BR102019022629B1

BR102019022629B1 - ACRYLONITRILE-BUTADIENESTYRENE/LIGNIN THERMOPLASTIC COPOLYMER MIXTURE, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND COMPOSITE ARTICLE

Info

Publication number: BR102019022629B1
Application number: BR102019022629-3A
Authority: BR
Inventors: Christopher D. Webb; William M. Sanford; Adam A. Mccall
Original assignee: Prisma Renewable Composites, Llc
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2024-03-19

Abstract

COMBINAÇÕES DE COPOLÍMEROS DE ACRILONITRILABUTADIENO- ESTIRENO/LIGNINA RESUMO O presente documento apresenta uma mistura de copolímero termoplástico de acrilonitrila-butadieno-estireno/lignina, considerando-se que a mistura compreende: (i) uma quantidade de copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno; (ii) uma quantidade de lignina; e (iii) uma quantidade de agente de compatibilização capaz de conferir melhor ductilidade e resistência ao impacto à mistura resultante. O documento também revela métodos para melhorar a resistência ao impacto e a ductilidade de uma mistura de copolímero termoplástico de acrilonitrila-butadieno- estireno/lignina e artigos fabricados a partir dos mesmos.ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE/LIGNIN COPOLYMER COMBINATIONS SUMMARY This document presents a thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer mixture, considering that the mixture comprises: (i) an amount of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer; (ii) an amount of lignin; and (iii) an amount of compatibilization agent capable of providing better ductility and impact resistance to the resulting mixture. The document also discloses methods for improving the impact strength and ductility of an acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin thermoplastic copolymer blend and articles manufactured therefrom.

Description

DESCRIPTIVE REPORT Technical Field

[001] A presente invenção refere-se, genericamente, às misturas de acrilonitrila-butadieno-estireno/lignina e, mais especificamente, aos compósitos termoplásticos aperfeiçoados de copolímero de acrilonitrila- butadieno-estireno e lignina e métodos de obtenção dos mesmos apresentando propriedades de ductilidade e impacto aperfeiçoadas.[001] The present invention relates, generally, to mixtures of acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin and, more specifically, to improved thermoplastic composites of acrylonitrile-butadiene-styrene and lignin copolymer and methods of obtaining the same having properties of improved ductility and impact.

Background

[002] Os copolímeros de acrilonitrila, butadieno e estireno, conhecidos como plásticos ABS, são uma família útil de resinas termoplásticas com amplas aplicações nos setores automotivo, marítimo, de eletrodomésticos, brinquedos e outras indústrias. A lignina foi proposta como um aditivo útil aos plásticos ABS para proporcionar maior rigidez e custo reduzido. Além disso, como a lignina é um produto natural, sua incorporação em plásticos como o ABS agrega conteúdo renovável e reduz o impacto ambiental desses materiais. No entanto, a lignina é geralmente incompatível com os polímeros de ABS, formando grandes domínios de lignina com fraca adesão interfacial à matriz do ABS. Essa morfologia leva a reduções significativas na resistência ao impacto e na ductilidade do compósito resultante, limitando assim sua utilidade prática.[002] Acrylonitrile, butadiene and styrene copolymers, known as ABS plastics, are a useful family of thermoplastic resins with wide applications in the automotive, marine, appliance, toy and other industries. Lignin has been proposed as a useful additive to ABS plastics to provide greater rigidity and reduced cost. Furthermore, as lignin is a natural product, its incorporation into plastics such as ABS adds renewable content and reduces the environmental impact of these materials. However, lignin is generally incompatible with ABS polymers, forming large lignin domains with poor interfacial adhesion to the ABS matrix. This morphology leads to significant reductions in the impact strength and ductility of the resulting composite, thus limiting its practical usefulness.

[003] Seria, portanto, benéfico obter misturas de copolímeros termoplásticos de acrilonitrila-butadieno-estireno/lignina e métodos para obtenção dos mesmos, tal como para uso automotivo, que tenham propriedades de ductilidade e impacto aperfeiçoadas, a fim de superar uma ou mais das desvantagens mencionadas acima das misturas de ABS/lignina atuais.[003] It would therefore be beneficial to obtain mixtures of thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymers and methods for obtaining the same, such as for automotive use, that have improved ductility and impact properties, in order to overcome one or more of the above-mentioned disadvantages of current ABS/lignin blends.

Summary of the Invention

[004] Em um primeiro exemplo, é fornecida uma mistura de copolímero termoplástico de acrilonitrila-butadieno-estireno/lignina, a mistura compreendendo: (i) uma quantidade de copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno; (ii) uma quantidade de lignina; e (iii) uma quantidade de agente de compatibilização capaz de conferir melhor ductilidade e resistência ao impacto à mistura resultante.[004] In a first example, a mixture of thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer is provided, the mixture comprising: (i) an amount of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer; (ii) an amount of lignin; and (iii) an amount of compatibilization agent capable of providing better ductility and impact resistance to the resulting mixture.

[005] Em um exemplo, a lignina é uma lignina Kraft. Em outro exemplo, a lignina é uma lignina organosolv.[005] In one example, the lignin is a Kraft lignin. In another example, the lignin is an organosolv lignin.

[006] Em um exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente de compatibilização pode ser um ou mais óxidos de polialquileno, copolímeros contendo éter, copolímeros de polialquil-anidrido maleico, copolímeros de vinil-anidrido maleico, copolímeros de polialquil-hidroxila e copolímeros de olefina-acetato de vinila. Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente polimérico de compatibilização é um ou mais dentre álcool polivinílico, acetato de polivinila, um copolímero de etileno e acetato de vinila, um copolímero de etileno, acetato de vinila e monóxido de carbono, um copolímero de etileno e acetato de vinila enxertado com anidrido maleico, um copolímero de acrilonitrila- butadieno-estireno enxertado com anidrido maleico e um copolímero de estireno e anidrido maleico.[006] In one example, alone or in combination with any of the previous examples, the compatibilizing agent may be one or more polyalkylene oxides, ether-containing copolymers, polyalkyl-maleic anhydride copolymers, vinyl-maleic anhydride copolymers, of polyalkyl-hydroxyl and olefin-vinyl acetate copolymers. In another example, alone or in combination with any of the preceding examples, the polymeric compatibilizing agent is one or more of polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a copolymer of ethylene, vinyl acetate and carbon monoxide, a copolymer of ethylene and vinyl acetate grafted with maleic anhydride, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer grafted with maleic anhydride and a copolymer of styrene and maleic anhydride.

[007] Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente de compatibilização pode ser selecionado a partir de um ou mais copolímeros de acrilonitrila-butadieno (também conhecido como borracha nitrílica), um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso, polietileno glicol e anidrido maleico. Em um exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 5.000 e 50.000. Em outro exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e anidrido maleico.[007] In another example, alone or in combination with any of the previous examples, the compatibilizing agent can be selected from one or more acrylonitrile-butadiene copolymers (also known as nitrile rubber), an acrylonitrile-butadiene copolymer -styrene with a butadiene content of at least 50% by weight, polyethylene glycol and maleic anhydride. In one example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer having a butadiene content of at least 50% by weight, and polyethylene glycol having a molecular weight between about 5,000 and 50,000. In another example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight and maleic anhydride.

