含有破环淀粉的聚合物基共混组合物制造技术

一种热塑性聚合物组合物，该组合物包括ａ）破坏淀粉，和ｂ）至少一种聚合物，它不含有羟基，并选自含有至少两种类型的官能团与同一分子相连结，其中一种官能团是羧酸酯的聚合物，以有效量存在的所述聚合物以增强所述制品的物理性质。组合物可含有其它的通用添加剂，以及疏水的基本上不溶水的聚合物。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过加热和加压能形成具有尺寸稳定性并增强了制品物理性能的聚合物组合物。本专利技术也涉及用于制备这些组合物的预混物，这些组合物和预混物都包含如文中所述的破坏淀粉和其它聚合物。众所周知，存在于植物产品中的天然淀粉并含有一定量的水，它能在一个密闭容积内在高温和高压下处理而形成熔体。这一过程在注塑机或挤出机中很方便地进行。通过进料斗将淀粉装到旋转的往复螺杆中，物料沿着螺杆移向末端，这一过程中，螺杆温度依靠机筒外围的外部加热器和螺杆的剪切作用来升温。开始为进料区并延续到压缩区，颗粒料逐渐熔融，然后通过计量区(在此发生均匀熔融)转送到螺杆的终端。在螺杆末端的熔融物料可通过注塑或挤塑或任何其它已知的处理热塑性熔融物的技术进行进一步处理，得到成型制品。这种处理已在欧洲专利申请号84300940.8(公开号118240)中进行描述(此引证的专利作为参考)，产生一种基本上破坏的淀粉，正如上述专利中所述，其理由在于淀粉是在其组分的玻璃化转变温度和熔融温度以上进行加热的，其结果，淀粉颗粒的分子结构发生熔融和无序，以致于获到基本上破坏的淀粉。“破坏的淀粉”定义为通过上述热塑性熔融生成而制得的淀粉。也参考欧洲专利申请号88810455.1(公开号298920)，88810548.3(公开号304401)和898100466(公开号326517)，在这些专利中进一步叙述了破坏的淀粉，制造破坏淀粉的方法及其应用。此处引证这些专利申请作为参考。最好是在本专利技术中所用的破坏淀粉被加热到足够高的温度和足够长的时间，使由差热扫描量热法(DSC)显示的特殊吸热转变分析表明在氧化和热降解之前，特定的相对窄峰正好消失，如同在上述欧洲专利申请号89810046.6(公开号326517)中所述。破坏淀粉对许多应用方面是一种新的和有用的物质。一种重要性质是它的可生物降解性。但是，在潮湿的空气中，破坏淀粉能从空气中吸取水分，因此增加它的水分含量。其结果，由破坏淀粉制成的成型制品可能在那种条件下失去其尺寸稳定性。在另一方面，那种制品在低的温度下可能被干燥并变脆。热塑性淀粉具有独特性质，而这些独特性质很有用，但也可能限制热塑性淀粉于所需较软的更富有弹性或较硬较韧聚合物中的使用。上叙的热塑性淀粉能被挤塑和模塑成许多有用的型材。但是加工参数，例如水含量，温度和压力一般是要求严格的，必须控制在很窄的范围内才达到可重现质量的产品，这一点对于许多应用方面是更为不利的。为了克服那应用的潜在限制，提高在广泛温度范围内的尺寸稳定性，提高韧性(测量断裂能)和弹性(测量伸长)，降低聚合物刚性(测量杨氏模量)和增加硬度是有用的。扩大加工范围以增加各种各样的型材和复合材料，并降低了严格控制的需要。因此，改进控制熔体强度也是有用的，例如增加挤出、注塑、吹膜或抽丝的加工范围，控制与其它物质的表面粘着性和粘合力也是有用的。普通的热塑性材料是疏水的、基本上不溶于水的聚合物，通常是在无水及无挥发物质存在下进行加工。相反，淀粉在水存在下生成熔体，但是在高温下(即约240℃)分解。因此，认为这种淀粉熔体不可能与疏水的基本上不溶于水的聚合物材料一起用作热塑性组分，这不仅因为淀粉在水存在下(如上述)形成熔体，而且因为淀粉的化学结构和亲水性质。现在已经发现，淀粉在一个密闭的容积中，在合适的水分和温度条件下(如上述)加热能形成破坏淀粉熔体，在它加工过程中，基本上与疏水的基本上不溶于水的热塑性聚合物所形成的熔体相互混溶;并且两种类型的熔融材料表明是有良好的结合性质，尤其是熔体固化以后更是如此。一个很重要方面是意外地改进了所述破坏淀粉与上述疏水的热塑性材料共混的尺寸稳定性。