PL247814B1 - Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie - Google Patents
Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenieInfo
- Publication number
- PL247814B1 PL247814B1 PL445761A PL44576123A PL247814B1 PL 247814 B1 PL247814 B1 PL 247814B1 PL 445761 A PL445761 A PL 445761A PL 44576123 A PL44576123 A PL 44576123A PL 247814 B1 PL247814 B1 PL 247814B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- oxidation
- photoaging
- increased resistance
- weight
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
- C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms
- C08L23/0823—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms with aliphatic cyclic olefins
-
- 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
- C08K11/00—Use of ingredients of unknown constitution, e.g. undefined reaction products
- C08K11/005—Waste materials, e.g. treated or untreated sewage sludge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L99/00—Compositions of natural macromolecular compounds or of derivatives thereof not provided for in groups C08L89/00 - C08L97/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy oraz naturalny przeciwutleniacz, jako naturalny przeciwutleniacz, która zawiera wysuszone i zmielone wytłoki z jabłek lub aronii w ilości 5 - 15 części wagowych na 100 części wagowych kopolimeru.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie (starze nie pod wpływem promieniowania UV).
Wyroby polimerowe poddawane są działaniu niekorzystnych czynników degradujących, zarówno podczas przetwórstwa, jak i użytkowania. Podwyższona temperatura, promieniowanie UV, a także obecność tlenu mogą powodować niepożądane procesy starzenia i degradacji materiałów polimerowych. Dodawanie do kompozycji polimerowych substancji stabilizujących jest powszechną praktyką ochrony materiałów przed utlenianiem i degradacją. W praktyce przemysłowej w celu stabilizacji polimerów stosuje się fenolowe przeciwutleniacze z zawadą przestrzenną i wtórne stabilizatory typu fosforowego lub siarkowego. Ze względu na możliwość szkodliwego wpływu syntetycznych stabilizatorów na zdrowie człowieka i zanieczyszczenie środowiska, dąży się do zastąpienia komercyjnych stabilizatorów przeciwutleniaczami pochodzenia roślinnego.
Z opisu patentowego PL 242977B1 znana jest kompozycja polimerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na starzenie, zawierająca kauczuk etylenowo-norbornenowy oraz jako substancję przeciwstarzeniową przeciwutleniacz pochodzenia naturalnego w postaci kryzyny.
Zgodnie z opisem patentowym PL 234165B1 jako substancję przeciwstarzeniową w kompozycjach elastomerowych na bazie kauczuku etylenowo-norbornenowego, wykazujących podwyższoną odporność na działanie promieniowania UV, stosuje się naturalny przeci wutleniacz z grupy polifenoli w postaci kwasów hydroksycynamonowych z grupy obejmującej kwas ferulowy, kwas kofeinowy, kwas kawowy.
W publikacji w czasopiśmie Waste and Biomass Valorization 2020 11:3775-3787 proponuje się zastosowanie biomasy z jabłek i aronii jako napełniacza poprawiającego właściwości mechaniczne kompozycji na bazie poli(bursztynianu butylenu).
Z czasopisma Journal of Food Science and Technology (2016) 53(3):1608-1619 znana jest kompozycja na bazie folii PVA zawierająca odpady z jabłek, przeznaczona na folie opakowaniowe do żywności. Saszetki z tej kompozycji wykazały aktywność przeciwutleniającą oraz zapewniły opóźnienie utleniania lipidów podczas przechowywania w nich oleju sojowego.
Znane jest również szczepienie wytłoków z aronii oligomerami kwasu mlekowego zsyntetyzowanych in situ z kwasu mlekowego. Wytworzone w ten sposób biokompozyty z naturalnym plastyfikatorem mogą mieć potencjalne zastosowanie w produkcji opakowań do żywności (czasopismo Materials 2022 15, 314).
Celem wynalazku jest opracowanie nowej kompozycji o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie, na bazie kopolimeru etylenowo-norbornenowego, z wykorzystaniem naturalnych przeciwutleniaczy.
Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy oraz naturalny przeciwutleniacz, według wynalazku, jako naturalny przeciwutleniacz zawiera wytłoki z jabłek lub aronii wysuszone do wilgotności masowej nie większej niż 15%, zmielone na cząstki o wielkości do 0,5 mm, w ilości 5-15 części wagowych na 100 części wagowych kopolimeru, korzystnie w ilości 10 części wagowych na 100 części wagowych kopolimeru.