[008] Em um segundo exemplo, é fornecido um método para aperfeiçoar a ductilidade e/ou resistência ao impacto de um artigo compreendendo acrilonitrila-butadieno-estireno e lignina, o método compreendendo: mistura em fusão de: i) uma quantidade de copolímero termoplástico de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS); ii) uma quantidade de lignina; e iii) um agente de compatibilização; formação de uma mistura substancialmente homogênea de (i) - (iii); e formação de um artigo a partir da mistura substancialmente homogênea; em que o artigo tem pelo menos 50% maior resistência ao impacto e 50% maior alongamento em ruptura do que um artigo do copolímero ABS e lignina, nas mesmas proporções relativas, respectivamente, sem a presença do agente de compatibilização.[008] In a second example, a method is provided for improving the ductility and/or impact resistance of an article comprising acrylonitrile-butadiene-styrene and lignin, the method comprising: melt mixing of: i) an amount of thermoplastic copolymer acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS); ii) an amount of lignin; and iii) a compatibilization agent; formation of a substantially homogeneous mixture of (i) - (iii); and forming an article from the substantially homogeneous mixture; wherein the article has at least 50% greater impact resistance and 50% greater elongation at break than an ABS and lignin copolymer article, in the same relative proportions, respectively, without the presence of the compatibilization agent.

[009] Em um exemplo, a lignina é uma lignina Kraft. Em outro exemplo, a lignina é uma lignina organosolv.[009] In one example, the lignin is a Kraft lignin. In another example, the lignin is an organosolv lignin.

[0010] Em um exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente de compatibilização é um ou mais óxidos de polialquileno, copolímeros contendo éter, copolímeros de polialquil-anidrido maleico, copolímeros de vinil-anidrido maleico, copolímeros de polialquil-hidroxila e copolímeros de olefina-acetato de vinila. Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente polimérico de compatibilização é um ou mais dentre um álcool polivinílico, acetato de polivinila, um copolímero de etileno e acetato de vinila, um copolímero de etileno, acetato de vinila e monóxido de carbono, um copolímero de etileno e acetato de vinila enxertado com anidrido maleico, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno enxertado com anidrido maleico e um copolímero de estireno e anidrido maleico.[0010] In one example, alone or in combination with any of the previous examples, the compatibilizing agent is one or more polyalkylene oxides, ether-containing copolymers, polyalkyl-maleic anhydride copolymers, vinyl-maleic anhydride copolymers, polyalkyl-maleic anhydride copolymers, polyalkyl hydroxyl and olefin-vinyl acetate copolymers. In another example, alone or in combination with any of the preceding examples, the polymeric compatibilizing agent is one or more of a polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a copolymer of ethylene, vinyl acetate and carbon monoxide, a copolymer of ethylene and vinyl acetate grafted with maleic anhydride, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer grafted with maleic anhydride, and a copolymer of styrene and maleic anhydride.

[0011] Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente de compatibilização pode ser selecionado a partir de um ou mais copolímeros de acrilonitrila-butadieno (também conhecido como borracha nitrílica), um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso, polietileno glicol e anidrido maleico. Em um exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 5.000 e 50.000. Em outro exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e anidrido maleico.[0011] In another example, alone or in combination with any of the previous examples, the compatibilizing agent can be selected from one or more acrylonitrile-butadiene copolymers (also known as nitrile rubber), an acrylonitrile-butadiene copolymer -styrene with a butadiene content of at least 50% by weight, polyethylene glycol and maleic anhydride. In one example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer having a butadiene content of at least 50% by weight, and polyethylene glycol having a molecular weight between about 5,000 and 50,000. In another example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight and maleic anhydride.

[0012] Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, o agente de compatibilização compreende cerca de 0,5 a 25% em peso do peso total da mistura. Em outro exemplo, sozinho ou em combinação com qualquer um dos exemplos anteriores, a mistura de copolímero de acrilonitrila-butadieno- estireno/lignina exibe uma resistência ao impacto de pelo menos 5 kJ/m2 e um alongamento em ruptura de pelo menos 2%.[0012] In another example, alone or in combination with any of the previous examples, the compatibilizing agent comprises about 0.5 to 25% by weight of the total weight of the mixture. In another example, alone or in combination with any of the previous examples, the acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer mixture exhibits an impact strength of at least 5 kJ/m2 and an elongation at break of at least 2%.

[0013] Em um terceiro exemplo, é fornecido um artigo compósito compreendendo a mistura de copolímero de acrilonitrila-butadieno- estireno/lignina.[0013] In a third example, a composite article comprising the acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer mixture is provided.

[0014] Em um quarto exemplo, é fornecido um método para a preparação de um compósito de copolímero termoplástico de acrilonitrila-butadieno-estireno/lignina, o método compreendendo: mistura em fusão de: i) um copolímero termoplástico de acrilonitrila- butadieno-estireno (ABS); ii) lignina; e iii) um agente de compatibilização; e formação de um artigo compósito, em que o artigo compósito tem uma resistência ao impacto de pelo menos 2 kJ/m2 e um alongamento em ruptura de pelo menos 2%. Em um exemplo, é fornecido um artigo composto obtido de acordo com o quarto exemplo.[0014] In a fourth example, a method is provided for preparing a thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer composite, the method comprising: melt mixing of: i) a thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS); ii) lignin; and iii) a compatibilization agent; and forming a composite article, wherein the composite article has an impact resistance of at least 2 kJ/m2 and an elongation at break of at least 2%. In one example, a composite article obtained in accordance with the fourth example is provided.

[0015] As características e objetivos da presente invenção se tornarão mais facilmente aparentes a partir da Descrição Detalhada que se segue.[0015] The characteristics and objectives of the present invention will become more readily apparent from the Detailed Description that follows.

Detailed Description of Specific Modalities

[0016] A presente revelação se refere às composições e a um método para produzir compostos aperfeiçoados de ABS e lignina com ductilidade e propriedades de impacto aperfeiçoadas versus técnicas anteriores através do uso de agentes de compatibilização e técnicas de composição, apropriados.[0016] The present disclosure relates to compositions and a method for producing improved ABS and lignin composites with improved ductility and impact properties versus prior techniques through the use of appropriate compatibilizing agents and compounding techniques.

