專(zhuān)利名稱：泡沫淀粉聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基本上生物降解的聚合物泡沫的制備方法，一種適合于制備可生物降解聚合物泡沫的聚合物混合物的制備方法，一種可生物降解的聚合物泡沫，以及可生物降解聚合物泡沫的應(yīng)用。
泡沫聚合物的制備是一個(gè)已知的過(guò)程，它的進(jìn)行或是用無(wú)壓力的機(jī)械方式或者借助泡沫發(fā)生劑，或者通過(guò)對(duì)氣體、發(fā)泡劑或溶劑的突然減壓，它們?cè)谳^高的溫度下在塑性的或液態(tài)的聚合物坯料中產(chǎn)生一種膨脹壓力。
該種聚合物泡沫材料具有各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，如在包裝方面、隔熱、隔音、在建筑業(yè)和在日常生活中的許多方面等。如通常地在聚合物或塑料方面一樣，在泡沫材料方面，可消除或可降解性也是一個(gè)重要因素，特別是對(duì)那些具有很高強(qiáng)度和不再可能壓縮的泡沫材料來(lái)講，尤其重要。
鑒于該種理由，一系列所謂的可生物降解的聚合物泡沫材料成為眾所周知的，例如淀粉泡沫材料，這是由天然的或所謂的結(jié)構(gòu)破壞的(destnuk turierter)淀粉出發(fā)，借助一種發(fā)泡劑制成這種泡沫材料。大約在一百年前，一種由淀粉制成的海綿成為已知的，它的制備是把一種煮沸的淀粉糊冷卻到冰點(diǎn)以下的溫度，隨后通過(guò)解凍把水從海綿狀的物料中去掉。
在DE2304736中，敘述了一種泡沫材料的制備方法，在這個(gè)方法中，將碳水化合物或多糖壓成顆粒狀或粗結(jié)晶狀，在一個(gè)隧道式爐中于200℃-400℃，添加少量的有機(jī)或無(wú)機(jī)酸或酸性鹽，干加熱10-40分鐘。由于出現(xiàn)碳水化合物的高溫分解，產(chǎn)生膨脹，由此得到一種碳化的泡沫材料。
在DE3206751中，通過(guò)擠塑成型方法得到一種比較硬的泡沫，其方法是在一個(gè)擠塑成型機(jī)中，通過(guò)剪切力和壓力使淀粉材料加熱，在此，由于發(fā)泡劑添加物的反應(yīng)產(chǎn)生氣體，排出的膠凝的淀粉，在糊狀的淀粉坯料固化的同時(shí)，產(chǎn)生膨脹和形成泡沫。作為發(fā)泡劑添加物報(bào)導(dǎo)用碳酸鉀和磷酸，由此產(chǎn)生二氧化碳。
在WO91/02023中敘述一種淀粉泡沫，它含有淀粉和乙烯丙烯酸共聚物，它的獲得是通過(guò)加入一種發(fā)泡劑，如碳酸氫鈉在一種聚合物酸的存在下。二氧化碳再次成為膨脹氣體。
在WO91/18048中將一種成梳劑(Nukleierungsmittel)涂到淀粉顆粒上，通過(guò)加熱使成核劑分解，由此產(chǎn)生泡沫。作為成核劑可以考慮碳酸鹽，為此，二氧化碳再次成為負(fù)責(zé)的膨脹氣體。
淀粉泡沫也可以按如下方法制備，例如，將淀粉粉末用水混合，將這一坯料進(jìn)行擠壓，在擠壓中，通過(guò)產(chǎn)生的水蒸汽使淀粉產(chǎn)生膨脹。
所有這些報(bào)導(dǎo)的淀粉泡沫材料，通常是部分或全部的可生物降解的，當(dāng)然，不言而喻，通過(guò)加入合成添加物及塑料添加劑可對(duì)分解性能產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，還表明加入水作為發(fā)泡劑或通過(guò)使用二氧化碳作為膨脹氣體可引起淀粉發(fā)泡，然而卻產(chǎn)生一種不均勻的蜂窩結(jié)構(gòu)，這又要求補(bǔ)充添加物。所必需的發(fā)泡劑組分及產(chǎn)生相應(yīng)的水蒸汽所需要的水分，其量都很大，含量直至20％。
此外與淀粉一起使用水有其它的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)特別表現(xiàn)在所謂熱塑性淀粉形成時(shí)，在一系列出版物中，這些缺點(diǎn)得到進(jìn)一步闡述，如在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO90/05161中，以及題為“天然的和熱塑性的淀粉的吸附性能”的文章中，R.M.Sala，I.A.Tomka，Die angewandte makromolekulare Chemie199/1992，45-63；以及在Diss.ETH Nr.9917Von R.M.Sala，1992，ETH Zürich。
從中得到的結(jié)果是，假如選用熱塑性淀粉或含有熱塑性淀粉和例如聚己內(nèi)酯的聚合物摻和物作為制備淀粉泡沫材料基礎(chǔ)是有益的。因?yàn)榻Y(jié)合在淀粉中的水不可能用于制備這種泡沫，所以慣用的物理的或化學(xué)的發(fā)泡劑是必需的，它們使得純的熱塑性淀粉和其摻和物的可生物分解的優(yōu)點(diǎn)成為問(wèn)題，并且/或者沒(méi)有天然生長(zhǎng)的資源。此外一系列天然存在的發(fā)泡劑與熱塑性淀粉不相容或?qū)岵环€(wěn)定或使熱塑性淀粉的熱降解性增高。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提議一種可生物降解的聚合物泡沫，該種泡沫顯示一種盡可能均勻的具有低密度的蜂窩結(jié)構(gòu)和非常好的機(jī)械性能，以及盡可能高的耐水性。接著本發(fā)明所述的方法，特別借助權(quán)利要求1的方法，使該項(xiàng)任務(wù)得到解決。
