CN104995251A - 包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物 - Google Patents

包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN104995251A
CN104995251A CN201380049455.6A CN201380049455A CN104995251A CN 104995251 A CN104995251 A CN 104995251A CN 201380049455 A CN201380049455 A CN 201380049455A CN 104995251 A CN104995251 A CN 104995251A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyolefine
composition
polyolefin compositions
starch
expanding material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380049455.6A
Other languages
English (en)
Inventor
约翰·舍尔斯
马库斯·洛伊夫根斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tristano Pty Ltd
Original Assignee
Tristano Pty Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2012903672A external-priority patent/AU2012903672A0/en
Application filed by Tristano Pty Ltd filed Critical Tristano Pty Ltd
Publication of CN104995251A publication Critical patent/CN104995251A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/16—Applications used for films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/064—VLDPE
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2310/00—Masterbatches

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Protection Of Plants (AREA)

Abstract

本发明涉及包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分的聚烯烃组合物。

Description

包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物
技术领域
一般而言本发明涉及聚烯烃组合物。具体地，本发明涉及包含聚烯烃和降解助剂的聚烯烃组合物、制备该组合物的方法和由其形成的产品。
背景技术
由于聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯的相对低的成本、良好的机械性能和长期稳定性，它们的使用已大量增加。然而，该使用的增加已产生了很多与聚合物处置和环境问题相关的挑战。
一方面，聚烯烃优良的物理性能和长期稳定性使得它们对于用于消费产品制造中是特别有吸引力的。另一方面，当消费产品最终成为填埋地的废弃物时它们的长期稳定性变成了问题。具体而言，聚烯烃在自然环境中不易降解，并且可以持续存在数百年。
因此，一个挑战是开发一种聚烯烃组合物，其在它的消费寿命(即它的“有效寿命”)期间表现出与相应的传统聚烯烃组合物相似(若非相同)的性能，但当其成为废弃物并且进入填埋地时可以更容易地降解。
作为回应，已开发出所谓的“控制降解”聚烯烃组合物。例如，将金属(例如镍、铜、钴)盐与聚烯烃混合从而以受控方式加速其降解。因此，可以用以下方式制备聚烯烃组合物：由其衍生的消费产品的降解时间被安排为与该产品的有效寿命的预期终点同时发生。以这种方式，消费产品当在填埋地中时将更易于降解。
加速聚烯烃降解的试剂(相对于不含该试剂的聚烯烃)，例如上述的金属盐在本领域被称为“降解助剂”。
已示出在聚烯烃组合物中使用降解助剂对加速降解是有效的。
本领域技术人员应当理解，本上下文中术语“降解”旨在表示由聚烯烃组合物制成的产品由于聚烯烃的分子量降低而经历脆化，然后是碎裂或粉碎。这种降解在本领域被称为氧降解(oxo-degradation)，并且不能将其与需要微生物作用的生物降解混淆。
因此，当经历氧降解时聚烯烃的物理性能降低，并且由其制成的产品变脆至它们可以容易地碎裂成较小的块的程度。产生的粉碎的降解产品有利地呈现减小的体积并且因此具有较低的填埋地影响。另外，产品的粉碎使得该聚合物组合物随时间过去更易于受到经由生物降解的生物同化作用。
然而，传统降解助剂的使用在以下方面可能是有问题的：它们本身有毒并且在经降解的聚合物内产生有毒的残余物。例如很多降解助剂是基于有毒重金属盐的。
此外，传统的受控可降解聚烯烃组合物大体上包含高比例的不可再生的石油资源(例如至少聚烯烃)并且因此产生额外的可持续性和环境问题。至少部分由可再生资源制成的可生物降解的聚合物是已知的，但它们通常表现出相对于聚烯烃较差的物理性能。
因此，机会仍然存在于开发替代的聚烯烃组合物，其解决或缓解一个或多个与传统聚烯烃组合物相关的劣势或缺陷，或至少提供一种有效的替代的聚烯烃组合物。
发明内容
因此，本发明提供了一种包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分的聚烯烃组合物。
本领域技术人员将理解，包含聚烯烃和淀粉的组合物因具有相对差的物理和/或降解性能而知名。
现已发现根据本发明的组合物的组分可以被熔融混合以提供聚烯烃组合物，其显示了优良的物理性能，并且还可以被调整为在一段期望的时间之后以受控方式降解。最值得注意的是，该熔融混合的组合物可以保持聚烯烃的有利的物理性能，引入显著的可再生的内含物(例如铁棕榈酸盐和热塑性淀粉)，并且呈现了以受控方式降解的能力。
因此，不仅可以制备根据本发明的组合物以使其以受控方式降解，从而帮助使填埋地的影响最小化，而且该组合物还具有较低的石油化学衍生的内含物。由该组合物制造的消费产品可以呈现该优势，并且在其有效寿命期间仍显示优良的物理性能。
可以以组分的物理共混物、组分的熔融混合共混物或其组合的形式提供根据本发明的组合物。
例如，可以以所有组分的熔融混合共混物的形式提供该组合物。
还可以以两种或更多种熔融混合共混物的物理共混物的形式提供该组合物，各熔融混合共混物由两种或更多种组分制成。例如，组合物可以包含(1)聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合共混物和(2)聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合共混物的物理共混物。组合物还可以包含以下的物理共混物：(1)聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合共混物、(2)聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合共混物和(3)聚烯烃。
