[发明专利]可生物降解的聚酯

说明书

本发明涉及基本上无凝胶且基本上线性的可生物降解的热塑性聚酯(BP)，其包括来自至少一种二酸和至少一种二醇的单元，该聚酯可通过以具有不饱和链终止剂的前体聚酯(PP)为原料与自由基引发剂的反应获得，所述终止剂具有式：

T-(CH₂)_n-CH＝CH₂

其中“T”选自羟基、羧基、胺、酰胺或酯基团，且“n”是在0至13之间的整数。

本发明还涉及获得所述可生物降解的聚酯BP的方法。

由于各种类型的缺点，目前可商购获得的可生物降解的聚酯的使用是受限的。例如，存在与其流变性相关的困难，这限制了它们在通常用于常规塑料材料的各种转化技术中的应用，除非使用不同类型的扩链剂。然而，这些扩链剂例如异氰酸酯、环氧丙烯酸酯等等，通常比聚酯本身对环境具有更大的影响。另一个与此类扩链剂的使用相关的问题是最终聚酯的气味，这缘于其化学残基的存在。当在包装制品(特别是用于食品包装应用的)的生产中使用这些扩链剂时，后者是特别关键的。

另一方面，如果不使用这些添加剂，则存在着关乎由这些聚合物生产的物品的最终性能的限制，例如机械性能不能令人满意。

在可生物降解的聚酯的生产过程中，利用同样采用自由基引发剂的扩链反应(在此期间通过分子量增加改善所述聚酯的性能)是已知的。

然而，这些引发剂(例如有机过氧化物)的高反应性常常使得扩链反应难于控制，导致形成过度支化的结构。此类支化结构限制了聚酯在各种转化技术中的应用性，同时对其机械性能中的韧性产生不利的影响。

为了克服这些问题，已知使用不饱和链终止剂，其通过改进聚酯的反应性促进自由基引发剂的作用。

例如，JP-2746525描述了采用具有高分子量的羟基封端的脂肪族聚酯的过氧化物通过饱和与不饱和异氰酸酯的混合物进行扩链的扩链方法，其中所述不饱和异氰酸酯具有丙烯酸酯基团。丙烯酸类端基插入链中以控制聚酯对过氧化物的反应性。

为了达到合适的流变和机械性能，所述聚酯需要使用高含量的自由基引发剂。事实上，为了保证聚酯令人满意的性能，随后使具有不饱和丙烯酸类端基的预聚物在后续的步骤中与0.1和5wt％的量的过氧化物反应。另外，所述丙烯酸类端基必须插入到重均分子量(Mw)超过30,000的预聚物上。

因此，JP-2746525描述的方法包括三个步骤的工艺和使用高含量的有机过氧化物，所得聚酯的特征在于数均分子量(Mn)约30,000和分子量分布(MWD)很大。

WO 2006/053936公开了交联的热固性脂肪族聚酯，其通过自由基与包括羟基酸或者二酸和二醇、官能化试剂(其可以是二醇或多官能醇，或者二羧酸或多官能羧酸)和可能的其它单体例如ε-己内酯或不饱和组分如衣康酸的前体聚酯反应而得到。为了增加交联速度，将所述前体聚酯用含有双键的化合物例如甲基丙烯酸酐来末端官能化。

目前市场上可购买的几种可生物降解的聚酯的另一个缺点是它们与淀粉的相容性差，这限制了它们在可生物降解的塑料领域，例如用于生产膜中的使用。

现在本发明克服了上述类型的局限。

事实上，本发明涉及基本上无凝胶且基本上线性的可生物降解的热塑性聚酯BP，其包括来自至少一种二酸和至少一种二醇的单元，该聚酯可通过以具有不饱和链终止剂的前体聚酯PP为原料与自由基引发剂的反应获得，所述终止剂具有式：

T-(CH₂)_n-CH＝CH₂

其中“T”选自羟基、羧基、胺、酰胺或酯基团，且“n”是在0至13之间的整数。

此外已经令人吃惊地发现，所述可生物降解的聚酯BP显示出改善的加工性、稳定的相形态以及特别地增强的与天然聚合物且特别是与淀粉的相容性。

由于它与天然聚合物的增强的相容性，根据本发明的可生物降解的聚酯BP使得制备的淀粉基组合物显示出优于具有类似可生物降解聚酯的淀粉基组合物的改善的机械性能以及撕裂强度。

本发明还涉及用于得到所述可生物降解的聚酯BP的方法。

本发明还涉及具有式T-(CH₂)_n-CH＝CH₂的链终止剂的用途，用于聚酯的扩链，其中“T”选自羟基、羧基、胺、酰胺或酯基团，且“n”是在0至13之间的整数。

术语“热塑性”在本文中的意思是在各种聚酯特有的温度范围内通过加热和冷却能反复软化和硬化的所有聚酯。在上述软化状态下，热塑性聚酯可以通过流入制品中而成型，例如通过塑模或者挤出。