含结构被破坏淀粉的聚合物基混合组合物制造技术

一种热塑性聚合物组合物包括：ａ）结构被破坏淀粉，和ｂ）至少一种从下组中选出的聚合物，该组由含有叔氨基基团和／或其盐和／或季胺基团的聚合物组成；所述聚合物的使用量为能有效地改进所述制品的物理性能的量。该组合物可以进一步含有通用添加剂以及疏水的、基本上不溶于水的聚合物。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合物组合物，它能通过加热和加压成型为具有一定尺寸稳定性并有较好的物理性能的制品，本专利技术还涉及对于制备这种组合物有用的预混合物。这种组合物及预混合物包括结构被破坏淀粉及下面将要介绍的其他聚合物。天然淀粉存在于植物产品中，它们含有一定量的水份，在一封闭空间内通过升温升压使其能形成熔化物这已成为公知。在注模机或挤出里很容易进行上述工艺。将淀粉通过加料斗送入到一个旋转的往复式螺杆上，加入的材料将沿螺杆向端部移动。在此过程中，通过围绕在筒体外部的加热器及螺杆的剪切作用提高其温度。颗粒状的进入物自进料段至压缩段逐渐熔化。然后进入计量段，进行均化作用，然后至螺杆未端。未端的熔化物可通过注模、挤出或其他公知的处理热塑性熔化物的技术进一步处理，以获得成型制品。在欧州专利申请号84300940.8(公开号为118240)(它也作为本专利技术公开的一部分)中描述的这种处理能产生结构基本上被破坏的淀粉。按上述专利的描述，原因是淀粉被加热到高于玻璃化转变温度及其组分的熔化温度。结果，发生淀粉颗粒的熔化及其结构的无序化，最终可获得结构基本上被破坏的淀粉。所说的“结构被破坏淀粉”定义为由这种热塑性熔化物形成方法得到的淀粉。还可以参考欧州专利申请号88810445.1(公开号298，920)、88810548.3(公开号304，401)、及89810046.6(公开号326，517)，它们进一步描述了结构被破坏淀粉、其制作方法及用途。这些申请也被引用于此，作为本专利技术公开的一部分。在本专利技术中使用的结构被破坏淀粉最好是被加热到足够高的温度、并维持足够长的时间，以使由“差示扫描量热法”(DSC)所作的特殊的吸热转化分析中恰好在氧化及热降解发生之前显示出的一个特定较窄的波峰已经消失。这在上述欧州专利申请89810046.6(公开号326517)中有记载。结构被破坏淀粉对许多应用场合是一种新的有用的材料。它的一个重要特性是可生物降解性。但是在湿空气中，它能吸收空气中的水份从而增加其水含量。结果，这将使由结构被破坏淀粉制成的成型制品在这种条件下丧失其尺寸稳定性。而在相反环境下，这种制品可能由于失水而变得干燥易裂。热塑性淀粉具有其独特的性能，因而非常有用，但是在希望使用更软、更有弹性或更硬及更坚韧的聚合物的场合中，其应用可能受到限制。上述热塑性淀粉能被挤出或模压为许多有用的形状和外形，但对工艺参数如水含量、温度及压力一般是严格要求的，如果生产能再现质量的产品，上述参数必须被控制在很窄的范围内。这对许多应用又是一个缺点。克服这些潜在的限制，对于增加在大温度范围环境下尺寸稳定性;增加其韧性(由断裂能量测定);增加弹性(由伸长测定);降低聚合物刚性(由杨氏模量测定);及增加硬度都是有益的。增大工艺的宽容度将增加形状变化种类及组合物品种，降低对严格控制的要求。因此，它也对改善熔体强度控制是有用的，例如增加挤出、注模、吹膜、或纤维拉伸工艺的宽容度，并且对于控制表面粘着性及粘附其他基质的性能也是有益的。传统的热塑性物质是疏水的、基本上不溶于水的聚合物，通常在无水及挥发物的情况下加工这类聚合物。与此相反，淀粉在有水时形成熔化物，但升温例如约240℃时会分解。因此，通常认为淀粉熔化物不能作为热塑性组分与疏水的、基本上不溶于水的聚合材料共同使用。这不仅因为淀粉如上述那样在有水时形成熔化物，而且还因为其化学结构及亲水性。现在已发现，如上所述那样，当淀粉在一个封闭空间内，适当温度及湿度条件下被加热，以形成结构被破坏淀粉的熔化物时，在处理过程中它与由基本上不溶于水的疏水热塑性聚合物形成的熔化物是相容的，并且这两种熔化物显示出有益的特性结合，特别是在熔化物已经固化时。一个非常重要的方面是这种结构被破坏淀粉与疏水热塑性材料混合后显示出令人惊奇的改进的尺寸稳定性。