Деградабельна полімерна композиція

Реферат: Деградабельна полімерна композиція на основі поліолефіну і деструктуючого прискорювача, яка містить як деструктуючий прискорювач металокомплекс хітозану з іонами металів з ряду: мідь, кобальт, цинк. UA 92811 U (54) ДЕГРАДАБЕЛЬНА ПОЛІМЕРНА КОМПОЗИЦІЯ UA 92811 U UA 92811 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до композицій на основі поліолефіну з використанням металовмісних сполук і може бути застосована для виготовлення плівкових пакувальних матеріалів та сільськогосподарського призначення і спрямована на захист екології навколишнього середовища. Відома [1] деградабельна композиція, яка складається з поліолефіну та наповнювача рослинного походження, що додається в кількості 6,5-20 % мас. і складається з відходів переробки зернових культур і ріпакової олії. Недоліком такої композиції є необхідність введення великої кількості (від 6,5 до 20 % мас.) наповнювача рослинного походження, що впливає на зовнішній вигляд і вихідні фізикомеханічні характеристики матеріалу. Найбільш близькою до заявлювальної композиції є деградабельна полімерна композиція, яка складається з поліолефіну і деструктуючого прискорювача металокисневмісної сполуки, речовини, вибраної з ряду ацетатів кобальту, міді, цинку [2]. Недоліком такої композиції є кількість добавок від 1,0 до 5,0 % мас. і при цьому зниження фізико-механічних показників після витримки 120 діб під дією УФ і ґрунту досягається в залежності від концентрації добавки на 11,9-30,2 %. Відомо [3] використання хітозану як високобіодеградуючого полімеру в кількості 4-10 % до поліетилену, що призводить до втрати міцності після витримки в ґрунті за 6 місяців на 6 %, а за рік 9 %. В основу корисної моделі поставлена задача створення деградабельної полімерної композиції з мінімізацією комплексної добавки, яка забезпечує деструкцію під впливом як УФопромінення, так і біологічних факторів. Поставлена задача вирішується тим, що деградабельна полімерна композиція на основі поліолефіну та деструктуючого прискорювача - металокисневмісної сполуки згідно із запропонованою корисною моделлю як деструктуючий прискорювач вона містить комплекс на основі хітозану і іону металу з ряду: мідь, кобальт, цинк при такому співвідношенні компонентів, % мас: поліолефін 95-99,75 деструктуючий прискорювач 0,25-5,0. За рахунок введення цього прискорювача досягається підвищення вихідних фізикомеханічних характеристик композиції поліолефіну, тобто деструктуючий прискорювач відіграє подвійну роль: підвищує вихідні характеристики міцності і забезпечує деградабельність поліолефіну. Запропоновану деградабельну полімерну композицію готують таким чином. Прискорювач у вигляді порошку змішують з порошком поліолефіну в необхідній кількості. Отримані композиції являють собою порошкоподібні суміші, які легко переробляються і формуються у плівки, гранули або вироби за температури топлення полімеру. Приклади складу запропонованої композиції наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Компоненти Поліолефін Ацетат металу Комплекс хітозан + Сu Комплекс хітозан + Zn Комплекс хітозан + Co 40 Прототип 1 2 95 99 5 1 Приклади, кількість, % мас. Запропонована композиція 3 4 5 6 7к 95 99,5 99 99,75 92 5 0,25 1 8к 99,9 8 0,1 0,5 Зразки полімерних матеріалів у вигляді плівок отримували компресійним формуванням за температури топлення полімеру. Досліджувались фізико-механічні характеристики після впливу УФ-опромінювання і витримки в ґрунті протягом 120 діб. Результати випробувань наведені в таблиці 2. 1 UA 92811 U Таблиця 2 Міцність, МПА Об'єкт дослідження Поліолефін-814 Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Приклад 7к Приклад 8к 5 10 15 20 25 до УФопромін. після УФ опромін. 9,51 9,35 Втрата міцності після, УФ, Δ% 1,4 8,1 9,62 11,75 10,8 11,32 12,28 9,92 9,6 6,26 8,31 7,66 7,98 7,63 7,2 9,5 8,9 Міцність після ґрунту МПа 9,48 22,7 13,6 35 26,1 32,6 41,4 4,2 7,3 6,47 8,47 9,46 9,92 10,1 11,0 8,9 9,2 Втрата Сумарна міцності втрата після міцності, % ґрунту, % 0,32 1,72 20,1 11,9 19,5 8,2 10,8 10,4 10,3 4,2 42,8 25,5 54,5 34,3 43,4 51,8 14,5 11,5 Фізико-механічні характеристики визначали на розривній машині 2166 Р - 5 за швидкості 50 мм/хв. Дослідження біоруйнації проводили розміщенням контейнерів з вологим ґрунтом при рН 7,5. Контейнери розміщували в термостаті за температури (38±2)°С. Дослідження дії Уфопромінення проводили в кліматермокамері за температури 38-40 °C і вологості 90 %, освітленні 5000 люкс, λ 280 нм. Дослідження деградабельних властивостей визначали за зміною фізико-механічних показників зразків після УФ-опромінення (120 діб) і витримки в ґрунті протягом 120 діб. З таблиці 2 видно, що запропонована композиція на основі поліолефіну має підвищенні вихідні характеристики міцності (приклад 3-6) завдяки малій кількості металокомплексу хітозану. В той же час фізико-механічні показники знижуються як під впливом ультрафіолетового опромінення від 26 до 41 %, так і під дією біологічних факторів ґрунту від 8 до 19 % залежно від концентрації добавки. Сумарна втрата міцності складає від 34 до 54 %, в той же час за прототипом вона складає 25-43 %. На основі отриманих фізико-механічних характеристик і завдяки мінімізації добавки запропонована композиція може бути рекомендована для виготовлення пакувальних матеріалів як технічного, так і харчового призначення. Запропонована деградабельна композиція спрямована на збереження екології навколишнього середовища. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель № 33258. Біодеградабельна полімерна композиція. Заявл. 26.02.2008; Опубл. 10.06.2008. 2. Патент на корисну модель № 70854. Деградабельна полімерна композиція. Завл. 16.12.2011; Опубл. 25.06.2012. - прототип. 3. Состав и свойства биодеградируемых материалов / М.Ю.Устинов, С.Е.Артеменко, Г.П. Овчинникова, Г.А. Вихорева, А.Н. Гузенко // Ж. Химические волокна. - 2004. - №3. - С. 25-28. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Деградабельна полімерна композиція на основі поліолефіну і деструктуючого прискорювача, яка відрізняється тим, що вона містить як деструктуючий прискорювач металокомплекс хітозану з іонами металів з ряду: мідь, кобальт, цинк за такого співвідношення компонентів (% мас.): поліолефін 95-99,75 деструктуючий прискорювач 0,25-5,0. 35 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2