BE1021354B1 - Succinaat ester voor gebruik als weekmaker en kunststofsamenstellingen bevattende dit succinaat-ester - Google Patents

Abstract

De huidige uitvinding heeft betrekking op het gebruik van bis(butyldiglycol)succinaat als weekmaker in een homopolymeer of een copolymeer van melkzuur. De uitvinding betreft eveneens een kunststofsamenstelling bevattende (bis)butyldiglycol)succinaat als weekmaker.

Description

Titel ; Succinaat ester voor gebruik als weekmaker en kunststofsamenstellingen bevattende dit succinaat-ester,

Situering win de uitvinding :

Deze uitvinding heeft betrekking op een nieuwe samenstelling van een succinaat ester dat ais weekmaker kan gebruikt worden in biopolymeren zoals bij voorbeeld polymelkzuur. In het bijzonder gaat het over een ester afkomstig uit de verestering van barnsteenzuur met een specifiek ge-etoxyleerd alcohol : butyldiglycol (of 1 butoxyethoxyethanol). Dit product heeft specifieke eigenschappen met betrekking tot de compatibiliteit met het biopolymeer en is een product van partiële biologische oorsprong. Hierdoor helpt het om de ecologische duurzaamheid van de eindapplicatie te verhogen.

Achtergrond van de uitvinding :

Veelal worden heden ten dage petroleum-gebaseerde polymeren gebruikt als traditionele kunststoffen in bijvoorbeeld verpakking en andere verbruikersgoederen. Deze producten hebben echter vele nadelen, in het bijzonder de accumulatie van niet-biodegradeerbare kunststoffen in het milieu en het gebruik van niet-hernieuwbare grondstoffen. Om die reden is er de laatste jaren een groeiende interesse in biopolymeren als alternatief voor de traditionele petroleum gebaseerde polymeren.

Onder het begrip "biopolymeren" of "biodegradeerbare polymeren" dient begrepen polymeren vervaardigd uit moleculen van plantaardige oorsprong.

Tussen de biodegradeerbare polymeren neemt polymelkzuur een steeds prominentere plaats in. Eén van de drijfveren hierachter is dat de kostprijs van de productie van L-melkzuur wezenlijk verlaagd is door een hoog-volume productie van landbouwgewassen zoals mais, koren en aardappels.. De uit deze natuurlijke grondstoffen geproduceerde kunststoffen zoals polymelkzuur hebben een hoge sterkte en zijn gekenmerkt door een goede transparantie.

Een nadeel van polymelkzuur voor gebruik als kunststof in industriële toepassingen is evenwel de lage impact weerstand alsmede de hieraan gekoppelde sprokheid en inflexibiliteit, gevolg van de hoge kristalliniteit en de rigide moleculaire structuur van dit polymeer. Evenwel zijn er ook amorfe formulâmes van polymelkzuur beschikbaar die echter ook hard en bros zijn. Door dit nadeel is toepassing ervan als dusdanig in vele gebieden beperkt, in het bijzonder voor grootschalige toepassingen als film of verpakkingsmateriaal.

Het is gekend dit nadeel te compenseren door polymelkzuur kunststoffen te verzachten door toevoeging van weekmakers, door co polymerisatie toe te passen of door het blenden van polymelkzuur met zachtere polymeren.

Het gebruik van weekmakers in polymeren om de flexibiliteit te verhogen is een op zich gekende techniek, niet alleen bij biopolymeren. Door het gebruik van weekmakers worden de mogelijkheden en toepassingen voor deze polymeren sterk vergroot. Weekmakers zijn meestal vloeistoffen en kunnen worden ingezet om polymeren te verwerken in verschillende technische processen, zoals spuitgieten, vacuumvormen, blaasvormen, rotatiegieten, extrusie. De weekmakers kunnen worden geoptimaliseerd voor gebruik in verschillende polymeren. Meer bepaald kan de polariteit van een weekmaker in overeenstemming gebracht worden met de polariteit van het polymeer om een goede interactie te hebben tussen beide componenten, en een hoge weekmaker-efficiëntie en een lage migratie van de weekmaker te bewerkstelligen. Weekmakers worden gebruikt in verschillende polymeren met als belangrijkste: polyvinylchloride, polyamide, polaire rubbers, polyurethaan, en dus ook biopolymeren zoals polymelkzuur.