还可以以一种或更多种组分与一种或更多种由两种或更多种组分制成的熔融混合共混物的物理混合物的形式提供该组合物。例如，组合物可以包含以下的物理共混物：(1)聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合共混物、(2)聚烯烃、(3)两亲聚合物增容剂和(4)热塑性淀粉和/或其构成组分。
当不是以所有组分的熔融混合共混物的形式提供组合物时，应当理解通常将制备这样的组合物以使其最终被熔融混合并且形成其中所有组分的熔融混合共混物。
当通过熔融混合(a)两种或更多种熔融混合共混物，各熔融混合共混物由两种或更多种组分制备，或一种或更多种组分与一种或更多种由两种或更多种组分制成的熔融混合共混物来制备熔融混合形式的组合物时，可以在该组合物的组分的加工性和总体增容作用方面获得优势。
可以以熔融混合组合物的形式提供/使用热塑性淀粉本身，或可以在组合物的熔融混合期间由其构成组分原位制备热塑性淀粉。因此，根据本发明的组合物可以包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或热塑性淀粉的构成组分，即淀粉和一种或更多种增塑剂。在使用热塑性淀粉的构成组分的情况下，在被熔融混合时组合物中的淀粉和一种或更多种增塑剂将被转化成热塑性淀粉，所得到的熔融混合组合物将包含热塑性淀粉。换言之，在根据本发明的熔融混合组合物中，旨在于在熔融混合期间将预熔融混合组合物中的热塑性淀粉的任何构成组分都基本上转化成热塑性淀粉。
在物理共混物的形式中，本领域技术人员将理解，由于铁棕榈酸盐降解助剂可能未与组合物的其他组分均匀混合，组合物本身可能未表现出受控降解性。
根据本发明的某些组合物可以被描述为包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉的可降解聚烯烃组合物。
被提供为呈“可降解的”聚烯烃组合物的形式意指以熔融混合共混物的形式提供组合物的组分(即聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分)。
因此，本发明还可以被描述为提供可降解的聚烯烃组合物，其包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉作为完整的均质共混物。
本发明还可以被描述为提供可降解的聚烯烃组合物，其包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉的熔融混合共混物。
为了帮助调整在制造之后根据本发明的组合物开始剧烈降解的时间点，在组合物中包含氧化抑制剂可能是期望的。这样的氧化抑制剂在本领域通常被称为“稳定剂”，并且包括酚类抗氧化剂、自由基清除化合物、有机亚磷酸酯和紫外线(UV)吸收化合物。
在一个实施方案中，根据本发明的组合物还包含氧化抑制剂。
本发明的组合物中铁棕榈酸盐作为降解助剂的效率和有效性可以通过控制其粒度而被有利地增强。
在一个实施方案中，铁棕榈酸盐的平均粒度小于1微米，例如在约80nm至约800nm的范围内，或在约80nm至约600nm的范围内。
本发明还提供了制备聚烯烃组合物的方法，该方法包括熔融混合一种或更多种包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物。
在一个实施方案中，方法包括使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物熔融混合。
在另一个实施方案中，方法包括使(1)包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物，与(2)包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合组合物熔融混合。
在另一个实施方案中，方法包括使(1)包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物，与(2)包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉的熔融混合组合物以及(3)聚烯烃熔融混合。
为了帮助描述本发明，方便地将包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉的熔融混合共混物称为“可降解的聚烯烃组合物”。
在一种熔融混合共混物包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉中的两种或更多种但不是所有这些组分的情况下，方便的将其称为“母料(masterbatch)”。例如，聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合共混物，或聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合共混物，可以各自被称为母料。
如将以下更详细地讨论，可以将这样的母料与一种或更多种其他组分一起熔融混合，以形成根据本发明的可降解的聚烯烃组合物。
在不希望被理论限制的情况下，由根据本发明的组合物形成的产品的优良的物理性能被认为至少部分来自该组合物的能力，所述能力提供各组分良好分散和高度增容的混合物。继而，这也被认为提供了对调整由该组合物形成的消费产品开始剧烈降解的时间的优良控制。在本发明的一些实施方案中，该组合物的热塑性淀粉和聚烯烃组分被认为形成了稳定的双连续相形态。
本发明还提供了包含根据本发明的组合物的消费产品。
在一个实施方案中，该消费产品为膜、片或模制品的形式。
根据本发明的组合物特别适合于在制造农用膜中使用。
因此，本发明还提供了包含根据本发明的组合物的农用膜。
以下更详细地描述了本发明的其他方面。
具体实施方式
本文中提及组分的“物理共混物”旨在表示该组分呈现为未熔融混合到一起的仅为添加混合物(add-mixture)。为了避免任何疑问，应当理解“物理共混物”旨在包括其中组分自身是熔融混合共混物的添加混合物。例如，物理共混物可以是两种或更多种单独的熔融混合共混物的混合物。
本文中提及组分的“熔融混合共混物”旨在表示该组分已被熔融混合到一起并且呈现为完整均质物料。
本文中所使用的表达“熔融混合的”、“熔融混合”或其语法上的变形旨在表示至少一种热塑性组分(例如热塑性聚合物)被加热至这样的温度，在该温度下其可以容易地流动并且与一种或更多种其他组分均质混合以形成所结合组分的完整均质物料。
除非另有说明，本文中提及的所有wt.％值是相对于组合物中组分的总结合质量的wt.％值。组合物中组分的总结合质量将代表100wt.％。
本文中所使用的表达“双连续相形态”在热塑性淀粉(TPS)和聚烯烃的相畴的上下文中旨在表示拓扑状态，在该拓扑状态中穿过任一相畴的连续路径可以在不越过任何相畴界的情况下被引至所有的相畴界。用双连续相形态是“稳定的”表示各相畴在熔融处理期间和之后抗聚结。
根据本发明的组合物包含聚烯烃。本文中所使用的术语“聚烯烃”旨在表示乙烯、丙烯、丁烯和其他不饱和脂肪烃，乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)或(甲基)丙烯酸类(例如丙烯酸丁酯、丙烯酸)的均聚物或共聚物。一般而言，聚烯烃将是乙烯、丙烯的聚合物或其共聚物，或是乙烯或丙烯与一种或更多种C4-C12α-烯烃脂肪共聚单体的共聚物。
