本發明專利技術描述了一種具有二氧化碳衍生的聚合物、熱塑性纖維素衍生物和熱塑性增容劑的三元共混物的熱塑性聚合物組合物。所述組合物可熔融加工為在橫向和縱向上均具有細密的納米級結構特征的柔韌性薄膜。該膜由相對較脆的材料制得，與用于制備膜的作為二元共混物的主要的、原始的組分材料相比，顯示更大程度的延展性、伸長能力和強度。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種可生物降解的聚合物組合物的物質，所述物質不來自基于食物的資源。特別地，本專利技術涉及一種二氧化碳衍生聚合物、熱塑性纖維素衍生物和熱塑性增容劑的三元共混物(tertiary blend),其可被熔融加工成柔韌性膜。置量由于增長的環境影響意識和基于化石的石化資源的枯竭，基于環境友好和可持續的材料來開發產品正在變成當今市場的重要因素。提供環境可持續的熱塑性膜材料的方法之一是開發替代配方，所述配方可以向該膜中加入更多的基于非食物的可生物降解或可再生的材料。例如，可用熱塑性纖維素材料制造熱塑性膜，所述熱塑性膜顯示均衡的機械性能以應對石化資源的枯竭和原油價格的上浮或波動。由熱塑性纖維素材料制成的常規膜已顯示相對不良的性能品質。它們傾向于在熱塑性加工中具有低的彈性和窄的溫度窗口，這導致可用該膜的應用范圍受到限制。比如，要解決的問題是需要開發一種具有增強的柔韌性的熱塑性膜組合物。專利技術概沭本專利技術在某種程度上描述了一種具有三元共混物的熱塑性材料組合物，所述三元共混物為約^^%到約95%wt%的聚碳酸亞烴酯(PAC)J^ 95wt%到約lwt%的熱塑性纖維素(TPC)衍生物和約lwt%到約20wt%的聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑。所得的熱塑性材料表現出更高度的延展性和強度，這比聚碳酸亞烴酯(PAC)分別或單獨與熱塑性纖維素(TPC)衍生物或聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑二者中的僅一種組成的二元混合物要更高。換言之，該三元共混物(PAC+TPC+PHA)可產生更好的物理性能，并且當單獨加入到PAC中時其本身好于二元共混物中的任一個(PAC+TPC，或PAC+PHA)。所述組合物可以被熔融加工為薄膜。通常地，基于聚碳酸亞烴酯和熱塑性纖維素的共混物表現出低的延展性和低的堅韌性。然而，如所述膜材料的抗拉強度試驗所證明的，本專利技術通過加入少量的增容劑，使該共混膜(blended film)顯示出延展性和約化模量(reduced modulus)顯著增加。本專利技術的膜使用兩種基于非食物的可生物降解的聚合物作為膜的組分，使人們能夠制造具有環境可持續益處的膜。本組合物預料之外的效果是各自具有相對低的延展性的單個材料的組合可產生比原始材料更加柔韌的材料。認為PAC和纖維素材料在增容劑的存在下，形成了更好或更細的聚合物相的分散(即PAC相或熱塑性纖維素之一)，成為納米級的分散結構形態。—般而言，根據本專利技術，所述熱塑性材料組合物具有如下主要組分的共混物a)約lwt%到約95wt%的聚碳酸亞烴酯和b)約95wt%到約lwt%的熱塑性纖維素衍生物；和約lwt%到約20wt%的聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑。所述聚碳酸亞烴酯的存在量為約10 90被％，所述熱塑性纖維素衍生物的存在量為約9(Tl0wt%。所述聚碳酸亞烴酯可以為CO2和烯烴氧化物的催化共聚合反應的產物。在特定的實施方式中，所述聚碳酸亞烴酯可以為聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丁烯酯，等等。所述熱塑性纖維素衍生物可以為纖維素酯、纖維素醚或纖維素烷酸酯或羧基-烷基纖維素。所述纖維素烷酸酯具有兩個或更多的不同的烷酸酯基。在特定的實施方式中，所述纖維素烷酸酯為纖維素乙酸丁酸酯。所述聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑為 聚(3-羥基-丁酸酯XPHB)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-4-羥基-丁酸酯)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-己酸酯)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-辛酸酯)，以及PHA共聚物或三聚物(terpolymer)的同系物，或它們的組合物。當所述組合物形成材料體(material body)時,表現出帶狀(ribbon-like)的納米結構特征,該結構特征由均勻地分散在所述聚碳酸亞烴酯或所述熱塑性纖維素衍生物之一的多數相中的少數相材料構成，二者中的任一個在共混物的多數組分的連續相中作為少數種類而存在。供選擇地，本專利技術涉及一種包含由三元組分共混物形成的膜的吸收制品或保健產品。所述膜可以是所述吸收制品的內部擋板或外部覆蓋物的部分，所述吸收制品可以為個人衛生用品、女性護理產品、尿布、訓練褲 、或成人失禁產品。在另一種實施方式中，所述膜可被用作包裝膜。在其他方面中，本專利技術涉及一種制備柔韌性膜的方法。該方法包括提供一種三元共混物，該三元共混物含有約lwt%到約95wt%的聚碳酸亞烴酯和約95wt%到約lwt%的熱塑性纖維素衍生物，以及約lwt%到約20wt%的聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑；熔融共混所述三元共混物，擠出成膜，生成均勻分布在整個所述膜的納米結構特征，該納米結構特征形成由所述聚碳酸亞烴酯或所述熱塑性纖維素衍生物中的任一個組成的兩相中的一相，二者中的任一個在所述膜中作為少數種類而存在。當從所述膜的橫向方向觀察時，所述納米結構特征具有約1/4或1/8到約3/4或0. 