建議一種基本上可生物降解的聚合的泡沫的制備方法，在這里，從熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉著手，或者從一種由熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉與至少一種進(jìn)一步可生物分解的疏水的聚合物組成的聚合物混合物著手。淀粉或淀粉混合物將首先與一種可生物降解的纖維狀的或膠囊狀的材料進(jìn)行混合，該種材料具有毛細(xì)活性結(jié)合水的能力，并且它至少充分地與水摻合或充分地完全達(dá)到飽和。如此制備的聚合物/材料混合物可以分離出來(lái)，或例如制成顆粒，以便以后在分開(kāi)的工藝中分步加工，或者直接在控制壓力和溫度的條件下繼續(xù)加工，使材料中以毛細(xì)活性結(jié)合的水分釋放出來(lái)，以便使聚合物發(fā)泡。通過(guò)纖維狀的或膠囊狀的材料引起水作為發(fā)泡劑的最大優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)毛細(xì)活性結(jié)合的水份可以避免與聚合物母體產(chǎn)生不受歡迎的相互作用。在此種情況下，總水量/發(fā)泡劑量可以保持很小，而且直至按淀粉/材料混合物的總重量計(jì)算的0.1％重量以下。
為了使熱塑性淀粉的出色的物理及機(jī)械性能在按本發(fā)明所述的淀粉泡沫中發(fā)揮作用，最好從熱塑性淀粉或含有熱塑性淀粉的聚合物混合物開(kāi)始入手，在這里，熱塑性淀粉或聚合物混合物的含水量小于5％重量，最好小于1％重量。熱塑性淀粉或聚合物混合物可以與直至30％重量的纖維狀的或膠囊狀的，用水摻和或用水飽和了的材料相混合。本質(zhì)上，在聚合物及聚合物混合物與用水摻和的材料相混合時(shí)，壓力和溫度等操作參數(shù)都不能達(dá)到足以使毛細(xì)活性結(jié)合的水和發(fā)泡劑發(fā)生釋放的參數(shù)值。所以，通常情況下，熱塑性淀粉及聚合物混合物與用水摻和的材料相混合時(shí)，例如在一個(gè)擠壓機(jī)中進(jìn)行，在溫度范圍大約100-200℃下。在這里，這個(gè)溫度范圍及選定的最佳溫度，同淀粉中的增塑劑及發(fā)泡劑有關(guān)，以及與淀粉的熔融粘度有關(guān)。
作為纖維狀的或膠囊狀的材料可以考慮下列的纖維大麻、黃麻、西沙爾麻(Sisal)、棉花、亞麻/亞麻布、桑蠶絲或/焦麻(Abaca)。作為特別合適的是所謂的青麻纖維(Ramiefasern)，同樣著名的纖維例如所謂苧麻(Chinagrases)。
青麻纖維經(jīng)常被稱為直接來(lái)源于自然的高性能纖維，因?yàn)榭梢宰鳛楣I(yè)合成纖維的真正代用品。所以苧麻經(jīng)常被用作增強(qiáng)纖維，這是由于它具有高的撕裂強(qiáng)度、小的撕裂伸長(zhǎng)和高的粘附性能。其用途，可用于橡膠帶的增強(qiáng)，可作為建筑材料的增強(qiáng)纖維，如水泥，石膏，還可作為熱固性聚合物的增強(qiáng)纖維，如也作為土工紡織品(Geotextilien)的增強(qiáng)纖維。
特別優(yōu)越的是由于青麻來(lái)源于天然，它是可以完全腐爛的及生物分解的。
適合于作為纖維狀的或膠囊狀的材料有以下材料，如膨脹粘土、硅膠、瓊脂糖膠(Agarosegel)、Cephatexgel和沸石。
熱塑性淀粉主要含有以下材料之一種作為增塑劑及溶脹劑甘油、山梨醇、季戊四醇、三甲基丙烷、聚乙烯醇、氨基醇、其它多元醇、這類(lèi)化合物的混合物、乙氧基化的多元醇，如乙氧基化甘油(Ethoxylat)或乙氧基化山梨醇。作為增塑劑及溶脹劑不限于名單所列的這些，也可使用其它的適合于制備熱塑性淀粉的增塑劑及發(fā)泡劑，在此，如前所述，水是不適宜的。
代替熱塑性淀粉也可以應(yīng)用一種聚合物混合物。該混合物除了含有熱塑性淀粉之外，至少有一種其它疏水的聚合物組份，例如纖維素衍生物，其取代度＜2，如纖維素醚、纖維素酯或一種纖維素混合酯；一種脂肪族聚酯，如聚己內(nèi)酯、聚羥基-丁酸、聚羥基-丁酸/羥基-戊酸-共聚物或聚乳酸；一種疏水蛋白，如玉米蛋白和/或聚乙烯醇，它是通過(guò)聚乙酸乙烯酯的非百分之百的水解作用而制得，優(yōu)選的水解度為大約88％。
作為纖維素醚的例子要提到纖維素二乙基醚(CDE)，它與二酒石酸二乙酯增塑劑于大約190℃可進(jìn)行熱塑性加工，纖維素醚是可生物降解的。最高吸水量在20℃時(shí)僅為0.04重量份。
作為纖維素酯的例子要提到纖維素二乙酯酸酯(CDA)或作為混合酯的纖維素乙酸丁酸酯，它們與增塑劑一起于180℃可進(jìn)行熱塑性加工，并且是可生物降解的。在20℃的最高吸水量?jī)H為0.05重量份。
聚己內(nèi)酯可以不用增塑劑于120℃進(jìn)行加工，它為具有60-80℃熔化溫度的部分結(jié)晶體，在-50℃為玻璃狀凝固體。其機(jī)械性能可與低密度聚乙烯相比。最高吸水量在20℃為＜0.01重量份，并且聚己內(nèi)酯是可生物降解的。聚己內(nèi)酯應(yīng)用的一個(gè)較大的優(yōu)點(diǎn)是它與熱塑性淀粉的混合不成問(wèn)題，不必采用所謂的相介質(zhì)。
聚羥基-丁酸/聚羥基-戊酸-共聚物可進(jìn)行熱塑性加工，它顯示好的機(jī)械性能以及低的吸水性，吸水量＜0.01重量份，并且是可生物降解的。聚乳酸也是如此，雖然它是易于熱塑性加工的，而且機(jī)械性能好，以及可生物降解。
作為疏水的蛋白，例如玉米蛋白，它與0.2重量份的月桂酸或酒石酸二乙酯一起，于130℃可進(jìn)行熱塑性加工。
最后要提到的是聚乙烯醇，例如熟知的商品名為Noviol，在這里比較有利的是用于制造它的聚醋酸乙烯酯有88％也水解。
由于熱塑性的淀粉是親水性的，而制備一種聚合物混合物所用的如前所述的搭配材料顯示疏水性能，通常為制備這種混合物選用一種所謂的相介質(zhì)是必要的和有益的，這種相介質(zhì)不僅對(duì)熱塑性淀粉是相容的，而且同時(shí)對(duì)疏水性的聚合物也是相容的。基于淀粉和疏水聚合物具有不同的內(nèi)聚能量密度，嵌段共聚物可以被考慮，因?yàn)樗怯梢粋€(gè)溶于淀粉中的鏈段和一個(gè)溶于疏水性聚合物相中的鏈段所構(gòu)成。理所當(dāng)然的是相介質(zhì)同樣是可生物降解的而且可以毫無(wú)疑問(wèn)地進(jìn)行熱塑性加工。作為一個(gè)例子，要提出聚己內(nèi)酯/聚乙烯醇共聚物。作為相介質(zhì)也可以考慮用一種疏水的可生物降解的聚合物與熱塑性淀粉之間的反應(yīng)產(chǎn)物，它與疏水的聚合物相是相容的。在此，可生物降解的聚合物含有反應(yīng)基團(tuán)如環(huán)氧基或酸酐基團(tuán)，它們至少與熱塑性淀粉的一部分進(jìn)行反應(yīng)。
