BRPI0506454B1 - A composition of amido-polyester graft copolymer, and process for the preparation of a starch-polyester graft copolymer composition - Google Patents

Description

COMPOSIÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER, E PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER

Antecedentes da Invenção (1) Campo da Invenção [0001] A presente invenção está relacionada a copolimeros de enxerto amido-poliéster. A presente invenção está particularmente relacionada a um copolimero de enxerto amido quimicamente modificado-poliéster e a um copolimero de enxerto amido quimicamente modificado-nano argila poliéster. Um processo para a produção desses copolimeros de enxerto utilizando um processamento reativo tal como uma extrusão reativa é revelado. Os copolimeros de enxerto amido-poliéster possuem aperfeiçoadas processabilidade, propriedades de superfície, e uma ampliada faixa de propriedades mecânicas. (2) Descrição da Arte Relacionada [0002] As embalagens plásticas são submetidas a controle a partir das regulamentações ambientais existentes e propostas e às regulamentações que dizem respeito à sua disposição final como rejeito, e comercializadas com base em iniciativas de sustentabilidade. Elas representam um principal problema de rejeito para as companhias e os órgãos municipais na medida que elas são de baixo peso e volumosas e desse modo não levam propriamente a uma operação de reciclagem economicamente viável e ambientalmente responsável devido aos seus altos custos de manejo e de transporte. Elas não são biodegradáveis, o que torna o seu descarte em aterros ou em operações de compostagem difíceis de serem sustentadas. Além disso, o que torna o seu descarte em aterros ou em operações de compostagem difíceis de serem sustentadas. Além disso, questões tais como a sustentabilidade, ecologia industrial, condição de ser biodegradável, e condição de reciclagem estão se tornando as principais considerações em um projeto de embalagem de produtos por parte das empresas, especialmente com embalagens descartáveis de uso único. Bipolímeros naturais proporcionam solução sustentáveis, biodegradáveis para a fabricação de embalagens descartáveis de uso único, artigos de consumo, e plásticos navais de vida de curta duração. Amido, um polímero de anidroglicose, oferece uma plataforma estrutural para produzir uma embalagem biodegradável sustentável. Exemplos de Patentes que revelam a fabricação de amidos e misturas de amidos e outros polímeros incluem a Patente norte americana 4.673.438 para Witter e outros; Patente Norte americana 4.095.054 para Lay e outros; Patente Norte americana 5.256.711 para Tokiwa e outros; Patente Norte americana 5.272.774 para Bahr e outros; Patente Norte americana 5.382.611 para Stepto e outros e Patente Norte americana 5.405.564 para Stepto e outros. Ultimamente, têm havido reportes de negócios acerca do uso de amido termoplástico (TPS) como um componente em mistura multi-fase (W. Wiedemann, e E. Strobel, Starch, 43, 138 (1991); R. L. Shorgen, G.F. Fanta, e W.M. Doan, Starch, 45, 276 (1993); P. Forssell, J. Mikkila, e T. Sourtti, J.M.S. Pure Appl. Chem., A33, 703 (1996); R. Narayan, Polymers from Agricultural Co products, ACS Symp Ser. (1994); e J.J.G. Van Soest, K. Benes, e D.de. Wit, Polymer, 37, 3543 (1996) . Outros ainda têm fabricado misturas termoplásticas de amido nas quais o amido natural é inicialmente misturado com uma pequena quantidade de água e um plastificante menos volátil tal como glicerina a fim de formar fundidos de amido que são submetidos a um procedimento de desgaseificação antes do resfriamento e da solidificação a fim de remover dele substancialmente a totalidade da água. Exemplos de tais patentes incluem as Patentes norte americanas 5.412.005, 5.280.055, 5.288.765, 5.262.458, 5.462.980 e 5.512.378 para Bastioli e outros.

[0003] Grânulos de amido apresentam propriedades hidrofílicas e forte associação inter-molecular por meio de ligação hidrogênio devido aos grupos hidroxila sobre a superfície do grânulo. A hidrofilicidade e a sensibilidade térmica tornam o polímero de amido inadequado para aplicações termoplásticas. A esse respeito, alguns autores têm dado ênfase na descoberta de polímero ou mistura ótima de polímeros e de outras misturas a fim de desse modo "otimizar" as propriedades do amido. Uma desvantagem é que a maioria dos polímeros e das outras misturas são propriamente significativamente mais caros que o amido, o que tende a aumentar o custo de tais misturas de polímero comparadas aos fundidos de amido. Uma outra desvantagem é que tais aditivos serão apenas capazes de alterar marginalmente as propriedades mecânicas das mistura amido/polímero quando vistas a partir de uma perspectiva de ciência dos materiais.

[0004] A fim de melhorar essas desvantagens, a copolimerização de monômero de vinila sobre a cadeia estrutural do amido foi usada para modificar o amido. Fanta e Bagley pesquisaram a síntese e discutiram algumas aplicações de copolímero de enxerto ao amido (G.F. Fanta e E.B. Bagley, Encyclopedia of Polymer Science, John Wiley & Sons: New York (1970); e G.F. Fanta, Block and Graft Copolymers - Vol. I, John Wiley & Sons: New York (1973). Otey e outros, (F.H. Otey, R.P. Westhoff and W.M. Doane, Industrial Engineering Chemistry Products Research Development, 19, 592 (1980); F.H. Otey e R.P. Westhoff, Industrial Engineering Chemistry Products Research Development, 23, 284 (1984); e F.H. Otey, R.P.