Zoals beschreven in het Europees verleende octrooi EP 2 202 267 BI, op naam van Daihachi Chemical Industry Co., Osaka, Japan, gepubliceerd op 7 December 2011, is een gekend nadeel van het toevoegen van weekmakers dat deze de neiging hebben naar het oppervlak van de kunststof te migreren. Hierbij ontstaan verschillende nadelen: het oppervlak verkleurt hierdoor, de transparantie van de kunststof vermindert, en de sprokheid óf brosheid nemen over de tijd toe, omdat het weekmakend effect vermindert door deze migratie van de weekmaker uit de bulk 1 van de kunststof naar het oppervlak (paragrafen 4 en 5 van de tekst). Dit patent beschrijft het gebruik van mixed esters van o.a. barnsteenzuur om de migratie uit het PLA-polymeer te minimaliseren. Het ester van deze uitvinding wordt echter nergens vernoemd, in tegenstelling tot andere symmetrische esters, zoals butyldiglycol adipaat die minder goede eigenschappen vertonen. t

Het wetenschappelijk artikel gepubliceerd in SEI Technical Review, Number 66, April 2008, pages 50 -54 met als titel " Development of Elastic Polylactic Acid material Using Electron Beam Radiation", by Shihichi Kanazawa, behandelt het kristallijn gedrag van polymelkzuur en het 'bleeding out' van een weekmaker hieraan toegevoegd. Het bevestigt dat hierdoor op termijn het polymelkzuur-product hard en bros wordt.

Het artikel maakt geen melding van specifieke weekmakers die gebruikt worden, wel van een electron-beam methode om deze bleeding out tegen te gaan. Gebruikelijk dient 10 tot 30 gewichts % van weekmaker aan polymelkzuur toegevoegd om de glas transitie temperatuur voldoende te verlagen, concreet tot ongeveer kamer temperatuur.

Verschillende weekmakers zijn in de stand van de techniek voorgesteld om dit op zich gekend nadeel te voorkomen.

De Japanse Octrooiaanvrage No. 2000-198908 vermeldt bijvoorbeeld het gebruik van acetyl tributyl citraat als weekmaker in polymelkzuur.

In het US 8,232,354 B2, op naam van Kao Corp. Tokyo, Japan, is een werkwijze beschreven voor de vervaardiging van kunststof samenstellingen op basis van polymelkzuur, waarbij een poiycarbodi-imide cross-linker toegevoegd wordt. Als weekmaker geeft dit evenwel ook onbevredigende resultaten.

In het US 7,842,761, op naam van Lapol LLC, Santa Barbara, California, USA, is een biologische weekmaker voor biopolymeren zoals polymelkzuur beschreven, bestaande uit een polyester weekmaker eenheid.

Kolom 1, lijnen 52 e.v. vermelden de drie basistechnieken voor het week maken van polymeren van het type polymelkzuur. Toevoegen van een weekmaker, co polymerisatie en blenden van flexibele polymeren.

In het bijzonder worden in deze tekst de nadelen van de eerste twee technieken aangegeven.

Het US 8,158,731 op naam van Hallstar Innovations Corp., Chicago, USA beschrijft polymer mengsels (blends) bevattende enerzijds een biopolymeer en anderzijds een alifatisch polyester. Het polyester is afkomstig van repeating units van een dicarbonzuur en een alifatisch diol.

Als biopolymeer is polymelkzuur vermeld, b.v. kolom 1, lijn 41. Als dicarbonzuren zijn b.v. barnsteenzuur en adipinezuur (kolom 2, lijnen 13-14) vermeld.

In de internationale octrooiaanvrage gepubliceerd onder het nummer WO 2013/148255 op naam van 3 M Innovative Propertjes Company, Saint Paul, Minnesota, USA, zijn alle conclusies gericht op citraat esters, bevattende (ondermeer) tetrahydrofurfuryl groepen, en een waterstof of acyl groep.