9個微米的平均長度。本專利技術的其他特征和益處將在如下的詳細說明的相關附圖中加以討論。附圖的簡要說明附圖說明圖1A示出了擠出膜材料沿MD方向觀察的SEM圖像，該擠出膜材料由熱塑性纖維素衍生物(70%)和二氧化碳聚合物(30wt%)的二元共混物形成。圖1B示出了圖1A的膜沿⑶方向觀察的SEM圖像。圖2A示出了擠出膜材料沿MD方向觀察的SEM圖像，該擠出膜材料由熱塑性纖維素衍生物(30wt%)和二氧化碳聚合物(70wt%)的二元共混物形成。圖2B示出了圖2A的膜沿⑶方向觀察的SEM圖像。圖3A示出了擠出膜材料沿MD方向觀察的SEM圖像，該擠出膜材料根據本專利技術由熱塑性纖維素衍生物(70%)、二氧化碳聚合物(30wt%)和脂肪族聚酯(5wt%)的三元共混物形成。圖3B示出了圖3A的膜沿⑶方向觀察的SEM圖像。圖4A示出了擠出膜材料沿MD方向觀察的SEM圖像，該擠出膜材料根據本專利技術由熱塑性纖維素衍生物(30%)、二氧化碳聚合物(70wt%)和脂肪族聚酯(5wt%)的三元共混物形成。圖4B示出了圖4A的膜沿⑶方向觀察的SEM圖像。專利技術詳述本專利技術公開了熔融加工的三元共混物組合物和由該共混物形成的薄膜。所述組合物包括基于非食物的可再生的材料，例如熱塑性纖維素材料和環境可持續聚合物，并且具有改進的柔韌機械性能。所述共混物可潛在地施用于各種不同的用途或產品，例如包裝膜、模塑，以及消費品的構成膜(component film)(例如個人護理和/或保健產品),等等。本專利技術特別公開了熔融加工的包含由二氧化碳和烯烴氧化物制得的聚碳酸亞烴酯(PAC)、熱塑性纖維素(TPC)和熱塑性增容劑的三元共混物。一種特定種類的聚碳酸亞烴酯(PAC)是聚(碳酸丙烯酯)(PPC)，其由二氧化碳(CO2)和環氧丙烷的催化共聚合反應制得。PPC由于其環境友好性質，例如利用溫室氣體廢物和PPC聚合物的可生物降解性而備受關注。PPC是無定形和可生物降解的，原因在于它們骨架上的脂肪族聚碳酸酯結構(Li，X.H.等人，J. Polym. Sc1. PartB，2004; 4; 666-675.)。具有交替結構(alternating structure)的PPC可類似商用聚乙烯被熔融加工。(Li，X. H.等人，J. Appl. Polym. Sc1.，2003; 89; 3301.)然而，PPC表本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.14 US 12/836,3741.一種熱塑性材料組合物，所述組合物包括a)約lwt%到約95wt%的聚碳酸亞烴酯 (PAC)和b)約95wt%到約lwt%的熱塑性纖維素(TPC)衍生物的多數組分聚合物共混物；以及約lwt%到約20wt%的聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑；與所述熱塑性纖維素衍生物或所述聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑中任一個的二元共混物個別地或單獨地相比，所述產生的熱塑性材料顯示更高程度的延展性和堅韌性。2.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物，其中所述聚碳酸亞烴酯以約l(T90wt%的量存在，且所述熱塑性纖維素衍生物以約9(Tl0wt%的量存在。3.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物，其中所述聚碳酸亞烴酯是CO2和烯烴氧化物的共聚合反應產物。4.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物，其中所述聚碳酸亞烴酯選自聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸丁烯酯、聚碳酸己烯酯、聚碳酸環己烯酯、聚碳酸檸檬烯酯和聚碳酸降冰片烯酯。5.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物，其中所述熱塑性纖維素衍生物為纖維素酯、纖維素醚、纖維素烷酸酯或羧基-烷基纖維素。6.根據權利要求5所述的熱塑性材料組合物，其中所述纖維素烷酸酯具有兩個或多個不同的烷酸酯基。7.根據權利要求6所述的熱塑性材料組合物，其中所述纖維素烷酸酯為纖維素乙酸丁酸酯。8.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物，其中所述聚羥基烷酸酯(PHA)增容劑選自聚(3-羥基-丁酸酯)(PHB)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-戊酸酯)(PHBV)、聚 (3-羥基-丁酸酯-共-4-羥基-丁酸酯)、聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-己酸酯)、 聚(3-羥基-丁酸酯-共-3-羥基-辛酸酯)，以及PHA共聚物和三聚物的同系物，或其組合9.根據權利要求1所述的熱塑性材料組合物,其中當所述組合物形成材料體時,顯示帶狀的納米結構特征，所述結構特征由均勻地分散在所述聚碳酸亞烴酯或所述熱塑性纖維素衍生物中任一個的多數相中的少數相材料構成，其中所述二者中的任一個在所述多數組分共混物的連續相中作為少數種類存在。10.一種柔韌的熱塑性膜，所述膜包括三元共混物，含有I)約lwt%到約95wt%的聚碳酸亞烴酯和2)約95wt%到約lwt%的熱塑性纖維素衍生物，分別形成所述膜的多數組...
【專利技術屬性】
技術研發人員：J·李，J·H·王，G·懷德曼，
申請(專利權)人：金伯利克拉克環球有限公司，
類型：
國別省市：
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