本发明涉及在加工期间具有减小的扭矩和减小的表面摩擦的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含聚合物诸如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)和内部添加剂。本发明还涉及在聚合物组合物的加工中内部添加剂在聚合物加工期间作为润滑剂和/或防粘连剂的用途。本发明还涉及聚合物组合物用于包装材料的用途。
背景技术：
鉴于每年约1.5亿吨的全球年产量(t/a)，聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯是最大的一组技术聚合物。聚烯烃和(聚氯乙烯)之后的第三大技术聚合物组为聚酯，具有超过5000万吨/年(t/a)的年产量。特别地，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)为快速增长的聚酯类型，具有对于食品包装市场持续增长的重要性。与其它聚合物如聚烯烃相比，在食品包装中使用pet的主要优点是机械性能、光学透明度、阻隔性和改善的储存寿命。
每年生产约5000万吨聚酯。因此，聚酯占全球聚合物产量的大约22％。此外，大多数生物塑料、生物基和生物可降解的聚合物为聚酯，如聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(例如
用于包装应用的pet的期望性质得自其固有的聚合物性质。由于其玻璃状透明性、高硬度/重量比、可回收性、芳香和气体阻隔性，pet已成为许多食品的所选包装材料，从而改善了食品的储存寿命。因此，根据ilsi报告系列“packagingmaterials1.polyethyleneterephthalate(pet)forfoodpackagingapplications”，internationallifescienceinstitute，1-16(2000)中公布的文章，pet也在作为其它食品包装材料如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)的替代形式迅速发展。
与任何其它工程聚合物一样，pet的生产和加工需要多种添加剂。其中这些包括抗静电和防雾添加剂，以及uv吸收剂、乙醛清除剂、成核添加剂、增链剂、抗冲改性剂、分散剂、增强填料、增塑剂和润滑剂。
对于用于敏感应用如食品、饮料、化妆品和医疗包装的聚酯，由于它们的产品安全特征，对食品级添加剂的需求不断增长。对于生物基聚酯，除了安全产品特征以外，食品级添加剂还与可持续性、可再生性以及任选地生物降解能力相关的要求相匹配。
与其它聚合物如聚烯烃或pvc相比，聚酯如pet的加工温度可高得多(例如280-320℃)。因此，这些聚合物的聚合物添加剂需要高热稳定性。聚酯如pet也具有高摩擦系数，并且因此需要内部润滑剂，用于减小挤出期间的扭矩，用于脱模，以及用于表面润滑处理和用于改善耐刮擦性。
用于聚酯如pet的常用内部润滑剂为季戊四醇四硬脂酸酯(pets)，其不是食品级的。芥酸酰胺被用作食品级添加剂，但显示低热稳定性，并且因此不是与聚酯一起使用所最理想的。
与聚烯烃相比，聚酯在聚合物挤出期间对水解敏感。因此，例如，挤出前pet的残余水含量通常低于0.025重量％。然而，聚酯不仅可在挤出期间与水反应，而且与羟基基团反应，导致聚合物通过醇解降解。基于甘油的典型食品级聚合物添加剂如单硬脂酸甘油酯(gms)包含显著量的游离羟基基团，所述羟基基团可在加工条件下反应并且降解聚酯。此外，相当高的挤出温度(例如对于pet为300℃)可导致添加剂自身的降解。pet的添加剂也应具有低挥发性，因为在一些工艺中，挤出温度下pet的干燥在真空下发生。
gb2411656描述了用于聚酯聚合物诸如pet的滑爽添加剂。这些滑爽添加剂在降低挤出期间聚合物化合物的摩擦系数方面是高度有效的，而不向pet添加颜色，却保持产品的高透明度。使用的增滑剂可为化合物诸如具有式r-c(o)o-r’的化合物，其中r和r’表示c1-34烃。
然而，需要另选的内部添加剂，其是食品级的，高温稳定的并且能够充当内部润滑剂以便减小扭矩挤出，其可用于敏感应用，如食品、饮料、化妆品和医疗包装。