聚烯烃可以是初始聚合物(即反应器后产物但未被转化成消费产品)或废弃/再循环聚合物。
在一个实施方案中，聚烯烃是聚乙烯均聚物、共聚物或包含一种或更多种聚乙烯均聚物和/或共聚物的共混物。
聚乙烯可以是非常低密度聚乙烯(VLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。
合适的聚乙烯共聚物包括乙烯和一种或更多种C3-C12α-烯烃脂肪族共聚单体的共聚物。该共聚物的α-烯烃含量可以是约0.1％wt/wt至约10％wt/wt。具体的α-烯烃脂肪族共聚单体包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。
在一个实施方案中，聚乙烯共聚物是乙烯和丙烯的共聚物。
在另一个实施方案中，所使用的聚烯烃是聚丙烯均聚物、共聚物或包含一种或更多种聚丙烯均聚物和/或共聚物的共混物。
合适的聚丙烯均聚物包括全同聚丙烯、无规聚丙烯和间同聚丙烯。
合适的聚丙烯共聚物包括丙烯和一种或更多种C2和C4-C12α-烯烃脂肪族共聚单体的共聚物。该共聚物的α-烯烃含量可以是约0.1％wt/wt至约10％wt/wt。具体的α-烯烃脂肪族共聚单体包括乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。
在一个实施方案中，聚丙烯共聚物是丙烯和乙烯的共聚物。
如下文将更详细地讨论，所使用的聚烯烃将是易于经历氧降解的类型。
根据本发明的聚烯烃组合物一般包含约30wt.％至约90wt.％，例如约40wt.％至约70wt.％，或约50wt.％至约80wt.％，或约50wt.％至约60wt.％的量的聚烯烃。
可以以具有两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的母料的形式提供或使用聚烯烃。在这种情况下，将使用约5wt.％至约60wt.％，例如约10wt.％至约45wt.％，或10wt.％至约30wt.％的量的聚烯烃。
可以以具有铁棕榈酸盐的母料的形式提供或使用聚烯烃。在这种情况下，将使用约75wt.％至约99.5wt.％，例如约80wt.％至约98wt.％，或85wt.％至约95wt.％的量的聚烯烃。
在一个实施方案中，所使用的聚烯烃包含具有小于0.905g/cm3的密度的VLDPE。一般而言，该VLDPE具有约0.85g/cm3至0.905g/cm3，例如约0.88g/cm3至0.905g/cm3的密度。VLDPE在本领域也被称为超低密度聚乙烯(ULDPE)，并且通常是乙烯和一种或更多种α-烯烃例如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的共聚物。
VLDPE一般具有在190℃/2.16kg下约0.5g/10分钟至约10g/10分钟的熔体指数。
根据本发明可以使用的合适的VLDPE包括但不限于，具有约0.904g/cm3的密度和在190℃/2.16kg下约4g/10分钟的熔体指数的乙烯/辛烯共聚物，和具有约0.884g/cm3的密度和在190℃/2.16kg下约0.7g/10分钟的熔体指数的乙烯/丁烯共聚物，和具有约0.8985的密度和在190℃/2.16kg下约5g/10分钟的熔体指数的乙烯/丁烯共聚物。
根据本发明的组合物还可以包含一种或更多种具有大于0.905g/cm3的密度的聚乙烯聚合物。例如，组合物可以包含通常特征为具有0.910至0.940g/cm3的密度的低密度聚乙烯(LDPE)。合适等级的LDPE包括但不限于具有在190℃/2.16kg下约0.2g/10分钟至约7g/10分钟的熔体指数的LDPE。
除LDPE之外或不同于LDPE，组合物可以包含通常特征为具有0.915g/cm3至0.925g/cm3的密度的线性低密度聚乙烯(LLDPE)、通常特征为具有0.926g/cm3至0.940g/cm3的密度的中密度聚乙烯(MDPE)和/或通常特征为具有大于或等于0.941g/cm3的密度的高密度聚乙烯(HDPE)。
根据本发明使用的合适等级的VLDPE、LDPE、LLDPE、MDPE、和HDPE可以从市场上获得。
本文中提及聚乙烯聚合物的密度或熔体指数旨在表示根据ASTMD792和ASTM D1238分别测定的密度或熔体指数。
根据本发明的组合物还包含TPS和/或其构成组分。本领域技术人员将理解TPS是包含一种或更多种增塑剂的淀粉的变构形式。因此，本文中所使用的表达“它的构成组分”或“其成分”在TPS的上下文中旨在表示用于制备TPS的单独的成分。
淀粉主要存在于植物的种子、果实、块茎、根和茎髓中，并且是天然来源的由在1-4碳位以糖苷键连接的重复葡糖基构成的聚合物。淀粉由两种类型的α-D-葡萄糖聚合物组成：直链淀粉，具有约1×105的分子量的基本线性聚合物；和支链淀粉，具有1×107数量级的极高分子量的高度支化的聚合物。各重复的葡糖单元通常具有三个自由羟基，由此为聚合物提供了亲水性和反应性官能团。大多数淀粉包含20至30％直链淀粉和70至80％支链淀粉。然而，取决于淀粉的来源直链淀粉对支链淀粉的比率可以显著变化。例如，一些玉米杂交种提供具有100％支链淀粉的淀粉(糯玉米淀粉)，或50至95％的逐渐更高的直链淀粉含量的淀粉。淀粉通常具有约15wt.％的水含量。然而，可以干燥淀粉以减少其水含量至1％以下。
淀粉通常以小颗粒存在，具有约15至45％的结晶度。该颗粒的尺寸可以取决于淀粉的来源而变化。例如，玉米淀粉通常具有约5μm至约40μm的粒度直径，而土豆淀粉通常具有约50μm至约100μm的粒度直径。
该“天然”形式的淀粉也可以经化学改性。化学改性淀粉包括但不限于氧化淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、交联淀粉或这些化学改性的组合(例如醚化且酯化淀粉)。通常通过使淀粉的羟基与一种或更多种试剂反应来制备化学改性淀粉。反应的程度，通常被称为取代度(DS)，可以显著改变改性淀粉相比于相应的天然淀粉的物理化学性质。DS对于天然淀粉被指定为0，而对于完全取代的改性淀粉可以高达3。根据取代基的类型和DS，化学改性淀粉可以显示出相对于天然淀粉显著不同的亲水/疏水性。
天然淀粉和化学改性淀粉两者通常都表现出差的热塑性。为了改善该性能，可以通过本领域公知的方式将淀粉转化成TPS。例如，可以将天然或化学改性淀粉与一种或更多种增塑剂熔融处理。多元醇通常在TPS的制造中用作增塑剂。
因此，本文中提及TPS的wt.％旨在包括TPS的淀粉成分和增塑剂成分两者的总体质量。
TPS可以来自于其的淀粉包括但不限于玉米淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉、高直链淀粉或其组合。
在淀粉经化学改性的情况下，通常其是被醚化或酯化。合适的醚化淀粉包括但不限于用乙基和/或丙基取代的淀粉。合适的酯化淀粉包括但不限于用乙酰基、丙酰基和/或丁酰基取代的淀粉。
在本发明的一个实施方案中，用于制备TPS的淀粉是玉米淀粉或具有DS＞0.1的玉米淀粉乙酸酯。
TPS通常还包含一种或更多种多元醇增塑剂。合适的多元醇包括但不限于：甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，5-己二醇、1，2，6-己三醇、1，3，5-己三醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇、赤藓糖醇，及其乙酸酯、乙氧基化和丙氧基化衍生物。