Wyroby z kompozycji elastomerowej na bazie kopolimeru etylenowo-norbornenowego zawierającej bionapełniacze w postaci odpadowych wytłoków z jabłek lub aronii, charakteryzują się podwyższoną odpornością na utlenianie i starzenie UV oraz mniejszym negatywnym wpływem na środowisko w porównaniu z kompozycjami na bazie kopolimeru etylenowo-norbornenowego zawierającymi syntetyczne stabilizatory. Użycie wytłoków do kompozycji według wynalazku jest także sposobem na zagospodarowanie nadmiaru wytłoków, które nie zostaną użyte na cele paszowe i spożywcze i nie zostaną wykorzystane przez biogazowanie.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.
Przykład 1
Przygotowano kompozycję elastomerową o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy - 100 części, wytłoki z jabłek wysuszone do wilgotności masowej 15% i zmielone na cząstki o wielkości do 0,5 mm - 5 części.
PL 247814 Β1
Składniki kompozycji elastomerowej zmieszano w mi kro mieszarce laboratoryjnej w temperaturze 110°C. Następnie, w celu uzyskania płytek próbek z tej kompozycji przeprowadzono proces prasowania uzyskanej mieszanki za pomocą prasy hydraulicznej ogrzewanej elektrycznie w następujących warunkach: temperatura 160°C, ciśnienie 7,5 MPa, czas 10 min.
Badanie odporności wytworzonych płytek na utlenianie wykonano za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego DSC1. Płytki ogrzewano w atmosferze argonu do temperatury 240°C. Po osiągnięciu zadanych warunków pomiaru i okresie stabilizacji (5 min) gaz obojętny przełączono na powietrze i rozpoczęto pomiar czasu indukcji utleniania (OIT).
Płytki poddano fotostarzeniu (starzeniu UV) w komorze starzeniowej Altas UV 2000 - promieniowanie 0,7 W/m2, temperatura 60°C, czas starzenia 400 h.
Oznaczono właściwości mechaniczne próbek przed i po starzeniu UV. W tym celu badany materiał poddano rozciąganiu za pomocą maszyny wytrzymałościowej Zwick Roell. Siła wstępna badania wynosiła 0,1 N, a prędkość rozciągania 500 mm/min. Jako wynik badania otrzymano wartości następujących parametrów:
Ts - wytrzymałość na rozciąganie [MPa],
Eb - względne wydłużenie odcinka pomiarowego w chwili zerwania [%].
Na podstawie wyników badania właściwości mechanicznych obliczono współczynnik starzenia K próbek pod wpływem starzenia UV z wzoru (1):
[ζ (Ts'Eb)po starzeniu UV (Ts ΈB)niestarzone
Wartość współczynnika K bliska jedności (K~ 1 [-]) oznacza, że próbki są odporne na de-gradację (starzenie UV), natomiast K~0 [-] oznacza, że materiał jest podatny na fotostarzenie.
W tablicy 1 zestawiono wyniki badania odporności na utlenianie, wykonanego metodą OIT, próbek otrzymanych w przykładach 1-6 i próbki referencyjnej.
Przykład 2
Przygotowano kompozycję o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy wytłoki - 100 części, z jabłek wysuszone i zmielone jak w przykładzie 1 - 10 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
Przykład 3
Przygotowano kompozycję o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy - 100 części, wytłoki z jabłek wysuszone i zmielone jak w przykładzie 1 - 15 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
Przykład 4
Przygotowano kompozycję o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy - 100 części, wytłoki z aronii wysuszone do wilgotności 15% i zmielone na cząstki o wielkości do 0,5 mm - 5 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
Przykład 5
Przygotowano kompozycję o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy - 100 części, wytłoki z aronii wysuszone i zmielone jak w przykładzie 4 - 10 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
Przykład 6
Przygotowano kompozycję o składzie:
kauczuk etylenowo-norbornenowy - 100 części, wytłoki z aronii wysuszone i zmielone jak w przykładzie 4 - 15 części.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1.
Wykonano także badania fotostarzenia i właściwości mechanicznych referencyjnej próbki kauczuku etylenowo-norbornenowego bez dodatku wytłoków owocowych.
