包含酶的可生物降解的聚酯制品制造技术

包含酶的可生物降解的聚酯制品。本发明专利技术涉及新颖的可生物降解的塑料制品，所述塑料制品包括聚酯和能够降解此类聚酯的生物实体，并且其中生物实体均匀地分散在塑料制品中。本发明专利技术也涉及制备此类塑料制品的方法，所述方法包括以下步骤：将生物实体与选择的载体在含有聚酯的液体组合物或母料中混合。

Biodegradable polyester products containing enzymes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含酶的可生物降解的聚酯制品
本专利技术涉及新颖的可生物降解的塑料制品，所述塑料制品包括聚酯和能够降解此类聚酯的生物实体，并且其中生物实体均匀地分散在塑料制品中。本专利技术也涉及制备此类塑料制品的方法，所述方法包括以下步骤：将生物实体与选择的载体在含有聚酯的液体组合物或母料中混合。
技术介绍
已经开发出不同可生物降解的塑料组合物以解决塑料环境问题以及塑料制品在垃圾填埋场和自然栖息地的堆积，并且遵守特别是关于短寿命产品(例如袋，包括盘、容器、瓶的包装，农用膜等)的限制性法规。这些塑料组合物通常包含聚酯、来自不同谷物的面粉或淀粉(US5,739,244；US6,176,915；US2004/0167247；WO2004/113433；FR2903042；FR2856405)。提出各种方案来改善对这些塑料降解的控制，这通过矿物化学添加剂(WO2010/041063)或通过包括能够降解聚酯的生物实体(WO2013/093355；WO2016/198652；WO2016/198650；WO2016/146540；WO2016/062695)进行。所得的塑料制品包含分散在聚合物中的生物实体、特别是酶，并且与不含此类生物实体的塑料制品相比具有改善的生物降解性。如果已经描述包含聚酯和酶的制品的制造，则其实施可引起有关所得到制品的均匀性、表面粗糙度和机械性质的技术问题。已知或建议的制造方法导致得到表现出酶聚集体的不均匀制品。酶在塑料组合物中分布的不均匀性在物理性质和美学角度方面具有许多缺点。特别地，这使得无法制备薄膜。在一些情况下，生物实体的降解活性可受到本领域这些方法的影响。因此，本专利技术提供可生物降解的塑料制品，其表现出酶在制品中的均匀分散，使得可得到预期的物理性能。本专利技术也提供具有改善的降解性的塑料制品。
技术实现思路
本专利技术提供新的可生物降解的塑料制品，其包括至少一种聚酯和生物实体并且表现出预期的物理和降解性能。因此，本专利技术的目的是提供可生物降解的塑料制品，其包括至少一种聚酯和具有聚酯降解活性的生物实体，其中生物实体能够降解所述聚酯并且均匀地分散在塑料制品中。本专利技术提供可生物降解的塑料制品，其包括至少一种聚酯和具有聚酯降解活性的生物实体，其中塑料制品包括载体，所述载体选自多糖和任选的具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的聚合物(载体聚合物)及其混合物，所述生物实体能够降解所述聚酯并且均匀地分散在所述塑料制品中。特别地，本专利技术提供塑料制品，其基于塑料制品的总重量包含：-10％至98％的聚乳酸(PLA)-0％至40％的多糖-0％至40％的载体聚合物，条件是当多糖或聚合物之一为0％时，另一种不为零，和-0.01至10％均匀地分散在塑料制品中的具有PLA降解活性的生物实体。本专利技术也提供制备塑料制品的方法，所述塑料制品包括至少一种聚酯和均匀分散在所述塑料制品中的具有聚酯降解活性的生物实体，所述方法包括：步骤(a)将0.01重量％至10重量％的具有聚酯降解活性的生物实体与所述至少一种聚酯混合，和步骤(b)将步骤(a)的所述混合物成型为塑料制品，其中生物实体在步骤(a)期间以适于允许所述生物实体均匀分散在塑料制品中的形式混合，所述形式选自-液体组合物，所述液体组合物包含具有聚酯降解活性的生物实体、载体和水，或-母料，所述母料包含所述具有聚酯降解活性的生物实体和具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物。本专利技术也提供增加生物实体在包含聚酯的塑料制品中分散的均匀性的方法，所述方法包括在此类塑料制品的制备方法过程中引入液体组合物形式的或母料形式的生物实体，所述液体组合物包含具有聚酯降解活性的生物实体、载体和水，所述母料包含具有聚酯降解活性的生物实体和具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物。本专利技术也提供母料，所述母料包含具有聚酯降解活性的生物实体和具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物和任选的多糖。具体实施方式本专利技术涉及具有改善的生物实体(特别是酶)均匀分散性的新型塑料制品及它们的制备方法。本专利技术表明，具有适宜的活性生物实体分布率的此类制品在解决一次性和短寿命塑料制品所期望的物理和降解特性方面特别令人关注。定义通过参考以下定义将最佳地理解本申请。在本专利技术的上下文中，术语“塑料制品”是指由至少一种聚合物制成的任何物品，例如塑料片材、膜、管、棒、型材、成型物、块状块、纤维等。优选地，塑料制品是制成品，例如刚性或柔性包装、农用膜、袋和包、一次性物品等。优选地，塑料制品包含半结晶和/或无定形聚合物、或半结晶聚合物和添加剂的混合物。塑料制品可以包含另外的物质或添加剂，例如增塑剂、矿物或有机填充剂。根据本专利技术，塑料制品可以选自塑料膜或刚性塑料制品。根据本专利技术，术语“塑料膜”是指厚度低于250μm的柔性塑料片材(即，能够弯曲而不断裂)。认为薄膜的厚度低于100μm、优选低于50μm并且优选通过吹塑膜挤出制备，而厚膜的厚度大于100μm并且优选通过流延膜挤出制备。塑料膜的实例包括农用膜、塑料袋或大袋、柔性包装膜、食品膜、快递膜、衬里膜、混合包装膜、工业膜、个人护理膜、网等。根据本专利技术，术语“刚性塑料制品”是指不是膜的塑料制品。这些制品优选通过压延、注塑、热成型、吹塑或甚至通过滚塑和3D打印来制备。刚性塑料制品的实例是薄壁包装例如食品和饮料包装、盒、盘、容器、餐饮用品、电子产品外壳、化妆品盒、户外园艺用品(如花盆)、硬包装、容器、卡片、棉签、灌溉管等。一些刚性塑料制品可以通过热成型厚度为250μm或更大的塑料片材来制备，这种塑料片材通过膜流延或压延来制备。根据本专利技术，刚性塑料制品的厚度小于5mm，优选小于3mm。如本申请所用的术语“塑料组合物”是指聚合物和生物实体、以及最终在进行为了制备塑料制品的任何成型步骤或调节步骤之前的另外化合物(例如，添加剂、填充剂等)的混合物。在本专利技术的一种特定实施方式中，塑料组合物在其引入基于聚酯的基质之前的固体形式的母料。“基于聚酯的基质”是指包含一种或多种聚酯作为主要成分的基质。基于组合物的总重量，基于聚酯的基质包含至少51重量％、优选地至少60重量％或70重量％的聚合物。基于聚酯的基质可进一步包含另外的化合物，例如添加剂。根据本专利技术，基于聚酯的基质不含任何生物实体。如本申请所用的术语“母料”是指选定成分(例如，生物实体、添加剂等)和聚合物的浓缩混合物，所述聚合物可用于将所述成分引入塑料制品或组合物中以赋予塑料制品或组合物所需性质。母料组合物允许加工者在塑料制造方法过程中经济地引入选定成分。有利地，母料由聚合物组成，其中选定成分以高浓度混入。通常，母料专用于与一种或多种聚酯或基于聚酯的基质混合以制备具有所需量的选定成分的最终塑料。母料可进一步包含矿物或有机填充剂。根据本专利技术，母料包含至少5％的具有聚酯降解活性的生物实体的组合物。在本专利技术的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的塑料制品，其包括至少一种聚酯和具有聚酯降解活性的生物实体，其中所述可生物降解的塑料制品包括载体，所述载体选自多糖和任选的具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物，所述生物实体能够降解所述聚酯并且均匀地分散在所述塑料制品中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 EP 17188781.31.一种可生物降解的塑料制品，其包括至少一种聚酯和具有聚酯降解活性的生物实体，其中所述可生物降解的塑料制品包括载体，所述载体选自多糖和任选的具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物，所述生物实体能够降解所述聚酯并且均匀地分散在所述塑料制品中。


