CN117651719A

CN117651719A - 可熔融加工的可生物降解的纤维素乙酸酯、组合物、熔体和由其制成的熔融成形的制品

Info

Publication number: CN117651719A
Application number: CN202280050597.3A
Authority: CN
Inventors: 贝瑟尼·米歇尔·阿登; 高拉夫·阿马尔普里; 莫尼卡·卡琳·威德曼·博格斯; 迈克尔·尤金·唐尔森; 尼古拉·安妮·赫恩登; 提兰加·普拉巴什·利亚纳·阿拉奇; 史蒂文·托马斯·佩里
Original assignee: Eastman Chemical Co
Current assignee: Eastman Chemical Co
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2024-03-05
Also published as: WO2023003835A1

Abstract

公开了可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素。本发明的可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素的特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV，heated intrinsic viscosity)。还公开了一种稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比M/S，其中，M是选自钙、镁、钾、钠及其组合构成的组的金属的摩尔和，S是硫的摩尔数。还描述了可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素组合物；可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素熔体；和熔融成形的制品。

Description

可熔融加工的可生物降解的纤维素乙酸酯、组合物、熔体和由其制成的熔融成形的制品

背景技术

废物处理是一个众所周知的全球性问题，特别是在可接受的时间限制内不被认为是可生物降解的大量消费品，例如塑料或聚合物。公众希望通过回收、再利用或以其它方式减少循环或垃圾填埋中的废物量来将这些类型的废物并入更新的产品中。这对于一次性使用的塑料制品/材料尤其如此。

随着消费者对一次性塑料如吸管、餐具、即用杯和塑料袋的环境去向的看法正成为全球趋势，全世界范围内的发达国家和发展中国家都在考虑/颁布塑料禁令。例如，仅在美国，禁令就从塑料购物袋扩展到吸管、餐具、掀盖式包装和发泡聚苯乙烯泡沫。其它国家已经采取了更极端的措施，例如列出了十种一次性物品，这些制品将被禁止、限制使用或强制要求在整个欧盟范围内扩大生产者责任。因此，行业领导者、品牌所有者和零售商做出了巨大承诺，在未来几年中实施可回收、可重复使用或可堆肥的包装。尽管在一些应用中可回收材料是期望的，但其它应用使其本身更适于可堆肥和/或可生物降解的材料，例如当制品被食物污染时，或者当由于废物管理系统不足而导致大量泄漏到环境中时。

尽管从环境角度来看，可生物降解和/或可堆肥材料在此类一次性物品的制造中的使用是非常可取的，但给制品制造商带来了特别的问题。历史上，大多数这种制品都是使用不可生物降解的化石燃料基材料制造，并采用熔融加工技术，例如流延、挤出和注塑，其中，将材料熔融成可流动形式，加工并冷却以形成功能性制品。在现有的制造系统中，在没有显著的设备替换、修改或改造成本的情况下，利用可生物降解的原材料(例如一些乙酸纤维素)是困难的。此外，使用可生物降解的材料可能需要的加工条件的变化可能负面影响效率和材料产率。此外，迄今为止，许多可生物降解的原材料替代物在最终用途制品性能和使用寿命方面根本达不到基于化石燃料的选择。例如，用于将乙酸纤维素转化成有用制品的熔融加工步骤可能需要将乙酸纤维素加热至可能缓慢导致颜色形成以及聚合物分子量损失的温度，这可能影响最终制品的热稳定性。

对于具有对于其预期用途的足够性能和熔融加工特性并且可堆肥和/或可生物降解的一次性消费品存在未满足的市场需求。

提供具有这种特性且还具有显著含量的可再生、回收和/或重复使用材料的产品将是有益的。

发明内容

申请人出乎意料地发现，某些熔融稳定的乙酸纤维素令人惊讶地有利于用于制剂热加工。在稳定化形式中，它们在挤出和热成型期间表现出减少的不期望的颜色形成，并且在制剂或组合物中如果有任何分子量降低，则表现出最小的分子量降低。

在第一方面，本发明涉及可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素。本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV，heatedintrinsic viscosity)。

在另一方面，本发明涉及可熔融加工的、可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素。本发明的可熔融加工的、可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾、钠及其组合构成的组的金属的摩尔和，S是硫的摩尔数。

在另一方面，本发明涉及可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物。本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包括(i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)，和(ii)增塑剂。

在另一方面，本发明涉及可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物。本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包括(i)可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾、钠及其组合构成的组的金属的摩尔和，S是硫的摩尔数；和(ii)增塑剂。

在又一方面，本发明涉及乙酸纤维素熔体，其特别用于形成熔融加工的制品。本发明的乙酸纤维素熔体包括i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)和(ii)增塑剂。

在又一方面，本发明涉及乙酸纤维素熔体，其特别用于形成熔融加工的制品。本发明的乙酸纤维素熔体包括i)可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

在又一方面，本发明涉及一种熔融成型的制品。本发明的熔融成型的制品由本发明的乙酸纤维素熔体形成，该熔体包含i)可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)和(ii)增塑剂，或者包含本发明的乙酸纤维素组合物，该组合物包含(i)可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于加热比浓对数黏度(HIV)为至少0.9和(ii)增塑剂。

在又一方面，本发明涉及一种熔融成型的制品。本发明的熔融成型的制品由本发明的乙酸纤维素熔体形成，该熔体包含i)可生物降解的、熔融稳定的稳定化乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

本申请还在各个方面公开了另外的组合物、制品和方法。

附图说明

图1是沿机器方向拍摄的包括本发明泡沫的泡沫横截面的显微照片；以及

图2是沿机器方向拍摄的包括本发明泡沫的泡沫横截面的显微照片。

具体实施方式

在第一方面，本发明涉及可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素。在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)。在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

可用于本发明的乙酸纤维素通常包含以下结构的重复单元：

其中R¹、R²和R³独立地选自氢或乙酰基构成的组。对于纤维素酯，取代水平通常以取代度(DS，degree of substitution)表示，其为每个脱水葡萄糖元(AGU，anhydroglucoseunit)的非OH取代基的平均数。通常，常规纤维素在每个AGU单元中含有三个可被取代的羟基；因此，DS的值可以在0至3之间。天然纤维素是一种大的多糖，即使在制浆和纯化之后，聚合度也在250-5,000之间，因此最大DS为3.0的假设是近似正确的。由于DS是统计平均值，因此值1不能保证每个AGU具有单个取代基。在一些情况下，可能存在未被取代的脱水葡萄糖单元，一些具有两个取代基，一些具有三个取代基，并且通常该值为非整数。总DS定义为每个脱水葡萄糖单元的所有取代基的平均数。每个AGU的取代度也可以指特定的取代基，例如羟基或乙酰基。在实施例中，n是25至250、或25至200、或25至150、或25至100、或25至75的范围内的整数。

在本发明的实施例中，乙酸纤维素具有至少2个脱水葡萄糖环，并且可具有至少50至最多5,000个脱水葡萄糖环，或至少50至小于150个脱水葡萄糖环。每个分子的脱水葡萄糖单元数定义为乙酸纤维素的聚合度(DP，degree of polymerization)。在实施例中，纤维素酯的比浓对数黏度(IV，inherent viscosity)可以为约0.2至约3.0分升/克、或约0.5至约1.8、或约1至约1.5，是在25℃的温度下在100ml 60/40重量比的苯酚/四氯乙烷溶液中对0.25克样品所测量的。在实施例中，可用于本发明的乙酸纤维素的DS/AGU可以为约1至约2.5、或1至小于2.2、或1至小于1.5，且取代酯为乙酰基。

在一个或多个实施例中，乙酸纤维素是熔融稳定的乙酸纤维素。短语“熔融稳定”旨在描述可生物降解的乙酸纤维素，其特征在于以下一者或两者：(i)至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)和/或(ii)至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾和钠的金属构成的组的摩尔和，S是硫的摩尔数。在形成包括熔融稳定的乙酸纤维素作为组分的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物之前，可采用稳定化处理作为单独的步骤。通常，熔融稳定的乙酸纤维素可以例如用一种或多种稳定剂例如C3-C5羟基酸进一步处理。

可用于本发明的乙酸纤维素组合物和熔体是可熔融加工的。短语“可熔融加工的”旨在描述或包括在环境温度/室温下通常以固体形式存在并且在暴露于高温(通常称为熔融温度)时转变和形成可流动熔体的材料，所得可流动熔体(通常为制剂或组合物形式)可使用熔融成型的制品形成方法加工，例如如本文所描述或本领域通常已知的注塑、吹塑、挤出、压型、发泡、流延等。

可用于本发明的乙酸纤维素和熔融稳定的乙酸纤维素是可生物降解的。术语“可生物降解的”通常是指有机分子的生物转化和消耗。可生物降解性是材料本身的固有性质，并且材料可根据其所暴露的特定条件而表现出不同程度的可生物降解性。术语“可崩解的”是指当暴露于某些条件时，材料物理分解成较小碎片的趋势。崩解取决于材料本身以及所测试制品的物理尺寸和构造。利用生态毒性衡量材料对植物生命的影响，并根据标准测试方法制定的程序确定材料中重金属的含量。

本发明的乙酸纤维素可以通过本领域已知的任何方法制备。在Kirk-Othmer，《化学技术百科全书》，第5版第5卷，威利国际科学出版社，纽约(2004)，第394-444页(Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,5th Edition,Vol.5,Wiley-Interscience,New York(2004),pp.394-25444)中教导了通常用于生产纤维素酯的方法的例子。纤维素，用于生产乙酸纤维素的起始材料，可以以不同等级和来源获得，该来源例如从棉短绒、软木浆、硬木浆、玉米纤维和其它农业来源获得，以及细菌纤维素等。

一种制备乙酸纤维素的方法是通过将纤维素与合适的有机酸、酸酐和催化剂混合来酯化纤维素。然后将纤维素转化为纤维素三酯。然后通过向纤维素三酯中加入水-酸混合物进行酯水解，然后可将其过滤以除去任何凝胶颗粒或纤维。然后向混合物中加入水以沉淀出纤维素酯。纤维素酯可以然后用水洗涤以除去反应副产物，随后脱水和干燥。

待水解的纤维素三酯可具有三个乙酰基取代基。这些纤维素酯可以通过本领域技术人员已知的许多方法制备。例如，纤维素酯可以通过在催化剂(如H₂SO₄)的存在下在羧酸和酸酐的混合物中进行纤维素的非均相酰化而制备。纤维素三酯也可以通过将溶解在适当溶剂(如LiCl/DMAc或LiCl/NMP)中的纤维素均相酰化而制备。

本领域技术人员将理解纤维素三酯的商业术语还包括没有被酰基完全取代的纤维素酯。例如，可从美国田纳西州金斯波特的伊士曼化工公司(Eastman ChemicalCompany,Kingsport,TN,U.S.A.)商购的三乙酸纤维素的DS通常为约2.85至约2.99。

在将纤维素酯化成三酯后，可通过水解或醇解除去部分酰基取代基，得到纤维素二酯。如前所述，根据所用的特定方法，酰基取代基的分布可以是随机的或非随机的。通过使用有限量的酰化试剂，也可以不经水解直接制备纤维素二酯。当反应在溶解纤维素的溶剂中进行时，该方法特别有用。所有这些方法都产生可用于本发明的纤维素酯。

在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，或与任何提及的实施例组合，本发明的乙酸纤维素是二乙酸纤维素。二乙酸纤维素的聚苯乙烯当量数均分子量(Mn)可为约10,000至约100,000，是根据ASTM D6474通过凝胶渗透色谱法(GPC，gel permeationchromatography)使用NMP作为溶剂和聚苯乙烯当量Mn测量的。在本文描述的本发明的其它方面或实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包含聚苯乙烯当量数均分子量(Mn)为以下的二乙酸纤维素：10,000-90,000；或10,000至80,000；或10,000至70,000；或10,000至60,000；或10,000至小于60,000；或10,000至小于55,000；或10,000至50,000；或10,000至小于50,000；或10,000至小于45,000；或10,000至40,000；或10,000至30,000；或20,000至小于60,000；或20,000至小于55,000；或20,000至50,000；或20,000至小于50,000；或20,000至小于45,000；或20,000至40,000；或20,000至35,000；或20,000至30,000；或30,000至小于60,000；或30,000至小于55,000；或30,000至50,000；或30,000至小于50,000；或30,000至小于45,000；或30,000至40,000；或30,000至35,000；是根据ASTM D6474通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用NMP作为溶剂测量的。

最常见的商业纤维素二酯是通过纤维素的初始酸催化非均相酰化以形成纤维素三酯来制备的。在得到纤维素三酯在相应羧酸中的均匀溶液后，使纤维素三酯水解直至得到所需的取代度。分离后，得到无规的纤维素二酯。也就是说，在每个羟基处的相对取代度(RDS，relative degree of substitution)大致相等。

本发明的实施例中，乙酸纤维素可以通过用从回收材料(例如回收塑料成分合成气源)获得的反应物将纤维素转化为纤维素酯来制备。在实施例中，这样的反应物可以是纤维素反应物，包括在纤维素的酯化或酰化反应中使用的有机酸和/或酸酐，例如，如本文所讨论的。

本发明的熔融稳定的乙酸纤维素可以以下游加工成组合物、熔体和有用的制品所需的任何物理形式制备。在一个或多个实施例中，可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素为粉末形式。在一个或多个实施例中，可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素为薄片或粒料的形式。

在一个或多个实施例或方面中，本发明的可生物降解的乙酸纤维素的特征在于加热比浓对数黏度(本文也称为HIV)至少为0.9或至少1.0或至少1.05或至少1.1或至少1.15或至少1.2或至少1.25或至少1.3或至少1.35或至少1.4或至少1.45或至少1.5或至少1.55或至少1.6或至少1.65。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素的特征可在于加热比浓对数黏度(HIV)为1.0和2.0之间或1.1和1.8之间或1.15和1.75之间或1.15和1.7之间或1.2和1.7之间。在实施例中，可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素的HIV为1.15至1.7、或1.2至1.7、或1.25至1.7、或1.3至1.7。通常，加热比浓对数黏度是本领域中用于表征材料的熔体流动特性的参数。HIV可以用类似于ASTM方法D 871-91的方法测量，但使用加热方案。在这种方案中，将称量的样品在50℃的初始加热温度下热处理并保持3分钟。然后以20度/分钟(DPM，degrees per minute)的速率升温，直到达到250℃并保持3分钟。后处理，使样品冷却，然后加入丙酮以形成浓度为0.50g/dL的溶液。然后使用30℃的溶液，使用Viscotek Y501C自动黏度计测量相对黏度，使用Solomon-Gatesman方程，以dL/g为单位计算比浓对数黏度。

在一个或多个实施例或方面中，可生物降解的熔融稳定的组合物包含乙酸纤维素，其特征在于加热比浓对数黏度(本文也称为HIV)至少为0.9或至少1.0或至少1.05或至少1.1或至少1.15或至少1.2或至少1.25或至少1.3或至少1.35或至少1.4或至少1.45或至少1.5或至少1.55或至少1.6或至少1.65。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的稳定化乙酸纤维素的特征可在于加热比浓对数黏度(HIV)为1.0和2.0之间或1.1和1.8之间或1.15和1.75之间或1.15和1.7之间或1.2和1.7之间。在实施例中，可熔融加工的、可生物降解的稳定化乙酸纤维素的HIV为1.15至1.7，或1.2至1.7，或1.25至1.7，或1.3至1.7。通常，加热比浓对数黏度是本领域中用于表征材料的熔体流动特性的参数。HIV可根据上述方法测量。

本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素也可使用其它特征或参数来描述。在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20、或小于10的色值(b*)。参数b*是例如在ASTMD 6290-98和ASTM E308-99中描述的CIE L*a*b*颜色测量技术的已知组分。熔融成型的制品的制造商和购买者通常期望低色值和颜色稳定性。在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20、小于10的色值(b*)。

在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素的特征在于通过ICP测定的金属含量。ICP方法是通过将1g酯消化在10mL痕量金属级硝酸(HNO₃)中制备酯样品来进行的。消化进行1小时。然后通过加入1mL内标物并用高纯水将混合物稀释至总量为100mL来处理消化的样品。内标溶液在2％HNO₃中含有10,000μg/mL(ppm)Be、Sc和Y(CASRN 7440-65-5)。然后将样品泵入产生氩等离子体的电感耦合等离子体-光发射光谱仪中。等离子体雾化并激发样品中存在的元素。从激发态产生的发射被检测并用于基于与已知浓度的标准物的响应的比较来量化溶液中这些元素的浓度。

例如，本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征在于以下一种或多种：(i)小于50ppm的钙含量；(ii)小于15ppm的镁含量；(iii)至少5ppm的钠含量；和(iv)至少55ppm的硫含量。申请人已经出乎意料地发现，所述金属含量(单独或组合)可以通过在熔融加工期间保持分子量或通过使分子量降低最小化来改进熔融加工性。在实施例中，乙酸纤维素的钙含量为0至50、或0至45ppm；镁含量为0至20、或0至15、或0至14ppm；钠含量为2至250、或2至240、或5至240ppm；钾含量为0至15或0至10ppm；以及硫含量为50至250、或55至240、或55至230ppm。

在一个或多个实施例中，当为粉末形式时，本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于体积密度为至少25lb/cu.ft、或至少30lb/cu.ft、或25lb/cu.ft-40lb/cu.ft、或30lb/cu.ft-40lb/cu.ft、或不超过40lb/cu.ft。体积密度值可根据ASTMD7481-09或使用将乙酸纤维素倒入配衡量筒中至100mL刻度的方法来确定。酯的重量和体积用于计算以磅/立方英尺为单位的体积密度。

在一个或多个实施例中，当为粉末形式时，本发明可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于表面积为至少4m²/g或至少5m²/g、或至少9m²/g、或4m²/g-20m²/g或5m²/g-20m²/g或9m²/g-20m²/g或不超过20m²/g。可使用常规设备如产生BET表面积值和Langmuir表面积值的Micromeriterics BET分析仪(型号ASAP2020)测量表面积值。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素以及本发明的可熔融加工的、可生物降解的稳定化乙酸纤维素的特征在于纤维支数为至少50或至少70或50-500或70-500或不超过500。短语“纤维支数”通常用于评估或评价乙酸纤维素在其制造后的残余颗粒固体含量。纤维支数是对在由90/10(W/W)二氯甲烷/甲醇组成的溶剂混合物中以8％固体制备的纤维素酯掺杂物测量的。溶解后，将样品倒入20mm路径长度的石英池中。然后通过能够捕获双折射不溶性纤维的图像并对其进行计数的成像系统来分析样品。申请人已经令人惊讶地发现，上述纤维支数出乎意料地转化为改进的熔融加工性。

普通技术人员将理解，以上关于本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素所述的材料表征、要素和特征也可应用和用于表征本文描述的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物、熔体和制品。因此，明确地依赖于对这些表征、要素和特征的描述来支持和描述本文描述的本发明的所有方面的要素和特征。更一般地，明确地依赖于对一个方面的表征、要素和特征的描述来支持和描述关于本文描述的本发明的所有方面的那些要素和特征。

在另一方面，本发明涉及可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包括(i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(HIV)和(ii)增塑剂。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包括(i)可生物降解的、熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾、钠及其组合构成的组的金属的摩尔和，S是硫的摩尔数；和(ii)增塑剂。在实施例中，乙酸纤维素具有1.35至10.0、或1.35至8.0、或1.35至6.0、或1.35至5.0、或1.4至10.0、或1.4至8.0、或1.4至6.0、或1.4至5.0、或1.45至10.0、或1.45至8.0、或1.45至6.0、或1.45至5.0、或1.5至10.0、或1.5至8.0、或1.5至6.0、或1.5至5.0的金属与硫的比。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素(本文有时也称为BCA)和至少一种增塑剂。增塑剂降低乙酸纤维素的熔融温度、Tg和/或熔融黏度。在实施例中，增塑剂是符合食品标准的增塑剂。符合食品标准是指符合适用的食品添加剂和/或食品接触法规，其中，增塑剂被至少一个(国家或地区)食品安全管理机构(或组织)批准使用或认可为安全的，例如在21CFR食品添加剂法规中列出或另外被美国FDA一般认可为安全的(GRAS)。在实施例中，符合食品标准的增塑剂是三醋精。在实施例中，可以考虑的符合食品标准的增塑剂的例子可以包括三醋精、柠檬酸三乙酯、甘油酯(如三丙酸甘油酯、三丁酸甘油酯或三苯甲酸甘油酯)、聚乙二醇、Benzoflex、丙二醇、聚山梨糖醇蔗糖八乙酸酯、乙酰化柠檬酸三乙酯(如乙酰柠檬酸三乙酯)、乙酰柠檬酸三丁酯、Admex、三丙酸甘油酯、Scandiflex、泊洛沙姆共聚物、聚乙二醇琥珀酸酯、己二酸二异丁酯、聚乙烯吡咯烷酮和三苯甲酸乙二醇酯。

