Деградабельна полімерна композиція

Реферат: Деградабельна полімерна композиція містить поліолефін і деструктуючий прискорювач. При цьому як деструкуючий прискорювач вона містить карбамід і металокисневмісну сполуку, вибрану з ряду ацетатів або форміатів кобальту, міді, цинку. UA 111428 U (12) UA 111428 U UA 111428 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до композицій на основі поліолефінів з використанням бінарних деструктуючих прискорювачів 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 містить у своєму складі 0,5-2 % мас. стеарату кобальту, до 1 % мас. лимонної кислоти, 24-30 % мас. крохмалю та співполімер СЕВА від 17 до 30 % мас. Недоліком такої композиції є зниження вихідних характеристик поліетилену за рахунок високого сумарного вмісту добавок. Відома [3] полімерна композиція на основі поліолефінів прискореного розкладу, яка складається з поліетилену і комплексного деструктуючого прискорювача розкладу, який містить % мас.: стеарат кобальту 0,5-5; співполімер СЕВА 2,2-17,2; лимонну кислоту 0,5-5. Недоліком цієї композиції є те, що вона піддається деградації тільки під дією фотоопромінення, крім того, сумарна кількість добавок є високою і складає 27 % мас. Найбільш близькою до композиції, що заявляється, є деградабельна полімерна композиція, що складається з поліолефіну і комплексного прискорювача розкладу на основі кукурудзяного крохмалю і модифікатора - ультрадисперсних часток Fe2О3, які отримують з органічних солей металів [4]. Недоліком такої композиції є зниження вихідних характеристик поліолефіну від 24 до 45 % за рахунок підвищеної кількості прискорювача до 10 % мас., і забезпечення деградабельності тільки під дією біологічних факторів, тобто ґрунту. В основу корисної моделі поставлена задача створення деградабельної полімерної композиції, яка, маючи високі вихідні фізико-механічні характеристики, за рахунок малої кількості добавки деструктуючого прискорювача забезпечувала б високу деградабельність як під впливом сонячного опромінення, так і біологічних факторів. Поставлена задача вирішується тим, що деградабельна полімерна композиція, що містить поліолефін і деструктуючий прискорювач, згідно з корисною моделлю, містить як деструктуючий прискорювач карбамід і металокисневмісну сполуку, вибрану з ряду ацетатів або форміатів кобальту, міді, цинку за такого співвідношення компонентів (% мас.): поліолефін 92-96 карбамід 3-5 металокисневмісна сполука 1-3. Запропоновану деградабельну полімерну композицію готують таким чином. Компоненти прискорювача є порошкоподібними речовинами і легко змішуються з порошком поліолефіну в необхідній кількості. Отримані композиції легко переробляються у гранули, плівки або вироби за температури плавлення полімеру. 40 Таблиця 1 Склад деградабельної композиції Компоненти Поліпропілен Поліетилен Кукурудзяний крохмаль Fe2O3 Карбамід Ацетат Co Ацетат Сu Ацетат Zn Форміат Сu Форміат Со Форміат Zn Найближчий аналог 1 2 7.0 0.1 Приклади, кількість в мас. % Запропонована композиція 3 4 5 6 7 96 94 95 95 94 8 94 9к 93,5 10 к 94 4 6 2 10.0 0.1 3 4 1 3 5 3 3 0.5 1 1 2 2 1 4 UA 111428 U 5 10 15 Зразки полімерної композиції у вигляді плівок одержували компресійним формуванням за температури плавлення полімеру. Досліджувались фізико-механічні характеристики після впливу УФ-опромінювання в кліматермокамері (120 діб) і витримки в ґрунті протягом 120 діб. Результати випробувань наведені в таблиці 2. Фізико-механічні характеристики визначали на розривній машині 2166 Р - 5 при 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 при температурі 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. Крім цільового завдання по забезпеченню деградабельності поліолефінів при введенні запропонованих добавок деструктуючих прискорювачів враховувалась також необхідність збереження вихідних міцнісних характеристик полімерів. Втрата міцності вихідного ПЕ за найближчим аналогом складає: приклад 1-16,5 %, за прикладом 2-30 %. Таблиця 2 Фізико-механічні характеристики деградабельної композиції Міцність, МПа Об'єкт дослідження Поліетилен Поліпропілен Найближчий аналог Приклад 1 Приклад 2 Запропонована: Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Приклад 7 Приклад 8 Приклад 9 к Приклад 10 к 20 25 30 35 вихідна після УФопромінення 8,26 9,69 Втрата міцності, % 8,2 9,9 0,7 Втрата Міцність, Втрата міцності МПа після міцності після сумарна, ґрунту ґрунту, % % 8,23 0,36 1,06 9,49 2,06 2,06 15,3 42,5 15,3 42,5 9,2 4,69 49 7,26 21 70 8,14 9,2 8,08 9,25 9,22 9,2 9,18 3,9 4,32 3,7 4,8 5,07 5,7 5,3 52 53 54 48 45 38 42 5,9 6,99 5,8 7,2 6,91 7,36 7,61 27 24 28 22 25 20 17 79 77 82 70 70 58 59 З таблиці 2 видно, що запропонована композиція на основі як поліетилену, так і поліпропілену має високі вихідні показники (приклад 3-8), завдяки малій кількості бінарних добавок. В той же час зниження фізико-механічних характеристик після витримки під УФопроміненням досягає 45-54 %, а після ґрунту 21-28 %, тобто сумарне зниження досягає 7082 %. В той же час за найближчим аналогом втрата міцності композицій досягає 15,3-42,5 % і тільки під дією біологічних факторів. На основі одержаних фізико-механічних характеристик і завдяки малій кількості бінарної добавки запропонована композиція може бути рекомендована як деградабельна для використання в сільському господарстві та інших 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. Автореферат дисертації "Розробка технології одержання поліолефінових композицій прискореного розкладу". Київ. - 2011. - 19 с. 3. Патент на корисну модель № 53180. Фотодеградуюча полімерна композиція. Заявл. 2.04.2010. Опубл. 27.09.2010. 2 UA 111428 U 4. Бесланеева З.Л., Шериева М.Л., Машуков М.И., Шустов Г.Б. Биодеструкция полиетиленовых композитов на основе крахмала и ультрадисперсных металлических частиц // Пластические массы. - 2010. - № 11. - С. 59-61 - найближчий аналог. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Деградабельна полімерна композиція, що містить поліолефін і деструктуючий прискорювач, яка відрізняється тим, що вона містить як деструкуючий прискорювач карбамід і металокисневмісну сполуку, вибрану з ряду ацетатів або форміатів кобальту, міді, цинку, за такого співвідношення компонентів (% мас.): поліолефін 92-96 карбамід 3-5 металокисневмісна сполука 1-3. Комп’ютерна верстка М. 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