Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к полиэтилентерефталатным композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными газобарьерными свойствами.

В настоящее время прогресс стремится все больше к идеальным условиям, разрабатываются материалы более дешевые, легкие, экологичные, технологичные и т.д. Одним из таких материалов является полиэтилентерефталат (ПЭТ) - термопластик, наиболее распространенный представитель класса полиэфиров, известен под разными фирменными названиями. Благодаря широкому спектру свойств, а также возможности управлять его 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 выступают производство бутылочной тары и упаковки, текстильная и шинная промышленность, производство фото- и кинопленок, магнитных лент и дисков.

Производство ПЭТ бутылок - одно из самых значительных направлений использования полиэтилентерефталата в России. Развитие технологии выдувки из преформ, стойкость к ударным нагрузкам, свобода в выборе дизайна и относительно низкая стоимость сделали ПЭТ упаковку самой популярной на рынке газированных напитков и минеральных вод, растительных масел. Кроме того, ПЭТ тара получила широкое распространение в упаковке пива, майонеза, косметики, бытовой химии, технических жидкостей и др. пищевых и непищевых продуктов. Несмотря на огромное количество имеющихся разработок создание полиэтилентерефталатного полимерного материала, обладающего улучшенными газобарьерными свойствами, в настоящее время является достаточно актуальной задачей.

Известна сложноэфирная полимерная композиция по патенту на изобретение РФ №2300540 (МПК C08L 67/00, C08G 63/02) с улучшенными газобарьерными свойствами. Настоящее изобретение относится к специальной сложнополиэфирной полимерной композиции, содержащей оксикарбоновую кислоту. Как утверждают авторы патента более конкретно данное изобретение относится к сложнополиэфирной полимерной композиции, содержащей оксикарбоновую кислоту, которая имеет определенное (заданное) соотношение связей между звеном оксикарбоновой кислоты и смежными с ним звеньями и которая является превосходной по газобарьерным свойствам, механическим свойствам, прозрачности, цвету и теплостойкости. В результате анализа патента на изобретение было установлено, что характеристики созданного композиционного материала по патенту уступают существующим в настоящее время аналогам.

Также известны биоразлагаемый сополимер и пластмассовые изделия, содержащие такие биоразлагаемые сополимеры, которые нашли свое использование для производства широкого ряда пластмассовых изделий, включая пленки, листовые материалы, волокна, пеноматериалы, формовые изделия, адгезивы и много других изделий специального назначения. Для использования в таких областях, как упаковочные материалы, сельское хозяйство, хозяйственные товары и изделия личной гигиены, полимеры обычно имеют короткий цикл использования (менее 12 месяцев). Например, при упаковке пищевых продуктов полимеры играют роль защитного агента и быстро ликвидируются после расходования продукта. Хозяйственные изделия, такие как емкости для моющих средств и пеленки, выбрасываются сразу же после использования продукта. Задачи, поставленные перед изобретателями, состояли в создании пластмассовых изделий, содержащих биоразлагаемые сополимеры, содержащие не менее двух статистически повторяющихся мономерных звеньев, причем первое статистически повторяющееся мономерное звено имеет структуру

где R1 - H или C2-алкил; n=1 или 2, второе статистически повторяющееся мономерное звено имеет структуру

и где не менее 50% от статистически повторяющихся мономерных звеньев имеют структуру первого статистически повторяющегося мономерного звена (патент на изобретение РФ №2144047, МПК C08G 63/06, C08L 67/04, B32B 27/36, A61L 15/26).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является полимерная композиция по патенту на изобретение РФ №2472814, включающая полиэтилентерефталат, оксид титана и оксид железа. Массовое соотношение оксида титана к оксиду железа составляет от 150 до 250. Как утверждает автор, изобретение позволяет получать контейнеры с улучшенными характеристиками в отношении поглощения и отражения света, улучшенные светозащитные свойства. Основным недостатком указанной полимерной композиции является достаточно большие экономические затраты, связанными с процессом его получения.

Поставленная задача состоит в разработке полиэтилентерефталатной композиции, предназначенной для производства тары, обладающей улучшенными характеристиками по показателям газопроницаемости.

Технический результат достигается тем, что полиэтилентерефталатная композиция содержит полиэтилентерефталат (ПЭТ) и в качестве модификатора суперконцентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:

В свою очередь суперконцентрат имеет в своем составе следующие компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Суперконцентрат получают путем экструзионного смешивания полибутилентерефталата (ПБТ) и аэросила при температуре 245°C.

Предложенная композиция содержит следующие компоненты: полиэтилентерефталатный гранулят марки SPET 8200 марки Л, полибутилентерефталат ПБТ марки D 201 фирмы BASF, а также аэросил 300, обладающий высокой удельной поверхностью и большой активностью продукта, оказывающий выраженное загущающее усиливающее воздействие.

В композиции могут быть использованы другие марки указанных модификаторов в эквивалентных количествах, предназначенных для полиэтилентерефталатных композиций, что обеспечивает требуемый уровень газопроницаемости.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами. Изготавливают композиционный материал согласно изобретению (пример 1-6), рецептуры которых приведены в таблице 1 и 2.

В работающий турбосмеситель, нагретый до 40°C, загружают последовательно полиэтилентерефталат и суперконцентрат в количествах, предусмотренных рецептурой, приведенной в таблице 1. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I -VI, при температурах 220°C, 230°C, 240°C, 245°C, 250°C, 257°C соответственно, с последующим получением гранул.

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

Показатель проницаемости по О₂, см³/м² за 24 часа при 23°C.

Паропроницаемость, г/м² за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°C, измеряется в соответствии со стандартом DIN 53 380 Т.2 - ASTMD 1434 - М.

Результаты испытаний отражены в таблице 3. Как следует из представленных данных, предлагаемый композиционный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по О₂ и паропроницаемости.