淀粉-聚合物-油组合物的纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种通过将组合物溶体纺丝制得的纤维，所述组合物包含（a）热塑性淀粉；（b）热塑性聚合物，和（c）油、蜡或它们的组合的均匀混合物，所述油、蜡或它们的组合以基于所述组合物的总重量计5重量%至40重量%的量存在，并且其中所述油、蜡或组合分散于整个热塑性聚合物中。

Starch polymer oil composition fiber

The invention discloses a composition by solution spinning fiber composition comprising (a) thermoplastic starch; (b) a thermoplastic polymer, and (c) a homogeneous mixture of oil, wax or a combination of them, the oil, wax or a combination of them based on the total the weight of the composition of the meter has 5 to 40 wt.%, and wherein the oil, wax or a combination of dispersed throughout the thermoplastic polymer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】淀粉-聚合物-油组合物的纤维
本专利技术涉及由组合物形成的纤维，所述组合物包含热塑性淀粉、热塑性聚合物以及油、蜡或它们的组合的均匀混合物。本专利技术还涉及制备这些组合物的方法。
技术介绍
热塑性聚合物用于多种应用中。然而，与其它聚合物物质相比，热塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯具有额外的挑战，尤其是在例如纤维形成方面。这是因为制备纤维的材料和工艺要求比制备其它形式如膜的要求更加严格。为制备纤维，相对于其它聚合物加工方法，聚合物熔体流动特征更加取决于材料的物理和流变性能。而且，与其它方法相比，纤维制备中局部剪切/拉伸速率和剪切速率更大，并且为纺丝超细纤维，熔体中的小缺陷、轻微的不一致性或相不相容性是商业可行方法所不可接受的。此外，高分子量的热塑性聚合物不容易或不能有效地纺成细纤维。考虑到它们的可得性和潜在的强度改善，期望提供一种容易并且有效纺织此类高分子量聚合物的途径。大多数热塑性聚合物如聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生自单体(例如分别为乙烯、丙烯和对苯二甲酸)，所述单体得自不可再生的化石基资源(例如石油、天然气和煤炭)。因此，这些资源的价格和可得性最终对这些聚合物的价格具有显著的影响。随着这些资源的国际价格迅速升高，由这些聚合物制得的材料的价格迅速升高。此外，许多消费者对购买仅衍生自石油化学产品的产品表现出反感，所述石油化学产品是不可再生的化石基资源。在一些情况下，消费者对购买由不可再生化石基资源制成的产品犹豫不决。其他消费者可能会对衍生自石油化学产品的产品具有负面印象，认为是“非天然的”或环境不友好的。热塑性聚合物和热塑性淀粉通常与添加剂(例如油、颜料、有机染料、香料等)不相容或与其具有不佳的混溶性，所述添加剂本来可能有助于降低这些聚合物在下游制品制造中的消耗。迄今为止，本领域尚未有效解决如何在使用这些聚合物的常见制品的生产中降低衍生自不可再生化石基资源的热塑性聚合物的量。因此，期望解决该缺点。现有领域使聚丙烯与添加剂混合形成蜂窝状结构，其中聚丙烯为微量组分。这些蜂窝状结构是后面的目的，包括在形成结构后随后去除或提取出可再生材料。美国专利号3，093，612描述了聚丙烯与多种脂肪酸的组合，其中脂肪酸被去除。科学文章J.Apply.Polym.Sci82 (I)第169-177页(2001)公开，对聚丙烯使用稀释剂以热致相分离，以产生开放并且较大的蜂窝状结构，但是聚合物比率低，其中随后将稀释剂从最终结构中去除。科学文章J.Apply.Polym.Scil05 (4)第2000-2007页(2007)经由热致相分离，用邻苯二甲酸二丁酯和大豆油混合物以及聚丙烯微量组分制备微孔膜。稀释剂从最终结构中去除。科学文章Journal ofMembrane Sciencel08 (1_2)第25-36页(1995)使用大豆油和聚丙烯混合物，并且采用产生所期望膜结构的热致相分离，制备中空纤维微孔膜，其中聚丙烯为微量组分。稀释剂从最终结构中去除。在所有这些情况下，所述稀释剂均被去除，以获得最终结构。这些结构在去除稀释剂之前是油性的，过量的稀释剂产生非常开放的微孔结构，具有>10 μ m的孔尺寸。为制备非织造制品，已进行许多尝试。然而，由于成本、加工困难、和最终使用性能，仅有有限数目的选择。与膜和层压体相比，非织造制品的可用纤维难以生产，并且具有附加的挑战。这是因为，与生产膜、吹塑制品和注塑制品相比，纤维的材料和加工特性更加严格。为生产纤维，结构形成期间的加工时间通常更短，并且流动特性对材料的物理和流变特性要求更高。与其它工艺相比，纤维生产中的局部应变速率和剪切速率大得多。此外，纤维纺丝需要均匀的组合物。为了纺丝超细纤维，熔体中的小缺陷、轻微的不一致性或非同质性是商业可行方法所不可接受的。纤维越细，加工条件和材料选择越重要。因此，需要得自热塑性聚合物组合物的纤维，所述组合物允许使用较高分子量和/或减量的不可再生资源基材料，和/或掺入其它添加剂如香料和染料。另一个需要是，得自组合物的纤维存在递送最终产品中可再生材料的添加剂，并且还可使其它添加剂如染料和香料能够加入到最终结构中。