PL247507B1

PL247507B1 - Biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu i sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału na bazie polisacharydu

Info

Publication number: PL247507B1
Application number: PL445264A
Authority: PL
Inventors: Magdalena Zdanowicz
Original assignee: Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date: 2023-06-19
Filing date: 2023-06-19
Publication date: 2025-07-21
Also published as: PL445264A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu, plastyfikowany mieszaniną na bazie mocznika, który charakteryzuje się tym, że plastyfikator stanowi mieszanina mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1:1 - 1:6. Plastyfikator w mieszaninie stanowi 20 - 60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu, a polisacharyd stanowi skrobia lub mąka skrobiowa. Mieszanina polisacharydu i plastyfikatora ma zdolność do termoprasowania lub wytłaczania i termoformowania. Zgłoszenie obejmuje także sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału na bazie polisacharydu, plastyfikowanego mieszaniną na bazie mocznika, który charakteryzuje się tym, że jako plastyfikator stosuje się mieszaninę mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1:1 - 1:6. Plastyfikator w mieszaninie stosuje się w ilości 20 - 60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu, a jako polisacharyd stosuje się skrobię lub mąkę skrobiową. Mieszaninę polisacharydu i plastyfikatora termoprasuje się lub wytłacza i termoformuje.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu i sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału na bazie polisacharydu plastyfikowanego mieszaniną na bazie mocznika. Biodegradowalny materiał może być wykorzystany w postaci folii. Folia zawierająca mocznik jako komponent plastyfikatora może być wykorzystana jako agrotworzywo, np. jako taśma nasienna, materiał osłaniający nasiona oraz bulwy, lub do produkcji np. doniczek do rozsad. Materiały na bazie termoplastycznej skrobi zawierające mocznik poza funkcją osłonową mogą stanowić dodatkowe źródło azotu, a więc mogą wspomagać procesy nawożenia (może stanowić nośnik nawozu). Biodegradowalny materiał może być wykorzystany w postaci termoformowalnego granulatu zawierającego nawóz. Mieszanina plastyfikująca zawiera substancje bogate w azot, które pełnią jednocześnie rolę nawozu, uwalnianego w glebie podczas biodegradacji osnowy biopolimerowej (w formie granulatu lub materiałów uformowanych z granulatu, czyli folii).

Mocznik jako nawóz występuje często w czystej postaci w formie granulek, co powodować może jego zbrylanie się. W tym celu można dodawać niewielką ilość środka przeciwzbrylającego. Mocznik w takiej postaci jednak szybko rozpuszcza się w glebie i degraduje w wyniku hydrolizy do amoniaku i dwutlenku węgla (aby spowolnić ten proces niektóre formy nawozów zawierają inhibitory ureazy). Inne nawozy, tj. NPK, występują w formie granulatu lub peletu wraz ze spoiwem, którego celem jest także zapobieganie zbyt szybkiemu uwalnianiu nawozów mineralnych, aby uniknąć przenawożenia. Nowozy otoczkowane lub ze spoiwem rozpadają się w wodzie do zawiesiny lub się w niej rozpuszczają oraz nie mają właściwości termoformowalnych, tzn. po przyłożeniu podwyższonej temperatury i ciśnienia rozpadają się. Niektóre nawozy nowej generacji zawierają otoczkę, która często jest z materiałów niebiodegradowalnych lub częściowo biodegradowalnych, przez co mogą stanowić zanieczyszczenie gleby w postaci mikroplastiku.