本发明的目的
本发明的目的是提供内部添加剂，其是食品级的，具有高热稳定性，并且能够在聚合物诸如聚酯中充当润滑剂，并且从而减小挤出期间的扭矩以及减小表面摩擦。
本发明的另一个目的是提供由聚合物诸如聚酯制得的包装材料，其可用于包装敏感组分诸如食品、饮料、化妆品和医疗产品。
附图说明
图1示出聚合物膜的挤出和表面摩擦期间由聚甘油脂肪酸酯引起的扭矩减小。
具体实施方式
本发明的目的通过聚合物组合物达成，所述聚合物组合物在加工期间具有减小的扭矩和减小的表面摩擦，所述聚合物组合物包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)和内部添加剂，其中所述内部添加剂为具有至少50％酯化度的聚甘油脂肪酸酯，并且其中所述内部添加剂的浓度低于5重量％。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含pet。这包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的所有聚合和共聚形式。pet还包括衍生自芳族二酸的所有聚合物，所述芳族二酸包括所有对苯二甲酸酯聚合物以及它们的衍生物。
本发明描述了高度酯化的聚甘油脂肪酸酯作为加工条件下与聚酯具有低反应性并且具有高热稳定性的食品级添加剂。低反应性基于高酯化度，导致减小的游离羟基基团数目和低羟基值。
通常，聚甘油脂肪酸酯具有比具有更低分子量的食品级添加剂(如许多甘油酯和烷二醇酯)更好的热稳定性和更低的挥发性。
在一个实施方案中，聚甘油脂肪酸酯可通过羧酸如脂肪酸将聚甘油单元酯化而形成。
如本领域中技术人员所理解的，聚甘油脂肪酸酯包含脂肪酸侧链附接到其上的聚甘油“主链”。
聚甘油脂肪酸酯通常通过甘油的聚合来制备，以提供一种或多种聚甘油，然后脂肪酸与其附接。脂肪酸一般通过两种途径之一附接。第一途径涉及脂肪酸与聚甘油的直接附接。第二途径涉及使聚甘油和甘油三酯酯交换，从而将脂肪酸从甘油三酯转移至聚甘油。
聚甘油脂肪酸酯的示例为例如但不限于完全乙酰化的二甘油硬脂酸酯、完全乙酰化的三甘油硬脂酸酯、完全乙酰化的六甘油硬脂酸酯、三甘油硬脂酸酯、三甘油山嵛酸酯、50％乙酰化的二甘油油酸酯，75％乙酰化的二甘油油酸酯、100％乙酰化的二甘油油酸酯、三甘油月桂酸酯、六甘油七硬脂酸酯。
聚甘油脂肪酸酯具有至少50％的酯化度。酯化度需要高于50％，以便使聚甘油脂肪酸酯能够被适当地用作内部添加剂。当内部添加剂高度酯化时，剩余的羟基基团在空间上受阻，并且在加工条件下不与聚酯本身显著反应。
在另一个实施方案中，酯化度为至少70％。在另一个实施方案中，酯化度为至少80％。在另一个实施方案中，组合物包含完全酯化的聚甘油脂肪酸酯。
在本发明中，内部添加剂是高度酯化的。因此，剩余的羟基基团在空间上受阻，并且在加工期间不显著减小聚酯的分子量。然而，作为润滑剂，它们可减小挤出扭矩和/或挤出压力。以这种方式，它们还能够通过减小表面摩擦，在加工期间节能和更好的加工，用于例如最终产品的脱模、加工或处理。
在聚合物组合物中，内部添加剂的浓度低于5重量％。因此，应当理解，内部添加剂的重量占聚合物组合物总重量的5％或更少。如果内部添加剂的浓度太高，这可能改变聚合物基质的机械性能。
在另一个实施方案中，所述内部添加剂的浓度为0.1-5重量％。在另一个实施方案中，所述内部添加剂的浓度为0.3-3重量％。在另一个实施方案中，所述内部添加剂的浓度为0.5-3重量％。
在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c2-c24。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c12-c22。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c14-c24。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c16-c24。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c10-c16。