在实施例中，增塑剂可以以足以允许可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物在常规熔融加工设备中熔融加工(或热成型)成有用制品例如一次性塑料制品的量存在。在实施例中，增塑剂可以以下量存在：1wt％-40wt％以用于大多数热塑性塑料加工；或15wt％-25wt％、或13wt％-17wt％以用于型材挤出；或19wt％-22wt％以用于片材挤出；或23wt％-27wt％以用于注塑，各自基于乙酸纤维素组合物的重量。在实施例中，基于乙酸纤维素组合物的重量，型材挤出、片材挤出、热成型和注塑可以用13wt％-30wt％、或13wt％-25wt％、或15wt％-30wt％、或15wt％-25wt％范围内的增塑剂水平来完成。在实施例中，乙酸纤维素组合物包含至少一种增塑剂(如本文描述)，其量为1wt％-40wt％、或5wt％-40wt％、或10wt％-40wt％、或13wt％-40wt％、或15wt％-40wt％、或大于15wt％-40wt％、或17wt％-40wt％、或20wt％-40wt％、或25wt％-40wt％、或5wt％-35wt％、或10wt％-35wt％、或13wt％-35wt％、或15wt％-35wt％、或大于15wt％-35wt％、或17wt％-35wt％、或20wt％-35wt％、或5wt％-30wt％、或10wt％-30wt％、或13wt％-30wt％、或15wt％-30wt％、或大于15wt％-30wt％、或17wt％-30wt％、或5wt％-25wt％、或10wt％-25wt％、或13wt％-25wt％、或15wt％-25wt％、或大于15wt％-25wt％、或17wt％-25wt％、或5wt％-20wt％、或10wt％-20wt％、或13wt％-20wt％、或15wt％-20wt％、或大于15wt％-20wt％、或17wt％-20wt％、或5wt％-17wt％、或10wt％-17wt％、或13wt％-17wt％、或15wt％-17wt％、或大于15wt％-17wt％、或5wt％-小于17wt％、或10wt％-小于17wt％、或13wt％-小于17wt％、或15wt％-小于17wt％，所有都基于乙酸纤维素组合物的总重量。在实施例中，乙酸纤维素组合物还包含至少一种填料(如本文描述)，其量为1wt％-60wt％、或5wt％-55wt％、或5wt％-50wt％、或5wt％-45wt％、或5wt％-40wt％、或5wt％-35wt％、或5wt％-30wt％、或5wt％-25wt％、或10wt％-55wt％、或10wt％-50wt％、或10wt％-45wt％、或10wt％-40wt％、或10wt％-35wt％、或10wt％-30wt％、或10wt％-25wt％、或15wt％-55wt％、或15wt％-50wt％、或15wt％-45wt％、或15wt％-40wt％、或15wt％-35wt％、或15wt％-30wt％、或15wt％-25wt％、或20wt％-55wt％、或20wt％-50wt％、或20wt％-45wt％、或20wt％-40wt％、或20wt％-35wt％、或20wt％-30wt％，所有都基于乙酸纤维素组合物的总重量。在实施例中，至少一种增塑剂包括符合食品标准的增塑剂或为符合食品标准的增塑剂。在一个或多个实施例中，符合食品标准的增塑剂包括三醋精或为三醋精。在一个或多个实施例中，填料包括碳酸钙或为碳酸钙。

在实施例中，增塑剂是可生物降解的增塑剂。可生物降解增塑剂的一些例子包括三醋精、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、聚乙二醇、含苯甲酸酯的增塑剂如Benzoflex^TM增塑剂系列、聚(琥珀酸烷基酯)如聚(琥珀酸丁酯)、聚醚砜、己二酸酯基增塑剂、大豆油环氧化物如Paraplex^TM增塑剂系列、蔗糖基增塑剂、癸二酸二丁酯、三丁酸甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、Resolflex^TM增塑剂系列、磷酸三苯酯、甘醇酸酯、聚乙二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二基双(2-甲基丙酸酯)和聚己内酯。

在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，或与本发明提及的任何实施例组合，提供了包含至少一种回收乙酸纤维素的乙酸纤维素组合物，其中，乙酸纤维素在衍生自回收成分材料(例如回收塑料成分合成气)的脱水葡萄糖单元(AU)上具有至少一个取代基。

在一个方面，可生物降解的乙酸纤维素可以与增塑剂以及填料、添加剂、生物聚合物、稳定剂和/或气味调节剂中的至少一种一起配制成乙酸纤维素组合物。添加剂的例子包括蜡、增容剂、生物降解促进剂、染料、颜料、着色剂、光泽控制剂、润滑剂、抗氧化剂、黏度调节剂、抗真菌剂、防雾剂、热稳定剂、冲击改性剂、抗菌剂、软化剂、脱模剂及其组合。应注意，相同类型的化合物或材料可被识别为或包括于乙酸纤维素组合物中的多个类别的组分中。例如，聚乙二醇(PEG)可以作为增塑剂或作为不具有增塑剂功能的添加剂，例如亲水性聚合物或生物降解促进剂，例如，其中较低分子量的PEG具有增塑作用，而较高分子量的PEG作为亲水性聚合物，但没有增塑作用。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含至少一种填料。在实施例中，填料的类型和存在量可提高生物降解性和/或可堆肥性。在实施例中，乙酸纤维素组合物包含至少一种选自以下的填料：碳水化合物(糖和盐)、纤维素和有机填料(木粉、木纤维、大麻、碳、煤颗粒、石墨和淀粉)、矿物和无机填料(碳酸钙、滑石、二氧化硅、二氧化钛、玻璃纤维、玻璃球、氮化硼、三水合铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氧化铝和黏土)、食品废物或副产物(蛋壳、酒糟和咖啡渣)、干燥剂(例如硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、氧化钙)、碱性填料(例如Na₂CO₃、MgCO₃)或这些填料的组合(例如混合物)。在实施例中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种也用作着色剂添加剂的填料。在实施例中，着色剂添加剂填料可以选自：碳、石墨、二氧化钛、遮光剂、染料、颜料、调色剂及其组合。在实施例中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种也用作稳定剂或阻燃剂的填料。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含可生物降解的CA组分和可降解生物的聚合物组分，该可生物降解的CA组分包含至少一种BCA，该可生物降解的聚合物组分包含至少一种其它可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，其它可生物降解的聚合物可以选自聚羟基烷酸酯(PHA和PHB)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和共聚物(例如聚丁二酸-己二酸丁二酯(PBSA))、纤维素酯、纤维素醚、淀粉、蛋白质、其衍生物及其组合。在实施例中，乙酸纤维素组合物包含两种或更多种可生物降解的聚合物。在实施例中，基于乙酸纤维素组合物，乙酸纤维素组合物含有0.1wt％-小于50wt％、或1wt％-40wt％、或1wt％-30wt％、或1wt％-25wt％、或1wt％-20wt％的量的可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，基于BCA和可生物降解的聚合物的总量，乙酸纤维素组合物含有0.1wt％-小于50wt％、或1wt％-40wt％、或1wt％-30wt％、或1wt％-25wt％、或1wt％-20wt％的量的可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，至少一种生物可降解聚合物包含重均分子量(Mw)在10,000至1,000,000、或50,000至1,000,000、或100,000至1,000,000、或250,000至1,000,000、或500,000至1,000,000、或600,000至1,000,000、或600,000至900,000、或700,000至800,000、或10,000至500,000、或10,000至250,000、或10,000至100,000、或10,000至50,000的范围内的PHA，是使用凝胶渗透色谱法(GPC)用折射率检测器并采用二氯甲烷溶剂的聚苯乙烯标准物测量的。在实施例中，PHA可包括聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含可生物降解的CA组分和可降解生物的聚合物组分，该可生物降解的CA组分包含至少一种BCA，该可生物降解的聚合物组分包含至少一种其它可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，其它可生物降解的聚合物可以选自聚羟基烷酸酯(PHA和PHB)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、纤维素酯、纤维素醚、淀粉、蛋白质、其衍生物及其组合。在实施例中，乙酸纤维素组合物包含两种或更多种可生物降解的聚合物。在实施例中，基于乙酸纤维素组合物，乙酸纤维素组合物含有0.1wt％-小于50wt％、或1wt％-40wt％、或1wt％-30wt％、或1wt％-25wt％、或1wt％-20wt％的量的可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，基于BCA和可生物降解的聚合物的总量，乙酸纤维素组合物含有0.1wt％-小于50wt％、或1wt％-40wt％、或1wt％-30wt％、或1wt％-25wt％、或1wt％-20wt％的量的可生物降解的聚合物(除BCA以外)。在实施例中，至少一种生物可降解聚合物包含重均分子量(Mw)在600,000至1,000,000、或600,000至900,000、或700,000至800,000的范围内的PHA，是使用凝胶渗透色谱法(GPC)用折射率检测器并采用二氯甲烷溶剂的聚苯乙烯标准物测量的。在实施例中，PHA可包括聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。

在某些实施例中，乙酸纤维素组合物包含至少一种稳定剂。尽管希望乙酸纤维素组合物是可组合的和/或可生物降解的，但是可以加入一定量的稳定剂以提供选择的保存限期或稳定性，例如对光暴露的稳定性、氧化稳定性或水解稳定性。在各种实施例中，稳定剂可以包括：UV吸收剂、抗氧化剂(抗坏血酸、BHT、BHA等)、其它酸和自由基清除剂、环氧化油例如环氧化大豆油，或其组合。如本文描述，在一个或多个实施例中，本发明的乙酸纤维素可以在单独的步骤中用稳定剂稳定化以形成熔融稳定的乙酸纤维素。

抗氧化剂可分为几类，包括主抗氧化剂和辅助抗氧化剂。通常已知主抗氧化剂基本上用作自由基终止剂(清除剂)。通常已知辅助抗氧化剂在氢过氧化物(ROOH)分解成烷氧基和羟基自由基之前将其分解成非反应性产物。辅助抗氧化剂通常与自由基清除剂(主抗氧化剂)组合使用以实现协同抑制效果，辅助AO用于延长酚类主AO的寿命。

“主抗氧化剂”是通过经由氢转移与过氧化物自由基反应以淬灭自由基而起作用的抗氧化剂。主抗氧化剂通常含有反应性羟基或氨基，例如在受阻酚和仲芳胺中。主抗氧化剂的例子包括BHT、Irganox^TM1010、1076、1726、245、1098、259和1425；Ethanox^TM310、376、314和330；Evernox^TM10、76、1335、1330、3114、MD 1024、1098、1726、120、2246和565；Anox^TM20、29、330、70、IC-14和1315；Lowinox^TM520、1790、22IB46、22M46、44B25、AH25、GP45、CA22、CPL、3HD98、TBM-6和WSP；Naugard^TM431、PS48、SP和445；Songnox^TM1010、1024、1035、1076CP、1135LQ、1290PW、1330FF、1330PW、2590PW和3114FF；和ADK StabAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80和AO-330。

“辅助抗氧化剂”通常称为氢过氧化物分解剂。它们通过与氢过氧化物反应而起作用，将它们分解成非自由基的非反应性且热稳定的产物。它们通常与主抗氧化剂结合使用。辅助抗氧化剂的例子包括有机磷(例如亚磷酸酯(phosphite)、亚膦酸酯(phosphonite))和有机硫类化合物。这些化合物的磷和硫原子与过氧化物反应，将过氧化物转化为醇。辅助抗氧化剂的例子包括Ultranox 626、Ethanox^TM368、326和327；Doverphos^TMLPG11、LPG12、DPS-680、4、10、S480、S-9228、S-9228T；Evernox^TM168和626；Irgafos^TM126和168；Weston^TMDPDP、DPP、EHDP、PDDP、TDP、TLP和TPP；Mark^TMCH 302、CH 55、TNPP、CH66、CH 300、CH301、CH 302、CH 304和CH 305；ADK Stab 2112、HP-10、PEP-8、PEP-36、1178、135A、1500、3010、C和TPP；Weston 439、DHOP、DPDP、DPP、DPTDP、EHDP、PDDP、PNPG、PTP、PTP、TDP、TLP、TPP、398、399、430、705、705T、TLTTP和TNPP；Alkanox 240、626、626A、627AV、618F和619F；和Songnox^TM1680FF、1680PW、6280FF。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含至少一种稳定剂，其中稳定剂包含一种或多种辅助抗氧化剂。在实施例中，稳定剂包含第一稳定剂组分和第二稳定剂组分，该第一稳定剂组分选自一种或多种辅助抗氧化剂，该第二稳定剂组分选自一种或多种主抗氧化剂、柠檬酸或其组合。

在实施例中，稳定剂包含一种或多种辅助抗氧化剂，基于组合物总重量，其量为辅助抗氧化剂总量的0.01wt％-0.8wt％、或0.01wt％-0.7wt％、或0.01wt％-0.5wt％、或0.01wt％-0.4wt％、或0.01wt％-0.3wt％、或0.01wt％-0.25wt％、或0.01wt％-0.2wt％、0.02wt％-0.8wt％、或0.02wt％-0.7wt％、或0.02wt％-0.5wt％、或0.02wt％-0.4wt％、或0.02wt％-0.3wt％、或0.02wt％-0.25wt％、或0.02wt％-0.2或0.05wt％-0.8wt％、或0.05wt％-0.7wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.05wt％-0.25wt％、或0.05wt％-0.2wt％、或0.08wt％-0.8wt％、或0.08wt％-0.7wt％、或0.08wt％-0.5wt％、或0.08wt％-0.4wt％、或0.08wt％-0.3wt％、或0.08wt％-0.25wt％、或0.08wt％-0.2wt％的范围内。在该实施例的一类中，稳定剂包含辅助抗氧化剂，该辅助抗氧化剂为亚磷酸酯化合物。在该实施例的一类中，稳定剂包含辅助抗氧化剂和另一辅助抗氧化剂，该辅助抗氧化剂为亚磷酸酯化合物，该另一辅助抗氧化剂为DLTDP。

在该类的一个亚类中，稳定剂还包含第二稳定剂组分，其包含一种或多种主抗氧化剂，基于组合物的总重量，该主抗氧化剂的量为主抗氧化剂的总量的0.05wt％-0.7wt％、或0.05wt％-0.6wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.6wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.1wt％-0.3wt％的范围内。在该类的一个亚类中，稳定剂还包含第二稳定剂组分，其包含柠檬酸，基于组合物的总重量，该柠檬酸的量为柠檬酸总量的0.05wt％-0.2wt％、或0.05wt％-0.15wt％、或0.05wt％-0.1wt％的范围内。在该类的一个亚类中，稳定剂还包含第二稳定剂组分，其包含一种或多种主抗氧化剂和柠檬酸，其量如本文所讨论。在该类的一个亚类中，基于组合物的总重量，稳定剂包含小于0.1wt％的主抗氧化剂或不含主抗氧化剂。在该类的一个亚类中，基于组合物的总重量，稳定剂包含小于0.05wt％的主抗氧化剂或不含主抗氧化剂。

在实施例中，取决于应用，例如一次性食品接触应用，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种气味改性添加剂。在实施例中，取决于应用和乙酸纤维素组合物中使用的组分，合适的气味改性添加剂可以选自：香草醛、薄荷油(Pennyroyal)M-1178、杏仁、肉桂、香料、香料提取物、挥发性有机化合物或小分子，以及Plastidor。在一个实施例中，气味改性添加剂可以是香草醛。在实施例中，乙酸纤维素组合物可以包括气味改性添加剂，基于组合物的总重量，其量为0.01wt％-1wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.25wt％或0.1wt％-0.2wt％。气味改性添加剂的机理可包括掩盖、捕获、补充或这些的组合。

如上所述，乙酸纤维素组合物可以包括其它添加剂。在实施例中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种增容剂。在实施例中，增容剂可以是非反应性增容剂或反应性增容剂。增容剂可以增强乙酸纤维素或另一种组分达到所需的小粒度的能力，以改进所选组分在组合物中的分散。在这样的实施例中，取决于所需的制剂，可生物降解的乙酸纤维素可以在分散体的连续相或不连续相中。在实施例中，所用增容剂可通过改变可生物降解的乙酸纤维素和另一组分(例如其它可生物降解的聚合物)之间的界面相互作用/结合来改进组合物的机械和/或物理特性。

在实施例中，乙酸纤维素组合物包含增容剂，基于乙酸纤维素组合物的重量，其量为约1wt％-约40wt％、或约1wt％-约30wt％、或约1wt％-约20wt％、或约1wt％-约10wt％、或约5wt％-约20wt％、或约5wt％-约10wt％、或约10wt％-约30wt％、或约10wt％-约20wt％。

在实施例中，如果需要，乙酸纤维素组合物可以包括生物降解剂和/或分解剂，例如，水解助剂或任何有意的降解促进剂添加剂可以加入到或包含在乙酸纤维素组合物中，在可生物降解的乙酸纤维素(BCA)的制造过程中或在其制造之后加入，并且与BCA一起熔融或溶剂共混以制备乙酸纤维素组合物。在实施例中，添加剂可通过释放酸性或碱性残余物促进水解，和/或加速光(UV)或氧化降解和/或促进选择性微生物菌落的生长，以帮助堆肥和土壤介质中的分解和生物降解。除了促进降解之外，这些添加剂可以具有另外的功能，例如改进制品的可加工性或改进所需的机械特性。

可能的分解剂的一组例子包括无机碳酸盐、合成碳酸盐、霞石正长岩、滑石、氢氧化镁、氢氧化铝、硅藻土、天然或合成二氧化硅、煅烧黏土等。在实施例中，可能希望这些添加剂良好地分散在乙酸纤维素组合物基质中。添加剂可以单独使用，或者两种或多种组合使用。

可能的分解剂的另一组例子是用作氧化分解剂的芳族酮，包括二苯甲酮、蒽醌、蒽酮、乙酰二苯甲酮、4-辛基二苯甲酮等。这些芳族酮可以单独使用，或两种或多种组合使用。

其它例子包括用作氧化分解剂的过渡金属化合物，可使用例如钴或镁的盐，例如钴或镁的脂族羧酸(C12-C20)盐，或硬脂酸钴、油酸钴、硬脂酸镁和油酸镁；或锐钛矿型二氧化钛，或二氧化钛。可使用其中金红石和锐钛矿晶体结构均存在于同一颗粒中的混合相二氧化钛颗粒。光活性剂颗粒可具有相对高的表面积，例如约10至约300sq.m/g，或20至200sq.m/g，是通过BET表面积法测量的。如果需要，可以将光活性剂加入到增塑剂中。这些过渡金属化合物可以单独使用，或两种或多种组合使用。

可用作氧化分解剂的稀土化合物的例子包括属于元素周期表3A族的稀土及其氧化物。其具体例子包括铈(Ce)、钇(Y)、钕(Nd)、稀土氧化物、氢氧化物、稀土硫酸盐、稀土硝酸盐、稀土乙酸盐、稀土氯化物、稀土羧酸盐等。更具体的例子包括氧化铈、硫酸铈、硫酸铈铵、硝酸铈铵、乙酸铈、硝酸镧、氯化铈、硝酸铈、氢氧化铈、辛酸铈、氧化镧、氧化钇、氧化钪等。这些稀土化合物可以单独使用，或者两种或更多种组合使用。

在一个实施例中，BCA组合物包括具有促降解功能性以增强生物降解性的添加剂，该添加剂包括含有过渡金属(例如钴、锰和铁)的过渡金属盐或化学催化剂。过渡金属盐可以包括酒石酸盐、硬脂酸盐、油酸盐、柠檬酸盐和氯化盐。添加剂可还包含自由基清除体系和一种或多种无机或有机填料，例如白垩、滑石、二氧化硅、硅灰石、淀粉、棉、再生纸板和植物物质。添加剂还可以包括酶、细菌培养物、膨胀剂、CMC、糖或其它能源。添加剂还可以包括羟胺酯和硫代化合物。

在某些实施例中，其它可能的生物降解和/或分解剂可包括溶胀剂和崩解剂。溶胀剂可以是在吸水后体积增大并对周围基质施加压力的亲水性材料。崩解剂可以是促进基质在水性环境中分解成较小碎片的添加剂。例子包括矿物和聚合物，包括交联或改性的聚合物和可溶胀的水凝胶。在实施例中，BCA组合物可以包括水膨胀矿物或黏土及其盐，例如合成锂皂石和膨润土；亲水性聚合物，例如聚(丙烯酸)和盐、聚(丙烯酰胺)、聚(乙二醇)和聚(乙烯醇)；多糖和树胶，如淀粉、藻酸盐、果胶、壳聚糖、车前子、黄原胶；瓜尔胶、刺槐豆胶；和改性聚合物，如交联PVP、淀粉乙醇酸钠、羧甲基纤维素、糊化淀粉、交联羧甲基纤维素钠；或这些添加剂的组合。

在实施例中，BCA组合物可包含碱性添加剂，该碱性添加剂可增加组合物或由组合物制成(或包含组合物)的制品的分解或降解。可用作氧化分解剂的碱性添加剂的例子包括碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、ZnΟ和碱性Al₂O₃。在实施例中，至少一种碱性添加剂可以是MgO、Mg(OH)₂、MgCO₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃、NaHCO₃、Na₂CO₃、K2CO₃、ZnΟ、KHCO₃或碱性Al₂O₃。在一个方面，碱土金属氧化物、ZnO和碱性Al₂O₃可以用作碱性添加剂。在实施例中，可以使用不同碱性添加剂的组合，或碱性添加剂与其它添加剂的组合。在实施例中，在1wt％的水的混合物/溶液中测量，碱性添加剂的pH在大于7.0至10.0、或7.1至9.5、或7.1至9.0、或7.1至8.5、或7.1至8.0的范围内。

