PL246189B1 - Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego - Google Patents

Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego Download PDF

Info

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
Application number
PL443360A
Other languages
English (en)
Other versions
PL443360A1 (pl
Inventor
Grzegorz Janowski
Wiesław Frącz
Łukasz Bąk
Original Assignee
Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
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 Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza filed Critical Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority to PL443360A priority Critical patent/PL246189B1/pl
Publication of PL443360A1 publication Critical patent/PL443360A1/pl
Publication of PL246189B1 publication Critical patent/PL246189B1/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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion 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
    • B29C48/023Extruding materials comprising incompatible ingredients
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/58Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
    • 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
    • C08K9/00Use 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.
PL443360A 2022-12-30 2022-12-30 Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny oraz sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego PL246189B1 (pl)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. BARCZEWSKI I INNI: "Journal of Renewable Materials, 2021, vol. 9, nr 5, str. 541-853,", „MECHANICAL PROPERTIES, MICROSTRUCTURE AND SURFACE QUALITY OF POLYPROPYLENE GREEN COMPOSITES AS A FUNCTION OF SUNFLOWER HUSK WASTE FILLER PARTICLE SIZE AND CONTENT" *
W. FRĄCZ, G. JANOWSKI,: "ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI RZESZOWSKIEJ 298, Mechanika z. 90 (4/18), październik-grudzień 2018, s. 441-452", "SELECTED PROPERTIES OF BIOCOMPOSITES ON THE BASIS OF PHBV WITH CELLULOSE FILLERS" *

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