所用的相介質(zhì)及用量最終是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。重要的是，在用于制備泡沫所使用的聚合物混合物中，它盡可能均相或均勻一致，以便能夠制備一種盡可能均勻的泡沫。
接著一個(gè)優(yōu)選的工藝實(shí)施方案，熱塑性淀粉或含有＜1％重量含水量的熱塑性淀粉的聚合物混合物，在一個(gè)溫度范圍為大約130-170℃的條件下與2-20％重量的，(優(yōu)選用大約4-8％重量的)用水飽和了的苧麻纖維進(jìn)行混合，苧麻纖維長(zhǎng)度大約為0.3-4.0mm。混料可以在一個(gè)單螺桿擠壓機(jī)中或順式-及反式-雙螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行或在一個(gè)捏和機(jī)中進(jìn)行，或者也在間歇式的設(shè)備中，如一個(gè)內(nèi)攪拌器或搗擊捏和機(jī)中進(jìn)行。在這混料過(guò)程中，重要的是在苧麻中以毛細(xì)活性結(jié)合的水份不能被釋放出來(lái)。另一方面，溫度和壓力以及產(chǎn)生的機(jī)械及控制在使熱塑性淀粉不發(fā)生降解。加工所用的溫度，在很大程度上與熱塑性淀粉中的溶脹劑及增塑劑有關(guān)，它們對(duì)淀粉的熔化粘度可以產(chǎn)生很大的影響。例如含有甘油的熱塑性淀粉應(yīng)比含有山梨醇的熱塑性淀粉選擇較低的溫度來(lái)加入苧麻纖維。
現(xiàn)在原則上可以將用苧麻纖維摻和的熱塑性淀粉或含有熱塑性淀粉的聚合物摻和物進(jìn)行分離，并將它在一個(gè)單獨(dú)的工序中或以后作為進(jìn)一步制備淀粉泡沫的所謂的聚合物材料進(jìn)行中間貯存。另一個(gè)可能性是將淀粉混合物直接繼續(xù)加工，例如通過(guò)注射進(jìn)入一個(gè)注塑模型中，在這里如此制備的模塑件必須是仍舊沒(méi)發(fā)泡的。
對(duì)于泡沫制備現(xiàn)在重要的是在提高溫度和壓力的條件下加工淀粉混合物，例如在200-210℃，從而使在苧麻纖維中以毛細(xì)活性結(jié)合的水份被釋放出來(lái)，以便使淀粉發(fā)泡。在此，可以將含苧麻纖維的淀粉熔化物在一個(gè)擠壓機(jī)中在上述的大約200℃加工和擠壓或注射模塑，當(dāng)熱塑性淀粉或聚合物混合物離開(kāi)噴嘴時(shí)而發(fā)泡?；蛘呖蓪⒁呀?jīng)制備的注塑件放入一個(gè)模具中，在提高溫度和增高壓力下使之發(fā)泡。
與各種各樣的，在現(xiàn)有技術(shù)水平已知的淀粉泡沫相反，接著本發(fā)明所制備的由熱塑性淀粉構(gòu)成的泡沫及含有熱塑性淀粉的聚合物混合物構(gòu)成的泡沫顯示一種特別均勻的蜂窩結(jié)構(gòu)、低密度和非常好的機(jī)械性能。機(jī)械性能當(dāng)然也由于苧麻纖維的存在而受到?jīng)Q定性的影響，因?yàn)楸娝苤r麻纖維適合于顯著地改善聚合物及塑料的機(jī)械性能。
在制備適合于發(fā)泡的可生物降解的聚合物例如熱塑性淀粉時(shí)，如果加入添加物，例如增塑劑、潤(rùn)滑劑、軟化劑等當(dāng)然是可能的和有時(shí)也是有益的。如果摻入一定的已以毛細(xì)活性結(jié)合了水份的材料，如苧麻纖維也是有益的，在摻入之前，纖維是進(jìn)行表面處理，例如上膠或去膠，以便通過(guò)聚合物能夠得到對(duì)比較好的浸潤(rùn)性。在聚合物及聚合物混合物進(jìn)行混料時(shí)，也可以添加阻燃劑、染料等等。
在制備聚合物泡沫時(shí)，要注意提，在添加增塑劑、潤(rùn)滑劑特別是軟化劑等添加物時(shí)，粘度不能太低。低粘度對(duì)泡沫的制備產(chǎn)生負(fù)作用，在粘度太低時(shí)，有產(chǎn)生萎縮的危險(xiǎn)。如果在聚合物混合物中，和熱塑性淀粉一起使用的其它聚合物組分顯示出一個(gè)非常低的粘度時(shí)，并且由于這些其它組分的份額太高，總粘度變低時(shí)，要發(fā)泡的材料也可出現(xiàn)低粘度。總之，為了用于制備一個(gè)本發(fā)明的泡沫而制備一種聚合物摻和物時(shí)，應(yīng)該注意到，其中所含的熱塑性淀粉的粘度不能有顯著的降低。如果在要發(fā)泡的材料中，水含量太高，也會(huì)導(dǎo)致粘度太低。最后粘度太低也可能是個(gè)預(yù)兆，在要發(fā)泡的材料中所用的熱塑性淀粉分解的太厲害。
聚合物泡沫的性能也可以通過(guò)所用的苧麻纖維的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者通過(guò)摻入不同的材料，例如用帶有棉花纖維的替苧麻纖維，以便使泡沫材料具有較高的柔韌性。例如苧麻纖維與膨脹粘土或與硅膠等混合是可能的。
本發(fā)明適合創(chuàng)造一種生物分解的聚合物泡沫，它基本上由發(fā)泡的熱塑性淀粉或一種發(fā)泡的熱塑性聚合物混合物構(gòu)成，該混合的用一種材料混合或摻合，這種材料具有毛細(xì)活性結(jié)合水份的能力。對(duì)這種材料它可以或者是一種纖維狀的材料，如大麻、黃麻、西沙爾麻(Sisal)、棉花、亞麻/亞麻布、桑蠶絲、焦麻(Abaca)或者優(yōu)先的是苧麻纖維，或者是一種膠囊狀材料，例如膨脹粘土、硅膠、瓊脂糖膠(Agarosegcl)、Cephalexgcl、或沸石。
按本發(fā)明所定義的聚合物泡沫適合于作為包裝材料、作為隔熱或隔音及通常作為絕緣材料，以及在建筑業(yè)的各種用途。
