RU2782373C1 - Композиция для получения полимерной биоразлагаемой пленки - Google Patents
Композиция для получения полимерной биоразлагаемой пленки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782373C1 RU2782373C1 RU2021137853A RU2021137853A RU2782373C1 RU 2782373 C1 RU2782373 C1 RU 2782373C1 RU 2021137853 A RU2021137853 A RU 2021137853A RU 2021137853 A RU2021137853 A RU 2021137853A RU 2782373 C1 RU2782373 C1 RU 2782373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition according
- film
- brewer
- additive
- plant growth
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title abstract description 25
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 34
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 31
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 22
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 10
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims abstract description 7
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 49
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 18
- 101700024603 ANNU Proteins 0.000 claims description 16
- 101700034322 TGAS Proteins 0.000 claims description 16
- 101700012968 tgl Proteins 0.000 claims description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 12
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 12
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 11
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 9
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 claims description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 8
- 229940005550 Sodium alginate Drugs 0.000 claims description 7
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical class C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M sodium 3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].OC1OC(C([O-])=O)C(O)C(O)C1O MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 7
- 239000004458 spent grain Substances 0.000 claims description 7
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Chemical compound CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N Aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AZKVWQKMDGGDSV-BCMRRPTOSA-N Genipin Chemical compound COC(=O)C1=CO[C@@H](O)[C@@H]2C(CO)=CC[C@H]12 AZKVWQKMDGGDSV-BCMRRPTOSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005906 Imidacloprid Substances 0.000 claims description 6
- YWTYJOPNNQFBPC-UHFFFAOYSA-N Imidacloprid Chemical compound [O-][N+](=O)\N=C1/NCCN1CC1=CC=C(Cl)N=C1 YWTYJOPNNQFBPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940056881 imidacloprid Drugs 0.000 claims description 6
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 6
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 6
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 5
- 240000000280 Theobroma cacao Species 0.000 claims description 5
- 235000009470 Theobroma cacao Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 5
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- 240000008529 Triticum aestivum Species 0.000 claims description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003925 fat Substances 0.000 claims description 4
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 4
- 230000000749 insecticidal Effects 0.000 claims description 4
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 4
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 4
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 claims description 4
- ZXQYGBMAQZUVMI-RDDWSQKMSA-N (1S)-cis-(alphaR)-cyhalothrin Chemical compound CC1(C)[C@H](\C=C(/Cl)C(F)(F)F)[C@@H]1C(=O)O[C@@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 ZXQYGBMAQZUVMI-RDDWSQKMSA-N 0.000 claims description 3
- ZMYFCFLJBGAQRS-IRXDYDNUSA-N (2R,3S)-epoxiconazole Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1[C@@]1(CN2N=CN=C2)[C@H](C=2C(=CC=CC=2)Cl)O1 ZMYFCFLJBGAQRS-IRXDYDNUSA-N 0.000 claims description 3
- NNCAWEWCFVZOGF-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethylpiperidin-1-ium Chemical compound C[N+]1(C)CCCCC1 NNCAWEWCFVZOGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GLWWLNJJJCTFMZ-UHFFFAOYSA-N 1-[(2,4-dichlorophenyl)carbamoyl]cyclopropane-1-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1NC(=O)C1(C(=O)O)CC1 GLWWLNJJJCTFMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VTNQPKFIQCLBDU-UHFFFAOYSA-N 2-Chloro-N-(ethoxymethyl)-6'-ethyl-o-acetotoluidide Chemical compound CCOCN(C(=O)CCl)C1=C(C)C=CC=C1CC VTNQPKFIQCLBDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VUKAUDKDFVSVFT-UHFFFAOYSA-N 2-[6-[4,5-bis(2-hydroxypropoxy)-2-(2-hydroxypropoxymethyl)-6-methoxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)-5-methoxyoxane-3,4-diol Chemical compound COC1C(OC)C(OC2C(C(O)C(OC)C(CO)O2)O)C(COC)OC1OC1C(COCC(C)O)OC(OC)C(OCC(C)O)C1OCC(C)O VUKAUDKDFVSVFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QHVKPNMWZIYYKD-UHFFFAOYSA-N 3-(1H-indol-2-yl)butanoic acid Chemical class C1=CC=C2NC(C(CC(O)=O)C)=CC2=C1 QHVKPNMWZIYYKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005730 Azoxystrobin Substances 0.000 claims description 3
- WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEISA-N Azoxystrobin Chemical compound CO\C=C(\C(=O)OC)C1=CC=CC=C1OC1=CC(OC=2C(=CC=CC=2)C#N)=NC=N1 WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEISA-N 0.000 claims description 3
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N Calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005944 Chlorpyrifos Substances 0.000 claims description 3
- SBPBAQFWLVIOKP-UHFFFAOYSA-N Chlorpyrifos Chemical compound CCOP(=S)(OCC)OC1=NC(Cl)=C(Cl)C=C1Cl SBPBAQFWLVIOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005892 Deltamethrin Substances 0.000 claims description 3
- OWZREIFADZCYQD-NSHGMRRFSA-N Deltamethrin Chemical compound CC1(C)[C@@H](C=C(Br)Br)[C@H]1C(=O)O[C@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 OWZREIFADZCYQD-NSHGMRRFSA-N 0.000 claims description 3
- FHIVAFMUCKRCQO-UHFFFAOYSA-N Diazinon Chemical compound CCOP(=S)(OCC)OC1=CC(C)=NC(C(C)C)=N1 FHIVAFMUCKRCQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RDYMFSUJUZBWLH-SVWSLYAFSA-N Endosulfan Chemical compound C([C@@H]12)OS(=O)OC[C@@H]1[C@]1(Cl)C(Cl)=C(Cl)[C@@]2(Cl)C1(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-SVWSLYAFSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005767 Epoxiconazole Substances 0.000 claims description 3
- 239000005976 Ethephon Substances 0.000 claims description 3
- UDPGUMQDCGORJQ-UHFFFAOYSA-N Ethephon Chemical compound OP(O)(=O)CCCl UDPGUMQDCGORJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000005899 Fipronil Substances 0.000 claims description 3
- ZOCSXAVNDGMNBV-UHFFFAOYSA-N Fipronil Chemical compound NC1=C(S(=O)C(F)(F)F)C(C#N)=NN1C1=C(Cl)C=C(C(F)(F)F)C=C1Cl ZOCSXAVNDGMNBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 claims description 3
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 claims description 3
- 240000006669 Helianthus annuus Species 0.000 claims description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 claims description 3
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005949 Malathion Substances 0.000 claims description 3
- JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N Malathion Chemical compound CCOC(=O)CC(SP(=S)(OC)OC)C(=O)OCC JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BGRDGMRNKXEXQD-UHFFFAOYSA-N Maleic hydrazide Chemical compound OC1=CC=C(O)N=N1 BGRDGMRNKXEXQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005802 Mancozeb Substances 0.000 claims description 3
- 239000005984 Mepiquat Substances 0.000 claims description 3
- 239000005807 Metalaxyl Substances 0.000 claims description 3
- ZQEIXNIJLIKNTD-UHFFFAOYSA-N Metalaxyl Chemical compound COCC(=O)N(C(C)C(=O)OC)C1=C(C)C=CC=C1C ZQEIXNIJLIKNTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WVQBLGZPHOPPFO-UHFFFAOYSA-N Metolachlor Chemical compound CCC1=CC=CC(C)=C1N(C(C)COC)C(=O)CCl WVQBLGZPHOPPFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-hydroxy-Succinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000005158 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims description 3
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005839 Tebuconazole Substances 0.000 claims description 3
- PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N Tebuconazole Chemical compound C1=NC=NN1CC(O)(C(C)(C)C)CCC1=CC=C(Cl)C=C1 PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005941 Thiamethoxam Substances 0.000 claims description 3
- NWWZPOKUUAIXIW-FLIBITNWSA-N Thiamethoxam Chemical compound [O-][N+](=O)\N=C/1N(C)COCN\1CC1=CN=C(Cl)S1 NWWZPOKUUAIXIW-FLIBITNWSA-N 0.000 claims description 3
- HFCYZXMHUIHAQI-UHFFFAOYSA-N Thidiazuron Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=O)NC1=CN=NS1 HFCYZXMHUIHAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005857 Trifloxystrobin Substances 0.000 claims description 3
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N Xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229960002483 decamethrin Drugs 0.000 claims description 3
- YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L disodium;(2R)-3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].COC1=CC=CC(C[C@H](CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229940013764 fipronil Drugs 0.000 claims description 3
- 230000000855 fungicidal Effects 0.000 claims description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 claims description 3
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 3