Właściwości termoformowalne materiału można otrzymać w wyniku zastosowania jako osnowy materiału bogatego w skrobię. Skrobia ulega plastyfikacji w obecności polarnych małocząsteczkowych plastyfikatorów takich jak glicerol czy mocznik. Ten ostatni niestety po czasie rekrystalizuje w osnowie, co objawia się powstawaniem białego osadu w materiale i zmianami jego właściwości mechanicznych (materiał może tracić elastyczność) [M. Zdanowicz, C, Johansson, Mechanical and barrier properties of starch-based films plasticized with two or three-component deep eutectic solvents, Carbohydrate Polymers, 2016, 151, 103-112]. Aby zapobiec rekrystalizacji mocznika, wprowadza się go w postaci mieszaniny z innym polarnym związkiem, z którym tworzy tzw. mieszaninę głęboko eutektyczną (ang. Deep Eutectic Solvents - DES) będącą alternatywą dla molekularnych cieczy jonowych (IL). DESy to układy, których temperatura topnienia jest znacznie niższa od temperatury topnienia poszczególnych komponentów tej mieszaniny. Najpopularniejszym przykładem DES jest mieszanina chlorku choliny (CC) i mocznika (U), w stosunku molowym 1 : 2, która jest ciekła w temperaturze pokojowej, natomiast temperatura topnienia U wynosi >130°C, a CC >300°C [M. Zdanowicz, K. Wilpiszewska, T. Spychaj, Deep eutectic solvents for polysaccharides processing. A review, Carbohydrate Polymers, 2018, 200, 361-380]. Zamiast chlorku choliny można dodać guanidynę (Gu) lub jej pochodne, które zawierają więcej azotu niż CC. W literaturze opisano otrzymanie i właściwości fizykochemiczne DES otrzymanych z chlorowodorku lub tiocyjanianu guanidyny z mocznikiem, jednak nie ma doniesień literaturowych o zastosowaniu ich jako plastyfikatory skrobi lub materiałów bogatych w skrobię. Mocznik jest powszechnie stosowany jako nawóz do stosowania doglebowego i dokarmiania pozakorzeniowego. Może być aplikowany zarówno przedsiewnie, jak i pogłównie. Związek ten zawiera wolno działającą formę amidową azotu, która może być bezpośrednio pobierana przez system korzeniowy roślin, jednakże proces ten zachodzi stosunkowo wolno, dlatego też głównym procesem prowadzącym do udostępnienia roślinom azotu z mocznika jest proces hydrolizy prowadzący do wytworzenia formy amonowej azotu. Proces ten katalizowany jest przez ureazę wydzielaną przez bakterie oraz grzyby.

Przykłady otrzymywania i zastosowania biodegradowalnych materiałów na bazie termoplastycznej skrobi plastyfikowanej w obecności mocznika można znaleźć w literaturze patentowej. Przedmiotem wynalazku PL 234 327 jest biodegradowalna folia z TPS oraz poli(bursztynianu butylenu) (PBS) w stosunku wagowym 1 : 1, plastyfikowana mieszaniną glicerolu i mocznika. Układ plastyfikujący skrobię stanowi 30% wag. przedmieszki skrobi i plastyfikatorów w przeliczeniu na suchą masę skrobi, przy czym mocznik stanowi 5-25% wag. w mieszaninie plastyfikującej. Kompozycja wg tego wynalazku zawiera ziemniaczaną skrobię termoplastyczną, w której wyjściowy polisacharyd zawiera 20% frakcji amylozowej. Proces wytłaczania skrobi termoplastycznej oraz kompozycji polimerowej TPS/PBS prowadzono w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej składającej się z dwunastu stref grzewczych, o parametrach L/D = 48 : 1 i średnicy ślimaków D = 20 mm, przy szybkości obrotowej ślimaków równej 90-120 rpm. Wytłaczanie granulatu TPS prowadzono w temperaturze w zakresie 70-115°C, a granulatu PBS/TPS w zakresie 100-130°C. Wprowadzenie mocznika do układu plasyfikującego powodowało większą elastyczność końcowego materiału w porównaniu w układem plastyfikowanym tylko glicerolem. Im wyższa zawartość mocznika w układzie plastyfikującym, tym niższa wartość wydłużenia przy zerwaniu i wyższy moduł elastyczności.