该聚合物组合物在欧洲专利申请号89810078.9(公开327505)中已被叙述，此处引证该专利作为参考。尽管由上述组合物制成的制品比仅由破坏淀粉制成的制品具有较好的尺寸稳定性，但是文中所述的组合物的物理性质没有对于某些最终使用所需那样好。特别重要的是由破坏淀粉组合物制成的制品保持足够的强度和尺寸稳定性，以便完成它们所需作用，同时在处置之后仍是可生物降解。现在已发现由上述破坏淀粉与如本专利技术所叙的特殊疏水性热塑性材料共混物制成的制品表明意外地提高了熔体的全部或部分物性和行为，克服了如上所说明的限制。而且，意外地发现与没有共混破坏淀相比，所述许多共混物在湿的空气中大大提高了尺寸稳定性，而与水分接触中，仍保留异常高度的分解，结果可导致高度的生物可降解性。为了达到上述性质，已经发现制造有用的聚合物组合物，它包括a)破坏淀粉，b)至少有一种聚合物，它是不含有羟基，并选自含有至少二种类型官能团与同一分子相结合，其中一种类型官能团是羧酸酯基团(此文中称“组分b”)的聚合物，和任选(C)一种基本上不溶于水的聚合物，但不同于如组分b)所规定的那些聚合物。在一方面，本专利技术涉及一种组合物，它包含破坏淀粉和组分b)。这种组合物用于制造成品，但是它主要用作与基本上不溶于水的聚合物结合的预混物。在第二方面，本专利技术包括由破坏淀粉、组分b)和至少一种基本上不溶于水的聚合物(组分C)组成的三元组合物。这些组合物可以是组分的粉末混合物形式，熔体，或固体形式。本专利技术也包括上述组合物的制造方法和应用，以及由其制造的成型制品。本专利技术第一方面的组合物包括a)破坏淀粉，和b)至少一种聚合物，它不含有羟基，并选自含有至少二种类型的官能团与同一分子结合，其中一种官能团是羧酸酯基团的聚合物。上述聚合物组合物可任选含有其它添加剂。特别是本专利技术的第一方面是一种聚合物组合物，它能形成具有基本上尺寸稳定性的制品，该聚合物组合物包括a)破坏淀粉，和b)至少一种聚合物，它是不含有羟基，并选自含有至少二种类型的官能团与同一分子结合，其中一种官能团是羧酸酯基团的聚合物以有效量存在的所述聚合物能增强制品的物理性质(此量有时候被称为组分b的有效量)较好的这种聚合物组合物另外还包括至少一种组分c)c)基本上不溶于水的热塑性聚合物，与组分b定义的那些化合物不同。本专利技术所述的聚合物组合物以其组分的粉状混合物的形式，熔体形式，或固化形式存在。选择如本专利技术所述的组分b)与淀粉基本上是可相容的，也能促进组分c)与结合的淀粉和组分b)的相容性。本专利技术进一步涉及生产以熔融或固体形式存在的所述聚合物组合物的方法，以及由所述聚合物组合物生产成型制品的方法和由此制造的成型制品。本专利技术的聚合物组合物是通过把破坏淀粉，组分b)，和任选组分c，以及其它的添加剂混合而制备，然后将这种混合物在一个密闭容积内加热到高温，直到制得均匀的熔体并能由此而制成成型制品。或者，生产本专利技术聚合物组合物的方法包括加热淀粉，此过程是在破坏条件下，即在高温高压的密闭容积中，其时间足够破坏淀粉并形成熔体，在上述淀粉破坏之前、期间或之后将组分b)以及其它聚合物和/或添加剂加入，并将混合物连续加热直到制得均匀熔体为止。较好的是将组分b)和(如果需要的话)组分c，以及其它添加剂与淀粉混合，混合物生成熔体。在这种混合物中的淀粉可能已经全部或部分破坏或在熔体形成过程中可能发生破坏作用。本专利技术进一步涉及在控制水含量、温度和压力条件下像热塑性熔体那样生产所述聚合物组合物的方法，所述的生产方法是任何已知的方法，例如注塑，吹塑，挤出，共挤出，压塑，真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
能形成基本上尺寸稳定性制品的物质组合物，该组合物包括：ａ）破坏淀粉，和ｂ）至少一种聚合物它不含羟基，并选自含有至少二种类型的官能基团与同一分子相结合，其中一种基团是羧酸酯基团的聚合物，所述聚合物以有效量存在能增强所述的制品的物理性质 。

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