CN118076683A - 包含含有无定形生物填料的可熔融加工的乙酸纤维素组合物的制品 - Google Patents

Abstract

本申请公开了纤维素酯组合物，其包含具有2至6的支化度的淀粉的。与具有较低支化度的纤维素酯组合物相比，所述纤维素酯组合物表现出改进的工业可堆肥性和更高的热挠曲温度。

Description

包含含有无定形生物填料的可熔融加工的乙酸纤维素组合物 的制品

发明背景

废物处理是一个众所周知的全球性问题，特别是大量消费品例如塑料或聚合物，其在可接受的时间范围内不被认为是可生物降解的。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场中的废物量，将这些类型的废物并入到更新产品中。对于一次性塑料制品/材料尤其如此。

随着消费者对一次性塑料例如吸管、外带杯和塑料袋的环境命运的看法正在成为全球趋势，世界各地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、餐具和翻盖包装。其它国家采取了甚至更极端的措施，例如十种一次性制品列表，这些制品计划将被禁止、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已做出雄心勃勃的承诺，在未来几年实施可回收、可重复使用或可堆肥的包装。虽然可回收材料在某些应用中是合意的，但其它应用更适合可堆肥和/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完善而大量泄漏到环境中时。

一次性塑料制品经常用于食品服务，旨在用于一次性储存或供应食物，之后将这些制品丢弃。为了防止这些制品的持久性，合意的是制品能够崩解和生物降解，甚至是较厚的部件如杯缘和器皿。堆肥中的崩解是废旧品的命运，这将重新引导这些来自垃圾填埋场的一次性塑料制品。一次性塑料制品的厚度范围可以在小于5密耳(例如吸管)至大于100密耳(例如器皿)。对于一些材料，堆肥中的崩解率与制品厚度成正比，即较厚的制品需要更长的时间崩解，或者可能不会在堆肥周期的标准时间范围内崩解。

合意的是具有由生物基材料(biobased materials)制成的制品，所述生物基材料已被配制成在堆肥中崩解，即使当制品为30密耳厚或更大时。此外，制品的外观应适合于应用(颜色不深且不透明)。

因此，市场需要对其预期用途具有足够性能性质且可堆肥和/或可生物降解的一次性消费品。

提供具有这样的性质并且还具有显著含量的可再生、回收和/或再利用材料的产品将是有益的。

本申请人已发现与具有较低支化度的淀粉的纤维素酯组合物相比，包含高度支化淀粉的纤维酯组合物显示出改进的工业可堆肥性。

发明内容

本申请公开了一种纤维素酯组合物，其包含至少一种可生物降解纤维素酯、至少一种增塑剂和至少一种支化无定形生物填料的纤维素酯组合物；其中所述生物填料具有2至6的支化度；其中所述纤维素酯组合物具有50％或更高的崩解率。

在本发明的另一个实施方案中，其提供了一种生产纤维素酯组合物的方法。所述方法包括接触至少一种可生物降解纤维素酯、至少一种增塑剂和至少一种支化无定形生物填料；其中所述生物填料具有2至6的支化度；其中所述纤维素酯组合物具有50％或更高的崩解率。

在本发明的另一个实施方案中，其提供了一种包含可熔融加工的纤维素酯组合物的制品；其中所述纤维素酯组合物包含至少一种可生物降解纤维素酯、至少一种增塑剂和至少一种支化无定形生物填料；其中所述生物填料具有2至6的支化度；其中所述纤维素酯组合物具有50％或更高的崩解率。

发明详述

在本发明中，提供了一种可熔融加工的纤维素酯组合物，其包含至少一种可生物降解纤维素酯、至少一种增塑剂和至少一种支化无定形生物填料；其中所述生物填料具有2至6的支化度；其中所述纤维素酯组合物具有50％或更高的崩解率。测定崩解率的测试方法随后在本公开中提供。

纤维素酯

本发明中使用的纤维素酯可以是本领域已知的任何纤维素酯。可用于本发明的纤维素酯通常包括以下结构的重复单元：

其中R¹、R²和R³独立地选自氢、乙酰基、丙基或丁基。纤维素酯的取代水平通常以取代度(DS)表示，其是每脱水葡萄糖单元(AGU)的非OH取代基的平均数量。通常，常规纤维素在每个可以被取代的AGU单元中含有三个羟基基团；因此，DS可以具有0和3之间的值。天然纤维素是一种大的多糖，甚至在制浆和提纯后仍具有250-5,000的聚合度，由此假定最大DS为3.0是大致正确的。由于DS是统计平均值，1的值不能确保每个AGU具有单个取代基。在一些情况下，可能存在未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定义为每脱水葡萄糖单元所有取代基的平均数。每AGU的取代度也可以指特定取代基，例如羟基或乙酰基。在实施方案中，n是25至250、或25至200、或25至150、或25至100、或25至75的整数。

在本发明的实施方案中，纤维素酯具有至少2个脱水葡萄糖环并可具有至少50和至多5,000个脱水葡萄糖环，或至少50和小于150个脱水葡萄糖环。每分子的脱水葡萄糖单元数量定义为该纤维素酯的聚合度(DP)。在实施方案中，纤维素酯可具有在25℃的温度下对0.25克样品在100毫升按重量计60/40的苯酚/四氯乙烷溶液中测得的约0.2至约3.0分升/克、或约0.5至约1.8、或约1至约1.5分升/克的特性粘度(IV)。在实施方案中，可用于本文的纤维素酯可具有约1至约2.5、或1至小于2.2、或1至小于1.5的DS/AGU，并且该取代酯是乙酰基。

纤维素酯可以通过本领域已知的任何方法生产。在Kirk Othmer，Encyclopediaof Chemical Technology，第5版，第5卷，Wiley Interscience，New York(2004)，第394-444页中教导了用于生产纤维素酯的方法的实例。纤维素—用于生产纤维素酯的起始材料—可以以不同的等级和来源获得，例如来自棉短绒、软木浆、硬木浆、玉米纤维和其它农业来源，以及细菌纤维素。

生产纤维素酯的一种方法是通过将纤维素与适当的有机酸、酸酐和催化剂混合来酯化纤维素。纤维素随后转化为纤维素三酯。随后通过将水-酸混合物添加到纤维素三酯中来进行酯水解，其随后可以过滤以除去任何凝胶粒子或纤维。随后将水添加到混合物中以沉淀纤维素酯。该纤维素酯可以随后用水洗涤以除去反应副产物，接着脱水并干燥。

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多种本领域技术人员已知的方法来制备。例如，纤维素酯可以通过纤维素在羧酸和酸酐的混合物中在催化剂如H₂SO₄的存在下的非均相酰化来制备。纤维素三酯还可以通过溶解在适当溶剂如LiCl/DMAc或LiCl/NMP中的纤维素的均相酰化来制备。

本领域技术人员将理解，纤维素三酯的商业名称还包括未完全被酰基基团取代的纤维素酯。例如，可商购自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN，U.S.A.的三乙酸纤维素通常具有约2.85至约2.99的DS。

将纤维素酯化为三酯后，一部分酰基取代基可以通过水解或通过醇解来除去以获得次级纤维素酯。如前所述，取决于所采用的特定方法，酰基取代基的分布可能是随机的或非随机的。次级纤维素酯还可以通过使用有限量的酰基化试剂在不水解的情况下直接制备。当该反应在将溶解纤维素的溶剂中进行时，该方法特别有用。所有这些方法均获得可用于本发明的纤维素酯。

在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合，或与任何提及的实施方案组合，乙酸纤维素是二乙酸纤维素，其具有根据ASTM D6474使用NMP作为溶剂和聚苯乙烯当量Mn的凝胶渗透色谱法(GPC)测量的约10,000至约100,000的聚苯乙烯当量数均分子量(Mn)。在实施方案中，乙酸纤维素组合物包含具有10,000至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的聚苯乙烯当量数均分子量(Mn)的二乙酸纤维素；如使用NMP作为溶剂通过凝胶渗透色谱法(GPC)并根据ASTM D6474测量的。

最常见的市售次级纤维素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。在获得该纤维素三酯在相应羧酸中的均相溶液后，随即对纤维素三酯施以水解直到获得所需取代度。在分离后，获得无规次级纤维素酯。也就是说，在每个羟基处的相对取代度(RDS)大致相等。

可用于本发明的纤维素酯可使用本领域已知的技术来制备，并且可选自各种类型的纤维素酯，例如可获自Eastman Chemical Company，Kingsport，TN，U.S.A.的纤维素酯，例如，Eastman^TM乙酸纤维素CA 398-30和Eastman^TM乙酸纤维素CA 398-10、Eastman^TMCAP485-20乙酸丙酸纤维素；Eastman^TMCAB 381-2乙酸丁酸纤维素。

在本发明的实施方案中，纤维素酯可以通过用从获自回收材料(例如回收塑料成分合成气源(synags source))的反应物将纤维素转化为纤维素酯来制备。在实施方案中，这样的反应物可以是纤维素反应物，其包括用于纤维素的酯化或酰化反应的有机酸和/或酸酐，例如如本文所讨论的。

在本发明的一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合，或与任何提及的实施方案组合，提供了一种包含至少一种回收纤维素酯的纤维素酯组合物，其中所述纤维素酯在衍生自回收成分材料(例如回收塑料成分合成气(synags))的脱水葡萄糖单元(AU)上具有至少一个取代基。

