Деградабельна полімерна композиція

Реферат: Деградабельна полімерна композиція містить поліетилен, природно-відновлюваний деструктуючий прискорювач і пластифікуючу добавку модифіковану ріпакову олію. Як деструктуючий прискорювач містить сахарозу та карбамід. UA 102372 U (54) ДЕГРАДАБЕЛЬНА ПОЛІМЕРНА КОМПОЗИЦІЯ UA 102372 U UA 102372 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до композицій на основі поліолефінів з використанням органічних компонентів рослинного походження і може бути застосована в хімічній промисловості для виготовлення плівкових матеріалів і спрямована на прискорене їх розкладання після закінчення терміну використання, тобто на захист екології навколишнього середовища. Відома [1] біодеградабельна полімерна композиція, яка складається з поліолефіну та бінарного прискорювача рослинного походження, що складається з відходів переробки зернових культур і ріпакової олії в кількості 6,5 – 20 % мас. Недоліком такої композиції є зниження вихідних фізико-механічних характеристик матеріалу за рахунок введення великої кількості наповнювача рослинного походження, і забезпечення деградації тільки під дією біологічних факторів. Відома [2] полімерна композиція на основі поліолефінів прискореного розкладу, яка складається з поліетилену і комплексного прискорювача біоруйнації, який включає в свій склад 0,5 2 % мас. стеарату кобальту, до 1 % мас. лимонної кислоти, 24 – 30 % мас. крохмалю та співполімер СЕВА від 17 до 31 мас. %. Недоліком такої композиції є зниження вихідних характеристик поліетилену за рахунок високої сумарної кількості добавок. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є біодеградабельна полімерна композиція, що містить композит модифікатор порошкоподібний целюлозовмісний продукт, модифіковану ріпакову олію, поліолефін [3]. Целюлозовмісний продукт є природновідновлюваним деструктуючим прискорювачем, а модифікована ріпакова олія є пластифікуючою добавкою. Ця композиція характеризується втратою маси і зниженням фізикомеханічних характеристик під дією ґрунту. Недоліком такої композиції є зниження вихідних характеристик міцності матеріалу, та висока кількість композиту - модифікатора. Задачею запропонованої корисної моделі є створення деградабельної полімерної композиції, яка забезпечувала б високі вихідні міцнісні характеристики, високу деградабельність як під впливом сонячного опромінення, так і біологічних факторів при наявності меншої кількості природно-відновлюваного прискорювача. Поставлена задача вирішується тим, що деградабельна полімерна композиція, що містить поліетилен, природно-відновлюваний диструктуючий прискорювач і пластифікуючу добавку модифіковану ріпакову олію, згідно із запропонованою корисною моделлю, вона як деструктуючий прискорювач містить сахарозу, карбамід за наступного співвідношення компонентів (% мас.): поліетилен 96,5-98,2 сахароза 1-2 карбамід 0,5-1 модифікована ріпакова олія 0,3-0,5. Ріпакову олію модифікують шляхом обробки 20 % водним розчином гідроксиду натрію за температури 70+5 °C протягом 30 хвилин при постійному перемішуванні. Заявлена біодеградабельна полімерна композиція реалізується таким чином. На першому етапі проводять модифікацію ріпакової олії. На другому етапі - змішування природньовідновлюваного прискорювача сахарози з карбамідом і поліолефіном за відповідного співвідношення. На третьому етапі - до суміші додають модифіковану ріпакову олію у відповідній кількості. Склад деградабельної композиції наведений в таблиці 1. 1 UA 102372 U Таблиця 1 Склад деградабельної композиції Приклади, кількість в мас. % Найближчий аналог 1 2 91 77 Компоненти Поліетилен Порошкоподібний целюлозовмісний продукт Модифікована ріпакова олія Сахароза Карбамід 5 Запропонована композиція 3 97,2 4 96,5 5 97,9 6 97,1 7 98,2 8 96,8 9к 99,2 10 к 93,2 7,2 16,1 0,45 0,69 0,3 0,5 0,3 0,4 0,3 0,4 2 0,5 2 1 1 0,8 2 0,5 1 0,5 2 0,8 од 0,8 0,5 0,2 3 3 Отримана композиція легко переробляється у гранули або плівки. Зразки полімерних матеріалів у вигляді плівок одержували компресійним формуванням сумішей за температури топлення поліолефіну. Фізико-механічні характеристики після впливу УФ-опромінювання в кліматермокамері (120 діб) і витримки в ґрунті протягом 120 діб наведені в таблиці 2 Таблиця 2 Фізико-механічні характеристики деградабельної композиції Об'єкт дослідження Поліетилен Найближчий аналог Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Приклад 7 Приклад 8 Приклад 9 к Приклад 10 к 10 15 20 Міцність, МПа після УФВихідна опромінення 8,26 8,2 6,64 4,72 10,0 10,14 9,5 10,2 10,33 10,2 8,7 9,3 Втрата міцності, % Міцність після Втрата міцності ґрунту, МПа після ґрунту, % 8,23 0,36 25 24,8 23,2 28,1 36,1 25,7 10,2 13,5 7,5 7,63 7,3 7,33 6,6 7,58 7,8 8,04 0,7 5,71 4,12 7,9 7,95 7,6 7,8 7,84 7,75 7,96 8,36 14 12,71 21 21,6 20 23,5 24,1 24,0 8,5 10,1 Фізико-механічні характеристики визначали на розривній машині 2166 Р-5 і швидкістю 50 мм/хв. Дослідження біоруйнації проводили розміщенням в ґрунті при рН 7,5 і температурі 38±2 °C. Дослідження дії УФ-опромінення проводили в кліматермокамері за температури 40±2 °C, вологості 90 %, освітленні 5000 люкс. Дослідження деградабельних властивостей визначали за зміною фізико-механічних показників зразків після УФ-опромінення (120 діб) і витримки в ґрунті протягом 120 діб. Крім вищезазначених показників деградабельності враховувалась також необхідність збереження вихідних міцнісних характеристик полімерів. Як показали результати досліджень (таблиця 2) запропонована композиція, яка містить функціональні добавки (приклади 3-8) на основі поліетилену має підвищені вихідні фізико-механічні показники і знижені після витримки під дією УФ-опромінення до 36 % та ґрунту до 24 %. В той же час для композиції - прототипу вихідні показники міцності при введенні добавок знижуються на 19,6-42,8 %, а після впливу ґрунту до 14 %. 2 UA 102372 U 5 10 На основі одержаних фізико-механічних характеристик і завдяки зменшеній кількості функціональної добавки запропонована композиція може бути рекомендована у сферах діяльності людини і спрямована на захист навколишнього середовища. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель № 33258. Біодеградабельна полімерна композиція. Заявл. 26.02.2008; Опубл. 10.06.2008. 2. Рибкіна С.П. Розробка технології одержання поліолефінових композицій прискореного розкладу: Автореферат дисертації. - Київ, 2011. - 19 с. 3. Патент на корисну модель № 34085. Спосіб одержання біодеградабельного полімерного матеріалу. Заявл. 13.03.2008; Опубл. 25.07.2008 – найближчий аналог. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Деградабельна полімерна композиція, що містить поліетилен, природно-відновлюваний деструктуючий прискорювач і пластифікуючу добавку модифіковану ріпакову олію, яка відрізняється тим, що вона як деструктуючий прискорювач містить сахарозу, карбамід за наступного співвідношення компонентів (% мас.): поліетилен 96,5-98,2 сахароза 1-2 карбамід 0,5-1 модифікована ріпакова олія 0,3-0,5. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3