可用作氧化分解剂的有机酸添加剂的例子包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸、苯甲酸、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、草酸盐、苹果酸盐、马来酸、马来酸盐、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸盐、苯甲酸盐及其组合。

其它亲水聚合物或生物降解促进剂的例子可以包括二醇、聚二醇、聚醚和多元醇或其它可生物降解的聚合物，例如聚(乙醇酸)、聚(乳酸)、聚乙二醇、聚丙二醇、聚二恶烷、聚草酸酯、聚(α-酯)、聚碳酸酯、聚酸酐、聚缩醛、聚己内酯、聚(原酸酯)、聚氨基酸、脂族聚酯例如聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、淀粉、再生纤维素或脂族-芳族聚酯例如PBAT。

在实施例中，着色剂的例子可包括炭黑、氧化铁例如红色或蓝色氧化铁、二氧化钛、二氧化硅、镉红、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、氧化铝；和有机颜料，例如偶氮和重氮和三氮颜料、缩合偶氮、偶氮色淀、萘酚颜料、蒽素嘧啶、苯并咪唑酮、咔唑、二酮吡咯并吡咯、黄烷士酮、靛类颜料、异吲哚啉酮、异吲哚啉、异蒽酮紫、金属络合物颜料、恶嗪、苝、芘酮、皮蒽酮、吡唑并喹唑啉酮、喹啉酞酮、三芳基碳鎓颜料、三苯二噁嗪、氧杂蒽、硫靛、靛蒽醌、异靛蒽醌、蒽嵌蒽醌、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯二噁嗪、喹吖啶酮和酞菁系列，尤其酞菁铜及其核卤化衍生物，以及酸色淀、碱性和媒染染料，和异吲哚啉酮颜料，以及植物和植物染料，和任何其它可用的着色剂或染料。

在实施例中，用于调节光泽度和填料的光泽控制剂可包括二氧化硅、滑石、黏土、硫酸钡、碳酸钡、硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等。

合适的阻燃剂可以包括二氧化硅、金属氧化物、磷酸盐、邻苯二酚磷酸盐、间苯二酚磷酸盐、硼酸盐、无机水合物和芳族多卤化物。

抗真菌剂和/或抗细菌剂包括多烯抗真菌剂(例如，纳他霉素、龟裂杀菌素、菲律宾菌素、制霉菌素、两性霉素B、坎底辛和哈霉素)、咪唑抗真菌剂例如咪康唑(可作为从WellSpring制药公司获得)、酮康唑(可作为/>从McNeil消费者保健公司商购获得)、克霉唑(可作为/>和LOTRAMIN/>从默克商购获得和从拜耳商购获得)、益康唑、奥莫康唑、联苯苄唑、布康唑、芬替康唑、异康唑、奥昔康唑、舍他康唑(可作为/>从OrthoDematologics商购获得)、硫康唑和噻康唑；三唑抗真菌剂例如氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、雷夫康唑、泊沙康唑、伏立康唑、特康唑和阿巴康唑、噻唑抗真菌剂(例如阿巴芬净)、烯丙胺抗真菌剂(例如特比萘芬(可作为从诺华消费者健康公司商购获得)、萘替芬(可作为/>从麦氏制药商购获得)和布替萘芬(可作为LOTRAMIN/>从默克商购获得)、棘白菌素抗真菌剂(例如阿尼芬净、卡泊芬净和米卡芬净)、水蓼二醛、苯甲酸、环吡酮、托萘酯(例如可作为从MDS消费者健康公司商购获得)、十一碳烯酸、氟胞嘧啶、5-氟胞嘧啶、灰黄霉素、卤普罗近、辛酸及其任何组合。

用于改变能够使用的生物降解的乙酸纤维素组合物的熔融流动指数或黏度的黏度调节剂包括聚乙二醇、聚丙二醇和甘油。

在实施例中，可包括在BCA组合物中的其它组分可用作脱模剂或润滑剂(例如脂肪酸、乙二醇二硬脂酸酯)、防结块剂或光滑剂(例如脂肪酸酯、金属硬脂酸盐(例如硬脂酸锌)和蜡)、防雾剂(例如表面活性剂)、热稳定剂(例如环氧稳定剂、环氧化大豆油(ESBO)、亚麻籽油和向日葵油的衍生物)、抗静电剂、发泡剂、抗微生物剂、抗冲改性剂或增强纤维。BCA组合物中可存在一种以上的组分。应当注意，在BCA组合物中，另外的组分可以具有不止一种功能。BCA组合物的任何特定添加剂(或组分)的不同(或特定)功能性可以取决于其物理特性(例如，分子量、溶解度、熔融温度、Tg等)和/或这种添加剂/组分在整个组合物中的量。例如，聚乙二醇可以在一个分子量下起增塑剂的作用，或者在另一个分子量下起亲水剂的作用(几乎没有增塑效果或没有增塑效果)。

在实施例中，如果需要，可以加入芳香剂。芳香剂的例子可以包括香料、香料提取物、草本提取物、精油、嗅盐、挥发性有机化合物、挥发性小分子、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸戊酯、戊酸戊酯、乙酸辛酯、月桂烯、香叶醇、橙花醇、柠檬醛、香茅醛、香茅醇、芳樟醇、橙花叔醇、柠檬烯、樟脑、萜品醇、α-紫罗兰酮、侧柏酮、苯甲醛、丁子香酚、异丁子香酚、肉桂醛、乙基麦芽酚、香草、香草醛、肉桂醇、茴香醚、茴香脑、草蒿脑、百里酚、呋喃酮、甲醇、迷迭香、薰衣草、柑橘属、小苍兰、杏花、青叶(greens)、桃子、茉莉、红木、松木、百里香、橡木苔、麝香、香根草、没药树、黑醋栗、佛手柑、葡萄柚、阿拉伯树胶、西番莲、檀香、零陵香豆、柑橘、橙花油、紫罗兰叶、栀子花、红果、依兰树、金合欢(acacia farnesiana)、含羞草、零陵香豆、木材、龙涎香、水仙花、风信子、水仙、黑醋栗芽、鸢尾、覆盆子、幽谷百合、檀香、香根草、雪松木、橙花油、草莓、康乃馨、牛至、蜂蜜、麝猫香、天芥菜、焦糖、香豆素、广藿香、露莓、地百合素(helonial)、芫荽、多香果、劳丹脂、金合欢(cassie)、醛类、兰花、琥珀、鸢尾草、晚香玉、玫瑰草、肉桂、肉豆蔻、苔藓、苏合香、菠萝、毛地黄、郁金香、紫藤、铁线莲、龙涎香、树胶、树脂、麝猫香、李子、海狸香、麝猫香、没药树、天竺葵、玫瑰紫、长寿花、香辣康乃馨、白松香、苦橙叶、鸢尾、金银花、胡椒、覆盆子、安息香、芒果、椰子、橙皮(hesperides)、海狸香、木犀、橡苔、油桃、薄荷、茴香、肉桂、鸢尾草、杏、鸡蛋花、万寿菊、奥图玫瑰、水仙、妥卢香脂、乳香、琥珀、橙花、香根草、愈伤草、白麝香、木瓜、冰糖、菠萝蜜、蜜瓜、莲花、铃兰、桑葚、苦艾、姜、杜松子、乌药(spicebush)、牡丹、紫罗兰、柠檬、酸橙、木槿、白朗姆、罗勒、薰衣草、香脂(balsamics)、何首乌、木犀、卡罗花(karokarunde)、白兰花、马蹄莲、白玫瑰、毛百合、万寿菊、龙涎香、常青藤、草、三叶胶、留兰香、香紫苏、三角叶杨、葡萄、欧洲越橘(brimbelle)、莲花、仙客来、兰花、甘氨酸、提亚蕾花、野姜花、绿色木樨、西番莲花、蓝玫瑰、月桂油、金合欢(cassie)、非洲万寿菊、安纳托利亚玫瑰、奥弗涅水仙、英式金雀花、英式金雀花巧克力、保加利亚玫瑰、中国广藿香、中国栀子花、卡拉布里亚柑橘、科摩罗岛晚香玉、锡兰小豆蔻、加勒比西番莲、大马士革玫瑰、乔治亚桃、白色圣母百合、埃及茉莉、埃及万寿菊、埃塞俄比亚麝猫香、金合欢(Farnesian cassie)、佛罗伦萨鸢尾、法国茉莉、法国长寿花、法国风信子、几内亚橙、圭亚那wacapua、格拉斯橙叶、格拉斯玫瑰、格拉斯晚香玉、海地香根草、夏威夷菠萝、以色列罗勒、印度檀香、印度洋香草、意大利佛手柑、意大利鸢尾、牙买加胡椒、五月玫瑰、马达加斯加依兰树、马达加斯加香草、摩洛哥茉莉、摩洛哥玫瑰、摩洛哥橡木苔、摩洛哥橙花、迈索尔檀香、东方玫瑰、俄罗斯皮革、俄罗斯胡荽、西西里岛柑橘、南非万寿菊、南非零陵香豆、新加坡广藿香、西班牙橙花、西西里岛酸橙、留尼汪岛香根草、土耳其玫瑰、泰国安息香、突尼斯橙花、南斯拉夫橡木苔、弗吉尼亚州雪松木、犹他州西洋蓍草、西印度红木等及其任意组合。

本发明的可熔融加工的组合物和熔体的一个重要的一般特征是通过熔融和熔融加工成熔融成型的制品的出乎意料的稳定性和关键属性的保持。可以证明该特征的参数包括(但不限于)熔融稳定性(如例如通过黏度变化或分子量变化中的一者或两者所证明和量化的)和颜色变化(在本文中也被称为并量化为Δb*)。在测量和评估这些参数中的每一个时，进行给定样品参数的初始测量，并与样品已经熔融和冷却之后该参数的第二测量进行比较。例如，在测量颜色变化Δb*时，通过至少一个温度和时间“循环”来处理样品，该温度和时间“循环”选择为表示用于给定组成的合适的熔融温度和用于制造熔融成型的制品的给定类型的熔融加工处理的典型循环时间。在一个非限制性例子中，测试用于注塑方法的组合物的循环时间可使用～39秒的“常规”循环时间或约78秒的“双倍”循环时间。测试样品可以由组合物整体形成，或者可以是关键组合物组分(例如可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素加上增塑剂)的组合，以更好地分离在解释结果中存在的变量。测试方案的非限制性细节在本文的例子中阐述。

本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的一个重要特征是其在熔融加工期间保持期望水平的特性如分子量、黏度和颜色或使其变化最小化的能力。因此，在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的特征可在于增塑的乙酸纤维素百分比分子量变化(或ΔW)不超过10％或不超过9％或不超过8％或不超过7％，其中，ΔW是计算的绝对值

ΔW＝(W1-W2)/W1×100％

其中，W1是在特定的熔融加工处理之前的第一分子量(Mn)，W2是在特定的熔融加工处理之后的分子量(Mn)。在用于产生本文所述数据的一个非限制性例子中，将增塑的乙酸纤维素样品(其包括乙酸纤维素加上以它们在最终组合物中存在的相对量的增塑剂和酸清除剂)在包括产生熔体并将熔体在240℃下保持20分钟的熔融加工处理之前和之后进行比较。(以下称为特定的ΔW熔融加工处理)。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的特征可在于增塑的乙酸纤维素百分比黏度变化(或ΔV)不超过20％或不超过15％或不超过10％或不超过5％，其中，ΔV是计算的绝对值

ΔV＝(V1-V2)/V1×100％

其中，V1为特定的熔融加工处理之前的第一黏度，V2为特定的熔融加工处理之后的第二黏度。在用于产生本文所述数据的一个非限制性例子中，将增塑的乙酸纤维素样品(其包括乙酸纤维素加上以它们在最终组合物中存在的相对量的增塑剂和酸清除剂)在熔融加工处理之前和之后进行比较，该熔融加工处理包括在流变仪(TA instruments AresMelt流变仪)中在N2下，在220℃下以25弧度/秒处理20分钟，其中V1在t＝0的时间测量，V2在20分钟的时间测量。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物也可使用其它特征或参数来描述。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的特征可在于小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20、或小于10的色值(b*)(在模塑制品如膜、板或盘上测量)。参数b*是例如在ASTM D 6290-98和ASTM E308-99中描述的CIE L*a*b*颜色测量技术的已知组分。熔融成型的制品的制造商和购买者通常期望低色值和颜色稳定性。在一个或多个实施例中，本发明的可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素的特征可在于小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20、小于10的色值(b*)。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的特征可在于不超过8或不超过7或不超过6或不超过5或不超过4的增塑的乙酸纤维素颜色变化(Δb*)，其中，Δb*是计算的绝对值。

Δb*＝b*1-b*2

其中，b*1是在特定的熔融加工处理之前测量的第一b*值，b*2是在特定的熔融加工处理之后测量的第二b*值。在用于产生本文所述的数据的一个非限制性例子中，对增塑的乙酸纤维素样品进行处理，以制备具有b*1的“常规”循环时间的板，并将其与具有b*2的“常规”循环时间两倍的循环时间的板进行比较，如本文所述(在下文中特定的Δb*熔融加工处理)。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物的特征可在于，当组合物用螺旋流模具在指定机筒温度、13.8MPa的模制压力、0.8mm的模具厚度和12.7mm的模具宽度的条件下模制时，在227℃的机筒温度下至少4.25英寸10.8cm、或在238℃的机筒温度下至少12.2cm、或在249℃的机筒温度下至少12.7cm的螺旋流长度。关于螺旋流测试的细节在下面阐述。

具有110吨夹紧力、螺杆直径为32mm的往复式螺杆注塑机器装备有水冷冷流道模具，该模具具有12.7mm宽×0.8mm深×1524mm长的螺旋形模腔。通过8.9cm长的冷浇口(标称直径为1.0cm，锥度为3度)向模腔进料，接着通过2.5cm长的冷流道(标称直径为0.8cm)，接着通过0.6cm宽×1cm厚×3cm长的矩形浇口。对于实验范围控制的变量包括树脂干燥、注射单元机筒温度、模具温度、初始注射速度、注射压力极限、螺杆旋转速度和螺杆回收背压、注射时间和循环时间。

对于变量的每一组合，响应包括熔体在除流道和浇口之外的螺旋形模腔中行进的距离。使注射过程在每组条件下稳定——通常10至15次注射——然后收集10个模制样品的平均报告流动长度。

所有材料都是使用压力控制来模制的，模具温度为63℃，初始注射速度为1in/s，注射单元压力极限为13.8MPa，注射时间为10s，循环时间为38s，最大缓冲为0.1″，螺杆回收转速为150rpm，螺杆回收背压为100psi。

如本文所述，本发明的组合物是可熔融加工的，并且可用于形成熔融成型的制品。因此，在另一方面，本发明涉及可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素熔体。术语“熔体”用于一般性地描述可流动的液体形式的组合物，有时本质上是粘性的，通常是通过将组合物提高到其组分熔体温度或略高于其组分的熔体温度而产生的(与例如加入溶剂以形成分散体、悬浮液或溶液形成对比)。熔体通常是熔融加工以生产熔融成型的制品所必需的形式。

在实施例中，乙酸纤维素组合物是可熔融加工的，并且可以转化成熔体并形成有用的熔融成型的制品。因此，在另一方面，本发明是熔融成型的可生物降解的制品。本发明的熔融成型的可生物降解的制品包括本文所述的本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物或由其形成。由于熔融成型的可生物降解的制品通常由熔融或熔融形式的组合物形成，熔融成型的可生物降解的制品可以可替代地描述为包括本发明的可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素熔体或由其形成。短语“熔融成型”旨在一般地包括可通过熔融成型方法成形的所有有用制品。熔融成型方法的非限制性例子包括注塑、吹塑、挤出、压型、热成型、发泡、流延、3D打印(或增材制造)等。因此，本发明的熔融成型制品可以包括(但不限于)挤出制品、热成形制品、注塑制品、吹塑制品、压型制品、泡沫和泡沫制品、热成形制品、流延制品、3D打印制品等。具体的制品形式可以包括膜、片材、纤维、型材挤出制品如饮用吸管、膨胀或挤出泡沫和相关的泡沫物体等。熔融成型制品还旨在包括具有一个或多个熔融成型组件的制品，例如具有一个或多个熔融成型层的多层层合体。

在一个或多个实施例中，本发明的熔融成型的制品可以是模塑的一次性食品接触制品，包括可生物降解的和/或可堆肥的(即，通过本文所讨论的工业或家庭可堆肥性测试/标准)制品。在实施例中，乙酸纤维素组合物可以是可挤出的、可模塑的、可流延的、可热成型的，或者是可3D打印的。在实施例中，制品是环境非持久性的。“环境非持久性的”是指在达到高级分解水平后，能够被自然微生物种群完全消耗的材料或制品。可生物降解的乙酸纤维素的降解最终导致其转化为二氧化碳、水和生物质。

在实施例中，提供了包含乙酸纤维素组合物(本文讨论)的制品，其最大厚度为至多150密耳、或140密耳、或130密耳、或120密耳、或110密耳、或100密耳、或90密耳、或80密耳、或70密耳、或60密耳、或50密耳、或40密耳、或30密耳、或25密耳、或20密耳、或15密耳、或10密耳的，并且是可生物降解的和可堆肥的。在实施例中，提供了包含乙酸纤维素组合物(本文讨论)的制品，其最大厚度为至多150密耳、或140密耳、或130密耳、或120密耳、或110密耳、至100密耳、或90密耳、或80密耳、或70密耳、或60密耳、或50密耳、或40密耳、或30密耳、或25密耳、或20密耳、或15密耳、或10密耳，并且是环境非持久性的。

在实施例中，本发明的可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素组合物以及熔体和熔融成型的制品包括回收成分。在一个或多个实施例中，回收成分包括可生物降解的乙酸纤维素再磨物(regrind)。术语“再磨物”旨在包括源自改造的废料、内部废料(例如来自制模机、不合格或工业后来源的废料)的材料，其已经被研磨、碾磨、压碎、粉碎等成颗粒或粉末状形式。

在一种或多种实施例中，回收成分是由源自回收材料的反应物提供的，其是BCA上的一个或多个乙酰基的来源。在实施例中，该反应物衍生自回收塑料。在实施例中，反应物衍生自回收塑料成分合成气。“回收塑料成分合成气”是指从利用原料的合成气操作中获得的合成气，该原料含有至少一些回收塑料成分，如下文各种实施例中更充分描述的。在实施例中，可以根据本文描述的用于产生合成气的任何方法来制备回收塑料成分合成气；可以包含或由本文描述的任何合成气组合物或合成气组合物流组成；或可由本文所述的任何原料组合物制成。

在实施例中，(用于合成气操作的)原料可以是一种或多种粒状化石燃料源和粒状回收塑料的组合形式。在一个实施例或在任何提及的实施例中，固体化石燃料源可包括煤。在实施例中，将原料与氧化剂气体一起进料至气化器，并且将原料转化为合成气。

在实施例中，利用回收塑料成分合成气在反应方案中制备至少一种化学中间体以制备回收BCA。在实施例中，回收塑料成分合成气可以是包括合成气、氢气、一氧化碳或其组合的其它来源的原料(用于制备至少一种乙酸纤维素(本文中不时称为CA)中间体)的组分。在一个实施例或任何提及的实施例中，用于制备CA中间体的合成气的唯一来源是回收塑料成分合成气。

在实施例中，使用回收成分合成气(例如回收塑料成分合成气)制备的CA中间体可选自甲醇、乙酸、乙酸甲酯、乙酸酐及其组合。在实施例中，CA中间体可以是以下一个或多个反应中的至少一种反应物或至少一种产物：(1)合成气转化为甲醇；(2)合成气转化为乙酸；(3)甲醇转化为乙酸，例如甲醇羰基化以生产乙酸；(4)由甲醇和乙酸生产乙酸甲酯；和(5)将乙酸甲酯转化为乙酸酐，例如将乙酸甲酯和甲醇羰基化为乙酸和乙酸酐。

在实施例中，使用回收塑料成分合成气来生产至少一种纤维素反应物。在实施例中，使用回收塑料成分合成气来生产至少一种回收BCA。

在实施例中，使用回收塑料成分合成气来制备乙酸酐。在实施例中，首先将包含回收塑料成分合成气的合成气转化为甲醇，然后将该甲醇用于反应方案中以制备乙酸酐。“RPS乙酸酐”是指衍生自回收塑料成分合成气的乙酸酐。衍生自是指至少一些原料源材料(其用于任何反应方案中以制备CA中间体)具有一定含量的回收塑料成分合成气。

在实施例中，RPS乙酸酐用作用于纤维素酯化的CA中间反应物以制备回收BCA，如上文更充分地讨论的。在实施例中，RPS乙酸用作反应物以制备乙酸纤维素或二乙酸纤维素。

在实施例中，回收CA由包含乙酸酐的纤维素反应物制备，该乙酸酐衍生自回收塑料成分合成气。

在实施例中，回收塑料成分合成气包含来自气化原料的气化产物。在一个实施例中，通过使用包含回收塑料的气化原料的气化方法生产气化产物。在实施例中，气化原料包括煤。

在实施例中，气化原料包括液体浆料，该液体浆料包括煤和回收塑料。在实施例中，气化方法包括在氧的存在下气化所述气化原料。

在一个方面，提供了一种回收BCA组合物，其包含至少一种可生物降解的纤维素酯，该生物可降解纤维素酯在脱水葡萄糖单元(AGU)上具有至少一个取代基，该脱水葡萄糖单元衍生自一种或多种化学中间体，该化学中间体的至少一种至少部分地获自回收塑料成分合成气。