在一个实施方案中，TPS包含甘油和/或山梨糖醇增塑剂。
TPS的增塑剂含量通常是相对于淀粉组分和增塑剂组分的结合质量的约5wt.％至约50wt.％，例如约10wt.％至约40wt.％，或约10wt.％至约30wt.％。
在物理共混物的形式中，根据本发明的组合物可以包含TPS和/或用于制造TPS的构成组分。在组合物包含制造TPS的构成组分的情况下，应当理解在熔融混合组合物时TPS的构成组分将在原位被转化成TPS。换言之，旨在于熔融混合期间将物理共混物中的任何TPS的构成组分都基本上转化成TPS。
根据本发明的聚烯烃组合物通常包含约5wt.％至约70wt.％，例如约10wt.％至约60wt.％或20wt.％至约50wt.％的量的TPS和/或其构成组分。
可以以具有聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的母料的形式提供或使用TPS和/或其构成组分。在这种情况下，将使用约30wt.％至约80wt.％，例如约40wt.％至约80wt.％或50wt.％至约80wt.％的量的TPS和/或其构成组分。
根据本发明的组合物还包含两亲聚合物增容剂。表达“两亲聚合物”意指具有亲水性和疏水性两者的聚合物。这样的性质可以例如来自具有疏水骨架和以悬挂式共价附接于其上的亲水部分的聚合物、具有一种或更多种亲水嵌段和一种或更多种疏水嵌段的嵌段共聚物结构，或来自包含亲水单体和疏水单体两者聚合残基的无规或统计共聚物。
两亲聚合物在组合物中作为增容剂起作用。本文中“增容剂”表示两亲聚合物用于降低在组合物熔融混合形式中不互溶的聚烯烃相和TPS相之间的界面张力并且促进该聚烯烃相和TPS相的解耦。
本领域技术人员将理解(1)聚烯烃将提供相对疏水的相而TPS将提供相对亲水的相，并且(2)呈现具有高界面张力的多相形态的聚合物组合物易于表现出差的物理和机械性能。因此，根据本发明所使用的两亲聚合物增容剂以组合物的熔融混合形式起作用以使不互溶的聚烯烃相和TPS相之间的界面张力最小化。
合适的两亲聚合物增容剂的实例包括乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯-马来酸酐接枝共聚物、聚(乙烯丙烯酸-乙烯醇)(EAAVA)、聚(丙烯酸)(PAA)、聚(甲基丙烯酸)(PMA)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)和聚(丙烯酰胺-丙烯酸)(PAAA)。
根据本发明的聚烯烃组合物通常包含约0.1wt.％至约15wt.％，例如约0.5wt.％至约10wt.％，约1wt.％至约5％的量的两亲聚合物增容剂。
可以以具有聚烯烃和热塑性淀粉的母料的形式提供或使用两亲聚合物增容剂。在这种情况下，将使用约1wt.％至约30wt.％，例如约2wt.％至约15wt.％，或5wt.％至约15wt.％的量的两亲聚合物增容剂。
在一个实施方案中，两亲聚合物增容剂是EAA。本领域技术人员将理解EAA是乙烯和丙烯酸的共聚物。一般而言，共聚物的丙烯酸含量将是约5％至20％，例如8％至15％。所使用的EAA通常还将具有在190℃/2.16kg下约10g/10分钟至约20g/10分钟的熔体指数。
根据本发明的组合物还将包含铁棕榈酸盐。在组合物中铁棕榈酸盐可以作为促进聚烯烃氧降解的降解助剂起作用。
本领域技术人员将理解聚烯烃的氧降解通过在热和/或光的存在下使聚烯烃暴露于氧而发生。该过程被认为首先涉及通过使聚合物暴露于光和/或热而在聚烯烃骨架上形成自由基物质。然后该自由基物质被认为与氧反应并且引起沿聚烯烃骨架的氢过氧化物质的形成。氢过氧化物质本身是相对稳定的。然而，降解助剂的存在可以加速氢过氧化物质分解成氧自由基。氧自由基非常不稳定，并且迅速促进聚烯烃的断链，导致其分子量的降低并且因此导致聚合物的物理和机械性能的降低(即其降解)。
所使用的铁棕榈酸盐可以呈棕榈酸铁(CAS/20259-32-9)或棕榈酸亚铁(CAS/36215-91-5)的形式。
铁棕榈酸盐是市售的，并且可以例如通过将氯化铁或氯化亚铁与棕榈酸(即十六烷酸)反应而制备。
棕榈酸的特别方便的来源是来自棕榈树的油(棕榈油、棕榈仁油或椰子油)。因此，铁棕榈酸盐可以至少部分来自可再生资源。
所使用的铁棕榈酸盐可以包含一种或更多种其他脂肪酸铁盐。例如，可以使用棕榈油作为制备铁棕榈酸盐的原料。在这种情况下，铁棕榈酸盐的制造还可以产生一种或更多种其他铁脂肪酸盐例如铁油酸盐。
在铁棕榈酸盐与一种或更多种其他铁脂肪酸盐存在于组合物中的情况下，根据本发明可以有利地使用该铁脂肪酸盐混合物。
在一个实施方案中，由棕榈油制造所使用的铁棕榈酸盐。
在一个实施方案中，所使用的铁棕榈酸盐如激光散射所测量的平均粒度为小于1微米，例如约80nm至约800nm，或约80nm至约600nm。
可以使用研磨法提供具有这样的期望粒度范围的铁棕榈酸盐。已发现提供具有至少小于1微米的平均粒度的铁棕榈酸盐有利地促进了化合物的降解助剂活性，帮助该化合物分散遍及熔融处理的组合物，并且增强控制聚烯烃组合物开始剧烈降解的时间点的能力。
使用的/存在的铁棕榈酸盐的量取决于期望聚烯烃组合物开始剧烈降解的时限而变化。一般而言，根据本发明的聚烯烃组合物将包含约0.01wt.％至约4wt.％，例如约0.01wt.％至约2wt.％，约0.01wt.％至约1wt.％的量的铁棕榈酸盐。
可以以具有聚烯烃的母料的形式提供或使用铁棕榈酸盐。在这种情况下，将使用/存在约0.5wt.％至约25wt.％，例如约2wt.％至约20wt.％或5wt.％至约15wt.％的量的铁棕榈酸盐。
本文中所使用的术语“降解作用”、“降解”、“经降解的”或其语法上的变形在聚烯烃组合物的上下文中旨在表示聚烯烃的分子量通过氧降解过程而降低的过程。为了方便，术语“降解作用”、“降解”、“经降解的”或其语法上的变形可以在本文中与术语“氧降解作用”、“氧降解”、“经氧降解的”或其语法上的变形互换使用。
本领域技术人员将理解，聚烯烃的氧降解是在降解助剂存在或不存在的情况下连续发生的过程。然而，在本发明的上下文中重要的是氧降解发生的程度和速率。根据本发明使用铁棕榈酸盐作为降解助剂用于相对于不合铁棕榈酸盐的组合物加速氧降解的程度和速率。考虑到聚烯烃组合物在标准环境条件下可能需要数百年来降解，使用根据本发明的铁棕榈酸盐使该组合物的降解能够在制造之后的期望的和实际的时间点发生。
本领域对于其中聚合物产品具有有效使用寿命的时间段的通常定义为其中产品根据ISO 527-3测量的拉伸强度保持该产品的初始拉伸强度的至少50％的时段。或者，当聚合物产品的通过ASTM D638；IV型哑铃所测量的断裂伸长率小于5％和/或该产品具有使用红外光谱法用1465和1755处的吸收峰的比率所测量的大于或等于0.10的羰基指数时，在本领域中也将该聚合物产品称为已达到了其有效寿命。
因此，根据本发明的组合物被认为在以下时间点已剧烈降解：其中由该组合物形成的产品具有(a)通过ISO 527-3所测量的小于该产品初始拉伸强度的50％的拉伸强度，和/或(b)通过ASTM D638-IV型哑铃所测量的小于5％的断裂伸长率，和/或(c)通过红外光谱法用1465和1755处的吸收峰的比率所测量的大于或等于0.10的羰基指数。
因此，使用本发明的组合物所制造的消费产品将在考虑到具体有效寿命的情况下被设计和出售。换言之，这样的消费产品一般将在有“使用期限”的情况下被出售。该有效寿命将在很大程度上取决于组合物中铁棕榈酸盐的量、所使用的聚烯烃的类型和聚烯烃中铁棕榈酸盐的粒度和分布。
