MXPA00002366A

MXPA00002366A - Composiciones de almidon procesables por fusion.

Info

Publication number: MXPA00002366A
Application number: MXPA00002366A
Authority: MX
Inventors: Ann Bailey Valerie
Original assignee: Humatro Corp
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2002-03-08
Also published as: SG90106A1; AU2073900A; EP1035163A2; US7666261B2; HUP0001036A2; US20040132873A1; US9458556B2; US7704328B2; NO20001159D0; EP1035239A2; NO20001158D0; CO5180650A1; PL338846A1; BR0007329A; ATE295435T1; US8764904B2; US20090061225A1; PE20001344A1; US20120208010A1; US7041369B1

Abstract

La presente invencion se refiere a una composicion de almidon que comprende almidon, un polimero que es substancialmente compatible con el almidon y tiene un peso molecular promedio ponderado de al menos 500,000 de tal modo que el polimero forme enredamientos o asociaciones efectivas con las moleculas de almidon vecinas, y preferentemente al menos un aditivo para mejorar el flujo en la fusion y lo procesabilidad en la fusion. El aditivo puede ser un plastificante de hidroxilo, un plastificante libre de hidroxilo, un diluyente, o mezclas de los mismos. La composicion es procesable por fusion sobre un equipo termoplastico convencional. La composicion es adecuada especialmente para procesos extensionales uniaxiales y biaxiales para fabricar fibras, peliculas, espumas y productos semejantes.

Description

COMPOSICIONES DE ALMIDÓN PROCESABLES POR FUSIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una nueva composición de almidón que es substancialmente homogénea y tiene características reológicas deseables de tal modo que la misma sea procesable por fusión por equipo de procesamiento termoplástico convencional. La presente composición es particularmente adecuada para procesos extensionales uniaxiales y biaxiales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se sabe bien que las moléculas del almidón vienen en dos formas: el ' polímero de amilosa substancialmente lineal y el polímero de amilopectina altamente ramificado. Estas dos formas del almidón tienen propiedades muy diferentes, probablemente debido a la facilidad de asociación de los grupos de hidróxilo entre diferentes moléculas. La estructura molecular de la amilosa es esencialmente lineal con dos a cinco ramificaciones relativamente largas. El grado promedio de polimerización de las ramificaciones es de aproximadamente 350 unidades monoméricas. Bajo las REF.: 33032 condiciones que proporcionan suficiente libertad de movimientos moleculares, principalmente por dilución con solventes adecuados, y en algunos casos, la dilución unida con calentamiento, las cadenas de amilosa lineales pueden ser orientadas en alineamientos preferentemente paralelos de tal modo que los grupos hidróxilos sobre una cadena estén en proximidad estrecha con aquellos sobre las cadenas adyacentes. El alineamiento de las moléculas de amilosa vecinas se cree que facilita la unión del hidrógeno intermolecular. En consecuencia las moléculas de amilosa forman agregados fuertes. En contraste, la estructura molecular de la amilopectina es altamente ramificada por medio de enlaces l,ß-a. El grado promedio de polimerización de las ramificaciones es de aproximadamente 25 unidades monoméricas. Debido a la estructura altamente ramificada, las moléculas de amilopectina no pueden moverse tan libremente y no se alinean y se asocian tan fácilmente. Se han hecho intentos para procesar el almidón natural sobre equipo estándar y con la tecnología existente conocida en la industria del plástico. Puesto que el almidón natural generalmente tiene una estructura granular, el mismo necesita ser "desestructurado" y/o modificado antes de que el mismo pueda ser procesado por fusión de manera semejante a un material termoplástico.

Para la desestructuración, el almidón es calentado típicamente arriba de su temperatura de reblandecimiento y fusión bajo una condición presurizada. La fusión y el desorden de la estructura molecular de los granulos del almidón se lleva a cabo y se obtiene un almidón desestructurado. Los agentes químicos o enzimáticos también pueden ser utilizados para desestructurar, oxidar, o derivar el almidón. Los almidones modificados han sido utilizados para hacer plásticos biodegradables, en donde el almidón modificado es combinado como un aditivo o el componente menor con los polímeros sintéticos o a base de petróleo. Sin embargo, cuando el almidón modificado es procesado por sí mismo o cuando el componente principal en una mezcla con otros materiales utilizando las técnicas de procesamiento termoplásticas convencionales, tales como el moldeo o extrusión, las partes terminadas tienden a tener una incidencia elevada de defectos. Además, el almidón modificado (solo o como el componente principal de una mezcla) se ha encontrado que tiene una extensibilidad en la fusión pobre; en consecuencia, el mismo no puede ser procesado exitosamente por los procesos extensionales uniaxiales o biaxiales en fibras, películas, espumas o semejantes. Los intentos previos para producir fibras de almidón se refieren principalmente a procesos de hilatura en fase húmeda. Por ejemplo, una suspensión coloidal del almidón/solvente puede ser extruida a partir de una hilera en un baño de coagulación. Este proceso está basado en la tendencia marcada de la amilosa a alinearse o formar agregados asociados fuertemente para proporcionar resistencia e integridad a la fibra final. Cualquier amilopectina presente es tolerada como una impureza que afecta adversamente el proceso de hilatura de la fibra y la resistencia del producto final. Puesto que se sabe bien que el almidón natural es rico en amilopectina, los enfoques más recientes incluyen el pretratamiento del almidón natural para obtener la porción rica en amilosa deseable para la hilatura de la fibra. Claramente este enfoque no es factible económicamente a una escala comercial puesto que una gran porción (es decir, la porción de amilopectina) del almidón es desechada. En desarrollos recientes, el almidón natural, típicamente de valor elevado en el contenido de amilopectina natural, puede ser hilado en fase húmeda en fibras. Sin embargo, las fibras hiladas en fase húmeda son burdas, teniendo típicamente diámetros de las fibras mayores que 50 mieras. Adicionalmente, la gran cantidad del solvente utilizado en este proceso requiere un paso de secado adicional y un paso de recuperación o tratamiento del efluente. Algunas referencias para la hilatura en fase húmeda de las fibras de almidón incluyen la Patente U.S. No. 4,139,699 expedida a Hernández et al. el 13 de febrero de 1979; la Patente U.S. No. 4,853,168 expedida a Edén et al. el 1 de agosto de 1989; y la Patente U.S. No. 4,234,480 expedida a Hernández et al. el 6 de enero de 1981. Las Patentes U.S. Nos. 5,516,815 y 5,316,578 de Buehler et al. se refieren a composiciones de almidón para fabricar fibras de almidón a partir de un proceso de hilatura en fase húmeda. La composición de almidón fundida es extruida a través de una hilera para producir filamentos que tengan diámetros ligeramente agrandados con relación al diámetro de los orificios de la matriz sobre la hilera (es decir, un efecto de hinchamiento de la matriz) . Los filamentos son estirados subsiguientemente de manera descendente de manera mecánica o termomecánica por una unidad estiradora para reducir el diámetro de la fibra. La desventaja principal de la composición de fécula de Buehler et al. es que la misma no utiliza los polímeros de peso molecular elevado, lo cual mejora la extensibilidad en la fusión de las composiciones de almidón. En consecuencia, la composición de almidón de Bueheler et al podría no ser atenuada por la fusión exitosamente para producir fibras finas de 25 mieras o de un diámetro menor.

Otras composiciones procesables termoplásticamente se describen en la Patente U.S. No. 4,900,361, expedida el 8 de agosto de 1989 de Sachetto et al.; la Patente U.S. No. 5,095,054, expedida el 10 de marzo de 1992 de Lay et al.; la Patente U.S. No. 5,736,586, expedida el 7 de abril de 1998 de Bastioli et al.; y la publicación PCT WO 98/40434 presentada por Hanna et al. publicada el 14 de marzo de 1997. Estas composiciones de almidón no contienen los polímeros de peso molecular elevado que son necesarios para lograr la viscosidad en la fusión y la extensibilidad en la fusión deseadas, las cuales son características críticas para la producción de las fibras finas, películas delgadas o espumas de pared delgada. La técnica muestra una necesidad de una composición económica y procesable por fusión a partir de los almidones naturales. Tal composición de almidón procesable por fusión no debe requerir la evaporación de una gran cantidad de solventes o producir una gran cantidad de efluente durante la operación de procesamiento. Además, tal composición de almidón debe tener propiedades reológicas en la fusión adecuadas para su uso en el equipo de procesamiento de plástico convencional .