在实施例中，回收BCA是可生物降解的，并且含有衍生自可再生来源的成分，例如来自木材或棉短绒的纤维素，和衍生自回收材料来源的成分，例如回收塑料。因此，在实施例中，提供了可熔融加工的材料，该材料是可生物降解的并且含有可再生和回收成分，即由可再生和回收来源制成。

可用于本发明实施例的可生物降解的乙酸纤维素的取代度可以在1.0至2.5的范围内。在一些情况下，如本文描述的乙酸纤维素的平均取代度可以为至少约1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45或1.5和/或不超过约2.5、2.45、2.4、2.35、2.3、2.25、2.2、2.15、2.1、2.05、2.0、1.95、1.9、1.85、1.8或1.75。

在实施例中，可生物降解的乙酸纤维素的数均分子量(Mn)可不超过100,000、或不超过90,000，是使用凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯当量，并使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作为溶剂测量是。在一些情况下，可生物降解的乙酸纤维素的Mn可以为至少约10,000、至少约20,000、25,000、30,000、35,000、40,000或45,000和/或不超过约100,000、95,000、90,000、85,000、80,000、75,000、70,000、65,000、60,000或50,000。

在实施例中，含BCA的制品可以是可生物降解的，并且具有一定程度的降解。降解程度可通过样品在暴露于某些环境条件的给定时间段内的重量损失来表征。在一些情况下，BCA组合物在土壤中埋藏60天后可表现出至少约5％、10％、15％或20％的重量损失，和/或在暴露于典型的城市堆肥机15天后可表现出至少约15％、20％、25％、30％或35％的重量损失。然而，降解速率可根据用途而变化。美国专利No.5,970,988和美国专利No.6,571,802中提供了示例性测试条件。

在一些实施例中，BCA组合物可以为可生物降解的一次性(成型/模制)制品的形式。已经发现，如本文描述的可熔融加工的BCA组合物可以表现出提高的环境非持久性水平，其特征在于在各种环境条件下比预期更好的降解。本文描述的含可熔融加工的BCA的制品可满足或超过国际测试方法和权威机构制定的工业可堆肥性、家庭可堆肥性和/或土壤生物可降解性的合格标准。

要被认为是“可堆肥的”，材料必须满足以下四个标准：(1)根据ISO 14855-1(2012)，在高温(58℃)受控堆肥条件下的测试中，材料应通过生物降解要求，这相当于绝对90％的生物降解或相对于对照聚合物的90％，(2)根据ISO16929(2013)，在好氧堆肥条件下测试的材料必须达到90％的崩解；(3)测试材料必须满足ASTM D6400(2012)、EN 13432(2000)和ISO 17088(2012)规定的关于挥发性固体、重金属和氟的所有要求；和(4)该材料不应对植物生长产生负面影响。如本文所用，术语“可生物降解的”通常是指有机分子的生物转化和消耗。可生物降解性是材料本身的固有特性，并且材料可根据其所暴露的特定条件而表现出不同程度的可生物降解性。术语“可崩解的”是指当暴露于某些条件时，材料物理分解成较小碎片的趋势。崩解取决于材料本身以及所测试制品的物理尺寸和构造。利用生态毒性衡量材料对植物生命的影响，并根据标准测试方法制定的程序确定材料中重金属的含量。

当根据ISO 14855-1(2012)，在环境温度(28℃±2℃)的好氧堆肥条件下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过50天的时间段内表现出至少70％的生物降解。在一些情况下，当在这些条件(也称为“家庭堆肥条件”)下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39、38或37天的时间段内表现出至少70％的生物降解。这些条件可能不是含水的或厌氧的。在一些情况下，当根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测试50天的时间时，CA组合物(或包含其的制品)可表现出至少约71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％或88％的总生物降解。当与经受相同测试条件的纤维素相比时，这可代表至少约95％、97％、99％、100％、101％、102％或103％的相对生物降解。

在根据法国标准NF T 51-800和澳大利亚标准AS 5810的家庭堆肥条件下，要被认为是“可生物降解的”，材料必须表现出总共至少90％的生物降解(例如，与初始样品相比)，或在参比和测试项目均达到平稳状态后，生物降解至少达到合适参比材料的最大降解的至少90％。在家庭堆肥条件下生物降解的最长测试持续时间为1年。根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物可在不超过1年内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过1年内表现出至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或99.5％的生物降解，或CA组合物(或包含其的制品)可在不超过1年内表现出100％的生物降解。

附加地，或在替代方案中，根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在不超过约350、325、300、275、250、225、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60或50天内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下的测试，CA组合物(或包含其的制品)在不超过约70、65、60或50天内可以是至少约97％、98％、99％或99.5％的可生物降解。因此，根据例如法国标准NF T 51-800和澳大利亚标准AS 5810，当家庭堆肥条件下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可被认为是可生物降解的。

当根据ISO 14855-1(2012)在58℃(±2℃)的好氧堆肥条件下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过45天的时间段内表现出至少60％的生物降解。在一些情况下，当在这些条件(也称为“工业堆肥条件”)下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过44、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28或27天的时间段内表现出至少60％的生物降解。这些条件可能不是含水的或厌氧的。在一些情况下，当根据ISO14855-1(2012)在工业堆肥条件下测试45天的时间时，CA组合物(或包含其的制品)可表现出至少约65％、70％、75％、80％、85％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％或95％的总生物降解。当与经受相同测试条件的相同CA组合物(或包含其的制品)相比时，这可代表至少约95％、97％、99％、100％、102％、105％、107％、110％、112％、115％、117％或119％的相对生物降解。

在根据ASTM D6400和ISO 17088的工业堆肥条件下，要被认为是“可生物降解的”，当与对照组或绝对值相比时，在整个项目中至少90％的有机碳(或干质量超过1％的量存在的每一组分)在测试期结束时必须转化为二氧化碳。根据欧洲标准ED 13432(2000)，在参比和测试项目均达到平稳状态后，材料必须表现出至少90％的生物降解总量，或生物降解为合适参比材料的最大降解的至少90％。在工业堆肥条件下生物降解性的最长测试持续时间为180天。根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在不超过180天内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过180天内表现出至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或99.5％的生物降解，或CA组合物(或包含其的制品)可在不超过180天内表现出100％的生物降解。

附加地，或在替代方案中，根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在不超过约175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50或45天内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下的测试，CA组合物(或包含其的制品)在不超过约65、60、55、50或45天内可以是至少约97％、98％、99％或99.5％的可生物降解。因此，当根据ASTM D6400和ISO 17088在工业堆肥条件下测试时，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可被认为是可生物降解的。

根据ISO 17556(2012)在好氧条件下在环境温度下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过130天内在土壤中表现出至少60％的生物降解。在一些情况下，当在这些条件(也称为“土壤堆肥条件”)下测试时，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过130、120、110、100、90、80或75天的时间段内表现出至少60％的生物降解。这些条件可能不是含水的或厌氧的。在一些情况下，当根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测试195天的时间时，CA组合物(或包含其的制品)可表现出至少约65％、70％、72％、75％、77％、80％、82％或85％的总生物降解。当与经受相同测试条件的相同CA组合物(或包含其的制品)相比时，这可代表至少约70％、75％、80％、85％、90％或95％的相对生物降解。

根据的土壤中可生物降解(OKbiodegradable SOIL)合格标志和DINCERTCO的DIN Geprüft在土壤中可生物降解认证方案，在土壤堆肥条件下，要被认为是“可生物降解的”，材料必须表现出总共至少90％的生物降解(例如，与初始样品相比)，或在参比和测试项目均达到平稳状态后，生物降解至少达到合适参比材料的最大降解的至少90％。在土壤堆肥条件下生物降解性的最长测试时间为2年。根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在不超过2年、1.75年、1年、9个月或6个月内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过2年内表现出至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或99.5％的生物降解，或CA组合物(或包含其的制品)可在不超过2年内表现出100％的生物降解。

附加地，或在替代方案中，根据17556(2012)在土壤堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在不超过约700、650、600、550、500、450、400、350、300、275、250、240、230、220、210、200或195天内表现出至少90％的生物降解。在一些情况下，CA组合物(或包含其的制品)在不超过约225、220、215、210、205、200或195天内可以至少约97％、98％、99％或99.5％的生物降解，是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的。因此，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可满足接收的土壤中可生物降解合格标志的要求，并满足DIN CERTCO的DIN Geprüft在土壤中可生物降解认证方案的标准。

在一些实施例中，本发明的CA组合物(或包含其的制品)可包括小于1wt％、0.75wt％、0.50wt％或0.25wt％的未知生物可降解性的组分。在一些情况下，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可以不包括未知生物可降解性的组分。

除了在工业和/或家庭堆肥条件下是可生物降解的之外，如本文描述的CA组合物(或包含其的制品)也可在家庭和/或工业条件下堆肥。如前所描述，如果材料满足或超过EN13432中对生物降解性、崩解能力、重金属含量和生态毒性提出的要求，则认为该材料是可堆肥的。本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可在家庭和/或工业堆肥条件下表现出足够的可堆肥性，以满足从Vinçotte处接收可堆肥(OK compost)和家庭可堆肥(OK compostHOME)合格标志的要求。

在一些情况下，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可具有满足EN 13432(2000)规定的所有要求的挥发性固体浓度、重金属和氟含量。可替代地，CA组合物(或包含其的制品)不会对堆肥质量(包括化学参数和生态毒性测试)产生负面影响。

在一些情况下，根据ISO16929(2013)在工业堆肥条件下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过26周内表现出至少90％的崩解。在一些情况下，在工业堆肥条件下，CA组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可表现出至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或99.5％的崩解，或在工业堆肥条件下，CA组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可表现出100％的崩解。可替代地，或附加地，根据ISO16929测量，在工业堆肥条件下，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过约26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11或10周内表现出至少90％的崩解。在一些情况下，根据ISO16929(2013)测量，在工业堆肥条件下，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)在不超过12、11、10、9或8周内可以是至少97％、98％、99％或99.5％崩解。

在一些情况下，根据ISO16929(2013)在家庭堆肥条件下测量，CA组合物(或包含其的制品)可在不超过26周内表现出至少90％的崩解。在一些情况下，在家庭堆肥条件下，CA组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可表现出至少约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或99.5％的崩解，或在家庭堆肥条件下，CA组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可以是100％崩解。可替代地，或附加地，根据ISO16929(2013)测量，在家庭堆肥条件下，在不超过约26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16或15周内，CA组合物可表现出至少90％的崩解。在一些情况下，根据ISO16929(2013)在家庭堆肥条件下测量，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)在不超过20、19、18、17、16、15、14、13或12周内可以是至少97、98、99或99.5％崩解。

在实施例中或与任何其它实施例组合，当CA组合物形成为厚度为0.13、或0.25、或0.38、或0.51、或0.64、或0.76、或0.89、或1.02、或1.14、或1.27、或1.40、或1.52mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于90％的崩解。在某些实施例中，当CA组合物形成厚度为0.76、或0.89、或1.02、或1.14、或1.27、或1.40、或1.52mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于90％的崩解。在某些实施例中，当CA组合物形成为厚度为0.13、或0.25、或0.38、或0.51、或0.64、或0.76、或0.89、或1.02、或1.14、或1.27、或1.40、或1.52mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于90％、或95％、或96％、或97％、或98％、或99％的崩解。在某些实施例中，当CA组合物形成为厚度为0.13、或0.25、或0.38、或0.51、或0.64、或0.76、或0.89、或1.02、或1.14、或1.27、或1.40、或1.52mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15、或16周后膜表现出大于90％、或95％、或96％、或97％、或98％、或99％的崩解。

在一些实施例中，本文描述的CA组合物(或包含其的制品)可以基本上不含光降解剂。例如，基于CA组合物(或包含其的制品)的总重量，CA组合物(或包含其的制品)可以包括不超过约1、0.75、0.50、0.25、0.10、0.05、0.025、0.01、0.005、0.0025或0.001wt％的光降解剂，或CA组合物(或包含其的制品)可以不包括光降解剂。这种光降解剂的例子包括但不限于用作光氧化催化剂的颜料，并且可选地通过一种或多种金属盐、可氧化促进剂及其组合的存在而增强。颜料可包括涂覆或未涂覆的锐钛矿或金红石二氧化钛，其可单独存在或与一种或多种增强组分(例如各种类型的金属)组合存在。光降解试剂的其它例子包括苯偶姻、苯偶姻烷基醚、二苯甲酮及其衍生物、苯乙酮及其衍生物、醌、噻吨酮、酞菁及其它光敏剂、乙烯-一氧化碳共聚物、芳族酮-金属盐敏化剂及其组合。

在一个方面，提供了包含CA组合物的可生物降解的和/或可堆肥的制品，如本文描述。在实施例中，制品由包含CA组合物的可模塑热塑性材料制成，如本文描述。

在实施例中，制品为一次性食品接触制品。可由CA组合物制备的这种制品的例子包括杯子、托盘、多隔室盘子、蛤壳式包装、糖果棒、膜、片材、托盘和盖子(例如热成型的)、吸管、盘子、碗、分量杯(portion cup)、食品包装、液体携带容器、固体或凝胶携带容器和餐具。在实施例中，制品可以是园艺制品。可由CA组合物制备的这种制品的例子包括植物盆、植物标签、覆盖膜和农业地面覆盖物。在其它实施例中，由CA组合物制备的制品可以被发泡和热成型。例子包括用于蛋白质如家禽、牛肉和鱼的泡沫蛤壳、泡沫盘、泡沫碗、泡沫托盘和泡沫食品包装托盘，以及用于肉类和蔬菜的泡沫零售杂货店托盘。

在另一方面，提供了一种CA组合物，其包含通过集成方法制备的回收BCA，该集成方法包括以下处理步骤：(1)在合成气操作中，利用含有固体化石燃料源和至少一些回收塑料成分的原料制备回收塑料成分合成气；(2)从所述合成气制备至少一种化学中间体；(3)在反应方案中使所述化学中间体反应以制备用于制备回收BCA的至少一种纤维素反应物，和/或选择所述化学中间体作为用于制备回收BCA的至少一种纤维素反应物；和(4)使所述至少一种纤维素反应物反应以制备所述回收BCA；其中所述回收BCA包含在衍生自回收塑料成分合成气的脱水葡萄糖单元(AGU)上的至少一个取代基。

在实施例中，处理步骤(1)至(4)在流体和/或气体连通(即，包括流体和气体连通的组合的可能性)的系统中进行。应当理解，在用于从回收塑料成分合成气开始生产回收BCA的一个或多个反应方案中，化学中间体可暂时储存在储存容器中，并且随后再引入到集成方法系统中。

在实施例中，至少一种化学中间体选自甲醇、乙酸甲酯、乙酸酐、乙酸或其组合。在实施例中，一种化学中间体是甲醇，并且在反应方案中使用甲醇以制备第二化学中间体，即乙酸酐。在实施例中，纤维素反应物为乙酸酐。

在实施例中，可熔融加工的、可生物降解的乙酸纤维素组合物包含BCA(如本文描述)、增塑剂组合物和稳定剂组合物，其中，增塑剂组合物包含一种或多种食品级增塑剂，并且基于纤维素酯组合物的总重量，食品级增塑剂以13wt％-26wt％、或14wt％-26wt％、或15wt％-26wt％、或16wt％-26wt％、或17wt％-26wt％、或13wt％-25wt％、或14wt％-25wt％、或15wt％-25wt％、或16wt％-25wt％、或17wt％-25wt％、或13wt％-23wt％、或14wt％-22wt％、或15wt％-23wt％、或13wt％-20wt％、或14wt％-20wt％、或15wt％-20wt％、或16wt％-20wt％、或17wt％-20wt％、或13wt％-17wt％、或14wt％-17wt％、或15wt％-17wt％、或13wt％-小于17wt％、或14wt％-小于17wt％、或15wt％-小于17wt％的量存在；并且其中稳定剂组合物包含一种或多种辅助抗氧化剂，且基于纤维素酯组合物的总重量，辅助抗氧化剂以0.08wt％-0.8wt％、或0.08wt％-0.7wt％、或0.08wt％-0.6wt％的量存在。在某些实施例中，增塑剂以10wt％-50wt％、或10wt％-45wt％、或10wt％-40wt％、或10wt％-35wt％、或10wt％-30wt％的量存在。

在实施例中，基于纤维素酯组合物的总重量，增塑剂组合物包含的三醋精的量为10wt％-35wt％、或10wt％-30wt％、或10wt％-26wt％、或10wt％-25wt％、或10wt％-23wt％、或10wt％-20wt％、或10wt％-17wt％、或10wt％-15wt％、或10wt％-14wt％、或10wt％-13wt％、或10wt％-12wt％、或11wt％-35wt％、或11wt％-30wt％、或11wt％-26wt％、或11wt％-25wt％、或11wt％-23wt％、或11wt％-20wt％、或11wt％-17wt％、或11wt％-15wt％、或11wt％-14wt％、或11wt％-13wt％、或12wt％-35wt％、或12wt％-30wt％、或12wt％-26wt％、或12wt％-25wt％、或12wt％-23wt％、或12wt％-20wt％、或12wt％-17wt％、或12wt％-15wt％、或12wt％-14wt％、或13wt％-35wt％、或13wt％-30wt％、或13wt％-26wt％、或13wt％-25wt％、或13wt％-23wt％、或13wt％-20wt％、或13wt％-17wt％、或13wt％-15wt％、或14wt％-35wt％、或14wt％-30wt％、或14wt％-26wt％、或14wt％-25wt％、或14wt％-23wt％、或14wt％-20wt％、或14wt％-17wt％、或14wt％-16wt％、或15wt％-35wt％、或15wt％-30wt％、或15wt％-26wt％、或15wt％-25wt％、或15wt％-23wt％、或15wt％-20wt％、或15wt％-17wt％、或16wt％-35wt％、或16wt％-30wt％、或16wt％-26wt％、或16wt％-25wt％、或16wt％-23wt％、或16wt％-20wt％、或16wt％-18wt％、或17wt％-35wt％、或17wt％-30wt％、或17wt％-26wt％、或17wt％-25wt％、或17wt％-23wt％、或17wt％-20wt％、或17wt％-19wt％、或18wt％-35wt％、或18wt％-30wt％、或18wt％-26wt％、或18wt％-25wt％、或18wt％-23wt％、或18wt％-20wt％、或19wt％-35wt％、或19wt％-30wt％、或19wt％-26wt％、或19wt％-25wt％、或19wt％-23wt％、或19wt％-21wt％、或20wt％-35wt％、或20wt％-30wt％、或20wt％-26wt％、或20wt％-25wt％、或20wt％-23wt％、或20wt％-22wt％、或21wt％-35wt％、或21wt％-30wt％、或21wt％-26wt％、或21wt％-25wt％、或21wt％-23wt％、或21wt％-23wt％、或22wt％-35wt％、或22wt％-30wt％、或22wt％-26wt％、或22wt％-25wt％、或22wt％-24wt％、或23wt％-35wt％、或23wt％-30wt％、或23wt％-26wt％、或23wt％-25wt％、或24wt％-35wt％、或24wt％-30wt％、或24wt％-26wt％、或25wt％-35wt％、或25wt％-30wt％、或25wt％-27wt％。

在某些实施例中，基于纤维素酯组合物的总重量，增塑剂组合物包含15wt％-20wt％、或16wt％-19wt％的量的三醋精；且稳定剂组合物包含0.05wt％-0.6wt％、或0.05wt％-0.55wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.07wt％-0.6wt％、或0.07wt％-0.55wt％、或0.07wt％-0.5wt％、或0.07wt％-0.4wt％、或0.07wt％-0.3wt％、或0.08wt％-0.6wt％、或0.08wt％-0.55wt％、或0.08wt％-0.5wt％、或0.08wt％-0.4wt％、或0.08wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.6wt％、或0.1wt％-0.55wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.1wt％-0.3wt％、或0.15wt％-0.6wt％、或0.15wt％-0.55wt％、或0.15wt％-0.5wt％、或0.15wt％-0.4wt％、或0.15wt％-0.3wt％、或0.2wt％-0.6wt％、或0.2wt％-0.55wt％、或0.2wt％-0.5wt％、或0.2wt％-0.4wt％的量的一种或多种辅助抗氧化剂，和0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.2wt％-0.4wt％的量的一种或多种主抗氧化剂，其中wt％基于纤维素酯组合物的总重量。在该实施例的一类中，一种或多种辅助抗氧化剂包括亚磷酸酯化合物(例如，Weston 705T或Doverphos S-9228T)、DLTDP或其组合，且一种或多种主抗氧化剂包括Irganox 1010、BHT或其组合。在实施例中，纤维素酯组合物在注塑期间的正常循环时间后的b*值小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20、或小于15(如实例中描述)；或在注塑期间将循环时间加倍之后的b*值小于40、或小于35、或小于30、或小于25、或小于20(如在实例中描述)。