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005910 lambda-Cyhalothrin Substances 0.000 claims description 3
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 3
- 229960000453 malathion Drugs 0.000 claims description 3
- ONCZDRURRATYFI-QTCHDTBASA-N methyl (2Z)-2-methoxyimino-2-[2-[[(E)-1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]ethylideneamino]oxymethyl]phenyl]acetate Chemical compound CO\N=C(/C(=O)OC)C1=CC=CC=C1CO\N=C(/C)C1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 ONCZDRURRATYFI-QTCHDTBASA-N 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 3
- INFDPOAKFNIJBF-UHFFFAOYSA-N paraquat Chemical compound C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 INFDPOAKFNIJBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims description 3
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 3
- CHNQZRKUZPNOOH-UHFFFAOYSA-J zinc;manganese(2+);N-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[Zn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S CHNQZRKUZPNOOH-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000895 acaricidal Effects 0.000 claims description 2
- 239000000642 acaricide Substances 0.000 claims description 2
- 239000003619 algicide Substances 0.000 claims description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000003559 chemosterilant Effects 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 claims description 2
- 230000002363 herbicidal Effects 0.000 claims description 2
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 claims description 2
- 239000003815 herbicide antidote Substances 0.000 claims description 2
- JTEDVYBZBROSJT-UHFFFAOYSA-N indole-3-butyric acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCCC(=O)O)=CNC2=C1 JTEDVYBZBROSJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002418 insect attractant Substances 0.000 claims description 2
- 239000000077 insect repellent Substances 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 239000003750 molluscacide Substances 0.000 claims description 2
- 230000002013 molluscicidal Effects 0.000 claims description 2
- 239000005645 nematicide Substances 0.000 claims description 2
- 239000005962 plant activator Substances 0.000 claims description 2
- 239000003128 rodenticide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 2
- 239000003206 sterilizing agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 claims description 2
- MPPOHAUSNPTFAJ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[(6-chloro-1,3-benzoxazol-2-yl)oxy]phenoxy]propanoic acid Chemical compound C1=CC(OC(C)C(O)=O)=CC=C1OC1=NC2=CC=C(Cl)C=C2O1 MPPOHAUSNPTFAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims 1
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-O Glyphosate Chemical compound OC(=O)C[NH2+]CP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 claims 1
- 239000005591 Pendimethalin Substances 0.000 claims 1
- CHIFOSRWCNZCFN-UHFFFAOYSA-N Pendimethalin Chemical compound CCC(CC)NC1=C([N+]([O-])=O)C=C(C)C(C)=C1[N+]([O-])=O CHIFOSRWCNZCFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035784 germination Effects 0.000 abstract description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 abstract description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L Barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 description 4
- FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N Oleamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(N)=O FATBGEAMYMYZAF-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 4
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 4
- YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 2-stearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(CO)CO YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L Barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 3
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N (Z)-docos-13-enamide Chemical class CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L Calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CSJLBAMHHLJAAS-UHFFFAOYSA-N Diethylaminosulfur trifluoride Chemical compound CCN(CC)S(F)(F)F CSJLBAMHHLJAAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N Glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 240000003982 Ocimum basilicum Species 0.000 description 2
- 235000010676 Ocimum basilicum Nutrition 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 2
- 238000006664 bond formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- YSMODUONRAFBET-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxylysine Chemical compound NCC(O)CCC(N)C(O)=O YSMODUONRAFBET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N Alginic acid Chemical compound O1[C@@H](C(O)=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](C)[C@@H](O)[C@H]1O XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N 0.000 description 1
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- WMGFVAGNIYUEEP-WUYNJSITSA-N Amylopectin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](OC[C@@H]2[C@H]([C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@H]3[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]3O)CO)O2)O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@H]1O WMGFVAGNIYUEEP-WUYNJSITSA-N 0.000 description 1
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- 240000002922 Armillaria mellea Species 0.000 description 1
- 229960005261 Aspartic Acid Drugs 0.000 description 1
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 description 1
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 210000002808 Connective Tissue Anatomy 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N D-serine Chemical compound OC[C@@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 229960002989 Glutamic Acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 229960002591 Hydroxyproline Drugs 0.000 description 1
- 229960000310 ISOLEUCINE Drugs 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-SQOUGZDYSA-N L-guluronic acid Chemical class O=C[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 229960005190 Phenylalanine Drugs 0.000 description 1
- 208000004210 Pressure Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- FKHIFSZMMVMEQY-UHFFFAOYSA-N Talc Chemical compound [Mg+2].[O-][Si]([O-])=O FKHIFSZMMVMEQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- 241001464837 Viridiplantae Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogens Species 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000005392 carboxamide group Chemical group NC(=O)* 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002770 condensed tannin Polymers 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000019688 fish Nutrition 0.000 description 1
- 235000013332 fish product Nutrition 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 229940075507 glyceryl monostearate Drugs 0.000 description 1
- 235000011868 grain product Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002439 hemostatic Effects 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- UBUHAZKODAUXCP-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[Fe+2] UBUHAZKODAUXCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 1
- 239000001788 mono and diglycerides of fatty acids Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural product Substances 0.000 description 1
- 229930014626 natural products Natural products 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 244000045947 parasites Species 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic Effects 0.000 description 1
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N rac-1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N trans-L-hydroxyproline Chemical compound O[C@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N α-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 description 1
Abstract
Настоящее изобретение относится к водной композиции для получения полимерной биоразлагаемой пленки, включающей желатин или крахмал, или их смесь, пластификатор, сшивающий агент, продукт переработки пивной дробины, полученный из термообработанного ячменного солода с содержанием белка не менее 50 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: желатин или крахмал, или их смесь 4,2-8,7; сшивающий агент 0,2-5,9; продукт переработки пивной дробины 3-65; пластификатор 10,7-14,6; вода - остальное. Настоящее изобретение обеспечивает получение полимерной биоразлагаемой пленки, содержащей природный органический наполнитель - продукт переработки пивной дробины, высвобождающийся при разложении пленки под действием факторов окружающей среды (влаги, УФ-излучения, кислотности почв, переработки их микроорганизмами), характеризующейся комплексом деформационно-прочностных параметров, сопоставим с показателями полимерных небиоразлагаемых пленок на основе полиэтилена и полипропилена (прочность пленки 30-40 МПа, растяжение 150-250%) при упрощении ее получения, что расширяет спектр применения данной пленки, включая возможность ее использования при проращивании семян и растений на значительных площадях и в низкопитательных почвах. 23 з.п. ф-лы, 4 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к композициям для биоразлагаемых пленок и может быть использовано в фармацевтике, медицине, ветеринарии, пищевой и косметической промышленности, для изготовления оберточной пищевой пленки, капсул и упаковочных материалов, а также в качестве укрывных пленок и подложек для проращивания семян в сельском хозяйстве.
