[发明专利]可生物降解的含淀粉的组合物

说明书

本发明涉及可生物降解聚合物组合物，该组合物通过加热和加压能形成具有基本尺寸稳定性的制品。本发明特别涉及可生物降解含淀粉和至少一种选自链烯醇均聚物和/或链烯醇共聚物的组合物。该组合物尤其适用于注塑、成膜和形成发泡包装材料。

业已知道存在在植物产品中的天然淀粉可进行高温处理而生成熔体。制取这种熔体最好是对淀粉物料加热，温度超过其各个组分的玻璃化转变温度和熔融温度以上使之经受吸热重排而形成熔体。淀粉物料最好含有规定数量的增塑剂，优选的是水，熔体形成是在高温密闭体积中并在高压下进行。

基本上是在无水条件下，但在其它适宜增塑剂如沸点高于淀粉玻璃化转变温度和熔融温度的一种液体存在的情况下熔融淀粉是可能的。通过各种不同方法来测量在熔体形成中的不同均匀度是可能的。例如一种方法是用显微镜测量保留在淀粉熔体中的粒状结构的数量，具有破坏度的淀粉为优选品即熔体基本上具有均匀特性，用大约500倍的光学显微镜观察表明基本上无（或减少）粒状结构，如此熔融的淀粉呈现很少或无双折射，而且通过X-射线研究表明在熔体中大大减少或无淀粉结晶度。

本发明的优点在于组合物可由具有相当低的破坏度的淀粉来生成。

EP-A-0375831和EP-A-0376201（以National  Storch  and  Chemical  Co.的名义）讨论与环境处理塑料废弃物相关问题，该讨论被引证参考。此两篇专利公开了低密度闭孔淀粉产品，尤其适用于作包装材料，其中的淀粉中直链淀粉的含量至少45%，优选至少65%。另一EP-A-0376201透露了把盐加到淀粉物质中，其浓度为所述物质重量的2%，可导致改进均匀泡孔结构的发泡闭孔产品。

就上述先前淀粉组合物而言已被用来制造可生物降解的包装材料，由于种种理由，一般还不能提供一种站得住脚的选择所需合成材料来代替它。

本发明特别提供了这种选择。

但是，Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev（194;23，p594-595）叙述了水溶性聚乙烯醇增容的淀粉的挤出。根据这种透露该挤出物的熔体流动指数随着淀粉浓度的增加而降低以致含有1∶1的低分子量（20000）聚乙烯醇和低分子量的（30000）玉米淀粉的组合物具有的熔流指数为0.53。包含这样低熔流指数的组合物是不适合于注塑制品，其中一般需要熔流指数为大约7或更高的组合物。因此，值得惊奇的是含有相当高浓度淀粉的本发明组合物能很容易注塑成型。

组合物的熔流指数规定为当组合物经受0.2160克的外力时，在10分钟的强制通过1个2.0665mm孔口的热塑性物料的重量（克）。

在形成热塑性塑料的技术中，无疑的是其主要组分应是高分子量，最好是所述主要组分的分子量应是类似相同的量值。

惊奇的是具有优良物理性能和尺寸稳定性的制品可由本发明的组合物来形成，其中与组合物的淀粉组分相比具有低分子量的聚乙烯醇是以相对高浓度存在。

按照本发明所提供的可生物降解的组合物，是由包含淀粉、增塑剂和至少一个选自链烯醇均聚物和/或链烯醇共聚物的熔体来制得，这些组分是在足以保证形成均匀熔体的条件下结合在一起的，其特征在于上述至少一个存在在组合物中的浓度对每100分干淀粉为10至120分。

增塑剂是指将某种材料掺入物料中以增加其柔软性、加工性或伸长性或降低熔体粘度、降低二级转变温度、或降低产品的弹性模量。术语增塑剂一词包括溶剂型增塑剂、非溶剂型增塑剂和内增塑剂。优选的增塑剂是水。

本发明也包括由所述组合物获得的熔体以及由所述熔体制造的成型制品，特别是泡沫、薄膜、层状和注塑制品。所述的均匀熔体一般是热塑性的，特别优选的是热塑性的。

在组合物的一个实施例中，淀粉是一种高直链淀粉变种，其直链淀粉的含量高达大约95%（重量），优选为70～95%（重量）。

但是，所述淀粉不一定是高直链淀粉变种可能含有直链淀粉的量高达大约65%，高达约45%和高达约35%。淀粉中直链淀粉的含量在25和35%之间是可能的。淀粉中的直链淀粉含量的低限优选为大约10～15%（重量）。

本发明的组合物最好可含有约10～100分所述聚合物和/或共聚物（对每100分重量干淀粉而言），在更优选的实施例中，组合物含有每100分淀粉为约10～85分所述聚合物或共聚物。

组合物也可包含10～65分，特别是20～40分的聚合物或共聚物（对100分淀粉而言）。