来自于可再生资源的制品制造技术

技术编号:7608143 阅读:232 留言:0更新日期:2012-07-22 16:35
本发明专利技术提供制品,例如模制容器,膜或者片材,其包含聚交酯基复合材料。该复合材料可以包含可再生资源来源的聚交酯基聚合物基质,天然来源的纤维增强材料,纳米粘土,天然油,脂肪酸,蜡,或者蜡状酯,和任选地抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自于可再生资源的制品交叉引用的相关申请本申请要求2009年8月27日申请的美国临时申请系列No. 61/237385和2009年11月23日申请的美国临时申请系列No. 61Λ63533的优选权,其公开内容在此以全文引入作为参考。专利
和背景本专利技术涉及由可再生资源形成的模制容器,膜,片材和其他制品。许多年以来由可再生资源生产塑料已经成为一个日益引人关注的领域。一种特别令人感兴趣的领域涉及到聚酯的生产,该聚酯可以由乳酸基单体的聚合来形成。具体的,交酯的开环聚合已经显示出用于生产聚合物材料的潜能。乳酸基材料经常是特别令人感兴趣的原料,其能够来源于可再生的农业资源例如玉米,植物淀粉和甘蔗。已经采用了不同的方案来尝试获得具有期望的产品特性的交酯基聚合物材料。例如 US 专利 No. 5744516,US 专利 No. 6150438,US 专利 No. 6756428 和 US 专利 No. 6869985 公开不同的交酯基聚合物和形成该交酯基聚合物的方法。虽然已经在所述的领域,特别是在形成适于多种应用的交酯基材料的领域中进行了改进,但是仍然存在着改进的空间。例如,除了需要改进产物的强度和其他物理特性、气体扩散/渗透性、美学特性等之外,本领域还持续需要形成更经济友好的产品例如完全由或者用可再生资源形成的产品。
技术实现思路
本专利技术提供制品,例如模制容器、膜或者片材,其包含可再生资源来源的聚交酯基复合材料。该复合材料可以包含可再生资源来源的聚交酯基聚合物基质,天然来源的纤维增强材料,纳米粘土及其衍生物,天然油,脂肪酸,蜡,或者蜡状酯,和任选的抑制剂。具体实施例方式本专利技术在下面更充分的进行描述。但是,本专利技术可以体现为许多不同的形式,并且不应当解释为对此处所示的实施方案的限制。而是提供了这些实施方案,以使得本专利技术会是透彻和全面的,并且将本专利技术的范围全面的传达给本领域技术人员。此处所用的术语目的仅仅是说明具体的实施方案,并非打算限制本专利技术。作为此处使用的,单数形式“一个”、“一种”和“该”还打算包括复数形式,除非上下文另有明确指示。还将理解当在本申请文件中使用时,术语“包含”和/或“包括”表示存在着所述的特征,整数,步骤,操作,元件和/或部件,但是不排除还存在着或者加入一种或多种其他的特征,整数,步骤,操作,元件,部件和/或其组。作为此处使用的,术语“和/或”包括一种或多种相关的所列项目的任意的和全部的组合。除非另有定义,此处所用的全部术语(包括技术和科学术语)具有本专利技术所属领域的技术人员通常所理解的相同的含义。另外还将理解术语例如常规使用的词典中所定义的这些术语,应当解释为具有与它们在相关领域的上下文中一致的含义,而不会被解释为理想化的或者过分正式的含义,除非此处有明确的这样的定义。此外,此处所引用的任何专利参考文献由此全文引入作为参考。如上所述,提供了复合材料可再生资源来源的聚合物材料,并且可以包括交酯基聚合物基质,并且一种实施方案来源于可再生资源。为本公开目的,术语“交酯基聚合物”目的是与术语聚交酯、聚乳酸(PLA)和聚交酯聚合物同义的,并且目的是包括任何聚合物,其是通过交酯单体的开环聚合来形成的,该交酯单体是单独的(即,均聚物)或者与其他单体的混合物或者共聚物。该术语目的还是包括成分单体的任何不同的结构和排列(例如间规立构,全同立构等)。该交酯基聚合物可以或者可以不来源于可再生资源。