这些链长与食品或食物组合是特别有利的，因为它们全部为可食用的脂肪酸。
应当隐式地理解，饱和和不饱和脂肪酸两者可被用作聚甘油脂肪酸酯的一部分。
此外，饱和和不饱和脂肪酸的混合物可被用于形成聚甘油脂肪酸酯。
此外，不同链长的脂肪酸的混合物可被用于内部添加剂。因此，应当理解，加入聚合物组合物的内部添加剂可包含具有不同链长的脂肪酸。
脂肪酸可为饱和和不饱和脂肪酸两者，诸如但不限于丙酸、丁酸、戊酸、己酸、烯酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、-亚麻酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亚油酸、-亚麻酸、二高--亚麻酸、花生四烯酸、二十二碳四烯酸、棕榈油酸、异油酸、二十烯酸、油酸、反油酸、巨头鲸鱼酸、芥酸、神经酸、蜜胺酸、蓖麻油酸、二羟基硬脂酸。
在另一个实施方案中，组合物为固体、糊剂或液体的形式。
在另一个实施方案中，羟基值低于750。在另一个实施方案中，羟基值低于500。在另一个实施方案中，羟基值低于400。在另一个实施方案中，羟基值低于350。在另一个实施方案中，羟基值低于200。在另一个实施方案中，羟基值低于100。
此外，聚酯需要具有低反应性的内部添加剂，例如低数目的羟基基团，以便避免加工期间的酯交换反应或水解。
低羟基值涉及低数目的可及羟基基团。因此，相对低的值有利于防止内部添加剂在加工期间结合至聚酯。
羟基值与聚甘油脂肪酸酯中羟基基团的数目相关，并且可通过基于aocs方法cd13-60的jecfa方法测量。
在另一个实施方案中，甘油单元的数目为2-10。在另一个实施方案中，甘油单元的数目为2-5。在另一个实施方案中，甘油单元的数目为2-3。在另一个实施方案中，甘油单元的数目为4-5。
在另一个实施方案中，所述聚甘油中甘油单元的数目为至少两个。因此，应当理解，缩合以形成聚甘油的甘油单元的数目为至少两个。因此，两个甘油单元可缩合以形成聚甘油，三个甘油单元可缩合以形成聚甘油，四个甘油单元可缩合以形成聚甘油，五个甘油单元可缩合以形成聚甘油等等，直至十个甘油单元缩合以便形成聚甘油。
在一个实施方案中，聚甘油为二甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为三甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为四甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为五甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为六甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为七甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为八甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为九甘油。在另一个实施方案中，聚甘油为十甘油。
在一个实施方案中，聚甘油为两种或更多种不同聚甘油的混合物。因此，内部添加剂可包括例如二甘油和三甘油的混合物；二甘油和四甘油的混合物；二甘油、三甘油和四甘油的混合物；二甘油和五甘油的混合物等等。
此外，应当理解，聚甘油被解释为具有x个甘油单元，而且包含更少量的例如(x-1)、(x-2)、(x+1)和(x+2)个甘油单元的聚甘油。x应被理解为缩合的甘油单元的数目。
聚甘油的结构可以是直链的、支链的或环状的。一般地讲，所有三种类型的聚甘油结构可在本发明的组合物中存在。在一个实施方案中，聚甘油是直链的。在一个实施方案中，聚甘油是支链的。在一个实施方案中，聚甘油是环状的。
制备聚甘油的方法是本领域中技术人员所熟知的，并且可见于例如由rjwhithurst编辑、blackwellpublishing出版的“emulsifiersinfoodtechnology”第110至130页中。