这种聚合物组合物记载于待审查的欧洲专利申请89810078.9(公开号327，505)中，在此也引用该文献作为本专利技术公开的一部分。尽管由上述这种组合物制作的制品较之那些仅由结构被破坏淀粉制作的制品具有更好的尺寸稳定性，但这里所述的组合物的物理性能还不能满足某些最后应用的需要。特别是，由结构被破坏淀粉组合物制成的制品能保持其足够的强度和尺寸稳定性，以呈现其所希望的功能，而在处理后仍是可生物降解的。现在发现，由上述结构被破坏淀粉与所述特殊的疏水热塑性材料制成的制品在下述方面显示出令人惊奇的提高一在所有或部分物理性能方面以及其熔化物在克服前述限制的性能方面。此外，令人惊奇的发现，上述许多混合物与非混合的结构被破坏淀粉相比，明显也改善了在潮湿空气中的尺寸稳定性，同时在与水汽中的水接触时，还保持有高度的分解性，其结果导致高度的可生物降解性。已经发现，为取得这种特性，应使聚合物组合物包括a)结构被破坏淀粉，b)至少一种从下列组中选出的聚合物，该组由含有叔氨基基团和/或其盐和/或季胺基团的聚合物组成(在此称为“组分b)”)，以及还可包括c)，一种与“组分b)”不同的基本上不溶于水的聚合物。一方面，本专利技术涉及一种由结构被破坏淀粉与组分b)组成的组合物，这种组合物本身有益于制作成型制品，但它主要用于作为与基本上不溶于水的聚合物结合的预混合物。第二方面，本专利技术包括由结构被破坏淀粉、组分b)，和至少一种基本上不溶于水的聚合物(组分c))构成的三元组合物。组合物可以是各种组分的粉末混合物，熔化物或固态形式。本专利技术还包括制造和使用上述组合物及成型制品的方法。本专利技术第一方面中的组合物包括a)结构被破坏的淀粉，和b)至少一种从下列组中选出的聚合物，该组由含有叔氨基基团和/或其盐和/或季胺基团的聚合物组成。上述聚合物组合物还可以进一步含有添加剂。特别要指出的是，本专利技术第一方面是一种能形成具有尺寸稳定性的制品的聚合物组合物，它包括a)结构被破坏淀粉，和b)至少一种从下列组中选出的聚合物，该组由含有叔氨基基团和/或其盐和/或季胺基团的聚合物组成;所述聚合物的使用量能有效地增进所述制品的物理性能(在此该使用量往往被称为组分b)的“有效量”)。此聚合物组合物最好再包含至少一种组分c)c)一种基本上不溶于水且不在组分b)定义范围内的热塑性聚合物。本专利技术包括各种组分的粉末混合物形式、熔化物形式或固体形式的聚合物组合物。在此选用的组分b)是能与淀粉基本上相容的并能促进组分c)与组分b)和淀粉的混合物的相容性。本专利技术进一步涉及生产熔化或固体形式的上述聚合物组合物的方法，以及由上述组合物制作成型制品的方法及由上述方法制成的成型制品。本专利技术的聚合物组合物由掺和结构被破坏淀粉、组分b)，还可以有组分c)和任何进一步的添加剂来制备。然后将混合物放到封闭空间内加热直到获得均匀熔化物并且能由其制成成型制品为止。生产本专利技术聚合物组合物的另一方法包括在一封闭空间内升温升压，在使其结构被破坏条件下加热淀粉，直至淀粉的结构被破坏并形成熔化物;在淀粉结构被破坏期间或之前或之后，加入组分b)及其他聚合物和/或添加剂;连续加热混合物直到获得均匀的熔化物。最好使组分b)，如果希望的话使组分c)及其他添加剂与淀粉结合，并且结合物形成熔化物。在此结合物中，淀粉可能已经全部或部分地被破坏结构，或者结构破坏发生在熔化物形成中。本专利技术进一步涉及在控制水含量、温度和压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能被成型为具有一定尺寸稳定性的成型制品的组合物包括：ａ）结构被破坏的淀粉，和ｂ）至少一种从下列组中选出的聚合物，该组由含有叔氨基基团和／或其盐和／或季铵基团的聚合物组成；所述聚合物的使用量为能有效地增进所述制品的物理性能的量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雅各西尔比格，让皮埃尔萨凯托，戴维约翰伦茨，
申请(专利权)人：沃纳兰伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]