Новый композиционный наполнитель для полипропилена запатентован в России

Производство изделий из полипропилена, начиная от бытовой тары до строительных материалов, постоянно требует улучшения характеристик готовых продуктов и оптимизации затрат. Традиционно для модификации свойств полимера используются наполнители на основе мела или талька. Однако эти компоненты требуют добычи и сложной обработки, а их взаимодействие с полипропиленом не всегда дает оптимальный результат.

Российский ученый Роман Медведев разработал и запатентовал новый композиционный наполнитель на основе фосфогипса. По мнению разработчика, изобретение решает эти задачи, одновременно способствуя утилизации промышленных отходов, а также позволяет создавать компаунды с улучшенными физико-механическими свойствами и упрощенной технологией производства.

«При производстве полимерных изделий производители часто используют меловые добавки, которые удешевляют продукцию и выполняют технологические функции. Но, к сожалению, качество мела очень разное, и также он вредит шнеку. Поэтому мной начиная с 2019 года ведутся интенсивные работы по замене мелового наполнителя на фосфогипс. Это белый наполнитель, который является отходом отечественных производств минеральных удобрений; и поэтому его стоимость равна нулю. Вдобавок фосфогипс мягче мела, и, как следствие, гораздо меньший износ шнека происходит. Поэтому использование фосфогипса в качестве наполнителя с успехом может применяться как дешевый, качественный наполнитель белого цвета для полимеров, что подтверждено патентами», — объяснил разработку Роман Медведев.

В отличие от аналогов на основе мела, новый наполнитель использует в качестве основы фосфогипс — многотоннажный побочный продукт производства фосфорной кислоты и минеральных удобрений. Это не только снижает себестоимость материала, но и способствует решению важной экологической задачи по переработке промышленных отходов.

Ключевая особенность разработки — точно подобранный состав, обеспечивающий отличную совместимость с полипропиленом и синергетический эффект.

Суть изобретения заключается в следующем. Композиционный наполнитель включает следующие компоненты при указанном соотношении (мас. %): фосфогипс: 70–83%, смазка LB00TY: 2–3%, компатибилизатор ICEBOND 6000: 0,5–1,5% и полипропилен марки PP 8440R: остальное.

Для получения компаунда фосфогипс предварительно прокаливают при температуре 500–600 °С, после чего все компоненты смешивают и гранулируют на стандартном оборудовании.

Существует также модификация состава с добавлением графита (35–40%). Это придает конечному изделию антистатические свойства, что критически важно при производстве тары для взрывоопасных веществ (например, аммиачной селитры).

Ключевые преимущества нового композиционного наполнителя, по данным разработчика, — это улучшенные характеристики (изделия, полученные с использованием нового наполнителя, демонстрируют более высокий предел прочности на разрыв и относительное удлинение по сравнению с аналогами на основе мела), экономия ресурсов (снижается нагрузка на двигатели экструдеров и давление в системе, что уменьшает износ оборудования и энергозатраты), экологичность (технология позволяет утилизировать отходы производства фосфорной кислоты, превращая их в ценный ресурс), а также доступность, так как использование отходов и стандартных компонентов делает производство более дешевым по сравнению с использованием химически осажденного мела.

Патенты, автором которых является Роман Медведев, на композиционный наполнитель для полипропилена RU2025106700A и RU2853719C1 зарегистрированы в Государственном реестре изобретений 25.12.202.

Редакция Plastinfo рекомендует социальные страницы Р. П. Медведева, где он научно-популярно рассказывает об истории науки, о своих уникальных научных экспонатах, о полимерных технологиях.