在另一个实施方案中，内部添加剂具有高热稳定性，如通过热重分析(tga)所测定，在300℃下具有小于25％的重量损失。
对于本发明重要的是，与聚合物即pet混合的内部添加剂是热稳定的，因为内部添加剂将在聚合物化合物的挤出加工期间被加热。
在另一个实施方案中，所述内部添加剂的水含量低于1重量％。
为了使内部添加剂最有效地发挥作用，重要的是聚甘油脂肪酸酯不包含过多的水，因为这将由于其诱导聚酯的水解而损害挤出加工。
在另一个实施方案中，所述内部添加剂的残余甘油和聚甘油含量低于7重量％，优选低于5重量％。
残留甘油和聚甘油含量应被理解为未反应的纯甘油或聚甘油，其为聚甘油脂肪酸酯的污染物。该未反应的纯甘油或聚甘油将与聚合物诸如pet反应，并且从而抵消酯化的影响。因此，该值将尽可能低。低于7重量％的含量被批准用于食品应用，但优选该值甚至更低。
在另一个实施方案中，脂肪酸为乙酸酯(c2)与c10-c22饱和和/或不饱和脂肪酸的组合，其中所述脂肪酸的摩尔比为n(c2)＞n(cx)，其中x为大于2的任何碳数。
乙酰基基团将游离羟基基团封端。乙酰基基团相对小，并且因此更容易与残余羟基基团反应。此外，乙酰基基团能够形成液体聚甘油脂肪酸酯。
本发明还描述了通过将聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)和内部添加剂混合以形成如本文所述的组合物，并且在下文将所述组合物挤出成聚酯化合物来制备聚酯化合物的方法。
内部添加剂可以本领域中技术人员已知的多种方式与pet混合。内部添加剂可通过在配混期间共挤出或经由母料，来直接施加。
此外，描述了其中将pet和所述内部添加剂在挤出加工期间混合的方法。
在一个实施方案中，可将液体添加剂直接计量加入到挤出机中。这可导致更好的过程控制。
本发明进一步描述了聚合物组合物中的内部添加剂在聚合物的加工期间作为润滑剂和/或抗粘连剂的用途，其中所述内部添加剂为具有至少50％酯化度和2-10个甘油重复单元的聚甘油脂肪酸酯。
聚合物为聚酯。在另一个用途中，聚合物组合物是聚酯，诸如聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(例如
在另一个用途中，聚合物为聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)。在另一个用途中，聚合物组合物包含pet。这包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的所有聚合物和共聚物形式。pet还包括衍生自芳族二酸的所有聚合物，所述芳族二酸包括所有对苯二甲酸酯聚合物以及它们的衍生物。
润滑剂是指减小移动表面之间的力的化合物，所述减小通过例如挤出期间扭矩减小和/或生产后聚合物表面摩擦系数减小示出。
术语防粘连剂或抗粘连剂应理解为减小生产之后和/或储存期间发生的聚合物膜两个表面粘附或粘合的化合物。
在另一个应用中，加工期间的扭矩减小。因此，应当理解，聚合物(尤其如聚酯)在挤出期间引起高机械阻力，导致挤出螺杆的扭矩值高。因此，挤出压力和能量使用增加。因此，挤出期间有效润滑改善了可加工性和能量消耗两者。
在另一个应用中，加工期间的表面摩擦减小。因此，应当理解，聚合物(尤其如聚酯)显示出高摩擦系数，当所述聚酯相对于表面滑动时，这可导致粘连、嵌套和刮擦。用作内部润滑剂的聚甘油脂肪酸酯减小了聚酯表面的摩擦系数，因此有助于聚酯的表面润滑。
本发明描述了高度酯化的聚甘油脂肪酸酯作为食品级添加剂的用途，所述聚甘油脂肪酸酯在加工条件下具有与聚合物如聚酯的低反应性和高热稳定性。低反应性基于高酯化度，导致减小的游离羟基基团数目和低羟基值。
通常，聚甘油脂肪酸酯具有比具有更低分子量的食品级添加剂(如许多甘油酯和烷二醇酯)更好的热稳定性和更低的挥发性。
在一种应用中，聚甘油脂肪酸酯可通过聚甘油单元被羧酸如脂肪酸酯化而形成。
如本领域中技术人员所理解的，聚甘油脂肪酸酯包含脂肪酸侧链附接到其上的聚甘油“主链”。
聚甘油脂肪酸酯通常通过甘油的聚合来制备，以提供一种或多种聚甘油，然后脂肪酸与其附接。脂肪酸一般通过两种途径之一附接。第一途径涉及脂肪酸与聚甘油的直接附接。第二途径涉及使聚甘油和甘油三酯酯交换，从而将脂肪酸从甘油三酯转移至聚甘油。