本领域技术人员可以容易地根据本发明配制组合物以满足给定消费产品的有效寿命要求。例如，可以使用不同浓度的铁棕榈酸盐来制备一系列试验组合物。然后可以将该组合物转化成消费产品，该消费产品经历加速老化(例如在烘箱中在80℃下1星期)。然后可以测试产品性能，并且外推该结果(如果需要的话)以确定合适的铁棕榈酸盐的浓度以实现所期望的有效寿命。
为了帮助调整根据本发明的组合物以为消费产品提供指定的有效寿命，该组合物还可以包含一种或更多种氧化抑制剂。这样的试剂可以用于通过各种机制例如使聚烯烃骨架上的碳中心自由基的形成最小化(例如使用UV吸收剂)、自由基清除(例如使用受阻胺和/或酚类抗氧化剂)和氢过氧化物质的非自由基分解(例如使用有机亚磷酸酯)来抑制聚烯烃的氧降解。因此可以与铁棕榈酸盐联合使用该试剂以更精确地控制组合物的降解曲线。
合适的氧化抑制剂的实例包括酚类抗氧化剂、自由基清除剂、有机亚磷酸酯和UV吸收剂。
酚类抗氧化剂和自由基清除剂的具体实例包括Irganox 1010，四(3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯，Irganox 1076，(3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯和Hostanox 03，二[3，3-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁酸]乙烯酯。
有机亚磷酸酯的具体实例包括Irgafos 168，三(2，4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯，Weston TNPP，三(壬基苯基)亚磷酸酯和Weston 705，不含壬基苯酚的亚磷酸酯。
UV吸收剂的具体实例包括Tinuvin 770，二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，和Chimassorb 944，聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]。
在一个实施方案中，以与铁棕榈酸盐的共磨共混物的形式提供氧化抑制剂。在这种情况下，铁棕榈酸盐和氧化抑制剂可以被提供为具有小于1微米，例如约80nm至约800nm或约80nm至约600nm的平均粒度的共磨共混物。
所使用的氧化抑制剂的量将根据所使用的铁棕榈酸盐的量而变化。一般而言，根据本发明的聚烯烃组合物将包含约0.01wt.％至约4wt.％，例如约0.01wt.％至约2wt.％，约0.01wt.％至约1wt.％的量的氧化抑制剂。
可以以具有铁棕榈酸盐和聚烯烃的母料的形式提供或使用氧化抑制剂。在这种情况下，将使用约0.5wt.％至约25wt.％，例如约2wt.％至约20wt.％，或5wt.％至约15wt.％的量的氧化抑制剂。
根据本发明的组合物还可以包含一种或更多种添加剂。这样的添加剂可以包括填料(例如碳酸钙、滑石、粘土(例如蒙脱土)和二氧化钛)；颜料；抗静电剂和加工助剂(例如硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钠、氧化聚乙烯、油酸酰胺、硬脂酸酰胺和芥酸酰胺)。
一般而言，根据本发明的聚烯烃组合物将包含约0.5wt.％至约2wt.％的量的这样的添加剂。
这样的添加剂可以被包括在一种或更多种用于制备聚烯烃组合物的母料中。
可以简单地通过在例如高速混合器中添加-混合各组分来制备以物理共混物形式提供的根据本发明的组合物。可以立刻使用、储存和/或运输然后使用这样的组合物，以提供呈熔融混合共混物形式的根据本发明的组合物。
可以根据本发明的方法制备以熔融混合共混物形式通过的根据本发明的组合物。
根据本发明的方法，一种或更多种包含一种或更多种聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物被一起熔融混合。
可以使用本领域公知的技术和设备进行熔融混合。一般而言，使用连续挤出设备例如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、其他多螺杆挤出机或Farrell连续混合机来实现熔融混合。在合适的温度下将熔融混合进行充足的时间以促进组合物的组分之间的均质混合。本领域技术人员将理解通常在合适的温度范围内进行熔融混合，并且此范围将根据被混合的一种或更多种聚合物的性质而变化。一般而言，根据本发明的组合物将在约150℃至约210℃的温度下被熔融混合。
在待熔融混合的一种或更多种组合物包含TPS的构成组分的情况下，根据本发明的方法在熔融混合期间有利地将这些组分转化成TPS。
根据本发明的方法被熔融混合的组分可以单独地、与一种或更多种其他组分结合地、或以所有组分的物理共混物的形式同时地被引入熔融混合设备中。
在一个实施方案中，根据本发明方法的待熔融混合的组合物首先在高速混合器中被物理混合。例如，该方法可以首先包括在高速混合器中按以下加入顺序混合淀粉、两亲聚合物增容剂、聚烯烃、铁棕榈酸盐和一种或更多种多元醇例如甘油和/或山梨糖醇。在组合物中使用一种或更多种添加剂的情况下，可以在一种或更多种多元醇之前直接加入该添加剂。然后可以将经物理混合的组合物熔融混合。
在另一个实施方案中，该方法包含将包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物熔融混合。
包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物可以是物理共混物或熔融混合共混物。在一个实施方案中其为熔融混合共混物。该组合物还可以包含如本文中所述的一种或更多种添加剂。
包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物可以是物理共混物或熔融混合共混物。在一个实施方案中其为熔融混合共混物。该组合物还可以包含如本文中所述的一种或更多种添加剂。
因此，该方法可以包含将(1)包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物与(2)包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合组合物一起熔融混合。
可以通过熔融混合本文所述的量的包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物来制备包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物。
可以通过熔融混合本文所述的量的包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物来制备包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合组合物。
为了制备根据本发明的聚烯烃组合物，可以使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物(A)与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其成分的组合物(B)以约0.5wt.％至5wt.％(A)对约95wt.％至99.5wt.％(B)的比率熔融混合。
