KARTA TECHNOLOGII
- Proponowana nazwa rozwiązania technologicznego
Biokompozyt PE/skrobia modyfikowana oraz sposób jego otrzymywania
- Osoba(y) odpowiedzialna(e):
dr inż. Jerzy Korol
dr inż. Henryk Rydarowski
- Krótki opis proponowanego rozwiązania technologicznego
- Określenie innowacyjności rozwiązania technologicznego i jego unikalnych cech
Innowacyjnością rozwiązania jest zastąpienie surowców petrochemicznych, surowcami odnawialnymi i wytworzenie na ich bazie biokompozytów. Jednym z kierunków wytwarzania biokompozytów są kompozycje polimerowo – skrobiowe. Skrobia jest głównym materiałem zapasowym roślin. Skrobia natywna (niemodyfikowana), ma bardzo ograniczone zastosowanie praktyczne ze względu na słabą rozpuszczalność, silne właściwości hydrofilowe oraz niekorzystne właściwości mechaniczne. Dlatego poddaje się ją modyfikacji celem poprawy niekorzystnych właściwości przetwórczych. Skrobia natywna w celu zmniejszenia jej hydrofilowej natury może być modyfikowana chemicznie. Jednak metody modyfikacji chemicznej skrobi natywnej wiążą się z pewnymi ograniczeniami ze względu na toksyczność otrzymywanych produktów przejściowych i wysokie koszty. Proponowaną w niniejszym rozwiązaniu metodą modyfikacji skrobi natywnej jest jej termoplastyfikacja podczas wytłaczania w obecności plastyfikatorów, gdzie następuję zakłócenie struktury krystalicznej skrobi poprzez rozerwanie wiązań wodorowych i przeprowadzenie skrobi do postaci amorficznej, termoplastycznej – skrobia termoplastyczna (TPS).
Jako materiał TPS wykazuje wiele zalet i jest całkowicie biodegradowalna. Stosowanie skrobi zaliczanej do grupy surowców odnawialnych przyczynia się również do zmniejszenia zużycia paliw kopalnych. Jest względnie tanim surowcem w porównaniu z polimerami syntetycznymi a jej możliwości aplikacyjne uzależnione są od rodzaju skrobi, plastyfikatora i jego ilości.
TPS ze względu na swoją wrażliwość na wilgoć oraz kruchość i wynikające z tego faktu ograniczenia w praktycznym zastosowaniu poddawana jest chemicznej integracji z innymi polimerami. Skrobia w układzie z polimerami syntetycznymi (nie podatnymi na biodegradację), pełni rolę czynnika zwiększającego podatność tych polimerów na degradację. Podatność ta wzrasta wraz z zawartością skrobi w biokompozycie. Skrobia w układzie z polimerem syntetycznym jest jednym z czynników kształtujących finalne właściwości uzyskiwanych biokompozytów.
- Przedstawienie podstawowych parametrów technicznych rozwiązania
Otrzymywanie biokompozytu na bazie skrobi termoplastycznej i polietylenu jest wieloetapowe. Pierwszy etap to modyfikacja skrobi natywnej, która polega nawilżeniu skrobi plastyfikatorami i zgranulowaniu. Następnie zgranulowaną mieszaninę skrobi i plastyfikatorów wytłacza się z zastosowaniem wytłaczarki dwuślimakowej. Kolejny etap to otrzymywanie biokompozytów w procesie wytłaczania reaktywnego. Podczas wytłaczania reaktywnego do osnowy polimerowej w obecności kompatybilizatora wprowadzana jest skrobia modyfikowana. Proces ten prowadzony jest z zastosowaniem wytłaczarki dwuślimakowej zaopatrzonej w dozowniki grawimetryczne umożliwiające precyzyjne dozowanie surowców.
- Przedstawienie korzyści wynikających z zastosowania proponowanego rozwiązania technologicznego i wstępna (własna - propozycja) wycena sprzedaży
Jednym ze sposobów zminimalizowania problemu wykorzystywania surowców nieodnawialnych oraz ograniczenia powstawania odpadów z tworzyw polimerowych jest poszukiwanie i zastępowanie obecnie stosowanych materiałów, polimerami i kompozytami na bazie surowców odnawialnych. Materiały te charakteryzują się mniejszą uciążliwością dla środowiska niż tradycyjne tworzywa polimerowe wytwarzane z paliw kopalnych. Biokompozyty charakteryzują się częściową biodegradowalnością. Rozkład biodegradowalnego składnika takiej kompozycji powoduje, że cały materiał traci swoją spójność, co w rezultacie prowadzi do jego rozdrobnienia i rozproszenia w środowisku.
- Określenie sposobu ochrony proponowanego rozwiązania technologicznego
Know-how
- Określenie potencjalnego rynku
Potencjalni nabywcy proponowanej technologii (parametry technologiczne wytwarzania biokompozytów i założenia do projektu technologicznego) to przetwórcy tworzyw polimerowych, producenci folii, wytwórcy drobnej galanterii z tworzyw jak np. jednorazowe sztućce.