Уровень техники
Как известно, большую часть полимерных материалов получают на основе продуктов переработки углеводородсодержащего сырья (пропилена, этилена и других органических соединений), что позволяет получать материалы, имеющие высокие деформационно-прочностные характеристики и стойкие к воздействию факторов окружающей среды. Такие полимерные материалы используются повсеместно во всех без исключения отраслях промышленности. Однако их разложение в природе негативное воздействует на окружающую среду, и утилизация таких полимерных материалов составляет известную проблему. В целом переработке подвергается всего 3% от общего количества отходов полимеров (для сравнения доля переработанного металла составляет 35%, бумаги - 30%, стекла - 18%). В настоящее время акцент делается на получении полимеров, которые сохраняют эксплуатационные характеристики только в течение периода непосредственного использования, а затем претерпевают физико-химические и биологические превращения под действием факторов окружающей среды и легко включаются в процессы метаболизма природных биосистем. В связи с вышесказанным разработка технологии получения биоразлагаемых полимерных материалов представляются исключительно актуальной. Особенно перспективным сырьем для получения биоразлагаемых полимерных композиций и их наполнителей являются отходы растительного происхождения (в связи с их благоприятностью для окружающей среды).
Способность полимеров разлагаться под действием факторов окружающей среды (влаги, УФ-излучения, кислотности почв, переработки их микроорганизмами) зависит от ряда структурных характеристик таких материалов. Наиболее важными являются химическая природа полимера, его молекулярная масса, собственно структура полимерной цепи, надмолекулярная структура, наличие технологических и целевых добавок и т.д. Известно, что полимеры, обладающие небольшой молекулярной массой, и содержащие связи, которые легко подвергаются гидролизу, обладают высокой способностью к биодеструкции. На первом этапе полимерная цепь биоразлагаемых полимеров под воздействием внешних атмосферных факторов распадается на фрагменты (низкомолекулярные биоасиммилируемые фрагменты), которые могут в дальнейшем разрушаться на более и более меньшие звенья цепи и разрушаться микроорганизмами, для которых такие полимеры служат источником углерода.
В настоящее время известно множество биоразлагаемых композиций и пленочных материалов из них.
Известен композит для изготовления кровеостанавливающей повязки на основе желатина и трансглутаминазы, образующих неадгезированную матрицу, которая также может включать различные фармацевтические препараты (патент на изобретение RU2464015). Недостатком известного состава является низкая прочность материала.
Известен биоразлагаемый композит на основе полиолефинов для получения пленок, в состав которого входит по крайней мере одна биоразлагаемая добавка на основе целлюлозы и ее производных, термостабилизаторы, антиоксиданты, смазки, пигменты, наполнители и т.д. (патент RU2352597). Недостатком данного композита является трудность его получения, заключающаяся в подготовке четырех маточных смесей, которые впоследствии претерпевают высокотемпературное перемешивание, охлаждение композита и дальнейшую грануляцию. Затем из полученных гранул получают пленку, которая впоследствии может разлагаться на низкомолекулярные фрагменты, не являющиеся полностью экологически благоприятными.
Известен состав пленок, содержащий желатин, глицерин и воду (RU2147874). Недостатком данных пленок является низкие деформационно-прочностные характеристики.
Известны неадгезивные эластичные желатиновые матрицы, изготовленные на основе лиофилизованной смеси белка, полимера, сшивающего агента и, возможно, пластификатора (ЕА016776). Недостатками данного решения являются низкие показатели эластичности и прочности.
Наиболее близкими по технической сущности являются эластичные прозрачные пленки, полученные на основе желатина, альгината натрия, глицерина и фермента трансглютаминазы (RU2604223). Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к композициям гомогенных биоразлагаемых пленок, которые можно использовать для производства различных изделий промышленного, бытового и медицинского назначения. Композицию растворного типа получают смешением водных растворов исходных компонентов, затем получают пленку путем налива в посуду с горизонтальным дном. Недостатком данного состава является недостаточная прочность пленки и отсутствие в ее составе питательных веществ, высвобождающихся при ее разложении, что не позволяет ее использовать, например, для проращивания семян и растений на значительных площадях и в низкопитательных почвах.
Технической проблемой является создание универсальной биоразлагаемой пленки, содержащей питательные вещества (белок), высвобождающиеся при разложении пленки, характеризующейся деформационно-прочностными характеристиками (показателями эластичности и прочности), сопоставимыми с полимерными пленками.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат заключается в получении полимерной биоразлагаемой пленки, содержащей природный органический наполнитель - продукт переработки пивной дробины, высвобождающийся при разложении пленки под действием факторов окружающей среды (влаги, УФ-излучения, кислотности почв, переработки их микроорганизмами), характеризующейся комплексом деформационно-прочностных параметров, сопоставим с показателями полимерных не биоразлагаемых пленок на основе полиэтилена и полипропилена (прочность пленки 30-40 МПа, растяжение 150-250%) при упрощении ее получения, что расширяет спектр применения данной пленки, включая возможность ее использования при проращивании семян и растений на значительных площадях и в низкопитательных почвах.
Технический результат достигается водной композицией для получения полимерной биоразлагаемой пленки, включающей желатин или крахмал, или их смесь, пластификатор, сшивающий агент, порошок, полученный из термообработанного ячменного солода с содержанием белка не менее 50 масс. %, при следующем соотношении компонентов (масс. %):
Желатин или крахмал или их смесь | 4,2-8,7 |
Сшивающий агент | 0,2-5,9 |
Продукт переработки пивной дробины | 3-65 |
Пластификатор | 10,7-14,6 |
Вода | остальное |
При этом в качестве сшивающего агента используют фермент трансглютаминазы, глутаровый альдегид, карбоновые кислоты, генипин, имиды (1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимид и N-гидроксисукцинимид. В качестве порошка из термообработанного ячменного солода использован белковый концентрат, полученный из пивной дробины с влажностью не более 7%, содержанием белка не менее 50,0 масc. %, жиров - не более 12,0; клетчатки - не более 6,0; золы - менее 7,0, при этом содержание аминокислот составляет не менее 40,0. В качестве пластификатора используют глицерин, многоатомные спирты, включая полиэтиленгликоль, молочная кислота.
Дополнительно композиция может содержать добавки для улучшения физико-механических свойств пленки и/или загуститель, и/или добавки, влияющие на рост растений, и/или добавки, влияющие на скорость разложения пленки в количестве до 20 масс. %. В качестве добавок для улучшения физико-механических свойств используют добавку для улучшения скольжения пленки, добавку против слипания пленки. В качестве добавки против слипания пленки используют слюду и/или силикат кальция (волластонит) и/или каолин и/или кварц и/или тальк. В качестве загустителя используют альгинат натрия, агар-агар, ксантан, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу. В качестве добавки, влияющей на рост растений, используют бактерицидную добавку и/или активатор роста растений и/или пестициды. В качестве активатора роста растений используют вещества класса ауксинов, янтарную кислоту, арилалканкарбоновую и/или арилоксиалканкарбоновую кислоту, азот, калий и фосфор. В качестве арилалканкарбоновых и арилоксиалканкарбоновых кислот используют фенилуксусную, 1-нафтилуксусную, 2-нафтоксиуксусную, 4-хлорфеноксиуксусную, 2,4-дихлорфеноксиуксусную, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусную, 3-индолилуксусную, 3-индолилпропионовую, 3-индолилмасляную кислоты. В качестве вещества класса ауксинов используют индолил-3-уксусную кислоту, индолил-3-масляную кислоту. В качестве активатора роста растений содержит коммерческие продукты, выбранные из группы, включающей Ethrel™ (ethephon), PiX™ (мепикват), Dropp™ (тидиазурон), Finish™ (цикланилид) и Royal MH™ (гидразид малеиновой кислоты). В качестве пестицида используют хлорникотинил или имидаклоприд, акарициды, альгициды, антифеданты, авициды, бактерициды, репелленты для птиц, хемостериланты, гербицидные антидоты, аттрактанты насекомых, репелленты насекомых, инсектициды, репелленты для млекопитающих, спаривание разрушители, моллюскициды, нематоциды, активаторы растений, регуляторы роста растений, родентициды, синергисты и вирулициды. В качестве инсектицидов используют тиодан, диазинон и малатион. В качестве пестицида используют коммерческие продукты, выбранные из группы, включающей Admire™ (имидаклоприд), Regent™ (фипронил), Dursban™ (хлорпирифос), Cruiserυ (тиаметоксам), Karate™ (лямбда-цигалотрин) и Decis™ (дельтаметрин). В качестве фунгицида используют коммерческие продукты, выбранные из группы, включающей Amistar™ (азоксистробин), Folicur™ (тебуконазол), Opus™ (эпоксиконазол), Dithane™ (манкоцеб), Flint™ (трифлоксистробин) и Ridomil™ (металаксил). В качестве гербицида используют коммерческие продукты, выбранные из группы, включающей Roundup™ (глифосат), Gramoxone™ (паракват), HarneSS™ (ацетохлор), Prowl™ (пендиметалин), Dual™ (метолахлор) и Puma™ (феноксапроп).