为了制备根据本发明的聚烯烃组合物，可以使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物(A)与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物(B)以及聚烯烃(C)，以约0.5wt.％至5wt.％(A)对约10wt.％至90wt.％(B)对约10wt.％至85wt.％(C)，或约1wt.％至3wt.％(A)对约30wt.％至70wt.％(B)对约25wt.％至70wt.％(C)，或约1wt.％至2.5wt.％(A)对约40wt.％至60wt.％(B)对约35wt.％至65wt.％(C)的比率熔融混合。
可以以母料的形式提供组合物(A)和(B)。
已发现根据本发明的聚烯烃组合物相对于传统的聚烯烃组合物表现出很多有利的特性。例如，根据本发明的熔融混合组合物显示出优良的机械性能，同时可以经调整使得在一段期望的时间之后由该组合物制成的产品变脆并且碎裂成小块。聚合物组合物在一段期望的时间之后的这种剧烈降解可以减轻通常与聚烯烃组合物有关的处置和环境问题。
此外，可以制备组合物以使其包含相对高的淀粉含量，其效果使得该组合物至少部分地更易于经历生物降解。通过组合物降解和碎裂成小块也可以有利地促进该组合物的生物降解。这也减轻了与传统聚烯烃组合物有关的某些处置和环境问题。
此外，使用了可以来源于可再生资源的组分(例如淀粉和铁棕榈酸盐)来制备根据本发明的组合物。这也提供了相对于传统的完全石油化学来源的聚烯烃组合物的环境上的优势。
在不希望被理论限制的情况下，据信由根据本发明的组合物提供的改善的特性，在该组合物在其有效寿命期间的优良的机械性能，和该组合物在一段期望的时间之后有效且效率高地失去该有利机械性能的能力两方面，至少部分是由于构成该组合物的组分的独特共混物与这些组分结合并形成高度增容共混物的能力。
根据本发明的聚烯烃组合物非常适合于制造膜和模制品，期望这些产品在一段期望的时间之后剧烈降解。例如，该组合物在制造包装膜和农用膜例如地膜中特别有用。
参照以下的非限制性实施例进一步描述本发明的实施方案。
实施例
实施例1
在同向旋转双螺杆挤出机中通过熔融混合由中国杭州SageChemical供应的10wt.％的铁棕榈酸盐和90wt.％的熔体指数为2g/10分钟(190℃，2.16kg)的低密度聚乙烯(包括常见的加工助剂和润滑剂)来生产母料A。将熔体温度曲线调整至140/180/180/165/165/160℃，转矩＜80％，螺杆速度300rpm至340rpm，185kg/小时的输出。通过线状模头挤出熔体。将挤出的线料在水浴中冷却、干燥并且切成均一的小球。
实施例2
自下表1中列出的组分生产母料B。首先在高速混合器中按以下加入顺序混合成分：淀粉、LDPE、VLDPE、EAA、硬脂酸钙、硬脂酸、甘油和山梨糖醇。然后在由中国南京Coperion Keya制造的排气式双螺杆挤出机上熔融处理所得到的物理共混物，该排气式双螺杆挤出机具有熔体曲线140/170/175/175/165/155℃，转矩＜80％，螺杆速度320rpm至350rpm，-0.05巴的真空和200kg/小时的输出。将挤出的线料在水浴中冷却、干燥并且切成均一的小球。
表1：母料B
通过干混合三种组分(以2％加入的上述母料A、以30％加入的上述母料B和按下表2的聚烯烃树脂的共混物)来制备根据本发明的可降解的聚烯烃组合物。随后在65mm单螺杆吹膜生产线上处理该干燥共混物以形成35μm厚的膜样品，膜A。
为了产生对照样品，仅由如表2的聚烯烃共混物在65mm吹膜挤出机上生产了第二膜样品，膜B。对于两种样品，膜A和膜B，都使用了以下的处理参数：挤出温度曲线：160℃至180℃，模头温度：175℃，螺杆速度：65rpm，模头直径：120mm和模头间隙：1.5mm。
表2：聚烯烃共混物
然后将两种样品，膜A和膜B都暴露于相同的随机环境条件，例如冷热温度(5℃至35℃)，干湿条件和高紫外线暴露6个月的时段。
表3总结了在初期、2个月之后和4个月之后测试时，样品膜A和膜B的物理特性。
该实施例示出，在暴露于环境60天之后，根据本发明生产的膜样品膜A保持了相当于聚烯烃样品膜B的良好的物理性能。然而，在120天的暴露之后膜A样品示出了物理性能的急剧下降至该样品不够坚固而无法测试的程度，而膜B样品仍然基本完整并且有功能。
贯穿本说明书和其后的权利要求，除非上下文另有要求，词语“包含(comprise)”和例如“包含(comprises)”和包含(comprising)”的变形将被理解为表示包括所述的整数或步骤，或整数或步骤的组，但不排除任何其他的整数或步骤，或整数或步骤的组。
本说明书引用任何在先出版物(或来自其的信息)或任何已知内容，不被认为且不应当被认为是对该在先出版物(或来自其的信息)或已知内容形成在本说明书涉及的领域中的公知常识的一部分的确认或承认或任何形式的暗示。

Claims (19)

1.一种聚烯烃组合物，包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物，其为熔融混合共混物的形式。
3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃组合物，其中所述铁棕榈酸盐以约0.01wt.％至约4wt.％的量存在。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述铁棕榈酸盐的通过激光散射所测量的平均粒度为约80nm至约800nm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚烯烃组合物，还包含氧化抑制剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述聚烯烃包含具有小于0.905g/cm3的密度的非常低密度聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的聚烯烃组合物，其中所述聚烯烃还包含一种或更多种具有大于0.905g/cm3的密度的聚乙烯聚合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述聚烯烃以约40wt.％至约70wt.％的量存在。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述热塑性淀粉和/或其构成组分以约10wt.％至约60wt.％的量存在。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述两亲聚合物增容剂选自乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝共聚物、聚(乙烯-丙烯酸-乙烯醇)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚(丙烯酰胺-丙烯酸)及其组合。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的聚烯烃组合物，其中所述两亲聚合物增容剂以约0.5wt.％至约10wt.％的量存在。