增塑剂

在实施方案中，可熔融加工且可生物降解的纤维素酯组合物可包含至少一种增塑剂。增塑剂降低纤维素酯的熔融温度、Tg和/或熔融粘度。用于纤维素酯的增塑剂可包括甘油三乙酸酯(三乙酸甘油酯)、甘油二乙酸酯、对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、聚(乙二醇)MW 200-600、二丙酸三乙二醇酯、1,2-环氧丙基苯基乙二醇、1,2-环氧丙基(间甲苯基)乙二醇、1,2-环氧丙基(邻甲苯基)乙二醇、β-氧乙基环己烯羧酸酯、双(环己酸酯)二乙二醇、柠檬酸三乙酯、聚乙二醇、苯甲酸酯类增塑剂(Benzoflex)、丙二醇、聚山梨酯、蔗糖八乙酸酯、乙酰化柠檬酸三乙酯、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、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例如Benzoflex^TM增塑剂系列、聚(烷基琥珀酸酯)例如聚(丁二酸丁酯)、聚醚砜、己二酸酯基增塑剂、大豆油环氧化物例如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、三丙酸甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、Resolflex^TM系列增塑剂、磷酸三苯酯、乙醇酸酯、甲氧基聚乙二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二基双(2-甲基丙酸酯)、和聚己内酯。

在实施方案中，增塑剂是食物相容性增塑剂。食物合规是指符合适用的食物添加剂和/或食物接触法规，其中增塑剂已被至少一个(国家或地区)食物安全监管机构(或组织)批准使用或认定是安全的，例如21CFR Food Additive Regulations或US FDA的Generally Recognized as Safe(GRAS)中所列。在实施方案中，食物相容性增塑剂是具有约200至约600的分子量的三乙酸甘油酯或聚乙二醇(PEG)。在实施方案中，可考虑的食物相容性增塑剂的实例可包括三乙酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、聚乙二醇、苯甲酸酯类增塑剂(Benzoflex)、丙二醇、聚山梨酯、蔗糖八乙酸酯、乙酰化柠檬酸三酯、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。

在实施方案中，增塑剂可以以足够量存在以允许纤维素酯组合物在常规熔融加工设备中熔融加工(或热成形)成有用制品例如一次性塑料制品。在实施方案中，对于大多数热塑性塑料加工，增塑剂以基于纤维素酯组合物的重量计1至40重量％；或为5至25重量％、或10至25重量％、或12至20重量％的量存在。在实施方案中，型材挤出、片材挤出、热成形和注塑可以用基于纤维素酯组合物的重量计10-30、或12-25、或15-20、或10-25重量％范围的增塑剂水平来完成。

在实施方案中，增塑剂是可生物降解增塑剂。可生物降解增塑剂的一些实例包括三乙酸甘油酯、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例如Benzoflex^TM增塑剂系列、聚(烷基琥珀酸酯)例如聚(丁二酸丁酯)、聚醚砜、己二酸酯基增塑剂、大豆油环氧化物例如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、三丙酸甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、Resolflex^TM系列增塑剂、磷酸三苯酯、乙醇酸酯、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。

PEG/MPEG特定组合物

在本发明的一个实施方案中，纤维素酯组合物可含有选自PEG和MPEG(甲氧基PEG)的增塑剂。所述聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇组合物具有200道尔顿至600道尔顿的平均分子量，其中所述组合物是可熔融加工的、可生物降解的和可崩解的。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，所述组合物包含平均分子量为300至550道尔顿的聚乙二醇或甲氧基PEG。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，所述组合物包含平均分子量为300至500道尔顿的聚乙二醇。

在实施方案中，所述纤维素酯组合物包含至少一种增塑剂(如本文所述)，其量为1至40重量％、或5至40重量％、或10至40重量％、或12至40重量％、13至40重量％、或15至40重量％、或大于15至40重量％、或17至40重量％、或20至40重量％、或25至40重量％、或5至35重量％、或10至35重量％、或13至35重量％、或15至35重量％、或大于15至35重量％、或17至35重量％、或20至35重量％、或5至30重量％、或10至30重量％、或13至30重量％、或15至30重量％、或大于15至30重量％、或17至30重量％、或5至25重量％、或10至25重量％、或13至25重量％、或15至25重量％、或大于15至25重量％、或17至25重量％、或5至20重量％、或10至20重量％、或13至20重量％、或15至20重量％、或大于15至20重量％、或17至20重量％、或5至17重量％、或10至17重量％、或13至17重量％、或15至17重量％、或大于15至17重量％、或5至小于17重量％、或10至小于17重量％、或13至小于17重量％、或15至小于17重量％，全部基于纤维素酯组合物的总重量计。

在实施方案中，至少一种增塑剂包括或是食物相容性增塑剂。在一个实施方案中，食物相容性增塑剂包括或是三乙酸甘油酯或PEG MW 300至500。

在实施方案中，纤维素酯组合物包含可生物降解纤维素酯(BCE)组分和可生物降解聚合物组分，所述可生物降解纤维素酯(BCE)组分包含至少一种BCE，所述可生物降解聚合物组分包含至少一种其它可生物降解聚合物(除BCE之外)。在实施方案中，其它可生物降解聚合物可选自聚羟基链烷酸酯(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(例如聚丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯(PBSA))、纤维素酯、纤维素醚、淀粉、蛋白质、其衍生物、及其组合。在实施方案中，纤维素酯组合物包含两种或更多种可生物降解聚合物。在实施方案中，纤维素酯组合物含有0.1至小于50重量％、或1至40重量％、或1至30重量％、或1至25重量％、或1至20重量％的量的可生物降解聚合物(除BCE之外)，基于纤维素酯组合物计。在实施方案中，纤维素酯组合物含有0.1至小于50重量％、或1至40重量％、或1至30重量％、或1至25重量％、或1至20重量％的量的可生物降解聚合物(除BCE之外)，基于BCE和可生物降解聚合物的总量计。在实施方案中，至少一种可生物降解聚合物包含重均分子量(Mw)为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PHA，使用具有折射率检测器的凝胶渗透色谱法(GPC)且使用二氯甲烷溶剂的聚苯乙烯标准品测量。在实施方案中，PHA可包括聚羟基丁酸酯-共-羟基己酸酯。

支化、无定形生物填料

用于纤维素酯组合物的支化、无定形生物填料可以是任何本领域已知具有2至6的支化度的生物填料，如通过本申请实施例中特定方法测定的。淀粉的支化度(DB)主要取决于植物来源。在一些实施方案中，本发明的生物填料可具有通过NMR测定的3或更大、4或更大、和5或更大的支化度。具有3或更大的DB的植物淀粉的一些实例是郁金香淀粉、蜡质玉米淀粉、蜡质马铃薯淀粉和天然玉米淀粉。植物淀粉的其它实例的DB小于3，或者可能太低而无法通过NMR测量。

支化、无定形生物填料	通过NMR的DB
		郁金香淀粉	5.5
蜡质玉米淀粉	4.9
		蜡质马铃薯淀粉	3.8
天然玉米淀粉	3.1
		马铃薯淀粉	2.8
高直链玉米淀粉	太低
		青豌豆淀粉	太低

来源：Gaenssle等人，2021，长链和结晶度控制常规来源和新来源的糊化淀粉的酶降解性。Carbohydrate Polymers 260，11780；在不与本申请相抵触的范围内，通过引用将其并入本文。

生物填料的量足以获得50％或更高的崩解率。在本发明的实施方案中，生物填料的量可以为基于纤维素酯组合物的约1重量％至约50重量％。基于纤维素酯组合物的重量计其它范围包括约5至约50重量％、约10至约50重量％、约15至约50重量％、约20至约50重量％、约25至约50重量％、约30至约50重量％、约35至约50重量％、约40至约50重量％、和约45至约50重量％。

尽管不希望受理论束缚，但支化、无定形生物填料可以降低生物填料的结晶度，从而能够在降解期间吸附水分和微生物。在纤维素酯特别是乙酸纤维素酯中获得微生物活性和高降解率使得在含有纤维素酯的热塑性塑料中能够提高崩解率。向增塑纤维素酯中添加生物填料可显著提高配制的CDA制品的崩解率。

在本发明的实施方案中，生物填料与纤维素酯相容且良好分散在纤维素酯基质中并且对纤维素酯的物理性质没有显著影响。在本发明的其它实施方案中，生物填料不会使纤维素酯组合物变脆。

在本发明的进一步的实施方案中，本发明的纤维素酯组合物具有模仿天然材料例如木材的非塑性纹理。实例中的图片说明了这个性质。

外观

包含可熔融加工的纤维素酯组合物的制品的外观对于其在许多应用中的可接受性来说是重要的。例如，浅色和透明度是许多熔融加工制品的所需性质，例如包装、袋、膜、瓶、食物容器、吸管、搅拌器、杯、盘、碗、外卖托盘和盖以及餐具。

在CIE L*a*b*色空间中，L*值是亮度的度量，其中L*＝0表示黑色，L*＝100表示白色。因此，如果L*值在该范围的上半部分或L*>50，则可以认为制品的颜色为浅色。在本发明的一个实施方案中，纤维素酯组合物的L*可以在50至100、50至95、50至90、50至85、50至80、50至75、55至100、55至95、55至90、55至85、55至80、55至75、60至100、60至95、60至90、60至85、60至80、60至75、65至100、65至95、65至90、65至85、65至80、或65至75。

不透明度是光透过膜或制品的量度。透明度是指通过膜或片材观察时物体可以看到的光学清晰度。感知的不透明度和透明度取决于样品的厚度。对于上述应用实例，制品厚度范围可以从用于包装膜的约1密耳到用于注塑成形餐具的至多60密耳或更大。透明度对于观察容器(例如通过瓶的侧面或通过容器盖)的内容物可是尤其重要的。熔融加工的容器、杯和盖的厚度在约10密耳至约30密耳变化，而瓶为约20密耳厚。

透明、半透明和不透明之间的界限通常是高度主观的。在本研究中，不透明度测量为600nm光透过30密耳厚的膜的透射率％。在本发明的一个实施方案中，本发明的纤维素酯组合物的透射率％可以在约1％至约100％、约1％至约90％、约1％至约80％、约1％至约70％、约1％至约60％、约1％至约50％、约1％至约40％、约1％至约30％、约1％至约20％、约1％至约10％、和约1％。

透明度被量化为色差ΔE(CIE76)。在一个典型尺度上，ΔE值的范围从0到100。人眼区分两种颜色的能力与ΔE有关；ΔE<1的颜色不会察觉为不同。另一方面，ΔE>10的颜色一眼就能察觉到不同。我们使用20的ΔE截止值来表示通过30密耳挤出膜观察到的黑色和白色之间的容易察觉的区别。用于ΔE(CIE76)的式：

在本发明的一个实施方案中，纤维素酯组合物的ΔE可以在约20至约100。

组合物的其它元素

在一方面，可熔融加工的纤维素酯组合物可进一步包含选自非碱性填料、添加剂、生物聚合物、稳定剂和/或气味调节剂中的至少一种。添加剂的实例包括蜡、增容剂、生物降解促进剂、染料、颜料、着色剂、香料、光泽控配制物、润滑剂、抗氧化剂、粘度调节剂、抗真菌剂、防雾剂、阻燃剂、热稳定剂、抗冲改性剂、抗菌剂、软化剂、脱模剂及其组合。应当注意的是，相同类型的化合物或材料可以被标识为或包括在纤维素酯组合物中的多个类别的组分中。例如，聚乙二醇(PEG)可以充当增塑剂或作为不充当增塑剂的添加剂，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PEG具有增塑作用，而较高分子量PEG起亲水性聚合物的作用但没有增塑作用。

在某些实施方案中，纤维素酯组合物包含至少一种稳定剂。尽管合意的是纤维素酯组合物是可组合的和/或可生物降解的，但是可以添加一定量的稳定剂以提供选定的保质期或稳定性，例如针对光暴露、氧化稳定性或水解稳定性。在各种实施方案中，稳定剂可包括：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。

抗氧化剂可分为几类，包括初级抗氧化剂和次级抗氧化剂。通常已知初级抗氧化剂基本起到自由基终止剂(清除剂)的作用。通常已知次级抗氧化剂在氢过氧化物(ROOH)分解为烷氧基和羟基自由基之前将其分解为非反应性产物。次级抗氧化剂通常与自由基清除剂(初级抗氧化剂)组合使用以实现协同抑制作用并且次级AO用于延长酚类初级AO的寿命。

“初级抗氧化剂”是经由氢转移与过氧化物自由基反应以猝灭自由基而发挥作用的抗氧化剂。初级抗氧化剂通常含有反应性羟基或氨基基团，例如受阻酚类和芳香族仲胺累。初级抗氧化剂的实例包括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、HD98、TBM-6和WSP；Naugard^TM431、PS48、SP和445；Songnox^TM1010、1024、1035、1076CP、1135LQ、1290PW、1330FF、1330PW、2590PW和3114FF；ADK Stab AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80和AO-330。

“次级抗氧化剂”通常被称为氢过氧化物分解剂。它们通过与氢过氧化物反应，将其分解成非反应性且热稳定的非自由基产物。它们通常与初级抗氧化剂结合使用。次级抗氧化剂的实例包括有机磷类(例如亚磷酸酯类、亚膦酸酯类)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，以将过氧化物转化为醇类。次级抗氧化剂的实例包括Ultranox 626，Ethanox^TM368、326和327；Doverphos^TMLPG11，LPG12，DP S-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、CH 301、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和6280FF。

在实施方案中，纤维素酯组合物包含至少一种稳定剂，其中稳定剂包含一种或多种次级抗氧化剂。在实施方案中，稳定剂包含选自一种或多种次级抗氧化剂的第一稳定剂组分和选自一种或多种初级抗氧化剂的第二稳定剂组分、或其组合。

在实施方案中，稳定剂包含一种或多种次级抗氧化剂，其量为0.01至0.8、或0.01至0.7、或0.01至0.5、或0.01至0.4、或0.01至0.3、或0.01至0.25、或0.01至0.2、或0.05至0.8、或0.05至0.7、或0.05至0.5、或0.05至0.4、或0.05至0.3、或0.05至0.25、或0.05至0.2、或0.08至0.8、或0.08至0.7、或0.08至0.5、或0.08至0.4、或0.08至0.3、或0.08至0.25、或0.08至0.2重量％，基于组合物总重量的次级抗氧化剂的总量的重量百分比计。在该实施方案的一类中，稳定剂包含为亚磷酸酯化合物的次级抗氧化剂。在该实施方案的一类中，稳定剂包含为亚磷酸酯化合物的次级抗氧化剂和为DLTDP的另一种次级抗氧化剂。

在此类的一个子类中，稳定剂进一步包含第二稳定剂组分，其包含一种或多种初级抗氧化剂，其量为0.05至0.7、或0.05至0.6、或0.05至0.5、或0.05至0.4、0.05至0.3、或0.1至0.6、或0.1至0.5、或0.1至0.4、或0.1至0.3重量％，基于组合物的总重量的初级抗氧化剂的总量的重量百分比计。在该类别的另一个子类中，稳定剂进一步包含第二稳定剂组分，其包含柠檬酸，其量为0.05至0.2、或0.05至0.15、或0.05至0.1重量％，基于组合物的总重量的柠檬酸的总量的重量百分比计。在该类别的另一个子类中，稳定剂进一步包含第二稳定剂组分，其包含本文讨论量的一种或多种初级抗氧化剂和柠檬酸。在该类别的一个子类中，稳定剂包含基于组合物的总重量计小于0.1重量％的初级抗氧化剂或不包含初级抗氧化剂。在该类别的一个子类中，稳定剂包含基于组合物的总重量计小于0.05重量％的初级抗氧化剂或不包含初级抗氧化剂。

在实施方案中，纤维素酯组合物包含至少一种非碱性填料。在实施方案中，其它填料是选自碳水化合物(糖类和盐类)、纤维素和有机填料(木粉、木纤维、火麻仁、碳、煤粒子、石墨和淀粉)、矿物和无机填料(滑石粉、二氧化硅、硅酸盐、二氧化钛、玻璃纤维、玻璃微珠、氮化硼、三水合铝、氧化铝和粘土)、食物废物或副产物(蛋壳、酒糟和咖啡渣)、干燥剂(例如硫酸钙、硫酸镁)、碱性填料(例如CaO、Na₂CO₃)或这些填料的组合(例如混合物)中的至少一种。在实施方案中，纤维素酯组合物可包含至少一种还充当着色剂添加剂的填料。在实施方案中，着色剂添加剂填料可选自：碳、石墨、二氧化钛、遮光剂、染料、颜料、调色剂及其组合。在实施方案中，纤维素酯组合物可包含至少一种还充当稳定剂或阻燃剂的填料。

在实施方案中，纤维素酯组合物进一步包含至少一种非碱性填料(如本文所述)，其量为1至60重量％、或5至55重量％、或5至50重量％、或5至45重量％、或5至40重量％、或5至35重量％、或5至30重量％、或5至25重量％、或10至55重量％、或10至50重量％、或10至45重量％、或10至40重量％、或10至35重量％、或10至30重量％、或10至25重量％、或15至55重量％、或15至50重量％、或15至45重量％、或15至40重量％、或15至35重量％，或15至30重量％、或15至25重量％、或20至55重量％、或20至50重量％、或20至45重量％、或20至40重量％、或20至35重量％、或20至30重量％，所有均基于纤维素酯组合物的总重量计。在实施方案中，取决于应用例如一次性食物接触应用，纤维素酯组合物可包含至少一种气味改性添加剂。在实施方案中，取决于应用和纤维素酯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、Pennyroyal M-1178、杏仁、肉桂基、香料、香料提取物、挥发性有机化合物或小分子、以及Plastidor。在实施方案中，气味改性添加剂可以是香草醛。在实施方案中，纤维素酯组合物可包含气味改性添加剂，其量为0.01至1重量％、或0.1至0.5重量％、或0.1至0.25重量％、或0.1至0.2重量％，基于组合物的总重量计。用于气味改性添加剂的机制可包括掩蔽、捕获、补充或这些的组合。

如上所述，纤维素酯组合物可包含其它添加剂。在实施方案中，纤维素酯组合物可包含至少一种增容剂。在实施方案中，增容剂可以是非反应性增容剂或反应性增容剂。增容剂可以增强纤维素酯或另一组分达到所需小粒度的能力，以改善所选组分在组合物中的分散。在这样的实施方案中，取决于合意的配制物，可生物降解纤维素酯可以处于分散体的连续相或不连续相中。在实施方案中，使用增容剂可以通过改变可生物降解纤维素酯和另一组分例如其它可生物降解聚合物之间的界面相互作用/结合来改善组合物的机械和/或物理性质。

在实施方案中，纤维素酯组合物包含增容剂，其量为约1至约40重量％、或约1至约30重量％、或约1至约20重量％、或约1至约10重量％、或约1至约40重量％、约5至约20重量％、或约5至约10重量％、或约10至约30重量％、或约10至约20重量％，基于纤维素酯组合物的重量计。

在实施方案中，如果需要，纤维素酯组合物可包含生物降解剂和/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添加到或包含在纤维素酯组合物中，或者在可生物降解纤维素酯(BCE)的制造过程中添加或在其制造后添加并且与BCE一起熔融或溶剂共混以制备纤维素酯组合物。在实施方案中，添加剂可以促进水解通过释放酸性或碱性残余物，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崩解和生物降解。除促进降解之外，这些添加剂可以具有附加功能例如改善制品的可加工性或改善合意的机械性质。

可能的分解剂的一组实例包括无机碳酸盐、合成碳酸盐、霞石正长岩、滑石粉、氢氧化铝、硅藻土、天然或合成二氧化硅、煅烧粘土等。在实施方案中，可能合意的是这些添加剂良好分散在纤维素酯组合物基质中。这些添加剂可以单独使用，或者以两种或更多种组合使用。

可能的分解剂的另一组实例是用作氧化分解剂的芳族酮类，包括二苯甲酮、蒽醌、蒽酮、乙酰基二苯甲酮、4-辛基二苯甲酮等。这些芳族酮类可以单独使用，或者以两种或更多种组合使用。

其它实例包括用作氧化分解剂的过渡金属化合物，例如钴或镁的盐，例如钴或镁的脂族羧酸(C12至C20)盐，或硬脂酸钴、油酸钴、硬脂酸镁和油酸镁；或可以使用锐钛矿型二氧化钛或二氧化钛。可以使用混合相二氧化钛粒子，其中金红石和锐钛矿晶体结构两者存在于同一粒子中。光活性剂粒子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，如通过BET表面积方法测量的。如果需要，可以将光活性剂添加到增塑剂中。这些过渡金属化合物可以单独使用，或者以两种或更多种组合使用。

可以用作氧化分解剂的稀土化合物的实例包括属于元素周期表第3A族的稀土及其氧化物。其具体实例包括铈(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。其更具体实例包括氧化铈、硫酸高铈、硫酸高铈铵、硝酸高铈铵、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，或者以两种或更多种组合使用。

在一个实施方案中，BCE组合物包含具有促降解功能以增强生物降解性的添加剂，其包含酶、细菌培养物、糖、甘油或其它能源。添加剂还可以包含羟胺酯和硫代化合物。

在某些实施方案中，其它可能的生物降解剂和/或分解剂可包括溶胀剂和崩解剂。溶胀剂可以是吸水后体积增加并向周围基质施加压力的亲水材料。崩解剂可以是促进基质在水性环境中分解成更小碎片的添加剂。实例包括矿物和聚合物，包括交联或改性聚合物和可溶胀水凝胶。在实施方案中，BCE组合物可包括水溶胀性矿物或粘土和它们的盐，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，例如淀粉、藻酸盐、果胶、壳聚糖、亚麻籽、黄原胶；瓜尔胶、刺槐豆胶；以及改性聚合物，例如交联PVP、羟基乙酸淀粉钠、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。

其它亲水性聚合物或生物降解促进剂的实例可包括二醇、聚二醇、聚醚和多元醇或其它可生物降解聚合物，例如聚(乙醇酸)、聚(乳酸)、聚乙二醇、聚丙二醇、聚二氧杂环己烷(polydioxanes)、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、聚(羟基链烷酸酯)、脂族聚酯例如聚(丁二酸丁二醇酯)、聚(亚乙基)丁二酸酯、淀粉、再生纤维素或脂族-芳族聚酯如PBAT，以及它们任何的共聚酯。

在实施方案中，着色剂的实例可包括炭黑、铁氧化物例如红色或蓝色铁氧化物、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偶氮颜料、缩合偶氮、偶氮色淀、萘酚颜料、蒽嘧啶、苯并咪唑酮、咔唑、二酮吡咯并吡咯、黄烷酮、靛蓝颜料、异吲哚啉酮、异吲哚啉、异紫蒽酮、金属配合物颜料、噁嗪、苝、紫环酮、吡喃酮、吡唑并喹唑啉酮、喹酞酮、三芳基碳颜料、三苯二噁嗪、呫吨、硫靛、阴丹酮、异阴丹酮、蒽缔蒽酮(anthanthrone)、蒽醌、异二苯并蒽酮、三苯二噁嗪、喹吖啶酮和酞菁系列，特别是铜酞菁及其核卤化衍生物，以及酸性色淀、碱性色淀和媒染色淀染料和异吲哚酮颜料，以及植物和蔬菜染料，以及任何其它可用的着色剂或染料。

在实施方案中，用于调节光泽度的光泽控配制物和填料可包括二氧化硅、滑石粉、粘土、硫酸钡、碳酸钡、硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等。

合适的阻燃剂可包括二氧化硅、金属氧化物、磷酸酯、儿茶酚磷酸酯、间苯二酚磷酸酯、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(例如钠他霉素、裂霉素、非律平菌素、制霉菌素、两性霉素B、坎地霉素和哈霉素)、咪唑抗真菌剂例如咪康唑(可作为获自WellSpring Pharmaceutical Corporation)、酮康唑(可作为商购自McNeil Consumer Healthcare)、克霉唑(可作为/>和LOTRAMIN />商购自Merck和可作为/>获自Bayer)、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/>商购自OrthoDematologics)、硫康唑和噻康唑；三唑类抗真菌剂(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)、噻唑类抗真菌剂(例如阿巴芬净)、烯丙胺类抗真菌剂(例如特比萘芬(可作为/>商购自Novartis ConsumerHealth,Inc.))、萘替芬(可作为/>商购自Merz Pharmaceuticals)和布替萘芬(可作为LOTRAMIN />商购自Merck)、棘白菌素抗真菌剂(例如阿尼芬净、卡泊芬净和米卡芬净)、蓼二醛、苯甲酸、环吡酮、托萘酯(例如可作为/>商购自MDSConsumer Care,Inc.)、十一碳烯酸、氟胞嘧啶、5-氟胞嘧啶、灰黄霉素、卤苯炔醚(haloprogin)、辛酸及其任何组合。

具有改变可使用的可生物降解纤维素酯组合物的熔体流动指数或粘度的目的的粘度调节剂包括聚乙二醇和聚丙二醇，以及甘油。

在实施方案中，可包含在BCE组合物中的其它组分可充当脱模剂或润滑剂(例如脂肪酸、乙二醇双硬脂酸酯)、防结块剂或滑爽剂(例如脂肪酸酯、金属硬脂酸盐(例如锌硬脂酸盐)、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)衍生物、亚麻籽油和葵花籽油)、抗静电剂、发泡剂、杀菌剂、抗冲改性剂，或增强纤维。多于一种的组分可存在于BCE组合物中。应当注意的是，附加组分可以在BCE组合物中发挥多于一种的功能。BCE组合物的任何特定添加剂(或组分)的不同(或特定)功能可取决于其物理性质(例如，分子量、溶解度、熔融温度、Tg等)和/或此类添加剂/组分在整体组合物中的量。例如，聚乙二醇可以在一种分子量下充当增塑剂，或者在另一种分子量下充当亲水剂(具有很少或没有增塑作用)。

在实施方案中，如果需要的话可以添加香料。香料的实例可包括香料、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、丁香酚、异丁香酚、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、百里香酚、呋喃酮、甲醇、迷迭香、薰衣草、柑橘、小苍兰、杏花、草、桃、茉莉、花梨木、松树、百里香、橡苔、麝香、香根草、没药、黑加仑、佛手柑、葡萄柚、金合欢树、西番莲、檀香、零陵香豆、柑橘、橙花、紫罗兰叶、栀子花、红果、依兰、金合欢、含羞草、零陵香豆、木材、龙涎香、水仙花、风信子、水仙、黑加仑芽、鸢尾花、覆盆子、铃兰、檀香、香根草、雪松、橙花、草莓、康乃馨、牛至、蜂蜜、灵猫香、天芥菜、焦糖、香豆素、广藿香、露莓、新洋茉莉醛(helonial)、香菜、多香果(pimento berry)、劳丹脂、金合欢、醛类、兰花、琥珀、鸢尾草、晚香玉、鲁沙香茅(palmarosa)、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、灵猫香、李子、海狸香、灵猫香、没药、天竺葵、玫瑰紫罗兰、长寿花、辣康乃馨(spicy carnation)、白松香、苦橙叶、鸢尾花、金银花、胡椒、覆盆子、安息香、芒果、椰子、柑橘花、海狸香、桂花、慕斯、油桃、薄荷、茴香、肉桂、鸢尾草、杏、鸡蛋花、万寿菊、奥托玫瑰、水仙、托鲁香脂、乳香、琥珀、橙花、波旁香根草、红没药、白麝香、木瓜、糖果、菠萝蜜、蜜露、莲花、铃兰、桑葚、苦艾酒、生姜、杜松子、五香、牡丹、紫罗兰、柠檬、酸橙、木槿、白朗姆酒、罗勒、薰衣草、香脂、佛提丁、桂花、karo karunde、白兰花、马蹄莲、白玫瑰、大黄百合(rhubrumlily)、万寿菊、龙涎香、常春藤、草、丝木、留兰香、鼠尾草、三叶杨、葡萄、brimbelle、莲花、仙客来、兰花、甘氨酸、大溪地白栀子花、姜百合、绿桂花、西番莲、蓝玫瑰、月桂酒、金合欢、非洲万寿菊、安纳托利亚玫瑰、奥弗涅水仙、英国金雀花、英国金雀花巧克力(Britishbroom chocolate)、保加利亚玫瑰、中国广藿香、中国栀子、卡拉布里亚柑橘、科摩罗岛晚香玉、锡兰小豆蔻、加勒比百香果、大马士革玫瑰、格鲁吉亚桃子、白圣母百合、埃及茉莉、埃及万寿菊、埃塞俄比亚灵猫香、罗马意大利合金欢(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、Guyana wacapua、格拉斯苦橙叶、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、马达加斯加香草、摩洛哥茉莉、摩洛哥玫瑰、摩洛哥橡苔、摩洛哥橙花、迈索尔檀香、东方玫瑰、俄罗斯皮革、俄罗斯香菜、西西里柑橘、南非万寿菊、南美零陵香豆、新加坡广藿香、西班牙橙花、西西里酸橙、留尼旺岛香根草、土耳其玫瑰、泰国安息香、突尼斯橙花、南斯拉夫橡苔、弗吉尼亚雪松、犹他蓍草、西印度紫檀等，以及它们的任何组合。