PL 247814 Β1
Tablica 1
| Próbka | Początek piku utleniania [min] | Pik utleniania [min] | Koniec piku utleniania [min] |
| Referencyjna | 1,63 | 2,32 | 4,87 |
| Otrzymana w przykładzie 1 | 2,05 | 2,95 | 6,03 |
| Otrzymana w przykładzie 2 | 2,21 | 3,22 | 6,3 |
| Otrzymana w przykładzie 3 | 2,23 | 3,37 | 6,47 |
| Otrzymana w przykładzie 4 | 2,49 | 3,42 | 6,66 |
| Otrzymana w przykładzie 5 | 2,38 | 3,37 | 6,88 |
| Otrzymana w przykładzie 6 | 1,94 | 2,98 | 5,54 |
Próbki z kompozycji elastomerowych zawierające wytłoki z jabłek lub aronii charakteryzowały się dłuższym czasem indukcji utleniania w stosunku do próbki referencyjnej kauczuku, zwłaszcza koniec pików utleniania był dłuższy w stosunku do próbki referencyjnej. Próbki zawierające 5-15 części wagowych wytłoków z jabłek charakteryzowały się czasem indukcji utleniania OIT dłuższym o około 1,1-1,6 min (koniec piku utleniania) w porównaniu z próbką referencyjną. Próbki zawierające 5-15 części wagowych wytłoków z aronii posiadały czasy indukcji utleniania OIT dłuższe o około 0,7-2 min (koniec piku utleniania) od próbki referencyjnej. Dłuższe czasy indukcji utleniania OIT próbek zawierających wytłoki z jabłek lub aronii świadczą o podwyższonej odporności na utlenianie, jak również o podwyższonej odporności na czynniki powodujące degradację spowodowaną utlenianiem.
W tablicy 2 zestawiono wyniki badania właściwości mechanicznych i współczynników starzenia próbek otrzymanych w przykładach 1-6 i próbki referencyjnej.
Tablica 2
| Próbka | Przed kompostowaniem | Po kompostowaniu | Współczynnik K [-] | ||
| Ts [MPa] | Eb [%] | Ts[MPa] | Eb [%] | ||
| Referencyjna | 33,2 | 959,2 | 6,45 | 230,6 | 0,05 |
| Otrzymana w przykładzie 1 | 20,4 | 692,5 | 8,24 | 420 | 0,24 |
| Otrzymana w przykładzie 2 | 15,3 | 581 | 11,1 | 496,2 | 0,62 |
| Otrzymana w przykładzie 3 | 14,2 | 540,5 | 7,42 | 376,9 | 0,36 |
| Otrzymana w przykładzie 4 | 17,9 | 671,5 | 9,53 | 444,4 | 0,35 |
| Otrzymana w przykładzie 5 | 14,8 | 565,5 | 13,3 | 556,1 | 0,88 |
| Otrzymana w przykładzie 6 | 13,8 | 536,9 | 11,3 | 510,4 | 0,78 |
Próbki zawierające wytłoki z jabłek lub aronii charakteryzowały się większymi współczynnikami starzenia K po starzeniu UV w stosunku do próbki referencyjnej. Wyniki zawarte w tabeli 2 potwierdzają, że materiały elastomerowe wytworzone w przykładach 1-6 wykazywały podwyższoną odporność na fotostarzenie (wartości współczynnika K większe od wartości K dla próbki referencyjnej). Największe współczynniki K stwierdzono dla materiałów zawierających wytłoki z aronii w ilości 10 i 15 części wagowych, co oznaczało, że próbki materiałów z przykładów 5 i 6 były najbardziej odporne na starzenie UV (współczynniki K najbliższe wartości 1). Analiza zmiany właściwości mechanicznych po fotostarzeniu wskazała na niewielką utratę wytrzymałości na rozciąganie Ts próbek materiałów zawierających wytłoki z aronii w ilości 10-15 części wagowych, co wskazywało, że próbki materiałów z przykładów 5 i 6 charakteryzowały się największą odpornością na fotostarzenie przy tylko nieznacznie obniżonej wytrzymałości na rozciąganie.