Zie b.v. conclusie 13.

Deze weekmakers zijn ontwikkeld voor gebruik in 'suitable polymeric materials', zie pag. 8, lijn 31, waarbij polylactic acid met name genoemd is. De ganse bladzijde 8 is gewijd aan een beschrijving van polymelkzuur, en op pag. 10 zijn enkele commerciële bronnen hiervoor vermeld.

Pag 7, lijnen 26-28 vermelden dat zowel het citroen zuur als het tetrahydrofurfuryl alcohol ook uit hernieuwbare grondstoffen kan gewonnen worden. Referenties naar de bereidingswijze van tetrahydrofurfuryl worden in de regels erna opgegeven.

Pag. 8 lijnen 20 e.v. beschrijven de vereiste van compatibiliteit van de weekmaker met het te verweken polymeer. ! Een hint wordt gegeven naar het feit dat de oplosbaarheidsproducten van beide verbindingen dicht bij elkaar dienen te liggen opdat een weekmaker goed zijn weekmakende functie in een polymeer zou (blijven) vervullen.

Tri(alkyl)-citrate wordt vermeld op pag. 8, lijn 29.

I

Pag. 14, lijnen 23-29 vermeldt de migratie problematiek van de traditionele weekmakers bij gebruik in polymelkzuur, en het bros worden van polymelkzuur na verloop van tijd door de migratie van traditionele weekmakers over tijd naar het oppervlak (poor age stability).

Om het probleem van het migreren van een weekmaker uit de 'buik' van een polymeer naar het oppervlak te vermijden, kan eeventueel een mengsel van weekmakers gebruikt worden van onderling duidelijk verschillende chemische structuren. In zulk geval treden weerom andere nadelen op: bijvoorbeeld de moeilijkheidsgraad om deze homogeen te mengen in de biodegradeerbare kunststof, of hun inherente compatibiliteit met het biopolymeer.

Gekende weekmakers voor toepassing in polymeren zoals polyvinylchloride voldoen niet noodzakelijk als weekmaker in polymelkzuur: er dient een minimale compatibiliteit aanwezig te zijn tussen de weekmaker eh het week te maken polymeer. Hiertoe dient de chemische structuur van de weekmaker en het polymeer op elkaar afgestemd.

Probleemstelling en doel van de uitvinding:

Weekmakers kunnen worden gebruikt om de glastransitietemperatuur Tg van biopolymeren, en meer in het bijzonder van op melkzuur gebaseerde biopolymeren, te verlagen, de rek tot breuk te verhogen, en de soepelheid te verbeteren, met als doel vergelijkbare karakteristieken te bekomen voor weekgemaakte biopoiymeren zodat deze bruikbaar worden als vervangmateriaal voor traditionele kunststoffen zoals polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), thermoplastische elastomeren, acrylonitril-butadieen-styreen copolymeer (ABS), polystyreen (PS), poly-ethyleen-terephthalate (PET)

Hoewel het gebruik van weekmakers in biopolymeren, en meer specifiek in polymelkzuur de flexibiliteit sterk kan verbeteren, vertonen de meeste weekmakers een langzame migratie naar het oppervlak van het weekgemaakte biopolymeer, wat resulteert in een langzaam toenemende brosheid. De uitvinders hebben zich tot doel gesteld nieuwe weekmakers te ontwikkelen met een verhoogde compatibiliteit en lagere migratie, zodat deze de stabiliteit van weekgemaakte biopoiymeren, en meer in het bijzonder poly-melkzuur, in zodanige mate bevorderen dat deze het gebruik van biopolymeren mogelijk maken in meerdere nieuwe toepassingsgebieden.

Beschrijving van de uitvinding :

De uitvinding heeft betrekking op het gebruik van bis(butyldiglycol)succinaat in een homopolymeer of een copolymeer van melkzuur om de eigenschappen en verwerkbaarheid van deze polymeren te verbeteren. Verder omvat de uitvinding kunststoffen op basis van deze polymeren waaraan bis(butyldiglycol)succinaat als weekmaker is toegevoegd om de mechanische eigenschappen (modulus, rek bij breuk) te verbeteren.

