Utilizare
Invenţia se referă la compoziţii din poliester alifatic de tipul poli(3-hidroxibutirat) sau poli(3-hidroxibutirat-co-3-hidroxivalerat), obţinut prin biosintetiză şi modificat cu poliuretan elastomeric şi nanoceluloză şi la procedeele de obţinere ale acestor compoziţii, care sunt folosite în industria ambalajelor, a dispozitivelor medicale, industria auto, electrotehnică sau pentru obţinerea de articole sportive şi bunuri de larg consum.
Problema Abordată
Problemele tehnice pe care le rezolva invenţia se refera la:
– obţinerea unor biocompozite cu proprietăţi similare celor folosite in mod curent la producerea ambalajelor dar mult mai prietenoase mediului si in mare proporţie biodegradabile (cel puţin 80%) datorita biodegradabilitatii componentei principale, PHB sau PHBV, a nanocelulozei dar si conţinutului de segmente biodegradabile (PCL) din componenta poliuretanului;
– înlocuirea compoziţiilor conţinând polimeri sintetici obţinuţi din produse petroliere cu compoziţii din biopolimeri obţinuţi din resurse regenerabile prin biosinteza, folosind microorganisme, sau prin sinteza chimica, contribuind astfel la reducerea poluării solului, apei si aerului si la scăderea dependentei de resursele petroliere neregenerabile;
– biocompozitele care fac obiectul invenţiei se obtin folosind aceleaşi procedee de malaxare, extrudere, presare sau injecţie si instalaţii de prelucrare specifice polimerilor sintetici dar adaptate noilor biomateriale;
– obţinerea unei dispersii avansate a nanoumpluturii si bioelastomerului in PHB sau PHBV, esenţiala pentru atingerea proprietăţilor de rezistenta si flexibilitate cerute de industria de ambalaje, prin aplicarea unui procedeu imbunatatit;
– realizarea unei palete largi de proprietăţi cerute in aplicaţii foarte diverse prin varierea compoziţiei si a structurii bioelastomerului poliuretanic.
Descrierea Tehnologiei
Procedeul, conform invenţiei, constă în etape de uscare în vid a granulelor de poliester alifatic de tip poli(3-hidroxibutirat) (PHB) sau poli(3-hidroxibutirat-co-3-hidroxivalerat) (PHVB), eventual, având conţinut de 5…10% plastifiant de tip citrat, poliuretan elastomeric, precum şi pulbere de celuloză la o temperatură de 50…70°C timp de 3…6 h, amestecarea în topitură a 60…90 părţi PHB sau PHBV cu 1…35 părţi poliuretan elastomeric într-un malaxor, la temperatura de 135…180°C, timp de 3…5 min, adăugarea în porţii mici a pulberii de nanoceluloză cu amestecare, urmată de profilare în foaie pe un valţ, rezultând compoziţii biodegradabile, cu proprietăţi echilibrate de rezistenţă şi flexibilitate şi o bună stabilitate termică.
Avantaje / Oportunități
Invenţia prezintă următoarele avantaje:
– reducerea poluării agresive din cauza ambalajelor obţinute 100% din materii prime derivate din prelucrarea petrolului prin realizarea de materiale biodegradabile in proporţie de peste 80%, avand proprietăţi similare sau mai bune decât ale materialelor sintetice nebiodegradabile folosite in mod curent la obţinerea ambalajelor si a altor produse cu durata mica de viata;
– modificarea polihidroxialcanoatilor cu nanoceluloza si poliuretani termoplastici cu proprietăţi si biodegradabilitate controlate permite obţinerea unor materiale acoperind un spectru larg de proprietăţi mecanice, de bariera si biodegradabilitate;
– folosirea nanocelulozei atat pentru ranforsarea amestecului polimeric cat si pentru imbunatatirea interfeţei dintre componenţii biocompozitului, ceea ce asigura proprietăţi mecanice mai bune si un grad de omogenitate mai ridicat;
– compoziţiile din polihidroxialcanoat, nanoceluloza si poliuretan elastomeric cu segmente flexibile de poli(caprolactona) asigura biodegradabilitate, proprietăţi echilibrate de rezistenta si flexibilitate si o buna stabilitate termica;
– obţinerea biocompozitelor folosind procedee de prelucrare in topitura de mare productivitate, prietenoase mediului, fara solvenţi periculoşi, care pot fi uşor ridicate la scara.
Proprietate Intelectuală
COMPOZIŢII CU FLEXIBILITATE MĂRITĂ PE BAZĂ DE POLIHIDROXIALCANOAŢI ŞI PROCEDEU DE OBŢINERE
Brevet de invenție acordat de către Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci OSIM: RO135658A2 / 29.04.2022
Autori: PANAITESCU Denis Mihaela; FRONE Adriana Nicoleta; NICOLAE Andi Cristian; GABOR Augusta Raluca; POPA Marius Stelian; BURUIANA Tinca; MELINTE Violeta;