本发明专利技术涉及通过在存在添加剂的情况下使PHA和PLA交联以生成PHA和PLA共混物和树脂来制造热成型性复合物的方法，所述共混物和树脂具有：(a)不超过约180℃的Ts值；和(b)不超过约160℃的热畸变指数。所述热成型性复合物被用来制造食品或饮料杯、盖、刀具产品、食品服务产品、模制盘或食品保存容器。所述热成型性复合物包含约5重量%至约95重量%的聚乳酸(PLA)和约5重量%至约95重量%的聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物以及约0.01重量%至约60重量%的添加剂，其中，所述PLA和PHA通过分子间方式交联在一起以增强性能和加工性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术宽泛地涉及包含热成型性复合材料的制品，所述热成型性复合材料包含生物基聚合物和/或生物降解性聚合物，例如PHA 、PLA、它们的挤出共聚物和共混物。由本专利技术制得的产物将通过在一种或更多种添加剂和/或催化剂的存在下对树脂进行(反应性)挤出来实现。
技术介绍
近年来，已经对用于食品包装、农业、医药和其他领域的生物基材料和/或生物降解性材料产生了浓厚的兴趣。例如，由NatureWorks LLC利用玉米淀粉制得的聚乳酸(PLA)已经被用来生产环境友好的产物，例如国际纸业的EC0TAINER。然而，原生生物聚合物的受限的热性能和机械性能限制了其应用。石油化学产品聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯可以添加到PLA中以改善其性能。通过组合生物聚合物和/或生物降解性聚合物和/或天然填料和/或性能促进剂或改性剂，本专利技术人可以保持良好的可持续性的同时具有更好的产物。生物聚合物为，但不限于，PLA、PHA(聚羟基链烷酸酯)、纤维素酯和多糖等。此处的性能促进剂或改性剂为，但不限于，低分子量的添加剂，如催化剂、交联剂、系带剂(tie-agent)、增塑剂、稳定剂、成核剂以及一些其他聚合物等。PLA是由玉米淀粉制得的生物降解性聚合物。将石油化学产品加入到PLA中可以改善热性能和机械性能，但是破坏了产物的可持续性。通过制造PLA/生物材料共混物/复合物，本专利技术人能够在得到更好的产物的同时保持它们的可持续性。此处的生物材料为，但不限于，生物聚合物，如PHA ;天然填料，像纤维素纤维和粉末；农业(例如米糠、麦麸、稻草、玉米芯…)纤维和粉末；木纤维和粉末；和竹纤维和粉末。聚乳酸(PLA)由于是再生性塑料(不是来源于矿物燃料)并且在环境中是可以降解的，因此越来越受到塑料热成型制品的消费者们的青睐。和很多热塑性塑料一样，PLA的机械强度随着温度的升高而降低。在接近约140° F(60°C)的较高温度，由PLA形成的制品可能会失去耐受受力(常见于运输中)变形的能力。在高于约140° F(600C )的温度，PLA可能失去其耐受因重力量级的力和残余模具应力造成的变形的能力。PLA制品长时间暴露于约140° F(60°C)的温度或更高的温度，可能导致这些制品的初始形状在可能存在于保存条件下的力的作用下发生严重变形。由于在用于配送的轨道车和拖车中温度可能超出约130° F (54. 4°C)，PLA制品可能在热的地区运输和保存的过程中(如拖拉机挂车在夏季穿越美国的热气候地区)因损坏而受到严重损失。因此，希望生产出含有PHA-PLA共混物的制品，该制品在例如可能出现在热的夏季期间保存和运输过程中的较高温度具有较高的变形耐受性。所述复合物可以在目前的商业塑料领域的生产线上加工。
技术实现思路
根据本专利技术的第一大方面，提供了包含热成型性复合物的制品，所述制品包含包含基于PHA-PLA的挤出共聚物和共混物的热成型性复合物。所得的材料包括混合PLA (I重量％至99重量％) ,PHA(1重量％至99重量％)和添加剂(0. 01重量％至60重量％)，然后在挤出机中对它们进行加工。所述添加剂为自由基型化学品和非自由基型化学品。反应制剂为初始材料的比例=PLA(I重量％至99重量％) ,PHA(1重量％至99重量％)、添加剂(0. 01重量％至60重量％)。目的是通过分子间方式例如但不限于系带分子和/或化学成键(例如但不限于交联)来将PHA和PLA连接在一起以获得更好的性能和/或更好的加工性。然后可以热成型、注射成型和挤出涂覆中使用所述复合物产物用。根据本专利技术的第二大方面，提供了包括如下步骤的方法(I)提供PHA-PLA共混物和树脂，其具有(a)不超过约180°C的Ts值；和(a)不超过约160°C的热畸变指数。(2)提供耐热聚合物体系，其具有(a)大于约601的1；值；和(b)大于约50°C的热畸变指数，其中，所述耐热聚合物的Ts值和热畸变指数大于单独的再生性聚合物的Ts值和热畸变指数。附图说明结合如下附图阅读时可以由优选实施方式的以下说明完全理解本专利技术图I是显示PLA的典型的差示扫描量热法(DSC)图谱的曲线图，其显示熔点为145. 10°C并且热吸收峰位于60. 71°C。图2是盖L-5的树脂的的差示扫描量热法(DSC)图谱，其显示共混物的主熔融温度Tm高于常规PLA树脂的主熔融温度。图3是热成型系统，其中将再生性聚合物如PLA-PHA共混物的粒料添加到挤出机中。