在实施例中，基于纤维素酯组合物的总重量，增塑剂组合物以10wt％-23wt％、或10wt％-20wt％、或10wt％-小于17wt％、或10wt％-15wt％、或10wt％-14wt％、或10wt％-13wt％、或11wt％-23wt％、或11wt％-20wt％、或11wt％-小于17wt％、或11wt％-15wt％、或11wt％-14wt％、或11wt％-13wt％、或12wt％-23wt％、或12wt％-20wt％、或12wt％-小于17wt％、或12wt％-15wt％、或12wt％-14wt％、或12wt％-13wt％、或13wt％-23wt％、或13wt％-20wt％、或13wt％-小于17wt％、或大于15wt％-23wt％、或17wt％-23wt％、或17wt％-20wt％的量包含平均分子量为200-10,000、或200-8,000、或200-6,000、或200-5,000、或200-4,000、或200-3,000、或200-2,000、或200-1,000、或200-800、或200-600、或200-500、或200-400、或200-300、或300-5,000、或300-4,000、或300-3,000、或300-2,000、或300-1,000、或300-800、或300-600、或300-500、或300-400、或400-2,000、或400-1,000、或400-800、或400-600、或400-500、或500-2,000、或500-1,000、或500-800、或600-600道尔顿的聚乙二醇。

在实施例中，增塑剂组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇，基于纤维素酯组合物的总重量，其量为10wt％-23wt％、或10wt％-20wt％、或10wt％-小于17wt％、或10wt％-15wt％、或10wt％-14wt％、或10wt％-13wt％、或11wt％-23wt％、或11wt％-20wt％、或11wt％-小于17wt％、或11wt％-15wt％、或11wt％-14wt％、或11wt％-13wt％、或12wt％-23wt％、或12wt％-20wt％、或12wt％-小于17wt％、或12wt％-15wt％、或12wt％-14wt％、或12wt％-13wt％、或13wt％-23wt％、或13wt％-20wt％、或13wt％-小于17wt％、或大于15wt％-23wt％、或17wt％-23wt％、或17wt％-20wt％；并且稳定剂组合物包含一种或多种辅助抗氧化剂，基于纤维素酯组合物的总重量，其量为0.01wt％-0.8wt％、或0.05wt％-0.6wt％、或0.05wt％-0.55wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.07wt％-0.6wt％、或0.07wt％-0.55wt％、或0.07wt％-0.5wt％、或0.07wt％-0.4wt％、或0.07wt％-0.3wt％、或0.08wt％-0.6wt％、或0.08wt％-0.55wt％、或0.08wt％-0.5wt％、或0.08wt％-0.4wt％、或0.08wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.6wt％、或0.1wt％-0.55wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.1wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.2wt％、或0.15wt％-0.6wt％、或0.15wt％-0.55wt％、或0.15wt％-0.5wt％、或0.15wt％-0.4wt％、或0.15wt％-0.3wt％、或0.2wt％-0.6wt％、或0.2wt％-0.55wt％、或0.2wt％-0.5wt％、或0.2wt％-0.4wt％。在该实施例的一类中，一种或多种辅助抗氧化剂包括亚磷酸酯化合物(例如，Weston 705T或Doverphos S-9228T)、DLTDP或其组合。在该实施例的另一类中，稳定剂组合物还包含一种或多种主抗氧化剂(例如Irganox 1010或BHT)、柠檬酸或其组合，其中基于乙酸纤维素组合物的总重量，一种或多种主抗氧化剂以0.1wt％-0.5wt％或0.1wt％-0.4wt％的量存在，且其中基于乙酸纤维素组合物的总重量，柠檬酸以0.05wt％-0.2wt％或0.05wt％-0.15wt％的量存在。

在实施例中，增塑剂组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇，基于纤维素酯组合物的总重量，其量为10wt％-小于17wt％、或10wt％-15wt％、或10wt％-14wt％、或10wt％-13wt％、或11wt％-小于17wt％、或11wt％-15wt％、或11wt％-14wt％、或11wt％-13wt％、或12wt％-小于17wt％、或12wt％-15wt％、或12wt％-14wt％、或12wt％-13wt％、或13wt％-小于17wt％、或14wt％-小于17wt％、或15wt％-小于17wt％；且稳定剂组合物包含一种或多种辅助抗氧化剂，基于纤维素酯组合物总重量，其量为0.05wt％-0.6wt％、或0.05wt％-0.55wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.07wt％-0.6wt％、或0.07wt％-0.55wt％、或0.07wt％-0.5wt％、或0.07wt％-0.4wt％、或0.07wt％-0.3wt％、或0.08wt％-0.6wt％、或0.08wt％-0.55wt％、或0.08wt％-0.5wt％、或0.08wt％-0.4wt％、或0.08wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.6wt％、或0.1wt％-0.55wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.1wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.2wt％、或0.15wt％-0.6wt％、或0.15wt％-0.55wt％、或0.15wt％-0.5wt％、或0.15wt％-0.4wt％、或0.15wt％-0.3wt％、或0.2wt％-0.6wt％、或0.2wt％-0.55wt％、或0.2wt％-0.5wt％、或0.2wt％-0.4wt％。

在实施例中，增塑剂组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇，基于纤维素酯组合物的总重量，其量为大于15wt％-23wt％、或大于15wt％-20wt％；且稳定剂组合物包含第一稳定剂组分，该第一稳定剂组分包含一种或多种辅助抗氧化剂，基于纤维素酯组合物的总重量，其量为0.05wt％-0.6wt％、或0.05wt％-0.55wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.05wt％-0.4wt％、或0.05wt％-0.3wt％、或0.07wt％-0.6wt％、或0.07wt％-0.55wt％、或0.07wt％-0.5wt％、或0.07wt％-0.4wt％、或0.07wt％-0.3wt％、或0.08wt％-0.6wt％、或0.08wt％-0.55wt％、或0.08wt％-0.5wt％、或0.08wt％-0.4wt％、或0.08wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.6wt％、或0.1wt％-0.55wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.1wt％-0.4wt％、或0.1wt％-0.3wt％、或0.1wt％-0.2wt％、或0.15wt％-0.6wt％、或0.15wt％-0.55wt％、或0.15wt％-0.5wt％、或0.15wt％-0.4wt％、或0.15wt％-0.3wt％、或0.2wt％-0.6wt％、或0.2wt％-0.55wt％、或0.2wt％-0.5wt％、或0.2wt％-0.4wt％；和第二稳定剂组分，其包含一种或多种主抗氧化剂(例如，Irganox 1010或BHT)、柠檬酸或其组合，其中基于乙酸纤维素组合物的总重量，一种或多种主抗氧化剂(如果存在)以0.1wt％-0.5wt％或0.1wt％-0.4wt％的量存在，且其中基于乙酸纤维素组合物的总重量，柠檬酸(如果存在)以0.05wt％-0.2wt％或0.05wt％-0.15wt％的量存在。

PEG/MPEG特定组合物

本申请还公开了一种组合物，其包含：(1)乙酸纤维素，其中乙酸纤维素的乙酰基取代度(“DS_Ac”)在2.2至2.6的范围内，和(2)17wt％-23wt％的聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇组合物，其平均分子量为300道尔顿至550道尔顿，其中组合物是可熔融加工的、可生物降解的和可崩解的。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物包含平均分子量为350至550道尔顿的聚乙二醇。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，乙酸纤维素的数均分子量(“Mn”)在10,000至90,000道尔顿的范围内，是通过GPC测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，乙酸纤维素的数均分子量(“Mn”)在30,000至90,000道尔顿的范围内，是通过GPC测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，乙酸纤维素的数均分子量(“Mn”)在40,000至90,000道尔顿的范围内，是通过GPC测量的。

在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于5％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于10％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于20％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于30％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于50％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后膜表现出大于70％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。

在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于30％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于50％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于70％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后膜表现出大于95％的崩解。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物还包含至少一种附加组分，该附加组分选自填料、添加剂、生物聚合物、稳定剂或气味改性剂。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物还包含填料，基于所述组合物的总重量，其量为1wt％-60wt％。在该实施例的一类中，填料是碳水化合物、纤维素填料、无机填料、食品副产物、干燥剂、碱性填料或其组合。

在该类的一个亚类中，填料是无机填料。在该亚类的一个亚亚类中，无机填料是碳酸钙。

在该类的一个亚类中，填料是碳水化合物。在该类的一个亚类中，填料是纤维素填料。在该类的一个亚类中，填料是食品副产物。在该类的一个亚类中，填料是干燥剂。在该类的一个亚类中，填料是碱性填料。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，基于组合物总重量，组合物还包含0.001wt％-1wt％的量的气味改性添加剂。在该实施例的一类中，气味改性添加剂是香草醛、薄荷油M-1178、杏仁、肉桂、香料、香料提取物、挥发性有机化合物或小分子或Plastidor。在该类的一个亚类中，气味改性添加剂是香草醛。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，基于组合物的总量，组合物还包含0.01wt％-5wt％的量的稳定剂。在该实施例的一类中，稳定剂是UV吸收剂、抗氧化剂(例如抗坏血酸、BHT、BHA等)、酸清除剂、自由基清除剂、环氧化油(例如环氧化大豆油、环氧化亚麻籽油、环氧化向日葵油)或其组合。

本申请还公开了一种包含组合物的制品，该组合物包含：(1)乙酸纤维素，其中乙酸纤维素的乙酰基取代度(“DS_Ac”)在2.2至2.6的范围内，和(2)17wt％-23wt％的聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇组合物，其平均分子量为300道尔顿至550道尔顿，其中组合物是可熔融加工的、可生物降解的和可崩解的。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，组合物包含平均分子量为350至550道尔顿的聚乙二醇。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品由定向方法、挤出方法、注塑方法、吹塑方法或热成型方法形成。在该实施例的一类中，制品由定向方法形成。在该类的一个亚类中，定向方法是单轴拉伸方法或双轴拉伸方法。

在该实施例的一类中，制品由挤出方法形成。在该实施例的一类中，制品由注塑方法形成。在该实施例的一类中，制品由吹塑方法形成。在该实施例的一类中，制品由热成型方法形成。在该类的一个亚类中，用于形成制品的膜或片材为10至160密耳厚。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于10％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于8％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于6％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于5％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于4％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于3％的雾度。在一个实施例中，当制品为透明的时，制品表现出小于2％的雾度。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当制品是透明的时，制品表现出小于1％的雾度。

在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于30％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于50％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于70％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于80％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例的组合中，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，制品在12周后表现出大于95％的崩解。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度为0.8mm或更小。在一个实施例中，制品的厚度为0.76mm或更小。

本申请还公开了一种包含组合物的制品，该组合物包含：(1)乙酸纤维素，其中乙酸纤维素的乙酰基取代度(“DS_Ac”)在2.2至2.6的范围内，和(2)13wt％-23wt％的聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇组合物，其平均分子量为300道尔顿至550道尔顿，和(3)0.01wt％-1.8wt％的选自环氧化大豆油、辅助抗氧化剂或组合的添加剂，其中组合物是可熔融加工的、可生物降解的和可崩解的。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，添加剂以0.01wt％-1wt％、或0.05wt％-0.8wt％、或0.05wt％-0.5wt％、或0.1wt％-1wt％存在。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，添加剂是环氧化大豆油，其以0.1wt％-1wt％、或0.1wt％-0.5wt％、或0.5wt％-1wt％、或0.3wt％-0.8wt％存在。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，添加剂是辅助抗氧化剂，其以0.01wt％-0.8wt％、或0.01wt％-0.4wt％、或0.4wt％-0.8wt％、或0.2wt％-0.6wt％存在。

在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素组合物是可发泡的组合物，在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的、可发泡的组合物包括(i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于加热比浓对数黏度(HIV)为至少0.9；(ii)增塑剂；(iii)至少一种成核剂；(iv)至少一种发泡剂，其选自物理发泡剂和化学发泡组合物构成的组，该化学发泡组合物包含化学发泡剂和载体聚合物。在一个或多个实施例中，本发明的可熔融加工的、可生物降解的、可发泡的组合物包括(i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾、钠及其组合构成的组的金属的摩尔和，S是硫的摩尔数；(ii)增塑剂；(iii)至少一种成核剂；(iv)至少一种发泡剂，其选自物理发泡剂和化学发泡组合物构成的组，该化学发泡组合物包含化学发泡剂和载体聚合物。在一个或多个实施例中，可发泡的组合物包含：(1)乙酰基取代度(DS_Ac)在2.2至2.6之间的乙酸纤维素；(2)5wt％-40wt％的增塑剂；(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；和(4)0.1wt％-3wt％的化学发泡组合物，其包含：(i)25wt％-75wt％的发泡剂，和(ii)25wt％-75wt％的熔点不超过150℃的载体聚合物，其中发泡剂和载体聚合物的比例基于化学发泡组合物的总重量；其中乙酸纤维素、增塑剂、成核剂和化学发泡组合物的比例基于可发泡组合物的总重量。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于100℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于102℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于104℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于106℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于110℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物表现出大于115℃的热变形温度，是使用DMA在0.45MPa、2％伸长率和1Hz频率下测量的。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，发泡剂包括碳酸氢钠、柠檬酸或其组合。在该实施例的一类中，发泡剂包括碳酸氢钠。在该实施例的一类中，发泡剂包括柠檬酸。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，载体聚合物包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯或其组合。在该实施例的一类中，载体聚合物包括聚丁二酸丁二醇酯。在该实施例的一类中，载体聚合物包括聚己内酯。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，增塑剂包括三醋精、柠檬酸三乙酯或PEG400。

在该实施例的一类中，增塑剂在13wt％-23wt％、或17wt％-23wt％的范围内存在。在该实施例的一类中，增塑剂在13wt％-30wt％、或15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括三醋精。

在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-23wt％、或15wt％-23wt％、或17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-30wt％、或15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括柠檬酸三乙酯。在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-23wt％、或15wt％-23wt％、或17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-30wt％、或15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括PEG400。在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-小于17wt％、或17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在13wt％-30wt％、或15wt％-30wt％的范围内存在。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，成核剂包括硅酸镁、二氧化硅、氧化镁或其组合。在该实施例的一类中，成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。在该实施例的一类中，成核剂包含中值粒度小于1.5微米的颗粒组合物。在该实施例的一类中，成核剂包含中值粒度小于1.1微米的颗粒组合物。

在该实施例的一类中，成核剂包括硅酸镁。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.5微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.1微米的颗粒组合物。

在该实施例的一类中，成核剂包括二氧化硅。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.5微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.1微米的颗粒组合物。

在该实施例的一类中，成核剂包括氧化镁。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.5微米的颗粒组合物。在该类的一个亚类中，成核剂包含中值粒度小于1.1微米的颗粒组合物。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。在一个实施例中，成核剂包含中值粒度小于1.5微米的颗粒组合物。成核剂包含中值粒度小于1.1微米的颗粒组合物。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物还包含纤维。在该实施例的一类中，纤维包括大麻、韧皮、黄麻、亚麻、苎麻、洋麻、剑麻、竹子或木质纤维素纤维。在该类的一个亚类中，纤维包括大麻。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物还包含光降解催化剂。在该实施例的一类中，光降解催化剂是二氧化钛或氧化铁。在该类的一个亚类中，光降解催化剂是二氧化钛。在该类的一个亚类中，光降解催化剂是氧化铁。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物还包含颜料。在该实施例的一类中，颜料是二氧化钛、炭黑或氧化铁。在该类的一个亚类中，颜料是二氧化钛。在该类的一个亚类中，颜料是炭黑。在该类的一个亚类中，颜料是氧化铁。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物是可生物降解的。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物包含两种或更多种具有不同乙酰基取代度的乙酸纤维素。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，可发泡组合物还包含不同于乙酸纤维素的可生物降解的聚合物。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，存在由前述可发泡组合物中的任何一个制备的制品，其中该制品为泡沫或泡沫制品。

在该实施例的一类中，制品的厚度至多为3mm。

在该实施例的一类中，制品具有一个或多个表层。表层可以位于制品或泡沫的外表面。表层也可以位于泡沫的中间。

在该实施例的一类中，制品是可生物降解的。

在一个或多个实施例中，特别是对于其中制品为泡沫或泡沫制品的实施例，泡沫的密度是重要的参数，因为其可影响各种制品性能特性，例如隔水性、刚度和热导率。在该实施例的一类中，制品具有小于0.9g/cm³的密度或制品包括密度小于0.9g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.8g/cm³的密度或制品包括密度小于0.8g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.7g/cm³的密度或制品包括密度小于0.7g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.6g/cm³的密度或制品包括密度小于0.6g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.5g/cm³的密度或制品包括密度小于0.5g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.4g/cm³的密度或制品包括密度小于0.4g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.3g/cm³的密度或制品包括密度小于0.3g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.2g/cm³的密度或制品包括密度小于0.2g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.1g/cm³的密度或制品包括密度小于0.1g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.05g/cm³的密度或制品包括密度小于0.05g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有0.2g/cm³-0.9g/cm³的密度或制品包括密度为0.2g/cm³-0.9g/cm³的泡沫。在一个或多个实施例中，制品具有0.01g/cm³-0.2g/cm³的密度或制品包括密度为0.01g/cm³-0.2g/cm³的泡沫。

在该实施例的一类中，制品是工业可堆肥的或家庭可堆肥的。在该类的一个亚类中，制品是工业可堆肥的。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于1.1mm。在该类的一个亚类中，制品是家庭可堆肥的。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于1.1mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.8mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.6mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.4mm。

在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于5％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于10％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于20％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于30％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于50％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，6周后泡沫表现出大于70％的崩解，且12周后表现出大于90％的崩解。

在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后泡沫表现出大于30％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后泡沫表现出大于50％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后泡沫表现出大于70％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后泡沫表现出大于90％的崩解。在一个实施例或与任何其它实施例组合，其中当组合物形成厚度为0.76mm的泡沫时，根据崩解测试方案，如在说明书中或根据ISO16929(2013)的替代方案中描述，12周后泡沫表现出大于95％的崩解。

本申请公开了一种可发泡的组合物，其包含：(1)乙酰基取代度(DS_Ac)为2.2至2.6的乙酸纤维素；(2)5wt％-40wt％的增塑剂；(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；和(4)0.1wt％-15wt％的物理发泡剂，其中，乙酸纤维素、增塑剂、成核剂和物理发泡剂的比例为基于可发泡的组合物的总重量。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂包括CO₂、N₂、未支化或支化的(C_2-6)烷烃、或其任何组合。在该实施例的一类中，物理发泡剂包括CO₂。在该实施例的一类中，物理发泡剂包括N₂。在该实施例的一类中，物理发泡剂包括未支化或支化的(C_2-6)烷烃。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂以0.1wt％-0.5wt％存在。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂以0.5wt％-4wt％存在。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂以0.3wt％-4wt％存在。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂以4wt％-10wt％存在。

在该实施例的一类中，增塑剂在17wt％-23wt％的范围内存在。在该实施例的一类中，增塑剂在15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括三醋精。

在该类的一个亚类中，增塑剂在17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括柠檬酸三乙酯。在该类的一个亚类中，增塑剂在17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在15wt％-30wt％的范围内存在。

在该实施例的一类中，增塑剂包括PEG400。在该类的一个亚类中，增塑剂在17wt％-23wt％的范围内存在。在该类的一个亚类中，增塑剂在15wt％-30wt％的范围内存在。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，存在由前述可发泡的组合物中的任何一个制备的制品，其中，该制品是泡沫或泡沫制品。在一个或多个实施例中，泡沫制品由本发明的泡沫形成或包括本发明的泡沫。

在该实施例的一类中，制品具有至多3mm的厚度或泡沫厚度。

在该实施例的一类中，制品具有一个或多个表层。

在该实施例的一类中，制品是可生物降解的。

在该实施例的一类中，制品包括密度小于0.9g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.8g/cm³的密度或制品包括密度小于0.8g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.7g/cm³的密度或制品包括密度小于0.7g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.6g/cm³的密度。在该实施例的一类中，制品具有小于0.5g/cm³的密度或制品包括密度小于0.5g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.4g/cm³的密度或制品包括密度小于0.4g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.3g/cm³的密度或制品包括密度小于0.3g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.2g/cm³的密度或制品包括密度小于0.2g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.1g/cm³的密度或制品包括密度小于0.1g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有小于0.05g/cm³的密度或制品包括密度小于0.05g/cm³的泡沫。在该实施例的一类中，制品具有0.2g/cm³-0.9g/cm³的密度。

在该实施例的一类中，制品是工业可堆肥的或家庭可堆肥的。在该类的一个亚类中，制品是工业可堆肥的。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于6mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于3mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于1.1mm。在该类的一个亚类中，制品是家庭可堆肥的。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于6mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于3mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于1.1mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.8mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.6mm。在该亚类的一个亚-亚类中，制品的厚度小于0.4mm。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于6mm。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于3mm。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于1.1mm。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于0.8mm。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于0.6mm。在一个实施例中或与任何其它实施例组合，制品的厚度小于0.4mm。

本申请公开了一种制备可发泡组合物的方法，该方法包括：(a)提供一种不可发泡的组合物，该组合物包含(1)乙酰基取代度(DS_Ac)在2.2至2.6之间的乙酸纤维素，(2)5wt％-40wt％的增塑剂，(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；(b)在挤出机中熔融该不可发泡的组合物，形成不可发泡的组合物的熔体；和(b)将物理发泡剂注入该不可发泡的组合物的熔体中，以制备熔融的可发泡组合物。