Claims (2)
1. Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie, zawierająca kopolimer etylenowo-norbornenowy oraz naturalny przeciwutleniacz, znamienna tym, że jako naturalny przeci wutleniacz zawiera wytłoki z jabłek lub aronii wysuszone do wilgotności masowej nie większej niż 15% i zmielone na cząstki o wielkości do 0,5 mm, w ilości 5-15 części wagowych na 100 części wagowych kopolimeru.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera 10 części wagowych naturalnego przeciwutleniacza na 100 części wagowych kopolimeru.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445761A PL247814B1 (pl) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445761A PL247814B1 (pl) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL445761A1 PL445761A1 (pl) | 2025-02-10 |
| PL247814B1 true PL247814B1 (pl) | 2025-09-01 |
Family
ID=94479887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL445761A PL247814B1 (pl) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL247814B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL242977B1 (pl) * | 2019-10-14 | 2023-05-29 | Politechnika Lodzka | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na starzenie |
| US20230235171A1 (en) * | 2020-09-30 | 2023-07-27 | Coda Intellectual Property B.V. | Polymer composite comprising biscuit cereal meal |
-
2023
- 2023-08-04 PL PL445761A patent/PL247814B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL242977B1 (pl) * | 2019-10-14 | 2023-05-29 | Politechnika Lodzka | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na starzenie |
| US20230235171A1 (en) * | 2020-09-30 | 2023-07-27 | Coda Intellectual Property B.V. | Polymer composite comprising biscuit cereal meal |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MAISYN C. PICARD, ARTURO RODRIGUEZ-URIBE, MAHENDRA THIMMANAGARI, MANJUSRI MISRA, AMAR K. MOHANTY, „SUSTAINABLE BIOCOMPOSITES FROM POLY(BUTYLENE SUCCINATE) AND APPLE POMACE: A STUDY ON COMPATIBILIZATION PERFORMANCE", WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, DOI: 2020, 11:3775-3787, 10.1007/s12649-019-00591-3 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL445761A1 (pl) | 2025-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kamari et al. | Chitosan, gelatin and methylcellulose films incorporated with tannic acid for food packaging | |
| Mostafa et al. | The influence of CB loading on thermal aging resistance of SBR and NBR rubber compounds under different aging temperature | |
| Nanni et al. | A comparative study of different winemaking by-products derived additives on oxidation stability, mechanical and thermal proprieties of polypropylene | |
| Zhang et al. | Physico-mechanical and antioxidant properties of gelatin film from rabbit skin incorporated with rosemary acid | |
| Ning et al. | Enhanced thermo-oxidative aging resistance of EPDM at high temperature by using synergistic antioxidants | |
| Battegazzore et al. | Plasticizers, antioxidants and reinforcement fillers from hazelnut skin and cocoa by-products: Extraction and use in PLA and PP | |
| Koriem et al. | Management of agricultural waste to manufacture biochar: An alternative reinforcing filler for carbon black in nitrile butadiene rubber composites | |
| Payungwong et al. | The role of model fatty acid and protein on thermal aging and ozone resistance of peroxide vulcanized natural rubber | |
| EP4392489A1 (de) | Peroxid-vernetzbare kautschukzusammensetzungen enthaltend organische füllstoffe | |
| Abdel-Aziz et al. | Aging of ethylene-propylene diene rubber (EPDM) vulcanized by γ-radiation | |
| Wang et al. | Development of controlled-release antioxidant poly (lactic acid) bilayer active film with different distributions of α-tocopherol and its application in corn oil preservation | |
| PL247814B1 (pl) | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na utlenianie oraz fotostarzenie | |
| JP2019529688A (ja) | バイオベースポリマー組成物 | |
| Fang et al. | Preparation and characterization of edible gelatin-chitosan films incorporated with finger millet (Eleusine coracana L.) polyphenols and its application in pork | |
| Musajan et al. | Impact of natural antioxidant systems on the oxidation resistance and mechanical properties of polypropylene | |
| Liu et al. | Enhanced edible films with Ferulic acid nanoemulsion: Fabrication, characterization, and preservation effects on fresh-cut Chinese water chestnuts | |
| Moser | Efficacy of myricetin as an antioxidant in methyl esters of soybean oil | |
| Tuampoemsab | Influence of amino acids on anti-oxidative properties of green natural rubber and natural rubber compound | |
| Głowińska et al. | Novel approaches of using of Spirulina Platensis in natural rubber based composites | |
| Mahir et al. | Tensile, swelling and thermal aging properties of mangosteen (Garcinia mangostana) peel powder filled natural rubber compounds | |
| Addiego et al. | Polyaniline as potential radical scavenger for ultra-high molecular weight polyethylene | |
| PL242977B1 (pl) | Kompozycja elastomerowa przeznaczona na wyroby polimerowe o podwyższonej odporności na starzenie | |
| US9938397B2 (en) | Direct use of natural antioxidant-rich agro-wastes as thermal stabilizers for polymers | |
| Lu et al. | The influence of inert packaging on the shelf ageing of gamma-irradiation sterilised ultra-high molecular weight polyethylene | |
| Kuriakose et al. | Rice bran oil as a novel compounding ingredient in sulphur vulcanization of natural rubber |