聚合物材料及其制备方法_3

文档序号:9681114阅读:来源:国知局
基共聚物(添 加物A、B和C,见下文)(0.5重量%)。在此以减少脂肪-芳香共聚酯为代价,在33.4至40重 量%之间逐步地改变天然马铃薯淀粉的份额(见图3和4)。
[0079] 作为比较配方,根据实施例1所述的处理方法制备了无缩水甘油添加物的聚合物 材料,其包括脂肪-芳香共聚酯(66.6重量% )和天然马铃薯淀粉(33.4重量% )。
[0080] 作为添加物A采用了统计的共聚物,其基于苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸 缩水甘油酯,其分子量Mw为约6800而环氧基等价重量为285g/mol。
[0081] 作为添加物B采用了统计的共聚物,其基于乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘 油酯,其中约有24重量%的丙烯酸甲酯、68重量%的乙烯和8重量%的甲基丙烯酸缩水甘油 酯,而环氧基等价重量为1775g/mol。
[0082] 作为添加物C采用了统计的共聚物,其基于乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯,其中约 有92重量%的乙烯和8重量%的甲基丙烯酸缩水甘油酯,而环氧基等价分子量为1775g/ mol 〇
[0083] 所采用的缩水甘油添加物特别是在反应性的环氧基单元的含量上有所区别。在添 加物A中环氧基单元基于质量的浓度比在添加物B和C中高出6.23倍。相应地得到了,在同样 的称重下,与添加物A相比,添加物B和C在反应性的环氧基团上少于六分之一。
[0084]这个重要区别对于可相比较制备的配方的性能相应地产生显著影响。
[0085] 图3和4示例性示出了实施例2的含淀粉的聚合物材料取决于淀粉含量的抗拉强度 和MFR的变化情况,所述聚合物材料分别混以0.5 %的添加物A、B和C。
[0086] 由图3可知,采用添加物A的薄膜的抗拉强度随增加的淀粉含量呈线性上升,而采 用添加物2和3的薄膜的抗拉强度下降。
[0087]由图4可知,MFR值随上升的淀粉含量全部呈线性轻微下降,而采用添加物A处理的 材料的该值处于很低的水平。与此相反,将采用添加物2和3处理的材料和无缩水甘油添加 物的标准薄膜相比,则没有识别出缩水甘油添加物对熔体流动速率产生的值得一提的影 响。
[0088] 在图3和4中示出的曲线表明了,在采用0.5重量%的浓度条件下添加物2和3对薄 膜的机械性能所产生的显著影响几乎无法确认。尽管如此还是确认了,相对于没有缩水甘 油添加物的对比配方,在以所采用的浓度使用添加物B和C的条件下使淀粉和聚酯组分的适 应性有所改善。
[0089] 实施例4
[0090] 在这个实施例中,确定了不同浓度的含环氧基聚合物(缩水甘油添加物)对于淀粉 含量至42重量%的吹塑薄膜的机械性能的影响。
[0091] 在生产装置(ZSK 70/7)上首先检验不同的添加物浓度的效果。为此将材料以三个 不同的添加物浓度进行混合(0.1重量%缩水甘油添加物、0.5重量%缩水甘油添加物和一 个没有添加物的对比配方(标准))。作为含环氧基聚合物采用了实施例3中的添加物A。
[0092] 根据实施例1制备了不同的含淀粉的聚合物材料,其包括脂肪-芳香共聚酯(57.5 至66.5重量% )、天然马铃薯淀粉(33.4至42重量% )和含环氧基聚合物(0.1或0.5重量% )。 以减少脂肪-芳香共聚酯为代价,在33.4至40重量%之间逐步地改变天然马铃薯淀粉的份 额(见图5和6)。同样地以减少脂肪-芳香共聚酯为代价,改变含环氧基聚合物(添加物A)的 份额。
[0093] 作为比较配方,根据实施例1所述的处理方法制备了无缩水甘油添加物的聚合物 材料,其包括脂肪-芳香共聚酯(66.6重量% )和天然马铃薯淀粉(33.4重量% )。
[0094] 图5示出了,取决于淀粉含量和添加物浓度的、由所述材料制成的吹塑薄膜的熔体 流动速率(MFR)的曲线。从这些值显而易见,熔体流动速率(MFR)(即流动性)随材料中增加 的淀粉含量和增加的缩水甘油浓度而减少。相对于标准配方(圆圈),42重量%的淀粉和0.5 重量%的缩水甘油添加物的MFR值下降至少于五分之一(三角),这是一个所包括的聚合物 广泛交联的标志。
[0095] 在没有明确为一固定理论的情况下,可以解释该缩水甘油添加物与聚酯以及淀粉 交联反应的曲线。在淀粉含量为40重量%时、从实线过渡到虚线的跳跃性的MFR值减半表明 了,下降的MFR值不仅可以归因于淀粉含量的上升(如在33和40重量%之间实线的情况),还 决定性地归因于浓缩的所采用的缩水甘油添加物的倍增的转化。
[0096] 图6示出了淀粉含量和缩水甘油含量不同的薄膜的抗拉强度(ZF)、断裂延伸率 (RD)和穿透强度(DD)的曲线。在ZF和RD随上升的淀粉含量而下降时,DD值保持在恒定水平。 [0097]从图6中显而易见,通过缩水甘油添加物的添加,随上升的淀粉含量而呈线性下降 的断裂延伸率并未受到明显影响。即使在0.5重量%的添加物份额(实线)的条件下,断裂延 伸率的值在淀粉超过40重量%的条件下仍继续下降。穿透强度(DD值)在整个检验的范围内 保持在恒定水平。
[0098]在没有明确为一固定理论的情况下,可以理解为,通常随上升的淀粉含量而下降 的DD值的效果(即薄膜变脆)通过缩水甘油添加物的聚合物交联而得到补偿。在更高的缩水 甘油添加物含量条件下的广泛的绳状连接可以通过同样淀粉含量条件下显著更高的抗拉 强度所证实(在淀粉占40重量%时点划线曲线的跳跃性过渡)。
[0099] 实施例5
[0100] 在这个实施例中,对实施例3中的缩水甘油添加物1和2在相等的缩水甘油含量的 条件下进行比较。
[0101] 首先,根据实施例1所述的处理方法制备了含淀粉的聚合物材料,其包括脂肪-芳 香共聚酯(59.9重量% )、天然马铃薯淀粉(40重量% )和实施例3中的添加物A(0.1重量%)。
[0102] 然后,根据实施例1所述的处理方法制备了含淀粉的聚合物材料,其包括脂肪-芳 香共聚酯(59.4重量% )、天然马铃薯淀粉(40重量% )和实施例3中的添加物B(0.6重量%)。
[0103] 将两个如此制备的材料以及由该材料制备的吹塑薄膜相互比较。图7示出了结果:
[0104] 图7示出了,在具有数量上相等的缩水甘油含量(0.1重量%的添加物A对0.6重 量%的添加物B)的条件下添加物1和2导致了聚合物材料具有可比较的材料性能。只有断裂 延伸率(RD)的值在含添加物B的薄膜上明显更高。
[0105] 结果可以根据进行的实验确定以下内容:
[0106] 这种含淀粉的聚合物材料的材料性能可以通过添加含缩水甘油的添加物来显著 地改变。原始的含高于约34重量%的淀粉的无缩水甘油的聚合物材料机械性能不足,而 0.1%的缩水甘油添加物的含量就可以实现了在同时具有出色的机械性能的条件下制备出 含40重量%的淀粉的聚合物材料。
[0107]淀粉含量的升高必然导致缩水甘油限定的材料的弹性负担,而同时淀粉含量的升 高并不影响缩水甘油限定的材料的穿透强度。
[0108] 在没有明确为一固定理论的情况下,可以理解:所述缩水甘油添加物作为聚合物 淀粉和聚酯之间的协调物起作用,否则所述聚合物淀粉和聚酯是不相兼容的。聚合物交联 的效能体现为升高的抗拉强度和同时较低的熔体流动速率(MFR)。
[0109] 在上文根据实施例对本发明进行了示例性说明。在此可以理解,本发明不仅限于 所述的实施例。在本发明的范围内为本领域技术人员提供了许多变换和限定的可能性,而 本发明的保护范围特别地由权利要求限定。
【主权项】
1. 一种制备含淀粉的聚合物材料的方法,其特征在于, (a) 制备混合物,所述混合物包括至少: -1至75重量%的淀粉和/或淀粉衍生物, -10至85重量%的聚酯,和 -0.01至7重量%的含环氧基聚合物; (b) 在引入热能和/或机械能的条件下使所述混合物均质化; (c) 调整混合物的含水量,从而使最终产物的含水量相对于所述混合物的总成分占小 于约12重量%。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合物包括5至75重量%,特别是10至 75重量%,优选15至70重量%,还优选25至55重量%,最优选34至51重量%的淀粉和/或淀 粉衍生物。3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述混合物包括20至85重量%,特别是 30至80重量%,还
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