聚合物组合物的制作方法_4

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] 这些方法步骤优选地以上述顺序来进行。
[0117] 由根据本发明的组合物的成分组成的所述混合物的制备可以单阶段或者多阶段 地实施。当该混合物的制备在步骤(i)中以这样的方式两阶段地完成,在实际应用中可以 得到特别好的结果,即,首先
[0118] -得到一种含有成分a)[变性淀粉和/或淀粉衍生物]以及b)[脂肪族-芳香族 共聚酯]的聚合物共混物A,其含水量相对于该聚合物共混物A的总重量而言小于约5重 量%,优选小于约1重量%,
[0119] 并且随后
[0120] -通过使用该聚合物共混物A以及混入成分c)[聚羟基烷酸酯]和d)[聚乳酸] 制成如上述的聚合物组合物。
[0121] 优选地,该聚合物共混物A在挤出机中制成并且作为颗粒的形式在接下来的步骤 中使用。作为聚合物共混物A也可以使用已制成的市面有售的聚合物共混物,例如由在 Emmerich(德国)的BIOTECGmbH&Co.KG公司出售的商品名称为"BIOPLAST"GF106/02" 的产品。
[0122] 根据本发明优选,使聚合物组合物的含水量保持得尽可能小。优选地,该混合物的 含水量调整为相对于总体组合物而言小于3重量%,更优选小于1. 5重量%并且最优选小 于1重量%。
[0123] 就此所述的含水量涉及到的是从挤出机挤出的材料。为了测量该含水量,在从挤 出机挤出过程中在喷嘴出口处将以熔融形态的挤出物样本容纳在可密封的容器内并且将 该容器气密地封闭。就此注意的是,应该尽可能地用挤出物完全填充该容器,因此使容器中 混入的空气保持为尽可能地少。在该密闭容器冷却后将容器打开,取出样本并且借助于卡 尔·费歇尔滴定法(KarlFischerTitration)来测量含水量。
[0124] 优选地,含水量的调整通过均质化期间的干燥而完成。该干燥程序可以例如通过 混合物或熔融物的抽气,有利地通过均质化或挤出期间水蒸气的吸出而实现。
[0125] 根据本发明的方法设置,使该混合物均质化。这个均质化能够通过塑料技术领域 的技术人员所熟悉的任意的方式而实现。优选地,该混合物的均质化通过分散、搅拌、揉捏 和/或挤压来完成。根据本发明一种优选的实施方式,在均质化过程中在该混合物上作用 剪力。适合制造含淀粉的热塑性聚合物的方法也可类似地应用于制造根据本发明的聚合物 材料,这些方法例如在申请EP0 596 437B1和EP02 203 511B1中有所描述。
[0126] 根据本发明一种优选的实施方式,该混合物在均质化期间内(例如在挤出机中) 加热,优选地加热到温度90°C至250°C,特别是130°C至220°C。
[0127]根据本发明的聚合物组合物适合于不同的目的。特别是,该聚合物组合物适合用 于制造成型件、薄膜或者纤维。由于抑制了或者仅少量的后结晶现象,根据本发明的聚合物 组合物特别适合于制造薄膜。本发明此外还涉及由根据本发明的聚合物组合物制成的成型 件、薄膜和纤维。
[0128] 根据本发明的薄膜可以是吹塑薄膜、平挤薄膜或流延薄膜。优选的膜厚度对于 根据本发明的吹塑薄膜而言为12至100μπι,对于根据本发明的平挤薄膜而言为150至 500μm并且对于根据本发明的流延薄膜为10至500μm。
【附图说明】
[0129] 在下文中通过实施例参照唯一的附图(图1)进一步说明本发明的原理。
[0130] 图1示出了从配方E和F的薄膜经过不同时间点后的DSC图表的熔融峰值确定出 的熔化焓的增长对比图表。
【具体实施方式】
[0131] 为了对比例和实施例使用到了以下材料:
[0132]聚乳酸,SPPLA(INGE0 2003D,NATUREW0RKS);
[0133]己二酸 / 对苯二甲酸丁二酯共聚物,即PBAT(EC0FLEXFBlendC1201,BASF);
[0134]羟基丁酸己酸酯共聚物,SPPHBH(A0NILEXX151 Α,ΚΑΝΕΚΑ);
[0135]羟基丁酸戊酸酯共聚物,即PHBV(ENMATΥ1000 Ρ,ΤΙΑΝΑΝ);
[0136]天然土豆淀粉(EMSLAOTSTi随Ε);
[0137]含环氧基团的共聚物,即PMGMA(J0NCRYLADR4370S,BASF)。
[0138] 实施例1 (对比例):
[0139]利用Werner&Pfleiderer(COPERION)ZSK40 型号(螺杆直径 40mm、L/D= 42)的 双螺杆挤出机(同向旋转)共混制备出以下配方A和B(剂量份额为重量百分比):
[0140] 表格1:配方
[0141]
12 就此保持以下共混参数: 2 表格2 :ZSK40的温度曲线
[0144]
[0145]喷嘴喷出的熔融物温度:127°C(A),131°C(B)
[0146]转数:120min1 (A),160min1 (B)
[0147]吞吐量:40kg/h
[0148] 排气:有效(真空,区域7)
[0149] 通过COLLIN30型号(DR.COLLIN,螺杆直径30mm、L/D= 33)的单螺杆挤出机将 颗粒A和B熔融并进一步加工成吹塑薄膜。
[0150] 就此,调整为以下的工作参数:
[0151] 表格3 :C0LLIN30的温度曲线