In de context van de huidige uitvinding wordt het begrip bis(butyldiglycol)succinaat in de hiernavolgende tekst ook aangeduid door de term butoxyethoxyethyl-succinaat. Beide begrippen duiden op dezelfde chemische verbinding.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding :

Het kenmerkende van de huidige uitvinding is het gebruik van bis(butyldiglycol) succinaat als weekmaker in een homopolymeer of een copolymeer van melkzuur, waarbij een opmerkelijk lage vluchtigheid en goede thermische stabiliteit wordt : bewerkstelligd.

Waar het gebruik van symmetrische esters van alifatische carbonzuren als weekmaker voor biopolymeren gekend is, werd door de uitvinders verrassenderwijze I vastgesteld dat het gebruik van bis(butyldiglycol}succinaat als weekmaker in een homo of copolymeer van melkzuur, minder gewichtsverlies bij thermische stabiliteitstesten op verhoogde temperatuur (bij 60*C) oplevert, de polymeren een hoger % kristalliniteit vertonen, en een beduidend hogere rek bij breuk kan gehaald worden. Het verrassende kenmerk van de verbinding volgens de uitvinding is een beduidend lagere vluchtigheid in polymelkzuur in vergelijking met bijvoorbeeld een symmetrisch ester van een polycarbonzuur, zoals dibutoxyethoxyethyladipaat ondanks een hogere dampspanning van de zuivere component. Bovendien resulteert het gebruik van deze verbindingen als weekmaker in bij voorbeeld polymelkzuur tijdens de verwerking tot film tot duidelijk betere eigenschappen zoals afwezigheid ! van reuk en de afwezigheid van vettigheid op het filmoppervlak. Zonder zich te willen vastpinnen op een sluitende wetenschappelijke verklaring hiervoor, menen de huidige uitvinders dat dit onverwachte effect een gevolg is van een betere compatibiliteit van deze weekmaker met het hydrofiele, polaire polymelkzuur. : Toepassing :

Het succinaat volgens de uitvinding is bijzonder bruikbaar als weekmaker in een homopolymeer of een copolymeer van melkzuur.

In het bijzonder is het succinaat bruikbaar als weekmaker in polymeren op basis van polymelkzuur (polylactic acid, afgekort PLA).

Het begrip polymelkzuur (PLA) zoals gebruikt in de context van de huidige uitvinding heeft betrekking op een polymeer of copolymeer bevattende ten minste 50 mol % melkzuur monomeer éénheden. Voorbedden van zulke polymelkzuren omvatten, maar zijn niet beperkt tot, (a) een homopolymeer van polymelkzuur, (b) een copolymeer van melkzuur met één of meerdere alifatische hydroxycarbonzuren verschillend van melkzuur, (c) een copolymeer van melkzuur met een alifatisch polyhydrisch alcohol en een alifatisch polycarbonzuur, (d) een copolymeer van melkzuur met een alifatisch polycarbonzuur, (e) een copolymeer van melkzuur met een alifatisch polyhydrisch alcohol, en (f) een mengsel van twee of meer van (a)—(e) zoals bovenvermeld. Voorbeelden van melkzuur omvatten L-melkzuur, D-melkzuur, DL-melkzuur, een cyclisch dimeer hiervan (dit is een L-iactide, D-lactide of DL-lactide) en mengsels hiervan. Voorbeelden van het hydroxycarbonzuur bijvoorbeeld bruikbaar in de copolymeren (b) en (f) hogervermeld omvatten, maar zijn niet beperkt tot, glycolzuur, hydroxyboterzuur, hydroxyvaleriaanzuur, hydroxyhexaanzuur en hydroxyheptaanzuur, alsmede combinaties hiervan.

