[发明专利]包括PBS和PBSA的PHA组合物以及其生产方法

说明书

相关申请

本申请要求于2009年6月26日提交的美国临时申请号61/269,582的权益。将以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。

背景技术

生物可降解的塑料作为非生物可降解塑料的替代物或补充物在多种应用中并且特别是对于包装应用而言正日益更有工业意义。一类可生物降解的聚合物是聚羟基链烷酸酯(PHA)，它们是直链的、脂肪族的、可以通过许多微生物生产的聚酯，用来用作胞内储存物质。由这些聚合物制造的物品一般被土壤微生物认作食物来源。因此在这些聚合物的商业发展方面、特别是用于一次性消费品而言具有巨大的意义。这些聚合物表现出良好的生物可降解性和有用的物理性质。

在一些应用中，多种PHA的快速生物可降解性是一个问题，并且因此对于辅助控制PHA的生物降解速率的组合物存在一种需要。

发明内容

根据本发明的实施方案，提供了支化的聚物组合物的组合物，包括聚羟基烷酸酯(PHA)和聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)亦或聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)或它们的组合。这些PHA与PBS或PBSA反应性共混并且在一些实施方案中，与这些聚合物的组合反应性共混。具体地，在一种支化剂(例如，有机过氧化物)存在下将这些聚合物熔融共混时，(例如，反应性共混或反应性熔融共混)，生成的组合物展示出在熔体流变能力、熔体稳定性、加工和特性(例如薄膜加工和薄膜特性)方面的很多出人意料的协同作用。此外，可以通过将一些PBS和/或PBSA结合到组合物中来减慢PHB共聚物的生物降解动力学。在某些方面，反应性共混的方法进一步包括使用一种导致改进的特性的活性交联剂。在一个实施方案中，共混PHA和PBS，即生成一种均匀的共混物。在另一个实施方案中，共混PHA和PBSA，即生成一种均匀的共混物。在某些方面，将这些组合物的聚合物混合在一起以形成一种共混物。

在相关实施方案中，在一种助剂(在此也被称为“交联剂”)存在下进行与支化剂的反应，由此形成一种支化的聚合物共混物。这些反应条件适合于支化剂单独反应或者适合于支化剂与一种交联剂以及一种聚合物共混物反应。一种“支化的”聚合物是具有聚合物链的支化或两该或更多该聚合物链的交联的一种聚合物。

在反应时，交联剂(例如，在它的一个或多个环氧化物基团或一个或多个双键)处与另一分子(例如，一种聚合物或支化的聚合物)结合。结果是多个分子通过交联剂上的活性基团交联。一种“环氧官能化合物”是一种包括两个或更多个环氧官能团的交联剂。

根据本发明的其他相关方面，该交联剂的官能团是一种环氧官能化合物，例如一种环氧官能的苯乙烯丙烯酸类聚合物、环氧官能的丙烯酸类共聚物、环氧官能的聚烯烃共聚物、包括具有环氧官能侧链的缩水甘油基的低聚物、环氧官能的聚(乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油基酯-共-甲基丙烯酸酯)、或环氧化的油、聚(乙烯-共-甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油基酯)、乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油基酯或它们的组合。

在另一个相关实施方案中，该交联剂含有至少两个活性双键。这些交联剂包括但并不局限于以下项：邻苯二甲酸二烯丙酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯，或者它们的多种组合。

根据其他相关的实施方案，在此描述了一种制备支化的聚合物组合物的方法，该方法包括使一种PHA和一种PBS与一种支化剂反应，并且形成一种包括支化的PHA和PBS共混物的一种支化的聚合物组合物。在另一个实施方案中，描述了一种制备支化的聚合物组合物的方法，该方法包括使一种PHA和一种PBSA与一种支化剂反应，并且形成一种包括支化的PHA和PBSA共混物的一种支化的聚合物组合物。在某些实施方案中，在该方法中该组合物进一步包括PBSA。

本发明的这些组合物以及方法中还可以包括多种添加剂。在具体的具体实例中，加入了一种成核剂。

在再另一个实施方案中，说明了制备一种包括支化的聚合物组合物的薄膜方法。该方法包括使PHA与一种支化剂反应、使PBS与一种支化剂反应，并且形成一种支化的PBS聚合物组合物。然后，将该支化的PHA组合物暴露于使该PHA熔融的条件，由此形成一种熔融的支化的PHA组合物，将该支化PBS组合物暴露于使该PBS熔融的条件，由此形成一种熔融的支化的PBS组合物，将这些熔融的PHA组合物以及熔融的PBS组合物共挤出以便形成一种多层的薄膜；由此制造一个包含支化的PHA和支化的PBS的层的薄膜。