聚甘油脂肪酸酯的示例为例如但不限于完全乙酰化的二甘油硬脂酸酯、完全乙酰化的三甘油硬脂酸酯、完全乙酰化的六甘油硬脂酸酯、三甘油硬脂酸酯、三甘油山嵛酸酯、50％乙酰化的二甘油油酸酯，75％乙酰化的二甘油油酸酯、100％乙酰化的二甘油油酸酯、三甘油月桂酸酯、六甘油七硬脂酸酯。
聚甘油脂肪酸酯具有至少50％的酯化度。酯化度需要高于50％，以便使聚甘油脂肪酸酯能够被适当地用作内部添加剂。当内部添加剂高度酯化时，剩余的羟基基团在空间上受阻，并且在加工条件下不与聚合物如聚酯本身显著反应。
在另一个应用中，酯化度为至少70％。在另一个应用中，酯化度为至少80％。在另一个用途中，组合物包含完全酯化的聚甘油脂肪酸酯。
在本发明中，内部添加剂是高度酯化的。因此，剩余的羟基基团在空间上受阻，并且在加工期间不显著减小聚酯的分子量。然而，作为润滑剂，它们可减小挤出扭矩和/或挤出压力。以这种方式，它们能够通过减小表面摩擦，在加工期间节能和更好的加工，例如最终产品的加工或处理。
在聚合物组合物中，内部添加剂的浓度低于5重量％。因此，应当理解，内部添加剂的重量占聚合物组合物总重量的5％或更少。如果内部添加剂的浓度太高，这可能改变聚合物基质的机械性能。
在另一个用途中，内部添加剂的浓度为0.1-5重量％。在另一个用途中，内部添加剂的浓度为0.3-3重量％。在另一个用途中，内部添加剂的浓度为0.5-3重量％。
在另一个用途中，聚甘油脂肪酸酯的脂肪酸链长为c2-c24。在另一个用途中，脂肪酸链长为c12-c24。在另一个用途中，脂肪酸链长为c14-c22。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c14-c24。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c16-c24。在另一个实施方案中，脂肪酸链长为c12-c18。
这些链长与食品或食物组合是特别有利的，因为它们全部为可食用的脂肪酸。
应当隐式地理解，饱和和不饱和脂肪酸两者可被用作聚甘油脂肪酸酯的一部分。
此外，饱和和不饱和脂肪酸的混合物可被用于形成聚甘油脂肪酸酯。
此外，不同链长的脂肪酸的混合物可被用于内部添加剂。因此，应当理解，加入聚合物组合物的内部添加剂可包含具有不同链长的脂肪酸。
脂肪酸可为饱和和不饱和脂肪酸两者，诸如但不限于丙酸、丁酸、戊酸、己酸、烯酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、-亚麻酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亚油酸、-亚麻酸、二高--亚麻酸、花生四烯酸、二十二碳四烯酸、棕榈油酸、异油酸、二十烯酸、油酸、反油酸、巨头鲸鱼酸、芥酸、神经酸、蜜胺酸、蓖麻油酸、二羟基硬脂酸。
在另一个用途中，羟基值低于750。在另一个用途中，羟基值低于500。在另一个用途中，羟基值低于400。在另一个用途中，羟基值低于350。在另一个用途中，羟基值低于200。在另一个用途中，羟基值低于100。
此外，聚酯需要具有低反应性的内部添加剂，例如低数目的羟基基团，以便避免加工期间的酯交换反应或水解。
低羟基值涉及低数目的可及羟基基团。因此，相对低的值有利于防止内部添加剂在加工期间结合至聚合物如聚酯。
羟基值与聚甘油脂肪酸酯中羟基基团的数目相关，并且可通过基于aocs方法cd13-60的jecfa方法测量。
在另一个应用中，甘油单元的数目为2-5。在另一个应用中，甘油单元的数目为2-3。在另一个应用中，甘油单元的数目为4-5。
在另一个用途中，聚甘油中的甘油单元数目为至少两个。因此，应当理解，缩合以形成聚甘油的甘油单元的数目为至少两个。因此，两个甘油单元可缩合以形成聚甘油，三个甘油单元可缩合以形成聚甘油，四个甘油单元可缩合以形成聚甘油，五个甘油单元可缩合以形成聚甘油等等，直至十个甘油单元缩合以便形成聚甘油。
在一个用途中，聚甘油为二甘油。在另一个用途中，聚甘油为三甘油。在另一个用途中，聚甘油为四甘油。在另一个用途中，聚甘油为五甘油。在另一个用途中，聚甘油为六甘油。在另一个用途中，聚甘油为七甘油。在另一个用途中，聚甘油为八甘油。在另一个用途中，聚甘油为九甘油。在另一个用途中，聚甘油为十甘油。