Дополнительно композиция может содержать по меньшей мере один наполнитель органический и/или по меньшей мере один неорганический наполнитель в количестве до 20 масс. %. В качестве органического наполнителя используют материалы природного происхождения с высокой удельной площадью поверхности и имеет дисперсность менее 300 мкм предпочтительно в количестве 10-20 масс. %. В качестве материалов природного происхождения используют навоз, отходы лесоперерабатывающей промышленности (опилки), листья, лигноцеллюлозный наполнитель (широкий круг материалов природного происхождения с высокой удельной площадью поверхности, на основе целлюлозы или лигноцеллюлозы, не представляющие пищевой и кормовой ценности, такие как костра льна, лузга подсолнечника или риса, полова пшеницы, солома; костры льняной, лигносульфоната натрия, листвы), отходы технологического производства переработки какао бобов какаовелла. В качестве неорганического наполнителя используют наноглину, слюду, волластонит и другие известные неорганические наполнители.
Дополнительно композиция может содержать пигмент, в качестве которого используют TiO2, охру, сажу.
Введение продуктов, полученных из термообработанного ячменного солода (продуктов переработки пивной дробины), химически взаимодействующий со сшивающим агентом (например, ферментом трансглютаминазы), и таким образом «подшитой» к основной полимерной матрице (химически встроенной в матрицу) позволяет повысить деформационно-прочностные характеристики пленки, а именно получить значения прочности пленки, соответствующей показателям полиэтиленовых пленок;
Введение продуктов переработки пивной дробины позволяет повысить способность пленки к разложению в связи с тем, что данный органический наполнитель представляет собой природный легко разлагаемый компонент и является пищевой основой для микроорганизмов.
Введение продуктов переработки пивной дробины позволяет химически закрепить в матрице пленки питательные вещества, которые при разложении пленки высвобождаются и стимулируют рост семян и растений, что позволяет значительно повысить плодородность и плодородность почв.
Осуществление изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что в состав предлагаемой биоразлагаемой композиции, включающей желатин или крахмал, или их смесь, пластификатор, сшивающий агент, вводят природный органический наполнитель, в качестве которого используют продукт переработки пивной дробины в виде порошка, с содержанием белка 50-65 масс. % в сухом остатке.
Композиция может содержать функциональные добавки для улучшения физико-механических свойств пленки и/или загуститель, и/или добавки, влияющие на рост растений, и/или добавки, влияющие на скорость разложения пленки, пигмент.
Желатин, получаемый путем переработки соединительной ткани и костей животных, представляет собой частично гидролизованный белок коллаген. Желатин содержит приблизительно 87-95% белка, 0,7% углеводов и 0,4% жиров. Аминокислотный состав желатина приблизительно следующий: глицин - 27%, оксипролин - 14%, пролин - 16%, глутаминовая кислота -12%, аланин - 9%, аргинин - 9%, аспарагиновая кислота - 7%, серин - 5%, лизин - 5%, лейцин - 3%, фенилаланин - 2%, валин - 2%, треонин - 2%, гидроксилизин - 1%, изолейцин - 1%, метионин и гистидин <1%, тирозин <0,5%. В зависимости от источника сырья и способа его получения эти значения могут меняться. При растворении в воде желатин в зависимости его от концентрации образует раствор или гель. Наиболее оптимально растворять желатин в воде в пропорции от 1:10 до 1:50. [Артеменко А.И. Справочное руководство по химии / А.И. Артеменко, В.А. Малеванный, И.В. Тикунова - М:. Высшая школа. 1990. - 124 с.]. В данной системе желатин выступает в качестве пленкообразующего компонента - матрицы, в которой распределены все остальные компоненты композиции и способной к биоразложению.
Крахмал общей формулой (C6H10O5)n представляет собой смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал является пленкообразующим компонентом - биоразлагаемой матрицей, в которой распределены все остальные компоненты композиции.
В составе продуктов переработки пивной дробины, полученных из термообработанного ячменного солода, размеры частиц составляют не более 0,1 мм, влажность не более 7%, содержание протеина - не менее 50,0 масс. %, жиров не более 12 масс. %, клетчатки - не более 6,0 масc. %; золы - менее 7,0 масc. %, при этом содержание аминокислот составляет не менее 40,0. Данный продукт может быть получен способом, подробно описанным в RU2730134. Продукт переработки пивной дробины в данной системе выступает в качестве активного наполнителя, вступающего во взаимодействие со сшивающим агентом (фермент трансглютаминаза) и химически встраивающимся в трехмерную полимерную сетку. На стадии формирования сетки, он упрочняет ее, позволяет повысить впоследствии физико-механические свойства пленки. С другой стороны, продукт переработки пивной дробины выступает в качестве биоразлагающей добавки, которая подвергается разложению за счет адсорбции воды из окружающей среды и микробиологическому разложению, что способствует в свою очередь быстрейшему разложению пленкообразующего вещества (матрицы). На этапе выращивания растений продукт переработки пивной дробины, высвобождаясь из объема пленки, является питательной средой, которая способствует быстрейшему укоренению и росту растений. В соответствии с изобретением продукт переработки пивной дробины может быть смешан с другими органическими и неорганическими наполнителями и пигментами, а также малыми технологическими добавками (загустители, диспергаторы, смазки, пластификаторы, антистатики, и т.д.) и веществами, влияющими на рост растений (активаторы роста растений, пестициды и т.д.).
Сшивающий агент - вещество, способное взаимодействовать с функциональными группами желатина (белка) и необратимо превращать (сшивать) его молекулы с образованием трехмерной матрицы полимера с химическими межцепными связями, неспособного к растворению. В качестве сшивающего агента возможно использовать фермент трансглютаминазу, глутаровый альдегид, карбоновые кислоты, генипин, имиды (1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимид и N-гидроксисукцинимид), проантоцианидины (растительные полифенолы)). С точки зрения температурного режима и экологической благоприятности оптимальным является использование в качестве сшивающего агента фермента трансглютаминазы.