Westhoff and W.M. Doane, Industrial Engineering Products Research Development, 26, 1659 (1987)) misturaram amido com poli(etileno-co-ácido acrílico) (EAA). Nesses trabalhos, os autores sugeriram a formação de ligações hidrogênio entre o grupo carboxílico no EAA e o grupo hidroxila no amido. O aumento do nível de amido reduziu a elongação percentual do filme e aumentou a taxa de difusão da água. Complexos similares tipo EAA podem ser também formados com os grupos hidroxila do copolímero álcool polietileno-vinílico (EVOH). Eles reportam uma reação entre o grupo anidrido no polímero sintético com os grupos -OH do amido. A Patente Norte americana 5.462.983 para Bloembergen e outros reporta sobre mistura e ligas contendo lignoceluloses do tipo amido, acetato de celulose, etc. A Patente Norte americana 5.314.934 para Tomka e outros proporciona um processo para produzir uma mistura de polímero poliolefina-amido. Terpolímero etileno/acrilato/anidrido maleico foi usado como um compatibilizante. Essas misturas foram reportadas serem sopradas na foram de filmes com propriedades comparáveis ao LDPE. A Patente Norte americana 5.234.977 para Bastioli e outros revela um material usado para a produção de artigos biodegradáveis em forma de filmes, folhas ou fibras, que podem ser produzidos por extrusão a partir de uma massa derretida que inclui um polímero termoplástico sintético e um amido desestruturado ao qual um composto contendo boro tal como ácido bórico foi acrescentado. A Patente Norte americana 6.277.899 para Bastioli e outros revela uma composição polimérica compreendendo carga fundida dispersa em uma matriz compreendendo, um componente amido desestruturado , um componente polimérico termoplástico sintético e um agente fluidificante. A Patente Norte americana 5.412.005 para Bastioli e outros revela composições poliméricas biodegradáveis contendo um componente de base amido e um componente polimérico, preferivelmente polímeros de álcool etileno-vinílico ou álcool polivinílico.

[0005] As Patentes norte americanas 6.235.816 e 6.472.497 descreve misturas de amido poliéster.

[0006] Outras referências são: (1) Ramani Narayan, Steven Bloembergen and Amit Lathia, A Method of Preparing Biodegradable Modified-Starch Moldable Products and Films, Patente Norte americana 5.869.647, 9 fevereiro 1999, julho 1993; (2) Narayan, R., Biodegradable Multi-Component Polymeric Materials Based on Unmodified Starch-Like Polysaccharides, Patente Norte americana 5.500.465, 31 outubro 1995; (3) Narayan, R., Krishnan, M., DuBois, P., Polysaccharides Grafted With Aliphatic Polyesters Derived From Cyclic Esters, Patente Norte americana 5.540.929, 30 julho 1996; (4) Narayan, R., Krishnan, M., DuBois, P., Polysaccharides Grafted With Aliphatic Polyesters Derived From Cyclic Esters, Patente Norte americana 5.578.691, 26 novembro 1996; (5) Narayan, R., Krishnan, M., DuBois, P., Polysaccharides Grafted With Aliphatic Polyesters Derived From Cyclic Esters, Patente Norte americana 5.616.671, 1 abril 1997; (6) Pedido de Patente norte americana co-arquivado com o presente pedido.

Objetivos [0007] É, portanto, um objetivo da presente invenção proporcionar novas composições enxertadas amido poliéster as quais possuem novas propriedades. É também um objetivo adicional da invenção proporcionar composições econômicas e reproduziveis. Esses e outros objetivos se tornarão visíveis a partir da descrição apresentada a seguir.

Sumário da Invenção [0008] A presente invenção está relacionada a composições de copolímero de enxerto amido-poliéster compreendendo amido ou amido quimicamente modificado com segmentos de um poliéster enxertado por sobre o amido. Preferivelmente, a composição compreende cerca de 0,5 a 10% em peso da composição de um plastificante. Preferivelmente a composição contém uma nano-argila natural ou organicamente modificada. Preferivelmente o amido é selecionado a partir do grupo que consiste de milho, batata, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho ceroso, sorgo e amido de alto teor de amilose. Preferivelmente, o amido plastificado quimicamente modificado (CMPS) é preparado a partir de 50% a 80% em peso do amido reativamente extrusado, um modificador químico de a partir de 0,5% até cerca de 10% em peso do amido, um plastif icante de a partir de 10 a 50% em peso da composição, e opcionalmente um iniciador de radical livre em uma quantidade variando na faixa entre 0,01 a 2,0% em peso da composição. Preferivelmente o amido plastificado quimicamente modificado (CMPS) é preparado a partir de uma mistura compreendendo amido polímero, de a partir de 50% a 80% em peso, um modificador químico de a partir de 0,5% até cerca de 10% em peso do amido polímero, mais preferivelmente de a partir de 2% a 5% em peso do amido, um plastificante de a partir de 10 a 50% em peso da composição, uma nano-arqila, onde as nano-arqilas são acrescentadas em uma quantidade variando na faixa de a partir de 0,5 a 25% em peso da composição total. Preferivelmente o plastificante é selecionado a partir do grupo que consiste de álcoois poliídricos tipo glicerol, sorbitol, e etileno glicol. Preferivelmente o modificador é selecionado a partir do grupo que consiste de ácidos dibásicos ou seus anidridos. Preferivelmente a composição contém um iniciador de radical livre. Preferivelmente o iniciador de radical livre é um peróxido. Preferivelmente a composição contém uma nano-argila selecionado a partir do grupo que consiste de montmorilonita, smectita, hectorita, e suas misturas. Preferivelmente a composição é completamente biodegradável. Preferivelmente a composição é enxertada em um extrusor de parafuso duplo a uma temperatura na faixa de 100 °C-200 °C.

[0009] A presente invenção também está relacionada a um processo para a preparação de uma composição de copolímero de enxerto amido poliéster que compreende misturar uma mistura de um ácido ou anidrido orgânico do ácido com amido ou um amido quimicamente modificado e um polímero poliéster a uma temperatura que enxerta os segmentos de um poliéster por sobre o amido para formar a composição.

[00010] Muito preferivelmente a presente invenção está relacionada a uma composição copolimero baseada em amido que compreende uma mistura reativamente extrusada de um polímero de amido biodegradável, um modificador químico selecionado a partir do grupo que consiste de um ácido orgânico dibásico, um anidrido orgânico de um ácido orgânico dibásico e misturas desses, um plastificante, uma resina poliéster biodegradável, uma nano-argila, e opcionalmente um iniciador de radical livre, onde a mistura foi extrusada, com aquecimento e expulsão da água da mistura.

[00011] Muito preferivelmente, a presente invenção também está relacionada a um processo para preparar uma composição baseada em amido que compreende extrusar reativamente uma mistura que compreende uma mistura reativamente extrusada de um polímero de amido biodegradável, um modificador químico selecionado a partir do grupo que consiste de um ácido orgânico dibásico, um anidrido orgânico de um ácido orgânico dibásico e suas misturas, um plastificante, uma resina poliéster biodegradável, uma nano-argila, e opcionalmente um iniciador de radical livre, onde a mistura foi extrusada, com aquecimento e expulsão da água da mistura.

[00012] Na presente invenção o mecanismo da reação é que fragmentos de uma resina poliéster proveniente do processamento reage com grupos hidroxila do amido. O ácido ou anidrido reage com o polímero poliéster para produzir os fragmentos reativos. Desse modo a presente invenção proporciona uma composição única com os fragmentos do polímero poliéster ligados ao amido.

[00013] A presente invenção proporciona particularmente novas composições anfifílicas de copolimero de enxerto amido- poliéster e de copolímero de enxerto amido quimicamente modificado-poliéster compreendendo um produto amido quimicamente modificado ou produto amido quimicamente modif icado-nano-argila produzido continuamente em um extrusor de parafuso duplo co-giratório. 0 produto amido plastificado quimicamente modificado· com viscosidade mais baixa e boa processabilidade e o produto amido plastificado quimicamente modificado-nano-argila é descrito no pedido de patente co~ pendente. Os copolímeros de enxerto amido-poliéster da presente invenção podem ser facilmente soprados, moldados por extrusão na forma de filme, e moldados. Exemplos de poliésteres biodegradáveis incluem poli(caprolactona) (PCL), poli(acetato de vinila-co-álcool vinilico) {PVAc/VA), polí(ácido lático) ou polilactida (pla), poli(ácido glicólico) ou poliglicolida (PGA) e copoliésteres correlatos incluindo as várias combinações de estereoisômeros bacteriano e sintético poli(.beta.-hidroxibutirato) (PHB), poli(.beta.- hidroxíbutirato-co-beta-hidroxivalerato (PHB/V), e outros polí(.beta.-hidroxialeanoatos} (PHA), biodegradáveis poliésteres alifáticos, e copoliésteres alífáticos-aromáticos. Preferivelmente o poliéster é selecionado a partir do grupo que consiste da composição na qual o poliéster é selecionado a partir do grupo que consiste de: onde R é alquila inferior e grupos aromáticos contendo de 1 a 12 átomos de carbono; n é de 0 a 10; e x é de 200 a 2000; e onde a, bem são de 2 a 3; e x/y está entre 3/2 e 10/1, [00014] A presente invenção proporciona novos materiais poiíméricos, os quais são ambientalmente responsáveis e tota. Imente biodegradáveis como pelos padrões ASTM.

[00015] De acordo com a presente invenção, é proporcionado um produto ou filme moldável biodegradável preparado a partir de um copolímero de enxerto contendo amido ou amido quimicamente modificado ou composição amido quimicamente modificado-nano-argila e um poliéster, o qual é preferivelmente biodegradável. Esses novos copolímeros de enxerto amido-poliéster foram descobertos com boa elongação, compressibilidade e propriedades de superfície.

[00016] Em uma modalidade dessa invenção o amido é extrusado com um co-poliéster aiifático-aromático e particularmente polibutilenos (adipato-co-tereftalato) em presença de ácido maleico como um catalisador de transesterificação para formar composições de copolímeros de enxerto amido-poliéster com boa eiongação, compressibilidade e propriedades de superfície. Em uma outra modalidade amido quimicamente modificado ou um produto amido quimicamente modifiçado-nano-argila foi reagido com copoliésteres alifáticos e alifãtico-aromáticos para proporcionar novos produtos copolímero de enxerto com aperfeiçoadas propriedades e processabílidade.

Breve Descrição das Figuras [00017] A figura 1 é um diagrama de um equipamento de extrusão para a produção de amido enxertado de poliéster.

[00018] As figuras 2A, 3B e 2C são desenhos que descrevem a configuração do parafuso usado para a produção de extrusão reativa dos novos copolimeros de enxerto. A configuração do parafuso está dividida na forma de três seções (figura 2A) seguido por (Figura 2B) e também seguida pela (Figura 2C).

[00019] A figura 3 é um gráfico que mostra os resultados FTIR de copolimeros de enxerto de ECOFLEX™, (poli(adipato-co-tereftalato de butileno)) , obtido da BASF (Alemanha), com amido plastificado (PS). Para validar a reatividade, varreduras FTIR de ECOFLEX™ puro, PS e mistura ECOFLEX™/PS (sem o catalisador) são também mostradas.

[00020] A figura 4 é um gráfico que mostra os resultados FTIR de copolimeros de enxerto de ECOFLEX™ com CMPS (produzido usando ambos os modificadores anidrido maleico e ácido maleico). Para validar a reatividade, varreduras FTIR de ECOFLEX™ puro e amido de milho comum são também mostradas.

[00021] A figura 5 mostra gráficos de barra que descrevem os valores da resistência de tração de ECOFLEX™, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ com CMPS, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ reticulado com CMPS, copolimero de ECOFLEX™ com PS e LDPE.

[00022] A figura 6 mostra gráficos de barra que descreve valores dos módulos de elasticidade de ECOFLEX™, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ com CMPS, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ reticulado com CMPS, copolimero de ECOFLEX™ com PS e LDPE.

[00023] A figura 7 mostra gráficos de barra que descreve valores de ruptura por elongação de ECOFLEX™, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ com CMPS, copolimero de enxerto de ECOFLEX™ reticulado com CMPS, copolimero de ECOFLEX™ com PS e LDPE.

Descrição Detalhada da Invenção [00024] O material amido de partida útil nessa invenção pode ser qualquer de uma variedade de amidos, naturais ou modificados. Tais amidos incluem aqueles derivados a partir de qualquer fonte vegetal incluindo milho, batata, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho ceroso, sorgo e amido com alto teor de amilose; isto é, amido possuindo pelo menos 40% e mais particularmente pelo menos 65% em peso de teor de amilose, tal como milho de alto teor de amilose, etc. Farinhas de amido podem ser também usadas como uma fonte de amido. Também incluídos estão os produtos de conversão derivados a partir de quaisquer das bases formadoras incluindo, por exemplo, dextrina preparada por ações hidrolíticas de ácido e/ou calor; amidos oxidados preparados mediante tratamento com oxidantes tais como hipoclorito de sódio; amidos de fluidez ou de fino ponto de ebulição preparados por conversão enzimática ou hidrólise ácida branda; e amidos derivados e reticulados. A porcentagem de amido na mistura final é de 5% a 45% em peso e preferivelmente de a partir de 10% a 30% em peso.

[00025] Os plastificantes são álcoois poliídricos, preferivelmente glicerol sorbitol, etileno glicol e suas misturas. A concentração de plastificante na mistura final é de 5% a 50% em peso e preferivelmente de a partir de 5% a 20% em peso é preferida.

[00026] Amidos modificados poderão ser também usados nessa invenção. Por modificado é significado que o amido pode ser derivado ou modificado por meio de processos típicos conhecidos na arte; por ex., esterificação, eterificação, oxidação, hidrólise ácida, reticulação e conversão enzimática. Tipicamente, amidos modificados incluem ésteres, tais como acetato e meio-ésteres de ácidos dicarboxílicos, preferivelmente os ácidos alquenilsuccínicos; éteres, tais como o hidroxietil e hidroxipropil amidos e amidos catiônicos tais como amido modificado com cloreto de 2-dietilaminoetila (DEC) e amido modificado com reagentes de amônio quaternário tais como cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamônio; amidos oxidados com hipoclorito; amidos reagidos com agentes de reticulação tais como oxicloreto de fósforo, epicloridrina, e derivados fosfato preparados pela reação com ortofosfato de sódio ou potássio ou tripolifosfato e combinação desses. Essas e outras modificações convencionais de amido são descritas em tais como "Starch: Chemistry and Technology", Segunda Edição, editado por Roy L. Whistler, e outros, capítulo X; Starch Derivations: Production and Uses por M.W. Rutenberg, e outros, Academic Press, Inc., 1984.

[00027] Exemplos de poliésteres biodegradáveis incluem poli(caprolactona) (PCL), poli(acetato de vinila-co-álcool vinílico) (PVAc/VA), poli(ácido lático) ou polilactida (PLA), poli(ácido glicólico) ou poliglicolida (PGA) e copoliésteres correlatos incluindo as várias combinações de estereoisômeros bacteriano e sintético, poli(.beta.-hidroxibutirato) (PHB), poli(.beta.-hidroxibutirato-co-beta-hidroxivalerato (PHB/V), e outros poli(.beta.-hidroxialcanoatos) (PHA), e poliésteres alifáticos-aromáticos biodegradáveis tais como ECOFLEX™.

[00028] Na formação de copolímeros de enxerto amido-poliéster dessa invenção, o material amido de partida selecionado é preferivelmente reagido com polímeros de poliéster biodegradáveis em presença de anidrido maleico ou ácido maleico ou suas misturas, que funciona como um catalisador de transesterificação.

[00029] O anidrido maleico e/ou sua contraparte ácida hidrolisada é combinada com o amido ou o amido plastificado em uma quantidade de a partir de cerca de 0,1 a 10% em peso de anidrido (ou ácido) e preferivelmente de cerca de 0,5 a 4% de anidrido (ou ácido) com base no peso seco de amido. O anidrido ou o ácido hidrolisado é usualmente acrescentado na forma de um pó fino e é co-extrusado com o poliéster biodegradável mediante sua adição diretamente ao extrusor. No caso de se utilizar amidos maleatados, o anidrido maleico já presente no sistema funciona como um catalisador e, portanto, não é necessário acrescentar novamente. Outros diácidos orgânicos ou anidridos podem ser usados como descrito em pedido co-pendente, o qual é aqui incorporado por referência.

[00030] Embora qualquer amido possa ser usado nessa invenção como indicado anteriormente, os materiais amido que são particularmente úteis nessa invenção são milho, batata, tapioca e amido de alto teor de amilose; isto é, amido contendo pelo menos 40% em peso e preferivelmente pelo menos 65% em peso de amilose. Adicionalmente preferidos são amidos que são modificados por maleatação, especialmente usando anidrido maleico ou ácido maleico. Misturas de dois ou mais materiais amido de partida podem ser usadas bem como compostos aditivos ou sintéticos para melhorar propriedades tais como resistência a água, rigidez, flexibilidade, cor, etc.

[00031] O equipamento usado para realizar o processo de extrusão pode ser qualquer extrusor do tipo parafuso. Embora o uso de um extrusor de parafuso simples ou duplo possa ser usado, é preferido usar um extrusor de parafuso duplo. Tais extrusores irão tipicamente possuir parafusos que qiram em um tambor cilíndrico horizontal com uma porta de entrada montada sobre uma extremidade e um molde de moldaqem montado na extremidade de descarqa. Quando são usados parafusos duplos, eles podem co-qiratórios e entremeados ou não-entremeados. Cada parafuso irá compreender seções com um escape helicoidal ou rosqueadas e tipicamente irão possuir uma seção de alimentação relativamente aprofundada sequida presente uma seção truncada de transição e uma seção dosadora comparativamente rasa de profundidade constante. Os parafusos acionados por motor, qeralmente se encaixam de modo confortável ao interior do cilindro ou do tambor para permitir a mistura, aquecimento e cisalhamento do material à medida que ele passa através do extrusor.

[00032] O controle da temperatura ao lonqo do comprimento do tambor extrusor é importante e ele é conseguido em zonas ao longo do comprimento do parafuso. Meios de troca de calor, tipicamente uma passagem tal como um canal, câmara ou furo posicionado na parede do tambor, para circulação de um meio aquecido tal como óleo, ou um aquecedor elétrico tal como aquecedores do tipo em hastes ou serpentina, são freqüentemente usados. Adicionalmente, os meios de troca térmica podem ser também posicionados no interior ou ao longo do eixo mecânico do dispositivo parafuso.

[00033] Variações em qualquer dos elementos usados no extrusor podem ser feitas como desejado de acordo com as práticas convencionais de projeto. Uma descrição adicional da extrusão e típicas variações de projeto pode ser encontrada em "Encyclopedia of Polymer Science and Egineering", Volume 6, 1986, pp 571 a 631.

[00034] Na realização do processo de extrusão, as temperaturas no extrusor variam dependendo do material em particular, propriedades desejadas e aplicação. Elas variam geralmente na faixa de a partir de cerca de 100 °C a 250 °C, e preferivelmente irão variar na faixa de a partir de cerca de 150 °C a 210 °C. O teor total de umidade do amido no extrusor; isto é, a umidade presente no amido alimentado na entrada bem como a água no anidrido aquoso e/ou ácido, é em torno de 25% ou menos em peso, com base no peso de amido. Mais particularmente, o teor total de umidade do amido varia na faixa de a partir de cerca de 8 a 25%, preferivelmente em torno de 10 a 21% e mais preferivelmente de a partir de cerca de 15% a 21% em peso, com base no peso de amido.

[00035] Também, os copolímeros de enxerto amido-poliéster podem ser produzidos em um processo em uma etapa; onde o amido é primeiramente plastificado em uma primeira seção do extrusor seguido pela adição do poliéster juntamente com um catalisador de transesterificação para formar o copolímero de enxerto amido-poliéster. Também, o amido pode ser maleatado usando anidrido maleico ou ácido maleico em presença de plastificante glicerol na primeira seção do extrusor, seguido pela adição do poliéster mais adiante para formar o copolímero de enxerto amido-poliéster.