W opisie patentowym EP 2 727 952 B1 przedstawiono sposób otrzymywania biodegradowalnego materiału na bazie TPS i poliestru. Materiał zawiera 20-80 części skrobi kukurydzianej, 5-40 części biodegradowalnego poliestru jako prepolimer; ciężar cząsteczkowy prepolimeru mieści się w zakresie 10,000-100,000 Daltonów. Poza tym kompozycja zawiera 0,01-10 części aktywatora reakcji,0,01-1,0 części deaktywatora, 0,01-1,0 części antyoksydantu oraz 5-50 części plastyfikatora. Skrobia jest plastyfikowana układem zawierającym glicerol oraz mocznik.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku P.442395 znany jest sposób wytwarzania i biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu plastyfikowany mieszaniną na bazie mocznika, w którym plastyfikator stanowi mieszanina eutektyczna czwartorzędowej soli amoniowej i mocznika w stosunku molowym 1 : 3 - 1 : 7. Plastyfikator w mieszaninie stanowi 25-70 części wagowych na 100 części wagowych skrobi, a polisacharyd stanowi skrobia lub mąka skrobiowa. Mieszanina polisacharydu i plastyfikatora ma zdolność do termoprasowania lub wytłaczania i termoformowania. Mieszaninę polisacharydu i plastyfikatora, metodą bezrozpuszczalnikową, termoprasuje się lub wytłacza i termoformuje.

Główne cechy, jakimi powinny odznaczać się materiały przyjazne środowisku przeznaczone do produkcji agrotworzyw do celów doglebowych to: (i) 100% biodegradowalność, (ii) termoformowalność, (iii) zawartość substancji odżywczych wspomagających uprawę i/lub nawożenie. Głównymi parametrami definiującymi przydatność termoformowalnego granulatu do celów agrotechnicznych TPS/DES jest obecność związków azotowych, temperatura zeszklenia znacznie poniżej temperatury degradacji skrobi oraz znaczny spadek modułu zachowawczego (G’) oraz właściwości mechaniczne. Właściwości mechaniczne takie jak wytrzymałość na zerwanie, wydłużenie przy zerwaniu oraz moduł elastyczności określane są najczęściej na maszynie wytrzymałościowej. Uformowany materiał, aby wykazywał właściwości użytkowe nie może być kruchy, wartość wydłużenia pow. 10%, wartość wytrzymałości na zerwanie pow. 1 MPa. W zależności od zastosowania wartości mechaniczne powinny się różnić. Dla materiału stosowanego jako taśmy i arkusze nasienne materiały powinny być bardziej elastyczne.

Cechą dodatkową może być zdolność materiału do pęcznienia w wodzie, dzięki czemu biodegradowalny materiał nawożący może być zastosowany jako hydrożel.

Biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu, według wynalazku, plastyfikowany mieszaniną na bazie mocznika, charakteryzuje się tym, że plastyfikator stanowi mieszanina mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1 : 1 - 1 : 6. Plastyfikator stanowi mieszanina eutektyczna. Plastyfikator w mieszaninie stanowi 20-60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu. Polisacharyd stanowi skrobia lub mąka skrobiowa. Stosuje się skrobię o zawartości amylozy poniżej 35% oraz zawartości wilgoci (3-20%), jak również mąki skrobiowe: zawierające białko w udziale od 8 do 11,5% (jako dodatkowe źródło azotu). Mieszanina polisacharydu i plastyfikatora ma zdolność do termoprasowania lub wytłaczania i termoformowania. Przed termoformowaniem, jeżeli materiał ma postać granul, można go stosować jako nawóz nowej generacji, a po uformowaniu jako agrotworzywo o właściwościach nawożących.

Korzystnie pochodną guanidyny stanowi azotan, chlorowodorek, węglan, siarczan, sulfaminian lub tiocyjanian.

Korzystnie skrobię stanowi skrobia kukurydziana i/lub ziemniaczana, i/lub pszenna, i/lub ryżowa.

Korzystnie mąkę skrobiową stanowi mąka kukurydziana i/lub pszenna, i/lub ziemniaczana, i/lub żytnia.

Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału na bazie polisacharydu, według wynalazku, plastyfikowanego mieszaniną na bazie mocznika, charakteryzuje się tym, że jako plastyfikator stosuje się mieszaninę mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1 : 1 - 1 : 6. Jako plastyfikator stosuje się mieszaninę eutektyczną. Plastyfikator w mieszaninie stosuje się w ilości 20-60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu. Jako polisacharyd stosuje się skrobię lub mąkę skrobiową. Stosuję się skrobię o zawartości amylozy poniżej 35% oraz zawartości wilgoci (3-20%), jak również mąki skrobiowe: zawierające białko w udziale od 8 do 11,5% (jako dodatkowe źródło azotu).

Mieszaninę polisacharydu i plastyfikatora metodą bezrozpuszczalnikową termoprasuje się lub wytłacza i termoformuje.

Korzystnie jako pochodną guanidyny stosuje się azotan, chlorowodorek, węglan, siarczan, sulfaminian lub tiocyjanian.

Korzystnie stosuje się skrobię kukurydzianą i/lub ziemniaczaną, i/lub pszenną, i/lub ryżową.

Korzystnie stosuje się mąkę skrobiową kukurydzianą i/lub pszenną, i/lub ziemniaczaną, i/lub żytnią.

Jeżeli składniki materiału miesza się w wytłaczarce, to korzystnie wytłacza się go bezpośrednio przez głowicę płaską lub z granulatu na drodze wytłaczania CAST (z wylewaniem przez głowicę szczelinową) lub wytłaczania z rozdmuchiwaniem.

Korzystnie materiał wytłacza się na wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej, zakresie temperatur w strefie uplastyczniania: 80-125°C oraz przy prędkościach obrotowych ślimaków w zakresie od 60 do 200 rpm. Wytworzony materiał może mieć postać termoformowanych granul.

Otrzymany biodegradowalny materiał cechuje się podatnością na termoformowanie np. metodą prasowania na gorąco, wytłaczania przez głowicę płaską. Materiały otrzymane z nich w wyniku termoformowania charakteryzują się pełną biodegradowalnością w glebie bez pozostawiania cząstek mikroplastiku. Biodegradowalny pelet, który może być bezpośrednio zastosowany jako nawóz nowej generacji, czyli nawóz o spowolnionym uwalnianiu substancji nawożących, natomiast dodatkowe novum wynalazku stanowią jego podatność na termoformowanie, przez co z granulatu można otrzymać m.in. arkusze lub taśmy. Tak uformowane materiały mogą być zastosowane np. jako wkłady do doniczek, taśmy nasienne, lub saszetki do nasion. Materiały otrzymane z nich w wyniku termoformowania według wynalazku cechują się tym, że plastyfikator obecny w osnowie, umożliwiający termoformowanie osnowy na bazie skrobi lub mąki skrobiowej jest bogaty w azot, dzięki czemu stanowi również substancję nawożącą, stopniowo uwalniającą się podczas biodegradacji w glebie, dzięki czemu mogą być wykorzystane bezpośrednio jako nawozy nowej generacji lub agrotworzywa o działaniu nawożącym (np. arkusze, taśmy nasienne, saszetki).

Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których podano skład ilościowy, warunki otrzymywania. Zestawiono również właściwości fizyko-chemiczne (tj. mechaniczne materiałów i sorpcyjne). Właściwości mechaniczne oznaczono na maszynie wytrzymałościowej Zwick//Roell, wg normy ASTM D 822-02. Folie pocięto na paski o szerokości 10 mm, rozstaw szczęk 50 mm, prędkość rozciągania 100 mm/min. Dla każdej serii wykonano co najmniej 8 powtórzeń.