[0017] A mistura de polímero termoplástico presentemente revelada compreende (i) componente de polímero ABS, (ii) componente de lignina e pelo menos um agente de compatibilização (componente iii). Copolímero de ABS[0017] The presently disclosed thermoplastic polymer mixture comprises (i) ABS polymer component, (ii) lignin component and at least one compatibilization agent (component iii). ABS copolymer

[0018] “Acrilonitrila-butadieno-estireno” e “ABS” são usados aqui de forma intercambiável. O ABS pode ter uma ampla variedade de pesos moleculares médios em peso (Mw), tal como, precisamente, cerca de pelo menos, acima, até ou menos que, por exemplo, 2.500 g/mol, 3.000 g/mol, 5.000 g/mol, 10.000 g/mol, 50.000 g/mol, 100.000 g/mol, 150.000 g/mol, 200.000 g/mol, 300.000 g/mol, 400.000 g/mol, 500.000 g/mol ou 1.000.000 g/mol, ou um peso molecular dentro de uma faixa delimitada por dois dos valores exemplificativos anteriores. O ABS também pode ter uma ampla variedade de pesos moleculares médios em número Mn, em que Mn pode corresponder a qualquer um dos números fornecidos acima para Mw. O ABS pode ser de qualquer fornecedor comercial.[0018] “Acrylonitrile-butadiene-styrene” and “ABS” are used interchangeably here. ABS can have a wide range of weight average molecular weights (Mw), such as precisely about at least, above, up to or less than, for example, 2,500 g/mol, 3,000 g/mol, 5,000 g/mol mol, 10,000 g/mol, 50,000 g/mol, 100,000 g/mol, 150,000 g/mol, 200,000 g/mol, 300,000 g/mol, 400,000 g/mol, 500,000 g/mol or 1,000,000 g/mol, or a molecular weight within a range delimited by two of the previous exemplary values. ABS can also have a wide range of number average molecular weights Mn, where Mn can correspond to any of the numbers given above for Mw. ABS can be from any commercial supplier.

[0019] Para fins da revelação, o ABS tem um teor de acrilonitrila de pelo menos 15% em mol. Em diferentes modalidades, o ABS tem proporções molares de cerca de 15% molar a cerca de 50% molar de acrilonitrila, cerca de 5% molar a cerca de 30% molar de butadieno cerca de 40% molar a cerca de 60% molar de estireno ou um intervalo limitado por três dos valores anteriores.[0019] For disclosure purposes, ABS has an acrylonitrile content of at least 15 mol%. In different embodiments, ABS has molar ratios of about 15 mole% to about 50 mole% acrylonitrile, about 5 mole% to about 30 mole% butadiene, about 40 mole% to about 60 mole% styrene or a range limited by three of the previous values.

[0020] No material de mistura de polímeros, o componente lignina (11) está presente em uma quantidade de pelo menos 5% em peso e até cerca de 50% em peso, por peso total dos componentes (i) e (iii). Como ambos os componentes (i) e (ii) estão presentes na mistura de polímeros, cada componente deve estar em uma quantidade menor que 100% em peso. Em alguns exemplos, o componente lignina está presente no material de mistura de polímeros em uma quantidade de cerca de 5% em peso, 10% em peso, 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso, 30% em peso, 35% em peso, 40% em peso, 45% em peso, ou 50% em peso, ou em uma quantidade dentro de uma faixa delimitada por dois dos valores exemplificativos anteriores, por exemplo, pelo menos ou acima de 5% em peso, 7% em peso ou 10% em peso e até 15% em peso, 20% em peso ou 25% em peso em peso total dos componentes (i) e (ii). Em modalidades mais particulares, o componente lignina está presente em uma quantidade de 10% em peso, ou 15% em peso, ou 20% em peso, ou 25% em peso, ou 30% em peso, e até 35% em peso, em peso total de componentes (i) e (ii). Lignina[0020] In the polymer blend material, the lignin component (11) is present in an amount of at least 5% by weight and up to about 50% by weight, by total weight of components (i) and (iii). As both components (i) and (ii) are present in the polymer mixture, each component must be in an amount less than 100% by weight. In some examples, the lignin component is present in the polymer blend material in an amount of about 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, 20 wt%, 25 wt%, 30 wt%. , 35% by weight, 40% by weight, 45% by weight, or 50% by weight, or in an amount within a range delimited by two of the preceding exemplary values, for example, at least or above 5% by weight , 7% by weight or 10% by weight and up to 15% by weight, 20% by weight or 25% by weight of the total weight of components (i) and (ii). In more particular embodiments, the lignin component is present in an amount of 10% by weight, or 15% by weight, or 20% by weight, or 25% by weight, or 30% by weight, and up to 35% by weight. in total weight of components (i) and (ii). Lignin

[0021] Qualquer lignina disponível comercialmente pode ser usada. Em um exemplo, a fonte de lignina pode ser de matérias-primas comerciais, tais como grama switch, álamo híbrido e álamo de tulipa e componentes de palhetas de milho, incluindo qualquer variedade, cultivar, híbrido ou seus derivados. Em outro exemplo, a fonte de lignina pode ser qualquer variedade, cultivar, híbrido ou derivado de Miscanthus, Miscane e Wide Hybrids, Cana-de-açúcar, Cana-de- energia, Culturas de lenhosas dura de curta rotação (por exemplo, Álamo, Algodão, Aspen), Sorgo (incluindo Sorgo de biomassa, sorgo Sudão, sorgo doce), cânhamo, resíduos agrícolas (incluindo palha de trigo, cascas de arroz, bagaço de cana), eucalipto, gramíneas nativas da estação quente (incluindo andropogon, festuca, grama de elefante), pinho, cinzas, abeto balsâmico, tilia, Faia, Vidoeiro, Goma-preta, Acer negundo, Aesculus, Butternut (tipo de abóbora), Catalpa, Cedro, Cereja, Árvore de café, Pepino, Cipreste, Olmo, Abeto, Goma, Celtis, Cicuta Carya, Ostrya virginiana, Larício, Locustídeo, Bordo, Carvalho, Caquizeiro, Persea borbonia, Sassafrás, Oxydendrum, Abeto, Celtis laevigata, Liquidambar styraciflua, Sicômoro, Pinheiro Tamarack, Nogueira comum, Tupelo de Água e Salgueiro. Além da variação natural das ligninas, pode haver variação composicional adicional com base na maneira pela qual a lignina foi processada.[0021] Any commercially available lignin can be used. In one example, the source of lignin may be from commercial raw materials such as switch grass, hybrid poplar and tulip poplar and components of corn straws, including any variety, cultivar, hybrid or derivatives thereof. In another example, the lignin source can be any variety, cultivar, hybrid or derivative of Miscanthus, Miscane and Wide Hybrids, Sugarcane, Powercane, Short rotation hardwood crops (e.g. Poplar , Cotton, Aspen), Sorghum (including biomass sorghum, Sudan sorghum, sweet sorghum), hemp, agricultural residues (including wheat straw, rice husks, sugarcane bagasse), eucalyptus, native warm season grasses (including andropogon, fescue, elephant grass), pine, ash, balsam fir, linden, beech, birch, blackgum, acer negundo, aesculus, butternut, catalpa, cedar, cherry, coffee tree, cucumber, cypress, Elm, Spruce, Gum, Celtis, Hemlock Carya, Ostrya virginiana, Larch, Locust, Maple, Oak, Persimmon, Persea borbonia, Sassafras, Oxydendrum, Spruce, Celtis laevigata, Liquidambar styraciflua, Sycamore, Tamarack Pine, Common Walnut, Water Tupelo and Salgueiro. In addition to natural variation in lignins, there may be additional compositional variation based on the manner in which the lignin was processed.