[00036] Mediante utilizar o copolímero de enxerto amido-poliéster, a temperatura de processamento como um todo pode ser reduzida para bem abaixo da temperatura de processamento do componente poliéster puro. Isso é particularmente importante para a fabricação com poliésteres de alto ponto de fusão tais como PHB e PHB/V, os quais se degradam termicamente em temperaturas de processamento mais elevadas e, portanto, possuem uma janela de processamento mais estreita. Essa melhora é atribuída à compatibilidade conseguida pelo processo de mistura reativa, resultando em alterações na microestrutura cristalina do compostos poliéster e/ou a morfologia do material multi-fase tornando-o desse modo processável em temperaturas de processamento mais baixas. É importante que os compostos sejam compatíveis.

[00037] As composições da presente invenção podem manter suas biodegradabilidades se um polímero poliéster degradável é utilizado. A resistência a água do amido e amidos modificados é melhorada pela copolimerização de enxerto com poliéster biodegradáveis de alto peso molecular, especialmente com poliésteres semi-cristalinos tais como PCL ou PHB/V, e poliéster biodegradáveis similares. Isto é também conseguido mediante produzir por engenharia a apropriada composição de mistura, através da escolha do poliéster, amido e plastificante.

[00038] A presente invenção pode ser processada mediante vários método conhecidos na arte, tais como extrusão peletização, moldagem por injeção, e formação de filme. Por exemplo, as composições de copolímero de enxerto amido-poliéster produzidas de acordo com a presente invenção podem ser moldadas por injeção para produzir uma variedade de produtos moldados, e moldagem por extrusão ou ainda moldagem por solução para produzir filmes flexíveis translúcidos, bem como filmes transparentes.

[00039] Os exemplos experimentais apresentados a seguir demonstram a utilidade da presente invenção para formar produtos biodegradáveis contendo um amido biodegradável ou amido plastificado e poliéster biodegradável em presença de um catalisador de transesterificação.

[00040] Exemplos de materiais produzidos de acordo com a presente invenção em experimentos compostos confirmam a biodegradabilidade.

Exemplo 1 [00041] A síntese de copolímeros de enxerto ECOFLEX™ (PBAT)-amido plastificado (PS) foi conseguida em um extrusor CENTURY de parafuso duplo co-giratório usando ácido maleico como um catalisador de transesterificação. O PS foi produzido pela plastificação do amido de milho comum, obtido da Corn Products, Inc. (Chicago, IL) (teor de umidade de 12%) usando glicerol (20% em peso) como um plastif icante no mesmo extrusor. O ácido maleico, obtido da Aldrich, foi triturado até um pó fino usando um gral e pilão e pré-misturado com o poliéster ECOFLEX™ (poli(adipato-co-tereftalato de butileno)), obtido da BASF (Alemanha) antes de ser alimentado pela porta de alimentação do extrusor. A concentração de ácido maleico utilizada foi de 1% em peso com respeito à concentração total. Ao mesmo tempo, o PS, foi previamente secado em forno de um dia para o outro a 50 °C, foi triturado até um pó fino e alimentado usando um alimentador externo à porta de alimentação do extrusor. As taxas do alimentador foram ajustadas conseqüentemente para obter uma relação de 70:30 (ECOFLEX™ + ácido maleico):PS. O perfil de temperatura é mostrado na figura 1 e Tabela 1, e a configuração do parafuso utilizado é mostrada na figura 2, respectivamente. Nas figuras 2Α, 2Β e 2C, a configuração completa do parafuso está dividida na forma de 3 seções; seção 1 de distância 12,5D seguida pela seção 2 de distância 15,5D e finalmente a seção 3 com distância 12D. A porta de respiro foi mantida aberta para remover o ácido maleico não reagido e água. A trança de fios extrusados foi resfriada usando um banho de água e peletizada em linha.

Tabela 1: Condições de Processamento de Extrusão na síntese de copolímeros de enxerto ECOFLEX™-(PS/CMPS) [00042] As pelotas resultantes foram secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C. As pelotas foram totalmente extraídas em diclorometano usando uma unidade de extração Soxhlet. A solução de copolímero de enxerto extraída foi moldada para formar filmes transparentes. A análise FTIR (figura 3) dos filmes confirmou a reatividade e a real existência de um copolímero de enxerto.

Exemplo 2 [00043] O procedimento do Exemplo 1 foi seguido usando poliéster PCL™ (poli(epsilon-caprolactona) , obtido da Dow Chemical (Midland, MI); Peso molecular de 70.000 g/mol) em lugar de ECOFLEX™. As pelotas resultantes foram também secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C. As pelotas foram totalmente extraídas em diclorometano usando uma unidade de extração Soxhlet. A solução de copolímero de enxerto extraída foi moldada para formar filmes transparentes. A análise FTIR dos filmes confirmou a reatividade e a real existência de um copolímero de enxerto.

Exemplo 3 [00044] A síntese de copolímeros de enxerto amido-poliéster foi realizada como a seguir: amido plastificado quimicamente modificado (CMPS), produzido pelo processamento de extrusão reativa de amido de milho comum, obtido da Corn Products (Chicago, IL), usando modificador ácido maleico, e plastificante glicerol (20% em peso) como explanado no pedido de patente co-pendente foi secado em forno de um dia para o outro a 75 °C e triturado a um pó fino e alimentado usando um alimentador externo à porta de alimentação do extrusor. Essa composição é descrita no pedido co-pendente dos requerentes o qual é aqui incorporado por referência. ECOFLEX™ foi também alimentado à porta de alimentação do extrusor usando alimentador CENTURY™ (Traverse City, MI). As taxas do alimentador foram ajustadas conseqüentemente para obter uma relação de 70:30 (ECOFLEX:CMPS). O perfil de temperatura e a confiquração do parafuso usado são similares ao Exemplo 1. A porta de respiro foi mantida aberta para remover o ácido maleico não reagido e água. A trança de fios extrusada foi resfriada usando um banho de água e peletizada em linha. As pelotas foram secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C, para remover a umidade superficial. As pelotas foram totalmente extraídos em diclorometano usando uma unidade de extração Soxhlet. A solução de copolímero de enxerto extraída foi moldada para formar filmes transparentes. A análise FTIR dos filmes (figura 4) confirmou a reatividade e a real existência de um copolímero de enxerto.

Exemplo 4 [00045] A síntese de copolímeros de enxerto amido-poliéster foi realizada como a seguir: amido plastificado quimicamente modificado (CMPS), produzido por meio de processamento de extrusão reativa de amido de milho comum, obtido da Corn Products, usando modificador ácido maleico, BENTONE 166™ (BENTONE 166™ é um alcaril amônio argila hectorita, obtido da Elementis Specialties, com características de dispersibilidade grandemente aperfeiçoadas. Ele proporciona excelente resistência mecânica, retardamento de chama e propriedades de barreira gás altamente aperfeiçoadas) e plastificante glicerol (20% em peso) como explanado no pedido de patente co-pendente. Ele foi secado de um dia para o outro a 75 °C e triturado a um pó fino e alimentado usando um alimentador externo à porta de alimentação do extrusor. ECOFLEX™ foi também alimentado à porta de alimentação do extrusor usando o alimentador CENTURY™. As taxas do alimentador foram ajustadas conseqüentemente para obter uma relação de 70:30 (ECOFLEX:CMPS). O perfil de temperatura e a configuração do parafuso usado são similares ao Exemplo 1. A porta de respiro foi mantida aberta para remover o ácido maleico não reagido e água. A trança de fios extrusada foi resfriada usando um banho de água e peletizada em linha. As pelotas foram secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C, para remover a umidade superficial.

Exemplo 5 [00046] A síntese de copolímeros de enxerto amido-poliéster foi realizada como a seguir: amido plastificado quimicamente modificado (CMPS), produzido por meio de processamento de extrusão reativa de amido de milho comum, obtido da Corn Products, usando modificador ácido maleico, BENTONE 111™ (BENTONE 111™ é um derivado orgânico de uma argila smectita especial, obtido da Elementis Specialties. Ela proporciona excelente resistência mecânica, retardamento de chama e propriedades de barreira gás altamente aperfeiçoadas) e plastificante glicerol (20% em peso) como explanado no pedido de patente co-pendente. Ele foi secado de um dia para o outro a 75 °C e triturado a um pó fino e alimentado usando um alimentador externo à porta de alimentação do extrusor. ECOFLEX™ foi também alimentado à porta de alimentação do extrusor usando o alimentador CENTURY™. As taxas do alimentador foram ajustadas conseqüentemente para obter uma relação de 70:30 (ECOFLEX:CMPS). O perfil de temperatura e a configuração do parafuso usado são similares ao Exemplo 1. A porta de respiro foi mantida aberta para remover o ácido maleico não reagido e água. A trança de fios extrusada foi resfriada usando um banho de água e peletizada em linha. As pelotas foram secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C, para remover a umidade superficial.

Exemplo 6 [00047] O procedimento dado no Exemplo 3 foi seguido usando poliéster policaprolactona (PCL) em lugar do ECOFLEX™. As pelotas resultantes foram também secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C. As pelotas foram também secadas em um forno de um dia para o outro a 75 °C. As pelotas foram totalmente extraídas em diclorometano usando uma unidade de extração Soxhlet. A solução de copolímero de enxerto extraída foi moldada para formar filmes transparentes. A análise FTIR dos filmes confirmou a reatividade e a real existência de um copolímero de enxerto.

Exemplo 7 [00048] ECOFLEX™e ECOFLEX™ reticulado (reticulado usando um iniciador de radical livre) foram extrusados derretidos com PS e CMPS em diferentes proporções de acordo com o procedimento como explanado no Exemplo 3. Todas as amostras foram extraídas em diclorometano usando um equipamento Soxhlet. Os resultados da extração são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2: Resultados da extração Soxhlet de copolímeros de enxerto ECOFLEX-CMPS

[00049] Como observado a partir da Tabela 2, extração quase completa é conseguida para copolímeros de enxerto ECOFLEX™/CMPS (70/30 p/p e 60/40 p/p). Quando essa solução foi moldada, um filme transparente foi obtido. Isso prova que ECOFLEX™ e CMPS estão ligados de modo covalente produzindo o copolimero enxerto extraivel em diclorometano (solvente onde ECOFLEX™ é solúvel, mas PS não é solúvel). Entretanto, devido à insolubilidade do PS no solvente, o copolimero de enxerto forma uma dispersão coloidal e não uma solução transparente límpida.

[00050] Esse resultado é aplicável mesmo à misturas contendo CMPS produzidos sem peróxido (ver linha 6 na Tabela 2). Entretanto, para as mistura 50/50 e 40/60, apenas 47% e 38% respectivamente (próximo à respectiva quantidade de ECOFLEX™) foram extraídas. Isso confirma o fato de que o ECOFLEX™ não foi reagido com CMPS. Desse modo a reação é também dependente das quantidades relativas das fases poliéster e CMPS presentes. Também, a partir da Tabela 2 (filas 7 e 9), é claramente visto que quando PS é usado me lugar de CMPS, existe muito pouca ou nenhuma ocorrência de reação. Isso sugere que a reação entre os grupos hidroxila no amido e as funcionalidades éster no ECOFLEX™ ocorrem apenas em presença de um catalisador de transesterif icação tal como ácido maleico. Quando poliéster ECOFLEX™ foi reticulado e misturado reativamente com CMPS, em torno de 83% do poliéster foi extraído. Isso podería ser devido ao fato de que certas partes gel (rede) do poliéster reticulado são impermeáveis à reação química.

Exemplo 8 [00051] Diversas amostras de copolimero de enxerto, preparadas utilizando ambos PS e CMPS de acordo com os procedimentos explanados nos Exemplos 1, 3, 4 e 5 foram extrusadas na forma de filmes. Os filmes foram produzidos usando uma unidade de sopro de filmes de parafuso simples Killion™ (Pawcatuck, CT) . 0 diâmetro era de 25,4 mm com uma relação L:D de 25:1. 0 diâmetro interno da matriz era de 50,8 mm com um tamanho de entreferro de 1,5 mm. As condições de processamento de sopro do filme são mostradas na Tabela 3. Tabela 3: Condições de Processamento de Sopro de Filme para copolimeros de enxerto ECOFLEX-(PS/CMPS) [00052] As propriedades de tração dos filmes foram determinadas usando Equipamento de Realização de Testes Mecânicos INSTRON™ equipado com uma célula de carga de 45,4 kg (100 lb) . A velocidade de cruzeta foi de 2,54 cm (1 polegada) por minuto. Amostras retangulares de filme, dimensão 4'xl' foram condicionadas a 23 °C e 50% de umidade relativa por 40 horas antes de serem testadas de acordo com a realização de testes ASTM D-882. Os resultados da realização dos teste são mostrados nas figuras 4, 5 e 6. Foi observado que os valores da resistência de tração e do módulo de elasticidade do copolimero de enxerto ECOFLEX™-PS, contendo cerca de 30% PS, apresenta quase uma redução de seis vezes como comparado aos valores de ECOFLEX™ puro. Todavia, copolimeros de enxerto ECOFLEX™/CMPS e copolimeros de enxerto ECOFLEX™ reticulado/CMPS apresentam valores de tração comparáveis ao LDPE. Também, quando da incorporação de argila na produção de ecoflex™/CMPS, a resistência de tração do filme também melhora até cerca de 19,3-20,7 MPa (2800-3000 psi) (duas vezes tanto quanto ECOFLEX™/CMPS). Os valores de ruptura por elongação do copolimero de enxerto são maiores que ECOFLEX™ e LDPE. As propriedades de rasgamento e de punção, determinadas de acordo com ASTM D1922 e ASTM F1306 respectivamente, foram descobertas serem comparáveis a LDPE. (Tabela 4).

Tabela 4: Propriedades de Rasgamento e de Punção de copolimero de enxerto ECOFLEX-CMPS (70/30) [00053] Os Exemplos acima demonstram que a presente invenção proporcionam novos copolimeros de enxerto à base de amido que utiliza recursos agrícolas que podem ser retornados para a natureza em um modo ambientalmente amigável. Os materiais poliméricos produzidos de acordo com a presente invenção são ambientalmente compatíveis, isto sendo conseguido pelo projeto e construção de materiais totalmente biodegradáveis que são termoplásticos, e que ainda entram em colapso sob as condições ambientais em um modo similar às suas contrapartes lignocelulósicas.

[00054] É pretendido que a descrição apresentada a seguir seja apenas ilustrativa da presente invenção e que a presente invenção esteja limitada apenas pelas reivindicações anexas apresentadas a seguir. - REIVINDICAÇÕES -

Claims (49)

1. COMPOSIÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER, caracterizada por compreender: (a) um amido quimicamente modificado, o amido quimicamente modificado compreendendo um produto de reação de uma combinação reativamente misturada compreendendo: (i) um amido, (ü) um catalisador de trans-esterif icação compreendendo um ou mais de um ácido orgânico dibásico e um seu anidrido, (iii) um plastificante compreendendo um álcool poli-hidrico, e (iv) opcionalmente, um iniciador de radicais livres; e (b) segmentos de um poliéster alifático biodegradável enxertado sobre o amido quimicamente modificado através de uma ligação éster.

2. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o poliéster alifático biodegradável compreender poli(caprolactona).

3. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o poliéster alifático biodegradável compreender um ou mais de poli(ácido lático), poli(lactida), poli(ácido glicólico), e poli(glicolida).

4. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o poliéster alifático biodegradável compreender um ρο1ί(β-hidroxialcanoato).

5. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o poliéster alifático biodegradável compreender em que R é alquila inferior e qrupos aromáticos contendo de 1 a 12 átomos de carbono; n é de 0 a 10; e x é de 200 a 2000.

6. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o poliéster alifático biodeqradável compreender em que n é de 1 a 10 e x é de 200 a 2000.

7. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o amido ser selecionado a partir do qrupo que compreende milho, batata, triqo, arroz, saqu, tapioca, milho ceroso, sorqo e amido de alto teor de amilose, e combinações desses.

8. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o amido ser um amido natural.

9. Composição de copolimero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o catalisador de trans-esterificação ser selecionado a partir do grupo que compreende ácido maleico, ácido succinico, ácido itacônico, ácido ftálico, seus anidridos e misturas desses.

10. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o álcool poli-hidrico ser selecionado a partir do grupo que compreende glicerol, sorbitol, etileno glicol, e misturas desses.

11. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster adicionalmente compreender uma nano-argila selecionada a partir do grupo que compreende montmorilonita, smectita, hectorita, e misturas dessas.

12. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por: (i) o poliéster alifático biodegradável estar presente numa quantidade de 60% a 90% em peso em relação à composição de copolimero de enxerto amido-poliéster; (ii) o amido estar presente numa quantidade de 50% a 80% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado; (iii) o catalisador de trans-esterificação estar presente numa quantidade de 0,1% a 10% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado; (iv) o plastificante estar numa quantidade compreendida entre 10% a 50% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado.

13. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster ser completamente biodegradável.

14. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster ser livre de polímeros não-biodegradáveis.

15. Composição de copolímero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição de copolímero de enxerto amido-poliéster ter sido formada através de combinar reativamente uma mistura compreendendo o amido quimicamente modificado e o poliéster alifático biodegradável numa temperatura que enxerta segmentos do poliéster alifático biodegradável sobre o amido.

16. Composição de copolímero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por a mistura reativamente misturada ser extrusada por fusão numa temperatura entre 100 °C e 200 °C com aquecimento e expulsão da água e do catalisador de trans-esterificação não reagidos na mistura durante a extrusão por fusão da mistura.

17. Composição de copolímero de enxerto amido-poliéster, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por a mistura reativamente misturada ser livre de iniciadores de radicais livres.

18. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER, o processo caracterizado por compreender: (a) fornecimento de um amido quimicamente modificado, o amido quimicamente modificado compreendendo um produto de uma combinação reativamente misturada compreendendo: (i) um amido, (ü) um catalisador de trans-esterif icação compreendendo um ou mais de um ácido orgânico dibásico e um seu anidrido, (iii) um plastificante compreendendo um álcool poli-hídrico, e (iv) opcionalmente, um iniciador de radicais livres; e (b) combinar uma mistura compreendendo (i) o amido quimicamente modificado e (i i) um poliéster alifático biodegradável, a uma temperatura que enxerta segmentos do poliéster alifático biodegradável no amido quimicamente modificado através de uma ligação éster, formando assim a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o poliéster alifático biodegradável compreender poli(caprolactona).

20. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o poliéster alifático biodegradável compreender um ou mais de poli(ácido láctico), poli(lactida), poli(ácido glicólico), e poli(glicolida).

21. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o poliéster alifático biodegradável compreender um poli(β-hidroxialcanoato).

22. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o poliéster alifático biodegradável compreender em que R é alquila inferior e grupos aromáticos contendo de 1 a 12 átomos de carbono; n é de 0 a 10; e x é de 200 a 2000.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o poliéster alifático biodegradável compreender em que n é de 1 a 10 e x é de 200 a 2000.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o amido ser selecionado a partir do grupo que compreende milho, batata, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho ceroso, sorgo e amido de alto teor de amilose, e combinações desses.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por o amido ser um amido natural.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o catalisador de trans-esterificação ser selecionado a partir do grupo que compreende ácido maleico, ácido succínico, ácido itacônico, ácido ftálico, seus anidridos e misturas desses.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o catalisador de trans-esterificação compreender o ácido orgânico dibásico produzido in situ na etapa de mistura (b) pela reação de um anidrido do ácido orgânico dibásico com a água contida no amido.

28. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o álcool poli-hídrico ser selecionado a partir do grupo que compreende glicerol, sorbitol, etileno glicol, e misturas desses.

29. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a mistura reativamente misturada que forma o amido quimicamente modificado compreender um iniciador peróxido como o iniciador de radicais livres.

30. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a mistura da etapa (b) de misturar ser isenta de iniciadores de radicais livres.

31. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster adicionalmente compreender uma nano-argila adicionada ao amido quimicamente modificado, à mistura na etapa (b) de misturar, ou em ambos os mencionados.

32. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por a nano-argila ser selecionada a partir do grupo que compreende montmorilonita, smectita, hectorita, e misturas dessas.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a etapa (b) de mistura compreender: (i) extrusão por fusão da mistura a uma temperatura entre 100 °C e 200 °C e (ii) aquecimento e expulsão da água e do catalisador de trans-esterificação não reagidos na mistura durante a extrusão por fusão da mistura.

34. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a etapa (a) compreender combinar reativamente uma mistura compreendendo: (i) o amido, (ii) o catalisador de trans-esterificação, (iii) o plastificante, e (iv) opcionalmente, o iniciador de radicais livres.

35. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por: (i) o poliéster alifático biodegradável estar presente numa quantidade de 60% a 90% em peso em relação à composição de copolimero de enxerto amido-poliéster; (ii) o amido estar presente numa quantidade de 50% a 80% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado; (iii) o amido ter um teor de umidade de 0,5% a 15% em peso antes da formação do amido quimicamente modificado pela mistura reativa; (iv) o catalisador de trans-esterificação estar presente numa quantidade de 0,1% a 10% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado; (v) o plastificante estar numa quantidade compreendida entre 10% e 50% em peso relativamente ao amido quimicamente modificado.

36. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster ser completamente biodegradável.

37. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a composição de copolimero de enxerto amido-poliéster ser livre de polímeros não-biodegradáveis.

38. COMPOSIÇÃO DE COPOLIMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER, caracterizada por compreender: (a) um amido quimicamente modificado, o amido quimicamente modificado compreendendo um produto de reação de uma combinação reativamente misturada compreendendo: (i) um amido, (ii) um catalisador de trans-esterificação compreendendo um ou mais de um ácido orgânico dibásico e um seu anidrido, (iii) um plastificante compreendendo um álcool poli-hídrico, e (iv) opcionalmente, um iniciador de radicais livres; e (b) segmentos de um copoliéster alifático-aromático biodegradável enxertado sobre o amido quimicamente modificado através de uma ligação éster.

39. Composição de copolimero de enxerto amido- poliéster, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por o amido ser selecionado a partir do grupo que compreende milho, batata, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho ceroso, sorgo e amido de alto teor de amilose, e combinações desses,

40. Composição de copolímero de enxerto araido-poliéster, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por o catalisador de trans-esterificação ser selecionado a partir do grupo que compreende ácido maleico, ácido succínico, ácido itacônico, ácido ftãlico, seus anidridos e misturas desses.

41. Composição de copolímero de enxerto amido- poiiéster, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por o álcool poli-hídrico ser selecionado a partir do grupo que compreende glicerol, sorbitol, etileno glicol, e misturas desses.

42. Composição de copolímero de enxerto araido- poliéster de acordo com a reivindicação 38, cârâcterizada por a composição de copolímero de enxerto amido-poliéster adicionalmente compreender uma nano-argila selecionada a partir do grupo que compreende montmorilonita, smectita, hectorita, e misturas dessas.

43. Composição de copolímero de enxerto amido- políéster, de acordo cora a reivindicação 38, caracterizada por o copoliéster alifático-aromático biodegradável compreender onde a, b e m são de 2 a 8; e x/y está entre 3/2 e 10/1.

44. PROCESSO PARA A PREPARAÇAO DE UMA COMPOSIÇÃO DE COPOLÍMERO DE ENXERTO AMIDO-POLIÉSTER, o processo caracterizado por compreender: (a) fornecimento de um amido quimicamente modificado, o amido quimicamente modificado compreendendo um produto de uma combinação reativamente misturada compreendendo: (i) um amido, (ü) um catalisador de trans-esterif icação compreendendo um ou mais de um ácido orgânico dibásico e um seu anidrido, (iii) um plastificante compreendendo um álcool poli-hidrico, e (iv) opcionalmente, um iniciador de radicais livres; e (b) combinar uma mistura compreendendo (i) o amido quimicamente modificado e {i i) um copoliéster alifático-aromático biodegradável, a uma temperatura que enxerta segmentos do copoliéster alifático-aromático biodegradável no amido quimicamente modificado através de uma ligação éster, formando assim a composição de copolimero de enxerto amido- poliéster.

45. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por o amido ser selecionado a partir do grupo que compreende milho, batata, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho ceroso, sorgo e amido de alto teor de amilose, e combinações desses.

46. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por o catalisador de trans-esterificação ser selecionado a partir do grupo que compreende ácido maleico, ácido succinico, ácido itacônico, ácido ftálico, seus anidridos e misturas desses.

47. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por o álcool poli-hidrico ser selecionado a partir do grupo que compreende glicerol, sorbitol, etileno glicol, e misturas desses.

48. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por a composição de copolímero de enxerto amido-poiiéster adicionalmente compreender uma nano-argila adicionada ao amido quimicamente modificado, à mistura na etapa (b) de misturar, ou em ambos os mencionados.

49. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado por o copoliéster alifático-aromático biodegradável compreender onde a, b e m são de 2 a 8; e x/y está entre 3/2 e 10/1.