La técnica también muestra una necesidad de una composición de almidón adecuada para su uso en procesos extensionales uniaxiales o biaxiales para producir fibras, películas, hojas, espumas, artículos conformados, y semejantes de una manera económica y eficiente. Específicamente, la composición de almidón debe tener propiedades reológicas en la fusión para procesos extensionales uniaxiales o biaxiales en su fase de fusión de una manera continua, es decir, sin la cantidad excesiva de fractura en la fusión u otros defectos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición de almidón que es procesable por fusión sobre equipo termoplástico convencional. Específicamente, la composición de almidón puede ser procesada exitosamente por medio de fuerzas extensionales uniaxiales o biaxiales para proporcionar un producto final con buena resistencia. Además, la composición de almidón tiene propiedades reológicas adecuadas para su uso en los procesos de atenuación en la fusión para lograr extensiones uniaxiales o biaxiales muy elevadas, las cuales generalmente no se pueden lograr por otros procesos, incluyendo los procesos de alargamiento por medio de un chorro o mecánicos. La presente invención se refiere a una composición de almidón que comprende almidón, un polímero que es substancialmente compatible con el almidón y tiene un peso molecular suficientemente elevado para formar asociaciones o enredamientos efectivos con las moléculas de almidón vecinas, y preferentemente al menos un aditivo para mejorar el flujo en la fusión y la procesabilidad en la fusión. Los polímeros que tienen un peso molecular promedio ponderado de al menos 500, 000 son particularmente útiles aquí. El aditivo puede ser un plastificante de hidróxilo, un plastificante libre de hidróxilo, un diluyente, o mezclas de los mismos. Las composiciones de almidón de la presente invención tienen la combinación de la resistencia del material fundido y las viscosidades del material fundido (de cizallamiento y extensional) en el intervalo deseado de tal modo que las composiciones sean adecuadas únicamente para los procesos extensionales por fusión. La composición de almidón de la presente invención típicamente tiene una viscosidad durante el cizallamiento del material fundido en el intervalo de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 40 Pa*s de modo que la composición pueda ser mezclada, transportada o procesada de otra manera sobre equipo de procesamiento convencional, incluyendo extrusores de tornillo, tanques de agitación, bombas, hileras, y semejantes. La composición de almidón de la presente invención típicamente tiene una viscosidad extensional en la fusión mejorada debido a la incorporación de los polímeros elevados o superiores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra un montaje del reómetro del par de torsión que tiene una matriz de soplado del material fundido utilizada para producir las fibras finas de almidón de la presente invención. La Figura 2 muestra un montaje del reómetro del par de torsión utilizado para producir una red de fibra de almidón por unión por hilado. La Figura 3a es la Micrografía por Barrido Electrónico de las fibras finas de almidón de la presente invención, mostrada a una escala de 200 mieras. La Figura 3b es la Micrografía por Barrido Electrónico de las fibras finas de almidón de la presente invención, mostrada a una escala de 20 mieras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Cuando se utilice aquí, el término "que comprende" significa que los diversos componentes, ingredientes, o pasos, pueden ser empleados conjuntamente en la práctica de la presente invención. En consecuencia, el término "que comprende" abarca los términos más restrictivos "que consiste esencialmente de" y "que consiste de". Cuando se utilice aquí, el término "agua unida" significa el agua encontrada naturalmente que está presente en el almidón y antes de que el almidón sea mezclado con otros componentes para hacer la composición de la presente invención. El término "agua libre" significa el agua que es agregada en la fabricación de la composición de la presente invención. Una persona con experiencia ordinaria en la técnica podría reconocer que una vez que los componentes son mezclados en una composición, el agua ya no puede ser distinguida por su origen. Todos los porcentajes, relaciones y proporciones utilizadas aquí son en por ciento en peso de la composición, a menos que se especifique de otra manera.

Las Composiciones de Almidón El almidón que está presente en forma natural generalmente es una mezcla de amilosa lineal y el polímero de amilopectina ramificado de las unidades de la D-glucosa. La amilosa es un polímero substancialmente lineal de las unidades de D-glucosa unidas por enlaces (l,4)-a-D. La amilopectina es un polímero altamente ramificado de las unidades de D-glucosa unidas por enlaces (l,4)-a-D y enlaces (l,6)-a-D en los puntos de ramificación. El almidón que está presente de manera natural contiene una cantidad relativamente elevada de amilopectina, por ejemplo, el almidón de maíz (64-80 % de amilopectina), el maíz ceroso (93-100% de amilopectina), el arroz (83-84% de amilopectina), la papa (aproximadamente 78% de amilopectina), y el trigo (73-83% de amilopectina) . Aunque todos los almidones son útiles aquí, la presente invención es practicada más comúnmente con almidones naturales con un contenido elevado de amilopectina derivados de fuentes agrícolas, los cuales ofrecen las ventajas de ser abundantes en el suministro, fácilmente rellenables y económicos. Son adecuados para su uso aquí muchos almidones no modificados que están presentes de manera natural y almidones modificados, el almidón puede ser modificado por procesos físicos, químicos, o biológicos, o combinaciones de los mismos. La selección del almidón modificado o no modificado para la presente invención puede depender del producto final deseado. También son adecuadas para su uso aquí las mezclas de varios almidones, así como las mezclas de las fracciones de amilosa o amilopectina, que tienen un contenido de amílopectina en el intervalo deseado. El almidón o la mezcla de almidones útiles en la presente invención típicamente tienen un contenido de amilopectina desde aproximadamente 20% hasta aproximadamente 100%, preferentemente desde aproximadamente 40% hasta aproximadamente 90%, más preferentemente desde aproximadamente 60% hasta aproximadamente 85% en peso del almidón o las mezclas del mismo. Los almidones que están presentes de manera natural pueden incluir, pero no están limitados a, almidón de maíz, almidón de papa, almidón de papa dulce, almidón de trigo, almidón de palma de sagú, almidón de tapioca, almidón de arroz, almidón de soya, almidón de viburno, almidón de arnioca, almidón de helécho, almidón de loto, almidón de maíz ceroso, y almidón de maíz con un contenido elevado de amilosa. Los almidones que están presentes de manera natural particularmente, el almidón de maíz y el almidón de trigo, son los polímeros de almidón preferidos debido a su economía y disponibilidad. Las modificaciones físicas del almidón pueden ser modificaciones intramoleculares o intermoleculares. Las modificaciones intramoleculares incluyen el peso molecular reducido y/o la distribución del peso molecular, los cambios en la conformación de la cadena polimérica, y semejantes. Las modificaciones intermoleculares incluyen la fusión y/o el desorden de las moléculas del almidón, la reducción de la cristalinidad, el tamaño del cristalito, y el tamaño granular, y. semejantes. Estas modificaciones físicas pueden ser logradas por la entrada de energía (tal como térmica, mecánica, termomecánica, electromagnética, ultrasónica, y semejantes), la presión, la humedad, el fraccionamiento, y combinaciones' de los mismos. Las modificaciones químicas del almidón incluyen la hidrólisis acida o alcalina y la escisión de la cadena oxidante para reducir el peso molecular y la distribución del peso molecular. Los compuestos adecuados para la modificación química del almidón incluyen los ácidos orgánicos tales como el ácido cítrico, el ácido acético, el ácido glicólico, y el ácido adípico; los ácidos inorgánicos tales como el ácido clorhídrico, el ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido bórico, y sales parciales de ácidos polibásicos, por ejemplo KH2P04, NaHS04; los hidróxidos de metales del grupo la o lía tales como el hidróxido de sodio, y el hidróxido de potasio; amoníaco; agentes oxidantes tales como el peróxido de hidrógeno, peróxido de benzoilo, persulfató de amonio, permanganato de potasio, bicarbonato de sodio, sales hipoclóricas, y semejantes; y mezclas de los mismos. Los agentes químicos preferidos de la presente invención incluyen el persulfato de amonio, el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, y las mezclas de los mismos. Las modificaciones químicas también pueden incluir la derivación del almidón por la reacción de sus grupos OH con los óxidos de alquileno, y otras substancias que forman éteres, esteres, uretanos, carbamatos, o isocianatos. ' Los almidones de hidroxialquilo, acetilo, o carbamato o las mezclas de los mismos son almidones modificados químicamente preferidos. El grado de substitución del almidón modificado químicamente es de 0.05 a 3.0, preferentemente 0.05 a 0.2. Las modificaciones biológicas del almidón incluyen la digestión bacteriana de los enlaces de carbohidratos, o la hidrólisis enzimática utilizando las enzimas tales como la amilasa, amilopectasa, y semejantes. El almidón tiene típicamente un contenido de agua unida de aproximadamente 5% a 16% en peso del almidón. Un contenido de agua de aproximadamente 8% hasta aproximadamente 12% en peso del almidón es preferido particularmente. El contenido de amilosa del almidón es típicamente desde 0% hasta aproximadamente 80%, preferentemente desde aproximadamente 20% hasta aproximadamente 35%, en peso del almidón. El almidón no modificado, natural, generalmente tiene un peso molecular promedio muy elevado y una distribución de peso molecular amplia (por ejemplo el almidón de maíz natural tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 10,000,000 y una distribución de peso molecular mayor que 1000) . El peso molecular promedio del almidón puede ser reducido al intervalo deseado de la presente invención por la escisión de la cadena (oxidante o enzimática), hidrólisis (catalizada con un ácido o un álcali), la degradación física/mecánica (por ejemplo, por medio de la entrada de energía termomecánica del equipo de procesamiento), o combinaciones de las mismas. Estas reacciones también reducen la distribución del peso molecular del almidón a menos de aproximadamente 600, preferentemente a menos de aproximadamente 300. El método termomecánico y el método de oxidación ofrecen una ventaja adicional porque los mismos son capaces de ser llevados a cabo in situ del proceso de hilatura por fusión. En una modalidad, el almidón natural es hidrolizado en la presencia del ácido, tal como el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico, para reducir el peso molecular y la distribución del peso molecular. En otra modalidad, un agente de escisión de la cadena puede ser incorporado en la composición de almidón que se puede hilar por fusión de tal modo que la reacción de escisión de la cadena se lleve a cabo substancialmente de manera simultánea con la combinación del almidón con los otros componentes. Los ejemplos no limitativos de los agentes de escisión de la cadena oxidante, adecuados para su uso aquí, incluyen el persulfato 'de amonio, peróxido de hidrógeno, sales de hipoclorato, permanganato de potasio, y mezclas de los mismos. Típicamente, el agente de escisión de la cadena es agregado en una cantidad efectiva para reducir el peso molecular promedio ponderado del almidón al intervalo deseable. Por ejemplo, se encontró que para los procesos de atenuación en la fusión uniaxiales o biaxiales, el almidón debe tener un peso molecular promedio ponderado que varía desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000, preferentemente desde aproximadamente 1,500 hasta aproximadamente 800,000, más preferentemente desde aproximadamente 2,000 hasta aproximadamente 500,000. Se encontró que las composiciones que tienen almidón modificado en el intervalo de peso molecular anterior, tienen una viscosidad en el cizallamiento del material fundido adecuada, y por consiguiente una procesabilidad del material fundido mejorada. La procesabilidad del material fundido mejorada es evidentes en menos interrupciones del proceso (por ejemplo, roturas reducidas, ciclos de moldeo, defectos, colgaduras) y una mejor apariencia superficial y propiedades de resistencia del producto. Típicamente, la composición de aquí comprende desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso, preferentemente desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 95%, y más preferentemente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 85% en peso, de un almidón modificado y/o no modificado. El peso del almidón en la composición incluye el almidón y su contenido de agua unida que está presente de manera natural. Se sabe que el agua libre adicional puede ser incorporada como el solvente polar o el plastificante, y no está incluida en el peso del almidón.