Przykład 1

Skrobię ziemniaczaną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz chlorowodorek guanidyny w stosunku molowym 1 : 3 w ilości 60 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/80/8x95 °C przy szybkości 130 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 130°C i ciśnieniu 150 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli. Przykład 2

Mąkę pszenną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz chlorowodorek guanidyny w stosunku molowym 1 : 1,5 w ilości 40 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobi a/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/90/7x95/100 °C przy szybkości 130 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 125°C i ciśnieniu 120 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Pr zykład 3

Skrobię kukurydzianą wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz chlorowodorek guanidyny w stosunku molowym 1 : 5 w ilości 55 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/80/8x95 °C przy szybkości 105 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 130°C i ciśnieniu 145 bar. Wyniki badań fizykochemicznych wpływu na stan fizjologiczny (dla wybranych parametrów) rośliny modelowej zestawiono w tabeli.

Przykład 4

Skrobię ryżową wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz chlorowodorek guanidyny w stosunku molowym 1 : 5 w ilości 45 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/80/8x95 °C przy szybkości 105 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 130°C i ciśnieniu 145 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 5

Mieszaninę skrobi kukurydzianej z ziemniaczaną w stosunku wagowym 50/50 wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz tiocyjanian guanidyny w stosunku molowym 1 : 1 w ilości 40 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/80/8x95 °C przy szybkości 140 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 130°C i ciśnieniu 145 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 6

Mąkę żytnią wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz fosforan guanidyny w stosunku molowym 1 : 5 w ilości 45 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 80/95/7x105/100 °C przy szybkości 120 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 120°C i ciśnieniu 135 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 7

Skrobię pszenną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz azotan guanidyny w stosunku molowym 1 : 3 w ilości 30 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 70/95/8x105 °C przy szybkości 120 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 120°C i ciśnieniu 138 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 8

Mieszaninę mąki żytniej z mąką pszenną w stosunku wagowym 50/50 wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz węglan guanidyny w stosunku molowym 1 : 4 w ilości 40 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 70/95/7x110/105 °C przy szybkości 125 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 125°C i ciśnieniu 135 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 9

Mieszaninę skrobi kukurydzianej ze skrobią ryżową w stosunku wagowym 75/25 wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz siarczan guanidyny w stosunku molowym 1 : 6 w ilości 45 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 65/90/7x100/95 °C przy szybkości 120 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 125°C i ciśnieniu 140 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 10

Skrobię ziemniaczaną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz tiocyjanian guanidyny w stosunku molowym 1 : 2 w ilości 60 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 60/80/8x90 °C przy szybkości 130 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 130°C i ciśnieniu 145 bar. Wyniki badań fizykochemicznych wpływu na stan fizjologiczny zestawiono w tabeli.

Przykład 11

Mieszaninę mąki kukurydzianej z mąką pszenną w stosunku wagowym 50/50 wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz sulfaminian guanidyny w stosunku molowym 1 : 1 w ilości 45 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 65/90/8x120 °C przy szybkości 110 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 115°C i ciśnieniu 140 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 12

Mąkę kukurydzianą wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz azotan guanidyny w stosunku molowym 1 : 3 w ilości 60 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 55/70/8x80 °C przy szybkości 120 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 125°C i ciśnieniu 140 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

PL 247507 Β1

Przykład 13

Mąkę pszenną wymieszano z mieszaniną plastyfi kującą zawierającą mocznik oraz azotan guanidyny w stosunku molowym 1 :3 w ilości 60 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 70/85/90/7x100 °C przy szybkości 200 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 115°C i ciśnieniu 132 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 14

Mąkę pszenną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz azotan guanidyny w stosunku molowym 1 :3 w ilości 60 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 70/85/90/7x100 °C przy szybkości 200 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 115°C i ciśnieniu 132 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Przykład 15

Mąkę ziemniaczaną wymieszano z mieszaniną plastyfikującą zawierającą mocznik oraz fosforan guanidyny w stosunku molowym 1 :2w ilości 50 cz.w. na 100 cz.w. skrobi. Mieszankę skrobia/plastyfikator kondycjonowano przez dobę, wytłoczono w wytłaczarce dwuślimakowej przy profilu temperaturowym 70/85/90/7x100 °C przy szybkości 80 obr/min. Następnie granulat sprasowano na prasie hydraulicznej w temp. 115°C i ciśnieniu 135 bar. Wyniki badań fizykochemicznych zestawiono w tabeli.