在一个用途中，聚甘油为两种或更多种不同聚甘油的混合物。因此，内部添加剂可包括例如二甘油和三甘油的混合物；二甘油和四甘油的混合物；二甘油、三甘油和四甘油的混合物；二甘油和五甘油的混合物等等。
此外，应当理解，聚甘油被解释为具有x个甘油单元，而且包含更少量的例如(x-1)、(x-2)、(x+1)和(x+2)个甘油单元的聚甘油。x应被理解为缩合的甘油单元的数目。
聚甘油的结构可以是直链的、支链的或环状的。一般地讲，所有三种类型的聚甘油结构可在本发明的组合物中存在。在一个用途中，聚甘油是线性的。在一个用途中，聚甘油是支链的。在一个用途中，聚甘油是环状的。
制备聚甘油的方法是本领域中技术人员所熟知的，并且可见于例如由rjwhithurst编辑、blackwellpublishing出版的“emulsifiersinfoodtechnology”第110至130页中。
在另一个应用中，内部添加剂具有高热稳定性，如通过热重分析(tga)所测定，在300℃下具有小于25％的重量损失。
对于本发明重要的是，与聚合物如聚酯混合的内部添加剂是热稳定的，因为内部添加剂将在聚合物化合物的挤出加工期间被加热。
在另一个用途中，内部添加剂的水含量低于1重量％。
为了使内部添加剂最有效地发挥作用，重要的是聚甘油脂肪酸酯不包含过多的水，因为这将由于其诱导聚酯的水解而损害挤出加工。
在另一个用途中，内部添加剂为固体、糊剂或液体。
在另一个用途中，内部添加剂的残余甘油和聚甘油含量低于7重量％，优选低于5重量％。
残留甘油和聚甘油含量应被理解为未反应的纯甘油或聚甘油，其为聚甘油脂肪酸酯的污染物。该未反应的纯甘油或聚甘油将与所述聚合物如聚酯反应，从而抵消酯化的影响。因此，该值尽可能低。低于7重量％的含量被批准用于食品应用，但优选该值甚至更低。
在另一个用途中，脂肪酸为乙酸酯(c2)与c10-c22饱和和/或不饱和脂肪酸的组合，其中所述脂肪酸的摩尔比为n(c2)＞n(cx)，其中x为大于2的任何碳数。
乙酰基基团将游离羟基基团封端。乙酰基基团相对小，并且因此更容易与残余羟基基团反应。此外，乙酰基基团能够形成液体聚甘油脂肪酸酯。
本发明进一步描述了如本文所述的聚合物组合物用于包装材料的用途。应当理解，包装材料是除了通常的食品包装如柔性袋、可剥离密封件、封盖和阻隔膜之外的。
在另一方面，包装材料用于it组件。
此外，所述聚合物组合物可用于工业应用，如热压箔、光致抗蚀膜、金属纱、胶带、塑料卡、标签和衬垫、层压膜、增亮膜、太阳能和安全窗膜、真空绝热面板和转印膜；热转印带如条形码打印机、传真打印机、便携式打印机、售票机、单色带和彩色带；成像膜如数字成像、顶置透明片、印刷和预压膜、彩色打样、印刷板和宽幅显示器；和光伏膜。
所述聚合物组合物还可与电应用结合使用，所述电应用如变压器绝缘膜、膜触摸开关、计算机和计算器键盘、柔性印刷电路膜和扁平电缆。
甘油酯和聚甘油脂肪酸酯由于它们的可持续性和产品安全特征而广泛用于敏感应用。
包装包括任何类型的食品，例如冷冻食品和新鲜食品。
除了食品包装之外，由于产品的可持续性即可再生性、产品安全性和患者健康(例如替代相关的添加剂)，聚合物组合物可用于其它敏感应用，诸如化妆品或医疗应用如容器和医疗包装。
在另一个应用中，包装材料是容器。因此，应当理解，包装材料可为例如能够保持物体和/或流体的盒、箱、筒仓、储存器和/或桶。
在另一方面，包装材料是瓶子。这可为饮料形式的食品的瓶子。另选地，它可为用于其它类型的食品例如油、调味品等的瓶。
实施例
材料
选择季戊四醇四硬脂酸酯(pets)作为参考材料。它是非食品级添加剂，广泛用作聚酯的润滑剂。将pets与表1中所列的一系列聚甘油脂肪酸酯进行比较。所有聚甘油脂肪酸酯的特征在于高酯化度、低羟基值和挤出期间与聚酯的低反应性。在干燥之后和挤出之前，将添加剂与聚酯共混。虽然大多数添加剂为固体，但是一些是液体，并且也可用于液体母料。
表1：聚酯的内部添加剂的概述
所述添加剂与无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯(apet)一起施用。所用的apet类型为