Verder kunnen de biodegradeerbare of biohernieuwbare thermoplastische materialen waarin het succinaat volgens de uitvinding als weekmaker toegepast wordt, bestaan uit één enkel thermoplastisch materiaal zoals een polymeer (bijvoorbeeld polymelkzuur alleen), maar ze kunnen ook bestaan uit een mengsel van polymelkzuur met tenminste één additioneel thermoplastisch materiaal. In zulke bijzondere uitvoeringsvorm kunnen de biodegradeerbare of biohernieuwbare thermoplastische materialen een blend of mengsel omvatten van polymelkzuur met één of meerdere aiifatische copoiyesters, polyhydroxy alkanoaten (PHA), zetmeel, celluloses of andere polysaccharides of combinaties hiervan. In nog andere bijzondere uitvoeringsvormen kan het biodegradeerbare of biohernjeuwbare materiaal een blend of mengsel omvatten van polymelkzuur mettenminste één alifatische copolyester, een mengsel van polymelkzuur metten minste één polyhydroxy alkanoaat (PHA), of een blend van polymelkzuur met een ander biopolymeer zoals zetmeel, cellulose of een ander polysaccharide. In een bijzondere uitvoeringsvorm kan het biodegradeerbare of biohernieuwbare thermoplastische materiaal een mengsel omvatten van polymelkzuur, tenminste één PHA en ten minste één zetmeel. In sommige uitvoeringsvormen kan het thermoplastische materiaal aanwezig zijn in ongeveer 5 tot ongeveer 95 gewichts %, in andere uitvoeringsvormen van ongeveer 30 tot ongeveer 95 gewichts %, berekend op het totale gewicht van de samenstelling. In sommige uitvoeringsvormen is het gehalte aan polymelkzuur ten opzichte van het totale gewicht van thermoplastische materiaal in de samenstelling begrepen tussen ongeveer 15 tot ongeveer 100 gewichts % en in andere uitvoeringsvormen van ongeveer 30 tot ongeveer 100 gewichts% berekend ten opzichte van het totale gewicht aan thermoplastisch materiaal.

Bereidingswijze :

Het ester en het gebruik als weekmaker volgens de uitvinding, kan bij voorkeur worden aangemaakt op de hierna beschreven manier.

Eerst wordt het alcohol in een reactor gebracht, waarna het wordt opgewarmd tot ongeveer 90°C. Daarna wordt het barnsteenzuur of overeenkomstig anhydride toegevoegd zodat de verhouding zuur op alcohol mengsel ongeveer 1:2 is. Het gebruik van een overmaat alcohol en het gebruik van een sleepmiddel kan gewenst zijn om de reactie te laten aflopen. Als katalysator wordt bijvoorbeeld een sterk zuur toegevoegd zoals zwavelzuur. De reactie wordt gestopt nadat er geen water meer gevormd wordt. Na neutralisatie van de katalysator kan de eventuele overmaat alcohol verwijderd worden via destillatie. Het mengsel kan meerdere keren worden gewassen om eventuele onzuiverheden te verwijderen. Bijkomend kan het ester worden ontkleurd via gekende ontkleuringstechnieken bij de bereiding van esters zoals het gebruik van actief kool, oxidatie met waterstofperoxyde, hydrogenatie met waterstof,... Daarna wordt het product gedroogd door opwarmen naar verhoogde temperatuur (80 à 150"C) onder vacuüm.

Het ester volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor gebruik als weekmaker in alifatische polyesters, bijvoorbeeld in een homopolymeer of een copolymeervan melkzuur.

Alifatische polyesters kunnen vervaardigd worden door dehydratie-polycondensatie reacties van één of meerdere alifatische hydroxycarbonzuren of hun gedehydrateerde cyclische analogen (lactones en lactides). Voorbeelden van hydroxycarbonzuren zijn L-melkzuur, D-melkzuur, glycolzuur, hydroxy-boterzuur, hydroxy-valeriaanzuur, hydroxy-pentaanzuur, hydroxy-hexaanzuur, hydroxy-heptaanzuur...