在一个实施例中或与任何其它实施例组合，物理发泡剂包括CO₂、N₂、或未支化或支化的(C_2-6)烷烃。

具体实施例

实施例1.一种可发泡组合物，其包含：

(1)稳定化乙酸纤维素，其具有至少0.9的HIV、至少1.35的M/S以及在2.2至2.6之间的乙酰基取代度(DS_Ac)；(2)5wt％-40wt％的增塑剂；(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；和(4)0.1wt％-3wt％的化学发泡组合物，其包含：(i)25wt％-75wt％的发泡剂，和(ii)25wt％-75wt％的熔点不超过150℃的载体聚合物，其中发泡剂和载体聚合物的比例基于化学发泡组合物的总重量；其中乙酸纤维素、增塑剂、成核剂和化学发泡组合物的比例基于可发泡组合物的总重量。

实施例2.根据实施例1中任一项所述的可发泡组合物，其中发泡剂包含碳酸氢钠、柠檬酸或其组合。

实施例3.根据实施例1-2中任一项所述的可发泡组合物，其中载体聚合物包含聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯或其组合。

实施例4.一种可发泡组合物，其包含：(1)乙酰基取代度(DS_Ac)在2.2至2.6之间的乙酸纤维素；(2)5wt％-40wt％的增塑剂；(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；和(4)0.1wt％-15wt％的物理发泡剂，其中乙酸纤维素、增塑剂、成核剂和物理发泡剂的比例基于可发泡组合物的总重量。

实施例5.一种可发泡组合物，其包含：(1)乙酰基取代度(DS_Ac)在2.2至2.6之间的乙酸纤维素；(2)5wt％-40wt％的增塑剂；(3)0.1wt％-3wt％的成核剂；和(4)1wt％-15wt％的物理发泡剂，其中乙酸纤维素、增塑剂、成核剂和物理发泡剂的比例基于可发泡组合物的总重量。

实施例6.根据实施例4或5中任一项所述的可发泡组合物，其中物理发泡剂包含CO₂、N₂、未支化或支化的(C_2-6)烷烃、或其任何组合。

实施例7.根据实施例1-6中任一项所述的可发泡组合物，其中增塑剂包含三醋精、柠檬酸三乙酯或PEG400。

实施例8.根据实施例1至7中任一项所述的可发泡组合物，其中增塑剂以17wt％-23wt％存在。

实施例9.根据实施例1-8中任一项所述的可发泡组合物，其中成核剂包含中值粒度小于2微米的颗粒组合物。

实施例10.根据实施例1-9中任一项所述的可发泡组合物，其中成核剂包含硅酸镁、二氧化硅、氧化镁或其组合。

实施例11.根据实施例1-10中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物还包含纤维。

实施例12.根据实施例11所述的可发泡组合物，其中纤维是可生物降解的。

实施例13.根据实施例11-12中任一项所述的可发泡组合物，其中纤维包含大麻、韧皮、黄麻、亚麻、苎麻、洋麻、剑麻、竹子或木质纤维素纤维。

实施例14.根据实施例1-13中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物还包含光降解催化剂。

实施例15.根据实施例14所述的可发泡组合物，其中光降解催化剂是二氧化钛或氧化铁。

实施例16.根据实施例1-15中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物还包含颜料。

实施例17.根据实施例16所述的可发泡组合物，其中颜料是二氧化钛、炭黑或氧化铁。

实施例18.根据实施例1-17中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物是可生物降解的。

实施例19.根据实施例1-18中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物包含两种或更多种具有不同乙酰基取代度的乙酸纤维素。

实施例20.根据实施例1-19中任一项所述的可发泡组合物，其中可发泡组合物还包含不同于乙酸纤维素的可生物降解的聚合物。

实施例21.根据实施例1-20中任一项所述的组合物，其中，当组合物形成为具有0.38mm厚度的膜时，根据崩解测试方案，膜在6周后表现出大于5％的崩解并且在12周后表现出大于90％的崩解，如说明书中描述。

实施例22.根据实施例1-20中任一项所述的组合物，其中，当组合物形成为具有0.38mm厚度的膜时，根据崩解测试方案，膜在6周后表现出大于10％的崩解并且在12周后表现出大于90％的崩解，如说明书中描述。

实施例23.根据实施例1-20中任一项所述的组合物，其中，当组合物形成为具有0.76mm厚度的膜时，根据崩解测试方案，膜在12周后表现出大于90％的崩解，如说明书中描述。

实施例24.一种由根据权利要求1-23中任一项所述的可发泡组合物制备的制品，其中制品是泡沫。

实施例25.根据实施例24所述的制品，其中制品的厚度为至多6mm。

实施例26.根据实施例24-25中任一项所述的制品，其中制品具有一个或多个表层。

实施例27.根据实施例24-26中任一项所述的制品，其中制品是可生物降解的。

实施例28.根据实施例24-27中任一项所述的制品，其中制品的密度小于0.9g/cm³。

实施例29.根据实施例24-28中任一项所述的制品，其中制品为工业可堆肥的或家庭可堆肥的。

实施例30.根据实施例29所述的制品，其中厚度小于3mm。

实施例31.根据实施例24-30中任一项所述的制品，其中，根据用于膜的崩解测试方案，制品在12周后表现出大于90％的崩解，如说明书中描述。

实例

缩写

BHT为丁基化羟基甲苯或Tenox BHT(伊士曼)；bioCBA为可生物降解的化学发泡剂；CA为乙酸纤维素；CA398-30为伊士曼乙酸纤维素CA398-30；CA398-10为伊士曼乙酸纤维素CA398-10；CBA为化学发泡剂；CDA为二乙酸纤维素；CAPA 6500为聚己内酯(英杰维特(Ingevity))；CE41972为伊士曼乙酸纤维素纤维素酯41972或纤维素酯FE700；DLTDP为硫代二丙酸二月桂酯(西格玛奥德里奇(SigmaAldrich))；DMA或DMTA为动态力学分析；DS为纤维素酯每个脱水葡萄糖单元的取代度；EOB为断裂伸长率；EPSO为环氧化大豆油(Vikoflex7170，阿科玛(Arkema))；FZ 73S为Foamazol 73s(Bergen国际)；FZ 95为Foamazol 95(Bergen国际)；h或hr为小时；HDT为热变形温度；HK40B为Hydrocerol HK40B(科莱恩(Clariant))；PHB(6)Hx为聚(3-羟基丁酸酯-共-6mol％-3-羟基己酸酯)，其平均Mw为约770,000(使用GPC和PS标准物，用二氯甲烷溶剂测量)；Pz为增塑剂；TA为三醋精；TEC为柠檬酸三乙酯；℃为摄氏度；wt％为重量百分比；PEG400为平均分子量为400道尔顿的聚乙二醇。kWh/kg为千瓦小时/千克；L为升；oz为盎司；PBA为物理发泡剂；PBS为聚丁二酸丁二醇酯；PCL为聚己内酯；PS为聚苯乙烯；rpm为每分钟转数；TGA为热重分析；MW为分子量。

测试材料和方案：二乙酸纤维素组合物

起始CDA材料获自伊士曼化工公司。材料包括DS为2.5且Mn为约50,000和约40,000的可商购获得的CDA(CA398-30和CA398-10)，和DS为2.2的商业制造的CDA。制备具有Pz的CDA组合物。实例中使用的增塑剂为TA。还将TA预增塑的组合物与填料或聚合物添加剂复合成另外的组合物。乙酸纤维素组合物被制备成具有聚合物添加剂且不具有TA增塑剂，该聚合物添加剂为平均摩尔质量为约400g/mol的聚乙二醇(“PEG-400”)。通过使用用于固体和液体进料的失重式进料器，将二乙酸纤维素进料至双螺杆同向旋转挤出机，来制备增塑的乙酸纤维素树脂。将固体进料至挤出机的进料口，并将液体注入第一加热的机筒区中。使用从第1加热区中的70℃至模具处的230℃的升高温度曲线对材料进行复合。在足以提供相对均匀的树脂混合物的条件下处理材料。所得树脂为预增塑的乙酸纤维素树脂，其具有15wt％、17wt％或30wt％的作为增塑剂的TA。以类似的方式制备具有PEG400的乙酸纤维素组合物。

在复合CDA组合物的情况下，将具有15wt％、17wt％或30wt％的作为增塑剂的TA的(TA)预增塑的乙酸纤维素树脂(基础树脂)与填料材料或聚合物添加剂复合。在具有侧进料器的26mm双螺杆挤出机上进行复合。通过失重式进料器系统将基础树脂进料至挤出机上的机筒中。通过具有失重式进料器系统的侧进料器加入填料材料或聚合物添加剂。区1的温度设定为150℃，所有后续的区加上模具的温度设定为180℃。对于这些复合物，比能量输入(SEI，specific energy input)在0.116kWh/kg和0.158kWh/kg之间变化。熔融温度在177℃和181℃之间(在模具中测量)。在第一捏合区段之后和泵送区段之前进行大气排放，以从未干燥的基础聚合物和与填料材料相结合的水中排出蒸汽。最终产品组合物通过以下来生产：通过模具以产生线(strands)、将线切割成粒料。

挤出膜

使用配备有Maddock混合器螺杆的1.5英寸Killion单螺杆挤出机生产膜。将乙酸纤维素组合物粒料装入料斗中，并将材料送入机筒，在机筒中Maddock螺杆将材料向模具转移。机筒(容纳螺杆)在三个区中加热，以便粒料在其沿着非常窄的间隙通过螺杆时熔化，从而实现高剪切和高度分散混合。观察到当其接近模具时形成均匀的聚合物混合物，并且在发生挤出的位置，由螺杆迫使混合物通过模具。当膜离开模具时，挤出形成了平的熔融膜，并且膜在温度受控的抛光铬辊(辊组)上固化。

间歇地取出挤出后的膜样品，以确定膜厚度。当挤出机生产合适的膜厚度时，将膜附着到接收辊上，并小心地缠绕膜直到完成最后一卷。

膜崩解测试方案

用于崩解的测试方法基于ISO16929塑料-在中试规模测试中在限定的堆肥条件下测定塑料材料的崩解程度(2013)。采用中试规模的好氧堆肥试验，尽可能接近地模拟200L堆肥箱中真实完整的堆肥过程。将试验材料(膜)放入滑动框架中，该滑动框架在膜两侧暴露约8.05cm²的测试材料。然后将这些滑动框架与生物废物混合，并在两个200升的堆肥箱中堆肥。生物废物由蔬菜、花园和水果废物(VGF)组成，其中加入了11％的额外结构材料以获得最佳堆肥条件。与全规模堆肥一致，变质和温度升高自发发生。只有当堆肥期间的最高温度高于60℃且低于75℃时，并且每日温度在至少4周期间保持高于40℃时，才认为该测试有效。通过空气流量和水分含量来指导堆肥过程。定期监测温度和废气组成。堆肥过程持续到获得完全稳定的堆肥(3个月)。在堆肥期间，手动翻转容器中的内容物，此时测试对象被取回并进行视觉评估。

膜的溶剂流延

CA398-30是所有测试的树脂(DS＝2.52；mp 230-250℃,Tg 189℃)。制备在丙酮中含有12％CA398-30的溶液。如所示，在溶液中包括添加剂。将一些混合物加热至50℃以促进溶解和混合。使用涂膜器(BYK 5351；2”正方形框架，5-50密耳)将膜(～3密耳)涂在干净玻璃板上。将较厚的膜(5-40密耳)从丙酮流延到平底铝盘中，并且在16至24小时内通过覆盖盘来控制溶剂蒸发。用分辨率为0.0.05密耳的数字测微计(Mitutoyo Digimatic测微计，MDC-1”PX)测量膜厚度。

玻璃化转变温度

玻璃化转变温度(Tg)通过差示扫描量热法(DSC)和DMA来估计。膜的DMA包括在一个频率控制的振荡应变下的正常温度扫描，以收集关于室温差异和Tg差异的信息。对于DMA，在1Hz的0.1％应变下以3℃/分钟运行膜样品，并且根据E'起点和Tan(δ)曲线的峰估计Tg范围。

PEGMW200至2000的10密耳膜的Tg(DSC)

将MW在200至8,000之间的PEG以17.0wt％加入到CA398-30涂料(12wt％CA398-30的丙酮溶液)中，并通过在至多50℃的温度下加热而掺和。膜以10密耳的干燥厚度流延。通过DSC第二次加热估计CA398-30/PEG共混物的Tg，结果总结在表1中。当PEG MW为6,000或更大时，观察到膜中的不相容性，为膜中的缺陷。当PEG MW为2,000或更大时，在DSC的第二次加热中没有检测到Tg。相反，在接近PEG熔点的温度下检测到吸热，这是共混物不混溶性的标志。当PEG MW为600或更低时，在CA/PEG共混物中检测到单一Tg。

表1.含PEG(17.0wt％)的CA/PEG共混物的DSC。

由DMA估计的增塑效率

测量用PEG和PEG衍生物增塑的膜的Tg并不简单，并且有时难以通过DSC观察到纤维素材料的明确的玻璃化转变温度。当需要更敏感的技术时，可以选择DMTA或DMA。

表2和3提供了对分别以23wt％和17wt％增塑的CA398-30)膜使用DMA方法的Tg值。Tan(δ)用作膜的Tg值的估计值。在23wt％增塑剂负载(表2)下，通过DMA测量，PEG600、MPEG165、MPEG550和MPEG750表现出大于160℃的Tg值。另一方面，PEG200、PEG300、PEG400、MPEG350、MEPG450表现出113℃至120℃的Tg值，表明更大的增塑效率。

表2.含23wt％增塑剂的CA398-30膜的DMA。

对于17wt％(表3)的增塑剂负载，PEG400、MPEG350和MPEG550表现出127℃至132℃的Tg范围。然而，PEG600表现出195.6℃的Tg，类似于未增塑的CA398-30。

表3.含增塑剂(17wt％)的CA398-30膜的DMA。

CA398-30膜中PEG和其它增塑剂的相对热稳定性/挥发性

低MW增塑剂在热处理过程中，无论是在复合、挤出或热成型过程中，都易于挥发。在不同的膜制剂上测试了等温挥发性。CA398-30:DS＝2.5；mp230-250,Tg 189℃(DSC)。将膜(～3密耳)从12wt％的CA398-30和增塑剂的丙酮溶液流延到玻璃板上。蒸发溶剂，在实验室条件(20-23℃，25％-30％RH)下使膜平衡。在加热至120℃7分钟至127分钟之前和之后，精确称重含23.0wt％PZ的膜(1英寸正方形，平衡至实验室环境条件，20-23℃和～25％RH)，以监测重量损失。表4中的结果表明，PEG200是5密耳膜中最易挥发的增塑剂，其次是TA和TEC(表中未显示)。用PEG400、PEG600、聚山梨酯20(吐温20)增塑的膜的重量损失与未增塑的CA398-30没有不同。

表4.用PZ(23wt％)增塑的CDA膜加热至120℃时的重量损失。

双轴拉伸后的应力发白

对实例16的膜进行拉伸以模拟热成型。为了理解片材温度效应，选择两个烘箱温度为165℃和185℃。在拉伸之前将加热时间固定为40秒。为了模拟12盎司蛤壳的面积拉伸比，使用1.5×1.5的等效双轴拉伸比。对于12盎司的饮用杯，使用等效双轴拉伸比2×2。还选择了两个应变速率。一个是50％/s，这与25英寸汞柱下真空成型时的应变速率基本相同。另一个是500％/s，其近似于从芯棒高速拉伸。由于在该实例中应力发白是主要的焦点，因此关键的响应是片材中的雾度，其与应力发白的程度成比例。

应力发白是在将CDA片材热成型为蛤壳(铰接容器)或杯子时形成的。为了模拟不同形状和尺寸的大型包装容器，通过使用容器的面积拉伸比计算等效双轴拉伸比。表5示出了两个实例。一个是12盎司的饮用杯，其面积拉伸比为4.45，近似双轴拉伸比为约2×2。另一个是12盎司的蛤壳，其面积拉伸比为1.93，近似双轴比为约1.5×1.5。面积拉伸比由成型容器的总表面积除以成型前的原始片材面积来定义。

表5.用于模拟热成型的双轴膜拉伸。

	面积拉伸比	双轴拉伸比
			12盎司杯	4.45	～2x2
12盎司蛤壳	1.93	～1.5x1.5

为了研究每个变量对双轴拉伸CDA片材中应力发白的影响，表6是实验矩阵。通过改变厚度、拉伸比、拉伸温度和应变速率来测量每个样品的雾度。

表6.实验矩阵

15密耳样品拉伸后的雾度

在较低的拉伸比1.5×1.5下，15密耳实例13样品在如表7所示的各种拉伸条件下显示出很小的雾度。另一方面，实例15(15密耳)样品在相同的拉伸条件下，尤其是在165℃下，产生一定的雾度。表7总结了15密耳厚样品的双轴拉伸结果，即使在较高的拉伸比、应变速率和较低温度下，实例13也显示出很少的雾度形成，而在相同的组合拉伸条件下，实例15观察到明显的雾度。

表7.在各种条件下拉伸15密耳样品的雾度结果。

表8总结了30密耳厚样品的结果，即使在较高的拉伸比、应变速率和较低温度下，实例14也显示出很少的雾度形成，而在相同的组合拉伸条件下，实例16观察到显著的雾度。

表8.在各种条件下拉伸的30密耳样品的雾度结果。

在膜实例15和实例16中，由于应力发白问题，使用该制剂只能真空成型浅拉伸的制品。

凝胶计数

凝胶计数方案

凝胶计数通过调整ASTM D7310-11确定。使用Allied Vision TechnologiesGT2750C基于以太网的照相机对膜样品成像。被分析的面积是5cm×5cm＝25cm²，拍摄6个图像，总成像面积为150cm²。照相机是具有2750×22001英寸像素传感器的彩色照相机。除了曝光时间被设置为400微秒，照相机使用默认设置。系统中使用的镜头是Opto EngineeringTC23080双侧远心镜头。镜头的工作距离是226.7mm。这会产生76.5mm×64.0mm的视场。在该装置中使用的光是Opto Engineering LTCLHP080-G准直光。光被定位在距离样品150mm。光与镜头设置为透射模式，使得膜样品位于光与镜头之间。与远心光学器件相结合的透射模式布局提供了优于其它照明几何结构/镜头组合的独特优点。与远心光学器件相结合的透射模式的组合使得存在于半透明膜中的半透明凝胶在图像传感器上呈现为暗颗粒。凝胶在半透明背景上呈现为暗颗粒，使得能够容易地检测、计数和计量凝胶。

使用美国国家仪器公司(National Instruments)的Measurement&AutomationExplorer软件获得来自照相机的图像。使用以LabVIEW编程语言编写的内部开发的程序处理图像。通常，图像处理程序分离膜中的单个凝胶。程序执行的第一步是彩色平面提取。当用彩色照相机收集图像时，会在不同的平面上创建多个图像。该方法提取的彩色平面是HSI强度平面，因为该彩色平面在背景和感兴趣的缺陷之间给出了最佳对比度。在图像处理例程中执行的下一步骤是图像校准。图像校准用于将像素转换成真实世界的单位。使用成像标准来执行该校准。然后在该步骤中将所保存的校准应用于所有后续图像。然后使用局部区域为32x 32像素的局部背景校正算法对图像进行阈值处理。该自动阈值处理例程执行背景校正以消除不均匀的照明效果。然后应用组间方差阈值算法来分离暗颗粒。在针对阈值的组间方差方法中，在每个可能的像素强度处测量组间方差。阈值被设置在使得组间方差最大化的像素强度处。该算法假设像素强度表示具有2个类别的双峰分布。在处理例程中，该图像在该点处是二进制图像。图像中的颗粒被赋予值1，背景被赋予值0。对颗粒应用打开函数(opening function)。打开函数首先侵蚀颗粒，然后膨胀剩余的颗粒。较大的颗粒保留，但小颗粒被消除。完成该步骤以消除传感器噪声并断开可能正在接触的相邻颗粒。下一步骤消除了接触图像边界的颗粒，因为这些颗粒不能被精确测量。一旦消除了边界颗粒，将所有凝胶颗粒的面积相加。与凝胶面积相结合的成像面积可用于计算膜样品的总颗粒/凝胶面积。

挤出膜，实例17-20

CA398-30与PEG400或PEG600以所需重量百分比复合，随后形成粒料。使用双螺杆挤出机首先制备复合粒料，挤出机的条件如表9所示。在使用粒料挤出膜之前，将粒料在140℃下干燥4小时。然后使用具有表10所示条件的挤出机将干燥的复合粒料挤出。

表9.制备复合粒料的挤出机条件。

机筒温度	℃
		区1	90
区2	160
		区3	200
区4	200
		区5	210
区6	220
		区7	220
区8	220
		区9	220
模具	225

表10.制备用于进行凝胶计数研究的膜的挤出机条件。

实例17：膜(80wt％CA398-30，20wt％PEG400，30密耳)

实例18：膜(80wt％CA398-30，20wt％PEG400，15密耳)

实例19：膜(80wt％CA398-30，20wt％PEG600，30密耳)

实例20：膜(80wt％CA398-30，20wt％PEG600，15密耳)