Фермент трансглютаминаза - фермент природного происхождения. Его основной отличительной чертой является способность к связыванию простых и сложных белков за счет образования ковалентных связей между аминогруппами и гамма карбоксамидными группами глутамина, что приводит к внутри- и межмолекулярному перекрестному сшиванию белковых молекул. Ковалентные связи трансглютаминазы устойчивы к протеолизу. Активность данного фермента проявляется в очень узком температурном диапазоне (от +5 до +55°С) и диапазоне рН среды (активность при рН 5-9, максимальная активность в диапазоне 6-7). При 60°С начинается инактивация фермента, а при 70°С фермент полностью инактивируется. Например, при +72°С инактивация фермента происходит в течение 5-10 мин. Трансглютаминазу активно используют в мясной, рыбной, молочной отраслях промышленности. Оптимальная концентрация фермента трансглютаминазы в воде - 20% в связи с тем, что большая концентрация приводит к ухудшению смешения в связи с чрезвычайно активным протеканием процессов образования связей и плохо контролируемому процессу отверждения при смешении компонентов, что впоследствии сопровождается увеличением хрупкости пленок, которую не снижает даже увеличение количества вводимого пластификатора, а меньшая концентрация - к неэффективному разбавлению раствора и увеличению времени высыхания пленки впоследствии.
Пластификаторы - это добавки, позволяющие увеличить эластичность полимеров. Их действие в основном основано на блокировании межцепных физических связей в полимере за счет чего увеличивается общая подвижность цепей, что проявляется в улучшении эластичности материала. При недостатке в композиции пластификатора, пленки на ее основе плохо растягиваются и легко ломаются, а при его избытке - пленки становятся липкими и плохо отделяются от поверхности. К веществам-пластификаторам относят, но не ограничиваются ими, глицерин, полиэтиленгликоль и другие многоатомные спирты, молочную кислоту или любые другие. В качестве пластификатора с точки зрения экологической благоприятности в данной системе наиболее оптимальным является использование глицерина и полиэтиленгликоля.
Загустители - добавки, позволяющие за счет формирования физических связей в растворе его структурировать, что в конечном счете помогает впоследствии формировать пленку нужной структуры и толщины. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, альгинат натрия, агар-агар, ксантан, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу или любые другие. Наиболее предпочтительным загустителем для данной системы является альгинат натрия, который представляет собой природный полисахарид, получаемый из бурых морских водорослей, и являющийся блок-сополимером D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот [Подкорытова А.В. О составе и физико-химических свойствах альгиновой кислоты и альгинатов из бурых водорослей // Труды ТИНРО. Исследования по технологии рыбных продуктов. - Владивосток, 1973. - Вып. 4. - С. 86-89]. При добавлении воды происходит образование ковалентных связей между полисахаридными цепочками, а также ионами металла (Na), что способствует образованию геля. Альгинатный гель термически необратим, выдерживает охлаждение, замораживание и сохраняет свои свойства при оттаивании [Кирьянов А.Т., Иванников А.Т. Альгинат-содержащие добавки с сорбционными свойствами // Второй международный симпозиум "Питание и здоровье: биологически активные добавки к пище": Сб. тезисов. - Москва, 25-27 апреля 1996].
В составе композиции для получения биоразлагаемой полимерной пленки могут быть использованы различные малые функциональные добавки, например, скользящая добавка, добавка против слипания пленки, антистатическая добавка, смазки, и др. Введение той или иной добавки в состав композиции обусловлено конкретной областью применения полимерной пленки.
Скользящая добавка используется для улучшения скольжения поверхности пленки по другой поверхности (поверхности другой пленки или по поверхности перерабатывающего оборудования), что достигается снижением коэффициента трения. Скользящая добавка при формировании пленки (в процессе отверждения) мигрирует из внутренних слоев композиции на поверхность, что и облегчает в дальнейшем скольжении слоёв плёнки. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, глицериновый сложный эфир жирной кислоты, амиды олеиновой и эруковой кислот, а также различные коммерческие продукты (GAMMASLIP ДАСЛ 7 ОА (амид олеиновой кислоты (олеамид)) и GAMMASLIP ДАСЛ 5 ЭА (амид эруковой кислоты (эрукамид)) производства ООО «ГАММА-ПЛАСТ», СД-1005 «ОК» (олеамид) производства ООО НПК «РЕАЛПАКС», SE10TY (эрукамид) и SO05TK (олеамид) производства «АПО Алеко-Полимеры», Slip E (эрукамид) и Slip O (олеомид) производства ООО «Дайм») или любые другие.
Добавка против слипания пленки (антиблокинг) - противодействуют слипанию слоев пленки друг с другом. Действие добавок обусловлено увеличением шероховатости поверхности плёночных изделий, приводящее, соответственно, к увеличению расстояния между слоями плёнки в рулонах, что предотвращает слипание соседних слоёв друг с другом (т.е. блокирование процесса слипания), например, пленки в рулоне. К таким веществам относятся, но не ограничиваются ими, слюда, силикат кальция (волластонит), каолин, кварц, тальк или любые другие.
Антистатическая добавка (антистатик) - добавка для улучшения антистатических свойств - позволяет избавиться от статического эффекта, приводящего к слипанию плёночных слоёв в рулонах (вследствие накопления статического заряда на поверхности пленки при их перемотке). Действие таких добавок основано на наличии в структуре данных веществ кратных связей, которые уменьшают поверхностное сопротивление. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, глицеринмоностеарат и этоксилированные амины, а также различные коммерческие продукты (GAMMASTAT ДАСТ 10 G (глицеринмоностеарат) производства ООО «ГАММА-ПЛАСТ») или любые другие.
Смазки - добавки для уменьшения трения пленок относительно слоев друг друга, что препятствует их слипанию. Действие смазок основано на образовании прочных адсорбционных слоёв, препятствующих непосредственному контакту слоев пленок. К смазкам относятся, но не ограничиваются ими, воск, парафиновое масло, глицерил-моностеарат или любые другие.
В случае применения полимерной пленки в медицине, в составе композиции может быть использована бактерицидная добавка. Бактерицидная добавка предотвращает развитие патогенных микроорганизмов, что способствует беспрепятственному нарастанию вегетативной массы и индуцирует повышенную сопротивляемость к фитопатогенам (особенно корневым гнилям). К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, микропорошки меди и серебра с размером частиц 0,5-20 мкм. С экономической точки зрения в данной системе наиболее целесообразным является использование порошка меди.
При использовании полимерной пленки в сельском хозяйстве и растениеводстве, в состав композиции могут быть введены пестицид, активатор роста растений, природный органический наполнитель или их смеси.
Активатор роста растений - это вещество, обладающее большой биологической активностью, усиливающее деление клеток, а следовательно, стимулирующее как укоренение черенков, так и рост растений. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, вещества класса ауксинов, янтарную кислоту, арилалканкарбоновую и/или арилоксиалканкарбоновую кислоты (индолил-3-уксусную, индолил-3-масляную, фенилуксусную, 1-нафтилуксусную, 2-нафтоксиуксусную, 4-хлорфеноксиуксусную, 2,4-дихлорфеноксиуксусную, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусную, 3-индолилуксусную, 3-индолилпропионовую, 3-индолилмасляную кислоты), смеси азота, калия и фосфора в различном массовом соотношении, а также различные коммерческие продукты (Ethrel™ (ethephon) производства Bayer, PiX™ (мепикват) производства BASF, Dropp™ (тидиазурон), производимый Bayer, Finish™ (цикланилид), производимый Bayer, и Royal MH™ (гидразид малеиновой кислоты), производимый Crompton и др.) или любые другие.
Пестицид - это химический или биологический препарат, используемый для борьбы с вредителями и болезнями растений, а различными паразитами растений. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, хлорникотинил, имидаклоприд, тиодан, диазинон и малатион, коммерчески доступные пестициды (Admire™ (имидаклоприд) производства Bayer, Regent™ (фипронил) производства BASF, Dursban™ (хлорпирифос) производства Dow, Cruiserυ (тиаметоксам) производства Syngenta, Karate™ ( лямбда-цигалотрин) производства Syngenta и Decis™ (дельтаметрин) производства Bayer, Amistar™ (азоксистробин) производства Syngenta, Folicur™ (тебуконазол) производства Bayer, Opus™ (эпоксиконазол) производства BASF, Dithane™ (манкоцеб) производства Dow, Flint™ (трифлоксистробин) производства Bayer, Ridomil™ (металаксил) производства Syngenta, Roundup™ (глифосат) производства Monsanto, Gramoxone™ (паракват) производства HarneSS™ (ацетохлор) производства Monsanto, Prowl™ (пендиметалин) производства BASF, Dual™ (метолахлор) производства Syngenta, Puma™ (феноксапроп) производства Bayer) или любые другие.