[0022] Por exemplo, a lignina pode ser uma lignina Kraft, lignina sulfito (isto é, lignossulfonato) ou uma lignina sem enxofre. Como é conhecida na arte, uma lignina Kraft se refere à lignina resultante do processo Kraft. No processo Kraft, uma mistura de hidróxido de sódio e sulfeto de sódio (conhecida como “licor branco”) é reagida com a lignina presente na biomassa para formar uma lignina de cor escura contendo grupos tiol. As ligninas Kraft são geralmente materiais insolúveis em água e solvente com uma alta concentração de grupos fenólicos. As mesmas podem ser tipicamente solúveis em solução alcalina aquosa. Como também é conhecido na arte, lignina sulfito se refere à lignina que resulta do processo de sulfito. No processo de sulfito, o sulfito ou o bissulfato (dependendo do pH), juntamente com um contraíon, são reagidos com a lignina para formar um grupo contendo sulfonato de lignina (SO3H). Os grupos sulfonato conferem um grau substancial de solubilidade em água à lignina de sulfito. Existem vários tipos de ligninas livres de enxofre conhecidas na técnica, incluindo lignina obtida a partir de tecnologias de conversão de biomassa (como aquelas usadas na produção de etanol), polpação com solvente (ou seja, o processo “organosolv”) e polpa com soda. Em particular, as ligninas organosolv são obtidas por extração com solvente a partir de uma fonte lignocelulósica, como madeira lascada, seguida por precipitação. Devido às condições significativamente mais amenas empregadas na produção de ligninas organosolv (isto é, em contraste com os processos Kraft e sulfito), as ligninas organosolv são geralmente mais puras, menos degradadas e geralmente possuem uma distribuição de peso molecular mais estreita que as ligninas Kraft e sulfito. Essas ligninas também podem ser desvolatilizadas termicamente para produzir uma variante com grupos hidroxila menos alifáticos e formas reestruturadas molecularmente com um ponto de amolecimento elevado. Qualquer um ou mais dos tipos de ligninas anteriores podem ser utilizados (ou excluídos) como um componente no método descrito no presente documento para produzir uma mistura de polímeros.[0022] For example, the lignin can be a Kraft lignin, sulfite lignin (i.e. lignosulfonate) or a sulfur-free lignin. As known in the art, a Kraft lignin refers to the lignin resulting from the Kraft process. In the Kraft process, a mixture of sodium hydroxide and sodium sulfide (known as “white liquor”) is reacted with lignin present in biomass to form a dark-colored lignin containing thiol groups. Kraft lignins are generally water and solvent insoluble materials with a high concentration of phenolic groups. They can typically be soluble in aqueous alkaline solution. As is also known in the art, sulfite lignin refers to lignin that results from the sulfite process. In the sulfite process, sulfite or bisulfate (depending on pH), together with a counterion, are reacted with lignin to form a lignin sulfonate-containing group (SO3H). The sulfonate groups impart a substantial degree of water solubility to the sulfite lignin. There are several types of sulfur-free lignins known in the art, including lignin obtained from biomass conversion technologies (such as those used in ethanol production), solvent pulping (i.e., the “organosolv” process), and soda pulping. . In particular, organosolv lignins are obtained by solvent extraction from a lignocellulosic source, such as chipped wood, followed by precipitation. Due to the significantly milder conditions employed in the production of organosolv lignins (i.e., in contrast to the Kraft and sulfite processes), organosolv lignins are generally purer, less degraded, and generally have a narrower molecular weight distribution than Kraft lignins. and sulfite. These lignins can also be thermally devolatilized to produce a variant with less aliphatic hydroxyl groups and molecularly restructured forms with a high softening point. Any one or more of the above types of lignins can be used (or excluded) as a component in the method described herein for producing a polymer mixture.

[0023] Em um exemplo, o processo organosolv menos duro e prejudicial pode ser usado para deslignificação (isto é, em comparação ao uso de ácido ou base forte), de modo a fornecer uma lignina que forneça aplicações de maior valor agregado, incluindo a fabricação das misturas de polímeros atualmente reveladas.[0023] In one example, the less harsh and damaging organosolv process can be used for delignification (i.e., compared to the use of strong acid or base), so as to provide a lignin that provides higher value-added applications, including the manufacturing the currently disclosed polymer blends.

Compatibilization Agent

[0024] O material de mistura de polímero descrito no presente documento inclui um componente diferente dos componentes (i) e (ii). Em um exemplo, o agente de compatibilização pode ser um agente de compatibilização polimérica. O agente de compatibilização pode auxiliar na dispersão e/ou distribuição e/ou miscibilidade de um componente com ou dentro do outro componente. Em um exemplo, o agente de compatibilização pode modificar as propriedades físicas (por exemplo, resistência ao impacto, resistência à tração, módulo e/ou alongamento em ruptura). Exemplos de agentes de compatibilização adequados incluem, por exemplo, polímeros contendo éter (por exemplo, óxidos de polialquileno), copolímeros contendo éter, copolímeros de anidrido maleico-polialquila, copolímeros de vinil- anidrido maleico, copolímeros de polialquil-hidroxila, copolímeros de olefina-acetato de vinila, ABS- maleico copolímeros de anidrido. Outros exemplos de agentes de compatibilização incluem óxido de polietileno, álcool polivinílico, acetato de polivinil, a copolímero de etileno e acetato de vinila, copolímero de etileno-acetato de vinil-monóxido de carbono, copolímero de estireno- anidrido maleico, copolímero de polibutil-anidrido maleico, copolímero de polibutil-anidrido maleico, copolímero de acrilonitrila-butadieno- estireno enxertado com anidrido maleico, e copolímero de etileno- acetato de vinila enxertado com anidrido maleico, polietileno glicol ou um copolímero deste, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, óxidos de polibutileno e copolímeros dos mesmos ou com éter etileno, propileno ou alil glicidílico e podem conter adicionalmente solventes ou plastificantes em mistura com os agentes de compatibilização acima mencionados. Outros exemplos de agentes de compatibilização incluem um copolímero de acrilonitrila-butadieno (também conhecido como borracha nitrílica), um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso, polietileno glicol e anidrido maleico. Em um exemplo, o agente de compatibilização é um copolímero de butadieno e acrilonitrila, um copolímero de estireno e acrilonitrila, ou suas misturas. Em um exemplo, pode ser usado óxido de polietileno com um peso molecular médio entre cerca de 100.000 e 5.000.000. Em outro exemplo, pode ser utilizado polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 5.000 e 50.000. Em outro exemplo, pode ser utilizado polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 7.000 e 40.000 ou entre cerca de 10.000 e 20.000. Ainda em outro exemplo, pode ser usado polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 7.000 e 10.000 ou entre cerca de 20.000 e 40.000. Em um exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila- butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e polietileno glicol com um peso molecular entre cerca de 5.000 e 50.000. Em outro exemplo, a mistura de agentes de compatibilização pode incluir um copolímero de acrilonitrila-butadieno, um copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno com um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e anidrido maleico.[0024] The polymer blend material described herein includes a component other than components (i) and (ii). In one example, the compatibilizing agent may be a polymeric compatibilizing agent. The compatibilizing agent may assist in the dispersion and/or distribution and/or miscibility of one component with or within the other component. In one example, the compatibilizing agent can modify physical properties (e.g., impact strength, tensile strength, modulus and/or elongation at break). Examples of suitable compatibilizing agents include, for example, ether-containing polymers (e.g., polyalkylene oxides), ether-containing copolymers, maleic anhydride-polyalkyl copolymers, vinyl-maleic anhydride copolymers, polyalkyl-hydroxyl copolymers, olefin copolymers -vinyl acetate, ABS- maleic anhydride copolymers. Other examples of compatibilizing agents include polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate-carbon monoxide copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polybutyl- maleic anhydride, polybutyl-maleic anhydride copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer grafted with maleic anhydride, and ethylene-vinyl acetate copolymer grafted with maleic anhydride, polyethylene glycol or a copolymer thereof, polyethylene oxides, polypropylene oxides, polybutylene oxides and copolymers thereof or with ethylene, propylene or allyl glycidyl ether and may additionally contain solvents or plasticizers in admixture with the above-mentioned compatibilizing agents. Other examples of compatibilizing agents include an acrylonitrile-butadiene copolymer (also known as nitrile rubber), an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight, polyethylene glycol and maleic anhydride. In one example, the compatibilizing agent is a copolymer of butadiene and acrylonitrile, a copolymer of styrene and acrylonitrile, or mixtures thereof. In one example, polyethylene oxide having an average molecular weight between about 100,000 and 5,000,000 may be used. In another example, polyethylene glycol having a molecular weight between about 5,000 and 50,000 may be used. In another example, polyethylene glycol having a molecular weight of between about 7,000 and 40,000 or between about 10,000 and 20,000 may be used. In yet another example, polyethylene glycol having a molecular weight of between about 7,000 and 10,000 or between about 20,000 and 40,000 may be used. In one example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer having a butadiene content of at least 50% by weight, and polyethylene glycol having a molecular weight between about 5,000 and 50,000. In another example, the mixture of compatibilizing agents may include an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight and maleic anhydride.