[0152]
[0153]转数:52min1 (A),5lmin1 (B)
[0154]环形喷嘴:0 =SO.mm
[0155]环形间隙:1.05mm
[0156] 喷嘴喷出时的熔融物温度:157°C(A),152°C(B)
[0157] 吹胀比:2.5
[0158] 膜管平折宽度:310mm
[0159] 膜厚度:22μm
[0160] 在室温下和大气环境下经过24h的放置时间后确定薄膜的如下力学特征值:
[0161] 表格4:经过24小时后薄膜的力学特征值
[0162]
[0163] 在薄膜A和B中发生以硬化和脆化形式的显著的后结晶现象,正如薄膜在刚制造 完成后和存放24小时后的力学特征值的对比示出的。
[0164] 实施例1的结果(参照表4)中值得注意的特别是低冲击强度(Spez.DartDrop) 和对于这两个配方A和B而言与横向(TD)相比在加工方向(MD)上都较低的抗撕裂强度。 这个结果显示出线性PHBH聚合物带具有在吹膜过程中造成的后结晶现象的明显倾向。原 本推测的是,通常优选发生于化学匀质的聚合物结构中(不期望的)后结晶现象在聚合物 混合物(PHBV/PHBH,50/50,配方B)中即使当没有完全得到抑制时,却也能够明显地减缓。 但是确定并不是这样。混入PHBV作为额外的聚合物成分并不能显著地减缓后结晶现象以 及由此引起的薄膜的脆化和断裂。
[0165] 实施例2
[0166] 利用Werner&Pfleiderer(C0PERI0N)ZSK40 型号(螺杆直径 40mm、L/D= 4? 的双螺杆挤出机(同向旋转)共混制备出以下配方C(剂量份额为重量百分比):
[0167] 表格5 :配方
[0168]
[0169] 就此保持以下共混参数:
[0170] 表格6 :ZSK40的温度曲线
[0171]
[0172] 喷嘴喷出的熔融物温度:133°C
[0173] 转数d^min1
[0174] 吞吐量:40kg/h
[0175] 排气:有效(真空,区域7)
[0176] 水分含量:> 1重量%
[0177] (在从挤出机中挤出后测量)
[0178] 像是前述实施例1中的颗粒A和B-样,颗粒C也通过COLLIN30型号(DR. C0LLIN,螺杆直径30mm、L/D= 33)的单螺杆挤出机熔融并进一步加工成吹塑薄膜。
[0179] 就此,调整为以下的工作参数:
[0180] 表格7 :C0LLIN30的温度曲线
[0181]
[0182] 转数jSmin1
[0183] 环形喷嘴:0 = 80mm
[0184] 环形间隙:1. 05mm
[0185] 喷嘴喷出时的熔融物温度:157°C
[0186] 吹胀比:2.5
[0187] 膜管平折宽度:310mm
[0188]膜厚度:22μm
[0189] 在室温下和大气环境下经过24小时的放置时间后确定薄膜的如下力学特征值:
[0190] 表格8:经过24小时后薄膜的力学特征值
[0191]
[0192] 在表格8中总结的结果显示出,与对比例1中的配方A和B相比显著提高的冲击 强度(Spez.DartDrop)和在挤出方向(MD)上的抗撕裂强度。很显然地,在淀粉基的、含有 PHBH的共混物中加入极少量的PLA就已经促成了显著增加的力学稳定性。这是惊人的,因 为纯PLA作为相对较脆和易碎的材料以其高抗拉强度和相对较小的击穿阻力和抗撕裂强 度而为人熟知。显而易见的是,仅在较少份额的PLA的条件下就能够明显减缓或者阻止加 工后的PHA的结晶化。
[0193]实施例3 (两步骤法)
[0194]利用 Werner&Pfleiderer(C0PERI0N)ZSK7〇型号(螺杆直径7〇mm、L/D= 36) 的双螺杆挤出机(同向旋转)共混制备出以下聚合共混物A(剂量份额为重量百分比):
[0195] 表格9:配方
[0196]
[0197] 就此保持以下共混参数i
[0198] 表格10 :ZSK70的温度曲线
[0199]
[0200] 喷嘴喷出的熔融物温度:163°C
[0201] 转数:20511^1
[0202]吞吐量:400kg/h
[0203] 排气:有效(真空,区域9)
[0204] 水分含量:<1重量%
[0205](在从挤出机中挤出后测量)
[0206] 随后通过Werner&Pfleiderer(C0PERI0N)ZSK70 型号(螺杆直径 70mm、L/D= 36)的双螺杆挤出机(同向旋转)利用聚合共混物A的颗粒随后共混制备出以下配方D(剂 量份额为重量百分比):
[0207] 表格11:配方
[0208]
[0209] 就此保持以下共混参数:
[0210] 表格12 :ZSK70的温度曲线
[0211]
[0212] 喷嘴喷出的熔融物温度:138°C
[0213] 转数dSOmin1
[0214] 吞吐量:300kg/h
[0215] 排气:有效(真空,区域8)
[0216] 水分含量:< 1重量%
[0217](在从挤出机中挤出后测量)
[0218] 像是前述实施例1和2中的颗粒A、B和C一样,颗粒D也通过COLLIN30型号(DR. C0LLIN,螺杆直径30mm、L/D= 33)的单螺杆挤出机熔融并
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