakowej wytłaczanie prowadzi się z prędkością obwodową ślimaka od 2 m/min do 4 m/min.
Nowy biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, wytworzony sposobem według wynalazku znajduje szerokie zastosowanie do produkcji wyrobów wytwarzanych za pomocą technologii formowania wtryskowego oraz wytłaczania. Ten nowy biodegradowalny kompozyt termoplastyczny nie ulega szybkiemu zużyciu, może pełnić funkcję wyrobu obciążonego w trakcie użytkowania, może mieć bezpośredni kontakt z organizmami żywymi, a ponadto może zostać wykorzystany do produkcji zwłaszcza palet z tworzyw sztucznych, skrzynek do przechowywania owoców lub warzyw, naczyń jednorazowego użytku, sztućców, pojemników na odpady szpitalne, patyczków do lodów, opakowań na wybrane produkty spożywcze, osłon na rośliny, elementów osłonowych i ochronnych z przeznaczeniem do wyrobów o wyższej wartości. Zastosowanie w sposobie otrzymywania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego, według wynalazku, PHBV w formie proszku, a nie w formie powszechnie stosowanego granulatu, korzystnie wpływa na równomierne wymieszanie polimeru ze zmielonymi łuskami słonecznika, z uwagi na podobną wielkość cząstek obu składników. Przesianie zmielonych łusek słonecznika na sicie, w celu rozproszenia większych skupisk, pozwala na możliwość lepszego wymieszania obu faz. Nowy biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, w porównaniu do czystego PHBV charakteryzuje się większym modułem sprężystości przy rozciąganiu, podwyższoną twardością, mniejszym skurczem przetwórczym. Moduł sprężystości przy rozciąganiu, twardość oraz skurcz przetwórczy otrzymanych wyrobów wytłaczanych oraz wtryskiwanych zależą od ilości zastosowanego napełniacza w matrycy polimerowej.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania.
Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania, zawiera 85 części wagowych poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) (PHBV) oraz 15 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe wynoszą od 1 μm do 1500 μm.
Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, zawiera 70 części wagowych PHBV oraz 30 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe wynoszą od 1 μm do 1500 μm.
Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, zawiera 55 części wagowych PHBV oraz 45 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe wynoszą od 1 μm do 1500 μm.
Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu polimerowego, według wynalazku, w pierwszym przykładzie realizacji prowadzi się tak, że zmielone łuski słonecznika przesiewa się przez sito o wielkości oczka wynoszącej 1,5 mm, a następnie 85 części wagowych poli(kwasu 3-hydroksymałowego-co-3-hydroksywalerianowego) (PHBV) i 15 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe mieszczą się w zakresie od 1 μm do 1500 μm, miesza się w mieszalniku bębnowym w temperaturze pokojowej z prędkością 37 obrotów na minutę, po czym powstałą mieszaninę suszy się przez 3 godziny w temperaturze 90°C. Wysuszoną mieszaninę dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej. Podczas wytłaczania utrzymuje się stałą temperaturę głowicy wytłaczarskiej wynoszącą 165°C oraz stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki wynoszące kolejno: 160°C, 155°C, 150°C. Wytłaczanie prowadzi się przy stałej prędkości obwodowej ślimaka wynoszącej 2 m/min. Uzyskane wytłoczyny biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego granuluje się. Otrzymany biodegradowalny kompozyt polimerowy charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 4061,9 MPa, twardością 123,5 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 1,61%, skurczem przetwórczym poprzecznym 2,29% oraz skurczem przetwórczym na grubości 1,25%, podczas gdy czysty PHBV charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 2617,37 MPa, twardością 84,50 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 2,47%, skurczem przetwórczym poprzecznym 2,69% oraz skurczem przetwórczym na grubości 4,86%.
Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu polimerowego, według wynalazku, w drugim przykładzie realizacji prowadzi się tak, że zmielone łuski słonecznika przesiewa się przez sito o wielkości oczka wynoszącej 1,5 mm, a następnie 70 części wagowych poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) (PHBV) i 30 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe mieszczą się w zakresie od 1 μm do 1500 μm, miesza się w mieszalniku bębnowym w temperaturze pokojowej z prędkością 30 obrotów na minutę, po czym powstałą mieszaninę suszy się przez 3 godziny w temperaturze 90°C. Wysuszoną mieszaninę dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej. Podczas wytłaczania utrzymuje się stałą temperaturę głowicy wytłaczarskiej wynoszącą 170°C oraz stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki wynoszące kolejno: 165°C, 160°C, 155°C. Wytłaczanie prowadzi się przy stałej prędkości obwodowej ślimaka wynoszącej 3 m/min. Uzyskane wytłoczyny biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego granuluje się. Otrzymany biodegradowalny kompozyt polimerowy charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 4437,85 MPa, twardością 112,3 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 1,43%, skurczem przetwórczym poprzecznym 2,00% oraz skurczem przetwórczym na grubości 1,00%, podczas gdy czysty PHBV charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 2617,37 MPa, twardością 84,50 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 2,47%, skurczem przetwórczym poprzecznym 2,69% oraz skurczem przetwórczym na grubości 4,86%.
Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu polimerowego, według wynalazku, w trzecim przykładzie realizacji prowadzi się tak, że zmielone łuski słonecznika przesiewa się przez sito o wielkości oczka wynoszącej 1,5 mm, a następnie 55 części wagowych poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) (PHBV) i 45 części wagowych zmielonych łusek słonecznika o zróżnicowanych wielkościach cząstek, których wymiary liniowe mieszczą się w zakresie od 1 μm do 1500 μm, miesza się w mieszalniku bębnowym w temperaturze pokojowej z prędkością 23 obroty na minutę, po czym powstałą mieszaninę suszy się przez 3 godziny w temperaturze 90°C. Wysuszoną mieszaninę dozuje się do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej. Podczas wytłaczania utrzymuje się stałą temperaturę głowicy wytłaczarskiej wynoszącą 175°C oraz stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki w kolejno: 170°C, 165°C, 160°C. Wytłaczanie prowadzi się przy stałej prędkości obwodowej ślimaka wynoszącej 4 m/min. Uzyskane wytłoczyny biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego granuluje się. Otrzymany biodegradowalny kompozyt polimerowy charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 4545,55 MPa, twardością 101,7 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 1,11%, skurczem przetwórczym poprzecznym 1,71% oraz skurczem przetwórczym na grubości 0,76%, podczas gdy czysty PHBV charakteryzuje się modułem sprężystości przy rozciąganiu 2617,37 MPa, twardością 84,50 N/mm2, skurczem przetwórczym wzdłużnym 2,47%, skurczem przetwórczym poprzecznym 2,69% oraz skurczem przetwórczym na grubości 4,86%.
Claims (12)
1. Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny zawierający napełniacz w postaci zmielonych łusek słonecznika oraz osnowę z tworzywa polimerowego, znamienny tym, że jego osnowa jest w postaci poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego), a jej zawartość w biokompozycie wynosi od 55 do 85 części wagowych, zaś zmielone łuski słonecznika mają wielkość cząstek wynoszącą od 1 μm do 1500 μm, a ich zawartość w biokompozycie wynosi od 15 do 45 części wagowych.
2. Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego, określonego w zastrz. 1, znamienny tym, że miesza się od 55 do 85 części wagowych poli(kwasu 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) oraz od 15 do 45 części wagowych napełniacza w postaci zmielonych łusek słonecznika o wielkości cząstek wynoszącej od 1 μm do 1500 μm, a następnie mieszaninę suszy się w temperaturze co najwyżej 90°C, po czym mieszaninę podaje się do wytłaczarki ślimakowej i wytłacza się ją, a następnie wytłoczyny granuluje się.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) oraz zmielone łuski słonecznika miesza się w mieszalniku bębnowym.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że mieszalnik bębnowy stosuje się o średnicy od 0,1 m do 2 m.
5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że mieszanie poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) ze zmielonymi łuskami słonecznika, w mieszalniku bębnowym, prowadzi się z prędkością od 23 obrotów na minutę do 37 obrotów na minutę.
6. Sposób według jednego z zastrz. od 2 do 5, znamienny tym, że mieszanie poli(kwasu 3-hydroksymasłowego-co-3-hydroksywalerianowego) ze zmielonymi łuski słonecznika prowadzi się w temperaturze pokojowej.
7. Sposób według jednego z zastrz. od 2 do 6, znamienny tym, że mieszaninę suszy się przez 3 godziny w temperaturze 90°C.
8. Sposób według jednego z zastrz. od 2 do 7, znamienny tym, że zmielone łuski słonecznika, przed zmieszaniem z poli(kwasem 3- hydroksymasłowym-co-3-hydroksywalerianowym), przesiewa się na sicie.
6 PL 246189 B1
9. Sposób według jednego z zastrz. od 2 do 8, znamienny tym, że poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksywalerianowy) stosuje się w formie proszku o gęstości 1250 kg/cm3 oraz temperaturze mięknienia według Vicata 166°C.