[0025] Como agente de compatibilização, o copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) com um teor de butadieno de butadieno de pelo menos 50% em peso pode ter uma ampla variedade de pesos moleculares médios em peso (Mw), como, precisamente, cerca de pelo menos, acima, até ou menos que, por exemplo, 2.500 g/mol, 3.000 g/mol, 5.000 g/mol, 10.000 g/mol, 50.000 g/mol, 100.000 g/mol, 150.000 g/mol, 200.000 g/mol, 300.000 g/mol, 400.000 g/mol, 500.000 g/mol ou 1.000.000 g/mol, ou um peso molecular dentro de uma faixa delimitada por dois dos exemplos de valores anteriores. O ABS também pode ter uma ampla variedade de pesos moleculares médios numéricos Mn, em que Mn pode corresponder a qualquer um dos números fornecidos acima para Mw. O ABS no presente documento pode ser de qualquer fornecedor comercial. O ABS também tem um teor de butadieno de pelo menos 50% em peso e, em outro exemplo, o teor de butadieno pode ser de pelo menos 55%, 60%, 65%, 65%, 70%, 75% ou 80%. O copolímero de acrilonitrila-butadieno pode incluir um teor de acrilonitrila de cerca de 30% a cerca de 45%.[0025] As a compatibilizing agent, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer with a butadiene butadiene content of at least 50% by weight can have a wide range of weight average molecular weights (Mw), such as, precisely, about at least, above, up to or less than, for example, 2,500 g/mol, 3,000 g/mol, 5,000 g/mol, 10,000 g/mol, 50,000 g/mol, 100,000 g/mol, 150,000 g/mol mol, 200,000 g/mol, 300,000 g/mol, 400,000 g/mol, 500,000 g/mol or 1,000,000 g/mol, or a molecular weight within a range delimited by two of the previous value examples. ABS can also have a wide range of number average molecular weights Mn, where Mn can correspond to any of the numbers given above for Mw. The ABS in this document can be from any commercial supplier. ABS also has a butadiene content of at least 50% by weight, and in another example, the butadiene content may be at least 55%, 60%, 65%, 65%, 70%, 75%, or 80% . The acrylonitrile-butadiene copolymer may include an acrylonitrile content of about 30% to about 45%.

[0026] A quantidade (isto é, porcentagem em peso, ou “% em peso”) de agente de compatibilização em relação à soma em peso dos componentes (i), (ii) e (iii) ou em relação ao peso da mistura final de polímero pode ser qualquer quantidade adequada que atinja as propriedades mecânicas desejadas da mistura, mas normalmente não mais do que cerca de 1% em peso, 3% em peso, 5% em peso, 7% em peso, 10% em peso, 12% em peso, 15% em peso, 20 ou 25% em peso. Em outros exemplos, o agente de compatibilização pode estar em uma quantidade de, exatamente, pelo menos, até, ou menos do que, por exemplo, 0,5% em peso, 1,0% em peso, 1,5% em peso, 2,0% em peso, 2,5% em peso, 3,0% em peso, 3,5% em peso, 4,0% em peso, 4,5% em peso, 5,0% em peso, 5,5% em peso, 6,0% em peso, 6,5% em peso, 7,0% em peso, 7,5% em peso, 8,0% em peso, 8,5% em peso, 9,0% em peso, 9,5% em peso, 10,5% em peso, 15% em peso, 20% em peso ou 25% em peso, ou em uma quantidade dentro de uma faixa delimitada por dois dos valores anteriores. Em um exemplo, o peso do ABS presente na mistura é maior que o peso da lignina presente na mistura. Em um exemplo, o peso do ABS presente na mistura é maior que o peso combinado da lignina e do agente de compatibilização presente na mistura.[0026] The amount (i.e., percentage by weight, or “% by weight”) of compatibilizing agent in relation to the sum by weight of components (i), (ii) and (iii) or in relation to the weight of the mixture final polymer may be any suitable amount that achieves the desired mechanical properties of the blend, but typically no more than about 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%, 7 wt%, 10 wt%, 12% by weight, 15% by weight, 20 or 25% by weight. In other examples, the compatibilizing agent may be in an amount of exactly at least up to or less than, for example, 0.5% by weight, 1.0% by weight, 1.5% by weight. , 2.0% by weight, 2.5% by weight, 3.0% by weight, 3.5% by weight, 4.0% by weight, 4.5% by weight, 5.0% by weight, 5.5% by weight, 6.0% by weight, 6.5% by weight, 7.0% by weight, 7.5% by weight, 8.0% by weight, 8.5% by weight, 9 .0% by weight, 9.5% by weight, 10.5% by weight, 15% by weight, 20% by weight or 25% by weight, or in an amount within a range delimited by two of the preceding values. In one example, the weight of ABS present in the mixture is greater than the weight of lignin present in the mixture. In one example, the weight of the ABS present in the mixture is greater than the combined weight of the lignin and compatibilizing agent present in the mixture.

[0027] A resistência ao impacto das misturas de polímeros atualmente reveladas depende de sua capacidade de desenvolver uma força interna multiplicada pela deformação como resultado do impacto. A resistência ao impacto depende da forma de uma peça preparada a partir das misturas de polímeros atualmente reveladas, as quais podem melhorar sua capacidade de absorver o impacto. É previsto que as misturas de polímeros atualmente reveladas e os artigos feitos a partir delas contendo pelo menos os componentes (i), (ii) e (iii) apresentem uma resistência ao impacto de 5 kJ/m2 ou superior (notched Izod, de acordo com ASTM D256), uma resistência à tração de pelo menos ou acima de 1 MPa, quando a composição está isenta de solventes ou não é substancialmente solvatada e, com maior preferência, pelo menos ou acima de 10, 15, 20 ou 30 MPa.[0027] The impact resistance of currently disclosed polymer blends depends on their ability to develop an internal force multiplied by deformation as a result of impact. Impact resistance depends on the shape of a part prepared from currently disclosed polymer blends, which can improve its ability to absorb impact. The currently disclosed polymer mixtures and articles made therefrom containing at least components (i), (ii) and (iii) are expected to have an impact resistance of 5 kJ/m2 or greater (notched Izod, in accordance with with ASTM D256), a tensile strength of at least or above 1 MPa, when the composition is free of solvents or is not substantially solvated, and, more preferably, at least or above 10, 15, 20 or 30 MPa.

[0028] O material de mistura de polímeros e os artigos feitos a partir do mesmo contendo pelo menos os componentes (i), (ii) e (iii) possuem preferencialmente um alongamento à ruptura superior a 2%. Em um exemplo, um alongamento em ruptura superior a 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% ou 10% ou mais.[0028] The polymer blend material and articles made from it containing at least components (i), (ii) and (iii) preferably have an elongation at break greater than 2%. In one example, an elongation at break greater than 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% or 10% or more.

[0029] Em outro aspecto, a presente revelação é direcionada aos métodos para produzir o material de mistura de polímero descrito acima. No método, os componentes (i), (ii) e (iii) são misturados e combinados homogeneamente para formar o material de mistura de polímero. Qualquer um dos componentes (i), (ii) e/ou (iii) pode ser incluído na forma líquida (se aplicável), na forma de solução ou na forma de partículas. No caso de partículas, as partículas podem ser, independentemente, nanopartículas (por exemplo, pelo menos 1, 2, 5 ou 10 nm e até 20, 50, 100, 200 ou 500 nm), micropartículas (por exemplo, em pelo menos 1, 2, 5 ou 10 μm e até 20, 50, 100, 200 ou 500 μm) ou macropartículas (por exemplo, acima de 500 μm ou pelo menos ou até 1, 2, 5, 25, 50 ou 100 mm). Tipicamente, se qualquer um dos componentes (i) - (iii) for fornecido na forma de partículas, as partículas poliméricas são derretidas ou amolecidas por aquecimento apropriado para permitir a mistura homogênea de polímeros e a dispersão uniforme das partículas. Os componentes podem ser misturados homogeneamente por qualquer uma das metodologias conhecidas na técnica para obter misturas homogêneas de misturas sólidas, semissólidas, de gel, em pasta ou líquidas. Alguns exemplos de processos de mistura aplicáveis incluem mistura, composição, extrusão ou mistura de esferas simples ou de alta velocidade, todos bem conhecidos na técnica.[0029] In another aspect, the present disclosure is directed to methods for producing the polymer blend material described above. In the method, components (i), (ii) and (iii) are homogeneously mixed and combined to form the polymer blend material. Any of components (i), (ii) and/or (iii) may be included in liquid form (if applicable), in solution form or in particle form. In the case of particles, the particles may independently be nanoparticles (e.g. at least 1, 2, 5 or 10 nm and up to 20, 50, 100, 200 or 500 nm), microparticles (e.g. at least 1 , 2, 5 or 10 μm and up to 20, 50, 100, 200 or 500 μm) or macroparticles (e.g. above 500 μm or at least or up to 1, 2, 5, 25, 50 or 100 mm). Typically, if any of components (i) - (iii) are supplied in particulate form, the polymeric particles are melted or softened by appropriate heating to permit homogeneous mixing of polymers and uniform dispersion of the particles. The components can be mixed homogeneously by any of the methodologies known in the art to obtain homogeneous mixtures of solid, semisolid, gel, paste or liquid mixtures. Some examples of applicable mixing processes include simple or high-speed mixing, compounding, extrusion, or bead mixing, all of which are well known in the art.

[0030] O termo “homogeneamente misturado” significa que, na escala macro (por exemplo, milímetro), não existem regiões discerníveis pelo menos dos componentes (i) e (ii), embora as regiões discerníveis do componente (iii) possam ou não existir. Um ou mais componentes permanecem na fase sólida, no estado elementar ou na fase da lamela cristalina. Em outras palavras, a mistura homogênea possui uma estrutura de fase modificada ou compatibilizada (não necessariamente uma estrutura de fase única, mas geralmente com temperatura de transição vítrea retida (Tg), mas deslocada, associada às fases individuais) para pelo menos os componentes (i) e (ii). A estrutura de fase modificada geralmente indica integração quase homogênea em escala micro ou próxima ao nível molecular sem perder a identidade de cada componente.[0030] The term “homogeneously mixed” means that, at the macro scale (e.g., millimeter), there are no discernible regions of at least components (i) and (ii), although discernible regions of component (iii) may or may not exist. One or more components remain in the solid phase, the elemental state, or the crystalline lamella phase. In other words, the homogeneous mixture has a modified or compatibilized phase structure (not necessarily a single phase structure, but generally with retained but displaced glass transition temperature (Tg) associated with the individual phases) for at least the components ( i) and (ii). The modified phase structure generally indicates nearly homogeneous integration at the microscale or near molecular level without losing the identity of each component.

[0031] Um componente que não seja o componente (i), (ii) ou (iii) pode estar presente na forma homogênea ou não homogênea. No caso de um componente não homogêneo adicional, a mistura polimérica descrita com os componentes (i), (ii) e (iii) pode ser considerada uma “matriz homogênea” na qual o componente não homogêneo adicional é incorporado. De preferência, todos os componentes mantêm sua identidade segmentar e os componentes estão bem dispersos na escala nanométrica. Nesse caso, o componente (i) fornece dureza ou resistência ao impacto, o componente (ii) fornece rigidez e o componente (iii) fornece algum nível de sinergia na interação entre as fases (i) e (ii). Por exemplo, o agente de compatibilização (componente (iii), em um exemplo, funciona como um promotor de adesão interfacial e/ou intensificador de desempenho de materiais).[0031] A component other than component (i), (ii) or (iii) may be present in homogeneous or non-homogeneous form. In the case of an additional inhomogeneous component, the described polymer mixture with components (i), (ii) and (iii) can be considered a “homogeneous matrix” in which the additional inhomogeneous component is incorporated. Preferably, all components maintain their segmental identity and the components are well dispersed on the nanometer scale. In this case, component (i) provides hardness or impact resistance, component (ii) provides rigidity, and component (iii) provides some level of synergy in the interaction between phases (i) and (ii). For example, the compatibilization agent (component (iii), in one example, functions as an interfacial adhesion promoter and/or material performance enhancer).

[0032] O material de mistura de polímero presentemente revelado é tipicamente submetido a um processo de obtenção de forma para produzir um artigo modelado desejado. O processo de obtenção de forma pode incluir, por exemplo, moldagem (por exemplo, derrame, injeção, ou a moldagem por compressão), extrusão, fiação em fusão, prensagem em fusão ou estampagem, todos os quais são bem conhecidos na arte.[0032] The presently disclosed polymer blend material is typically subjected to a shape-forming process to produce a desired shaped article. The shape-forming process may include, for example, molding (e.g., pouring, injection, or compression molding), extrusion, melt spinning, melt pressing, or stamping, all of which are well known in the art.

[0033] O artigo contendo a mistura de polímeros descrita acima é aquele em que é fornecido algum grau de resistência ao impacto e tenacidade, além de alta resistência mecânica. A mistura pode ser ainda mais reforçada com, por exemplo, carbono, cerâmica, vidro ou fibras metálicas para produzir peças compostas. O artigo pode ser utilizado como está ou incluído em qualquer componente útil, tal como um suporte estrutural, o interior ou exterior de um automóvel, mobiliário, uma ferramenta ou outro utensílio, ou uma folha ou placa de alta resistência.[0033] The article containing the polymer mixture described above is one in which some degree of impact resistance and toughness is provided, in addition to high mechanical strength. The mixture can be further reinforced with, for example, carbon, ceramic, glass or metal fibers to produce composite parts. The article may be used as is or included in any useful component, such as a structural support, the interior or exterior of an automobile, furniture, a tool or other utensil, or a high-strength sheet or plate.

[0034] Os exemplos que se seguem são fornecidos como exemplares e não devem ser usados para limitar o escopo de qualquer uma das Reivindicações.[0034] The following examples are provided as exemplary and should not be used to limit the scope of any of the Claims.

Prophetic examples

[0035] Preparação: A resina de acrilonitrila-butadieno-estireno e o agente de compatibilização devem ser secos de acordo com as indicações do fabricante. A lignina deve ser seca durante a noite a 80°C. A lignina e o agente de compatibilização são misturados à mão. Um misturador de 3 peças Brabender é aquecido a 190°C. A resina ABS é adicionada ao misturador e combinada a 50 rpm até ficar macia. A mistura de lignina/agente de compatibilização é adicionada ao misturador e a mistura continua por 10 minutos para produzir o compósito final.[0035] Preparation: The acrylonitrile-butadiene-styrene resin and the compatibilization agent must be dried according to the manufacturer's instructions. The lignin must be dried overnight at 80°C. The lignin and compatibilization agent are mixed by hand. A Brabender 3-piece mixer is heated to 190°C. ABS resin is added to the mixer and combined at 50 rpm until smooth. The lignin/compatibilizing agent mixture is added to the mixer and mixing continues for 10 minutes to produce the final composite.

Test sample preparation:

[0036] Uma prensa é aquecida a 190°C. Um molde de placa é colocado na prensa a quente e preenchido com a quantidade apropriada do compósito para produzir uma placa com 4 mm de espessura. A placa superior é colocada no molde e a impressora é fechada suavemente para permitir que o cilindro superior da impressora entre em contato com a placa superior do molde. Depois que a temperatura é deixada equalizar, a amostra é pressionada com 20 toneladas de pressão por 10 minutos para fornecer uma pressão de aproximadamente 1,916 MPa (278 psi) à amostra. No final do ciclo da prensa, o calor é desligado e a prensa é deixada esfriar até a temperatura ambiente. Após o resfriamento, a placa é removida do molde e as amostras de teste (impacto notched Izod conforme ASTM D256 e dogbones de teste elástico conforme ISO 527-1 e 527-2 Espécime A) são usinados a partir da placa. A Tabela 1 apresenta as composições atualmente reveladas. Tabela 1 - Composições de mistura de ABS/lignina[0036] A press is heated to 190°C. A plate mold is placed in the hot press and filled with the appropriate amount of the composite to produce a 4 mm thick plate. The top plate is placed on the mold and the printer is gently closed to allow the printer's top cylinder to contact the mold's top plate. After the temperature is allowed to equalize, the sample is pressed with 20 tons of pressure for 10 minutes to provide a pressure of approximately 1.916 MPa (278 psi) to the sample. At the end of the press cycle, the heat is turned off and the press is allowed to cool to room temperature. After cooling, the plate is removed from the mold and test specimens (Izod notched impact per ASTM D256 and elastic test dogbones per ISO 527-1 and 527-2 Specimen A) are machined from the plate. Table 1 presents the currently disclosed compositions. Table 1 - ABS/lignin blend compositions

Expected results:

[0037] Utilizando O Método Presentemente Revelado, Os Artigos Formados A Partir Da Mistura Em Fusão De Uma Quantidade De Copolímero Termoplástico De Acrilonitrila-butadieno-estireno (Abs); Uma Quantidade De Lignina; E Pelo Menos Um Agente De Compatibilização, De Modo A Formar Uma Mistura Substancialmente Homogênea; Pode Resultar Em Artigos Com Melhoria Aperfeiçoada E/Ou Resistência Ao Impacto E/Ou Alongamento Em Ruptura Em Comparação Com Um Artigo Feito Do Mesmo Copolímero Abs E Da Mesma Lignina, Nas Mesmas Proporções Relativas, Respectivamente, Sem A Presença Do Agente De Compatibilização. Os Artigos Preparados Usando As Composições E Métodos Aqui Revelados Podem Ter Pelo Menos 50% Mais Resistência Ao Impacto E 50% Mais Alongamento Em Ruptura Do Que Um Artigo Feito Do Mesmo Copolímero Abs E Da Mesma Lignina, Nas Mesmas Proporções Relativas, Respectivamente, Sem A Presença Do Agente De Compatibilização.[0037] Using the presently disclosed method, articles are formed from melt mixing a quantity of acrylonitrile-butadiene-styrene thermoplastic copolymer (Abs); An Amount Of Lignin; and at least one compatibilizing agent so as to form a substantially homogeneous mixture; May Result in Articles with Improved Enhancement and/Or Impact Resistance and/or Elongation at Break Compared to an Article Made of the Same Abs Copolymer and the Same Lignin, in the Same Relative Proportions, Respectively, Without the Presence of the Compatibilizing Agent. Articles prepared using the compositions and methods disclosed herein can have at least 50% greater impact resistance and 50% greater elongation at break than an article made from the same ABS copolymer and the same lignin, in the same relative proportions, respectively, without Presence Of Compatibilization Agent.

[0038] Resistência ao impacto: a resistência ao impacto será determinada em cada amostra (5 repetições) de acordo com a ASTM D256. O artigo de polímero de ABS/lignina do exemplo comparativo 1 pode ter uma resistência ao impacto notched Izod individual de cerca de 2 kJ/m2. Os diversos artigos de polímeros ABS/lignina compatibilizados de um ou mais dos Exemplos 2-36 podem ter resistências ao impacto notched Izod de, pelo menos, 3 kJ/m2 ou maior.[0038] Impact resistance: impact resistance will be determined on each sample (5 repetitions) in accordance with ASTM D256. The ABS/lignin polymer article of comparative example 1 may have an individual Izod notched impact resistance of about 2 kJ/m2. The various compatibilized ABS/lignin polymer articles of one or more of Examples 2-36 may have Izod notched impact strengths of at least 3 kJ/m2 or greater.

[0039] Alongamento em ruptura (ductilidade): O alongamento em ruptura para cada amostra (5 repetições) será determinado de acordo com a ISO 527-1 e 527-2. O compósito de polímero ABS/lignina do Exemplo Comparativo 1 pode ter um alongamento à ruptura de aproximadamente 1,6%. Os vários artigos de mistura de polímeros de ABS/lignina compatibilizados de um ou mais exemplos 2-36 podem ter alongamentos para quebrar mais do que pelo menos 2%. Exemplo atual[0039] Elongation at break (ductility): The elongation at break for each sample (5 repetitions) will be determined in accordance with ISO 527-1 and 527-2. The ABS/lignin polymer composite of Comparative Example 1 can have an elongation at break of approximately 1.6%. The various compatibilized ABS/lignin polymer blend articles of one or more examples 2-36 may have elongations to break greater than at least 2%. Current example

[0040] Setenta e cinco partes de resina ABS, 20 partes de painço, 5 partes de óxido de polietileno com um peso molecular médio (Mw) de 100.000 e 5 partes de borracha de copolímero de acetonitrila-butadieno foram misturadas pelo método descrito acima para formar um compósito de copolímero de ABS-lignina. A amostra compósita foi moldada em uma placa e “dogbones” elásticos foram usinados a partir da placa. O alongamento elástico na ruptura foi medido e determinado como sendo 4,4% (média de 5 amostras).[0040] Seventy-five parts of ABS resin, 20 parts of millet, 5 parts of polyethylene oxide with an average molecular weight (Mw) of 100,000 and 5 parts of acetonitrile-butadiene copolymer rubber were mixed by the method described above to form an ABS-lignin copolymer composite. The composite sample was molded into a plate and elastic “dogbones” were machined from the plate. The elastic elongation at break was measured and determined to be 4.4% (average of 5 samples).

[0041] Embora a presente invenção tenha sido ilustrada por uma descrição de várias modalidades e enquanto essas modalidades tenham sido descritas em detalhes consideráveis, não é intenção do requerente restringir ou de alguma forma limitar o escopo das Reivindicações anexas a esses detalhes. Vantagens e modificações adicionais serão prontamente evidentes aos especialistas na técnica. Assim, a invenção em seus aspectos mais amplos não é, portanto, limitada aos detalhes específicos, aparelho e método, representativos e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Consequentemente, podem ser realizados desvios de tais detalhes sem se afastar do espírito ou do escopo do conceito inventivo geral da Requerente.[0041] Although the present invention has been illustrated by a description of various embodiments and while these embodiments have been described in considerable detail, it is not the intention of the applicant to restrict or in any way limit the scope of the Claims appended to these details. Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. Thus, the invention in its broadest aspects is therefore not limited to the specific details, apparatus and method, representative and illustrative examples shown and described. Consequently, deviations from such details may be made without departing from the spirit or scope of the Applicant's general inventive concept.

Claims

1. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Blend, comprising: (i) an amount of lignin, wherein the lignin is derived from a lignocellulosic feedstock and wherein the lignin has been isolated from the lignocellulosic feedstock; (ii) an amount of a first acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer; and (iii) an amount of compatibilizing agent, the compatibilizing agent including a first amount of a second acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer having a butadiene content of at least 50% by weight, which is a different copolymer than the first copolymer of acrylonitrile-butadiene-styrene and a second amount of a monomeric maleic anhydride, wherein the second acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and the monomeric maleic anhydride are separate compounds within the mixture, characterized in that lignin is present in an amount of at least 5% by weight of the total weight of components (i) and (ii), components (i) and (ii) are present together in an amount of 75% by weight or greater by weight of the total weight of the mixture, and the total amount of the compatibilizing agent comprises from 0.5 to 25% by weight of the total weight of the mixture.

2. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Mixture, according to Claim 1, characterized in that the lignin is a Kraft lignin.

3. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Blend according to Claim 1, characterized in that the lignin is an organosolv lignin.

4. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Mixture, according to Claim 1, characterized in that the compatibilization agent further includes a copolymer of acrylonitrile and butadiene.

5. Thermoplastic Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Copolymer Blend according to Claim 1, characterized in that the compatibilizing agent is a copolymer of acrylonitrile and butadiene, the second acrylonitrile butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight and maleic anhydride.

6. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Blend according to Claim 1, wherein the lignocellulosic raw material is selected from a lignocellulosic hardwood raw material.

7. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Blend according to Claim 1, wherein the lignin is selected from a Kraft lignin, a sulfite lignin or a sulfur-free lignin.

8. Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Thermoplastic Copolymer Blend according to Claim 1, further comprising: an amount of lignin, wherein the lignin is a Kraft lignin derived from a lignocellulosic feedstock and wherein the lignin Kraft was isolated from lignocellulosic raw material; characterized in that lignin is present in an amount of 15 to 50% by weight of the total weight of components (i) and (ii), components (i) and (ii) are present together in an amount of 75% by weight or greater by weight of the total weight of the mixture and the total amount of the compatibilizing agent comprises from 5 to 25% by weight of the total weight of the mixture.

9. Method for Preparing Thermoplastic Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin Copolymer Blend, comprising: melt mixing i) a thermoplastic acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer, ii) lignin, wherein the lignin is derived from a lignocellulosic feedstock and wherein the lignin has been isolated from the lignocellulosic feedstock and iii) a compatibilizing agent, the compatibilizing agent including a second acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a butadiene content of at least 50% by weight , which is a copolymer other than the first copolymer of acrylonitrile-butadiene-styrene and a monomeric maleic anhydride; form a homogeneous mixture of (i) to (iii), wherein the second acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and monomeric maleic anhydride are separate compounds within the mixture and components (i) and (ii) are present together in a amount of 75% by weight or more by weight of the total weight of the mixture; and forming a composite article from a homogeneous mixture, characterized in that the composite article has an impact resistance of at least 2 kJ/m2 and/or an elongation at break of at least 2%.

10. Method for preparing acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin thermoplastic copolymer mixture according to claim 9, characterized in that the lignin is a kraft lignin or an organosolv lignin.

11. Method for preparing acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin thermoplastic copolymer mixture according to Claim 9, characterized in that the compatibilization agent further includes a copolymer of acrylonitrile and butadiene.

12. Method for preparing Acrylonitrile-Butadiene-Styrene/Lignin thermoplastic copolymer mixture according to Claim 9, characterized in that lignin is present in an amount of at least 5% by weight, by total weight of the components (i ) and (ii).

13. Method for preparing acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin thermoplastic copolymer mixture according to Claim 9, characterized in that the compatibilization agent comprises from 0.5 to 25% by weight of the total weight of the mixture.

14. Method for preparing acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin thermoplastic copolymer mixture according to claim 9, characterized in that the compatibilizing agent is a copolymer of acrylonitrile and butadiene, the second acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer having a butadiene content of at least 50% by weight and maleic anhydride.

15. Composite article, characterized in that it comprises a mixture of acrylonitrile-butadiene-styrene/lignin copolymer, as defined in Claim 1; or because it is manufactured by the method as defined in Claim 9.