隨后實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1從熱塑性淀粉出發(fā)，它是由65％淀粉和35％山梨醇通過(guò)分解(Aufschliessen)而制取的。在一個(gè)商名為T(mén)heysohn TSK945的混料設(shè)備(同步雙螺桿擠壓機(jī)，帶有不同的液體/固體計(jì)量)中進(jìn)行加工。在擠壓機(jī)中，選定以下的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)25℃ 130℃ 150℃ 170℃ 150℃ 140℃ 140℃ 170℃在1區(qū)以10kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉顆粒，并熔化。在5區(qū)以1500g/小時(shí)的劑量補(bǔ)加熱塑性淀粉，以840g/小時(shí)的劑量加入纖維長(zhǎng)度為0.5mm的苧麻纖維和以200g/小時(shí)劑量加入硬脂酸。苧麻在摻入之前，通過(guò)浸濕進(jìn)行預(yù)處理，確切地說(shuō)用水盡可能飽和。隨后進(jìn)行混合和熔化出料以及熱擠塑。在這里，應(yīng)該注意的是材料在混料時(shí)不能發(fā)泡，這通過(guò)將溫度控制在200℃以下就可以達(dá)到。擠壓機(jī)選擇下列的參數(shù)值擠壓機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩的65％坯料壓力(噴嘴)4-8bar作為替代實(shí)施例1采用的工藝過(guò)程，也可以從天然的淀粉開(kāi)始，這里首先通過(guò)加入山梨醇，使熱塑性淀粉增溶。這里要注意，在各種情況下存在于天然淀粉中的水份，將通過(guò)抽真空去除。實(shí)際上，熱塑性淀粉在加工時(shí)更確切地說(shuō)在與苧麻纖維摻入和混料時(shí)，僅僅含有少量水份，也就是說(shuō)優(yōu)先的含水量為1％重量。實(shí)施例2采用如實(shí)施例1相同的混料設(shè)備。并將10kg/小時(shí)的熱塑性淀粉(含有35％重量的山梨醇)計(jì)量加入到1區(qū)并熔化。在5區(qū)另外計(jì)量加入1500g/小時(shí)劑量的熱塑性淀粉以及1200g/小時(shí)的苧麻纖維，其纖維長(zhǎng)度為0.5mm，和200g/小時(shí)的硬脂酸。
摻壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) 200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的80％坯料壓力(噴嘴)4bar混料設(shè)備的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)25℃ 130℃ 150℃ 170℃ 130℃ 120℃ 120℃ 160℃實(shí)施例3天然淀粉為實(shí)施例3的基礎(chǔ)，該淀粉在與實(shí)施例1和2相同的混料設(shè)備中的1區(qū)進(jìn)行混料。在1區(qū)里計(jì)量加入13.5kg/小時(shí)的淀粉，在2區(qū)里將10kg/小時(shí)劑量的山梨醇加進(jìn)去。然后使淀粉分解成為熱塑性淀粉。形成的水蒸汽在4區(qū)里通過(guò)真空抽走。在5區(qū)里計(jì)量200g/小時(shí)已準(zhǔn)備好的熱塑性淀粉以及1200g/小時(shí)苧麻纖維，其纖維長(zhǎng)度為1mm，和200g/小時(shí)硬脂酸。如此制備的熔化物料被排出并造粒。
擠壓機(jī)的參數(shù)擠壓機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的65％坯料壓力(噴嘴)4bar混料機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)80℃ 160℃ 190℃ 180℃ 160℃ 140℃ 140℃ 170℃溫度分布圖表明，在2至4區(qū)里的溫度調(diào)節(jié)在160℃和190℃之間，該溫度對(duì)于熱塑性淀粉的分解是必要的和有益的。隨后將溫度降到160℃及160℃以下，以防止水份從苧麻纖維的毛細(xì)管中逸出。
代替山梨醇當(dāng)然也可以用季戊四醇或甘油或者其它的適合的增塑劑，用來(lái)分解熱塑性淀粉。按著所調(diào)節(jié)的淀粉/增塑劑混合物的粘度也就是如此分解的熱塑性淀粉的粘度，可以在4區(qū)和后面的區(qū)內(nèi)選擇用于添加摻入苧麻纖維的較低的溫度。實(shí)施例4全部設(shè)置的參數(shù)都與實(shí)施例3相同，只是在5區(qū)中，將200g/小時(shí)改為400g/小時(shí)計(jì)量加入硬脂酸。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的60-65％坯料壓力(噴嘴)30-40bar實(shí)施例5在1區(qū)的13.5kg/小時(shí)的劑量加入淀粉，在2區(qū)以10kg/小時(shí)計(jì)量加入山梨醇。然后進(jìn)行淀粉分解。在4區(qū)除去不需要的水分。在5區(qū)將事先準(zhǔn)備好的分解的熱塑性淀粉以200g/小時(shí)的劑量、纖維長(zhǎng)度為2mm的苧麻纖維以240g/小時(shí)的劑量和一種中性的脂肪酸酯作為加工助劑，以360g/小時(shí)的量加入。熔化物料被抽出并造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)250轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的55％坯料壓力(噴嘴)擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)80℃ 160℃ 190℃ 180℃ 170℃ 160℃ 160℃ 170℃實(shí)施例6與實(shí)施例5相同的工藝流程，只是在5區(qū)加工助劑的劑量由360g/小時(shí)改為470g/小時(shí)。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)250轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩較低的值，如實(shí)施例5坯料壓力(噴嘴)坯料壓力(噴嘴)-擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)80℃ 160℃ 190℃ 180℃ 150℃ 135℃ 135℃ 135℃實(shí)施例7在1區(qū)里，以10kg/小時(shí)的劑量將預(yù)先備好的分解的熱塑性淀粉加入，以及在2區(qū)里以160g/小時(shí)劑量加水作為加工助劑。在4區(qū)里再將水除掉。在5區(qū)里，以2000g/小時(shí)的劑量加入預(yù)先制備好的分解的熱塑性淀粉，以及以2400g/小時(shí)的劑量加入纖維長(zhǎng)度為2mm的苧麻纖維和以360g/小時(shí)的劑量加入中性的脂肪酸酯作為加工助劑。隨后抽出熔化物料并造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的65％坯料壓力(噴嘴)-擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)40℃ 130℃ 155℃ 170℃ 150℃ 140℃ 140℃ 170℃實(shí)施例8在1區(qū)里，以10kg/小時(shí)的劑量將預(yù)先備好的分解的熱塑性淀粉加入，以及在2區(qū)里，以160g/小時(shí)的劑量加水作為加工助劑。在4區(qū)里再除掉水份。在5區(qū)里，以2000g/小時(shí)的劑量加入預(yù)先備好的分解的熱塑性淀粉以及以1200g/小時(shí)的劑量加入纖維長(zhǎng)度為1mm的苧麻纖維和以360g/小時(shí)的劑量加入中性的脂肪酸酯作為加工助劑。隨后抽出熔化物料并造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的50-55％坯料壓力(噴嘴)-擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)25℃ 130℃ 155℃ 170℃ 150℃ 140℃ 140℃ 170℃實(shí)施例9基礎(chǔ)預(yù)先分解的含33％甘油熱塑性淀粉；纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維的含水量為7％。
配料機(jī)的溫度分布1區(qū)2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)100℃ 180℃ 180℃ 150℃ 120℃ 120℃ 120℃ 170℃在1區(qū)里，以15kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性的淀粉顆粒并熔化。在4區(qū)里以340g/小時(shí)的劑量加入苧麻纖維，在5區(qū)里以1500g/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉和以200g/小時(shí)的劑量加入硬脂酸。然后進(jìn)行熔化出料和熱成型。值得注意的是在配料過(guò)程中材料不能發(fā)泡(溫度＜200℃)。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)150轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的45％坯料壓力(噴嘴)4bar實(shí)施例10預(yù)先分解好的含33％甘油熱塑性淀粉；纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維含水量為7％。
配料機(jī)的溫度分布1區(qū)2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)100℃ 180℃ 180℃ 150℃ 120℃ 120℃ 120℃ 170℃在1區(qū)里，以20kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉顆粒并熔化。在4區(qū)以670g/小時(shí)的劑量補(bǔ)充加入苧麻纖維，在5區(qū)以2500g/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉和以200g/小時(shí)的劑量加入硬脂酸。然后進(jìn)行熔化出料和熱成型。溫度不超過(guò)200℃。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的55％坯料壓力(噴嘴)10bar實(shí)施例11預(yù)先分解的含33％甘油熱塑性淀粉；纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維含水量為7％。
配料機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 180℃ 180℃ 150℃ 120℃ 120℃ 120℃ 170℃在1區(qū)里，熱塑性淀粉以20kg/小時(shí)的劑量加入。在4區(qū)里，苧麻纖維以1260g/小時(shí)的劑量加入。在5區(qū)里，熱塑性淀粉以3000g/小時(shí)的劑量和硬脂酸以200g/小時(shí)的劑量加入。造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的50％坯料的壓力(噴嘴)12bar實(shí)施例12聚合物摻和物的組成為50％的熱塑性淀粉(用35％山梨醇和甘油以1∶1的混合物進(jìn)行分解)和50％的聚己內(nèi)酯。纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維的含水量為7％。
配料機(jī)的溫度分布
1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 180℃ 180℃ 120℃ 120℃ 120℃ 120℃ 150℃在1區(qū)里，聚合物混合物顆粒以20kg/小時(shí)的劑量加入。在4區(qū)里，苧麻纖維以2100g/小時(shí)的劑量加入。造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的50％坯料壓力(噴嘴)4.0bar實(shí)施例14聚合物混合物不同于前面制備的混合物，前面是以土豆淀粉作為基料，而在實(shí)施例14中是采用以35％山梨醇分解的玉米一熱塑性淀粉。纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維含水量為7％。
擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 160℃ 180℃ 160℃ 160℃ 160℃ 160℃ 170℃在1區(qū)里，以15kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉。在4區(qū)里，以900g/小時(shí)的劑量補(bǔ)充加入苧麻纖維，在5區(qū)里，以1500g/小時(shí)的劑量加入預(yù)先備好的熱塑性淀粉和以400g/小時(shí)劑量加入硬脂酸。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的45％坯料壓力(噴嘴)6.0bar實(shí)施例15
熱塑性淀粉與實(shí)施例14相同。纖維長(zhǎng)度為0.1mm，纖維的含水量為7％。
擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 160℃ 180℃ 160℃ 160℃ 160℃ 160℃ 170℃在1區(qū)里，以15kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉。在4區(qū)里，以1800g/小時(shí)的劑量補(bǔ)充加入苧麻纖維和在5區(qū)里以1500g/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉和400g/小時(shí)的劑量加入硬脂酸。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大值的45％坯料壓力(噴嘴)10bar實(shí)施例16熱塑性淀粉同于實(shí)施例14和15。纖維長(zhǎng)度為1.0mm，纖維的含水量為18％。
擠壓機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 160℃ 180℃ 160℃ 160℃ 160℃ 160℃ 170℃在1區(qū)里，以15kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉。在4區(qū)里，以1800g/小時(shí)的劑量加入苧麻纖維，在5區(qū)里，以3000g/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉和以400g/小時(shí)的劑量加入硬脂酸。造粒。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大值的50％
坯料壓力(噴嘴)6.0bar實(shí)施例17純的聚己內(nèi)酯。纖維長(zhǎng)度為1.0mm，纖維的含水量為18％。
配料機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)30℃ 150℃ 150℃ 80℃ 80℃ 80℃ 80℃ 80℃在1區(qū)里，以15kg/小時(shí)的劑量加入聚己內(nèi)酯。在2區(qū)里，以1800g/小時(shí)的劑量加入苧麻纖維。在5區(qū)里，以5kg/小時(shí)的劑量加入聚己內(nèi)酯。
擠壓機(jī)參數(shù)擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)125轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的45％坯料壓力(噴嘴)5.0bar實(shí)施例18含32％山梨醇的分解的玉米一熱塑性淀粉。纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維的含水量為18％。
配料機(jī)的溫度分布1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū) 5區(qū) 6區(qū) 7區(qū) 8區(qū)60℃ 180℃ 180℃ 180℃ 180℃180℃ 200℃ 200℃在1區(qū)里，以25kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉。在4區(qū)里，以1830g/小時(shí)的劑量加入苧麻纖維。在5區(qū)里，以4kg/小時(shí)的劑量加入熱塑性淀粉。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，在纖維混入以后，在同一流程內(nèi)，直接發(fā)泡。
擠壓機(jī)參數(shù)
擠壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩的70-80％坯料壓力(噴嘴)50bar實(shí)施例19制備設(shè)備不同于上面所述的實(shí)施例，是用一個(gè)Buss-捏和機(jī)(蝸桿直徑為46mm)。淀粉和增塑劑(35％山梨醇)作為基料。纖維長(zhǎng)度為0.5mm，纖維的含水量為7％。
Buss-捏和機(jī)的溫度分布0區(qū) 1區(qū) 2區(qū) 3區(qū) 4區(qū)90℃ 90℃ 130℃ 150℃ 150℃Buss-捏和機(jī)有4個(gè)加熱區(qū)(1-4區(qū))，0區(qū)在這里相當(dāng)于可加熱的蝸桿。
淀粉在這里用2.5％苧麻纖維預(yù)先混合(按最終產(chǎn)物計(jì)算TPS＝淀粉＋山梨醇)。以13.5kg/小時(shí)的劑量將淀粉/纖維混合物和7kg/小時(shí)的山梨醇一起加入1區(qū)。然后進(jìn)行增塑和隨后的冷造粒。
捏和機(jī)參數(shù)捏和機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)200轉(zhuǎn)/分單位功率輸入為300瓦小時(shí)/kg含苧麻纖維的聚合物泡沫的制備實(shí)施例20-泡沫試驗(yàn)1采用實(shí)施例9的材料。
發(fā)泡是在一個(gè)Collin公司產(chǎn)的單蝸桿擠壓機(jī)中進(jìn)行(蝸桿直徑為45mm)。
擠壓機(jī)的溫度分布(℃)120/160/200/200/200發(fā)泡是經(jīng)過(guò)一個(gè)安裝上的長(zhǎng)為8mm，直徑為1.5mm的毛細(xì)管而進(jìn)行的。