Природный органический наполнитель - вещество, способствующее увеличению питательности и плодородности почвы при высвобождении из пленки (при ее разложении). К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, такие высушенные и измельченные природные продукты как навоз, лигноцеллюлозный наполнитель (широкий круг материалов природного происхождения с высокой удельной площадью поверхности, на основе целлюлозы или лигноцеллюлозы, не представляющие пищевой и кормовой ценности, такие как костра льна, лузга подсолнечника или риса, полова пшеницы, солома, листва, лигносульфонат натрия, отходы технологического производства переработки какао бобов (какаовелла), отходы лесоперерабатывающей промышленности (опилки)) или любые другие.
В состав композиции может быть добавлен неорганический наполнитель.
Неорганический наполнитель - это вещество, удешевляющее пленку или улучшающее ее прочностные характеристики. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, силикаты (слюда (алюмосиликат калия), тальк (силикат магния) каолин и наноглина (силикат алюминия), волластонит, карбонаты (магнезит (карбонат магния), мел природного происхождения и осажденный, кальцит (карбонат кальция), витерит (карбонат бария), доломит (карбонат магния и кальция), сульфаты (барит (сульфат бария), гипс (сульфат кальция), оксиды (аэросил, диатомовый кремнезем и кварц (диоксиды кремния)) и другие известные неорганические наполнители.
Для получения пленки определенного цвета или придания эстетических свойств, в состав композиции может быть введен соответствующий пигмент.
Пигмент - это высокодисперсное порошкообразное красящее вещество, придающее материалам непрозрачность, цвет и другие свойства. К таким веществам относят, но не ограничиваются ими, диоксид титана, охра (гидрат окиси железа), сажа (аморфный углерод, продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов) или любые другие известные пигменты.
Биоразлагаемую пленку получают путем перемешивания желатина, продукта переработки пивной дробины, сшивающего агента, пластификатора, и функциональных добавок с последующим формированием пленки при комнатной температуре.
На первом этапе готовят композицию.
При температуре 55-60°С желатин в количестве 4,2-8,7 масс. % растворяют в воде в пропорции 1:10-1:50, предпочтительно 1:10, с целью получения 10% раствора, имеющего оптимальные реологические характеристики. При большей концентрации раствора вязкость раствора не позволяет быстро и эффективно получить однородную субстанцию при смешении с другими компонентами, при меньшей концентрации - большой объем воды замедляет последующий процесс ее испарения при формировании пленки. Температурный диапазон 55-60°С выбран как наиболее благоприятный в связи с тем, что он обуславливает достаточную скорость растворения желатина и исключает протекание побочных деструктивных реакций. Затем к полученному раствору приливают пластификатор (предпочтительно глицерин) в количестве 10,7-14,6 масс. % (на сухие вещества), перемешивают до образования однородного раствора. Меньшая концентрация пластификатора приводит в дальнейшем к получению плохо растягивающейся хрупкой пленки, а при большей - к формированию липкой плохо отделяющейся от поверхности пленки. В полученный раствор добавляют продукт переработки пивной дробины, например, термообработанного ячменного солода, представляющий собой порошок с размером частиц не более 0,1 мм и влажностью не более 7% в количестве от 3 до 65% (в пересчете на сухие вещества) и активно перемешивают. Меньшее количество вводимой пивной дробины приводит к получению пленки с невысокими деформационно-прочностными характеристиками, а большее - к формированию легко ломающейся пленки. К полученной суспензии (при необходимости) при перемешивании добавляют загуститель (предпочтительно 1-2%-ный водный раствор альгината натрия) в количестве, не превышающем 3,5% (на сухие вещества). Введение загустителя в заданном диапазоне позволяет получить раствор (гель) необходимой вязкости, которая впоследствии позволяет формировать пленку нужной структуры и толщины. Добавление большего количества загустителя приводит к получению излишне структурированного геля (с высокой вязкостью), который впоследствии мешает равномерному распределению геля по поверхности подложки и приводит к формированию дефектного покрытия. При необходимости добавляют малые добавки - добавки-антиблокинги, бактерицидные добавки, активаторы роста растений, пестициды, природные органические наполнители, неорганические наполнители и пигменты.
Далее к суспензии при интенсивном перемешивании при температуре 40-55°С добавляют 20%-ный водный раствор фермента трансглутаминазы в количестве 0,2-5,9% (на сухие вещества). Большая концентрация фермента трансглутаминазы приводит к ухудшению смешения в связи с чрезвычайно активным протеканием процессов образования связей и плохо контролируемому процессу отверждения при смешении компонентов, что впоследствии сопровождается увеличением хрупкости пленок, которую не снижает даже увеличение количества вводимого пластификатора, а меньшая концентрация - к неэффективному разбавлению раствора и увеличению времени высыхания пленки впоследствии. В температурном диапазоне 40-55°С фермент трансглютаминазы показывает наибольшую активность, а уже при 60°С начинается инактивация фермента. В связи с тем, что последний является сшивающим агентом, суспензию перемешивают в течение не более 3 минут. При превышении данного временного диапазона возможно отверждение массы непосредственно при перемешивании, что исключит впоследствии возможность формирования пленки.
На втором этапе образовавшуюся массу выливают на горизонтальный поддон для формирования пленки, которая отверждается при комнатной температуре в течение 20-27 часов. Количество выливаемой композиции зависит от требуемой толщины пленки. В результате образуется однородная пленка без запаха, с высокими деформационно-прочностными характеристиками. Составы композиций приведены в табл. 1, свойства отверждённых пленок - в табл. 2.
Толщину пленок определяли на толщиномере марки CHY-C2 фирмы Labthink, прочность и растяжение биополимерных пленок в МПа (Н/мм2) определяли в соответствии с ГОСТ-ом 17035-86 и ASTM с использованием испытательной машины 50ST фирмы Tinius Olsn. Оценка биоразложения пленок и его влияния на рост растений была проведена в почвенной среде.
Свежеприготовленные пленки были полностью биоразлагаемы за 5-6 суток. После трехмесячного хранения пленка разлагается за 5-30 суток, после полугода - за 20-50 суток. Биоразлагаемая пленка обладает деформационно-прочностными характеристиками на уровне известных пленок данного ряда. При использовании данной пленки как подложки для проращивания семян, кроме основной функции данной пленки (сохранения семенного фонда) она также позволяет при разложении обогащать почву питательными веществами, что способствует росту и развитию растений. Также данную пленку возможно использовать для изготовления биоразлагаемых упаковочных материалов в кулинарии.
Примеры соотношения компонентов для получения биоразлагаемой пленки приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||||||||||
Компоненты | Содержание, % масс. | |||||||||||
Прототип | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
Желатин | 4,8 | 4,2 | 8,5 | 4,5 | 6,7 | 3,5 | 6,9 | 7,7 | 0 | 8,7 | 6,2 | 5,9 |
Крахмал | 0 | 0 | 0 | 2,7 | 0 | 4,0 | 0 | 0 | 6,9 | 0 | 0 | 0 |
Сшивающий агент, в качестве которого использован фермент трансглютаминаза | 0,5 | 0,2 | 5,9 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 2,6 | 0,9 | 0,6 | 1,9 | 0,7 | 0,4 |
Продукт переработки пивной дробины, содержание белка указано в скобках (масс. %) | 0 | 5,0 (52) | 40,0 (57) | 3,0 (65) | 15,0 (62) | 20,0 (55) | 5,0 (52) | 30,0 (62) | 5,0 (55) | 65,0 (52) | 35,0 (57) | 17,0 (65) |
Пластификатор (глицерин) | 0 | 12,0 | 13,7 | 14,3 | 11,2 | 14,0 | 10,7 | 12,8 | 13,2 | 14,6 | 12,0 | 12,0 |
Загуститель (альгинат натрия) |
0 | 0 | 0 | 3,5 | 0 | 0 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0,7 | 2,0 |
Бактерицидная добавка (микропорошек меди) |
0 | 0 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 2,0 | 1,0 | 0 | 0 | 0,5 | 0 |
Добавка против слипания пленки (тальк) |
0 | 0 | 0,5 | 0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Антистатическая добавка (глицеринмоностеарат) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,05 | 0 | 0 | 0,1 | 0 | 0 |
Смазка (воск) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0,05 | 0 | 0 | 0 | 0,1 | 0 | 0 | 0 |
Активатор роста растений (коммерческий продукт PiX™) |
0 | 0 | 2,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0 | 0,3 | 1,0 |
Пестицид (коммерческий продукт Regent™) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2,5 | 0 | 2,0 | 0 | 0 | 0 |
Природный органический наполнитель (полова пшеницы) |
0 | 0 | 0 | 20,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5,0 | 0 | 0 | 0 |
Неорганический наполнитель (каолин) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15,0 | 0 | 5,0 | 0 | 0 | 0 |
Пигмент (диоксид титана) |
0 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15,0 | 0 | 0 | 0 |
Вода | остальное |
Были изготовлены образцы биоразлагаемой пленки и с другими сочетаниями компонентов, свойства, которых не отличались от свойств пленок, составы которых приведены в таблице 1.
Свойства отвержденных пленок указаны в Таблице 2.
Таблица 2 | ||||||||||||
Физико-механические характеристики пленки | Значения для составов | |||||||||||
Прототип | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
Толщина, мкм | 112,3 | 102,9 | 126,7 | 107,3 | 132,1 | 105,9 | 114,5 | 121,3 | 124,3 | 114,2 | 131,0 | 119,7 |
Прочность, МПа | 26,2 | 32,7 | 39,2 | 27,2 | 30,4 | 37,4 | 29,1 | 36,2 | 31,1 | 45,0 | 41,2 | 44,8 |
Растяжение, % | 167,4 | 198,8 | 289,7 | 169,1 | 255,9 | 289,9 | 171,3 | 194,5 | 174,2 | 284,7 | 234,7 | 280,1 |
Биоразлагаемость в почве (пленка, использованная непосредственно после получения), сутки | 7 | 7 | 6 | 6 | 7 | 7 | 8 | 6 | 8 | 5 | 5 | 7 |
Биоразлагаемость в почве (пленка, использованная через 6 месяцев хранения), сутки | 17 | 9 | 6 | 8 | 12 | 7 | 11 | 7 | 12 | 6 | 7 | 11 |
Из Таблицы 2 видно, что биоразлагаемая пленка, содержащая продукт переработки пивной дробины характеризуется по сравнению с прототипом более высокими деформационно-прочностными характеристиками: большей прочностью и эластичностью, а также повышенной биоразлагаемостью. Последнее приобретает повышенную важность в аспекте использования пленки в сельском хозяйстве в связи с необходимостью разрушения пленки под действием развивающейся корневой системы растений.
Для анализа эффективности использования продукта переработки пивной дробины для питания растений в фитотроне был выращен базилик овощной фиолетовый ООО «Агорфермы Аэлита». В почвогрунте марки «Почвогрунт Кева для Овощей» ООО «Гера» (рН 5,5-7,0) каждой емкости, взятом в количестве 200 г, на глубине 10 мм были размещены образцы разработанной пленки размером 65×65 мм с равномерно распределенными по ним семенами, которые были присыпаны сверху увлажненным почвогрунтом. Семена проращивали в фитотроне при температуре 20±2°С и естественном освещении, поддерживая почвогрунт во влажном состоянии.
Всхожесть семян определяли через 10 дней после высева. Всхожесть семян, которую определяют как процентное отношение числа проросших семян к общему числу посеянных семян. Влияние количества продукта переработки пивной дробины в пленке на всхожесть семян показана в Таблице 3.
Таблица 3 | |||||||
Физико-механические характеристики пленки | Значения для составов | ||||||
Без подложки | Прототип | 1 | 4 | 5 | 7 | 9 | |
Всхожесть, % | 63 | 19 | 69 | 84 | 91 | 92 | 94 |
Эксперименты, данные по которым приведены в Таблице 3, показали, что увеличение количества продукта переработки дробины в пленке-подложке приводит к получению большей урожайности (большему количеству всходов) базилика овощного фиолетового.
Через 60 дней после высева (полный цикл вегетации) растения извлекали из почвы для определения параметров их развития. Влияние количества продукта переработки пивной дробины в пленке на показатели развития растений показано в Таблице 4.
Таблица 4 | |||||||
Физико-механические характеристики пленки | Значения для составов | ||||||
Без подложки | Прототип | 1 | 4 | 5 | 7 | 9 | |
Высота надземной части, см | 9,0 | 4,0 | 13,9 | 16,7 | 17,7 | 18,9 | 21,1 |
Длина корня, см | 5,1 | 2,4 | 6,2 | 7,3 | 8,2 | 8,7 | 9,1 |
Масса зеленого растения, г | 1,0 | 0,3 | 1,2 | 2,5 | 1,8 | 2,3 | 2,7 |
Эксперименты показали, что увеличение количества продукта переработки дробины в пленке-подложке приводит к более активному росту и развитию как корневой системы, так и зеленой части растения, в том числе и формированию более широких листьев.
Заявляемые полимерные биоразлагаемые пленки могут найти применение, например, в фармацевтике в качестве оберточной упаковки лекарств или в медицине для получения клеенок, применяемых для подстилания на постели больных с пролежнями. В пищевой промышленности возможно использовать пленки в качестве оберточной упаковки пищевых продуктов или изготовления салфеток-подстилок под пищевые продукты. В косметической промышленности - для упаковки косметических продуктов, таких как мыло, а также в качестве пластырей-накладок для улучшения кожных покровов. В ветеринарии подобные пленки возможно использовать для обертывания лекарственных и пищевых продуктов для животных, а также разлагаемых лекарственных капсул. В сельском хозяйстве - в качестве укрывных пленок и подложек для проращивания семян.
Claims (25)
1. Водная композиция для получения полимерной биоразлагаемой пленки, включающая желатин или крахмал, или их смесь, пластификатор, сшивающий агент, продукт переработки пивной дробины, полученный из термообработанного ячменного солода с содержанием белка не менее 50 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве сшивающего агента используют фермент трансглютаминазы, глутаровый альдегид, карбоновые кислоты, генипин, имиды (1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимид и N-гидроксисукцинимид.
3. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве продукта переработки пивной дробины используют порошок из термообработанного ячменного солода, представляющий собой белковый концентрат, полученный из пивной дробины с влажностью не более 7%, содержанием белка не менее 50,0 мас.%, жиров – не более 12,0; клетчатки – не более 6,0; золы – менее 7,0, при этом содержание аминокислот составляет не менее 40,0.
4. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что в качестве пластификатора используют глицерин, многоатомные спирты, включая полиэтиленгликоль, молочную кислоту.
5. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит добавки для улучшения физико-механических свойств пленки и/или загуститель, и/или добавки, влияющие на рост растений, и/или добавки, влияющие на скорость разложения пленки в количестве до 20 мас.%.
6. Композиция по п. 5, характеризующаяся тем, что в качестве добавок для улучшения физико-механических свойств используют добавку для улучшения скольжения пленки, добавку против слипания пленки.
