close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5114

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5114
(13) C1
(19)
7
(51) C 08K 5/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
БИОРАЗЛАГАЕМАЯ УПАКОВОЧНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПЛЕНКА
(21) Номер заявки: a 19990009
(22) 1999.01.05
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики
металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Пинчук Леонид Семенович;
Макаревич Анна Владимировна; Власова Галина Михайловна; Сыцко Валентина Ефимовна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Биоразлагаемая упаковочная полимерная пленка на основе полиэтилена, содержащая
наполнитель растительного происхождения и активную добавку, отличающаяся тем, что в
качестве наполнителя растительного происхождения содержит крахмал, а в качестве активной добавки - жидкий инсектицид, выбранный из ряда, включающего перметрин, циперметрин и лимонен, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
полиэтилен
47-75
крахмал
20-48
жидкий инсектицид
2-7.
BY 5114 C1
(56)
US 5321065 A, 1994.
EP 0519367 A1, 1992.
US 5741521 A, 1998.
US 5635174 A, 1997.
JP 08092006 A, 1996.
Изобретение относится к области полимерных упаковочных пленок, содержащих активные компоненты, которые придают пленкам дополнительные функциональные свойства и способность к биоразложению.
В легкой промышленности остро ощущается потребность в активных упаковочных материалах для кератин-содержащей продукции: шерстяных тканей, одежды, обуви, пушномеховых полуфабрикатов и т.п. Они должны обеспечивать барьерную защиту товаров от
неблагоприятного воздействия окружающей среды и механических повреждений и в то же
время обладать дополнительными функциями по предотвращению порчи товаров насекомыми - кератофагами и их личинками (молью, кожеедами, пухоедами и др.).
Известны пленочные и листовые материалы на основе синтетических полимеров, оказывающие инсектицидное действие. Так, активные вещества, получаемые из корок и се-
BY 5114 C1
мян цитрусовых, наносят на пленки, ткани, бумагу в виде покрытий [1]. Полимерные связующие, содержащие биоцидные добавки, перерабатывают в листы [2] и пленки [3].
Недостаток таких материалов состоит в нерегулируемой скорости выделения активных
компонентов из полимерной матрицы.
Для контролируемого выделения инсектицида из упаковочного материала в состав пластика вводят пористый носитель, который пропитан инсектицидным компонентом [4].
Существенный недостаток такого решения связан с трудностью утилизации использованного инсектицидного материала.
Эта проблема имеет самостоятельное значение, т.к. переработка мусора, значительную
часть которого составляет использованная полимерная упаковка, стала глобальной проблемой. Один из перспективных путей ее решения состоит в разработке биоразлагаемых
пластиковых упаковок.
Известны полимерные упаковочные материалы, содержащие биоразлагаемые добавки,
например, крахмал и компоненты, обеспечивающие взаимодействие моносахаридных цепей крахмала с макромолекулами синтетического полимера - основы [5,6].
Сложный состав такого пластика не обеспечивает придание ему свойства отпугивания
и уничтожения насекомых.
Прототипом изобретения является полимерная разлагаемая пленка на основе полиэтилена,
содержащая активные растительные наполнители - лигнин в количестве менее 75 мас. % и
фитоактивные добавки [7]. Используемая для изготовления мусорных мешков и упаковок
для продукции сельского хозяйства такая пленка технологична в переработке, обладает
удовлетворительной механической прочностью и способностью к био- и фотодеструкции.
Недостатки прототипа:
невысокая скорость деструкции пленки в отсутствие фотооблучения;
дефицитность и высокая цена фотоактивных компонентов пластмасс;
пленка не обладает инсектицидным действием.
Задача изобретения состоит в разработке пленочного полимерного материала, специализированного для упаковывания продукции легкой промышленности. Он должен иметь:
21) высокие прочностные и барьерные характеристики;
22) способность к биоразложению;
23) свойство предотвращать порчу упакованных товаров вредными насекомыми - кератофагами.
Поставленная задача решается тем, что биоразлагаемая упаковочная полимерная пленка
на основе полиэтилена содержит наполнитель растительного происхождения и активную
добавку, при этом в качестве наполнителя растительного происхождения содержит крахмал, а в качестве активной добавки - жидкий инсектицид, выбранный из ряда, включающего перметрин, циперметрин и лимонен, при следующем соотношении компонентов,
мас. %:
полиэтилен
47-75
крахмал
20-48
жидкий инсектицид
2-7.
Сущность изобретения состоит в том, что пленка имеет композиционный состав, а многофункциональное назначение ее компонентов создает широкие возможности для регулирования прочности, биоразлагаемости и инсектицидного действия упаковки. Биоразлагаемый
наполнитель полиэтилена - крахмал, декструкция которого ускоряет разложение полиэтиленовой матрицы, служит емкостью для инсектицида. Жидкие инсектициды предложенного
ряда, находясь в составе пленки, пластифицируют полиэтилен и улучшают деформационно-прочностные характеристики полимерной матрицы, ослабленной содержащимися в
ней частицами крахмала. Выделяясь из пленки, инсектицид убивает вредных насекомых и
их личинки. После выхода инсектицида увеличивается площадь свободной поверхности
2
BY 5114 C1
полимерной матрицы, от величины которой зависит скорость биоразложения пленки в
почве.
Пример реализации изобретения.
