包含木质素的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物、所述组合物的用途及包含它的产品制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产刚性物品的包含木质素、刚性聚合物和柔性聚合物的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，并且还涉及所述组合物的用途。还公开了一种包含所述可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物的产品。解和/或可堆肥的热塑性组合物的产品。解和/或可堆肥的热塑性组合物的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含木质素的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物、所述组合物的用途及包含它的产品


[0001]本专利技术涉及一种用于生产刚性零件的包含木质素、刚性聚合物和柔性聚合物的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，以及所述组合物的用途。
[0002]还公开了一种包含可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物的产品。

技术介绍

[0003]近年来，对环境可持续性的需求以及因此对来自可再生和/或可生物降解来源的材料的需求以非常显著的水平增长。
[0004]在此上下文中，生物聚合物为维持生态可持续发展提供了感兴趣的解决方案，因为它们可以提供基于化石的原材料的保藏、在自然循环中具有可堆肥性的废物体积的减少、以及通过减少释放的二氧化碳来保护气候。然而，即使有如此多的环境益处，生物聚合物仍然难以克服一些经济和技术障碍。
[0005]尽管面临此类挑战，生物塑料和生物复合材料研究所(Institute for Bioplastics and Biocomposites，IfBB)预计生物塑料工业的全球产能在2020年达到约940万吨/年
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根据2016年的IfBB报告，标题为“Biopolymers:facts and statistics”,Hochschule Hannover,University of Applied Sciences and Arts
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考虑到从2015年开始大约200万吨的生产，这意味着预期在5年内非常显著的增长。进一步值得注意的是，此量的约64％由来自可再生来源的但不是可生物降解的材料构成，并且这种趋势在2020年继续增加到82％。
[0006]这种情况显示，例如，使用与传统的基础设施网络相同的预先存在的基础设施网络，现在更广泛地接受生物聚合物，诸如Bio
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PET和Bio
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PE。在另一方面，可生物降解材料在克服经济障碍方面面临巨大挑战，因为它们需要不同的设备和结构，这最终需要额外的投资，从而使其难以达到财务可行性。
[0007]纸和纤维素工业是以经济上可行的比率供应可再生输入的大机会，因为它已经包含在工业结构中。这符合讨论、生物炼制的开发和启动、以及生产具有高附加值的能量、生物燃料、生物材料和化学品的生物质转化过程的整合。在进行中的纸和纤维素工业向基于森林的公司的转型是明显的，这旨在通过利用由环境压力和不断变化的市场的需求带来的机会来为其森林增加最大的价值。
[0008]这种转型的例子是木质素，木质素是一种生物质组分，并且在过去基本上被视为在提取纤维素期间获得的副产物，在纸和纤维素工业中被燃烧用于发电。当前，木质素的价值已经增加，回收并且转化为具有替代来自化石来源的原材料的巨大潜力的产品，或甚至进入新的领域和应用的产品。
[0009]在世界范围内木质素生产能力估计为5000万吨/年，尽管所述量中仍有大约98％被立即燃烧以产生供应浆料和纸工业所用的热量和能量。然而，如所述，这种情况已经发生变化。在2014年，分离和销售的木质素的量为110万吨。在另一方面，全球木质素市场在同年
Blend Morphology and Compatibility”的Chen等人的文献描述了木质素与聚(丁烯己二酸酯
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共
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对苯二甲酸酯)(PBAT)和聚(乳酸)(PLA)的混合物。所述文献公开了木质素分馏以及不同木质素级分对PBAT和PLA组合物中的相容性和分散性的影响。然而，它没有公开如何平衡单独组分的特性以获得具有高硬度的零件。
[0019]标题为“Thermo
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mechanical characterization of bioblends from polylactide and poly(butylene adipate
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co
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terephthalate)and lignin”的Abdelwahab等人的文献描述了掺入有机溶剂(Organosolv)木质素和扩链剂对聚(乳酸)(PLA)与聚(己二酸丁烯酯
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共
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对苯二甲酸酯)(PBAT)之间的相容性的影响。此文献评估了木质素与扩链剂的使用。此反应过程改变了产品的结构，使其与本专利技术的组合物非常不同，本专利技术的组合物仅包括木质素的掺入而没有反应过程。
[0020]标题为“Ionic liquids
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lignin combination:an innovative way to improve mechanical behaviour and water vapour permeability of eco
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designed biodegradable polymer blends”的Livi等人的文献呈现了使用与离子液体组合的木质素的可生物降解聚合物混合物的特性的研究。尽管所述文献提到了木质素、PBAT与PLA之间的混合物的特性，但是所述研究的重点是分析在用可再生来源(诸如木质素)增强的可生物降解聚合物的混合物中用作相容性试剂的离子液体的影响。此外，分析的样品没有高的木质素含量。例如，基于PBAT、PLA、木质素和离子液体制备纳米复合材料，其中所用组分的按重量计百分比为：64％的PBAT、16.5％的PLA、16.5％的木质素和1％的离子液体。
[0021]WO 2009/043580公开了用于生产林业可生物降解容器的配制品，其由以下构成：聚(乳酸)、木素纤维素纤维、润滑添加剂、增塑剂、结晶性改性剂、增容剂和功能性添加剂。与先前引用的文献不同，WO2009/043580没有公开包含木质素本身的组合物，而是公开了含有木素纤维素纤维的组合物。应注意，尽管植物木素纤维素生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素构成，但是从木素纤维素生物质中分离木质素的过程会在天然木质素链中产生结构变化和切断。因此，提取的木质素没有呈现出在木素纤维素纤维中所含的木质素的应用中的相同的特征和效果。
[0022]因此，在现有技术中需要一种适用于刚性零件的包含高含量木质素的组合物，所述组合物可以克服当前的技术、环境和经济挑战。

技术实现思路

[0023]本文描述了一种可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，所述热塑性组合物包含按重量计30％至70％的木质素；按重量计10％至60％的刚性聚合物；和按重量计10％至40％的柔性聚合物。
[0024]在优选的实施方案中，所述组合物包含按重量计40％至50％的木质素。
[0025]在优选的实施方案中，所述组合物包含按重量计20％至40％的刚性聚合物。
[0026]在优选的实施方案中，所述组合物包含按重量计20％至30％的柔性聚合物。
[0027]在本专利技术的一个实施方案中，所述刚性聚合物具有从1800至4600MPa的拉伸弹性模量。在优选的实施方案中，所述刚性聚合物具有2700至4200MPa的拉伸弹性模量。
[0028]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述热塑性组合物包含：a.按重量计30％至70％的木质素；b.按重量计10％至60％的刚性聚合物；和c.按重量计10％至40％的柔性聚合物。2.根据权利要求1所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述热塑性组合物包含按重量计40％至50％的木质素。3.根据权利要求1所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述热塑性组合物包含按重量计20％至40％的刚性聚合物。4.根据权利要求1所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述热塑性组合物包含按重量计20％至30％的柔性聚合物。5.根据权利要求1或3所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述刚性聚合物具有从1800至4600MPa的拉伸弹性模量。6.根据权利要求5所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述刚性聚合物具有从2700至4200MPa的拉伸弹性模量强度。7.根据权利要求1或3所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述刚性聚合物具有从2000至5000MPa的弯曲弹性模量。8.根据权利要求7所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述刚性聚合物具有从3000至4500MPa的弯曲弹性模量。9.根据权利要求1、3或5至8中任一项所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述刚性聚合物选自来自可再生或不可再生、非可生物降解和/或可堆肥来源的生物塑料。10.根据权利要求1或4所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述柔性聚合物具有从50至1000MPa的拉伸弹性模量。11.根据权利要求10所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述柔性聚合物具有从100至500MPa的拉伸弹性模量。12.根据权利要求1、4、10或11所述的可生物降解和/或可堆肥的热塑性组合物，其特征在于所述柔性聚合物选自来自可再生或不可再生、可生物降解和/或可堆肥来源的生物塑料。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：苏扎诺有限公司，
类型：发明
国别省市：