12.一种制备聚烯烃组合物的方法，所述方法包括使一种或更多种组合物熔融混合，所述组合物包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、铁棕榈酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分中的一种或更多种。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的组合物与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物熔融混合。
14.根据权利要求12所述的方法，其中使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物与包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉的熔融混合组合物熔融混合。
15.根据权利要求12所述的方法，其中使包含聚烯烃和铁棕榈酸盐的熔融混合组合物与(1)包含聚烯烃、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的熔融混合组合物以及(2)聚烯烃熔融混合。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述一种或更多种组合物包含氧化抑制剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在熔融混合之前，使所述氧化抑制剂与所述铁棕榈酸盐共研磨。
18.一种包含根据权利要求1所述的组合物的消费产品。
19.一种包含根据权利要求1所述的组合物的农用膜。
CN201380049455.6A 2012-08-24 2013-08-23 包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物 Pending CN104995251A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2012903672A AU2012903672A0 (en) 2012-08-24 Polyolefin composition
AU2012903672 2012-08-24
PCT/AU2013/000938 WO2014028977A1 (en) 2012-08-24 2013-08-23 Polyolefin composition comprising thermoplastic starch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104995251A true CN104995251A (zh) 2015-10-21

Family

ID=50149285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380049455.6A Pending CN104995251A (zh) 2012-08-24 2013-08-23 包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150299432A1 (zh)
CN (1) CN104995251A (zh)
AU (1) AU2013305485B2 (zh)
BR (1) BR112015003917A2 (zh)
CA (1) CA2882755A1 (zh)
MY (1) MY171871A (zh)
PH (1) PH12015500384A1 (zh)
WO (1) WO2014028977A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106832550A (zh) * 2017-02-19 2017-06-13 浙江创远新材有限公司 陶铠瓷化无卤低烟阻燃聚烯烃组合物及其用途
CN109517245A (zh) * 2018-10-11 2019-03-26 福建鸿利印刷材料工贸有限公司 一种可降解复合包装膜及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834087A (zh) * 2014-03-26 2014-06-04 张家港市康旭聚合体有限公司 一种增强母粒
CA2957325C (en) * 2014-08-06 2020-07-14 Henkel IP & Holding GmbH A pack for anaerobic products
WO2016168319A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-20 University Of South Florida Cutin-like materials with advanced functionalities and methods of manufacture
US10716455B1 (en) * 2017-02-03 2020-07-21 Purus International, Inc. Bio-renewable floor mats
EP4130159B1 (en) * 2020-03-25 2024-04-24 Mitsubishi Chemical Corporation Resin composition, method for manufacturing resin composition, molded object, multilayer structure, and packaging body

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258422A (en) * 1992-05-05 1993-11-02 Tredegar Industries, Inc. Compostable thermoplastic compositions
CN101027224A (zh) * 2004-07-19 2007-08-29 Add-X生物技术股份公司 包装材料
CN101443407A (zh) * 2006-05-11 2009-05-27 西巴控股有限公司 用含金属阳离子的化合物改性的聚合物制品
CN101885869A (zh) * 2009-05-15 2010-11-17 金伯利-克拉克环球有限公司 挠性热塑性膜和制品

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216043A (en) * 1991-12-12 1993-06-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Degradable thermophastic compositions and blends with naturally biodegradable polymers
JPH11309366A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Sannopuko Kk 超微粒子脂肪酸金属塩分散液
US6821915B2 (en) * 2000-05-03 2004-11-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Film having high breathability induced by low cross-directional stretch
US20020120241A1 (en) * 2000-12-22 2002-08-29 Tyrrell David John Absorbent articles with hydrophilic compositions containing anionic polymers
WO2013023247A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Polymers Crc Ltd. Degradable polyolefin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258422A (en) * 1992-05-05 1993-11-02 Tredegar Industries, Inc. Compostable thermoplastic compositions
CN101027224A (zh) * 2004-07-19 2007-08-29 Add-X生物技术股份公司 包装材料
CN101443407A (zh) * 2006-05-11 2009-05-27 西巴控股有限公司 用含金属阳离子的化合物改性的聚合物制品
CN101885869A (zh) * 2009-05-15 2010-11-17 金伯利-克拉克环球有限公司 挠性热塑性膜和制品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106832550A (zh) * 2017-02-19 2017-06-13 浙江创远新材有限公司 陶铠瓷化无卤低烟阻燃聚烯烃组合物及其用途
CN109517245A (zh) * 2018-10-11 2019-03-26 福建鸿利印刷材料工贸有限公司 一种可降解复合包装膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013305485B2 (en) 2017-02-09
PH12015500384A1 (en) 2015-04-20
MY171871A (en) 2019-11-05
US20150299432A1 (en) 2015-10-22
AU2013305485A1 (en) 2015-02-26
BR112015003917A2 (pt) 2017-07-04
CA2882755A1 (en) 2014-02-27
WO2014028977A1 (en) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104995251A (zh) 包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物
AU2009276300B2 (en) Compositions comprising thermoplastic starch
Ramis et al. Thermal degradation of polypropylene/starch-based materials with enhanced biodegradability
CA2605971C (en) Thermoplastic starch and synthetic polymer blends and method of making
Luo et al. Effect of gelatinization and additives on morphology and thermal behavior of corn starch/PVA blend films
AU2007278752B2 (en) Masterbatch and polymer composition
Detyothin et al. Effects of molecular weight and grafted maleic anhydride of functionalized polylactic acid used in reactive compatibilized binary and ternary blends of polylactic acid and thermoplastic cassava starch
CA2889204A1 (en) Blending lignin with thermoplastics and a coupling agent or compatibilizer
CN105504704B (zh) 乙醇胺活化钠基蒙脱土/聚合物复合生物降解吹膜树脂及制备方法
JP2003073539A (ja) 高強度生分解性樹脂組成物及び成形品
US20090149606A1 (en) Degradable plastic composition and methods
La Mantia et al. Mechanical properties of recycled polyethylene ecocomposites filled with natural organic fillers
Quintana et al. Compatibilization of co-plasticized cellulose acetate/water soluble polymers blends by reactive extrusion
KR101837493B1 (ko) 셀룰로오스 가소화를 통한 열가소성 셀룰로오스, 이를 이용한 산화생분해 첨가제, 및 그 제조방법
US20090326082A1 (en) Compositions and Methods for Producing Articles from Recycled Materials
EP4071211A1 (en) Biodegradable resin composition and method for producing same
KR101191850B1 (ko) 자연 분해성 왕겨 펠릿의 제조 방법 및 그 제조 방법으로 제조되는 펠릿
KR102579310B1 (ko) 폴리비닐알코올을 포함하는 생분해성 수지 조성물 및 그 제조방법
CN116018375A (zh) 树脂组合物
CN112300477A (zh) 淀粉掺混聚乙烯树脂组合物和使用其的包装材料
Ganji Polyethylene/Starch‐based Biocomposites and Bionanocomposites
US20240150560A1 (en) Thermoplastic starch formulations with nanoparticles or fiber additives to impart improved properties for films and articles
KR20170049973A (ko) 가소화 바이오매스를 이용한 친환경 실리콘 원료 조성물, 및 이의 압출성형품
KR20230165729A (ko) 생분해성 수지 조성물, 생분해성 수지 성형품 및 그 제조방법
TW202409192A (zh) 生物可降解樹脂組合物、生物可降解樹脂成型品及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151021

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication