用于形成包含可再生性生物聚合物的熱塑性組合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于形成含有可再生性生物聚合物與聚烯烴的組合的熱塑性組合物的方法。將所述生物聚合物和聚烯烴供給至擠出機(jī)的進(jìn)料部分。將液態(tài)形式的增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得其在擠出機(jī)內(nèi)原位形成熱塑性生物聚合物，然后形成均質(zhì)共混物。通過使用增容劑來促進(jìn)增塑劑的原位添加，所述增容劑具有對生物聚合物具有親和力的極性組分和對聚烯烴具有親和力的非極性組分。當(dāng)最初將聚合物添加到擠出機(jī)時，增容劑可以幫助促進(jìn)生物聚合物被熔融加工很短的一段時間直到通過與增塑劑的混合物可以使其具有熱塑性為止的能力。此外，在與增塑劑混合時，增容劑還可以幫助確保所生成的組合物保持一般地均質(zhì)并且不分離為構(gòu)成相。
【專利說明】用于形成包含可再生性生物聚合物的熱塑性組合物的方法
[0001]發(fā)明背景
[0002]在自然界，通過吸收引起全球變暖的溫室氣體二氧化碳來產(chǎn)生天然聚合物。包含天然生物聚合物的材料在整個產(chǎn)品的生命周期中，在總的能源節(jié)約、溫室氣體排放減少等方面將具有減少的環(huán)境足跡，所述產(chǎn)品的生命周期包括原材料生產(chǎn)、制造、分配、使用、報廢處理等。特別地，對開發(fā)基于生物材料的和生物可降解的薄膜有增加的商業(yè)需求，所述基于生物材料的和生物可降解的薄膜用于吸收性制品如嬰兒和兒童護(hù)理產(chǎn)品、女性衛(wèi)生產(chǎn)品和成人失禁產(chǎn)品等的領(lǐng)域。例如，這些膜可以用于吸收性制品的底片。目前市售的基于生物材料的和生物可降解的材料中，沒有單獨地滿足這種產(chǎn)品的應(yīng)用需求。例如，聚乳酸用于靜止的柔性膜應(yīng)用通常太硬，往往具有使用中的性能問題，如對于成人女性產(chǎn)品，引起嘈雜的
沙沙聲。脂肪族-芳香族共聚酯膜，如Ecxyflexi；膜是由石油制備的合成性聚合物膜并且其不含預(yù)期應(yīng)用所需要的任何天然的或基于生物材料的聚合物組分，并且它們的費用對于這樣的預(yù)期應(yīng)用來說也太高。純的共聚酯膜對于制造流延膜還顯示差的轉(zhuǎn)化加工性能。所生成的膜非常粘并且不能通過在輥上纏繞進(jìn)行收集。共聚酯流延膜還傾向于容易阻塞，使其在生產(chǎn)之后，如果有可能的話，非常難以分離到單個層中。還嘗試了熱塑性淀粉，但由于有限的加工性能，其不能被制成薄膜。純的熱塑性淀粉膜還非常易碎并且太硬而不能用于軟的柔性膜應(yīng)用。
[0003]鑒于當(dāng)前可獲得材料的這些困難和缺點，在用于個人護(hù)理產(chǎn)品應(yīng)用中的薄膜中存在未滿足的需求。非常想要的是發(fā)明可以用于生成軟的且可塑的熱塑性流延膜的相對便宜的聚合物共混制劑，所述軟的且可塑的熱塑性流延膜包含足夠量的天然來源的生物可降解性組分。
[0004]發(fā)明概沭
[0005]根據(jù)一個實施方案，公開了用于形成熱塑性組合物的方法。所述方法包括:向擠出機(jī)的進(jìn)料部分供給可再生性生物聚合物、聚烯烴和增容劑，其中所述增容劑具有極性組分和非極性組分。將液態(tài)增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得增塑劑與生物聚合物、聚烯烴和增容劑混合以形成共混物。在擠出機(jī)內(nèi)對所述共混物進(jìn)行熔融加工以形成熱塑性組合物。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，公開了用于形成膜的方法。所述方法包括:向擠出機(jī)的進(jìn)料部分供給可再生性生物聚合物、聚烯烴和增容劑，其中所述增容劑具有極性組分和非極性組分。將液態(tài)增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得增塑劑與生物聚合物、聚烯烴和增容劑混合以形成共混物。在擠出機(jī)內(nèi)對所述共混物進(jìn)行熔融加工以形成熱塑性組合物。所述組合物通過模具被擠出到表面上以形成膜，其中所述膜的厚度為約50微米或更小。
[0007]在以下更加詳細(xì)地討論了本發(fā)明的其它特征和方面。
[0008]附圖的簡要i兌明
[0009]在本說明書的剩余部分中，參考所附的附圖更具體地陳述了針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的、本發(fā)明的完整和使其實現(xiàn)的公開內(nèi)容，包括其最佳方式，其中:
[0010]圖1是可以用于本發(fā)明的一個實施方案的擠出機(jī)的局部剖開側(cè)視圖；
[0011]圖2是可以用于本發(fā)明的、用于冷卻熱塑性組合物的系統(tǒng)的一個實施方案的示意性說明；和
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明用于形成膜的方法的一個實施方案的示意性說明。
[0013]在本說明書和附圖中參考符號的重復(fù)使用意在表示本發(fā)明的相同或類似特征或元件。
[0014]代表性實施方案詳述
[0015]定義
[0016]如在本文中所使用的，術(shù)語“生物可降解性” 一般指由于自然存在的微生物例如細(xì)菌、真菌和藻類；環(huán)境熱；水分；或其它環(huán)境因子的作用而降解的材料。降解的程度可以根據(jù)ASTM測試方法5338.92來確定。
[0017]如在本文中所使用的，術(shù)語“可再生性”一般指可以由天然來源制備或者由來自天然來源的材料。所述天然來源通過陸地、水生或海洋生態(tài)系統(tǒng)(例如，農(nóng)作物、可食用和不可食用的草、林產(chǎn)品、海草或藻類)植物、微生物(例如，細(xì)菌、真菌或酵母)等的作用定期地(例如，每年一次或永久地)再補(bǔ)充。
[0018]詳述
[0019]現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的多個實施方案，以下對其一個或多個實例進(jìn)行陳述。通過解釋說明本發(fā)明而不限制本發(fā)明的方式提供每個實例。事實上，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以在本發(fā)明中進(jìn)行多種修改和改變。例如，作為一個實施方案的部分說明或討論的特征可以用于另一個實施方案以得到再另一個實施方案。因此，預(yù)期的是本發(fā)明覆蓋落入所附的權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。
[0020]一般來說，本發(fā)明涉及用于形成熱塑性組合物的方法，所述熱塑性組合物包含可再生性生物聚合物(例如淀粉聚合物)與增強(qiáng)生物聚合物的加工性能并且還幫助改進(jìn)所生成的膜的某些機(jī)械性能的聚烯烴的組合。與用于將生物聚合物摻入到熱塑性組合物中的常規(guī)技術(shù)相反，本發(fā)明的方法不涉及將所述生物聚合物與增塑劑預(yù)配混(pre-compounding)。而是將生物聚合物和聚烯烴供給到擠出機(jī)的進(jìn)料部分。將液態(tài)形式的增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得其在擠出機(jī)中原位形成熱塑性生物聚合物，然后形成均質(zhì)共混物。采用這種方式，不需要將增塑劑和生物聚合物預(yù)封裝(pre-encapsulation)或預(yù)配混到熱塑性生物聚合物中的昂貴的和耗時步驟。盡管面臨多種挑戰(zhàn)，但本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了通過具有對生物聚合物具有親和力的極性組分和對聚烯烴具有親和力的非極性組分的增容劑促進(jìn)了增塑劑的原位添加。這樣的增容劑對于組合物可以具有短期和長期益處。換句話說，當(dāng)最初將聚合物添加到擠出機(jī)時，增容劑可以幫助促進(jìn)生物聚合物被熔融加工很短的一段時間直到通過與增塑劑的混合物可以使其具有熱塑性為止的能力。此外，在與增塑劑混合時，增容劑還可以幫助確保所生成的組合物保持一般地均質(zhì)并且不分離為構(gòu)成相(constituent phases)。這導(dǎo)致細(xì)分散的聚合物體系，所述體系顯示良好的聚合物加工性能、生物可降解性和機(jī)械強(qiáng)度的組合屬性。
[0021 ] 現(xiàn)將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的多個實施方案。
[0022]1.鉬分
[0023]A.牛物聚合物
[0024]在本發(fā)明的熱塑性組合物中使用的生物聚合物可以包括，例如淀粉，以及其它碳水化合物聚合物，如纖維素或纖維素衍生物(例如，纖維素醚和纖維素酯)、半纖維素等；木質(zhì)素衍生物；蛋白質(zhì)材料(例如，谷蛋白、大豆蛋白、玉米蛋白等)；藻類材料；藻酸鹽等，以及它們的組合。例如，淀粉是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的生物聚合物。支鏈淀粉基本上為分子量為100，000-500，OOO的線性聚合物，而支鏈淀粉為分子量為高達(dá)數(shù)百萬的高支化聚合物。盡管淀粉在許多植物中生產(chǎn)，但典型的來源包括谷物的種子，如玉米、糯玉米、小麥、高粱、大米和糯米；塊莖，如馬鈴薯；根，如西谷米(tapioca)(即木薯(cassava)和樹薯(manioc))、甘薯和竹芋；以及西谷椰子的髓。
[0025]從廣義上講，在本發(fā)明中可以使用任何天然的(未改性)和/或改性淀粉。例如，通常使用已經(jīng)通過本領(lǐng)域已知的典型方法進(jìn)行化學(xué)改性(例如，酯化、醚化、氧化、酸水解、酶水解等)的改性淀粉。淀粉醚和/或淀粉酯可以是特別想要的，如羥烷基淀粉、羧甲基淀粉等。羥烷基淀粉的羥烷基基團(tuán)可以包含，例如I至10個碳原子，在一些實施方案中為I至6個碳原子，在一些實施方案中為I至4個碳原子以及在一些實施方案中為2至4個碳原子。代表性的羥烷基淀粉，如羥乙基淀粉、羥丙基淀粉、羥丁基淀粉及其衍生物。例如可以使用多種酸酐(例如乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐等)、有機(jī)酸、酰基氯或其它酯化試劑來制備淀粉酯。酯化的程度可以根據(jù)需要進(jìn)行改變，如每淀粉糖苷單元I至3個酯基團(tuán)。
[0026]無論淀粉是天然形式還是改性形式，其可以包含不同百分比的直鏈淀粉和支鏈淀粉，不同尺寸的淀粉顆粒以及直鏈淀粉和支鏈淀粉的不同聚合物重量。高直鏈淀粉包含按重量計大于約50%的直鏈淀粉，而低直鏈淀粉包含按重量計小于約50%的直鏈淀粉。盡管不需要，但直鏈淀粉含量為按重量計約10%至約40%，以及在一些實施方案中為按重量計約15%至約35%的低直鏈淀粉特別適用于本發(fā)明。這樣的低直鏈淀粉的實例包括玉米淀粉和馬鈴薯淀粉，其二者均具有按重量計大約20%的直鏈淀粉含量。這樣的低直鏈淀粉的數(shù)均分子量(“Mn”)通常為約50，000至約1，000，000克/摩爾，在一些實施方案中為約75，000至約800，000克/摩爾，和在一些實施方案中為約100，000至約600，000克/摩爾，以及其重均分子量(“Mw”)為約5，000, 000至約25，000, 000克/摩爾，在一些實施方案中為約5，500, 000至約15，000, 000克/摩爾，以及在一些實施方案中為約6，000, 000至約12，000，000克/摩爾。重均分子量與數(shù)均分子量之比(“Mw/Mn”)，即“多分散指數(shù)”也是相對較高的。例如，多分散指數(shù)可以為約20至約100?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來確定重均分子量和數(shù)均分子量。
[0027]B.增塑劑
[0028]如以上所表明的，在熱塑性組合物中還使用液態(tài)增塑劑來幫助賦予生物聚合物熔融可加工性(melt-processible)。例如,淀粉通常以顆粒形式存在,所述顆粒具有將更多水溶性的直鏈淀粉和支鏈淀粉鏈封裝在顆粒內(nèi)部的涂層或外膜。當(dāng)加熱時，極性溶劑(“增塑劑”)可以變軟并穿透外膜，引起內(nèi)部淀粉鏈吸收水分并溶脹。在某一時刻，這種溶脹會引起外殼破裂并導(dǎo)致淀粉顆粒的不可逆的去結(jié)構(gòu)化(destructurization)。一旦發(fā)生去結(jié)構(gòu)化，含有直鏈淀粉和支鏈淀粉聚合物的淀粉聚合物鏈將伸長并形成聚合物鏈的一般無序混合物，所述直鏈淀粉和支鏈淀粉聚合物最初被壓縮在顆粒內(nèi)。然而，再固化時，所述鏈可以根據(jù)淀粉聚合物鏈的方向，使它們自身再定位以形成具有各種強(qiáng)度的晶態(tài)或無定形固體。由于淀粉(天然的或改性的)能夠因此而熔融和再固化，因此其通常被認(rèn)為是“熱塑性淀粉”。[0029]適合的液態(tài)增塑劑可以包括，例如，多元醇增塑劑，如糖(例如，葡萄糖、蔗糖、果糖、棉子糖、麥芽右旋糖(maltodextrose)、半乳糖、木糖、麥芽糖、乳糖、甘露糖和赤蘚糖)，糖醇(例如，赤蘚糖醇、木糖醇、麥芽糖醇(malitol)、甘露醇、丙三醇(或甘油)和山梨糖醇)、多元醇(例如，乙二醇、丙二醇、雙丙甘醇、丁二醇和己三醇)等。還適合的是形成氫鍵的有機(jī)化合物，該化合物不具有羥基基團(tuán)，所述有機(jī)化合物包括尿素和尿素衍生物；糖醇的酐，例如脫水山梨糖醇；動物蛋白，如明膠；植物蛋白，如向日葵蛋白、大豆蛋白、棉籽蛋白；以及它們的混合物。其它適合的增塑劑可以包括鄰苯二甲酸酯，丁二酸二甲酯和丁二酸二乙酯以及相關(guān)的酯，甘油三乙酸酯，甘油單乙酸酯和甘油二乙酸酯，甘油單丙酸酯、甘油二丙酸酯和甘油三丙酸酯，丁酸酯，硬脂酸酯，乳酸酯，檸檬酸酯，己二酸酯，硬脂酸酯，油酸酯和其它酸酯。也可以使用脂肪族酸，如乙烯丙烯酸、乙烯馬來酸、丁二烯丙烯酸、丁二烯馬來酸、丙烯丙烯酸、丙烯馬來酸，以及其它基于烴的酸。低分子量增塑劑是優(yōu)選的，如小于約20，000g/mol,優(yōu)選地小于約5，000g/mol以及更優(yōu)選地小于約l，000g/mol。
[0030]在熱塑性組合物中使用的生物聚合物和增塑劑的相對量可以根據(jù)多種因素變化，如生物聚合物的分子量、生物聚合物(例如，改性或未改性的)的類型、增塑劑對生物聚合物的親和力等。然而，典型地，生物聚合物與增塑劑的重量比為約I至約10，在一些實施方案中為約1.5至約8，以及在一些實施方案中為約2至約6。例如，生物聚合物可以占組合物的約5wt.%至約50wt.在一些實施方案中為約IOwt.%至約40wt.%,以及在一些實施方案中為約15wt.%至約30wt.而增塑劑可以占組合物的約0.5wt.%至約20wt.%,在一些實施方案中為約Iwt.%至約15wt.%,以及在一些實施方案中為約5wt.%至約IOwt.%。應(yīng)當(dāng)理解的是本文引用的生物聚合物的重量包括在將其與其它組分混合以形成熱塑性淀粉之前在淀粉中天然存在的任何結(jié)合水。例如，淀粉通常具有按淀粉的重量計約5%至16%的結(jié)合水含量。
[0031]C.聚烯烴
[0032]如以上所表明的，在膜中還使用聚烯烴。除了別的以外，聚烯烴有助于中和生物聚合物的硬度，從而改進(jìn)膜的延展性和熔融加工性能。這樣的聚烯烴通常使用的量為熱塑性組合物的聚合物含量的約IOwt.%至約50wt.%，在一些實施方案中為約20wt.%至約45wt.%,以及在一些實施方案中為約25wt.%至約40wt.%。
[0033]出于該目的的示例性聚烯烴可以包括，例如聚乙烯、聚丙烯，其共混物和共聚物。在一個具體實施方案中，使用的聚乙烯為乙烯與α -烯烴，如C3-C2tl α -烯烴或C3-C12 α -烯烴的共聚物。適合的α-烯烴可以是直鏈的或支鏈的(例如，一個或多個C1-C3烷基支鏈，或芳基基團(tuán))。具體實例包括1-丁烯；3_甲基-1-丁烯；3，3-二甲基-1-丁烯；1-戍烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二碳烯；以及苯乙烯。特別想要的α-烯烴共聚單體是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。這樣的共聚物的乙烯含量可以為約60摩爾％至約99摩爾％，在一些實施方案中為約80摩爾％至約98.5摩爾％，以及在一些實施方案中為約87摩爾％至約97.5摩爾％。同樣地，α-烯烴的含量可以為約I摩爾％至約40摩爾％，在一些實施方案中為約1.5摩爾％至約15摩爾％，以及在一些實施方案中為約2.5摩爾％至約13摩爾％。
[0034]聚乙烯的密度可以根據(jù)使用的聚合物的類型變化，但一般為0.85至0.96克/立方厘米(“g/cm3”)。例如，聚乙烯“塑性體”可以具有0.85至0.91g/cm3的密度。同樣地，“線性低密度聚乙烯”(“LLDPE”)可以具有0.91至0.940g/cm3的密度；“低密度聚乙烯”(“LDPE”)可以具有0.910至0.940g/cm3的密度；以及“高密度聚乙烯” (“HDPE”)可以具有0.940至0.960g/cm3的密度。密度可以根據(jù)ASTM1505測量。用于在本發(fā)明種使用的特別適合的基于乙烯的聚合物可以從ExxonMobil Chemical Company of Houston, Texas獲得,名稱為EXACT?。其他適合的聚乙烯塑性體可以從 Dow Chemical Company of Midland, Michigan獲得，名稱為ENGAGE?和AFFINITY?。還其它適合的乙烯聚合物可得自The Dow ChemicalCompany，名稱為D0WLEX? (LLDPE)和ATTANE? (ULDPE)。其它話合的乙烯聚合物描沭于Ewen等人的第4，937，299號:Tsutsui等人的第5，218，071號:Lai等人的第5，272，236號以及Lai等人的第5，278，272號美國專利中，出于所有目的，在此將其整體引入本文作為參考。
[0035]當(dāng)然，本發(fā)明決不局限于乙烯聚合物的使用。例如，丙烯聚合物也可以適合于用作半晶態(tài)聚烯烴。適合的丙烯聚合物可以包括，例如聚丙烯均聚物，以及丙烯與α-烯烴(例如，C3-CJ的共聚物或三元共聚物，所述α-烯烴如乙烯、1-丁烯、2-丁烯、各種戊烯同分異構(gòu)體、1-己稀、1-羊稀、1-壬稀、1-癸稀、1-十一碳稀、1-十二碳稀、4_甲基-1-戍稀、4_甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、乙烯基環(huán)己烯、苯乙烯等。丙烯聚合物的共聚單體含量可以為約35wt.%或更低、在一些實施方案中為約Iwt.%至約20wt.%，以及在一些實施方案中為約2wt.%至約IOwt.%。聚丙烯(例如，丙烯/ α -烯烴共聚物)的密度可以為0.95克/立方厘米(g/cm3)或更低，在一些實施方案中為0.85至0.92g/cm3,以及在一些實施方案中為0.85g/cm3至0.91g/cm3。適合的丙烯聚合物可在市場上從ExxonMobil Chemical C0.0fHouston, Texas 獲得，名稱為 VISTAMAXX? ;從Atofina Chemicals of Feluy, Belgium獲得，名稱為 FINA?(例如，8573) ;UMitsui Petrochemical Industries 獲得，名稱為 TAFMER? ;以及從Dow Chemical C0.0f Midland, Michigan獲得，名稱為VERSIFY?。適合的丙烯聚合物的其它實例描述于Datta等人的第6，500, 563號;Yang等人的第5，539，056號；以及Resconi等人的第5，596，052號美國專利中，出于所有目的，在此將其整體引入本文作為參考。
[0036]通?？梢允褂萌我舛喾N已知的技術(shù)來形成聚烯烴。例如，可以使用自由基或配位催化劑(例如，齊格勒-納塔或金屬茂)來形成烯烴聚合物。金屬茂催化的聚烯烴描述于例如McAlpin等人的第5，571, 619號:Davis等人的第5，322, 728號:0bi ieski等人的第5，472，775號:Lai等人的第5，272，236號；以及Wheat等人的第6，090, 325號美國專利中，出于所有目的，在此將其整體弓I入本文作為參考。
[0037]聚烯烴的熔體流動指數(shù)(MI) —般可以變化，但通常在190°C下測定為約0.1克/10分鐘至約100克/10分鐘，在一些實施方案中為約0.5克/10分鐘至約30克/10分鐘，以及在一些實施方案中為約I至約10克/10分鐘。熔體流動指數(shù)是當(dāng)在190°C下，在10分鐘內(nèi)經(jīng)受2160克的力時，可以強(qiáng)迫通過擠出式流變儀孔口(0.0825英寸直徑)，并且可以按照ASTM測試方法D1238-E測定的聚合物的重量(以克計)。
[0038]D.增容劑
[0039]為了改進(jìn)生物聚合物和聚烯烴的相容性和分散特性，在熱塑性組合物中使用增容劑。通常，增容劑占組合物的約0.1wt.%至約15wt.%，在一些實施方案中為約0.5wt.%至約IOwt.%，以及在一些實施方案中為約Iwt.%至約5wt.%。增容劑通常具有由與生物聚合物相容的一個或多個官能團(tuán)提供的極性組分和由與聚烯烴相容的烯烴提供的非極性組分。增容劑的烯烴組分一般可以由衍生自烯烴單體的任何直鏈或支鏈的α-烯烴單體、低聚物或聚合物(包括共聚物)形成。例如，增容劑可以包括聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等，其中烯烴組分由聚乙烯骨架提供。在其它實施方案中，烯烴組分可以由α-烯烴單體形成，所述α-烯烴通常具有丨至14個碳原子，優(yōu)選地2至6個碳原子。適合的單體的實例包括但不限于:乙烯、丙稀、丁稀、戍稀、己稀、2_甲基-1-丙稀、3_甲基-1-戍稀、4_甲基-1-戍稀和5_甲基-1-己烯。聚烯烴的實例包括均聚物和共聚物兩者，即聚乙烯、乙烯共聚物如EPDM、聚丙烯、丙烯共聚物和聚甲基戊烯聚合物。烯烴共聚物可以包含少量的非烯烴單體，如苯乙烯、乙酸乙烯酯、二烯或丙烯酸和非丙烯酸單體?？梢允褂枚喾N已知技術(shù)將官能團(tuán)摻入到聚合物骨架中。例如，可以將含有官能團(tuán)的單體接枝在聚烯烴骨架上以形成接枝共聚物。這樣的接枝技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的并描述于，例如第5，179，164號美國專利中。在其他實施方案中，可以使含有官能團(tuán)的單體與烯烴單體共聚以形成嵌段或無規(guī)共聚物。
[0040]不論其以何種方式摻入，增容劑的官能團(tuán)可以為向分子提供極性段的任何基團(tuán)，如羧基、酸酐基、酰胺基、二酰亞胺基、羧酸基、環(huán)氧基、氨基、異氰酸基、具有噁唑啉環(huán)的基團(tuán)、羥基等。馬來酸酐改性的聚烯烴特別適于在本發(fā)明中使用。這樣改性的聚烯烴通常通過將馬來酸酐接枝到聚合物骨架物質(zhì)上來形成。這樣的馬來酸聚烯烴可得自E.1.du Pont de
Nemours and Company,名稱為FlJSabond?,如P系列(化學(xué)改性的聚丙烯)、E系列(化學(xué)
改性的聚乙烯)、C系列(化學(xué)改性的乙烯乙酸乙烯酯)、A系列(化學(xué)改性的乙烯丙烯酸酯共聚物或三元共聚物)或N系列(化學(xué)改性的乙烯-丙烯、乙烯-丙烯二烯單體(〃EPDM〃)或乙烯辛烯)。供選擇地，馬來酸聚烯烴還可得自Chemtura Corp.,名稱為Pl)lybl)nd_?和得自 Eastman Chemical Company,名稱為 Eastman G 系列，以及 AMPLIFYtmGR FunctionalPolymers (馬來酸酐接枝聚烯烴)。在一個特定實施方案中，增容劑為具有以下所示結(jié)構(gòu)的聚乙烯和馬來酸酐的接枝共聚物:
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種用于形成熱塑性組合物的方法，該方法包括: 向擠出機(jī)的進(jìn)料部分供給可再生性生物聚合物、聚烯烴和增容劑，其中所述增容劑具有極性組分和非極性組分； 將液態(tài)增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得增塑劑與生物聚合物、聚烯烴和增容劑混合以形成共混物；和 在擠出機(jī)內(nèi)對所述共混物進(jìn)行熔融加工以形成熱塑性組合物。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生物聚合物為淀粉聚合物。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述淀粉聚合物為玉米淀粉。
4.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述增塑劑為糖醇。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述增塑劑為丙三醇。
6.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中在所述熱塑性組合物中的可再生性生物聚合物與增塑劑的重量 比為約I至約10。
7.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中增塑劑占組合物的約0.5wt.%至約20wt.% ο
8.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中聚烯烴占所述熱塑性組合物的聚合物含量的約 IOwt.%至約 50wt.%。
9.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中聚烯烴為乙烯和α-烯烴的共聚物。
10.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中增容劑占組合物的約0.1wt.%至約15wt.%。
11.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述非極性組分由烯烴提供。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中所述增容劑包括接枝到聚烯烴骨架上的一個或多個官能團(tuán)。
13.權(quán)利要求12所述的方法，其中所述聚烯烴骨架使用馬來酸酐接枝。
14.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括向擠出機(jī)的進(jìn)料部分供給生物可降解性聚酯，使得增塑劑還與生物可降解性聚酯混合。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述生物可降解性聚酯占所述熱塑性組合物的聚合物含量的約IOwt.%至約70wt.%，且可再生性生物聚合物占所述熱塑性組合物的聚合物含量的約Iwt.%至約35wt.%。
16.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述生物可降解性聚酯為脂肪族-芳香族共聚酯。
17.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中將所述增塑劑供給至擠出機(jī)的進(jìn)料部分。
18.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中將所述增塑劑供給至擠出機(jī)的熔融部分，所述熔融部分位于進(jìn)料部分下游。
19.前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中在約100°C至約300°C的溫度下對所述共混物進(jìn)行熔融加工。
20.一種用于形成膜的方法，所述方法包括: 向擠出機(jī)的進(jìn)料部分供給可再生性生物聚合物、聚烯烴和增容劑，其中所述增容劑具有極性組分和非極性組分； 將液態(tài)增塑劑直接注入擠出機(jī)中使得增塑劑與生物聚合物、聚烯烴和增容劑混合以形成共混物；在擠出機(jī)內(nèi)對所述共混物進(jìn)行熔融加工以形成熱塑性組合物；和將所述熱塑性組合物通過模具擠出到表面上以形成膜，其中所述膜的厚度為約50微米或更小。
【文檔編號】B29B7/88GK103987504SQ201280061058
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】J·H·王, G·J·懷德曼 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司