Los polímeros de peso molecular elevado (llamados aquí posteriormente "polímeros superiores") los cuales son substancialmente compatibles con el almidón también son útiles aquí. El peso molecular de un polímero adecuado debe ser lo suficientemente elevado para efectuar enredamientos y/o asociaciones con las moléculas del almidón. El polímero superior preferentemente tiene una estructura de la cadena substancialmente lineal, aunque una cadena lineal que tiene ramificaciones cortas (C1-C3) o una cadena ramificada que tiene una a tres ramificaciones largas también son adecuadas para su uso aquí. Cuando se utilice aquí, el término "substancialmente compatible" significa cuando se calienta a una temperatura arriba de la temperatura de reblandecimiento y/o de fusión de la composición, que el polímero superior es capaz 'de formar una mezcla substancialmente homogénea con el almidón (es decir, la composición parece transparente o translúcida a simple vista) . El parámetro de la solubilidad de Hildebrand (d) puede ser utilizado para estimar la compatibilidad entre el almidón y el polímero. En general, la compatibilidad substancial entre los dos materiales puede ser esperada cuando sus parámetros de solubilidad son similares. Se sabe que el agua tiene un valor de dagUa de 48.0 MPa1/2, el cual es el más elevado entre los solventes comunes, probablemente debido a la fuerte capacidad de unión del hidrógeno del agua. El almidón típicamente tiene un valor de daim?dón similar a aquel de la celulosa (aproximadamente 34 MPa12) . Sin que esté limitado por alguna teoría, se cree que los polímeros adecuados para su uso aquí preferentemente interactúan con las moléculas de almidón al nivel molecular para formar una mezcla substancialmente compatible. Las interacciones varían desde las interacciones del tipo químico, fuertes, tales como la unión del hidrógeno entre el polímero y la fécula, hasta los enredamientos meramente físicos entre los mismos. Los polímeros útiles aquí son preferentemente las moléculas de cadena substancialmente lineal, de peso molecular elevado. La estructura altamente ramificada de una molécula de amilopectina favorece que las ramificaciones interaccionen intramolecularmente, debido a la proximidad de las ramificaciones dentro de una sola molécula. Por consiguiente, se cree que la molécula de amilopectina tiene interacciones/enredamientos pobres o inefectivos con otras moléculas de almidón, particularmente otras moléculas de amilopectina. La compatibilidad con el almidón hace posible que los polímeros adecuados sean mezclados íntimamente e interaccionen químicamente y/o se enreden físicamente con las moléculas de amilo'pectina ramificadas de tal modo que las moléculas de amilopectina se asocien entre sí por medio de los polímeros. El peso molecular elevado del polímero hace posible que el mismo interaccione/se • enrede simultáneamente con varias moléculas de almidón. Es decir, los polímeros superiores funcionan como enlaces moleculares para las moléculas del almidón. La función de enlace de los polímeros superiores es particularmente importante para los almidones con cantidades elevadas de amilopectina. Los enredamientos y/o asociaciones entre el almidón y los polímeros mejora la extensibilidad en la fusión de la composición de almidón de tal modo que la composición sea adecuada para los procesos extensionales. En una modalidad, se encontró que la composición puede ser atenuada uniaxialmente en la fusión a una relación de estirado muy elevada (mayor que 1000) . Para formar efectivamente enredamientos y/o asociaciones con las moléculas de almidón, el polímero superior adecuado para su uso aquí debe tener un peso molecular promedio ponderado de al menos 500,000. Típicamente, el peso molecular promedio ponderado del polímero varía desde aproximadamente 500,000 hasta aproximadamente 25,000,000, preferentemente desde aproximadamente 800,000 hasta aproximadamente 22,000,000, más preferentemente desde aproximadamente 1,000,000 hasta aproximadamente 20,000,000, y aún más preferentemente desde aproximadamente 2,000,000 hasta aproximadamente 15,000,000. Los polímeros de peso molecular elevado son preferidos debido a la capacidad para interaccionar simultáneamente con varias moléculas de almidón, por lo cual se incrementa la viscosidad en la fusión extensional y se reduce la fractura en la fusión. Los polímeros superiores adecuados tienen una dpoiimero de tal modo que la diferencia entre dfécuia y dpoiimero sea menor que aproximadamente 10 MPa12, preferentemente menor que aproximadamente 5 MPa1/2, y más preferentemente menor que aproximadamente 3 MPa12. Los ejemplos no limitativos de los polímeros superiores adecuados incluyen la poliacrilamida y los derivados tales como la poliacrilamida modificada con carboxilo; polímeros y copolímeros acrílicos que incluyen el ácido poliacrílico, el ácido polimetacrílico, y sus esteres parciales; polímeros de vinilo que incluyen el alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, polivinilpirrolidona, acetato de vinilo polietileno, polietilenimina, y semejantes; poliamidas; óxidos de polialquileno tales como óxido de polietileno, óxido de polipropileno, óxido de políetilenpropíleno, y mezclas de los mismos. Los copolímeros hechos de las mezclas de los monómeros seleccionados de cualquiera de los polímeros mencionados anteriormente también son adecuados aquí. Otros polímeros superiores ejemplares incluyen polisacáridos solubles en agua tales como alginatos, carragenanos, pectina y derivados, quitina y derivados, y semejantes; gomas tales como la goma de guar, la goma de xantano, agar, goma arábiga, goma de carayá, goma de tragacanto, goma de algarroba, y gomas semejantes; derivados solubles en agua de . la celulosa, tales como alquilcelulosa, hidroxialquilcelulosa, carboxialquilcelulosa, y semejantes; y las mezclas de los mismos. Algunos polímeros (por ejemplo, el ácido políacrílico, el ácido polimetacrílico) generalmente no están disponibles en el intervalo de peso molecular elevado (es decir, 500,000 o más elevado). Una cantidad pequeña de los agentes de reticulación puede ser agregada para crear polímeros ramificados de peso molecular elevado adecuads útiles aquí. El polímero superior es agregado a la composición de la presente invención en una cantidad efectiva para reducir visiblemente la fractura en la fusión y la ruptura capilar de las fibras durante el proceso de hilatura de tal modo que las fibras substancialmente continuas que tienen un diámetro relativamente consiste puede ser hilado por fusión. Estos polímeros están presentes típicamente en el intervalo desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso, preferentemente desde aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 5 % en peso, más preferentemente desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1 % en peso, y aún más preferentemente desde aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 0.5 % en peso de la composición. Es sorprendente encontrar que a una concentración relativamente baja, estos polímeros mejoran significativamente la extensibilidad en la fusión de la composición de almidón. Las composiciones de almidón pueden incluir opcionalmente aditivos para mejorar el flujo en la fusión y la procesabilidad en la fusión, particularmente la extensibilidad de la composición bajo las condiciones de procesamiento en la fusión. Los aditivos pueden funcionar como plastificantes y/o diluyentes para reducir la viscosidad en el cizallamiento del material fundido de la composición de almidón. Los plastificantes son agregados a la composición de la presente invención en un cantidad efectiva para mejorar el flujo, y por consiguiente, la procesabilidad en la fusión. Los plastificantes también pueden mejorar la flexibilidad de los productos finales, lo cual se cree que se debe a la reducción de la temperatura de transición vitrea de la composición por el plastificante. Los plastificantes preferentemente deben ser substancialmente compatibles con los componentes poliméricos de la presente invención de modo que los plastificantes pueden modificar efectivamente las propiedades de la composición. Cuando se utilice aquí, el término "substancialmente compatible" significa que cuando se calienta a una temperatura arriba de la temperatura de reblandecimiento y/o de fusión de la composición, el plastificante es capaz de formar una mezcla substancialmente homogénea con el almidón (es decir, la composición parece transparente o translúcida a simple vista) . Son adecuados para su uso aquí como los plastificantes de hidróxilo los compuestos orgánicos que tienen al menos un grupo hidróxilo, preferentemente un poliol. Sin que este limitado por la teoría, se cree que los grupos hidróxilo de los plastificantes mejoran la compatibilidad formando enlaces de hidrógeno con el material de la matriz de almidón. Los ejemplos no limitativos de los plastificantes de hidróxilo útiles incluyen los azúcares tales como la glucosa, sucrosa, fructosa, rafinosa, maltodextrosa, galactosa, xiloxa, maltosa, lactosa, mañosa, eritrosa, glicerol, y pentaeritritol; los alcoholes de azúcar tales como el eritritol, xilitol, maltitol, manitol y sorbitol; los polioles tales como el etilenglicol, el propilenglicol, el dipropilenglicol, el butilenglicol, el hexantriol, y semejantes, y los polímeros de los mismos; y mezclas de los mismos. También son útiles aquí como los plastificantes de hidróxilo los poloxómeros (copolímeros de bloques de polioxietileno/polioxipropileno) y las poloxaminas (copolímeros de bloques de polioxietileno/polioxipropileno de la etilendiamina) . Los "poloxómeros" adecuados comprenden los copolímeros de bloques de polioxietileno/polioxipropileno que tienen la siguiente estructura: HO- (CH2-CH2-0)x- (CHCH3-CH2-0) y- (CH2-CH2-0) Z-0H en donde x tiene un valor que varía desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 40, y tiene un valor que varía desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, y z tiene un valor que varía desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 40, y preferentemente x y z tienen el mismo valor. Estos copolímeros están disponibles como Pluronic® de BASF Corp., Parsippany, NJ. Los poloxámeros y poloxaminas adecuados están disponibles como Synperonic® de ICI Chemicals, Wilmington, DE, o como Tetronic® de BASF Corp., Parsippany, NJ. También son adecuados para su uso aquí como plastificantes libres de hidróxilo otros compuestos orgánicos que forman enlaces de hidrógeno los cuales no tienen grupos de hidróxilo, incluyendo la urea y los derivados de urea; los anhídridos de los alcoholes de azúcar tales como el sorbitán; las proteínas animales tales como la gelatina las proteínas vegetales tales como la proteína de girasol, la proteína de soya, y la proteína de la semilla de algodón; y las mezclas de las mismas. La totalidad de los plastificantes pueden ser utilizados solos o como mezclas de los mismos. Típicamente, el plastificante de hidróxilo comprende desde aproximadamente 1 % en peso hasta aproximadamente 70 % en peso, más preferentemente desde aproximadamente 2 % en peso hasta aproximadamente 60 % en peso, aún más preferentemente desde aproximadamente 3 % en peso hasta aproximadamente 40 % en peso de la composición de almidón. El plastificante libre de hidróxilo típicamente comprende desde aproximadamente 0.1 % en peso hasta aproximadamente 70 % en peso, preferentemente desde aproximadamente 2 % en peso hasta aproximadamente 50 % en peso, más preferentemente desde aproximadamente 3 % en peso hasta aproximadamente 40 % en peso de la composición de almidón. En una modalidad, una mezcla de los plastificantes con hidróxilo y sin hidróxilo es utilizada, en donde los plastificantes con hidróxilo son los azúcares, tales como la sucrosa, fructosa, y sorbitol, y los plastificantes libres de hidróxilo son la urea y los derivados de urea. Se encontró que la urea y sus derivados en la composición de almidón de la presente invención tienen una fuerte tendencia a cristalizarse, es decir, la cristalización de la urea y sus derivados ocurre aún bajo la condición de enfriamiento rápido tal como el soplado del material fundido, la unión por hilado, la extrusión por fusión, la hilatura en fase húmeda, y semejantes. Por lo tanto, la urea y los derivados de urea pueden ser utilizados como agentes de solidificación para modificar o controlar la velocidad de solidificación de la composición de almidón de la presente invención. En una modalidad preferida, una mezcla de la sucrosa y la urea es agregada a la composición de almidón/polímero en una cantidad efectiva para lograr la velocidad de solidificación y la procesabilidad en la fusión deseadas. Los diluyentes tales como los solventes polares pueden ser agregados a las composiciones de almidón de la presente invención para ajustar la viscosidad durante el cizallamiento del material fundido y para mejorar la capacidad de hilatura en la fusión de las composiciones de almidón. En general, la viscosidad durante el cizallamiento del material fundido disminuye de una manera no lineal cuando el contenido del diluyente es incrementado. Típicamente, el diluyente es agregado en una cantidad desde aproximadamente 5 % en peso hasta aproximadamente 60 % en peso, preferentemente desde aproximadamente 7 % en peso hasta aproximadamente 50 % en peso, más preferentemente desde aproximadamente 10 % en peso hasta aproximadamente 30 % en peso, de la composición total. Son adecuados para su uso aquí como diluyentes los solventes polares que tienen un parámetro de solubilidad d que varía desde aproximadamente 19 hasta aproximadamente 48 MPa1/2, preferentemente desde aproximadamente 24 hasta aproximadamente 48 MPa12, y más preferentemente desde aproximadamente 28 hasta aproximadamente 48 MPa1/2. Los ejemplos no limitativos incluyen agua, alcoholes lineales o ramificados de Cl- 'C18, DMSO (sulfóxido de dimetilo), formamida y derivados tales como la N-metil formamida, N-etil formamida, acetamida y derivados tales como la metil acetamida, Cellosolv® (un glicol alquil éter) y derivados, tales como butil Cellosolv®, bencil Cellosolv®, acetato de Cellosolv® (todos los Cellosolv® y los derivados están disponibles de J. T. Baker, Phillpsburg, NJ) , hidrazina, y amoníaco. También se sabe que el valor d de una mezcla de solventes puede ser determinado por el promedio del volumen de los valores de d de los solventes individuales. Por lo tanto, los solventes mezclados que tienen valores de d dentro del intervalo identificado anteriormente (es decir, desde aproximadamente 19 hasta aproximadamente 48 MPa 1/2, también son adecuados para su uso aquí. Por ejemplo, un solvente mezclado de DMSO/agua que tiene una composición de 90/10 v/v podría tener un valor d de aproximadamente 31.5; tal sistema de solventes mezclados es adecuado para su uso aquí. Se encontró que los solventes polares capaces de formar una unión de hidrogenó son más efectivos en la reducción de la viscosidad en la fusión de la composición. Como tal, una cantidad inferior del solvente polar es suficiente para ajustar la viscosidad al intervalo deseado para la hilatura por fusión. Utilizando una cantidad inferior del solvente polar, se proporciona una ventaja adicional de reducir la necesidad de un paso de evaporación durante o subsiguiente al paso de procesamiento en la fusión, lo cual conduce a ventajas en cuanto al costo operativo tales como un consumo de energía inferior y costos inferiores de recuperación de los solventes, así como costos inferiores para el cumplimiento de las regulaciones/medio ambiente. .La composición de almidón puede incluir opcíonalmente adyuvantes de procesamiento líquidos o volátiles los cuales funcionan principalmente como modificadores de la viscosidad de las composiciones de material fundido. El adyuvante de procesamiento es volatilizado substancialmente y removido durante la etapa de procesamiento en la fusión de tal modo que solamente una cantidad de traza/residual permanece en el producto final. Por consiguiente, los mismos no afectan adversamente la resistencia, el módulo u otras propiedades del producto final. Los solventes polares descritos anteriormente también pueden funcionar como adyuvantes de procesamiento volátiles. Otros ejemplos no limitativos incluyen los carbonatos tales como el bicarbonato de sodio. Opcionalmente, otros ingredientes pueden ser incorporados en la composición de almidón que se puede hilar para modificar la procesabilidad y/o para modificar las propiedades físicas tales como la elasticidad, resistencia a la tracción y el módulo del producto final. Los ejemplos no limitativos incluyen los agentes de oxidación, agentes de reticulación, emulsificadores, agentes tensioactivos, agentes de desunión, lubricantes, otros adyuvantes de procesamiento, abrillantadores ópticos, antioxidantes, retardantes de la flama, tintes, pigmentos, rellenadores, proteínas y sus sales alcalinas, polímeros sintéticos biodegradables, ceras, polímeros termoplásticos sintéticos de punto de fusión bajo, resinas pegajosas, extendedores, resinas resistentes en fase húmeda y mezclas de los mismos. Estos ingredientes opcionales pueden estar presentes en cantidades que varían desde aproximadamente 0.1 % hasta aproximadamente 70 %, preferentemente desde aproximadamente 1 % hasta aproximadamente 60%, más preferentemente desde aproximadamente 5 % hasta aproximadamente 50%, y aún más preferentemente desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 50 %, en peso de la composición. Los polímeros sintéticos biodegradables incluyen la policaprolactona; polihidroxialcanoatos incluyendo los polihidroxibutiratos, y los polihidroxivaleratos; polilactidas; y mezclas de los mismos. Los compuestos lubricantes pueden ser agregados adicionalmente para mejorar las propiedades de flujo del material de almidón durante los procesos utilizados para producir la presente invención. Los compuestos lubricantes pueden incluir grasas animales o vegetales, preferentemente en su forma hidrogenada, especialmente aquellas las cuales son sólidas a temperatura ambiente. Los materiales lubricantes adicionales incluyen monoglicéridos y diglicéridos y fosfátidos, especialmente lecitina. Para la presente invención, un compuesto lubricante preferido incluye el mono-glicérido, el mono estearato de glicerol. Los aditivos adicionales que incluyen partículas orgánicas tales como los óxidos de magnesio, aluminio, silicio, y titanio, pueden ser agregados como rellenadores o extendedores económicos. Adicionalmente, los aditivos tales como las sales inorgánicas, incluyendo las sales de metales alcalinos, las sales de metales alcalinotérreos, las sales de fosfato, etc., pueden ser utilizadas. Otros aditivos pueden ser deseables dependiendo del uso final particular del producto contemplado. Por ejemplo, en los productos tales como papel para baño, toallas desechables, toallas faciales y otros productos similares, una resistencia en condiciones húmedas es un atributo deseable. Por consiguiente, frecuentemente es deseable agregar al polímero de almidón agentes reticulantes conocidos en la técnica como resinas de "resistencia en fase húmeda".