表11.15密耳和30密耳(PEG400/PEG600)的凝胶计数分布

实例1和实例2-填充和未填充样品的崩解

进行中试规模好氧堆肥测试(如上描述)。在测试中，将膜样品与新鲜的有机预处理的城市固体废物(生物废物)混合，并引入到绝热的堆肥箱中，此时堆肥自发地开始。测试的膜样品包括：15密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜用15wt％的TA、1wt％的EPSO增塑，且无填料(实例1)；和15密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜用15wt％的TA增塑，并与1wt％的EPSO和15wt％的碳酸钙复合(Omyacarb UF-FL CaCO₃，表面处理的且粒度为0.70微米)(实例2)。如上所述制备膜。在堆肥1、2、3、4、6、8、10和12周后观察样品。实例1和实例2的崩解结果总结于表12中。

由含有15wt％碳酸钙的组合物制成的膜具有更快的崩解。尽管未示出，但对于含30wt％TA的膜观察到类似的效果，其中含30wt％TA的膜比含15wt％TA的其他类似膜崩解得更快。

实例3和实例4-乙酰基水平作用下的崩解

如下测试膜样品：10密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜的乙酰基取代度(DS)为2.5，Mn为50,000，用15wt％的TA、1wt％的EPSO增塑，且无填料(实例3)；和10密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜的乙酰基取代度(DS)为2.2，用15wt％的TA、1wt％的EPSO增塑，且无填料(实例4)。如上所述制备膜。在堆肥1、2、3、4、6、8、10和12周后观察样品。实例3和实例4的结果总结于表12中。

对结果的回顾表明，乙酰基水平较低的CDA的膜比乙酰基含量较高CDA的类似膜更快地崩解。

实例5-分子量作用下的崩解

如下测试膜样品：10密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜的数均分子量(Mn)为40,000(如本文描述通过GPC测量)，用15wt％的TA、1wt％的EPSO增塑，且无填料。如上所述制备膜。在堆肥1、2、3、4、6、8、10和12周后观察样品。实例5的结果也总结于表12中。

结果表明，分子量较低的CDA的膜比分子量较高的CDA的类似膜崩解得更快。

实例6-实例7-含增塑剂和聚合物添加剂的复合CDA组合物的崩解。

测试的膜样品包括：20密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜用17wt％的TA增塑，并与1wt％的EPSO和20wt％的PHB(6)Hx复合(实例6)；和20密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜用17wt％的TA增塑，并与1wt％的EPSO、20wt％的PHB(6)Hx和10wt％的CAPA6500复合(实例7)。结果总结在表12中。

实例8-实例11-含PEG添加剂的CDA组合物的崩解。

测试的膜样品包括：15和30密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜与1wt％的EPSO和10wt％、15wt％或20wt％的PEG-400复合。结果总结在表12中。

实例12含发泡剂的CDA组合物的崩解。

测试的膜样品包括：20密耳厚的二乙酸纤维素挤出膜，该膜用20wt％的TA增塑，并通过以与上述方法类似的方式复合组分，与1wt％的滑石和1wt％的EPSO复合。如上所述，使用单螺杆挤出机制备膜，不同的是在进料斗中加入1wt％的化学发泡剂(FZ 73s)以制备发泡膜(实例12)。厚度为20密耳的实例12泡沫样品在10周后通过了定性堆肥试验。结果总结在表12中。

表12.崩解结果总结(工业堆肥)

OWS家庭堆肥

在OWS家庭堆肥条件下，实例12的20密耳泡沫样品在20周内崩解良好。在家庭堆肥条件下，实例12在26周内完全消失(表13)。

表13.实例12在家庭堆肥条件下的崩解。

崩解与生物降解

通常，降解后会确定参数，如DOC(溶解有机碳)、CO₂产量和氧摄取。测试材料生物降解的主要方法有三种：Sturm法、呼吸计量法和放射性标记¹⁴C原子测试法。Sturm方法通过压力的变化精确地测量二氧化碳产量。呼吸计量法测试精确地测量60天内的耗氧量。最后，放射性标记¹⁴C原子测试测定¹⁴C向¹⁴CO₂的转化。如果使用正确的设备，所有三种方法都可以在水生或堆肥条件下使用。

淡水改良Sturm试验(OECD 301B)产生的二氧化碳(CO₂)量占理论产量的百分比(基于总有机碳分析)用作评估材料是否生物降解的基础。通过氢氧化钠捕集器测量CO₂。该研究运行至少28天，如果CO₂的产量在接近28天期间结束时显示增加的迹象，则可以继续。

生物降解测试-O₂消耗(OECD 301F)可用于监测聚合物材料的生物降解。OECD301F是水生生物好氧生物降解试验，其通过测量耗氧量来测定材料的生物降解性。OECD301F最常用于OECD 301B测试有障碍的不溶性和挥发性材料。测试材料的主要组分的纯度或比例对于计算理论需氧量(ThOD)是重要的。与其它OECD 301测试方法类似，OECD 301F的标准测试持续时间最少为28天，并且可以测量易生物降解性或固有生物降解性。将测试物质在矿物培养基中的溶液或悬浮液接种，并在有氧条件下在黑暗或漫射光下温育。平行进行参比化合物(通常为乙酸钠或苯甲酸钠)，以检查程序的操作。

生物降解性有三种分类：易生物降解的、固有生物降解的和不可生物降解的。如果材料在28天内达到其理论需氧量的≥60％，则其是易生物降解的。固有生物降解的材料也达到了60％的水平，但仅在28天的窗口期过后。通常，对于易生物降解的材料的测试持续28天，而延长的测试期可以用于将材料分类为固有生物降解的。

OxiTop方法是改进的Sturm方法，以分析生物降解，同时将生物降解性报告为耗氧量，将测试期间产生的CO₂压力转化为BOD，即生物需氧量。OxiTop以易于使用的形式为水生生物降解提供了精确的测量。使用Control OC 110呼吸计系统随时间测量生物需氧量[BOD]。这通过测量当氧气在封闭的瓶系统中被消耗时产生的负压来实现。向系统中加入NaOH片剂，以收集O₂消耗时放出的CO₂。CO₂和NaOH反应形成Na₂CO₃，Na₂CO₃将CO₂从气相中拉出，并产生可测量的负压。OxiTop测量头记录该负压力值，并且将信息无线地中继到控制器，该控制器将产生的CO₂以1:1的比率转换为BOD。可以将测量的生物需氧量与每种测试材料的理论需氧量进行比较，以确定生物降解的百分比。OxiTop可用于筛选具有易生物降解性或固有生物降解性的材料。

CA和CA+PEG400的水生生物降解

使用Oxitop方法比较了纤维素、乙酸纤维素(CA)和与PEG400共混的CA的水生生物降解速率。生物降解是指物质的矿化，或通过微生物代谢作用转化为生物质、CO₂和水。

测试物质包括纤维素阳性对照(PC)和乙酸纤维素(DS2.5)，两者都以粉末形式加入。CA398-30是一种高黏度、高分子量的乙酸纤维素，以细的、干燥的、自由流动的粉末提供。粉末的均匀粒度允许在共混期间良好的增塑剂分布。平均粒度为约200-250微米，最大粒度为约500微米。CA树脂(CA398-30)以未改性粉末形式加入。CA树脂也与增塑剂(PEG400，15％)均匀混合。

水生生物降解基本上如OECD 301F测试方法中所述进行评估。伊士曼淤渣用作废水培养液，并且真空过滤废水样品以除去固体颗粒。测试从28天延长到56天。较长的持续时间允许鉴别易生物降解的材料(必须在28天内通过的材料)，以及在较长的测试持续时间内为固有生物降解的材料的提供筛选。数据最初收集为BOD测量值(mg/L O₂)，然后根据物质的元素组成计算生物降解百分比。

表14.实例48和实例49的水生生物降解结果。

海洋生物降解

当泡沫制品意外排放到水路中并最终漂浮在海洋中时，海洋生物降解是必要的。泡沫本身已经对光降解有益。可以加入另外的添加剂以增强光降解，尤其是当物品漂浮在海洋环境中时。

实例12的UV降解

加速UV测试表明，如果制品意外地释放到水路或海洋中，泡沫会迅速损失其分子量，这可能对水或海洋生物降解有益。轻质泡沫制品将漂浮在水中，使得其在白天容易暴露于UV。分子量的降低将提高泡沫的崩解速率，从而提高海洋生物降解速度。

将实例12的样品切成4”×6”，首先在60℃下将其暴露于峰值辐射为340nm、强度为0.89瓦/m²的UV荧光下8小时。然后在50℃下在垂直样品上的冷凝湿度下，关闭UV4小时。重复该循环直到达到168小时(14个循环)，这相当于一周的UV暴露。取出一些样品用于GPC分子量测量。其余的将继续UV暴露168小时，持续两周。提交原始样品(0周)、暴露1周的样品和暴露两周的样品，进行GPC分子量测量。归一化的MW是测量的MW除以原始MW，其指示由于UV降解导致的分子分解的程度。原始MW为91,000。

表15.实例12的UV暴露

UV暴露时间(周)	归一化MW
		0	1
1	0.48
		2	0.45

表16公开了使用小型挤出机(D＝1.5英寸L/D＝24)由各种组合物制备另外的泡沫。组合物包含TA(15wt％、20wt％、25wt％)和在两种载荷(1wt％、2wt％)下三种类型的CBA(HK40B、FZ 95和FZ 73s)。所有组合物都含有1％的滑石(ABT 1000)，由Barretts Minerals提供。由该组合物形成的所有泡沫均为20密耳厚并漂浮在水中，这表明从约1.30g/cm³的初始密度得到良好的减重。

表16.使用各种组合物的发泡可行性。

实例23用于在大型挤出机(D＝2.5英寸，L/D＝30)上的大规模研究，以进一步优化化学发泡剂的负载水平(0.7wt％，1wt％，1.3wt％)，如表17所示。实例12显示出与实例23相似的结果。发现实例12的密度为约0.7(从1.30减少了约50％重量)。使用真空将实例12的膜样品热成型为托盘。

表17.使用三种不同负载水平的CBA的20密耳泡沫。

实例#	CA	TA(wt％)	CBA(wt％)	滑石(wt％)	泡沫漂浮在水中
						31	CA398-30	20	FZ73S(0.7)	1	Y
12	CA398-30	20	FZ73S(1)	1	Y
						33	CA398-30	20	FZ73S(1.3)	1	Y

颜色匹配和HDT改进

表15中的实例34是米色CA泡沫，其本身已经与普遍存在的白色PS泡沫不同。为了进一步突出，Lanxess提供的Bayferrox 6593氧化铁可用于匹配牛皮纸的颜色。此外，CA泡沫的质地和触感可通过任何天然纤维(例如麻芯纤维(hurd))来改变，如表18，实例35所示。1mm长的麻芯纤维由Centralinfiber提供。大麻纤维还提高了泡沫的HDT，在0.45MPa载荷下约为14℃，且在1.86MPa载荷下约为17℃。HDT是在特定拉伸载荷下，在样品发生2％伸长率的温度下通过DMA测定的。

表18.在两种不同载荷下，实例34和实例35的HDT(在拉伸模式下2％伸长率的DMA)。

大麻纤维增强泡沫还显示出在机器方向(MD)和横向方向(TD)上的高杨氏模量，以提高堆叠性的刚性，但与表19所示的不含纤维的对应泡沫相比断裂伸长率较低，在家庭堆肥中更容易撕裂。大麻纤维有望加速乙酸纤维素泡沫的整体降解。基于这些结果，用大麻纤维增强的乙酸纤维素泡沫有望提供耐热性和可堆叠性，其更适合于热食物应用，例如在发泡的食物容器中。因此，与非增强型泡沫相比，具有更高HDT和刚度的纤维增强泡沫具有性能优势。

表19.实例34和实例35的机械特性。

bioCBA

商用CBA通常使用低熔融温度聚合物载体，例如PS或PE，以便可以在相对低的温度下与活性发泡剂(例如碳酸氢钠和柠檬酸)复合，从而使发泡剂不会过早热分解。然而，聚合物载体不可生物降解，最终可能会在海洋环境中形成微塑料。为了开发100％可生物降解的泡沫，当制品被意外地排放到海洋中时不残留微塑料，非常需要可生物降解的化学发泡剂。通过使用双螺杆挤出机在低于150℃下复合所有成分，制备两种bioCBA。实例36：50wt％BioPBS FD92PM/20wt％碳酸氢钠/30wt％柠檬酸，和实例37：50wt％CAPA 6500/20wt％碳酸氢钠/30wt％柠檬酸。BioPBS FD92PM(三菱化学)和CAPA 6500。在240℃左右，两种BioCBA的重量损失相似，高达20％(从100％到80％)。商用CBA FZ 73S具有不同的重量损失曲线，在230℃左右损失20％。使用两种BioCBA制备了两个泡沫样品。使用实例36 BioPBS FD92PMCBA的泡沫密度为0.6g/cm³，而使用实例37 CAPA 6500 CBA的泡沫密度为0.4g/cm³。这些结果表明，通过使用可生物降解的CBA可以生产100％可生物降解的泡沫。

使用物理发泡剂的泡沫

对于使用CBA来挤出泡沫，它更便携，而无需重大资本投资。注塑泡沫制品也可使用CBA制备。然而，这种CBA技术更适合于高密度泡沫。对于低密度泡沫生产，例如PS泡沫，PBA应与气体注入系统一起使用。

由PBA制成的泡沫的挤出方法

将乙酸纤维素树脂在60℃干燥4小时。然后将树脂进料至具有CO₂超临界流体注射器的单螺杆挤出机中。挤出温度分布示于下表中。CO₂直接注入熔体。当熔体离开模具时形成泡沫。

表20.挤出机条件

挤出机	℃
		区1	200
区2	205
		区3	210
区4	210
		适配器	210
模具	200

表21显示了二氧化碳的wt％对泡沫体密度的影响。如其所示，泡沫的密度可以通过注入的二氧化碳的量来调节。二氧化碳的载荷越高，泡沫的密度越低。

表21.使用二氧化碳的发泡结果

使用稳定剂的实例

材料

所用乙酸纤维素是熔点为230-250℃且Tg为约189℃的CA398-30，或熔点为240-260℃且Tg为约180℃的CE41972。增塑剂是TA(伊士曼，食品级)或PEG400(陶氏(Dow)Sentry聚乙二醇400)。

所用的添加剂为BHT；Irganox 1010(来自巴斯夫(BASF)的季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)；DLTDP；Weston 705T亚磷酸酯(来自SI集团)、Doverphos S-9228T亚磷酸酯(来自道尔化学(Dover Chemical))、EPSO和柠檬酸(来自西格玛奥德里奇)。

膜的溶剂流延

制备含有12％乙酸纤维素的丙酮溶液。如所示，溶液中包括增塑剂和添加剂。将膜(～15密耳)由丙酮流延到平底铝盘中，并且在48小时内通过覆盖盘来控制溶剂蒸发。用分辨率为0.05密耳的数字测微计(Mitutoyo Digimatic测微计，MDC-1”PX)测量膜厚度。

筛选溶剂流延膜

将膜切成四等份，将四个不同膜的四等份放入单个铝盘中。将第二个铝盘堆叠在膜的顶部，并且用夹子将两个铝盘夹在一起。将铝盘组件置于设定在200℃的烘箱中一小时，然后取出并使其冷却至室温。从铝盘组件上取下膜，使用柯尼卡美能达(KonicaMinolta)的CR-400色度仪测定颜色，以确定L*、a*和b*。

材料的复合

将乙酸纤维素与增塑剂和可选的添加剂复合以制备粒料。具体的制剂列于下表中。使用Leistriz 18mm双螺杆挤出机进行复合。螺杆RPM通常约为560，尽管它在416至584RPM之间变化。扭矩范围为26.7％至50％。熔融温度范围为255-275℃。熔融压力范围为412-580psi。SEI的范围为0.147-0.326。机筒具有9个区域，以约64℃至约240℃的梯度设置。将材料通过设定为235-250℃的模具组挤出。

板的注塑

使用Toyo注塑机将板注塑以形成4”x4”x125密耳的板。在使用前，首先将复合粒料在60-65℃干燥1-6小时。机筒具有5个区域，在大多数情况下设定在500-465℉(一组板为460-450℉)。模具冷却设定在120℉，或者对于一些板的组设定在70℉。对于大多数板组使用两个不同的循环时间；约39秒的“常规”循环时间，以及约78秒的“双倍”循环时间。

颜色测量

本文报告的颜色值是根据ASTM D 6290-98和ASTM E308-99，使用来自柯尼卡美能达的CR-400色度仪测量的CIELAB L*、a*、和b*值。除非另有说明，否则在厚度为125密耳的注塑板上进行测量。

含20wt％(实例43)和15wt％PEG400(实例44)的CA398-30的实例

将含有各种添加剂的CA398-30/PEG400制剂注塑成125密耳的板，并用色度计测量b*值。板通过两种方法制成，在注塑过程中使用正常循环时间和通过在注塑过程中加倍循环时间(如上所述)。数据列于下表22和23中。

表22.含20％PEG400和各种添加剂的CA398-30的125密耳的板的颜色(b*)。

表23.含PEG400(15wt％)和各种添加剂的CA398-30的125密耳的板的颜色(b*)。

对表22和23的回顾表明，酸清除剂(Vikoflex 7170)的存在似乎对颜色没有很大影响。虽然在表中没有显示，但是观察到Vikoflex有时导致较厚部分的雾度增加。另外，单独的主抗氧化剂(BHT或Irganox 1010)似乎对颜色几乎没有影响，一些数据表明它可能导致颜色的轻微增加。然而，辅助抗氧化剂的存在显著降低了b*。

含17wt％PEG400的CE41972的实例(实例45)

含各种添加剂的制剂最初通过制备溶剂流延膜(如上所述)进行筛选。筛选结果表明，不含添加剂的CE41972/PEG400组合比CE41972/TA或CA398-30/PEG400制剂的颜色高得多。另外，添加Vikoflex 7170导致b*的进一步轻微增加，单独使用主抗氧化剂似乎对b*几乎没有影响。但是，单独使用辅助抗氧化剂(DLTDP或Weston 705T)可显著降低b*，单独使用柠檬酸可降低b*，而辅助抗氧化剂(DLTDP或Weston 705T)与柠檬酸组合比各自单独使用更能降低b*，DLTDP和Weston 705T组合比各自单独使用更能降低b*，并且将DLTDP和Weston705T与柠檬酸组合比仅使用3种中的2种时降低的b*略多。

基于筛选结果，将含有各种添加剂的CE41972/PEG400制剂注塑成125密耳的板，并且用色度计测量b*。数据列于下表24和25中。

表24.含17wt％PEG400(或17wt％TA作为比较)和各种添加剂的CE41972的125密耳的板的观察颜色。

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表25.实例45的测量颜色值。

对表24和25的回顾表明，板的结果验证了筛选结果，并表明对于CE41972/PEG400组合，当包括亚磷酸酯抗氧化剂(Doverphos S-9228T或Weston 705T)和柠檬酸两者时，获得最低的颜色，并且通过向亚磷酸酯抗氧化剂中加入DLTDP(另外的辅助抗氧化剂)可以进一步略微改进颜色。

含17wt％TA的CE41972的实例(实例46)

将含有各种添加剂的CE41972/TA制剂注塑成125密耳的板，并用色度计测量使用常规和双倍循环时间(如上所述)制成的板的b*值。数据在下表26和27中给出。

表26.含17wt％TA和各种添加剂的CE41972的125密耳的板的颜色(b*)。

对表26的回顾表明，并非所有的抗氧化剂组合都会导致成型板中的b*的降低。BHT和DLTDP的组合没有降低b*，而Irganox 1010和Weston 705T的组合则降低了b*。

表27.含17wt％TA和各种添加剂的CE41972的125密耳的板的颜色(b*)。

对表27的回顾表明，当辅助亚磷酸酯抗氧化剂Doverphos S-9228T或Weston 705T中的任何一个与主抗氧化剂Irganox 1010配对时，会导致b*大幅下降。令人惊讶的是，与CA/PEG400(表23)相比，辅助抗氧化剂本身没有减少那样多的颜色。

比较15wt％PEG400和15wt％TA的CA398-30的实例(实例47)

用PEG400或TA作为增塑剂，包括仅用辅助抗氧化剂、或主抗氧化剂和辅助抗氧化剂组合，通过使用常规和双倍循环时间(如上所述)注塑成型板，制备一系列板。结果列于表28。

表28.含15wt％增塑剂(TA或PEG400)和各种添加剂的CA398-30的125密耳的板的颜色(b*)。

对表28的回顾显示，基于使用的增塑剂，存在一定差异。当加入辅助抗氧化剂时，两种组合(CA398-30/PEG400和CA398-30/TA)的颜色均显著降低。然而，当使用PEG400时，Irganox 1010的加入没有益处(实例47-4)，而当使用TA时，Irganox 1010的加入导致颜色的一些额外降低(实例47-8)。

实例50-实例57-含增塑剂和聚合物添加剂的复合CA398-30组合物的崩解。

对于每个实例，CA398-30与TA、(1wt％)EPSO和一种或多种生物聚合物复合，然后挤出成膜或注塑成板。所用的生物聚合物是PHB(6)Hx和CAPA 6500。

