[发明专利]含有破坏淀粉的聚合物基共混组合物

说明书

本发明涉及通过加热和加压能形成具有尺寸稳定性并增强了制品物理性能的聚合物组合物。本发明也涉及用于制备这些组合物的预混物，这些组合物和预混物都包含如文中所述的破坏淀粉和其它聚合物。

众所周知，存在于植物产品中的天然淀粉并含有一定量的水，它能在一个密闭容积内在高温和高压下处理而形成熔体。这一过程在注塑机或挤出机中很方便地进行。通过进料斗将淀粉装到旋转的往复螺杆中，物料沿着螺杆移向末端，这一过程中，螺杆温度依靠机筒外围的外部加热器和螺杆的剪切作用来升温。开始为进料区并延续到压缩区，颗粒料逐渐熔融，然后通过计量区（在此发生均匀熔融）转送到螺杆的终端。在螺杆末端的熔融物料可通过注塑或挤塑或任何其它已知的处理热塑性熔融物的技术进行进一步处理，得到成型制品。

这种处理已在欧洲专利申请号84300940.8（公开号118240）中进行描述（此引证的专利作为参考），产生一种基本上破坏的淀粉，正如上述专利中所述，其理由在于淀粉是在其组分的玻璃化转变温度和熔融温度以上进行加热的，其结果，淀粉颗粒的分子结构发生熔融和无序，以致于获到基本上破坏的淀粉。“破坏的淀粉”定义为通过上述热塑性熔融生成而制得的淀粉。也参考欧洲专利申请号88810455.1（公开号298920），88810548.3（公开号304401）和898100466（公开号326517），在这些专利中进一步叙述了破坏的淀粉，制造破坏淀粉的方法及其应用。此处引证这些专利申请作为参考。

最好是在本发明中所用的破坏淀粉被加热到足够高的温度和足够长的时间，使由差热扫描量热法（DSC）显示的特殊吸热转变分析表明在氧化和热降解之前，特定的相对窄峰正好消失，如同在上述欧洲专利申请号89810046.6（公开号326517）中所述。

破坏淀粉对许多应用方面是一种新的和有用的物质。一种重要性质是它的可生物降解性。但是，在潮湿的空气中，破坏淀粉能从空气中吸取水分，因此增加它的水分含量。其结果，由破坏淀粉制成的成型制品可能在那种条件下失去其尺寸稳定性。在另一方面，那种制品在低的温度下可能被干燥并变脆。

热塑性淀粉具有独特性质，而这些独特性质很有用，但也可能限制热塑性淀粉于所需较软的更富有弹性或较硬较韧聚合物中的使用。

上叙的热塑性淀粉能被挤塑和模塑成许多有用的型材。但是加工参数，例如水含量，温度和压力一般是要求严格的，必须控制在很窄的范围内才达到可重现质量的产品，这一点对于许多应用方面是更为不利的。

为了克服那应用的潜在限制，提高在广泛温度范围内的尺寸稳定性，提高韧性（测量断裂能）和弹性（测量伸长），降低聚合物刚性（测量杨氏模量）和增加硬度是有用的。

扩大加工范围以增加各种各样的型材和复合材料，并降低了严格控制的需要。因此，改进控制熔体强度也是有用的，例如增加挤出、注塑、吹膜或抽丝的加工范围，控制与其它物质的表面粘着性和粘合力也是有用的。

普通的热塑性材料是疏水的、基本上不溶于水的聚合物，通常是在无水及无挥发物质存在下进行加工。相反，淀粉在水存在下生成熔体，但是在高温下（即约240℃）分解。因此，认为这种淀粉熔体不可能与疏水的基本上不溶于水的聚合物材料一起用作热塑性组分，这不仅因为淀粉在水存在下（如上述）形成熔体，而且因为淀粉的化学结构和亲水性质。现在已经发现，淀粉在一个密闭的容积中，在合适的水分和温度条件下（如上述）加热能形成破坏淀粉熔体，在它加工过程中，基本上与疏水的基本上不溶于水的热塑性聚合物所形成的熔体相互混溶;并且两种类型的熔融材料表明是有良好的结合性质，尤其是熔体固化以后更是如此。

一个很重要方面是意外地改进了所述破坏淀粉与上述疏水的热塑性材料共混的尺寸稳定性。该聚合物组合物在欧洲专利申请号89810078.9（公开327505）中已被叙述，此处引证该专利作为参考。

尽管由上述组合物制成的制品比仅由破坏淀粉制成的制品具有较好的尺寸稳定性，但是文中所述的组合物的物理性质没有对于某些最终使用所需那样好。特别重要的是由破坏淀粉组合物制成的制品保持足够的强度和尺寸稳定性，以便完成它们所需作用，同时在处置之后仍是可生物降解。