方法
羟基为脂肪酸酯的游离羟基基团含量的量度。它定义为按照aocs方法cd13-60，相当于1克聚甘油脂肪酸酯的羟基含量的氢氧化钾毫克数。
皂化值是聚甘油脂肪酸酯的脂肪酸平均分子量的量度。它定义为在aocs方法ti1a-64和cd3-25中规定的条件下，皂化并且中和1g聚甘油脂肪酸酯所需的氢氧化钾毫克数。脂肪酸的平均分子量越低，皂化值越高。
根据iso11358，使用perkinelmertga7仪器，通过热重分析(tga)测定聚合物添加剂的温度稳定性。在氮气下，将样品以10℃/min的加热速率从30℃加热至600℃。通过将样品从30℃加热至300℃，并且以重量％测定重量差m(30-300℃)，比较样品的温度稳定性。
apet膜的制备(与实施例1-5相关)
在挤出之前，通过在102℃下干燥烘箱中，用干燥空气将apet吹扫16小时，将其干燥。随后，将干燥的apet粒料与1重量％至2.5重量％的添加剂混合，并且使用brabender挤出机(具有19/25d螺杆的plastographid815606，8322型)挤出。将628372型平模附接至挤出机，在280℃挤出温度下制备流延膜。随后挤出，使用univex843303冷却体系将流延膜冷却至65℃，并且在室温下在辊上收集。流延聚合物膜的平均厚度为50-60微米。监测挤出螺杆的扭矩以确定挤出期间添加剂的润滑效果。测量体系是挤出机(plastographid815606)的一部分。
在挤出前，通过在100℃下干燥烘箱中，用干燥空气将sorona(聚(对苯二甲酸丙二醇酯))粒料吹扫16小时，将其干燥。随后，将干燥的sorona粒料与1重量％的添加剂混合，并且使用brabender挤出机(具有19/25d螺杆的plastographid815606，8322型)挤出。将628372型平模附接至挤出机，在280℃挤出温度下制备流延膜。随后挤出，使用univex843303冷却体系将流延膜冷却至40℃，并且在室温下在辊上收集。流延聚合物膜的平均厚度为40-50微米。监测挤出螺杆的扭矩以确定挤出期间添加剂的润滑效果。
添加剂的表面润滑效果的特征在于使用4301ho981型instron仪器测量的摩擦系数(cof)。根据改进的astm方法d1894-08，依照instroninstructionm10-53-1uk，测量流延膜样品相对金属表面滑动的动态摩擦系数。在动态cof测量之前，在生产后将膜样品在环境条件下调节至少3天。
结果
如表1中所示，所选择的高度酯化的聚甘油脂肪酸酯的特征在于高热稳定性(300℃下δm＞＞80重量％)和低羟基值，使它们合格地成为聚酯的潜在内部润滑剂。它们的润滑性能以两种方式测定：a)通过测量挤出期间的扭矩减小，和b)通过测量它们对所制备聚合物膜的表面摩擦的影响。
当apet在没有任何内部添加剂的情况下加工时，挤出期间的扭矩非常高(参见表2)。已知pets是有效的内部润滑剂。当它以2.5重量％的浓度添加时，其将扭矩从没有添加剂的23nm显著减小至仅5nm。对于具有2至6个甘油重复单元和具有2至22个碳原子的脂肪酸酯链的高度酯化的聚甘油脂肪酸酯，也观察到类似的润滑效果。
对于除ipe10之外的所有列出的添加剂，观察到透光并且透明的膜。该膜是轻微混浊的，表明聚甘油脂肪酸酯与具有增加的链长的聚酯的混溶性有限。由于它们的低羟基值，所有聚合物/添加剂共混物的熔体粘度足够高，以获得用于流延膜生产的熔体的尺寸稳定性。在高度酯化的聚甘油脂肪酸酯情况下，扭矩从没有添加剂的23nm大幅减小至3-7nm。
扭矩减小的最佳结果不总是在最高酯化度下实现。样品ipe6、7和8是具有不同乙酰化度的一系列二甘油油酸酯。随着乙酰化度的增加，羟基值减小。然而，对于具有最低乙酰化度的样品，观察到更好的润滑结果。因此，少量剩余的游离羟基基团可对扭矩减小具有有益效果。
表2：在挤出期间通过内部食品级添加剂减小扭矩。
膜制得后，将膜在环境条件下调节至少三天。随后测量膜的表面摩擦。没有任何添加剂的apet的动态摩擦系数为0.40。通过使用pets作为内部润滑剂，其显著减少至0.16。而且，食品级高度酯化的聚甘油脂肪酸酯对表面摩擦下降显示出强烈的效果(表3)。
