包括聚酯和改性硬木木質素的組合物制造技術

本發明專利技術公開了一種可以擠出或注射模制的組合物，其包括化學改性的硬木木質素和聚酯?；瘜W改性的硬木木質素占組合物總重量的10至50重量

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】包括聚酯和改性硬木木質素的組合物


[0001]本專利技術涉及一種包括聚酯和化學改性的硬木木質素的組合物。該組合物可以注射模制。

技術介紹

[0002]需要更多的可再生塑料材料，并且木質素是一種待使用的潛在的天然聚合物。
[0003]木質素是僅次于纖維素的最可獲得的天然聚合物。木質素與纖維素和半纖維素一起存在于纖維植物和木材的細胞壁中。木質素充當多糖、微原纖維和纖維的基質材料，并為植物莖提供強度。它是一種高分子量的酚類大分子，包含三種不同類型的單體木素醇(monolignol)單體：對香豆醇、松柏醇和芥子醇。
[0004]近年來，已經付出了很多努力來開發新的塑料材料，這些塑料材料是眾所周知的合成聚合物的混合物，諸如例如聚烯烴、聚酯和聚腈，以及各種形式的木質素。于是，例如由這樣的混合物制成的消費品部分由木質素制成。因此，與由合成聚合物作為唯一的主要成分制成的相應產品相比，它們可被認為是更加環境友好的，合成聚合物通常衍生自不可回收的化石來源。這種類型的混合物要克服的問題包括木質素與各種合成聚合物的總體混溶性相對低，緊密木質素的熱穩定性相對低，以及所得混合物的不期望的特性，例如相對低的斷裂應變或拉伸強度。已經付出了努力通過改性所用木質素來解決這樣的問題，例如通過調整生產參數和通過生產后化學改性。
[0005]聚酯是一種天然或合成聚合物，由通過酯基團(
?
O
?
C[＝O]?
)連接的重復單元組成。熱塑性合成聚酯的實例包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，例如用作紡織應用中的纖維，聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，例如用作例如塑料袋中的聚乙烯的可生物降解替代品；和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，通常是可生物降解塑料膜的選擇材料。熱塑性聚酯的另外的實例包括用作例如塑料長絲材料的聚乳酸(PLA)，可以用作例如抗沖擊性增強添加劑的聚己內酯(PCL)，和通常用作例如電絕緣體的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
[0006]WO2018/111183A1公開了一種包括第一聚合物和改性木質素的聚合物材料。在其中教導了第一聚合物可以是天然或合成聚合物。與第一聚合物相關的單獨的實施方式包括選自由聚烯烴、聚酯和聚腈組成的聚合物列表的聚合物。與第一聚合物本身相比，這種類型的聚合物材料的缺點包括拉伸強度和斷裂伸長率的顯著降低。
[0007]在美國制漿造紙技術協會期刊(Tappi Journal)，2017年3月，第3期，111
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121，Glasser等人公開了包括可生物降解聚酯和改性硫酸鹽木質素的可堆肥膜。改性硫酸鹽木質素是通過使用環氧丙烷作為烷基化劑對相應的木質素進行O
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烷基化而獲得的。這種類型的可堆肥膜的缺點包括當改性硫酸鹽木質素的含量超過30％時，在12
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14μm膜的熔融加工生產中不穩定的氣泡。
[0008]US 9,000,075 B2公開了一種組合物，其包括由羥丙基木質素與聚酯之間的酯交換反應得到的反應產物。這樣的組合物的缺點包括需要特別的條件，例如使用催化劑，當羥丙基木質素和聚酯緊密接近時，適用于在制造過程的階段形成共價鍵。
[0009]在ACS Sustainable Chem.Eng.2020，8，5338
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5346，Xiong等人中，公開了包括改性桉樹水熱木質素的可生物降解的PBAT/木質素復合材料。在其中的木質素通過甲基化或在使用馬來酸酐接枝PBAT作為增容劑的過程中被改性。在包括40重量
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％的相應木質素的所得復合材料中，與PBAT相比，觀察到分別21.6％和33.2％的拉伸強度降低和斷裂伸長率降低。與PBAT相比，具有的木質素含量為至少40重量
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％的這種類型的復合材料的缺點包括拉伸強度和斷裂伸長率兩者的顯著降低。