除了与多种天然纤维组合的聚合物基质之外,此处所公开的聚合物复合材料可以包括任何的多种环境友好的有益试剂例如诸如抗氧化剂,抗菌剂(anti-microbialagent),抗真菌剂等,其能够为产品提供期望的特性。在一种实施方案中,有益试剂还可以来源于可再生资源。例如,聚合物复合材料可以包括一种或多种抑制剂,其能够提供形成的聚合物结构,该结构具有提高的防止或者限制损坏性因素进入、通过或者穿过最终产品的能力。在一种具体的实施方案中,聚合物复合材料全部的成分例如聚合物、纤维和任何添加剂可以组合和加工来形成珠或者球粒形式的共混交酯聚合物树脂。因此,该预形成的树脂球粒能够容易的用于产品制作方法中的加工。同样,产品形成方法不仅会是低成本的,低能量形成方法,而且还可以是相对简单的。示例性方法包括注坯吹塑,挤出吹塑,拉伸吹塑和熔融加工(例如成膜)。通常,交酯基聚合物基质可以来源于乳酸。乳酸是通过农业产品例如乳清(whey),玉米淀粉,马铃薯,糖蜜等的工业发酵来生产的。当形成交酯基聚合物时,交酯单体可以首先通过乳酸低聚物的解聚合来形成。过去,交酯的生产是缓慢的昂贵的方法,但是本领域的新发展已经能够以合理的成本来生产高纯交酯。例如W007/047999A1和US专利No. 5539081中所述。一种实施方案的形成方法可以包括通过交酯单体的开环聚合来形成交酯基聚合物。在其他实施方案中,可以使用市售的聚合物例如下面的示例性的这些。在一种实施方案中,该复合材料的交酯基聚合物基质可以包括仅仅由交酯单体聚合所形成的均聚物。例如,交酯单体可以在合适的聚合催化剂存在下,通常在高热和压力条件下聚合,如本领域通常已知的那样。通常,催化剂可以是任何化合物或者组合物,其已知的是用于催化交酯的聚合。这样的催化剂是公知的,并且包括烷基锂盐等,辛酸亚锡,异丙氧化铝,和某些稀土金属化合物,如美国专利No. 5028667所述,其在此引入作为参考。催化剂的具体用量通常可以根据材料的催化活性以及加工温度和期望的聚合速率来变化。典型的催化剂浓度包括交酯催化剂的摩尔比为大约10 1到大约100,000 :1,和在一种实施方案中是大约2000 1-大约10000 :1。根据一种示例性的方法,催化剂可以分布在起始的交酯单体材料中。如果是固体,则该催化剂可以具有相对小的粒度。在一种实施方案中,催化剂可以作为惰性溶剂中的稀溶液加入到单体溶液中,由此促进催化剂的处理和它在整个单体溶液中的均勻混合。在其中催化剂是毒性材料的这些实施方案中,所述方法还可以包括在聚合反应之后,从混合物中除去催化剂的步骤,例如一种或多种浸出步骤。在一种实施方案中,聚合方法可以在高温下,例如大约950°C -大约1200°C,或者在一种实施方案中是大约1100°C -大约1700°C,和在另外一种实施方案中是大约1400°C -大约1600°C下进行。该温度通常可以选择来获得对于所用的具体催化剂来说合理的聚合速率,同时将温度保持的足够低,来避免聚合物分解。在一种实施方案中,聚合可以在高压下进行,如本领域公知的那样。该方法典型的进行大约1-大约72小时,例如大约1-大约4小时。市售来源的聚交酯均聚物也可以用于形成所公开的聚合物复合材料。例如,在所公开的方法中可以使用聚(L-乳酸),其获自Polysciences, Inc.,Natureworks, LLC,Cargill, Inc. , Mitsui (日本),Shimadzu(日本),或者 Chronopol0交酯基聚合物基质可以包括由交酯单体或者低聚物形成的聚合物以及一种或多种其他聚合物材料。例如在一种实施方案中,交酯可以与一种或多种来源于可再生资源的其他单体或者低聚物共聚,来形成交酯基共聚物,其能够混入到聚合物复合材料中。根据这样一种实施方案,该共聚物的第二单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:DH罗伯茨JD冈格米YT金
申请(专利权)人:克莱姆森大学研究基金会
类型:发明
国别省市:

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