Volgens een alternatieve werkwijze kunnen de alifatische polyesters gevormd worden dooreen dehydratie-polycondensatie reactie van een mengsel bevattende een alifatisch polycarbonzuur en een alifatisch polyol, zoals polybutylenesuccinaat. Voorbeelden van dergelijke verbindingen staan opgesomd in de reeds geciteerde internationale PCT octrooiaanvrage gepubliceerd onderbet nummer WO 2013/148255.

Polymelkzuur in deze uitvinding betekent een homopolymeer van melkzuur of een copolymeer van melkzuur met een hydroxycarbonzuur. Door de aanwezigheid van een chirale kern in melkzuur, kan de moleculaire structuur van melkzuur in het polymelkzuur zowel l-melkzuur als D-melkzuur als een mengsel van beide in alle mogelijke concentraties zijn. De keuze van het cyclisch monomeer gebruikt bij de polymerisatiereactie om polymelkzuur te vervaardigen is samen met de keuze van de weekmaker, de concentratie van de weekmaker in het polymeer en de verwerkingscondities voor inmengen van de weekmaker in het polymeer, medebepalend voor de uiteindelijke polymeer-eigenschappen. Voor de polymerisatiéreactie tot polymelkzuur wordt bij voorkeur gewerkt met lactide, dit is het cyclisch monomeer bestaande uit 2 moleculen melkzuur die werden gedehydrateerd. Dit lactide kan zowel als L,L-lactide (2 molecule L-melkzuur), als D,D-lactide (2 moleculen D-melkzuur) als meso-lactide (1 molecule L-melkzuur en 1 molecule D-melkzuur) voorkomen en gebruikt worden.

Het gemiddelde moleculaire gewicht van het polymelkzuur is bij voorkeur van ongeveer 10 000 tot 1000 000, bij verdere voorkeur van ongeveer 30 000 tot ongeveer 600 000, en bij nog verdere voorkeur van ongeveer 50 000 tot ongeveer 400 000. Polymelkzuur met een gemiddeld moleculair gewicht binnen de hierboven aangegeven grenzen heeft doorgaans een voldoende mechanische sterkte en een goede verwerkbaarheid.

Voorbeelden van commercieel beschikbare polymelkzuren zijn "lngeowvan Natureworks, "Purasorb" van Corbiort Purac, "Lacty", gecommercialiseerd door Shimadzu Corp., "Lacea", gecommercialiseerd door Mitsui Chemicals Ine., "Terramac", gecommercialiseerd door Unitika Ltd., "eco-PLA" gecommercialiseerd door Cargill-Dow LLC, USA, "Ecologe", gecommercialiseerd door Mitsubishi Plastics Ine.

Bij gebruik als weekmaker fungeert het ester volgens de huidige uitvinding doorgaans als primaire weekmaker. Eventueel kunnen andere weekmakers aan het biopolymeer toegevoegd worden, waarbij het ester volgens de uitvinding dan zowel als primaire of secundaire weekmaker kan fungeren.

Voor de kunststofsamenstellingen in deze uitvinding bedraagt het gehalte aan polymelkzuur in de kunststofsamenstelling minimaal 50% van het totaal gewicht, en in een voorkeursuitvoering minimaal 60%.

Voor de kunststofsamenstelling in deze uitvinding bedraagt het gehalte aan ester in de kunststofsamenstelling 2 tot 50% om een voldoende mechanische sterkte, weerstand tegen impact en flexibiliteit te bereiken, en meer specifiek tussen 2 en 20 % tot max 25 % voor toepassingen in duurzame consumptiegoederen zoals behuizing van elektrische apparaten en auto-onderdelen, en tussen 5 en 40% voor toepassingen die een hoge mate van flexibiliteit vergen zoals film voor gebruik in landbouwtoepassingen of als verpakkingsmateriaal.

De kunststofsamenstelling van deze uitvinding kan naast de weekmaker ook één of meerdere andere toevoegmiddelen bevatten zoals bij voorbeeld anorganische vulstoffen en silicaten, waaronder talk, kaolien, montmorilloniet, silica, magnesium oxide, titanium oxide, calcium carbonaat, magnesium hydroxide, glasvezels, koolstofvezels, grafietpoeder, enz.