Una disertación general de los tipos de resinas que proporcionan resistencia en fase húmeda, utilizadas en la técnica del papel, puede ser encontrada en la monografía del TAPPI serie No. 29, Wet Strenght in Paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965) . Las resinas de resistencia en fase húmeda más útiles han sido generalmente de carácter catiónico. Las resinas de poliamida-epiclorohidrina son resinas de resistencia en fase húmeda de poliamida amina-epiclorohidrina catiónicas las cuales se ha encontrado que van a ser de utilidad particular. Los tipos adecuados de tales resinas se describen en las Patentes U.S. Nos. 3,700,623, expedida el 24 de octubre de 1972, y 3,772,076, expedida el 13 de noviembre de 1973, ambas expedidas a Keim y ambas son incorporadas aquí para referencia. Una fuente comercial de una resina de poliamida-epiclorohidrina útiles es Hercules, Inc. de Wilmington, Delaware, la cual comercializa tales resinas bajo la marca Kymene®. Las resinas de poliacrilamida glioxiladas también se ha encontrado que van a ser de utilidad como resinas resistentes en fase húmeda. Estas resinas se describen en las Patentes U.S. Nos. 3,556,932, expedida el 19 de enero de 1971, a Coscia, et al., y 3,556,933, expedida el 19 de enero de 1971, a Williams et al., ambas patentes incorporadas aquí para referencia. Una fuente comercial de las resinas de poliacrilamida glioxiladas es Cytec Co. de Stanford, CT, la cual comercializa una de tales resinas bajo la marca Parez® 631 NC. Se encontró que cuando un agente de reticulación adecuado tal como Parez® 631NC es agregado a la composición de almidón de la presente invención bajo condiciones acidas. La composición se vuelve insoluble en agua. Es decir, la solubilidad en el agua de la composición, como se prueba por el Método de Prueba descrito aquí posteriormente, es menor que el 30%, preferentemente menor que el 20%, más preferentemente menor que el 10% y aún más preferentemente menor que el 5%. Los productos tales como las fibras y películas hechas de tal composición son también insolubles en el agua. Todavía otras resinas catiónicas solubles en agua que encuentran utilidad en esta invención son la urea formaldehido y la melamina formaldehido urea. Los grupos funcionales más comunes de estas resinas polifuncionales son grupos que contienen nitrógeno tales como grupos amino y grupos metilol fijados al nitrógeno. Las resinas del tipo de la polietilenimina también pueden encontrar utilidad en la presente invención. Además, las resinas resistentes temporalmente en fase húmeda tales como Caldas® 10 (fabricada por Japan Carlit) y CoBond® 1000 (fabricada por National Starch and Chemical Company) pueden ser utilizadas en la presente invención. Para la presente invención, un agente de reticulación adecuado es agregado a la composición en cantidades que varían desde aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 10% en peso, más preferentemente desde aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 3 % en peso.

La Reología de las Composiciones de Almidón El comportamiento reológico de la composición de almidón es una consideración importante para la selección de los materiales adecuados y los procesos/equipo de fabricación. Muchos factores contribuyen al comportamiento reológico de la composición de almidón, incluyendo la cantidad y el tipo de los componentes poliméricos utilizados, el peso molecular y la distribución del peso molecular de los componentes, la cantidad y el tipo de los aditivos (por ejemplo, plastificantes, adyuvantes de procesamiento) , las condiciones de procesamiento, tales como la temperatura, presión, velocidad de deformación, y la humedad relativa, y en el caso de los materiales no Newtonianos, la historia de la deformación (es decir, una dependencia de la historia del tiempo o esfuerzo) . La composición de almidón de la presente invención . típicamente tiene un contenido de sólidos elevado (es decir, una concentración arriba de una concentración crítica C*) de tal modo que una red enredada fluctuante o dinámica es formada en donde las moléculas de almidón y los polímeros superiores llegar a estar asociados y disociados temporalmente. La asociación puede ser en la forma de enredamientos físicos, fuerzas de van der Waals, o interacciones químicas tales como la unión del hidrógeno. La composición de almidón que tiene la estructura de la red enredada exhibe un comportamiento de flujo en la fusión típico de un fluido no Newtoniano. La composición de almidón de la presente invención puede exhibir un comportamiento de endurecimiento por tensión, es decir, la viscosidad extensional se incrementa cuando se incrementa la deformación o tensión. Típicamente, un fluido Newtoniano exhibe una relación lineal entre el esfuerzo/fuerza y la tensión. Es decir, no existe comportamiento de endurecimiento por tensión en un fluido Newtoniano. Por otra parte, un fluido no Newtoniano puede exhibir un incremento en la fuerza a una tensión más elevada (es decir, un endurecimiento por tensión) mientras que todavía exhibe una relación de tensión-fuerza lineal a una tensión más baja (es decir, semejante al Newtoniano) . La tensión experimentada por un elemento de fluido en un fluido no Newtoniano depende de su historia cinemática, es decir t 14 e = J e*(t' ) dt' 0 Esta tensión dependiente de la historia o el tiempo es llamada la tensión de Hencky (eH) • Para un alargamiento uniaxial homogéneo ideal, la tasa de tensión experimentada por cada elemento de fluido es igual a la tensión impuesta por la tensión aplicada, tal como las tensiones aplicadas externamente por el instrumento, dispositivo o proceso. En tal caso ideal, la tensión de Hencky se correlaciona directamente con la deformación/alargamiento de la muestra eH = ln (L/L0) Tal respuesta de la tensión ideal al esfuerzo aplicado es observada más frecuentemente en los fluidos Newtonianos.

La relación de Trouton (Tr) es utilizada frecuentemente para expresar el comportamiento del flujo extensional. La relación de Trouton es definida como la relación entre la viscosidad extensional (?e) y la viscosidad en el cizallamiento ( (?s) , Tr = ?e(e*,t)/?s en donde la viscosidad extensional ?e depende de la velocidad de deformación (e*) y del tiempo (t) . Para un fluido Newtoniano, la relación de Trouton de la extensión uniaxial tiene un valor constante de 3. Para un fluido no Newtoniano, la viscosidad extensional depende de la velocidad de deformación (e*) y del tiempo (t) . La viscosidad en el cizallamiento ( (?s) se relaciona con la procesabilidad en la fusión de la composición de almidón utilizando técnicas de procesamiento del polímero estándares, tales como la extrusión, el moldeo por soplado, el moldeo por compresión, el moldeo por inyección y semejantes. Una composición de almidón que tiene una viscosidad en el cizallamiento, medida de acuerdo con el Método de Prueba descrito aquí posteriormente, de menos de aproximadamente 30 Pa*s, preferentemente desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 Pa*s, más preferentemente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 8 Pa»s, es útil en los procesos de atenuación en la fusión. Algunas de las composiciones de almidón de aquí pueden tener una viscosidad en la fusión baja de tal modo que las mismas pueden ser mezcladas, transportadas, o procesadas de otras manera en el equipo de procesamiento de los polímeros, tradicional utilizado típicamente para los fluidos viscosos, tales como un mezclador estacionario equipado con una bomba de dosificación e hilera. La viscosidad en el cizallamiento de la composición de almidón puede ser modificada efectivamente por el peso molecular y la distribución del peso molecular del almidón, el peso molecular del polímero superior, y la cantidad de los plastificantes y/o solventes utilizados. Se encontró que la reducción del peso molecular promedio del almidón es una manera efectiva para reducir la viscosidad en el cizallamiento de la composición. Se sabe en general que la viscosidad en el cizallamiento de material fundido es una propiedad del material útil para evaluar la procesabilidad en la fusión del material en los procesos termoplásticos tradicionales tales como el moldeo por inyección o la extrusión. Para los termoplásticos de hilatura de fibras convencionales tales como las poliolefinas, poliamidas y poliésteres, existe una fuerte correlación entre la viscosidad en el cizallamiento y la viscosidad extensional de estos materiales termoplásticos convencionales y las mezclas de los mismos. Es decir, la capacidad de hilatura del material puede ser determinada simplemente por la viscosidad en el cizallamiento del material fundido, aún cuando la capacidad de hilatura es una propiedad controlada principalmente por la viscosidad extensional en la fusión. La correlación es tan fuerte que la industria de las fibras ha confiado en la viscosidad en el cizallamiento del material fundido en la selección y formulación de los materiales que se pueden hilar en la fusión. La viscosidad extensional en la fusión raramente ha sido utilizada como una herramienta de selección industrial. Por lo tanto es sorprendente encontrar que las composiciones de almidón de l presente invención no exhiben tal correlación entre las viscosidades extensional y el cizallamiento. Específicamente, cuando un polímero superior seleccionado de acuerdo con la presente invención es agregado a una composición de almidón, la viscosidad en el cizallamiento de la composición permanece relativamente sin cambio, o aún disminuye ligeramente. Basado en el deseo convencional, tal composición de almidón podría exhibir una procesabilidad en la fusión reducida y podría no ser adecuada para los procesos extensionales en la fusión. Sin embargo, se encontró sorprendentemente que la composición de almidón de aquí muestra un incremento significativo en la viscosidad extensional cuando aún una cantidad pequeña del polímero superior es agregada. En consecuencia, la composición de almidón de aquí se encontró que tiene una extensibilidad en la fusión mejorada y es adecuada para los procesos extensionales en la fusión (por ejemplo, el moldeo por soplado, la unión del hilatura, el moldeo de una película por soplado, el moldeo de la espuma, y semejantes) . La viscosidad extensional o de alargamiento ( (?ß) se refiere a la extensibilidad en la fusión de la composición, y es particularmente importante para los procesos extensionales tales como la fabricación de una fibra, película o espuma. La viscosidad extensional incluye tres tipos de deformación: viscosidad extensional uniaxial o simple, viscosidad extensional biaxial, y viscosidad extensional en el cizallamiento pura. La viscosidad extensional uniaxial es importante para los procesos extensionales uniaxiales tales como la hilatura de la fibra, el soplado del material fundido, y la unión por hilatura. Las otras dos viscosidad extensionales sin importantes para los procesos de formación o extensión biaxial para la fabricación de películas, espumas, hojas o láminas o partes. Se encontró que las propiedades de los polímeros superiores tienen un efecto significativo sobre la viscosidad extensional en la fusión. Los polímeros superiores útiles para el mejoramiento de la extensibilidad en la fusión de la composición de almidón de la presente invención son típicamente polímeros substancialmente lineales, de peso molecular elevado. Además, los polímeros superiores que son substancialmente compatibles con el almidón son muy efectivos en el mejoramiento de la extensibilidad en la fusión de la composición de almidón. Se ha encontrado que las composiciones de almidón útiles para los procesos extensionales en la fusión típicamente tienen su viscosidad extensional incrementada por un factor de al menos 10 cuando un polímero superior seleccionado es agregado a la composición. Típicamente, las composiciones de almidón de la presente invención muestran un incremento en la viscosidad extensional de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 500, preferentemente de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 300, más preferentemente desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 100, cuando un polímero superior seleccionado es agregado. También se ha encontrado que las composiciones procesables en la fusión de la presente invención típicamente tienen una relación de Trouton de al menos aproximadamente 3. Típicamente, la relación de Trouton varía desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 5,000, preferentemente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 1,000, más preferentemente desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 500, cuando se mide a 90 °C y 700 s"1. Cuando la composición de almidón de la presente composición es sometida a un proceso extensional uniaxial, una relación de estirado, expresada en (Ds2/D2) en donde D0 es el diámetro del filamento antes del estirado y D es el diámetro de la fibra estirada, mayor que 1000 puede ser lograda fácilmente. La composición de almidón de la presente invención típicamente logra una relación de estirado desde aproximadamente 100 hasta aproximadamente 10,000, preferentemente mayor que aproximadamente 1,000, más preferentemente mayor que aproximadamente 3,000, y aún más preferentemente mayor que aproximadamente 5,000. Más específicamente, la composición de almidón de la presente invención tiene una extensibilidad en la fusión suficiente para que sea estirada en la fusión hasta fibras finas que tienen un diámetro promedio finito de menos de 50 mieras, preferentemente menor que 25 mieras, más preferentemente menor que 15 mieras, aún más preferentemente menos que 10 mieras, y aún más preferentemente menor que 5 mieras. Cuando la composición de almidón de la presente invención se sometida a un proceso extensional biaxial, la extensibilidad en la fusión mejorada de la composición permite que la misma sea estirada en la fusión hasta películas que tienen un calibre promedio finito menor que 0.002 cm (0.8 milésimas de pulgada), preferentemente menor que 0.0015 cm (0.6 milésimas de pulgada), más preferentemente menor que 0.001 cm (0.4 milésimas de pulgada), aún más preferentemente menor que 0.005 cm (0.2 milésimas de pulgada) , y todavia aún más preferentemente menor que 0.00025 cm (0.1 milésimas de pulgada). La composición de almidón de aquí es procesada en un estado que puede fluir, lo cual ocurre típicamente a una temperatura al menos igual a o más elevada que su temperatura de fusión. Por lo tanto, el intervalo de la temperatura de procesamiento es controlada por la temperatura de fusión de la composición de almidón, la cual es medida de acuerdo con el Método de Prueba descrito de manera detallada aquí. La temperatura de fusión de la composición de almidón de aquí varía desde aproximadamente 80 hasta 180 °C, preferentemente desde aproximadamente 85 hasta aproximadamente 160 °C, y más preferentemente desde aproximadamente 90 hasta aproximadamente 140 °C. Se va a sobreentender que algunas composiciones de almidón pueden no exhibir un comportamiento en "la fusión" puro. Cuando se utilice aquí, el término "temperatura de fusión" significa la temperatura o el intervalo de temperatura en o arriba del cual la composición se funde o reblandece. Los procesos extensionales uniaxiales ejemplares adecuados para las composiciones de fécula incluyen la hilatura en la fusión, el soplado del material fundido, y la unión por hilatura. Estos procesos son descritos con detalle en la Patentes U.S. No. 4,064,605, expedida el 27 de diciembre de 1977 a Akiyama et al.; Patente U.S. No. 4,418,026, expedida el 29 de noviembre de 1983 a Blackie et al.; Patente U.S. No. 4,855,179, expedida el 8 de agosto de 1989 a Bourland et al.; Patente U.S. No. 4,909,976, expedida el 20 de marzo de 1990 a Cuculo et al.; Patente U.S. No. 5,145,631, expedida el 8 de septiembre de 1992 a Jezic; Patente U.S. No. 5,516,815, expedida el 14 de mayo de 1996 a Buehler et al.; y la Patente U.S. No. 5,342,335, expedida el 30 de agosto de 1994 a Rhi et al.; la descripción de la totalidad de las cuales se incorpora aquí para referencia. Los productos resultantes pueden encontrar uso en los filtros para el aire, aceite y agua; filtros limpiadores al vacío; filtros para hornos; máscaras para la cara; filtros para el café, té o bolsas de café; materiales de aislamiento térmico y materiales para el aislamiento del sonido; materiales no tejidos para productos sanitarios de uso una sola vez tales como pañales, toallas femeninas, y artículos de incontinencia; tejidos textiles biodegradables para absorción de la humedad mejorada y suavidad de uso tales como microfibras y tejidos a través de los cuales se puede respirar en una red estructurada, cargada electrostáticamente para colectar y remover el polvo; refuerzos y redes para grados fuertes de papel, tales como papel para escribir, papel periódico, cartón corrugado, y rollos de papel para grados de tejido del papel tales como papel para el baño, toallas de papel, servilletas y toallas faciales; usos médicos tales como colgaduras, vendas para heridas, vendajes, parches dérmicos y suturas autodisolventes; y usos dentales tales como seda dental y cerdas para el cepillo de dientes. La red o rollo fibroso también puede incluir absorbentes de olores, repelentes de termitas, insecticidas, rodenticidas, y semejantes, para usos específicos. El producto resultante absorbe el agua y el aceite y puede encontrar uso en la limpieza de derrames de agua o aceite, o la retención y liberación controlada del agua para aplicaciones agrícolas o de horticultura. Las fibras de almidón resultantes también pueden ser incorporadas en otros materiales tales como polvo del corte con sierra, pulpa de madera, plásticos, y concreto, para formar materiales compuestos, los cuales pueden ser utilizados como materiales de construcción tales como paredes, vigas de soporte, tableros prensados, paredes secas y respaldos, y tejas para el techo; otros usos médicos tales como enyesaduras, tablillas, y depresores de la lengua; y en troncos para chimenea para propósitos de quemado y/o decorativos. El comportamiento reológico en la fusión de la composición de almidón presente también la hace adecuada para su uso en procesos termoplásticos convencionales que involucran la extensión biaxial del material. Teniendo la viscosidad en el cizallamiento en la fusión y la viscosidad extensional biaxial apropiadas, las composiciones de almidón de la presente invención pueden reducir substancialmente la presentación del desgarre, defectos superficiales, y otras rupturas o defectos que interrumpen los procesos continuos y producen productos no satisfactorios. Estos procesos incluyen el moldeo por soplado, la extrusión de una película por soplado o la coextrusión, la formación al vacío, la formación a presión, el moldeo por compresión, el moldeo por transferencia y el moldeo por inyección. Los ejemplos no limitativos de estos procesos se describen con detalle en la Patente U.S. No. 5,405,564, expedida el 11 de abril de 1995 a Stepto et al.; Patente U.S. No. 5,468,444, expedida el 21 de noviembre de 1995 a Yazaki et al.; Patente U..S. No. 5,462,982, expedida el 31 de octubre de 1995 a Bastioli et al., la descripción de la totalidad de las cuales se incorpora aquí para referencia. Los artículos producidos por estos procesos incluyen hojas, películas, recubrimientos, laminados, tuberías, varillas, bolsas y artículos conformados (tales como botellas, recipientes) . Los artículos pueden encontrar uso como bolsas tales como bolsas para compras, bolsas para víveres, y bolsas para desechos; bolsas para el almacenamiento de alimentos o para cocinar; recipientes utilizables en microondas para alimentos congelados; y usos farmacéuticos tales como cápsulas o recubrimientos para medicina. Las películas pueden ser substancialmente transparentes para su uso como envolturas de alimentos, envolturas contraíbles o envolturas con ventanas. Las películas también pueden ser procesadas adicionalmente para su uso como un portador biodegradable, económico, para otros materiales tales como semillas o fertilizantes. Los adhesivos pueden ser aplicados a las películas u hojas para otros usos tales como etiquetas. Las composiciones de almidón de la presente invención también se pueden hacer en una estructura espumosa por la remoción controlada de los componentes volátiles (por ejemplo, el agua, los solventes polares) . Sin embargo, los agentes de formación de espuma o de expansión son incorporados generalmente para producir artículos que tienen una estructura interna porosa o con forma de espuma. Los agentes de formación de espuma o de expansión ejemplares incluyen el dióxido de carbono, el n-pentano, y las sales de carbonato tales como el bicarbonato de sodio, ya sea solo o en combinación con un ácido poliméríco el cual tiene grupos de carboxilo laterales (por ejemplo, el ácido poliacrílico, el copolímero acrílico-etileno) . Los ejemplos no limitativos de los procesos de formación y de espumado se describen en la Patente U.S. No. 5,288,765, expedida el 22 de febrero de 1994 a Bastioli et al.; Patente U.S. No.5, 496, 895, expedida el 5 ' de marzo de 1996 a Chinnaswamy et al.; Patente U.S. No. 5,705,536, expedida el 6 de enero de 1998 a Tomka; y Patente U.S. No. 5,376,586, expedida el 7 de abril de 1998 a Bastioli et al., las descripciones de las cuales son incorporadas aquí para referencia. Los productos resultantes pueden encontrar uso en cajas de cartón para huevo; tazas de espuma para bebidas calientes; recipientes para comida rápida; platos y tazones para uso una sola vez tales como en fiestas o desayunos; materiales de empacado, ya sea de relleno flojo o moldeados para conformarse al artículo empacado (por ejemplo, un empaque para el embarque de una computadora) ; materiales de aislamiento térmico; y materiales para el aislamiento del ruido y a prueba del sonido.

MÉTODOS DE PRUEBA A. VISCOSIDAD EN EL CIZALLAMIENTO La viscosidad en el cizallamiento de la composición es medida utilizando un viscosímetro giratorio (Modelo DSR 500, fabricado por Rheometrics) . Una composición de la muestra precalentada es cargada en la sección del barril del reómetro, y substancialmente llena la sección del barril (se utilizan alrededor de 60 gramos de la muestra) . El barril es mantenido a una temperatura de prueba de 90 °C. Después de la carga, el aire generalmente se burbujea a la superficie y crea problemas para la corrida. Para muestras más viscosidad, la compactación previo a la corrida de la prueba puede ser utilizada para liberar a la muestra fundida del aire atrapado. El viscosímetro está programado para graduar la tensión aplicada desde 10 dinas/cm hasta 5000 dinas/cm. La tensión experimentada por la muestra es medida por un medidor de la tensión. La viscosidad aparente de la composición puede ser derivada de la misma. Luego el logaritmo (viscosidad en el cizallamiento aparente) es graficado contra el log (velocidad de cizallamiento) y la gráfica es ajustada por la ley de las potencias ? = K ?12"1, en donde K es una constante del material, ? es la velocidad de cizallamiento. La viscosidad en el cizallamiento reportada de la composición de almidón de aquí es una extrapolación a la velocidad de cizallamiento de 700 s_1 utilizando la relación de la ley de potencias.

