[发明专利]生物可降解聚酯与至少一种天然来源的聚合物的混合物

说明书

本发明涉及包含至少一种天然来源的聚合物和至少两种二酸-二醇类型的生物可降解的脂族-芳族聚酯(其中至少一种具有高含量的可再生来源的长链脂族二酸)的混合物。

以脂族二酸如己二酸、芳族二酸如对苯二甲酸和脂族二醇为原料获得的生物可降解的脂族-芳族聚酯是文献中和市场上已知的。

这些聚合物的限制是由它们的构成单体主要来自不可再生来源的这一事实决定的。这使它们具有显著的环境影响，不管它们的生物降解能力如何。

此外，目前市面上出售的这类聚酯具有小于48摩尔％的芳族酸的量，因为在该阈值以上，这些聚酯的生物降解百分比显著降低。这显著限制所述聚酯用于需要与可堆肥性相关联的高机械性质的用途，例如用于制造收集有机废物的袋的可能性。

堆肥是模仿自然界中使有机物回到生命循环的过程从而以受控和加速形式再现这些过程的工业方法。在自然界中，已产生的并不再有生命的有机物(干树叶、树枝、动物残骸等)被土壤中存在的微生物分解，这使其回到自然循环中。留下的较难降解的组分构成腐殖质，因此考虑到其缓慢但不断释放营养元素(氮、磷、钾等)以确保土地的持续肥力的能力，这些腐殖质是植物的重要食物提供者。工业堆肥因此是为了降低获得一类腐殖质，即堆肥所必需的时间和相对于自然获得的产物改进最终产物的品质而提供用于自然界中自发发生的微生物活动的合理管理的结构的方法。

类似地，家庭堆肥是将来自厨房和花园的食物碎屑的有机物质堆积在堆肥箱中或在地上挖掘出的洞中并在比工业堆肥温和的条件下需氧降解的方法。特别地，家庭堆肥法中的需氧降解在室温，通常10至45℃下进行。

就上述类型的脂族芳族聚酯而言，链中芳族单体如对苯二甲酸的存在与获得具有足够高的熔融温度、充足结晶速率、相关机械性质如极限强度、刺穿能和弹性模量、和优异的工业可加工特性的脂族-芳族聚酯有关。但是，单体的合成来源限制这些聚酯显著降低来自不可再生碳的资源(原料)的消耗的可能性，不管它们的生物降解能力如何。

另一方面，合成来源的脂族单体如己二酸的高含量尽管对实现合适水平的生物可降解性而言是合意的，但不仅提高这些聚酯的环境影响，还使其机械性质变差。此外，脂族单体的高含量显著降低聚酯的熔融温度和降低其在高温下的结晶速率，由此要求在聚酯的工业加工过程中使用更大千卡数和更长冷却时间。这些限制对这些聚酯的工业可加工性具有不利影响。

天然聚合物与聚酯的生物可降解组合物也是市面上已知的。由于它们的机械性质和生物可降解性质，所述组合物特别适用于制造食品包装薄膜和特别用于收集有机废物的袋子。

此外，这些组合物已知在一种或多种环境因素，如热、光或化学品的影响下发生物理性质，特别是机械和流变性质的劣化。

构成本发明的基础的问题因此是找到兼具改进的生物可降解性、优异的机械性质、高水平的工业可加工性、有限环境影响以及在环境因素影响下的物理性质稳定性的生物可降解材料。

从这种问题出发，已经令人惊讶地发现，通过混合特定量的以己二酸、芳族二酸和以二醇为原料获得的第一生物可降解的脂族-芳族聚酯、来自可再生来源的具有高含量长链脂族二酸的第二脂族-芳族聚酯和至少一种天然来源的聚合物，能有一系列的组合物，其能够获得具有优异的机械性质、足够高的熔融温度、充足结晶速率、堆肥中的生物可降解性以及物理性质的经时稳定性的材料。

特别地，本发明涉及一种混合物，其包含：

(A)二酸-二醇类型的至少第一脂族-芳族生物可降解聚酯(A)，其可通过包含下列材料的混合物获得：

a)至少一种具有下列组成的酸组分：

a1)51-95摩尔％脂族二羧酸，包含至少50％、优选60％、更优选70摩尔％的可再生来源的长链二酸；

a2)5-49摩尔％的多官能芳族酸；

b)至少一种二醇；

(B)至少第二生物可降解的脂族-芳族聚酯(B)，其可由包含己二酸、对苯二甲酸和至少一种脂族二醇的混合物为原料获得；

(C)至少一种天然来源的聚合物(C)；

其中相对于(A+B)，(A)的浓度按重量计为5至95％，优选20至70％，更优选30至60％，其中(C)以相对于(A+B+C)按重量计低于50％，优选低于45％，更优选低于40％的量存在，所述混合物具有1.5-10g/10min，优选2-7g/10min的熔体流动指数(MFI)。