膜或板通过两步法或一步法制备。对于两步法，将材料在双螺杆挤出机上预复合，然后在单螺杆挤出机上挤出或在注塑机中模塑。对于一步法，通过物理共混粒料，然后在单螺杆挤出机上完成挤出，从而制备材料。所有材料在模塑和挤出之前在60℃的温度下在干燥剂干燥系统中干燥。

实例50-53膜采用两步法制备，其中材料在Leistritz 18mm双螺杆挤出机上在180-200℃下、以15lbs/hr的速率、以500rpm螺杆速度进行预复合。然后将该材料在1.5”Killion挤出机上挤出，该挤出机的L/D为24:1且使用具有Maddock混合区段的通用螺杆。该材料在机筒上以200℃至215℃的温度加工，且在模具上以225至230℃的温度加工，以制备0.020英寸(20密耳或约0.5mm)的膜。实例56和57以相同的方式制备，不同的是使用模具制备0.030英寸(30密耳或约0.76mm)的膜。

实例54膜是使用一步法制备的，其中将材料物理共混，然后在1.5”Killion挤出机上挤出，该挤出机的L/D为24:1且使用具有Maddock混合区段的通用螺杆。该材料在机筒上以200℃至215℃的温度加工，且在模具上以225至230℃的温度加工，以制备0.020英寸(20密耳或约0.5mm)的膜。

实例55板采用两步法和注塑制备，其中材料在Leistritz 18mm双螺杆挤出机上在180-200℃下、以15lbs/hr的速率、以500rpm螺杆速度进行预复合。然后在90吨Toyo注塑机上模塑该材料。该材料在机筒上以210℃的温度加工，且在模具上以20℃的温度加工，以制备0.060英寸(60密耳或约1.5mm)的板。

以与实例1和实例2描述的测试类似的方式，对膜或板样品进行中试规模的好氧堆肥测试。各实例所用的具体制剂和崩解测试结果示于下表29中。

表29.含三醋精和生物聚合物的CA398-30的制剂信息。

对表29的回顾表明，较低量(10wt％)的PHB(6)Hx(与20wt％的较高量相比)导致对于较高TA水平(27wt％)的较高崩解。两种生物聚合物的组合导致对于17wt％TA在20和30密耳厚度下在12周后产生良好的崩解，且在60密耳厚度下崩解大于50％。另外，对于17wt％TA在30密耳厚度下，单独使用20wt％CAPA 6500在12周后也产生良好的崩解。

在以下实例中，比较了不同等级的二乙酸纤维素(CDA)用于形成挤出制品的组合物，包括使用CO₂作为物理发泡剂的挤出泡沫。更具体地，将本发明的稳定化可生物降解的CDA(本文不时地确认为粉末形式的CE41972或薄片形式的CA-394-60S)与本文不时地确认为CA-398-30的第二对照CA进行比较。

使用各CA形成许多单独的可发泡的可生物降解的组合物，其中，各组合物包括15wt％和20wt％负载量的作为增塑剂的三醋精(TA)和1.0wt％的量的环氧化大豆油(Vikoflex 7170，阿科玛)。滑石(ABT-1000)以0.75wt％-3.0wt％的负载量(在泡沫挤出过程中在挤出机的进料喉管处加入)用作成核剂。通过使用同向旋转双螺杆挤出机配混制备可发泡的组合物的粒料。

使用串联挤出机装置，由可发泡的组合物也制备了可发泡的组合物和不同厚度的泡沫片材，其中，使CA组合物熔融，并使物理发泡剂(CO₂)和滑石在双螺杆挤出机(ZE 30)中混合，然后将熔体转移到单螺杆挤出机(KE 60)中。使用环形模具挤出泡沫片材管，并将管拉伸并在校准器圆柱体上切开以形成片材。

然后使用许多不同的参数表征和比较粒料形式的可发泡的组合物。在200℃、220℃和240℃下收集CA-398-30和CA-394-60S与1.0％Vikoflex 7170(作为酸清除剂)和15％三醋精(作为增塑剂)的组合物的复数黏度数据。

复数黏度(以泊计)是根据ASTM D-4440在剪切速率为1秒^-1开始，然后在剪切速率增加到400秒^-1下确定的。结果列于下表30中。

表30.含各种乙酸纤维素的粒料的黏度数据。

对表30的回顾显示，使用CA-394-60S制备的组合物(60S组合物)具有超过使用CA-398-30制备的组合物(30组合物)的剪切稀化(sheer-thinning)特性。通过在1rad/s下测量的黏度与较高剪切(例如100rad/s或400rad/s)相比的差异，可以看出剪切稀化特性。在表30中的每个温度下，与30组合物相比，60S组合物在1rad/s-100rad/s(ΔVisc-100)和1rad/s-400rad/s(ΔVisc-400)时具有更高的Δ。60S组合物的ΔVisc-100在220℃时高出3％以上，在240℃时也高出8％以上。60S组合物的ΔVisc-400在220℃时高出1％以上，在240℃时也高出4％以上。

在实施例中，可生物降解的熔融稳定的组合物在220℃下具有至少84％、或至少85％、或至少86％、或至少87％的ΔVisc-100百分比下降。在实施例中，可生物降解的熔融稳定的组合物在240℃下具有至少68％、或至少69％、或至少70％、或至少71％、或至少72％、或至少73％、或至少74％、或至少75％的ΔVisc-100百分比下降。在实施例中，可生物降解的熔融稳定的组合物在220℃下具有至少94％、或至少95％的ΔVisc-400百分比下降。在实施例中，可生物降解的熔融稳定的组合物在240℃下具有至少85％、或至少86％、或至少87％、或至少88％、或至少89％的ΔVisc-400百分比下降。

在实施例中，可生物降解的熔融稳定组合物在220℃下具有ΔVisc-100百分比的下降，该ΔVisc-100百分比下降比具有HIV小于0.9且M/S小于1.35的CA的类似组合物大至少1％、或大至少2％、或大至少3％。在实施例中，可生物降解的熔融稳定组合物在240℃下具有ΔVisc-100百分比的下降，该ΔVisc-100百分比下降比具有HIV小于0.9且M/S小于1.35的CA的类似组合物大至少3％、或大至少4％、或大至少5％、或大至少6％、或大至少7％、或大至少8％。在另外的实施例中，除了具有较大的ΔVisc-100百分比下降(如上所述)之外，可生物降解的熔融稳定的组合物在220℃或240℃下加热20分钟之后，与具有HIV小于0.9和M/S比率小于1.35的CA的类似组合物相比，具有更好(或更高)的分子量保持率(例如，Mn保持率高出至少1％、或至少2％、或至少3％或至少4％)。

还使用一种方案表征并比较了可发泡的组合物的分子量保持率(熔融稳定性和熔体强度保持率的量度)，其中，将粒料熔融，并根据ASTM D6474使用GPC，用NMP作为溶剂和聚苯乙烯当量Mn分析分子量数据(Mn、Mw和PD)；经受流变熔融加工条件(温度升高到220℃并保持20分钟；然后再分析)。结果列于下表31中。

表31(HIV测试后的后流变学)

使用许多不同的参数对上述泡沫片材样品进行表征和比较。使用分析天平测量挤出片材的密度，其中，将样品浸入水中，并且使用阿基米德原理测量体积。该方法描述于DINEN ISO 1183-1，ISO 2781中。测量了最少3个样品，每个样品的重量在1-5gm之间。结果列于下表32中。

表32

使用视觉助手——LabVIEW软件通过自动算法测量来自CA-3980-30基组合物和CA-394-60S基组合物的各样品泡沫的泡沫形态和平均泡孔尺寸。结果列于下表33中。

表33

还产生了这些泡沫的机器和横截面的显微照片(70倍，5.0kV，SE检测器，3.95mm视场)以表征泡沫形态和泡孔尺寸，并在本文所附的图1和图2中提供。

使用标准ASTM D3575中描述的程序，在16kPa的预负荷和12.5mm/min的测试速度下，测量泡沫压缩变形。使用尺寸为50mm×50mm的～25mm高的挤出膜堆叠。结果列于下表34中。

表34

使用Linseis THB1仪器，使用标准DIN EN 993-15:2005中所述的瞬时热桥方法测量泡沫热导率。结果列于下表35中。

表35

本发明的组合物也如本文所述进行了制备和分析。

材料

所用的乙酸纤维素是CA-398-30(DS＝2.5；mp 230-250℃，Tg 188-192℃)或改性纤维酯(CA-394-60S)(DS＝2.5；mp 230-250℃。Tg 188-192℃)。增塑剂是三醋精(伊士曼，食品级)或DEP(西格玛奥德里奇)。

所用的添加剂是苹果酸(西格玛奥德里奇)、酒石酸(西格玛奥德里奇)、DL-乳酸(西格玛奥德里奇)和柠檬酸(西格玛奥德里奇)。

样品盘的制备

通过混合15.3g酯和5.0mL DEP制备配制材料的圆盘。配制的粉末样品在板上在180℃下经历加热10分钟以使粉末进入熔融相，并在高温和高压下压制以模拟配混并诱导颜色形成。样品在Dake压机中压制。将Dake板加热至180℃并且一旦内部热电偶达到160℃，将样品在150-250psi下压制10分钟。在释放压力后，将样品在水下冷却10分钟。在测量颜色之前，将盘在丙酮中漂洗以使表面光滑。在设定为160℃的加热板上压制初始样品，10分钟计时器将在140℃开始。由于未熔融和缺乏颜色形成，温度升高。

盘的颜色测量

盘一旦从加热板上移除就形成155密耳的盘。使用Hunter Lab的UltraScan Vis色度计测量颜色，以测量得到的L*、a*和b*。

材料的配混

将乙酸纤维素与增塑剂和添加剂配混以制备粒料；制剂列于下表中。使用Leistritz 18mm双螺杆挤出机进行配混。螺杆RPM通常为约507，但它在490至600RPM之间变化。扭矩范围为14％至22％。熔融温度范围为242℃至252℃。熔融压力范围为288psi-400psi。SEI的范围为0.15-0.34。机筒具有9个区域，以约80℃至约240℃的梯度设置，将材料在235℃-250℃下通过模具组挤出。

板的注塑

使用Boy注塑机将板注塑形成1.5”×1.5”×125密耳的板，或者使用110吨TOYO M1形成4”×4”×0.125”。在使用前，将配混的粒料首先在60℃-65℃下干燥3-6小时。机筒具有5个区域，在大多数情况下设定在400℉-465℉(一组板为450-460℉)。模具冷却设定为120℉。

颜色测量

使用HunterLab UltraScan Vis色度计测量板(125密耳)，以确定L*、a*和b*。

HIV的测量

将称量的样品在50℃的初始加热温度下热处理并保持3分钟。温度升至20DPM直至达到250℃并保持3分钟。处理后将样品加入丙酮中，使得溶液的浓度为0.50g/dL。使用Viscotek Y501C自动黏度计在30℃下测量相对黏度，使用Solomon-Gatesman方程以dL/g为单位计算比浓对数黏度。关于组合物表征的数据如下表36-表49所示生成。

表36含0.025wt％-0.10wt％的柠檬酸、苹果酸或酒石酸和CA-394-60S的155密耳盘的测量的颜色(b*)。起始CA-394-60S M:S为1.55，HIV为1.51。

表37.关于CA-394-60S的125密耳板的数据，酸的范围为0.0至0.30wt％。板为15％TA和1％Vikoflex 7170。CA-394-60S和添加剂是在实验室规模上制备的。板是用Boy注塑机制作的。起始CA-394-60S M:S为1.55，HIV为1.51。

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表37(a).关于CA-398-30(对照)的125密耳板的数据，酸的范围为0.01wt％-0.1wt％。板为15％TA和1％Vikoflex 7170。CA-398-30和添加剂是在实验室规模上制备的。板是用Boy注塑机制作的。起始CA-398-30M:S为1.40，HIV为0.72。

空白表明，由于分子量损失/低黏度，样品不能模塑

表38.关于含有0.07wt％柠檬酸和15％TA并含有0.0wt％、0.5wt％和1.0wt％的1.0％Vikoflex 7170的CA-394-60S的125密耳板的数据。起始CA-394-60S M:S是1.68，HIV是1.51。

表39.关于含有0.07wt％柠檬酸和15％TA并含有1.0wt％和2.0wt％的1.0％Vikoflex 7170的CA-394-60S的187.5密耳板的数据证明，在升高的温度下在延长的时间之后颜色最低。起始CA-394-60S M:S为1.77，HIV为1.42。

样品	添加剂	颜色(187.5密耳)
			CA-394-60S	Vikoflex7170,wt％	b*
实例1	1.0	15.0
			实例2	2.0	14.9

表40.关于含有0.07wt％柠檬酸和15％TA并含有1.0wt％的1.0％Vikoflex 7170以及含有0.30wt％的Irganox 1010和0.15wt％的Doverphos S-9228T的CA-394-60S的125密耳板的数据。Irganox 1010和Doverphos S-9228T在升高的温度下在延长的时间之后颜色最低。起始CA-394-60S M:S为1.68，HIV为1.51。

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表41.关于含有0.05wt％和0.07wt％柠檬酸并含有15％TA以及0.15wt％的Doverphos S-9228T的CA-394-60S的125密耳板的数据。含有0.07wt％柠檬酸和DoverphosS-9228T的CA-394-60S在升高的温度下在延长的时间之后颜色最低。起始CA-394-60S M:S为1.68，HIV为1.51。

表42.关于含有0.07wt％柠檬酸和15％TA以及1.0wt％的Vikoflex 7170、0.30wt％的Irganox 1010和0.15wt％的Doverphos S-9228T、以及0.15wt％的DoverphosS-9228T的CA-394-60S的125密耳板的数据。含有0.07wt％柠檬酸和Doverphos S-9228T的CA-394-60S在升高的温度下在延长的时间之后颜色最低。起始CA-394-60S M:S为1.68，HIV为1.51。

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表43.在200℃、220℃和240℃下，CA-398-30和CA-394-60S含有1.0％Vikoflex7170和15％三醋精的熔体黏度结果。起始CA-394-60S M:S为1.77，HIV为1.42。

表44.在15％三醋精下，测量了具有不同添加剂的10密耳的CA-398-30和CA-394-60S膜的凹陷。

表45.CA-398-30和CA-394-60S在15％三醋精和1.0％Vikoflex 7170条件下的螺旋流模塑长度测量。起始CA-394-60S M:S为1.77，HIV为1.42。

表46.HDT数据(CA-394-60S在20％和25％TA下)。

表47.含有1.0％Vikoflex、0.30％Irganox 1010和0.15％Doverphos S-9228T的CA-398-30和CA-394-60S在10密耳厚度下的ISO20200数据。

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还表征了可发泡的组合物的熔体延展性。熔体延展性对于发泡过程是重要的，其中，聚合物熔体经历高度变形。低熔体延伸性可导致孔壁破裂或塌陷，从而导致孔聚结、孔结构粗糙化，并降低机械特性。可测量的参数如Sentmanet拉伸流变学(SER)、亨基(Hencky)应变和应力/应变比可用于评价熔体延展性。SER测量材料的拉伸熔融行为。该测试的亨基断裂应变和拉伸比描述了材料在其最终失效(撕裂或折断)之前可以拉伸多少。

为了评价熔体延展性，形成可发泡的组合物并挤出成粒料。挤出的粒料在60℃和真空下干燥24小时。关于粒料的GPC数据列于下表48中：

表48

然后将上述粒料置于4英寸×4英寸、10密耳框架中的两块铝片材之间，并在420℉下压塑以形成膜。

对于每个SER测试，从干燥的膜样品中切下18mm×6.35mm的条。然后将样品条置于TAARES-G2流变仪的两个卷起的滚筒上。滚筒以0.1/s的亨基速率向外旋转，引起样品拉伸。由样品的电阻产生的扭矩被记录为亨基应变的函数。将膜拉伸至最终失效，断裂时的亨基应变记录在下表49中。使用以下等式计算拉伸比：

其中，ε是亨基应变，l和L是初始长度和最终长度，并且λ是样品的拉伸比。

表49

关于本发明的可发泡的组合物，可以从所产生的数据中假定许多结论。来自CA-394-60S的本发明组合物通过在220℃下配混和熔融稳定性测试保持Mn和Mw 20分钟，并且与来自CA-398-30的对照组合物相比，在热处理时更稳定。与来自CA-398-30的对照组合物相比，这种在配混时的分子量保持和相应的更高的零剪切可以转化为片材挤出膜中改进的熔体强度特性。本发明的组合物在高剪切下产生测量的黏度，这对于热加工成制品是有利的。本发明的组合物在膜中具有期望的熔体强度，用添加剂保持熔体强度，并保持良好的流动特性，例如，如本文所述的螺旋流模塑测试所示。如表36所示，本发明组合物的较高熔体延展性是由其在热处理中保持分子量的能力提供的。本发明组合物的M_n和M_w显示为比含有CA-398-30的对照组合物高10％和21％。

关于本发明的泡沫，可以从生成的数据中推测出许多结论。本发明的泡沫实现了比对照泡沫(用CA-398-30制成)更低的密度和增加的刚度。本发明的泡沫具有比使用具有相似制剂和加工条件的CA-398-30制备的对照泡沫低～10％的泡孔尺寸。较小的泡孔尺寸可能在商业上是有益的，因为它可以导致较低的密度、较硬的泡沫和隔热性的增加(或热导率的降低)。本发明的泡沫(用CA-394-60S制成)在25％的压缩应变下也需要比对照泡沫(用CA 398-30制成)高～30％的应力来实现。刚性泡沫可能在商业上是有益的，因为它允许使用减小的厚度来实现制品刚性规格。本发明的泡沫(用CA-394-60S制成)的导热性也低于对照泡沫(用CA 398-30制成)。绝热泡沫在食品服务中可能是商业上有益的，特别是在用于容纳需要温度保持的食品的泡沫制品的制造中。总的来说，本发明的泡沫比对照的表现更好。

Claims

1.一种可生物降解的熔融稳定的组合物，其包含：

(i)乙酸纤维素(“CA”)，

其中，所述CA具有2.2-2.6的平均乙酰基取代基取代度(“DS_Ac”)，

其中，所述CA的特征在于至少0.9的加热比浓对数黏度(“HIV”)，是根据说明书中公开的程序测量的，

其中，所述CA具有至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S

其中，M是选自钙、镁、钾和钠构成的组的金属的摩尔和，以及S是硫的摩尔数；

(ii)式I的化合物：

其中，R¹是氢或羟基；R²是氢或羟基；R³是氢或COOH；以及n是0或1，

其中，基于所述CA和式I的化合物的总重量，所述式I的化合物以0.025wt％-0.4wt％存在，

其中，所述组合物为平均粒度为150微米至300微米且最大粒度为500微米的粉末形式，

其中，当将所述组合物注塑成如说明书中所公开的10.16cm×0.3175cm的板时，所述板表现出小于20的b*值，是根据ASTM D 6290-98所测量的。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述，CA的特征还在于以下一种或多种：(i)小于50ppm的钙含量；(ii)小于15ppm的镁含量；(iii)至少5ppm的钠含量；和(iv)至少55ppm的硫含量。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于具有至少25lb/cu.ft的体积密度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于具有至少4m²/g的表面积。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于具有至少50的纤维支数，是根据说明书中公开的程序测量的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含(iii)增塑剂。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述增塑剂选自柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯、甘油酯、聚乙二醇和三醋精。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含UV吸收剂、抗氧化剂、酸或自由基清除剂、环氧化油或其组合中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于不超过10％的增塑的乙酸纤维素的分子量百分比变化(ΔW)，其中，ΔW是计算的绝对值

ΔW＝(W1-W2)/W1×100％

其中，W1为在特定的ΔW熔融加工处理之前的第一分子量(Mn)并且W2为在特定的ΔW熔融加工处理之后的分子量(Mn)。

10.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于不超过8的增塑的乙酸纤维素颜色变化(Δb*)，其中，Δb*是计算的绝对值

Δb*＝Δb*1-b*2

其中，如在特定的Δb*熔融加工处理中所描述的，b*1是在第一循环时间测量的以及b*2是在第二循环时间之后测量的。

11.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述组合物的特征还在于至少14.7cm的螺旋流，如说明书中所描述的在260℃下测量的。

12.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述组合物是可发泡的组合物，其进一步包含至少一种成核剂，和至少一种发泡剂，所述发泡剂选自物理发泡剂和化学发泡剂组合物构成的组，所述化学发泡剂组合物包含化学发泡剂和载体聚合物。

13.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述物理发泡剂包括烃或CO₂。

14.一种由根据权利要求12或13所述的组合物形成的发泡制品。

15.一种可生物降解的乙酸纤维素熔体，其包含根据权利要求9所述的组合物或由根据权利要求9所述的组合物形成。

16.一种熔融成型的可生物降解的制品，其包含根据权利要求9所述的组合物或由根据权利要求9所述的组合物形成。

17.一种熔融成型的可生物降解的制品，其包含根据权利要求15所述的熔体或由根据权利要求15所述的熔体形成。

18.一种注塑的可生物降解的制品，其包含根据权利要求15所述的熔体或由根据权利要求15所述的熔体形成。

19.一种挤出的可生物降解的制品，其包含根据权利要求15所述的熔体或由根据权利要求15所述的熔体形成。

20.一种可熔融加工的可生物降解的乙酸纤维素组合物，其包含(i)可生物降解的熔融稳定的乙酸纤维素，其特征在于至少1.35的金属与硫的摩尔比

M/S