7. Композиция по п. 6, характеризующаяся тем, что в качестве добавки против слипания пленки используют слюду, и/или силикат кальция (волластонит), и/или каолин, и/или кварц, и/или тальк.
8. Композиция по п. 5, характеризующаяся тем, что в качестве загустителя используют альгинат натрия, агар-агар, ксантан, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу.
9. Композиция по п. 5, характеризующаяся тем, что в качестве добавки, влияющей на рост растений, используют бактерицидную добавку, и/или активатор роста растений, и/или пестициды.
10. Композиция по п. 9, характеризующаяся тем, что в качестве активатора роста растений используют вещества класса ауксинов, янтарную кислоту, арилалканкарбоновую и/или арилоксиалканкарбоновую кислоту, азот, калий и фосфор.
11. Композиция по п. 10, характеризующаяся тем, что в качестве арилалканкарбоновых и арилоксиалканкарбоновых кислот используют фенилуксусную, 1-нафтилуксусную, 2-нафтоксиуксусную, 4-хлорфеноксиуксусную, 2,4-дихлорфеноксиуксусную, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусную, 3-индолилуксусную, 3-индолилпропионовую, 3-индолилмасляную кислоты.
12. Композиция по п. 10, характеризующаяся тем, что в качестве вещества класса ауксинов используют индолил-3-уксусную кислоту, индолил-3-масляную кислоту.
13. Композиция по п. 9, характеризующаяся тем, что в качестве активатора роста растений используют продукты, содержащие вещества, выбранные из группы, включающей этефон, мепикват, тидиазурон, цикланилид и гидразид малеиновой кислоты.
14. Композиция по п. 9, характеризующаяся тем, что в качестве пестицида используют хлорникотинил или имидаклоприд, акарициды, альгициды, антифеданты, авициды, бактерициды, репелленты для птиц, хемостериланты, гербицидные антидоты, аттрактанты насекомых, репелленты насекомых, инсектициды, репелленты для млекопитающих, спаривание разрушители, моллюскициды, нематоциды, активаторы растений, регуляторы роста растений, родентициды, синергисты, вирулициды и фунгициды.
15. Композиция по п. 14, характеризующаяся тем, что в качестве инсектицидов используют тиодан, диазинон и малатион.
16. Композиция по п. 14, характеризующаяся тем, что в качестве пестицида используют продукты, содержащие вещества, выбранные из группы, включающей имидаклоприд, фипронил, хлорпирифос, тиаметоксам, лямбда-цигалотрин, дельтаметрин.
17. Композиция по п. 14, характеризующаяся тем, что в качестве фунгицида используют продукты, содержащие вещества, выбранные из группы, включающей азоксистробин, тебуконазол, эпоксиконазол, манкоцеб, трифлоксистробин, металаксил.
18. Композиция по п. 14, характеризующаяся тем, что в качестве гербицида используют продукты, содержащие вещества, выбранные из группы, включающей глифосат, паракват, ацетохлор, пендиметалин, метолахлор и феноксапроп.
19. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один наполнитель органический и/или по меньшей мере один неорганический наполнитель в количестве до 20 мас.%.
20. Композиция по п. 19, характеризующаяся тем, что в качестве органического наполнителя используют материалы природного происхождения с высокой удельной площадью поверхности и имеет дисперсность менее 300 мкм в количестве 10-20 мас.%.
21. Композиция по п. 20, характеризующаяся тем, что в качестве материалов природного происхождения используют навоз, отходы лесоперерабатывающей промышленности (опилки), листья, лигноцеллюлозный наполнитель, отходы технологического производства переработки какао-бобов - какаовеллу.
22. Композиция по п. 21, характеризующаяся тем, что в качестве лигноцеллюлозного наполнителя используют материалы природного происхождения с высокой удельной площадью поверхности, на основе целлюлозы или лигноцеллюлозы, не представляющие пищевой и кормовой ценности, такие как костра льна, лузга подсолнечника или риса, полова пшеницы, солома; костры льняной, лигносульфоната натрия, листвы.
23. Композиция по п. 19, характеризующаяся тем, что в качестве неорганического наполнителя используют наноглину, слюду, волластонит и другие известные неорганические наполнители.
24. Композиция по п. 1, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит пигмент, в качестве которого используют TiO2, охру, сажу.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782373C1 true RU2782373C1 (ru) | 2022-10-26 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012078021A1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-06-14 | Universiti Sains Malaysia | Biodegradable plastic based on fruit waste powder mixture |
RU2669865C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на её основе |
RU2693776C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Состав для получения биоразлагаемой полимерной пленки на основе природных материалов |
RU2730134C1 (ru) * | 2020-04-02 | 2020-08-18 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоВи" (ООО "БиоВи") | Белковый продукт из пивной дробины и способ его получения |
WO2021220283A1 (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Bioplasmar Ltd. | Compositions for biodegradable plant pots |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012078021A1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-06-14 | Universiti Sains Malaysia | Biodegradable plastic based on fruit waste powder mixture |
RU2669865C1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" | Композиция для получения биоразлагаемого полимерного материала и биоразлагаемый полимерный материал на её основе |
RU2693776C1 (ru) * | 2018-09-24 | 2019-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Состав для получения биоразлагаемой полимерной пленки на основе природных материалов |
RU2730134C1 (ru) * | 2020-04-02 | 2020-08-18 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоВи" (ООО "БиоВи") | Белковый продукт из пивной дробины и способ его получения |
WO2021220283A1 (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Bioplasmar Ltd. | Compositions for biodegradable plant pots |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ji-Hyeon Lee et al., Preparation and characterization of brewers spent grain protein-chitosan composite films / J Food Sci Technol, 2015, pp.7549-7555. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10021824B2 (en) | Superabsorbent polymer seed coatings and associated methods | |
US20070280981A1 (en) | Adherent biologically active ingredient carrier granule | |
EP0652707B1 (en) | Method for seed encrusting | |
CN102316715B (zh) | 使用种子包衣中的巴氏杆菌孢子防治线虫的材料和方法 | |
RU2113794C1 (ru) | Способ получения микробного пестицида с биополимерным покрытием, микробный пестицид с биополимерным покрытием, способ получения микробного пестицида плавучего типа | |
US5741521A (en) | Biodegradable controlled release amylaceous material matrix | |
WO2008132179A2 (de) | Wirkstoffzusammensetzungen für den pflanzenschutz | |
CN103964975B (zh) | 一种酸性稻田土壤调理剂及其使用方法 | |
JPH03501844A (ja) | 生物防除剤のデンプン包蔵 | |
US20080187981A1 (en) | Thermo-stable bio-matrix | |
US20140100111A1 (en) | Seed Coating Hydrogels | |
WO2012102703A1 (en) | Dispersible adhesive granules | |
TW201431489A (zh) | 微生物肥料顆粒 | |
AU2020220068A1 (en) | Agricultural composition | |
US5516520A (en) | Controlled-release pesticides and methods for preparation and use thereof | |
JPH05500943A (ja) | バイオコントロール剤の付着性自動カプセル化スプレー処方物 | |
AU2018101439A4 (en) | Special film-coated controlled release pesticide for peanut and preparation process thereof | |
RU2782373C1 (ru) | Композиция для получения полимерной биоразлагаемой пленки | |
Dingley et al. | Application of superabsorbent natural polymers in agriculture | |
CN113993380B (zh) | 包含外源性激发子和内源性激发子的植物活力剂、及其使用 | |
AU2001284561A2 (en) | A release composition and method of preparation | |
KR101174501B1 (ko) | 친환경 기능성 원예용 포트 | |
RU2737425C1 (ru) | Мульчирующая биоразлагаемая полимерная пленка и способ ее получения (варианты) | |
US8969250B2 (en) | Dispersible adhesive granules | |
CN113651648A (zh) | 一种生物有机肥及其制备方法 |