RS55355B1 - Biorazgradivi polimeri - Google Patents

Description

Biorazgradivi polimeri

[0001]Predmetna patentna prijava za industrijski pronalazak odnosi se na polje termoplastičnih polimera i polimernih jedinjenja sa ugljovodoničnim lancem sa dvostrukom karbonskom vezom (-OC-) i/ili jednostrukom karbonskom vezom (-C-C-) i posebno se odnosi na postupak biorazgradivih produkata dobijenih pomoću navedenih termoplatičnih polimera i jedinjenja sa ugljovodoničnim lancem.

[0002]Medu termoplastičnim polimerima sa ugljovodoničnim lancem, SBS (Stiren-Butadien-Sđren), SIS (Stiren-Izopren-Stiren), SIBS (Stiren-Izopren, Butadien-Stiren) blokovi kopolimera i odgovarajući hidrogenizovani derivati (SEBS, SEPS, itd.) su obično plastificirani sa parafinskim mineralnim uijima sa niskim sadržajem aromatičnih produkata.

[0003]navedeni blokovi kopolimera su pogodno formulisani sa različitim aditivima, opterećenjima, sredstvima za ojačanje, pigmentima, itd. organskog ili neorganskog tipa i podvrgnuti procesu mešanja kako bi formirali jedinjenja koja se koriste u mnogim industrijskim granama, kao što su obuća, auto delovi, igračke, pečati, itd.

[0004]Pod termoplastičnim elastomernim materijalima, navedena jedinjenja imaju značajne prednosti u primeni u poređenju sa vulkaniziranim elastomerima; stoga njihova upotreba konstantno raste, smanjujući udeo umrežene gume na tržištu.

[0005]Jedan od problema, koji je takođe uobičajen i kod vulkaniziranih elastomernih produkata dobijenih praktično iz olefinskih monomera, sastoji se u slaboj biorazgradivosti. U stvari, osnovni polimerni lanaci formirani od karbon-karbon veza (-C-C-) su jedva napadnuti od strane mikroorganizama iz okruženja i simultano prisustvo nezasićenosti u istom polimernom lancu, kao što su dvostruke karbon-karbon veze (-C=C-), praktično ne menja biorazgradiva svojstva polimera.

[0006]Dodatak mineralnog ulja, neophodnog plastifikatora poliolefinskih polimernih molekula, u mnogim slučajevima, stvara takvu sitaciju gorom jer se njihova struktura praktično sastoji iz veza (-C-C-) i jedino nezasićenje je isključivo aromatične prirode, i stoga veoma stabilno biološki.

[0007]Upotreba plastifikatora, filera i opterećenja, sa organskom strukturom, kao što su ulja izdvojena iz najrazličitijih biljnih organizama: soje, kukuruza, lana, itd. kao i škroba i celuloze, doprinose rešavanju problema izazvanog mineralnim plastifikatorima, to jest problem ljudskog kontakta i biorazgradivosti.

[0008]Međunarodne patentne prijave WO2008/087675 i WO2009/152870, u ime istog podnosioca, savršeno opisuju stanje tehnike u vezi sa gore navedenim problemima. U svakom slučaju, jedinjenja opisana u dve navedene patentne prijave nisu biorazgradiva prema metodi ISO 14855, jer polimema baza, koja kvalifikuje familiju ovih proizvoda i daje im osnovne fizičko-hemijske karakteristike, ne podleže primetnoj biorazgradivosti, kao stoje 90% u određenom vremenskom periodu u skladu sa standardima.

[0009]Evropska patentna prijava br. 10188829.5, u ime istog podnosioca, obelodanjuje enzimski proces za biorazgradnju u kratkom vremenskom periodu polimernih materijala kojima su dodata biljna ulja i organska opterećenja, fileri biljnog porekla. Međutim, dejstva navedene patentne prijave su efikasna samo ako polimeri i njihova jedinjenja ne sadrže značajnije količine mineralnih ulja.

[0010]Nažalost, trenutno dostupni komercijalni proizvodi sadrže velike količine mineralnih ulja, na 10-40% nivou, jer su fizičko-hemijske karakteristike ovih proizvoda još uvek na višem nivou nego kod odgovarajućih materijala proizvedenih sa biljnim uijima. Stoga, problem nastaje u smanjenju nivoa zagađenosti okoline od strane ovih proizvoda koji još uvek imaju veliki komercijalni značaj.