在实施方案中，纤维素酯组合物和由此类组合物制成的或包含此类组合物的任何制品包含含有一些回收成分的可生物降解纤维素酯(BCE)。在实施方案中，回收成分由源自回收材料的反应物提供，所述回收材料是BCE上的一个或多个乙酰基基团的来源。在实施方案中，反应物源自回收塑料。在实施方案中，反应物源自回收塑料成分合成气。“回收塑料成分合成气”是指从利用含有至少一些含量的回收塑料的原料的合成气操作得到的合成气，如在下文的各种实施方案中更全面地描述的。在实施方案中，回收塑料成分合成气可以根据本文描述的用于生产合成气的任何方法来制造；可包含本文所述的任何合成气组合物或合成气组合物料流或由本文所述的任何合成气组合物或合成气组合物料流组成；或者可以由本文所述的任何原料组合物制备。

在实施方案中，原料(用于合成气操作)可以是一种或多种颗粒状化石燃料源和颗粒状回收塑料的组合的形式。在一个实施方案或任一提及的实施方案中，固体化石燃料源可包括煤。在实施方案中，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。

在实施方案中，回收塑料成分合成气用于在反应方案中制备至少一种化学中间体以制备回收BCE。在实施方案中，回收塑料成分合成气可以是原料的组分(用于制造至少一种CA中间体)，其包括其它合成气源、氢气、一氧化碳或其组合。在一个实施方案或任一提及的实施方案中，用于制造CA中间体的合成气的唯一来源是回收塑料成分合成气。

在实施方案中，使用回收成分合成气(例如，回收塑料成分合成气)制备的CA中间体可以选自甲醇、乙酸、乙酸甲酯、乙酸酐及其组合。在实施方案中，CA中间体可以是以下反应中的一个或多个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)乙酸甲酯转化为乙酸酐，例如乙酸甲酯和甲醇羰基化生成乙酸和乙酸酐。

在实施方案中，回收塑料成分合成气用于生产至少一种纤维素反应物。在实施方案中，回收塑料成分合成气用于生产至少一种回收BCE。

在实施方案中，回收塑料成分合成气用于制备乙酸酐。在实施方案中，包含回收塑料含量合成气的合成气首先被转化为甲醇，然后该甲醇用于反应方案中以制备乙酸酐。“RPS乙酸酐”是指从回收塑料成分合成气中提取的乙酸酐。源自意味着至少一些原料源材料(其在任何反应方案中用于制备CA中间体)具有一定含量的回收塑料成分合成气。

在实施方案中，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BCE，如上文更全面地讨论的。在实施方案中，RPS乙酸用作反应物来制备纤维素酯或二乙酸纤维素。

在实施方案中，回收CA由纤维素反应物制备，该纤维素反应物包含源自回收塑料成分合成气的乙酸酐。

在实施方案中，回收塑料成分合成气包含来自气化原料的气化产物。在一个实施方案中，气化产物通过使用包含回收塑料的气化原料的气化方法来生产。在实施方案中，气化原料包含煤。

在实施方案中，气化原料包括液体浆料，该液体浆料包括煤和回收塑料。在实施方案中，气化方法包括在氧气存在下气化气化原料。

一方面，提供了一种回收BCE组合物，其包含至少一种可生物降解纤维素酯，该纤维素酯在源自一种或多种化学中间体的脱水葡萄糖单元(AGU)上具有至少一个取代基，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。

在实施方案中，回收BCE是可生物降解的并且含有源自可再生来源的成分例如来自木材或棉短绒的纤维素，以及源自回收材料来源的成分例如回收塑料。因此，在实施方案中，提供了可熔融加工的材料，其是可生物降解的并且含有可再生和回收的成分，即由可再生和回收的来源制成。

另一方面，提供了通过集成方法制备的包含回收BCE的纤维素酯组合物，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的原料制备回收塑料含量合成气以及至少一定含量的回收塑料；(2)由合成气制备至少一种化学中间体；(3)使化学中间体按照反应方案进行反应，以制备至少一种用于制备回收BCE的纤维素反应物，和/或选择化学中间体作为至少一种用于制备回收BCE的纤维素反应物；和(4)使至少一种纤维素反应物反应以制备回收BCE；其中回收BCE包含源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。

在实施方案中，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)的系统中执行。应当理解，在用于从回收塑料成分合成气开始生产回收BCE的一种或多种反应方案中，化学中间体可以暂时储存在储存容器中并且随后重新引入到集成处理系统中。

在实施方案中，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。在实施方案中，一种化学中间体是甲醇，并且在反应方案中使用甲醇来制备第二化学中间体，即乙酸酐。在实施方案中，纤维素反应物是乙酸酐。

可用于本发明实施例的可生物降解纤维素酯可具有1.0至2.5的取代度。在一些情况下，本文所述的纤维素酯可具有至少约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的平均取代度。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，纤维素酯具有0.6至0.9、或0.7至0.9、或0.8至0.9、或0.8至0.9的羟基取代度。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，可生物降解纤维素酯可具有不超过100,000、或不超过90,000的数均分子量(Mn)，其使用聚苯乙烯当量的凝胶渗透色谱法并使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作为溶剂来测量。在一些情况下，可生物降解纤维素酯可具有至少约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的Mn。

生物降解和崩解

在实施方案中，含有BCE的制品可以是可生物降解的并且具有一定程度的崩解。生物降解是指物质的矿化，或通过微生物代谢的作用转化为生物质、CO₂和水。相反，崩解是指材料的可见分解，通常是通过物理、化学和生物机制的联合作用。

在本发明的一个实施方案中，可熔融加工的纤维素酯组合物与不含生物填料的配制物相比显示出改进的崩解。这种改进可以用相同时间内较厚部件的崩解来测量，也可以指更快的崩解率。崩解程度可以通过样品在暴露于某些环境条件的给定时间内的重量损失来表征。在一些情况下，BCE组合物在埋藏于土壤中60天后可表现出至少约5％、10％、15％或20％的重量损失和/或在暴露于典型的市政堆肥机中15天后至少约15％、20％、25％、30％或35％的重量损失。然而，降解率可能根据制品的特定最终用途、制品的组成和具体测试而变化。美国专利号5,970,988和美国专利号6,571,802中提供了示例性测试条件。

在一些实施方案中，BCE组合物可以是可生物降解的一次性(成形/模制)制品的形式。已发现本文所述的BCE组合物可表现出提高水平的环境非持久性，其特征在于在多种环境条件下的比预期更好的降解。含有本文所述的BCE的制品可满足或超过国际测试方法和权威机构针对工业可堆肥性、家庭可堆肥性和/或土壤生物降解性制定的合格标准。

崩解是指材料的物理分解。材料的崩解可能受到生物、化学和/或物理过程的影响。监测堆肥过程中崩解的方法可以在标准化实验室条件下的合成堆肥中进行，或者在真实的工业或家庭堆肥系统中进行现场测试。ISO-20200和ISO-16929定义了监测工业堆肥崩解的标准化方法。定性筛选测试也可以基于这些标准化测试。

家庭堆肥可以在实验室条件下进行模拟，例如通过在较低温度下运行ISO-16929或ISO-20200，或者通过监测家庭堆肥容器中测试材料的崩解情况。家庭堆肥也可以在类似于标准化方法中描述的条件下进行，但在室外家庭堆肥箱中进行更大规模的堆肥。

要被视为“可堆肥的”，材料必须满足以下四个标准：(1)根据ISO 14855-1(2012)，该材料应在高温(58℃)受控堆肥条件下的测试中通过生物降解要求，这相当于绝对90％的生物降解或相对90％的对照聚合物，(2)根据ISO16929(2013)或ISO20200，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)规定的挥发性固体、重金属和氟的所有要求；(4)该材料不应对植物生长造成负面影响。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。生物降解性是材料本身的固有性质，并且取决于其所暴露的具体条件，材料可以表现出不同程度的生物降解性。术语“可崩解的”是指材料在暴露于某些条件下时物理分解成较小碎片的倾向。崩解取决于材料本身，以及被测试制品的物理尺寸和构造。生态毒性测量材料对植物生命的影响，材料的重金属含量根据标准测试方法中制定的程序测定。

当根据ISO14855-1(2012)在需氧堆肥条件下在环境温度(28℃±2℃)进行测试时，纤维素酯组合物(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，当在这些条件下进行测试时，纤维素酯组合物(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，所述条件也称为“家庭堆肥条件”。这些条件可以不是水性的或厌氧的。在一些情况下，当在家庭堆肥条件下根据ISO 14855-1(2012)测试50天的时间段时，纤维素酯组合物(或包含其的制品)可以表现出至少约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，这可表示至少约95％、97％、99％、100％、101％、102％或103％的相对生物降解。

要被视为“可生物降解的”，在根据法国规范NF T 51-800和澳大利亚标准AS 5810在家庭堆肥条件下，材料必须表现出总和至少90％的生物降解(例如与初始样品相比)，或在参考和测试项目均达到平台期之后合适参考材料最大降解的至少90％的生物降解。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，本文所述的纤维素酯组合物可在不超过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，纤维素酯组合物(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，或纤维素酯组合物(或包含其的制品)可以在不超过1年内表现出100％的生物降解。

附加地或作为替代地，本文所述的纤维素酯组合物(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，根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量。在一些情况下，在根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下的测试，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过约70、65、60或50天内可生物降解至少约97、98、99或99.5％。因此，根据例如法国标准NFT 51-800和澳大利亚标准AS 5810当在家庭堆肥条件下测试时，纤维素酯组合物(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)在需氧堆肥条件下在58℃(±2℃)的温度下测试时，纤维素酯组合物(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，在这些条件下测试时，纤维素酯组合物(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，所述条件也称为“工业堆肥条件”。这些可以不是水性或厌氧条件。在一些情况下，当根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下达45天的时间段内测试时，纤维素酯组合物(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纤维素酯组合物(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。

要被视为“可生物降解的”，根据ASTM D6400和ISO 17088在工业堆肥条件下，当与对照或以绝对量比较时，在整个项目中至少90％的有机碳(或对于以大于1％干质量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)，材料必须表现出总和至少90％的生物降解或在参考和测试项目均达到平台期之后合适参考材料最大降解的至少90％的生物降解。在工业堆肥条件下生物降解性的最大测试持续时间为180天。根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过180天内可表现出至少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，纤维素酯组合物(或包含其的制品)不超过180天内可表现出至少91、92、93、94、95、96、97、98、99或99.5％的生物降解，或者纤维素酯组合物(或包含其的制品)不超过180天内可表现出100％的生物降解。

附加地或作为替代地，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过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天内可表现出至少90％的生物降解，根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测得。在一些情况下，根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过65、60、55、50或45天的测试内可以是至少97、98、99或99.5％可生物降解的。因此，当在工业堆肥条件下测试时，根据ASTM D6400和ISO 17088本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可被认为是可生物降解的。

根据ISO 17556(2012)在需氧条件下在环境温度下测量，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过130天内可在土壤中表现出至少60％的生物降解。在一些情况下，当在这些条件下测试时，纤维素酯组合物(或包含其的制品)可在不超过130、120、110、100、90、80或75天的时间段内显示至少60％的生物降解，所述条件也称为“土壤堆肥条件”。这些可以不是水性或厌氧条件。在一些情况下，当根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测试195天的时间段时，纤维素酯组合物(或包含其的制品)可表现出至少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纤维素酯组合物(或包含其的制品)相比时，这可代表至少70、75、80、85、90或95％的相对生物降解。

要被视为“可生物降解的”，在土壤堆肥条件下，根据的OKbiodegradable SOIL合格标志和DIN CERTCO的土壤认证方案中DIN GeprüftBiodegradable，材料必须表现出总和至少90％的生物降解(例如，与初始样品相比)，或在参考和测试项目均达到平台期之后合适参考材料最大降解的至少90％的生物降解。在土壤堆肥条件下生物降解性的最大测试持续时间为2年。

根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过2年、1.75年、1年、9个月或6个月内可表现出至少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，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过2年内可表现出至少91、92、93、94、95、96、97、98、99或99.5％的生物降解，或纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过2年内可表现出100％的生物降解。

附加地或作为替代地，根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过700、650、600、550、500、450、400、350、300、275、250、240、230、220、210、200或195天内可表现出至少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，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过225、220、215、210、205、200或195天的测试内可以是至少97、98、99或99.5％可生物降解的。因此，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可满足接收的OKbiodegradable SOIL合格标志的要求，并满足DIN CERTCO的土壤认证方案中DIN GeprüftBiodegradable的标准。

在一些实施方案中，本发明的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可包含小于1、0.75、0.50或0.25重量％的具有未知可生物降解性的组分。在一些情况下，本文所述的本发明的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可不包含具有未知可生物降解性的组分。

水生生物降解测试–O2消耗量(OECD 301F)可用于监测聚合物材料的生物降解。OECD 301F是一种水生需氧生物降解测试，通过测量耗氧量来确定材料的生物降解性。OECD301F最常用于不溶性和挥发性材料。测试材料主要成分的纯度或比例对于计算理论需氧量(ThOD)非常重要。与其它301测试方法类似，OECD 301F的标准测试持续时间最少为28天。将测试物质在矿物培养基中的溶液或悬浮液接种并在黑暗或漫射光的需氧条件下孵育。纤维素作为阳性对照平行运行以检查程序的运行。

水生生物降解是物质共混物材料生物降解性的另一种测量标准。使用Control OC 110呼吸计系统随时间测量生物需氧量[BOD]。这是通过测量密闭瓶系统中氧气消耗时产生的负压来实现的。将NaOH片添加到系统中以收集消耗O2时释放的CO2。CO2和NaOH反应形成Na2CO3，将CO2从气相中抽出并产生可测量的负压。OxiTop测量头记录该负压值，并将信息无线传输至控制器，控制器将产生的CO2以1:1的比率转化为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。在本发明的一个实施方案中，当生物填料包含在共混物中时，水生生物降解速率可以相同或不同。

除了在工业和/或家庭堆肥条件下可生物降解之外，本文所述的纤维素酯组合物(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，则材料被视为可堆肥的。本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在家庭和/或工业堆肥条件下可表现出足够的可堆肥性，以满足从获得OK compost和OK compost HOME合格标志的要求。

在一些情况下，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可具有满足EN13432(2000)规定的所有要求的挥发性固体浓度、重金属和氟含量。另外，纤维素酯组合物(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)或ISO 20200在工业堆肥条件下测量，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可表现出至少90％的崩解。在一些情况下，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过26周内在工业堆肥条件下可表现出至少91、92、93、94、95、96、97、98、99或99.5％的崩解，或纤维素酯组合物(或包含其的制品)可在不超过26周内在工业堆肥条件下100％崩解。替代地或附加地，根据ISO16929(2013)或ISO 20200测量，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在工业堆肥条件下在不超过26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11或10周内可表现出至少90％的崩解。在一些情况下，根据ISO16929(2013)或ISO 20200测量，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在工业堆肥条件下在不超过12、11、10、9或8周内可至少97、98、99或99.5％崩解。

在一些情况下，根据ISO16929(2013)或ISO 20200在家庭堆肥条件下测量，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过26周内可表现出至少90％的崩解。在一些情况下，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在家庭堆肥条件下在不超过26周内可表现出至少91、92、93、94、95、96、97、98、99或99.5％的崩解，或纤维素酯组合物(或包含其的制品)在家庭堆肥条件下在不超过26周内可100％崩解。替代地或附加地，根据ISO16929(2013)或ISO 20200测量测量，纤维素酯组合物(或包含其的制品)在家庭堆肥条件下在不超过26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16或15周内可表现出至少90％的崩解。在一些情况下，根据ISO16929(2013)或ISO 20200在家庭堆肥条件下测量，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)在不超过20、19、18、17、16、15、14、13或12周内可崩解至少97、98、99或99.5％。

在实施方案中或与任何其它实施方案组合，当纤维素酯组合物形成膜或注塑成形为具有0.02、或0.05、或0.07、或0.10、或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1.52、或1.78、或2.0、或2.3、或2.5、或3.0、或3.3、或3.8mm的最大厚度的制品时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO20200的替代方案中所述，膜或制品在12周后表现出大于90％的崩解。在某些实施方案中，当纤维素酯组合物形成为膜或注塑为具有0.02、或0.05、或0.07、或0.10、或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1.52、或1.78、或2.0、或2.3、或2.5、或3.0、或3.3、或3.8mm的最大厚度的制品时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，膜或制品在12周后表现出大于90％的崩解。在某些实施方案中，当纤维素酯组合物是形成为具有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的厚度的膜时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在12周后表现出大于90、或95、或96、或97、或98、或99％的崩解。在某些实施方案中，当纤维素酯组合物形成膜或注塑成形时为具有0.02、或0.05、或0.07、或0.10、或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1.52、或1.78、或2.0、或2.3、或2.5、或3.0、或3.3、或3.8mm的最大厚度的制品时，根据崩解测试方案，如说明书或ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，膜或制品在8、或9、或10、或11、或12、或13、或14、或15、或16周之后表现出大于90、或95、或96、或97、或98、或99％的崩解。

在一些实施方案中，本文所述的纤维素酯组合物(或包含其的制品)可基本不含光降解剂。例如，纤维素酯组合物(或包含其的制品)可包含不超过约1重量％、0.75重量％、0.50重量％、0.25重量％、0.10重量％、0.05重量％、0.025重量％、0.01重量％、0.005重量％、0.0025重量％或0.001重量％的光降解剂，基于纤维素酯组合物(或包含其的制品)的总重量计，或者纤维素酯组合物(或包含其的制品)可不包含光降解剂。此类光降解剂的实例包括但不限于充当光氧化催化剂并且任选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的颜料。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。光降解剂的其它实例包括安息香、安息香烷基醚、二苯甲酮及其衍生物、苯乙酮及其衍生物、醌、噻吨酮、酞菁和其它光敏剂、乙烯-一氧化碳共聚物、芳族酮-金属盐敏化剂、以及它们的组合。

最终用途

在方面中，提供了包含本文所述的纤维素酯组合物的可生物降解的、可崩解的和/或可堆肥的制品。在实施方案中，纤维素酯组合物可以是可挤出的、可模制的、可浇铸的、可热成形的、或者可3D打印的。

在实施方案中，纤维素酯组合物是可熔融加工的并且可以形成有用的模制品，例如可生物降解和/或可堆肥的一次性食物接触制品。在实施方案中，制品是非持久性的。所谓环境“非持久性”是指当可生物降解纤维素酯达到高级崩解水平时，它变得适合于被天然微生物群体完全消耗。可生物降解纤维素酯的降解最终导致其转化为二氧化碳、水和生物质。在实施方案中，提供包含纤维素酯组合物(本文所讨论的)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、或5密耳、2密耳、或1密耳，并且是可生物降解的和可堆肥的(即通过本文所讨论的工业或家庭可堆肥性测试/标准)。在实施方案中，提供包含纤维素酯组合物(本文所讨论的)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、或5密耳、或2密耳、或1密耳，并且是环境非持久性的。

在本发明的实施方案中，提供了包含纤维素酯组合物的制品，其中该制品用于食品服务和杂货、园艺、农业、娱乐、涂料、纤维、非织造材料和家庭/办公室应用。食品服务和杂货的实例包括但不限于吸管、杯盖、复合盖、份量杯、饮料杯、托盘、碗、盘子、食物容器、容器盖、蛤壳式容器(clamshell containers)、餐具、器皿、搅拌器、罐子、罐盖、瓶子、瓶盖、袋子、软包装、包装、农产品篮、农产品贴纸和麻线。园艺和/或农业用途的实例包括但不限于花盆、发芽托盘、移栽盆、植物标签、桶、土壤和覆盖物袋、修剪器绳、农用薄膜、地膜、温室薄膜、青贮饲料薄膜、可堆肥袋、薄膜桩、干草捆绳。娱乐制品的实例包括但不限于玩具、体育用品、渔具、高尔夫装备和露营用品。玩具可包括但不限于沙滩玩具、积木、轮子、螺旋桨、吸管杯、玩偶配件和宠物玩具。体育用品可包括但不限于口哨、飞镖球、桨、球网、泡沫球和飞镖以及人造草皮。渔具可包括但不限于浮标、鱼饵、网和陷阱。高尔夫装备包括但不限于发球台、练习球、球标、草皮工具。露营装备包括但不限于帐篷桩、餐具和绳索(cord/rope)。家庭和办公用品的实例包括但不限于礼品卡、信用卡、标牌、标签、报告封面、邮寄袋、胶带、工具手柄、牙刷手柄、书写用具、梳子、薄膜罐、电线绝缘体、螺帽和瓶子。

在实施方案中，制品由包含本文所述的纤维素酯组合物的可模制热塑性材料制成。

在实施方案中，制品是一次性食物接触制品。可用纤维素酯组合物制备的此类制品的实例包括杯子、托盘、多隔间托盘、蛤壳式包装、糖果棒、薄膜、片材、托盘和盖子(例如热成形的)、吸管、盘子、碗、份量杯、食物包装、液体承载容器、固体或凝胶承载容器以及餐具。在实施方案中，纤维素酯可以是制品的涂层或层。该制品可包含纤维。在实施例中，制品可以是园艺制品。可用纤维素酯组合物制造的此类制品的实例包括花盆、植物标签、地膜和农业地被植物。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，纤维素酯的数均分子量(“M_n”)通过GPC测量为10,000至90,000道尔顿。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，纤维素酯的数均分子量(“M_n”)通过GPC测量为30,000至90,000道尔顿。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，纤维素酯的数均分子量(“M_n”)通过GPC测量为40,000至90,000道尔顿。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书中或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在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。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在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。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，其中当组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如本说明书中或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在6周后表现出大于20％的崩解，并且在12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，其中当所述组合物形成厚度为0.38mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在6周后表现出大于30％的崩解，并且12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，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ISO 16929(2013)的替代方案种所述，该膜在6周后表现出大于50％的崩解，并且在12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，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ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在6周后表现出大于70％的崩解，并且在12周后表现出大于90％的崩解。

在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，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ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案所述，该膜在12周后表现出大于30％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，当组合物形成厚度为0.76mm的薄膜时，根据崩解测试方案，如说明书中或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在12周后表现出大于50％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在12周后表现出大于70％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书或根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在12周后表现出大于90％的崩解。在一个实施方案中或与任何其它实施方案组合，当组合物形成厚度为0.76mm的膜时，根据崩解测试方案，如说明书中所述或者根据ISO 16929(2013)或ISO 20200的替代方案中所述，该膜在12周后表现出大于95％的崩解。

在另一个实施方案中，提供了包含乙酸纤维素组合物的乙酸纤维素丝束带；其中乙酸纤维素组合物包含至少一种纤维素酯、至少一种增塑剂、至少一种碱性添加剂和至少一种中和剂。其中根据ASTM D6400，当在工业堆肥条件下测试时，乙酸纤维素组合物是可生物降解的。

典型的香烟过滤嘴由基于乙酸纤维素的纤维的连续长丝丝束带制成，称为乙酸纤维素丝束，或简称为乙酸纤维丝束。各种专利中描述了使用乙酸纤维丝束制造过滤器，并且丝束可以被塑化。参见例如，美国专利号2,794,239。

可以使用较短的短纤维来代替连续纤维，并且短纤维可以有助于过滤器的最终降解。参见例如，美国专利号3,658,626，其公开了直接由连续丝束生产短纤维烟雾过滤元件等。这些短纤维也可以被塑化。

用于香烟纤维的乙酸纤维丝束通常由有意高度卷曲和缠结的Y形、小长丝旦尼尔纤维制成，如美国专利2,953,838中所述。与其它纤维形状相比，Y形允许在给定的压降下具有最低重量的最佳香烟过滤嘴。参见美国专利号2,829,027。小长丝旦尼尔纤维通常在1.6-8旦尼尔每丝(dpf)范围内，用于制造高效过滤器。在构造过滤器时，对于给定压降，纤维的卷曲可以提高过滤器的坚固性并减少丝束重量。

将乙酸纤维丝束转化为香烟过滤嘴可以通过丝束调节系统和塞子制造器来完成，例如，如美国专利号3,017,309中所述。丝束调节系统从捆包中取出丝束，展开并取消对纤维的配准(“开花”)，然后将丝束输送至制塞机(plugmaker)。制塞机压缩丝束，用包塞纸(plugwrap paper)包裹，然后将其切成合适长度的棒。为了进一步提高过滤器的坚固性，可以添加非挥发性溶剂以将纤维溶剂粘合在一起。这些溶剂粘合剂在行业中被称为增塑剂，并且历史上包括甘油三乙酸酯(三乙酸甘油酯)、二乙酸二乙二醇酯、二乙酸三乙二醇酯、三丙酸甘油酯、乙酰柠檬酸三乙酯和柠檬酸三乙酯。蜡也被用来增加过滤器的坚固性。参见例如，美国专利号2,904,050。

常规的增塑剂纤维对纤维粘合剂在粘合和选择性过滤方面效果良好。然而，增塑剂通常不是水溶性的，并且纤维将在较长时间内保持粘合状态。事实上，由于过滤嘴纤维的高度缠结性质、纤维之间的溶剂粘合以及乙酸纤维素聚合物固有的缓慢降解性，常规的香烟过滤嘴在丢弃时可能需要数年时间才能降解和分解。因此，已经尝试开发具有改进的可降解性的香烟过滤嘴。

实施例

缩写

TFA是三氟乙酸；DMSO-d6是六氘代二甲亚砜；CA-398-30是Eastman乙酸纤维素CA-398-30；DB是支化度；

方法：

二乙酸纤维素：

CA-398-30(二乙酸纤维素；CDA)是所有实施例和测量的树脂。取代度(DS)为2.5。熔点为230-250℃，Tg 189℃。根据实施例中提到的添加剂将材料配混成粒料。

流变性

使用平行板流变仪--制造TA仪器--ARES G2测量熔体粘度。在220℃温度下使用间距为1mm的圆板进行频率扫描。

物理性质

表1：物理性质和所使用的相应标准测试方法。

使用NMR测定淀粉的支化度

样品制备：淀粉样品的制备类似于典型的纤维素样品。向去皮的小瓶中添加约20mg样品、搅拌棒和1mL DMSO-d₆。将内容物在80℃的加热板上搅拌。一旦样品完全溶解，将其从加热板移出并冷却至室温。将80μL TFA-d/TMS溶液添加至小瓶中，搅拌内容物，并将溶液转移至NMR管中。¹H NMR谱是在600MHz Bruker Avance IIIHD光谱仪上在80℃(64次扫描，15s d1)获得的。

表2中所示的淀粉获自Ingredion。

表2.

淀粉	DB(％)
		Beneform	1.2
Douglas	4.4
		ClearFLO	5.9
ThermFLO	5.7
		来自Argo的天然玉米淀粉

工业堆肥–崩解性能

测试材料按收到时的原样使用。对材料进行拍照、贴标签，并将每种样品类型的一个测试制品放置到尼龙网袋中。在活动阶段开始时，袋子里装满堆肥并置于料堆中。测试期间使用了翻转式料堆系统。在我们的试验中，起始原料C:N比率平均为约24。活性阶段料堆中的平均温度为约160°F，含水量在50％至60％之间变化。活动阶段持续96天，料堆在第14、30和60天翻转。活动阶段结束时，将袋子从料堆中取出并干燥。将测试制品从袋子中取出并拍照。

实施例1：崩解性能–商业堆肥

将30密耳的制品放入工业堆肥中，并在12周结束时观察其崩解情况。含有～20％PEG-400增塑剂且无淀粉的样品A在12周结束时未崩解。具有DB为1.2的淀粉(Beneform3750，购自Ingredion)的样品B-D在10％、20％和30％的负载量下显示淀粉负载量为30％时开始崩解。然而，在10％、20％和30％负载量下添加具有DB 4.4的淀粉的样品E-G，在20％负载量下显示显著崩解(>90％)，在30％负载量下显示完全崩解(100％)。

表3.用于崩解研究的配制物。

样品#	组成(重量％)
		A	CA-398-30,PEG400(19.3)
B	CA-398-30,PEG400(21),Beneform3750-DB-1.2(10)
		C	CA-398-30,PEG400(21),Beneform3750-DB-1.2(20)
D	CA-398-30,PEG400(21),Beneform3750-DB-1.2(30)
		E	CA-398-30,PEG400(21),Douglas3060DB-4.2(10)
F	CA-398-30,PEG400(21),Douglas3060DB-4.2(20)
		G	SMASE,PEG400(21),Douglas3060DB4.2(30)

实施例1.2：崩解性能–生物降解数据

淡水环境中生物降解试验

使用OxiTop OC 110呼吸计对淀粉样品Beneform 3750、ClearFlo、Douglas 3060和Argo玉米淀粉进行了为期41天的淡水生物降解测试。56天是本次测试的通常长度，但培养箱故障导致测试提前结束。然后将数据与2021年3月25日开始的前41天的测试进行比较，该测试包括淀粉ThermFlo。对于本次测试，废水获自EMN，并用作唯一的废水源。为了解释本次测试废水接种物中微生物数量的差异，添加了大约5％的废水作为接种物，而不是通常的1％。

表4

该实验的结果显示了两个体系的有效性，因为两个实验中的阳性对照(纤维素)均达到了大于60％的生物降解率。结果表明，淀粉样品、Argo玉米淀粉、Douglas 3060和ClearFlo的降解效果优于阳性对照。淀粉样品Beneform 3750在淀粉添加剂中降解最少。

表5.配制物，样品1-8。

样品#	组成(重量％)
		1	CA-398-30,Beneform3750(20)
2	CA-398-30,StarchClearFLO(20)
		3	CA-398-30,ThermFLO(20)
4	CA-398-30,PEG400(20)
		5	CA-398-30,PEG400(20),Beneform3750DB-1.2(20)
6	CA-398-30,PEG400(20),Douglas3060(20)
		7	CA-397-30,PEG400(20),ClearFlo(20)
8	CA-397-30,PEG400(20),ThermFlo(20)

实施例1.3：崩解性能–

将30密耳的制品放入工业堆肥(OWS)中，并在12周结束时观察其崩解情况。下表显示了30密耳厚的制品在工业堆肥中放置12周后的代表性图片。崩解性能存在明显差异，这取决于所使用的特定淀粉添加剂。虽然含有Beneform添加剂的30密耳膜崩解最少，但含有Clearflo和Thermflo的膜崩解显著。该数据支持这样的假设：即具有较高支化的淀粉产品(Clearflo和Thermflo)可作为提高崩解率的添加剂。Beneform主要是直链淀粉，因此无助于提高崩解性能。(引用NMR数据进行支化)。60密耳板中没有一个崩解超过其初始重量的50％。

表6：在工业堆肥(OWS)中放置12周后的30密耳制品。

样品#	厚度	12周后剩余质量(％)
			1	30密耳膜	>50％剩余
2	30密耳膜	<20％剩余
			3	30密耳膜	<20％剩余

实施例2.热挠曲温度提高

令人惊讶的是，在20％负载量下添加支化淀粉添加剂使配制物的热挠曲温度提高了～5-10℃。相反，添加直链淀粉并没有增加配制物的HDT。

表7.样品4-8的HDT测量。

实施例3.CDA配制物的流变改性剂

在100rad/sec频率下比较聚合物配制物的熔体粘度。该频率在注塑期间观察到的频率范围内。已知纤维素酯配制物在高剪切速率下会被剪切变稀。在测量的剪切速率范围(0.6-628rad/s)内观察到的粘度差异相似。

表8：不同含CDA配制物的粘度。

样品#	在200℃和100rad/sec(Pa.s)时的粘度
		4	464.6
5	885.2
		6	243.7
7	454.9
		8	824.8

含有Beneform 3750和ThermFLO淀粉的配制物比不含淀粉的对照配制物具有显著更高的粘度。添加ClearFLO淀粉不会显著改变配制物粘度。此外，Douglas 3060的添加显著降低了配制物的粘度。通常需要较低的粘度以减少注塑成形期间的背压。因此，淀粉添加剂还可以充当CDA配制物的流变改性剂。

实施例4：淀粉配制物的视觉外观

我们观察到，添加某些等级的淀粉会导致配制物部分出现明显的深色/棕色(见下表)。淀粉(尤其是氧化淀粉)的高酸含量预计会通过与乙酸纤维素反应而导致CDA配制物变色。

使用Konika Minolta色度计、CR-400和SpectraMagic NX软件在白色背景下在CIEL*a*b*色空间中测量60密耳板的颜色。L*值是亮度的度量，其中L*＝0表示黑色，L*＝100表示白色。

表9中报告的值是3次测量的平均值。为了进行比较，还包括Leneta图表的白色和黑色区域。

表9. 60密耳板的颜色测量

板	样品#	L*	a*	b*
					A	4	60.7	5.7	34.7
B	6	28.5	14.9	14.6
					D	7	35.1	14.6	21.2
F	8	69.5	-0.2	21.4
					黑	Leneta图表	21.8	0.2	0.8
白		95.3	-0.5	1.8

没有淀粉—它是透明的膜。当我们添加淀粉时，颜色会发生变化。

实施例1.4.ISO20200中模塑板的崩解

CA-398-30与作为增塑剂的PEG400(20重量％)以及任选淀粉添加剂(占配制物的20重量％)混合。由配混粒料(60密耳厚，4英寸见方)注塑成形的板。

ISO20200方法

使用标准实验室方法(ISO 20200)在合成堆肥中比较了60密耳注塑成形板的相对崩解率。合成堆肥混合物是不同百分比的干物质，包括作为接种物的成熟堆肥(表A)。成熟堆肥是从当地堆肥设施收集的，是不到4个月的新鲜样品。这种堆肥接种物在混合到合成配制物中之前先通过5密耳筛进行筛分。将干成分与湿成分分开混合，将它们组合，静置2-3小时以吸收水分。一旦合成堆肥吸收了水分，混合物就会被分装到各个盒子中，每盒大约1000克。此时进行挤压测试，看材料是否结块并保持形状但不渗出液体，含水量为约55％。

表10.符合ISO20200的合成堆肥混合物

材料	干质量％
		锯末	40
苜蓿	30
		成熟堆肥	10
玉米淀粉	10
		蔗糖	5
玉米籽油	4
		尿素	1
去离子水	1升

测试材料是60密耳注塑成形板，切成2.5厘米见方，总起始重量为7.5克。将样品块混合到堆肥中，并记录盒子、样品、阳性对照和样品的总质量。

对于模拟家庭堆肥条件的环境测试，将盒子放入28℃±2℃的培养箱或醒发箱中。然后以不同的时间间隔检查样品，并在前30天保持初始重量的100％，并进行一些混合和不混合。30天后，盒子仅恢复到初始重量的80％，然后在第60天后恢复到70％。在180天保温培养期结束时终止测试，材料通过5密耳筛，然后通过2密耳筛进行筛分，用于将剩余的膜与合成堆肥材料分离。清除剩余碎片的表面污染物，并根据最终干重计算崩解百分比。

表11.样品4-8的60密耳板的崩解。

组成–60密耳注塑成形板	崩解(重量％)
		样品4	32.4
样品5	26.6
		样品6	32.3
样品7	35.3
		样品8	32.0

实施例1.5.户外家庭堆肥箱中模制餐具的崩解

根据表12，将二乙酸纤维素，DS2.45，Eastman CA394-60S与作为增塑剂的15％PEG400以及任选占配制物的20重量％的淀粉添加剂配混。餐具由配混粒料注塑成形。模制刀具的长为16.8cm，宽为0.9至1.8cm，厚为1.4至3.3mm。

样品#	组成
		9	PEG400(无淀粉)(15重量％)
10	PEG400(15重量％)、Douglas3060(20重量％)
		11	PEG400(15重量％)、20％ThermFlo(20重量％)
12	PEG400(15重量％)、ARGO天然玉米淀粉(20重量％)

对于每种配制物，在放入室外堆肥箱之前，对18把刀具进行称重并用彩色胶带贴上标签。这些垃圾箱是容量为140升的黑色塑料家用滚筒，最初装有约100升原料(70升成熟堆肥来自当地供应商、24升松屑、5升苜蓿粒子、60％水分)。垃圾箱每周翻一次并使用挤压测试检查是否有足够的水分。根据需要添加松屑，以保持堆肥体积等于或高于中心轴。在第8、14和20周时，进料～1L苜蓿粒子堆肥。26周后，从垃圾箱中取出每种配制物的9把刀具，清洗、干燥并重新称重以获得最终干重。表13中计算了平均重量的变化和重量损失％。

表13.起始和结束重量以及崩解％

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Claims (12)

1.一种乙酸纤维素丝束带，其包含可崩解乙酸纤维素组合物；其中所述可崩解纤维素酯组合物包含至少一种可生物降解纤维素酯和至少一种可生物降解支链淀粉；其中所述支链淀粉具有2至6的支化度；其中所述纤维素酯组合物具有50％或更高的崩解率。

2.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述乙酸纤维素具有约1至约2.5的DS/AGU。

3.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述乙酸纤维素是聚苯乙烯当量数均分子量(Mn)为10,000至90,000的二乙酸纤维素。

4.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述乙酸纤维素是通过用从回收材料获得的反应物将纤维素转化为乙酸纤维素而制备的。

5.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述增塑剂是以下至少一种，其选自甘油三乙酸酯(三乙酸甘油酯)、甘油二乙酸酯、对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、聚(乙二醇)MW 200-600、二丙酸三乙二醇酯、1,2-环氧丙基苯基乙二醇、1,2-环氧丙基(间甲苯基)乙二醇、1,2-环氧丙基(邻甲苯基)乙二醇、β-氧乙基环己烯羧酸酯、双(环己酸酯)二乙二醇、柠檬酸三乙酯、聚乙二醇、苯甲酸酯类增塑剂(Benzoflex)、丙二醇、聚山梨酯、蔗糖八乙酸酯、乙酰化柠檬酸三乙酯、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、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例如Benzoflex^TM增塑剂系列、聚(烷基琥珀酸酯)例如聚(丁二酸丁酯)、聚醚砜、己二酸酯基增塑剂、大豆油环氧化物例如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、三丙酸甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、Resolflex^TM系列增塑剂、磷酸三苯酯、乙醇酸酯、甲氧基聚乙二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二基双(2-甲基丙酸酯)、和聚己内酯。

6.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述增塑剂以1至40重量％的量存在。

7.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述增塑剂选自PEG和MPEG(甲氧基PEG)。

8.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述纤维素酯组合物包含可生物降解纤维素酯(BCE)组分和至少一种除所述BCE之外的其它可生物降解聚合物。

9.根据权利要求1所述的乙酸纤维素丝束带，其中所述支链无定形生物填料具有3或更大的支化度。

10.纤维素酯丝束带，其中所述生物填料是选自郁金香淀粉、蜡质玉米淀粉、蜡质马铃薯淀粉、天然玉米淀粉和马铃薯淀粉中的至少一种。

11.纤维素酯丝束带，其中所述纤维素酯组合物中的所述生物填料的范围基于纤维素酯组合物计约1至约50重量％。

12.纤维素酯丝束带，其中所述纤维素酯组合物中的所述生物填料的范围基于纤维素酯组合物计约5至约50重量％。