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及通过将组合物溶体纺丝制得的纤维，所述组合物包含热塑性淀粉(TPS)、热塑性聚合物以及油、蜡或它们的组合的均匀混合物，所述油、蜡或它们的组合以基于所述组合物的总重量计为约5重量％至约40重量％的量存在。所述组合物可为制得的粒料形式，以按原样使用，或储存以为将来使用，例如用于制备纤维。任选地，所述组合物可被进一步加工成最终可用形式如纤维、膜和模塑制品。所述纤维可具有小于200 μ m的直径。除了为圆形或成型以外，所述纤维还可为单组分或双组分的、不连续的和/或连续的。所述纤维可为可热粘结的。热塑性聚合物可包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热塑性聚合物可包括聚丙烯，并且可具有大于0.5g/10min或大于5g/10min的熔流指数。热塑性聚合物可选自聚丙纟布、聚乙纟布、聚丙纟布共聚物、聚乙纟布共聚物、聚对本二甲酸乙二醇酷、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺_6，6、以及它们的组合。优选的热塑性聚合物包括聚丙烯。聚丙烯可具有约20kDa至约400kDa的重均分子量。所述热塑性聚合物可以基于所述组合物总重量计约20重量％至约90重量％，约30重量％至约70重量％的量存在于所述组合物中。热塑性聚合物可衍生自可再生生物基原料源如生物聚乙烯或生物聚丙烯，和/或可为可再循环资源如消费者使用后的可再循环资源。油、蜡或它们的组合可以基于所述组合物总重量计约5重量％至约40重量％，约8重量％至约30重量％,或约10重量％至约20重量％的量存在于所述组合物中。所述油、蜡或它们的组合可包括脂质，所述脂质可选自甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。所述蜡可选自氢化 植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油。此类植物油的具体例子包括大豆油、玉米油、卡诺拉油、和棕榈仁油。所述油、蜡或它们的组合可包括矿物油或蜡，如直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。所述油、蜡或它们的组合可选自大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、玉米油、棉籽油、卡诺拉油、牛脂、蓖麻油、椰子油、椰树种子油、玉米胚芽油、鱼油、亚麻籽油、橄榄油、奥蒂树油、棕榈仁油、棕榈油、棕榈种子油、花生油、油菜籽油、红花油、鲸蜡油、向日葵籽油、妥尔油、桐油、鲸油、三硬脂酸甘油酯、甘油三油酸酯、三棕榈酸甘油酯、1，2-二棕榈酸油精、1，3-二棕榈酸油精、1-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、1-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-1-硬脂酸-3-油精、甘油三亚油酸酯、1，2- 二棕榈酸亚油精、1-棕榈酸-二亚油精、1-硬脂酸-二亚油精、1，2- 二乙酰棕榈酸甘油酯、1，2- 二硬脂酸-油精、1，3- 二硬脂酸-油精、三肉豆蘧酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、月桂烯酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蘧酸、肉豆蘧脑酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、以及它们的组合。所述油、蜡或它们的组合可分散于热塑性淀粉和热塑性聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过熔体纺丝组合物制得的纤维，所述组合物包含下列的均匀混合物：(a)热塑性淀粉；(b)热塑性聚合物；和(c)油、蜡或它们的组合，所述油、蜡或它们的组合以基于所述组合物的总重量计5重量%至40重量%的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.20 US 61/488,5601.一种通过熔体纺丝组合物制得的纤维，所述组合物包含下列的均匀混合物: (a)热塑性淀粉； (b)热塑性聚合物；和 (C)油、蜡或它们的组合，所述油、蜡或它们的组合以基于所述组合物的总重量计5重量％至40重量％的量存在。2.根据权利要求1所述的纤维，其中所述热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。3.根据权利要求2所述的纤维，其中所述热塑性聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺_6、聚酰胺_6，6、以及它们的组合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维，其中所述热塑性聚合物包括聚丙烯。5.根据权利要求1至4中任一项所述的纤维，其中基于所述组合物的总重量计，所述热塑性聚合物构成所述组合物的20重量％至90重量％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的纤维，其中所述油、蜡或它们的组合包括脂质。7.根据权利要求6所述的纤维，其中所述脂质包括甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、月旨肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、鹿糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·M·阿伦，E·B·邦德，野田勇夫，D·S·默里，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：
国别省市：