表3：通过内部食品级添加剂减小表面摩擦(动态cof)。
通过添加2.5重量％或甚至1重量％的食品级聚甘油脂肪酸酯，达到可比较的表面摩擦水平。与非食品级参考样品相比，在完全乙酰化的三甘油硬脂酸酯(ipe2)或六甘油七硬脂酸酯(ipe10)的情况下获得甚至稍好的结果。
样品ipe4、5和9表示具有相同酯化度(85％)和不同脂肪酸链长的一系列聚甘油脂肪酸酯。对于具有12个碳原子的最短脂肪酸链长(ipe9)，观察到该系列中的最佳润滑结果。对于22个碳原子链长(ipe5)，动态系数随着链长增加而从0.16增加至0.22。连同酯化度(ipe6、7、8)的系统变化的结果，这表明可通过脂肪酸链长和酯化度两者的系统变化来优化润滑性能。
由于高热稳定性、良好的化学相容性和非常好的润滑性能，本发明中所述的添加剂为pet的优异润滑剂，如表2和表3中所示。然而，由于聚酯(在聚合物主链中具有酯基团)的化学相似性，所述添加剂作为润滑剂的用途不限于pet。它们也可应用于其它聚酯，如
表4：sorona处理期间通过内部润滑剂减小扭矩：
表5：通过内部食品级添加剂减小sorona表面摩擦(动态cof)。
图1示出了聚甘油脂肪酸酯对于扭矩减小和表面润滑两者的润滑效果。
下文实施例1-5进一步详细描述了一些实验，其结果示于表2和3中。
实施例1：apet与2.5重量％六甘油七硬脂酸酯(ipe10)的共挤出
将2.5重量％的六甘油七硬脂酸酯(固体蜡状材料)与97.5重量％的apet粒料混合，并且在280℃下共挤出。加入六甘油七硬脂酸酯，使挤出扭矩从23nm减小至5nm。与没有添加剂的相应apet膜的0.40相比，所获得的半透明、轻微混浊的聚合物膜具有0.15的表面摩擦系数。
参考：apet中2.5重量％的pets将扭矩减小至5nm，并且将摩擦系数降至0.16。apet中0.5重量％的芥酸酰胺将扭矩减小至4nm，并且将摩擦系数降至0.19，并且所得膜粘连。
实施例2：apet与2.5重量％完全乙酰化三甘油硬脂酸酯(ipe2)的共挤出
将2.5重量％的完全乙酰化的三甘油硬脂酸酯粉末与97.5重量％的apet粒料混合，并且在280℃下共挤出。添加完全乙酰化的三甘油硬脂酸酯，将挤出扭矩从23nm减小至4nm。与没有添加剂的相应apet膜的0.40相比，所获得的透明聚合物膜具有0.15的摩擦系数。
实施例3：apet与2.5重量％的75％乙酰化三甘油硬脂酸酯(ipe7)的共挤出
用乙酸酐将三甘油油酸酯酯化至75％乙酰化度。将2.5重量％的无色液体与97.5重量％的apet粒料混合，并且在280℃下共挤出。加入添加剂，将挤出扭矩从23nm减小至4nm。与没有添加剂的相应apet膜的0.40相比，所获得的透明聚合物膜具有0.18的摩擦系数。
实施例4：apet与完全乙酰化的二甘油油酸酯(ipe8)的共挤出
将2.5重量％的完全乙酰化的二甘油油酸酯(无色液体)与97.5重量％的apet粒料混合，并且在280℃下共挤出。加入添加剂，将挤出扭矩从23nm减小至7nm。与没有添加剂的相应apet膜的0.40相比，所获得的透明聚合物膜具有0.22的摩擦系数。
实施例5：apet与三甘油月桂酸酯(ipe9)的共挤出
将1重量％的三甘油月桂酸酯(无色液体)与97.5重量％的apet粒料混合，并且在280℃下共挤出。加入添加剂，将挤出扭矩从23nm减小至3nm。与没有添加剂的相应apet膜的0.40相比，所获得的透明聚合物膜具有0.16的摩擦系数。
实施例6进一步详细描述了一些实验，其结果示于表4和5中。
实施例6：sorona与三甘油硬脂酸酯(ipe4)的共挤出
将1.0重量％的三甘油硬脂酸酯(无色固体蜡)与99.0重量％的sorona粒料混合，并且在280℃下共挤出。加入添加剂，将挤出扭矩从37nm减小至1.8nm。与没有添加剂的相应sorona膜的0.27相比，所获得的透明聚合物膜具有0.15的摩擦系数。
虽然已结合具体优选的实施方案对本发明进行了描述，但应理解，要求权利保护的本发明不应被不恰当地限于这些具体实施方案。实际上，对化学、生物学、食品科学或相关领域技术人员显而易见的用于实施本发明的所述方式的各种修改旨在在权利要求书范围内。