Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих улучшенными барьерными свойствами.

Благодаря широкому спектру свойств, а также возможности управлять кристалличностью полиэтилентерефталат находит разнообразное применение и занимает пятое место в мире - 6,5% от объема потребления всех полимерных материалов. Основными областями использования полиэтилентерефталата являются производство преформ, волокон и пленок. Конечными потребителями этой продукции в основном выступает производство бутылочной тары и упаковки. Следует отметить, что структура потребления ПЭТ в России коренным образом отличается от видовой структуры потребления в остальном мире, где наибольшая доля производимого ПЭТ (65%) перерабатывается в волокна и нити. Формирование российского рынка ПЭТ находится в основном под влиянием развития упаковочной отрасли, и крупнейшим сектором потребления ПЭТ (94,8%) является производство преформ для последующего выдува бутылок и других емкостей. Одним из главных недостатков полиэтилентерефталатной тары является относительно высокая газопроницаемость, что приводит к ограничению срока годности безалкогольных напитков с содержанием углекислого газа и продуктов, чувствительных к кислороду, таких как пиво и фруктовые соки.

В связи с этим стоит отметить, что создание композиционного материала на основе полипропилена предназначенной для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок с улучшенными барьерными свойствами, является достаточно актуальной задачей.

Известна заявка на патент Японии №2003171539, автором которой выступает Фуджимаки Такаши. В указанной заявке на патент представлен состав и способ получения полиолефин-полиэстер-блок-сополимерной композиции, предназначенной для получения формованных изделий. Композиционный материал имеет в своем составе смесь, содержащую: (а) 100 масс.ч. насыщенных полиэфиров, (б) 5-100 масс.ч. полиолефина, содержащего по крайней мере одну карбоксильную группу в молекуле, (в) 1-15 масс.ч. маточного концентрата, состоящего из 0-100 мас. % соединений, имеющих две эпоксидные группы в молекуле, и 100-0 мас. % соединений, имеющих в среднем по крайней мере 2,1 эпоксидных групп в молекуле в качестве связующего, и 0,25-10 мас. % органической кислоты, а также соль металла, используемого в маточном концентрате в качестве катализатора. Недостаток указанной композиции - создание столь сложной системы маточного концентрата, что является экономически не эффективным.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому эффекту выступает заявка на патент США №20120013049 «Способ получения пластиковой бутылки». Пластиковую бутылку по изобретению получают путем смешения 0,005-0,025 масс.ч. 1,2-бензизотиазола, 100 масс.ч. полиэфирной смолы и маточного концентрата, причем указанный способ включает подготовку маточного концентрата, содержащий от 0,01 до 0,5 масс.ч. указанного 1,2-бензизотиазола совместно с 100 масс.ч. указанной полиэфирной смолы. Затем проводится смешение маточного концентрата и полиэфирной смолы.

Основным недостатком изобретения по заявке на патент является взаимодействие компонентов смеси при рабочих температурах 265-200°C, что приводит к повышенным энергетическим затратам.

Задачей данного изобретения является создание полимерной композиций на основе полиэфира, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, с улучшенными барьерными свойствами.

Для решения вышеуказанной задачи в настоящем изобретении предложена полимерная композиция, включающая полиэфир и модифицирующий композит при следующем соотношении, масс. %:

В свою очередь модифицирующий композит имеет в своем составе циклический олигомер бутилентерефталата (ЦБТ) и органоглину при следующем соотношении, масс. %:

В указанном композиционном материалу предпочтительно использование в качестве полиэфира - полиэтилентерефталатный (ПЭТ) гранулят SPET 8200 марки Л, циклический олигомер бутилентерефталата с MM=220×N(N=2-7) г/моль, общей формулы:

Также в качестве органоглины используется монтмориллонит месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской республики катионнобменной емкостью 95 мг-экв/100 г глины, предварительно очищенные от балластных веществ в гидроциклоне и модифицированные КАТАПАВом или смесью КАТАПАВ/капролактам при соотношении 1:1, в количестве 10% от массы монтмориллонита. Причем используемый КАТАПАВ имеет общую химическую формулу:

Модифицирующий композит получают путем экструзионного смешения ЦБТ и органоглины при температуре 180°C.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами:

Пример получения композиционного материала

В смеситель, нагретый до 35°C, загружают последовательно полиэфир и модифицирующий композит. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-VI при температурах 235°C, 240°C, 250°C, 260°C, 270°C, 275°C соответственно.

Для получения композиционного материала использовалось стандартное лабораторное оборудование: смеситель, экструдер и известные методики испытаний полученных материалов и соответствующее для этих целей оборудование.

Показатель проницаемости по O₂, см³/м², за 24 часа при 23°C;

Паропроницаемости, г/м², за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°C измеряемый в соответствии со стандартом DIN 53380 Т.2-ASTM D 1434-М.

Состав и свойства композиционного материала приведены в таблице 1 и 2.

Технический результат - получение композиционного материала на основе полиэфира, представляющего собой полиэтилентерефталат, обладающий улучшенными барьерными свойствами - проницаемость по кислороду 21 см³/м² за 24 часа, паропроницаемость 12 см³/м² за 24 часа.