具体实施例方式在说明本专利技术之前对若干个术语进行定义是有利的。应当理解的是以下定义在本申请的全文中使用。定义除非另有明确说明，否则在术语的定义偏离该术语的常用意思时，申请人打算采用如下提供的定义。出于本专利技术的目的，术语“再生性聚合物”(也称为“生物聚合物”)是指可以从再生性天然来源(例如来自在或可以在数年内得到补充的原材料或起始材料(反之，例如石油，其需要数千年或数百万年))得到的聚合物或多种聚合物的组合(例如共混物、混合物等)。例如，再生性聚合物可以包括可以从再生性单体获得的聚合物、可以通过例如酶工艺、细菌发酵或其他将生物材料转变为进料或转变为最终的再生性聚合物等的工艺从再生性天然来源(例如淀粉、糖类、脂质、玉米、甜菜、小麦、其它富含淀粉的产物等)得到的聚合物。例如参见美国专利申请20060036062(Ramakrishna等，在2006年2月16日公布，在此通过参考方式将其全部公开内容引入)。可以在本专利技术的实施方式中使用的再生性聚合物可以包括聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物、聚己内酯(PCL)聚合物、淀粉基聚合物、纤维素基聚合物等或它们的组合。再生性聚合物可以是，但不是必须包括，生物降解性聚合物。出于本专利技术的目的，术语“生物降解性聚合物”是指可以通过活的生物体例如微生物分解为有机物质的聚合物。出于本专利技术的目的，术语“非晶体”是指不是晶体的固体，即不具有作为晶体状态特征的晶格结构的固体。出于本专利技术的目的，术语“晶体”是指具有作为晶体状态特征的晶格结构的固体。出于本专利技术的目的，术语“耐高温变形性材料”是指耐受在约140° F(600C )或更高的温度(例如约150° F(65. 60C )或更高的温度)的温度变形的材料。 出于本专利技术的目的，术语“高温变形性材料”是指在低于约140° F (60 0C )(例如低于约130° F(54. 40C ))发生变形的材料。出于本专利技术的目的，术语“热成型”是指用于由热塑性片材、膜等制备经固体、成型等的制品的方法。在热成型中，可以将所述片材或膜等加热至其熔点或软化点、在温控单面模具上或模具中拉伸、然后在模具表面保持至冷却(固化)。然后可以由热成型的片材修整得到成型制品。修整下来的材料可以重新研磨、与原生塑料混合、并二次加工成可用的片材。热成型可以包括真空成型、加压成型、双片材成型、包模成型、无模吹塑、简单片材弯曲(simple sheet bending)等。出于本专利技术的目的，术语“热成型”和例如像“热成型的”之类的类似术语等是指由热成型法制得制品。出于本专利技术的目的，术语“熔点”是指晶体材料从固体状态转变为液体状态(例如可以是熔融物)的温度范围。虽然材料的熔点可以是特定的温度，但是其经常指的是晶体材料在例如数度或更少度数的温度范围内熔融。在熔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.08 US 61/267,6511.一种由热成型性复合物制得的制品，所述热成型性复合物包含约5重量％至约95重量％的聚乳酸(PLA)和约5重量％至约95重量％的聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物以及约0. 01重量％至约60重量％的添加剂，其中，所述PLA和PHA通过分子间方式交联在一起以增强性能和加工性。2.根据权利要求I所述的制品，其中，所述PLA的数均分子量为约15，000至约300，000。3.根据权利要求I所述的制品，其中，所述聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物包括一种或更多种聚-P -羟基丁酸酯、聚-a -羟基丁酸酯、聚-3-羟基丙酸酯、聚-3-羟基戊酸酯、聚-4-羟基丁酸酯、聚-4-羟基戊酸酯、聚-5-羟基戊酸酯、聚-3-羟基己酸酯、聚-4-羟基己酸酯、聚-6-羟基己酸酯、聚羟基丁酸酯-戊酸酯、聚乙醇酸或聚乳酸。4.根据权利要求I所述的制品，其中，所述PLA限定为PLA的所有立体异构形式，包括L-丙交酯或D-丙交酯以及包含L-丙交酯和D-丙交酯的外消旋混合物；D-聚乳酸、L-聚乳酸(PLLA)、D, L-聚乳酸、内消旋聚乳酸、以及D-聚乳酸、L-聚乳酸、D, L-聚乳酸和内消 旋聚乳酸的任意组合。5.根据权利要求I所述的制品，其中，所述分子间方式为系带分子。6.根据权利要求I所述的制品，其中，所述分子间方式为化学成键。7.根据权利要求I所说的制品，其中，所述分子间方式为系带分子和化学成键的组合。8.根据权利要求I所述的制品，其中，所述热成型性复合物的Ts值为不超过约180°C。9.根据权利要求I所述的制品，其中，所述热成型性复合物的Ts值在约80°C至约170°C的范围内。10.根据权利要求I所述的制品，其中，所述热成型性复合物的热畸变指数不超过约160。。。11.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，理查德·A·特德福德，布鲁斯·J·托曼，
申请(专利权)人：国际纸业公司，
类型：发明
国别省市：
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