10. Sposób według jednego z zastrz. od 2 do 9, znamienny tym, że do wytłaczania mieszaniny stosuje się wytłaczarkę jednoślimakową.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w wytłaczarce jednoślimakowej stosuje się temperaturę głowicy wytłaczarskiej od 165°C do 175°C oraz temperaturę stref grzejnych układu uplastyczniającego wytłaczarki od 150°C do 170°C.
12. Sposób według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że w wytłaczarce jednoślimakowej wytłaczanie prowadzi się z prędkością obwodową ślimaka od 2 m/min. do 4 m/min.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443360A PL246189B1 (pl) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443360A PL246189B1 (pl) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443360A1 PL443360A1 (pl) | 2024-07-01 |
| PL246189B1 true PL246189B1 (pl) | 2024-12-16 |
Family
ID=91719439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443360A PL246189B1 (pl) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246189B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL2780256T3 (pl) * | 2011-11-14 | 2017-08-31 | Spc Sunflower Plastic Compound Gmbh | Biokompozyt i biotworzywo ze skórkami/łupinkami nasion słonecznika |
| PL436785A1 (pl) * | 2021-01-27 | 2022-08-01 | Politechnika Poznańska | Filament kompozytowy na bazie polilaktydu do druku 3D metodą FDM oraz sposób jego wytwarzania |
-
2022
- 2022-12-30 PL PL443360A patent/PL246189B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL2780256T3 (pl) * | 2011-11-14 | 2017-08-31 | Spc Sunflower Plastic Compound Gmbh | Biokompozyt i biotworzywo ze skórkami/łupinkami nasion słonecznika |
| PL436785A1 (pl) * | 2021-01-27 | 2022-08-01 | Politechnika Poznańska | Filament kompozytowy na bazie polilaktydu do druku 3D metodą FDM oraz sposób jego wytwarzania |
Non-Patent Citations (2)
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443360A1 (pl) | 2024-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Scaffaro et al. | Green composites based on biodegradable polymers and anchovy (Engraulis Encrasicolus) waste suitable for 3D printing applications | |
| Huneault et al. | Morphology and properties of compatibilized polylactide/thermoplastic starch blends | |
| EP3064542B1 (en) | Biodegradable thermoplastic polymer compostion, method for its manufacture and use thereof | |
| CN101495277B (zh) | 植物性复合材料成型体的制造方法和植物性复合材料成型体、以及植物性复合材料的制造方法和植物性复合材料 | |
| KR970705606A (ko) | 재생 원료를 포함하는 생분해성 재료 및 이의 제조방법(Biodegradable material comprising regenerative raw material and method of producing the same) | |
| Majewski et al. | Evaluation of suitability of wheat bran as a natural filler in polymer processing | |
| Cinelli et al. | Properties of injection molded composites containing corn fiber and poly (vinyl alcohol) | |
| JP2010241986A (ja) | 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 | |
| Tábi et al. | Examination of injection moulded thermoplastic maize starch | |
| PL247258B1 (pl) | Sposób otrzymywania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| PL244800B1 (pl) | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego oraz jego zastosowanie do wielokrotnego przetwarzania | |
| PL244883B1 (pl) | Sposób wielokrotnego przetwarzania wyrobów z biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| PL246189B1 (pl) | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| CN117881525A (zh) | 衍生自柑橘加工和/或压榨废料的用于聚合物组合物的填料 | |
| Yee et al. | Mechanical and water absorption properties of poly (vinyl alcohol)/sago pith waste biocomposites | |
| PL247288B1 (pl) | Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| PL239238B1 (pl) | Biodegradowalna kompozycja polimerowa | |
| KR101467255B1 (ko) | 가로수 전정지를 이용한 바이오 플라스틱 성형방법 및 그 성형방법에 의해 제조된 바이오 플라스틱 제품 | |
| PL247260B1 (pl) | Sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| PL246453B1 (pl) | Sposób wielokrotnego przetwarzania wyrobów z biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| EP4393998A1 (en) | A biodegradable thermoplastic composite and a method for producing the biodegradable thermoplastic composite | |
| PL247889B1 (pl) | Sposób wielokrotnego przetwarzania wyrobów z biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego | |
| Głogowska et al. | Assessment of the resistance to external factors of low-density polyethylene modified with natural fillers | |
| PL249065B1 (pl) | Sposób wytwarzania modyfikowanej skrobi termoplastycznej oraz biodegradowalne kompozyty zawierające modyfikowaną skrobię termoplastyczną | |
| WO2021042196A1 (pt) | Processo para a produção de compósitos termoplásticos aditivados e compósitos resultantes |