技術實現思路

[0010]本專利技術公開了關于如何克服上述現有技術的一個或若干個缺點的一種或若干種解決方案。
[0011]本專利技術的一個目的是提供一種包括改性木質素的組合物，其中該組合物可以使用常規技術諸如擠出、捏合、薄膜吹塑和注射模制來加工。
[0012]本專利技術的另一個目的是公開一種包括改性木質素和聚酯的組合物，該組合物具有這樣的物理特性，使得由其制成的產品可以用作僅由聚酯制成的相應產品的替代品。
[0013]本專利技術的又另一個目的是公開一種包括改性木質素和聚酯的組合物，該組合物具有的斷裂應變或韌度分別相當于或超過聚酯本身的相應斷裂應變或韌度。
[0014]在第一方面，本專利技術涉及包括化學改性的硬木木質素和聚酯的組合物，其中化學改性的硬木木質素攜帶一個或若干個(多個)(several)選自式I
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S至VI
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S的取代基的O
?
取代基
[0015][0016]硬木木質素的羥基基團被取代，并因此通過共價鍵攜帶一個或若干個式I
?
S至VI
?
S的取代基，由虛線所示，其來源于軟木木質素的羥基氧原子。R包括至少2個碳原子。聚酯是PET、PLA、PCL、PBT、PEF、PHA、PHB、PBS和PBAT中的一種或若干種?；瘜W改性的硬木木質素占所述組合物總重量的2至90重量
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％。
[0017]在第二方面，本專利技術涉及一種產品，其包括該組合物并且其可以被擠出和/或注射模制。
americana)，來自楊樹屬(Aspen)(Populus)的樹，例如大齒白楊(Bigtooth aspen)(Populus gradidentata)、歐洲山楊(European aspen)(Populus tremula)、美洲山楊(Quaking aspen)(Populus tremuloides)，來自白梧桐屬(Distemonanthus)的樹，例如東印度緞木(Ayan)、兩蕊蘇木(movingui)(Distemonanthus benthamianus)，來自輕木屬(Ochroma)的樹，例如熱帶美洲輕木(Balsa)(Ochroma pyramidale)，來自水青岡屬(Beech)(Fagus)的樹，例如美國水青岡(American beech)(Fagus grandifolia)、(錢氏水青岡(Fagus chienii))、齒水青岡(Siebold's beech)(Fagus crenata)、米心水青岡(Chinese beech)(Fagus engleriana)、臺灣水青岡(Taiwan beech)(Fagus hayatae)、日本水青岡(Japanese beech)或日本藍色水青岡(Japanese blue beech)(Fagus japonica)、長柄水青岡(South Chinese beech)(Fagus longipetiolata)、亮葉水青岡(Shining beech)(Fagus lucida)、東方水青岡(Oriental beech)(Fa本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種包括化學改性的硬木木質素和聚酯的組合物，其中，
?
所述化學改性的硬木木質素攜帶一個或若干個選自式I
?
S和II
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S的取代基的O
?
取代基，
?
R獨立地選自C4?
C
25
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烷基、苯基、鄰甲基苯基、對甲基苯基、環己基、4
?
叔丁基苯基、2
?
乙基己基、腰果基和壬基苯基；
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所述聚酯是PBAT(聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯)、PCL(聚己內酯)或其混合物；以及
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所述化學改性的硬木木質素占所述組合物總重量的10至50重量
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％。2.根據權利要求1所述的組合物，其中，R獨立地選自C4?
C
25
?
烷基、苯基和鄰甲基苯基。3.根據前述權利要求中任一項所述的組合物，其中，所述聚酯是PBAT(聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯)，并且所述化學改性的硬木木質素占所述組合物總重量的10至45重量
?
％。4.根據前述權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯托弗，
申請(專利權)人：木質素工業公司，
類型：發明
國別省市：