Tabela

Przykład	Wytrzymałość na zerwanie (MPa)	Wydłużenie przy zerwaniu (%)	Stopień pęcznienia (%)	Grubość próbki (mm)
1	0,50 (±0,07)	77 (±9,0)	585 (±23,2)	0,71
2	1,10 (±0,04)	35 (±6,7)	282 (±12,3)	0,65
3	0,62 (±0,02)	98 (±7,6)	364 (±21,2)	0,65
4	1,21 (±0,11)	92 (±8,1)	321 (±18,8)	0,64
5	1,36 (±0,23)	73 (±5,1)	291 (±17,6)	0,63
6	0,81 (±0,02)	71 (±5,2)	270 (±18,0)	0,65
7	2,01 (±0,04)	65 (±6,3)	255 (±10,5)	0,65
8	1,78 (±0,11)	61 (±7,2)	272 (±12,3)	0,64
9	1,72 (±0,12)	66 (±7,8)	282 (±8,7)	0,66
10	0,56 (±0,85)	114 (±7,8)	574 (±22,1)	0,64
11	1,08 (±0,07)	71 (±8,1)	307 (±13,6)	0,65
12	0,52 (±0,04)	128 (±6,1)	478 (±18,8)	0,65
13	0,50 (±0,02)	76 (±8,2)	342 (±15,4)	0,64
14	0,63 (±0,04)	55 (±7,2)	367 (±25,4)	0,63
15	1,25 (±0,04)	105 (±8,6)	340 (±9,6)	0,65

Claims

1. Biodegradowalny materiał na bazie polisacharydu plastyfikowany mieszaniną na bazie mocznika, znamienny tym, że plastyfikator stanowi mieszanina mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1:1-1:6, przy czym plastyfikator w mieszaninie stanowi 20-60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu, a polisacharyd stanowi skrobia lub mąka skrobiowa, zaś mieszanina polisacharydu i plastyfikatora ma zdolność do termoprasowania lub wytłaczania i termoformowania.

2. Biodegradowalny materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że pochodną guanidyny stanowi azotan, chlorowodorek, węglan, siarczan, sulfaminian lub tiocyjanian.

3. Biodegradowalny materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że skrobię stanowi skrobia kukurydziana i/lub ziemniaczana, i/lub pszenna, i/lub ryżowa.

4. Biodegradowalny materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że mąkę skrobiową stanowi mąka kukurydziana i/lub pszenna, i/lub ziemniaczana, i/lub żytnia.

5. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału na bazie polisacharydu plastyfikowanego mieszaniną na bazie mocznika, znamienny tym, że jako plastyfikator stosuje się mieszaninę mocznika z guanidyną i/lub jej pochodną w stosunku molowym 1 : 1 - 1 : 6, przy czym plastyfikator w mieszaninie stosuje się w ilości 20-60 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu, a jako polisacharyd stosuje się skrobię lub mąkę skrobiową, zaś mieszaninę polisacharydu i plastyfikatora termoprasuje się lub wytłacza i termoformuje.

6. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału według zastrz. 5, znamienny tym, że jako pochodną guanidyny stosuje się azotan, chlorowodorek, węglan, siarczan, sulfaminian lub tiocyjanian.

7. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się skrobię kukurydzianą i/lub ziemniaczaną, i/lub pszenną, i/lub ryżową.

8. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się mąkę skrobiową kukurydzianą i/lub pszenną, i/lub ziemniaczaną, i/lub żytnią.

9. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału według zastrz. 5, znamienny tym, że wytłacza się bezpośrednio przez głowicę płaską lub z granulatu na drodze wytłaczania CAST lub wytłaczania z rozdmuchiwaniem.

10. Sposób wytwarzania biodegradowalnego materiału według zastrz. 5, znamienny tym, że materiał wytłacza się na wytłaczarce dwuślimakowej.