[0011]EP 1 441 031 obelodanjuje postupak sinteze za proizvodnju posebnog alifatićnog linearnog poliestera alkil-hidroksil-karboksilne prirode, sintetisanog sa specifičnim genom koji je ubačen u ćelije kvasca koji je upotrebljen za sintetisanje navedenog poliestra. Praktično, to je polimer sličan poliesteru mlečne kiseline ili hidroksil buteme kiseline i kao takav je lako biorazgradiv.

[0012]US 5,703,160 obelodanjuje termofleksibilnu biorzgradivu kompoziciju poliestra dobijenu kombinovanjem tri esencijalna elementa.

1- Jedne škrobne komponente različitog porekla, sastava i hemijske modifikacije.

2- Jednog biorazgradivog poliestra dobijenog iz mlečne kiseline, hidroksil buteme kiseline, hidroksil propanske kiseline, itd.

3 - Jedne soli hidroksil karbonatne kiseline,lipa natrijum laktata ili slične soli.

[0013]Kao Što je poznato, poliestar ne sadrži ugljovodonični lanac sa dvostrukom ili jednostrukom karbonskom vezom koju je teško biorazgraditi. Umesto njega, poliester sadrži polarne grupe koje su manje ili više lako napadnute hidrolizom.

[0014]Šta više, prema monomerima strukture, biorazgradivi poliestri se takode proizvode bez upotrebe specijalnih aditiva. Produkti navedeni u prethodna dva patenta su tipičan primer. Stoga se krajnji proizvod poliestra može biorazgraditi takode bez prisustva kvasca.

[0015]WO2007/125546 obelodanjuje biorazgradivi polimer koji sadrži mešavinu polimera odabranih iz polietilena, polipropilen polistirena, polivinilhlorida, celuloze, amida i hranijivih sastojaka odabranih iz plavo zelenih algi i/ili kvasca.

[0016]Namena predmetnog pronalaska je da eliminiše nedostatke prethodnog stanja tehnike, obelodanjujući postupak biorazgradnje krajnjih produkata dobijenih pomoću termoplastičnih polimera i jedinjenja polimera sa ugljovodoničnim lancem sa dvostrukom karbonskom vezom C=C i/ili jednostrukom karbonskom vezom C-C, modifikovanom pomoću plastifikatora mineralnog tipa, kao što su parafinska mineralna ulja.

[0017|Ova namena je postignuta prema predmetnom pronalasku, pomoću karakteristika ilustrovanih u priloženom nezavisnom patentnom zahtevu 1.

[0018]Korisna otelotvorenja su obelodanjena u zavisnim patentnim zahtevima.

[0019]Predmetni pronalazak obelodanjuje inovativni postupak biorazgradnje termoplastičnih polimernih produkata sa ugljovodoničnim lancem sa dvostrukom karbonskom vezom C=C i jednostrukom karbonskom vezom C-C, plastificiranih pomoću ulja mineralnog porekla, takode bez organskih adiliva, kao što su plastifikatori i biljna opterećenja. Zapravo, moguće pristustvo biljnih produkata u jedinjenjima predmetnog pronalaska samo ubrzava proces biorazgradnje.

[0020]Postupak ovog pronalaska omogućava dodavanje pivskog kvasca ili pekarskog kvasca ili mešavine ova dva, već navedenim polimernim produktima. Tako da je dobijen krajnji produkt na bazi polimera, koji sadrži kvasac, koji biorazgrađuje materijal u razumnom vremenskom periodu, sve dok se tretira u odgovarajućim instalacijama za kompostiranje.

[0021]Kvasac se može dodati sirovim materijalima, pre mešanja i topljenja sirovih materijala kako bi se dobilo jedinjenje, na takav način da se dobije proizvod koji sadrži kvasac.

[0022]Kao alternativa, kvasac se može dodati pre procesa stvaranja polimernog jedinjenja, na takav način da se dobije jedinjenje koje sadrži kvasac. Kao što je poznato, jedinjenja, uglavnom u granuiama, podvrgavaju se procesu istiskivanja ili oblikovanja kako bi se dobio krajnji produkt. U ovom slučaju, kvasac se može dodati tokom procesa istiskivanja ili oblikovanja kako bi se dobio krajnji produkt koji sadrži kvasac.

[0023]Pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavina ova dva se dodaje jedinjenju u koncentraciji, u procentima težine, koja je između 0.5% i 10%, po mogućstvu od l do 4% u odnosu na ukupnu težinu jedinjenja.

[0024]Elastomerna jedinjena, kao što je SBS (Stiren-Butadien-Stiren blok kopolimera), ili SEBS (SBS blok kopolimera, nezasićeni alifatični lanac koji je hidrogenizovan) ili takode polimerni produkt, kao što je SIS (Stiren-Izopren-Stiren blok kopolimera), uključujući i njegove hidrogenizovane homologe, svi oni sadrže mineralna ulja u njihovim formulacijama, mogu bili biorazgrađeni, prema metodi ISO 14855, ako se pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavina ova dva doda u koncentraciji od l do 4%.

[0025]Vreme biorazgradnje se veoma razlikuje u zavisnosti od tipa polimera, količine mineralnih ulja i mogućeg prisustva biljnih produkata ili njihovih derivata.

[0026]Moguće prisustvo biljnih proizvoda i njihovih derivata ujedinjenjima utiče samo na vreme reakcije dekompozicije a ne na krajnji rezultat biorazgradnje, koji je nezavisan od njih.

[0027]Ugljovodonični polimeri sa zasićenim karbonatnim strukturama zahtevaju duže vreme biorazgradnje od polimera sa zasićenim karbonatnim strukturama.

[0028]Situacija sa polimerima koji sadrže atome u njihovoj osnovnoj strukturi, koji nisu karbonski, je kompleksnija, zato što vrsta funkcionalnih grupa može imati manje ili više pozitivan efekal na brzinu biorazgradnje.

[0029] U svim slučajevima, značajan utkaj na polimerni materijal se oduvek posmatrao u tipičnim uslovima instalacija za kompostiranje. Količina pivskog kvasca ili pekarskog kvasca ili mešavine ova dva, u rasponu od 1 do 4%, samo malo menja vreme biorazgradnje materijala.

[0030] Tipovi pivskog kvasca ili pekarskog kvasca iz različitih procesa proizvodnje mogu biti upotrebljeni. U svakom slučaju, kvasci upotrebljeni u predmetnom pronalasku su normalni pivski kvasci ili pekarskog kvasca, dostupni u čvrstom obliku, generalno u prahu sa niskim sadržajem vlage.

[0031] Slede primeri biorazgradivih jedinjenja prema pronalasku.

Claims (6)

1. Postupak biorazgradnje krajnjeg produkta dobijenog iz jedinjenja termoplastičnih polimera gde su navedeni termoplastični polimeri, polimeri sa ugljovodoničnim lancem sa dvostrukom karbonskom vezoma (-C=C-) i/ili jednostrukom karbonskom vezom (-C-C-), modifikovani pomoću aditiva plastifikatora mineralnog tipa, kao sto su parafinska ulja, koji postupak sadrži sledeće korake: - dodavanje pivskog kvasca ili pekarskog kvasca ili mešavine ova dva u navedeno jedinjenje termoplastičnih polimera kako bi se dobio krajnji produkt koji sadrži pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavinu ova dva, i - birazgradnja navedenog krajnjeg produkta instalaciji za kompostiranje, naznačen time da navedeni termoplastični polimer je Stiren-Butadien-Stiren (SBS) blok kopolimera, ili Stiren-Izopren-Stiren (SIS) blok kopolimer, ili Stiren-Butadien-Stiren (SBIS) blok kopolimer.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time dn jc procentualna težina koncentracije navedenog pivksog kvasca ili pekarskog kvasca ili mešavine ova dva u jedinjenju termoplastičnog polimera u opsegu od 1 do 4% u odnosu na ukupnu težinu jedinjenja.

3. Postupak prema u patentnim zahtevima I ili 2, naznačen time da su navedeni blok kopolimeri, središnji blokovi, Butadien, Izopren ili mešavina ova dva, hidrogenizovani, kao što je Stiren-Etilen, Butilen-Stiren (SEBS) blok kopolimer, Stiren-Etilen, Propilen-Stiren (SEPS) blok kopolimer, Stiren-Etilen, Etilen, Propilen-Stiren (SEEPS) blok kopolimer.

4. Postupak prema u bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time da se navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavine ova dva dodaje sirovim materijalima koji formiraju jedinjenje, pre mešanja i topljenja navedenih sirovih materijala, na takav način da se dobije produkt koji sadrži navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavinu ova dva.

5. Postupak prema u bilo kom od patentnih zahteva od l do 3, naznačen time da se navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasca ili mešavina ova dva dodaje sirovim materijalima koji formiraju jedinjenje pre procesa proizvodnje na takav način da se dobije jedinjenje koje sadrži navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavinu ova dva.

6. Postupak prema u bilo kom od patentnih zahteva od 1 do 3, naznačen time da se navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavina ova dva, dodaje jedinjenjima koja formiraju krajnji produkt polimera tokom istiskivanja ili oblikovanja, na takav način da se dobije krajnji proizvod polimera koji sadrži navedeni pivski kvasac ili pekarski kvasac ili mešavinu ova dva, pre oblikovanja.