De kunststofsamenstelling van deze uitvinding kan naast de weekmaker ook één of meer andere toevoegmiddelen bevatten met het oog op het optimaliseren van de kunststofsamenstelling voor de eindtoepassing, zoals onder andere een vlamvertrager, een hyrolyseA/ertrager, een smeermiddel, een antistatisch toevoegmiddel, een antifogging additief, een licht stabilisator, een UV absorber, een schimmelwerend additief, een antimicrobieel additief, een schuimvormer,....

Aanmaak van de kunststofsamenstelling :

Een hoeveelheid polymelkzuur lngeo2003D (extrusie kwaliteit) (hierna PLA 2003D genoemd) of lngeo3251D (spuitgiet kwaliteit) (hierna PLA 3251 genoemd) korrels worden gedurende 24 uur gedroogd in een oven bij 70° C en vervolgens in een Brabender-mengtoestel gebracht. De hoeveelheid PLA wordt gekozen om een totaal gewicht aan kunststofsamenstelling te bereiken van 55 g. PLA wordt opgewarmd tot een temperatuur van 190° Ç en geroerd met een snelheid van 50 toeren per minuut. Na 5 min wordt de weekmaker toegevoegd, waarna het mengsel verder geroerd wordt voor een totaaltijd van 15 minuten. Daarna wordt het mengsel afgekoeld.

Aanmaak van films (10 cm * 10 cm * 450 pm) op basis van PLA 2003D (de aanmaak van films op basis van PLA 3251D verloopt op een analoge manier.)

Met een Agila PE20 hydraulische pers wordt 7.5 g van de kunststoftamenstelling bevattende estermengsel zoals hierboven beschreven, samengeperst bij een temperatuur van 170e C. Contacttijd bedraagt 4 min, 3 min 20 s bij 10 bar, 2 min 30 s bij 150 bar met 2 ontgassingscycli, afkoelen met leidingwater bij 50 bar gedurende 3 min.

Evaluatie van het estermengsel als weekmaker via DSC Analysevoorwaarden : • équilibrage bij -20® C voor 2 min • eerste aanwarming cyclus van -20 ®C naar 200 'C met snelheid 10 C/min • koelen van 200 ®C naar -40 ®C met snelheid 10 “C/min • tweede aan warming van -40 ®C naar 200 "C met snelheid 10 *C/min

Evaluatie van de film op basis van visuele beoordeling, reuk, vettig aanvoelen van het filmoppervlak, en gewichtsverlies bij 60 ”C gedurende periode van 6 weken, bepalen van modulus via DAM-analyse (dynamische mechanische analyse)

Resultaten : ATBC = acetyl-tri-butyl-citrate DBEEA = butyldiglycoladipaat (di-butoxyethoxyethyl-adipaat) DBEESu = bis(butyldiglycol)succinaat (di-butoxyethoxyethyl-succinaat) DTHFSu = ditetrahydrofurfurylsuccinaat

Resultaten van de evaluatie van de films op basis van PLA 2003D :

Tabel 1 :

Tabel 2 :

Resultaten van de evaluatie van de films op basis van PLA 3251D :

Tabel 3 :

Tabel 4 :

De resultaten van de proeven uitgevoerd op de hierboven vermelde filmstalen tonen aan dat zowel op het PLA 2003D als op het PLA 3251D het ester volgens de uitvinding merkbare betere resultaten oplevert op vlak van rek bij breuk als op vlak van modulus.

Claims (3)

1. Conclusies :

   1. Gebruik van bis(butyldiglycol)-succinaat als weekmaker in een homopolymeer of een copolymeer van melkzuur.
2. 2. Gebruik van bis(butyldigiycol)-succinaat volgens conclusie 1, waarbij het homopolymeer of copolymeer van melkzuur een additioneel thermoplastisch materiaal bevat.
3. 3. Kunststofsamenstelling bevattende bis(butyldiglycol)-succinaat volgens conclusie 1 of 2.