Для изготовления пленок использовали полиэтилен высокого давления (ПЭВД, марка
15404-03, ГОСТ 16337-77), крахмал (К) картофельный (ГОСТ 7699-78) и высокоэффективные жидкие инсектициды:
перметрин (ТУ 6-00-5763450-78-88), вязкая жидкость с молекулярной массой 391, температурой кипения около 200 °С, далее обозначен П;
циперметрин, эмпирическая формула C22H19O3NCl2, структурная формула:
Cl2C=CH
COOCH
O
CN
H3C
,
CH3
желтовато-коричневая жидкость, молекулярная масса 416, использовали циперметрин
торговой марки "Нурелл" фирмы Dow Elanco Со: обозначен Ц;
лимонен - (п-ментадиен-1,8), структурная формула:
CH
H 3C
2
,
C
CH
3
вязкая жидкость с запахом лимона, температура кипения 175-176 °С, плотность 0,84 г/см3,
обозначен ЛМ.
Для изготовления пленки-прототипа использовали лигнин (ЛГ), выделенный из древесной муки (ГОСТ 16331-87) и в качестве фотоактивной добавки - стеарат (Ст) железа
(С17Н35СОО)3Fе, светло-коричневое твердое вещество, растворимое в растительных маслах, спиртах, эфирах.
Из этих компонентов путем смешения готовили композиции, составы которых приведены в табл. 1. Композиции перерабатывали в пленки с помощью рукавно-пленочного агрегата типа ЛРП при одинаковых технологических режимах.
Исследовали следующие параметры пленок.
Деформационно-прочностные характеристики - предел прочности (σ) при растяжении
и относительное удлинение (ε) при разрыве - определяли по ГОСТ 14236-81.
Биоразлагаемость пленок изучали, помещая образцы пленок размером 50×10×0,04 мм в
чашки Петри с увлажненным зрелым компостом при 25 °С. Периодически оценивали показатель снижения прочности образцов относительно первоначального уровня (lσ/σo)×100, %.
Инсектицидное действие изучали на платяной моли Tineola biselliela. Гусениц моли выращивали в чашках Петри на агарсодержащих средах. Затем помещали в чашки образцы
шерстяной ткани (3×3 см), вложенные в открытые конверты из исследуемой пленки. Через
30 суток регистрировали количество поврежденной ткани (р) и количество бабочек (n) в
чашках.
Результаты исследования приведены в табл. 2. Их анализ приводит к следующим заключениям.
1. Все пленки предложенного состава превосходят прототип по биоразлагаемости, соизмеримы с ним по прочности и в отличие от прототипа обладают инсектицидным действием.
2. Сравнение 1-σ/σо для составов 6-9 свидетельствует, что увеличение содержания
жидкого компонента (П) ускоряет биоразлагаемость пленок, по-видимому, из-за пластификации ПЭ и увеличения площади свободной поверхности ПЭ матрицы после выделения П.
3. Анализ значений σ и ε для составов 1-5 показывает, что состав 2 близок к оптимальному, а состав 1 заметно уступает ему по деформационно-прочностным параметрам. По
3
BY 5114 C1
этому критерию составы 4 и 5 идентичны, но состав 5 можно считать запредельным, т.к.
по сравнению с составом 4 у него значительно худшие показатели биоразлагаемости.
24. Сравнение всех исследуемых параметров для составов 8 и 9 свидетельствуют, что
они практически одинаковы. Однако состав 9 с содержанием П>7 % можно считать запредельным, т.к. нет смысла увеличивать содержание П в связи со снижением прочности и
удорожанием пленки.
25. Близость показателей для составов 3, 10, 11 свидетельствует об одинаковой эффективности всех инсектицидов выбранного ряда.
Использование изобретения в легкой промышленности позволит совместить операции
упаковывания и консервации изделий. Экономический эффект от применения пленки
складывается из суммы эффектов от ускорения процесса упаковывания, снижения потерь
от порчи продуктов во время транспортировки и хранения, уменьшения затрат на утилизацию использованной упаковки. Биоразлагаемость использованной упаковки обеспечивает значительный экологический и социальный эффект.
Таблица 1
№ № составов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 (прототип)
Компоненты и их содержание в композициях (мас. %)
ПЭВД
К
П
Ц
ЛМ
ЛГ
45
50
47
48
60
35
5
75
20
77
18
39
1
38
2
60
33
7
31
9
60
35
5
5
15
15
Ст
-
10
Таблица 2
Показатели свойств
№№
составов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(прототип)
Деформационнопрочностные
(1-σ/σо)×100 (%) после экспозиции
в течение суток
σ, МПа
11,1
12,3
12,5
13,0
13,0
12,4
12,3
12,3
12,2
ε, %
230
385
410
470
470
400
390
380
375
30
20
18
11
8
5
10
11
12
12
90
50
48
40
35
32
40
40
42
43
12,5
410
10
40
13,0
470
3
30
4
инсектицидность
180
98
95
90
88
83
90
92
95
95
94
92
Р
0
0
0
0
0
7
0
0
0
0
0
n
0
0
0
0
1
3
0
0
0
0
1
83
27
12
BY 5114 C1
Источники информации:
1. Заявка Японии 1-265006,МПК А 01N 65/00, 1989.
2. Заявка Японии 60-35364, МПК A 01N 25/34, 1996.
3. Заявка Японии 60-60264, МПК С 08К 5/05, 1996.
4. Патент США 4842860, МПК A 01N 25/34, 1989.
5. Colvin R.//Mod. Plast/Int. - 1995. - V. 25, № 9. - P. 49.
6. Патент США 5496895, МПК C 08G 63/48, 1996.
7. Заявка Франции 2657353, МПК C 08J 5/18, 1991 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
123 Кб
Теги
патент, by5114
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа