纤维素酯组合物和由其制成的制品制造技术

一种聚合物组合物，包含醋酸纤维素与一种或多种增塑剂和一种或多种生物可降解填料的组合。生物可降解填料可包括单糖、多糖、它们的酯以及它们的混合物。所述聚合物组合物被配制为具有与用于生产例如一次性生物可降解制品的石油基聚合物相似的性质。的石油基聚合物相似的性质。的石油基聚合物相似的性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维素酯组合物和由其制成的制品
[0001]相关申请
[0002]本申请基于并要求2020年11月20日提交的美国临时专利申请序列号63/116,464的优先权，其通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]全球塑料产量每年都持续增长。每年生产的塑料中有一半以上的量用于生产塑料瓶、容器、吸管和其他一次性物品。例如，每年生产和使用的一次性塑料吸管超过1亿根。
[0004]一次性丢弃的塑料制品，包括塑料饮料瓶和吸管一般不会被回收利用且最终进入垃圾填埋场。此外，这些物品中许多未被妥善处理并最终进入世界各地的河流、湖泊和海洋。事实上，由于洋流和产品浮力，塑料废物往往会聚集并集中在世界某些地区的海洋中。
[0005]塑料废物可能对生态系统和动物(包括海洋生物和鸟类)有害。例如，塑料废物会非常缓慢地分解成越来越小的碎片，这些碎片会被水生生物和鱼类摄食。
[0006]鉴于此，本领域技术人员已尝试生产由生物可降解聚合物制成的塑料制品。然而，许多生物可降解聚合物缺少诸如聚丙烯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯等常规聚合物的物理性质和特性。
[0007]过去已提出纤维素酯作为一些石油基聚合物或塑料的替代品。例如，通常认为纤维素酯是对环境友好的聚合物，因为它们可回收、可降解并且源自诸如木浆等可再生资源。然而，在熔融加工纤维素酯聚合物(如，醋酸纤维素聚合物)中已经遇到了问题。此外，由醋酸纤维素聚合物制成的制品由于聚合物的机械性能而具有各种缺点。
[0008]鉴于此，目前存在对具有类似于石油基聚合物的特性且可经熔融加工形成各种三维制品的生物可降解聚合物组合物的需求。还存在对具有增强的生物降解性和/或具有改进的机械性能的醋酸纤维素聚合物组合物的需求。

技术实现思路

[0009]总体而言，本公开涉及聚合物组合物，其包含醋酸纤维素聚合物与至少一种增塑剂和生物可降解填料的组合。生物可降解填料可为例如，单糖、单糖酯、多糖、多糖酯或其混合物。生物可降解填料可改进醋酸纤维素聚合物的生物可降解特性和/或改进由聚合物组合物制成的制品的机械性能。
[0010]本公开的聚合物组合物可用于例如注塑成型工艺、挤出成型工艺或其他熔融加工系统。生物可降解填料可在制品生产过程中添加。可选择地，生物可降解填料可在挤出成型过程中与醋酸纤维素聚合物结合并形成粒料，随后将粒料用于形成各种聚合物制品。
[0011]在一个方面中，聚合物组合物包含纤维素酯聚合物(如醋酸纤维素聚合物)与至少一种增塑剂和至少一种生物可降解填料的组合。生物可降解填料可为单糖、单糖酯、多糖、多糖酯或其组合。生物可降解填料可为纤维、粉末、颗粒、其混合物等形式。与纤维素酯聚合物组合时，生物可降解填料还可为溶液或悬浮液的形式。
[0012]在一个方面中，生物可降解填料可包括右旋糖酐、淀粉、水解淀粉、改性水解淀粉、
α
‑
1,3
‑
葡聚糖(包括葡聚糖聚合物)或其混合物。在另一个方面中，生物可降解填料可包括α
‑
纤维素、诸如大麻的韧皮纤维、硬木纤维、软木纤维、剑麻纤维、粘胶纤维或其混合物。在又一个方面中，生物可降解填料可包括工程改造的多糖(engineered polysaccharide)。
[0013]如上所述的一种或多种生物可降解填料一般以约0.1wt％至约75wt％的量存在于聚合物组合物中。例如，一种或多种生物可降解填料可以约3wt％至约50wt％的量，如3wt％至约25wt％的量存在于聚合物组合物中。
[0014]醋酸纤维素可以约15wt％至约85wt％的量，如约55wt％至约80wt％的量存在于组合物中。醋酸纤维素可主要由二醋酸纤维素组成。例如，醋酸纤维素可包含大于约90wt％的量，如大于约95wt％的量的二醋酸纤维素。在一个方面中，纤维素酯聚合物或醋酸纤维素可具有约1.3至约2.9的取代度。在另一个方面中，一种或多种增塑剂可以约8wt％至约40wt％的量，如约12wt％至约20wt％的量存在于聚合物组合物中。在一个方面中，一种或多种增塑剂可以约19wt％或更少的量，如约17wt％或更少的量，如约15wt％或更少的量存在于聚合物组合物中。
[0015]通常，可将任何合适的增塑剂并入聚合物组合物中。可使用的增塑剂包括三乙酸甘油酯、三(氯异丙基)磷酸酯、三(2
‑
氯
‑1‑
甲基乙基)磷酸酯、甘油、单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、乙酰基三乙基柠檬酸酯或其混合物。
[0016]聚合物组合物还可包含各种其他添加剂和成分。例如，聚合物组合物可包含除酸剂、抗氧化剂、着色剂等。
[0017]根据本公开配制的聚合物组合物可用于生产注塑成型或挤压成型制品。在一个实施方案中，聚合物组合物可包括泡沫或在制品生产过程中形成泡沫。
[0018]可根据本公开制造的聚合物制品包括吸管、饮料保持器、汽车零部件、旋钮、门把手、盖、包装材料、餐具、家用电器零件、容器和任何其他合适的一次性产品。例如，本公开还涉及一种吸管，所述吸管包括细长管状构件，所述细长管状构件限定从第一端至相对的第二端的通道。所述吸管由以上所述的聚合物组合物形成。
[0019]本公开的其他特征和方面将在下文中更详细地进行讨论。
附图说明
[0020]在说明书的其余部分，包括参考附图，更具体地阐述了本公开的完整且可行的公开内容，在附图中：
[0021]图1是可根据本公开制造的吸管的透视图；
[0022]图2是可根据本公开制造的饮料保持器的横截面视图；
[0023]图3是可根据本公开制造的饮料罐的一个实施方案的侧视图；
[0024]图4是可根据本公开制造的饮料瓶的横截面视图；
[0025]图5是汽车内部的透视图，示出可根据本公开制造的各种制品；
[0026]图6是可根据本公开制造的餐具的透视图；
[0027]图7是可根据本公开制造的盖的透视图；以及
[0028]图8是可根据本公开制造的容器的透视图。
[0029]在本说明书和附图中，重复使用的附图标记意在表示本公开的相同或类似特征或元件。
具体实施方式
[0030]本领域普通技术人员应当理解，本文仅是对示例性实施方案的描述，并非意在限制本公开更广泛的方面。
[0031]总体而言，本公开涉及聚合物组合物，其包含纤维素酯聚合物与改进醋酸纤维素的熔融加工性能和/或醋酸纤维素的物理性能的其他组分的组合。根据本公开，醋酸纤维素与一种或多种增塑剂和一种或多种生物可降解填料组合。生物可降解填料可以是例如单糖、单糖酯、多糖、多糖酯或其混合物。在一个方面中，选择降解速率比纤维素酯聚合物大的一种或多种生物可降解填料。这样，可显著加快由聚合物组合物制成的聚合物制品使用后的降解。
[0032]此外，根据本公开配制的聚合物组合物也可具有显著改进的机械性能。聚合物组合物可用于使用任何合适的成型技术形成所有不同类型的产品，如挤压成型、注射成型、旋转成型、凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚合物组合物，其包含：纤维素酯聚合物；包含乙酰甘油的增塑剂；和生物可降解填料，所述生物可降解填料包含单糖、单糖酯、多糖、多糖酯或其混合物。2.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含纤维。3.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含粉末或颗粒。4.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含右旋糖酐、淀粉、改性淀粉、水解淀粉、改性水解淀粉、α
‑
1,3
‑
葡聚糖或其混合物。5.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含韧皮纤维。6.如权利要求5所述的聚合物组合物，其中，所述韧皮纤维包含大麻。7.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含纤维素纤维、剑麻纤维、粘胶纤维或其混合物。8.如权利要求7所述的聚合物组合物，其中，所述纤维素纤维包含硬木纤维、软木纤维或其混合物。9.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述生物可降解填料包含α
‑
纤维素或工程改造的多糖。10.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述一种或多种生物可降解填料以约0.1wt％至约75wt％的量存在于所述聚合物组合物中。11.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述一种或多种生物可降解填料以约3wt％至约50wt％的量存在于所述聚合物组合物中。12.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述一种或多种生物可降解填料以约3wt％至约25wt％的量存在于所述聚合物组合物中。13.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述纤维素酯聚合物包含具有约1.3至约2.4的取代度的醋酸纤维素。14.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物还包含除酸剂。15.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述增塑剂包含单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯或其混合物。16.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述纤维素酯聚合物以约15wt％至约85wt％，如约55wt％至约80wt％的量存在于所述聚合物组合物中，并且所述增塑剂以约8wt％至约40wt％，如约12wt％至约35wt％的量存在于所述聚合物组合物中。17.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述醋酸纤维素基本上由二醋酸纤维素组成。18.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，存在第二增塑剂，所述第二增塑剂包括三(氯异丙基)磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：