2.根据权利要求1所述的塑料制品，其中所述聚酯具有高于140℃的熔融温度。


3.根据权利要求2所述的塑料制品，其中所述聚酯选自乳酸和/或琥珀酸和/或对苯二甲酸的共聚物。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料制品，其中所述多糖载体选自淀粉衍生物、天然树胶、海洋提取物、微生物多糖和动物多糖及其混合物。


5.根据权利要求4所述的塑料制品，其中所述淀粉衍生物为麦芽糖糊精。


6.根据权利要求4所述的塑料制品，其中所述天然树胶选自阿拉伯树胶、瓜尔胶、黄蓍胶、刺梧桐树胶及其混合物。


7.根据权利要求4所述的塑料制品，其中所述天然树胶为阿拉伯树胶。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的塑料制品，其中所述塑料制品包含具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物，所述载体聚合物选自聚酯、淀粉、EVA及其混合物。


9.根据权利要求8所述的塑料制品，其中所述具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物为聚酯，所述聚酯选自聚己内酯(PCL)、聚己二酸琥珀酸丁二醇酯(PBSA)、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚二噁烷酮(PDS)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)及其混合物。


10.根据权利要求8所述的塑料制品，其中所述具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的聚合物选自聚己内酯(PCL)、EVA、PBAT、PLA及其混合物。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的塑料制品，其中所述具有聚酯降解活性的生物实体占所述塑料制品的总重量的小于11重量％。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的塑料制品，其中所述具有聚酯降解活性的生物实体包含至少一种具有聚酯降解活性的酶。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的塑料制品，其基于所述塑料制品的总重量包含：
-10％至98％的聚酯、特别是聚乳酸(PLA)
-0.01％至10％的多糖载体
-0％至30％的具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物，和
-0.01％至10％的具有PLA降解活性的生物实体。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的塑料制品，其中所述塑料制品包含至少3％的具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的塑料制品，其中所述塑料制品包含0.1％至1％的多糖。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的塑料制品，其中所述塑料制品为具有低于250μm的厚度的塑料膜。


17.根据权利要求1至16中任一项所述的塑料制品，其中所述塑料制品为刚性制品。


18.一种制备塑料制品的方法，所述塑料制品包括至少一种聚酯和均匀分散在所述塑料制品中的具有聚酯降解活性的生物实体，所述方法包括：步骤(a)将0.01重量％至10重量％的具有聚酯降解活性的生物实体与所述至少一种聚酯混合，和步骤(b)将步骤(a)的所述混合物成型为塑料制品，
其中所述生物实体在步骤(a)期间以适于允许所述生物实体均匀分散在所述塑料制品中的形式混合，所述形式选自
-液体组合物，所述液体组合物包含所述具有聚酯降解活性的生物实体、载体和水，或
-母料，所述母料包含所述具有聚酯降解活性的生物实体和具有低于140℃的熔融温度和/或低于70℃的玻璃化转变温度的载体聚合物。


19.根据权利要求11所述的方法，其中混合步骤(a)在所述聚酯处于部分或完全熔融状态时的温度和/或在挤出机中进行。


20.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述聚酯具有高于140℃的熔融温度。


21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中所述聚酯选自乳酸和/或琥珀酸和/或对苯二甲酸的共聚物。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·达利贝，C·阿诺特，N·奥克拉尔，
申请(专利权)人：卡比奥利司公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR