包含熱塑性淀粉的聚烯烴組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一般而言本發(fā)明設(shè)及聚締姪組合物。具體地，本發(fā)明設(shè)及包含聚締姪和降解助劑 的聚締姪組合物、制備該組合物的方法和由其形成的產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于聚締姪例如聚己締和聚丙締的相對低的成本、良好的機(jī)械性能和長期穩(wěn)定 性，它們的使用已大量增加。然而，該使用的增加已產(chǎn)生了很多與聚合物處置和環(huán)境問題相 關(guān)的挑戰(zhàn)。
[0003]-方面，聚締姪優(yōu)良的物理性能和長期穩(wěn)定性使得它們對于用于消費(fèi)產(chǎn)品制造中 是特別有吸引力的。另一方面，當(dāng)消費(fèi)產(chǎn)品最終成為填埋地的廢棄物時(shí)它們的長期穩(wěn)定性 變成了問題。具體而言，聚締姪在自然環(huán)境中不易降解，并且可W持續(xù)存在數(shù)百年。
[0004] 因此，一個(gè)挑戰(zhàn)是開發(fā)一種聚締姪組合物，其在它的消費(fèi)壽命（即它的"有效壽 命"）期間表現(xiàn)出與相應(yīng)的傳統(tǒng)聚締姪組合物相似（若非相同）的性能，但當(dāng)其成為廢棄物 并且進(jìn)入填埋地時(shí)可W更容易地降解。
[0005] 作為回應(yīng)，已開發(fā)出所謂的"控制降解"聚締姪組合物。例如，將金屬（例如鑲、銅、 鉆）鹽與聚締姪混合從而W受控方式加速其降解。因此，可W用W下方式制備聚締姪組合 物：由其衍生的消費(fèi)產(chǎn)品的降解時(shí)間被安排為與該產(chǎn)品的有效壽命的預(yù)期終點(diǎn)同時(shí)發(fā)生。 W該種方式，消費(fèi)產(chǎn)品當(dāng)在填埋地中時(shí)將更易于降解。
[0006] 加速聚締姪降解的試劑（相對于不含該試劑的聚締姪），例如上述的金屬鹽在本 領(lǐng)域被稱為"降解助劑"。
[0007] 已示出在聚締姪組合物中使用降解助劑對加速降解是有效的。
[0008] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本上下文中術(shù)語"降解"旨在表示由聚締姪組合物制成 的產(chǎn)品由于聚締姪的分子量降低而經(jīng)歷脆化，然后是碎裂或粉碎。該種降解在本領(lǐng)域被稱 為氧降解（oxo-degradation)，并且不能將其與需要微生物作用的生物降解混淆。
[0009] 因此，當(dāng)經(jīng)歷氧降解時(shí)聚締姪的物理性能降低，并且由其制成的產(chǎn)品變脆至它們 可W容易地碎裂成較小的塊的程度。產(chǎn)生的粉碎的降解產(chǎn)品有利地呈現(xiàn)減小的體積并且因 此具有較低的填埋地影響。另外，產(chǎn)品的粉碎使得該聚合物組合物隨時(shí)間過去更易于受到 經(jīng)由生物降解的生物同化作用。
[0010] 然而，傳統(tǒng)降解助劑的使用在W下方面可能是有問題的：它們本身有毒并且在經(jīng) 降解的聚合物內(nèi)產(chǎn)生有毒的殘余物。例如很多降解助劑是基于有毒重金屬鹽的。
[0011] 此外，傳統(tǒng)的受控可降解聚締姪組合物大體上包含高比例的不可再生的石油資源 (例如至少聚締姪）并且因此產(chǎn)生額外的可持續(xù)性和環(huán)境問題。至少部分由可再生資源制 成的可生物降解的聚合物是已知的，但它們通常表現(xiàn)出相對于聚締姪較差的物理性能。
[0012] 因此，機(jī)會仍然存在于開發(fā)替代的聚締姪組合物，其解決或緩解一個(gè)或多個(gè)與傳 統(tǒng)聚締姪組合物相關(guān)的劣勢或缺陷，或至少提供一種有效的替代的聚締姪組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明提供了一種包含聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀 粉和/或其構(gòu)成組分的聚締姪組合物。
[0014] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，包含聚締姪和淀粉的組合物因具有相對差的物理和/或 降解性能而知名。
[0015] 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的組合物的組分可W被烙融混合W提供聚締姪組合物，其顯 示了優(yōu)良的物理性能，并且還可W被調(diào)整為在一段期望的時(shí)間之后W受控方式降解。最值 得注意的是，該烙融混合的組合物可W保持聚締姪的有利的物理性能，引入顯著的可再生 的內(nèi)含物（例如鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉），并且呈現(xiàn)了W受控方式降解的能力。
[0016] 因此，不僅可W制備根據(jù)本發(fā)明的組合物W使其W受控方式降解，從而幫助使填 埋地的影響最小化，而且該組合物還具有較低的石油化學(xué)衍生的內(nèi)含物。由該組合物制造 的消費(fèi)產(chǎn)品可W呈現(xiàn)該優(yōu)勢，并且在其有效壽命期間仍顯示優(yōu)良的物理性能。
[0017] 可組分的物理共混物、組分的烙融混合共混物或其組合的形式提供根據(jù)本發(fā) 明的組合物。
[0018] 例如，可所有組分的烙融混合共混物的形式提供該組合物。
[0019] 還可兩種或更多種烙融混合共混物的物理共混物的形式提供該組合物，各烙 融混合共混物由兩種或更多種組分制成。例如，組合物可W包含（1)聚締姪和鐵棟桐酸鹽 的烙融混合共混物和（2)聚締姪、兩親聚合物增容劑和熱塑性淀粉的烙融混合共混物的物 理共混物。組合物還可W包含W下的物理共混物；（1)聚締姪和鐵棟桐酸鹽的烙融混合共 混物、（2)聚締姪、兩親聚合物增容劑和熱塑性淀粉的烙融混合共混物和（3)聚締姪。
[0020] 還可-種或更多種組分與一種或更多種由兩種或更多種組分制成的烙融混 合共混物的物理混合物的形式提供該組合物。例如，組合物可W包含W下的物理共混物： (1)聚締姪和鐵棟桐酸鹽的烙融混合共混物、（2)聚締姪、（3)兩親聚合物增容劑和（4)熱 塑性淀粉和/或其構(gòu)成組分。
[0021] 當(dāng)不是W所有組分的烙融混合共混物的形式提供組合物時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解通常將制備 該樣的組合物W使其最終被烙融混合并且形成其中所有組分的烙融混合共混物。
[0022] 當(dāng)通過烙融混合（a)兩種或更多種烙融混合共混物，各烙融混合共混物由兩種或 更多種組分制備，或一種或更多種組分與一種或更多種由兩種或更多種組分制成的烙融混 合共混物來制備烙融混合形式的組合物時(shí)，可W在該組合物的組分的加工性和總體增容作 用方面獲得優(yōu)勢。
[0023] 可烙融混合組合物的形式提供/使用熱塑性淀粉本身，或可W在組合物的烙 融混合期間由其構(gòu)成組分原位制備熱塑性淀粉。因此，根據(jù)本發(fā)明的組合物可W包含聚締 姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉和/或熱塑性淀粉的構(gòu)成組分，即淀粉和 一種或更多種增塑劑。在使用熱塑性淀粉的構(gòu)成組分的情況下，在被烙融混合時(shí)組合物中 的淀粉和一種或更多種增塑劑將被轉(zhuǎn)化成熱塑性淀粉，所得到的烙融混合組合物將包含熱 塑性淀粉。換言之，在根據(jù)本發(fā)明的烙融混合組合物中，旨在于在烙融混合期間將預(yù)烙融混 合組合物中的熱塑性淀粉的任何構(gòu)成組分都基本上轉(zhuǎn)化成熱塑性淀粉。
[0024] 在物理共混物的形式中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于鐵棟桐酸鹽降解助劑可能 未與組合物的其他組分均勻混合，組合物本身可能未表現(xiàn)出受控降解性。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的某些組合物可W被描述為包含聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐 酸鹽和熱塑性淀粉的可降解聚締姪組合物。
[0026]被提供為呈"可降解的"聚締姪組合物的形式意指W烙融混合共混物的形式提供 組合物的組分（即聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉和/或其構(gòu)成組 分）。
[0027]因此，本發(fā)明還可W被描述為提供可降解的聚締姪組合物，其包含聚締姪、兩親聚 合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉作為完整的均質(zhì)共混物。
[0028]本發(fā)明還可W被描述為提供可降解的聚締姪組合物，其包含聚締姪、兩親聚合物 增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉的烙融混合共混物。
[0029]為了幫助調(diào)整在制造之后根據(jù)本發(fā)明的組合物開始劇烈降解的時(shí)間點(diǎn)，在組合物 中包含氧化抑制劑可能是期望的。該樣的氧化抑制劑在本領(lǐng)域通常被稱為"穩(wěn)定劑"，并且 包括酪類抗氧化劑、自由基清除化合物、有機(jī)亞磯酸醋和紫外線扣V)吸收化合物。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的組合物還包含氧化抑制劑。
[0031]本發(fā)明的組合物中鐵棟桐酸鹽作為降解助劑的效率和有效性可W通過控制其粒 度而被有利地增強(qiáng)。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方案中，鐵棟桐酸鹽的平均粒度小于1微米，例如在約80nm至約800nm的范圍內(nèi)，或在約80皿至約600皿的范圍內(nèi)。
[0033]本發(fā)明還提供了制備聚締姪組合物的方法，該方法包括烙融混合一種或更多種包 含聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱塑性淀粉和/或其構(gòu)成組分的組合物。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括使包含聚締姪和鐵棟桐酸鹽的組合物與包含聚締 姪、兩親聚合物增容劑、熱塑性淀粉和/或其構(gòu)成組分的組合物烙融混合。
[00巧]在另一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括使（1)包含聚締姪和鐵棟桐酸鹽的烙融混合組合 物，與（2)包含聚締姪、兩親聚合物增容劑和熱塑性淀粉的烙融混合組合物烙融混合。
[0036]在另一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括使（1)包含聚締姪和鐵棟桐酸鹽的烙融混合組合 物，與（2)包含聚締姪、兩親聚合物增容劑、熱塑性淀粉的烙融混合組合物W及（3)聚締姪 烙融混合。
[0037]為了幫助描述本發(fā)明，方便地將包含聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵棟桐酸鹽和熱 塑性淀粉的烙融混合共混物稱為"可降解的聚締姪組合物"。
[0038]在一種烙融混合共混物包含聚締姪、兩親聚合物增容劑、鐵