在最高轉(zhuǎn)數(shù)(120轉(zhuǎn)/分)時(shí)，達(dá)到的壓力最大為70bar。
達(dá)到的最低密度為340kg/m3。實(shí)施例21-泡沫試驗(yàn)2采用實(shí)施例16的材料。
發(fā)泡是在一個(gè)Arburg-注射模塑機(jī)(Typ270M蝸桿直徑為25mm)中進(jìn)行。
這里采用的圓周速度為30M/分，經(jīng)過(guò)一個(gè)直徑為1mm的噴嘴噴出來(lái)。
溫度分布(℃)120/180/210/210/210達(dá)到的密度300kg/m3實(shí)施例22-泡沫試驗(yàn)3采用實(shí)施例19的材料。
這里利用前面的注射模塑機(jī)，通過(guò)一個(gè)3mm的噴嘴進(jìn)行噴出。
溫度分布(℃)90/140/160/200/200達(dá)到的密度160kg/m3實(shí)施例23-泡沫試驗(yàn)4采用實(shí)施例18的材料。
這里發(fā)泡是在混入苧麻纖維之后，直接在Theysohn一配料機(jī)中在一個(gè)工藝內(nèi)進(jìn)行的(參數(shù)見(jiàn)實(shí)施例18)。有效的坯料溫度這里為大約200-210℃。壓力達(dá)到50bar。發(fā)泡是通過(guò)一個(gè)3mm長(zhǎng)和3mm直徑的毛細(xì)管進(jìn)行的。
達(dá)到的密度190kg/m3與苧麻纖維一起發(fā)泡，除了一個(gè)適合的材料之外，還有兩個(gè)參數(shù)具有決定性影響，即壓力和溫度。此外，熔化物料也就是泡沫體的出料速度也起重要作用。原則上可以講，提高壓力(直至300-400bar)，在苧麻纖維情況下用較低的溫度，如此得到的泡沫總是顯示一個(gè)較低的密度。當(dāng)然溫度降低不能低于大約200℃，否則貯存在苧麻纖維上的水份不能被釋放出來(lái)。在采用熱塑性淀粉的情況下，溫度不能超過(guò)210℃，因?yàn)殡S著溫度的提高，TPS可能產(chǎn)生降解，從而使泡沫體的性能變壞。所以要注意對(duì)發(fā)泡設(shè)備的適當(dāng)?shù)睦鋮s。這里所用的設(shè)備能達(dá)到的壓力大約僅為70bar以下(通常生產(chǎn)設(shè)備的工作壓力為250-350bar)。如此用苧麻纖維制備的泡沫體其密度全部在160-340kg/m3范圍以內(nèi)，與其原料的密度大約在1500kg/m3相比，已經(jīng)產(chǎn)生了可觀的發(fā)泡效果。但是盡管如此若采用最佳的工藝條件，還可以使密度明顯的降低。
此外，從所進(jìn)行的泡沫試驗(yàn)中還得知，用纖維長(zhǎng)度為大約0.5-0.6mm的苧麻纖維對(duì)加工有利。苧麻纖維的份額占泡沫總重量的4-8％重量為宜，因?yàn)樵陲柡偷钠r麻纖維的情況下和一個(gè)較高的份額時(shí)，可能使要發(fā)泡的材料中水的含量太高，從而使粘度由于太高的含水量而大大降低。在制備泡沫時(shí)的低粘度，如前所述，是不受歡迎的。
用在實(shí)施例20-23中制備的泡沫材料，進(jìn)一步作耐壓試驗(yàn)。用一個(gè)15mm高的圓筒。將充填其中的泡沫材料壓下3mm，同時(shí)在壓下的狀態(tài)保持1分鐘，隨后去掉壓力，為了測(cè)量回彈能力，再等候1分鐘。為了比較，采用一種含有31.5％重量的山梨醇且不加纖維的熱塑性淀粉，出于對(duì)比的目的，這種熱塑性淀粉用3.5％水和0.15％重量微細(xì)滑石粉(作為成核劑)進(jìn)行發(fā)泡。不僅按實(shí)施例20-23所用的四種泡沫材料，而且也將對(duì)比泡沫材料一起在70％空氣溫度下進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
用青麻纖維摻和的泡沫材料得到的回彈能力為82-91％，在此，按實(shí)施例22的材料其回彈能力為87-91％，按實(shí)施例23的泡沫材料其回彈能力為88-91％。與此相對(duì)照的，不加苧麻纖維的對(duì)比泡沫材料其回彈能力為81-89％。
如此表明，按本發(fā)明所制備的泡沫材料，較對(duì)比泡沫材料具有更高的耐壓強(qiáng)度。
最后要指出的是，按實(shí)施例20-23制備的泡沫材料，比對(duì)比泡沫材料具有更高的抗大氣潮濕性。這一效果應(yīng)歸功于泡沫材料中的苧麻纖維組份。
在實(shí)施例1-23中敘述的配力和試驗(yàn)條件，不言而喻，只是為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的例子。顯然，代替純的熱塑性淀粉，可用含有熱塑性淀粉的聚合物混合物。此時(shí)發(fā)然要注意，混合物的總粘度不顯著低于純的熱塑性淀粉的粘度。另外還可以用其它填料代替苧麻纖維，但是它們一方面必須是生物可分解的，另一方面具備結(jié)合毛細(xì)活性水的能力。本發(fā)明的基本想法是，為了使一種可生物降解的聚合物發(fā)泡，使用一種同樣可生物分解的填料來(lái)替代發(fā)泡劑或游離的水，該填料具有結(jié)合毛細(xì)活性水的能力。
權(quán)利要求
1.一種基本上可生物降解的聚合物泡沫的制備方法，其特征是，熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉或者一種由熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉與至少一種可生物降解的疏水聚合物構(gòu)成的聚合物混合物，與一種可生物降解的纖維狀的或膠囊狀的材料相混合，該材料具有結(jié)合毛細(xì)活性水的能力，并且至少部分地用水摻合或飽和，緊接著或在一個(gè)單獨(dú)的流程步驟中，在控制壓力和溫度的條件下，對(duì)聚合物/材料混合物進(jìn)行加工，使材料中毛細(xì)管固定的水被釋放出來(lái)，促成聚合物的發(fā)泡。
2.尤其按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，熱塑性淀粉或含有熱塑性淀粉的聚合物混合物，與最多30％(重量)的纖維狀的或膠囊狀的，用水摻合或飽和的材料進(jìn)行混合，其中，熱塑性淀粉或熱塑性淀粉/聚合物混合物的含水量小于5％(重量)，優(yōu)選小于1％(重量)。
3.尤其按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，熱塑性淀粉或熱塑性淀粉/聚合物混合物與纖維狀的或膠囊狀的材料的混合是在溫度范圍為100-200℃，優(yōu)選為130-170℃進(jìn)行的。
4.尤其按權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征是，纖維狀的或膠囊狀的材料包含至少下列纖維之一種大麻、黃麻、西沙爾麻、棉花、亞麻/亞麻布、桑蠶絲和/或蕉麻。
5.尤其按權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征是，纖維狀的或膠囊狀的材料包含至少下列物質(zhì)之一種膨脹粘土、硅膠、瓊脂糖膠(Agarosegel)、Cephatexgel和/或沸石。
6.尤其按權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征是，纖維狀的或膠囊狀的材料包含苧麻纖維。
7.尤其按權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征是，聚合物混合物含有除了熱塑性淀粉以外的至少一種下列疏水的聚合物一取代度≤2的纖維素衍生物，如纖維素醚、纖維素酯或纖維素混合酯；一脂肪族聚酯，如乙內(nèi)酯、聚羥基丁酸、聚羥基-丁酸-羥基-戊酸-共聚物和聚乳酸；一疏水的朊，如玉蜀黍朊；和/或一聚乙烯醇，通過(guò)聚醋酸乙烯的非百分之百的水解而制得，水解度優(yōu)選為大約88％。
8.尤其按權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，聚合物混合物包含一種聚合物相介質(zhì)(phasen-vermittler)、或一種高分子分散劑，在此，相介質(zhì)或分散劑使淀粉相與疏水的聚合物相的分子偶合。
9.尤其按權(quán)利要求1-8之一的一種方法，其特征是，為了制備或分解(Aufschliessen)可熱塑性加工的淀粉，作為發(fā)泡劑或增塑劑及作為軟化劑，至少使用下列一種物質(zhì)山梨醇、甘油、季戊四醇、三甲基丙烷、聚乙烯醇、一種羥基酸，如乳酸和/或它的鹽，聚乙烯醇、一種乙氧基化的多元醇、和/或以上物質(zhì)的混合物。
10.尤其按權(quán)利要求1-9之一的一種方法，其特征是，熱塑性淀粉或一種熱塑性淀粉/聚合物混合物，其含水量＜1％(重量)，與2-20％(重量)，優(yōu)選為4-8％(重量)的用水飽和的苧麻纖維進(jìn)行混合，苧麻纖維長(zhǎng)度大約為0.3-4.0mm，優(yōu)選為0.4-0.6mm，混合溫度在約120-180℃之間，優(yōu)選為130-170℃。
11.尤其按權(quán)利要求1-10之一的一種方法，其特征是，為了制備泡沫，由熱塑性淀粉或熱塑性淀粉/聚合物混合物與苧麻纖維構(gòu)成的混合物在大約200-210℃溫度下進(jìn)行加工，以促使在苧麻纖維中的毛細(xì)管固定的水釋放出來(lái)，這種水作為發(fā)泡劑用于熱塑性淀粉的膨脹。
12.一種適合于制備一種可生物降解的聚合物泡沫體的聚合物混合物的制備方法，其特征是，熱塑性淀粉或一種含有熱塑性淀粉和含水量＜1％(重量)的疏水聚合物的聚合物混合物，與最多30％(重量)的，優(yōu)選為大約4-8％(重量)的基本上用水飽和的苧麻纖維在130-170℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行混合。
13.可生物降解的聚合物泡沫，其特征在于，發(fā)泡的熱塑性淀粉或一種發(fā)泡的聚合物混合物包含熱塑性淀粉和至少一種疏水性聚合物，所述泡沫體摻有苧麻纖維。
14.尤其按權(quán)利要求13所述的聚合物泡沫，其特征在于發(fā)泡的熱塑性淀粉，并至少含有泡沫體總重量的3-30％(重量)的苧麻纖維。
15.尤其按權(quán)利要求13或14其中一項(xiàng)所述的聚合物泡沫，其特征在于發(fā)泡的熱塑性淀粉，包含相當(dāng)于熱塑性淀粉重量的20-35％(重量)的甘油、山梨醇或它們的混合物作為軟化劑，以及相當(dāng)于泡沫體總重量的4-8％(重量)的苧麻纖維。
16.適合于制備一種可生物降解的聚合物泡沫的聚合物混合物，其特征是，熱塑性淀粉或含有熱塑性淀粉和至少一種疏水性聚合物的聚合物混合物，與基本上用水飽和的苧麻纖維同時(shí)存在。
17.尤其按權(quán)利要求16所述的聚合物混合物，其特征是，含有相當(dāng)于熱塑性淀粉重量的20-35％(重量)的甘油、山梨醇或它們的混合物的熱塑性淀粉，與基本上用水飽和的苧麻纖維相混合，苧麻組份為聚合物混合物總重量的4-8％(重量)。
18.按權(quán)利要求13-15中的一項(xiàng)所述的聚合物泡沫之應(yīng)用，作為包裝材料、作為隔熱材料、作為隔音材料、作為絕緣材料、用于制造泡沫薄膜和/或所謂薄片。
全文摘要
為了制備一種基本上生物可分解的聚合物泡沫，利用熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉或者利用一種由熱塑性的或結(jié)構(gòu)破壞的淀粉與至少一種生物可分解的疏水的聚合物組成的聚合物混合物。另外，該材料與一種生物可分解的纖維狀的或膠囊狀的材料相混合，后種材料具有毛細(xì)管固定水的能力，在此，這種材料與聚合物混合之前，至少部分地用水摻和或用水飽和。如此得到的聚合物/材料混合物將在控制壓力和溫度條件下進(jìn)行加工，使在材料中由毛細(xì)管結(jié)合的水被釋放出來(lái)，以便促成聚合物發(fā)泡。
文檔編號(hào)C08L101/16GK1128036SQ94192919
公開(kāi)日1996年7月31日 申請(qǐng)日期1994年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月28日
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