B VISCOSIDAD EXTENSIONAL La viscosidad extensional es medida utilizando un reómetro capilar (Modelo Rheograph 2003, fabricado por Geottfert) . Las mediciones son conducidas utilizando una matriz con orificios que tiene un diámetro D de 0.5 mm y una longitud L de 0.25 mm (es decir, L/D = 0.5). La matriz está fijada al extremo inferior de un barril, el cual es mantenido a una temperatura de prueba de 90 °C.

Una composición de muestra precalentada es cargada en la sección del barril del reómetro, y substancialmente llena la sección del barril. Después de la carga, el aire generalmente se burbujea a la superficie y crea problemas para la corrida. Para composiciones más viscosas, la compactación previo a la corrida de prueba puede ser utilizada para liberar a la muestra fundida del aire atrapado. Un pistón está programado para empujar la muestra desde el barril a través de la matriz del orificio a una velocidad elegida. Cuando la muestra viaja desde el barril a través de la matriz con orificios, la muestra experimenta una caída de presión. Una viscosidad aparente puede ser obtenida de la caída de la presión y la velocidad de flujo de la muestra a través de la matriz con orificios. Frecuentemente son aplicadas correcciones a la viscosidad aparente siguiendo los procedimientos conocidos generalmente en la técnica. Un factor de corrección del cizallamiento y la ecuación de Cogswell son aplicados al cálculo de la viscosidad extensional. La viscosidad extensional corregida a 700 s-1 es reportada. Se sabe que la viscosidad extensional puede ser medida utilizando una matriz con orificios y aplicando los factores de corrección, siguiendo el método descrito aquí. Más detalles de las mediciones de la viscosidad extensional se describen en S. H. Spielberg et al.; The Role of End-Effects On Measurements Of Extensional Viscosity In Filament Stretching Rheometers, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, Vol. 64, 1996, p. 229-267, Bhattacharya, et al., Uniaxial Extensional Viscosity During Extrusión Cooking From Entrance Pressure Drop Method, Journal of Food Science, Vol. 59, No. 1, p. 221-226; ambos son incorporados aquí para referencia. También se sabe que la viscosidad extensional puede ser medida utilizando una matriz hiperbólica o semihiperbólica. La descripción detallada de las mediciones de la viscosidad extensional utilizando una matriz semihiperbólica se describe en la Patente U.S. No. 5,357,784, expedida el 25 de octubre de 1994, a Collier, la descripción de la cual se incorpora aquí para referencia.

C. PESO M0LECUL7AR Y DISTRIBUCIÓN DEL PESO MOLECULAR El peso molecular promedio ponderado (Mw) y la distribución del peso molecular (MWD) del almidón son determinados por Cromatografía de Permeación de Gel (GPC) utilizando una columna de lecho 'mezclado. Las partes del instrumento son como sigue: Bomba Waters Modelo 600E Controlador del Sistema Waters Modelo 600E Automuestreador Waters Modelo 717 Plus Columna columna Mezclada A de 20 µm con gel PL (el peso molecular del gel varía desde 1,000 hasta 40,000,000) que tiene una longitud de 600 mm y un diámetro interno de 7.5 mm. Detector Refractómetro Diferencial Waters Modelo 410 Programa de GPC Programa Waters Millenium® La columna es calibrada con estándares de dextrano que tienen pesos moleculares de 245,000; 350,000; 480,000; 805,000; y 2,285,000. Estos estándares de calibración de Dextrano están disponible de American Pilymer Standards Corp., Mentor, OH. Los estándares de calibración son preparados disolviendo los estándares en la fase móvil para fabricar una solución de aproximadamente 2 mg/ml. La solución se asienta toda la noche sin perturbación. Luego es agitada suavemente y filtrada a través de un filtro con jeringa (membrana de Nylon de 5 µm, Spartan-25, disponible de VWR) utilizando una jeringa (5 ml, Norm-Ject, disponible de VWR) . La muestra de almidón es preparada fabricando primero una mezcla de almidón al 40 % en peso en agua del grifo, con el calor aplicado hasta que la mezcla se gelatiniza. Luego se agregan 1.55 gramos de la mezcla gelatinizada a 22 gramos de la fase móvil para hacer una solución de 3 mg/ml la cual es preparada agitando durante 5 minutos, colocando la mezcla en un horno a 105 °C durante una hora, removiendo la mezcla del horno, y enfriando a temperatura ambiente. La solución es filtrada utilizando la jeringa y el filtro con jeringa como se describió anteriormente. La solución de la muestra o el estándar filtrado es tomada por el automuestreador para retirar con un chorro, los materiales de prueba previos en un circuito de inyección de 100 µl y se inyecta el material de 'prueba presente en la columna. La columna es mantenida a 70 °C. La muestra eluida de la columna es medida contra el fondo de la fase móvil por un detector del índice de refracción diferencial mantenido a 50 °C y con un ajuste del intervalo de sensibilidad en 64. La fase móvil es DMSO con 0.1% p/v de LiBr disuelto en la misma. La velocidad de flujo es fijada en 1.0 ml/min y en el modo isocrático (es decir, la fase móvil es constante durante la corrida) . Cada estándar o muestra es corrida a través de la GPC tres veces y los resultados son promediados. El peso molecular promedio del polímero superior es provisto por los proveedores del material.

D. PROPIEDADES TÉRMICAS Las propiedades térmicas de las presentes composiciones de almidón son determinadas utilizando un TA Instruments DSC-2910 el cual ha sido calibrado con un estándar de metal de indio, el cual tiene una temperatura de fusión (inicio) de 156.6 °C y un calor de fusión de 6.80 calorías por gramo, como se reporta en la literatura química. El procedimiento operativo del DSC estándar provisto por el Manual Operativo del fabricante es utilizado. Debido a la evolución de las substancias volátiles (por ejemplo, el vapor de agua) desde la composición de almidón durante una medición de DSC, un caldero de volumen grande equipado con un sello de anillo en 0 es utilizado para prevenir el escape de las substancias volátiles desde el caldero de la muestra. La muestra y una referencia inerte (típicamente un caldero vacío) son calentados a la misma velocidad en un medio ambiente controlado. Cuando ocurre un cambio de fase seudo o real en la muestra, el instrumento de DSC mide el flujo de calor hacia o desde la muestra contra aquel de la referencia inerte. El instrumento es interconectado con una computadora para controlar los parámetros de prueba (es decir, la velocidad de calentamiento/enfriamiento) , y para colectar, calcular y reportar los datos. La muestra es pesada en un caldero y encerrada con un anillo en 0 y una tapa. Un tamaño de la muestra típico es de 25-65 miligramos. El caldero cerrado es colocado en el instrumento y la computadora es programada para la medición térmica como sigue: 1. equilibrar a 0 °C; 2. mantener durante 2 minutos a 0 °C; 3. calentar a 10 °C/min hasta 120 °C; 4. mantener durante 2 minutos a 120 °C; 5. enfriar a 10 °C/min hasta 30 °C; 6. equilibrar la temperatura ambiental durante 24 horas, el caldero de la muestra puede ser removido del instrumento de DSC y colocado en un medio ambiente controlado a 30 °C en esta duración; 7. regresar el caldero de la muestra al instrumento de DSC y equilibrar a 0 °C; 8. mantener durante 2 minutos; 9. calentar a 10 °C/min hasta 120 °C; 10. mantener durante 2 minutos a 120 °C; 11. enfriar a 10 °C/min hasta 30 °C y equilibrar; y 12. remover la muestra utilizada.

La computadora calcula y reporta los resultados del análisis térmico como el flujo del calor diferencial (?H) contra la temperatura o el tiempo. Típicamente el flujo de calor diferencial es normalizado y reportado en una base en peso (es decir, cal/mg) . En donde la muestra exhibe una seudo transición de la fase, tal como una transición vitrea, una diferencial de la gráfica de ?H contra el tiempo/temperatura puede ser empleada para determinar más fácilmente una temperatura de transición vitrea.

E. SOLUBILIDAD EN EL AGUA Una composición de la muestra se hace mezclando los componentes con calor y agitación hasta que se forma una mezcla substancialmente homogénea. La composición del material fundido es vaciada en una película delgada por el rociado sobre una hoja de Teflon® y se enfría a la temperatura ambiental. La película es secada entonces completamente (es decir, sin agua en la película/composición) en un horno a 100 °C. La película seca es equilibrada entonces a la temperatura ambiente. La película equilibrada es molida en pildoras pequeñas. Para determinar el % de los sólidos en la muestra, 2 a 4 gramos de la muestra molida son colocados en un caldero metálico prepesado y el peso total del caldero y de la muestra es registrado. El caldera y la muestra pesados son colocados en un horno a 100 °C durante 2 horas, y luego se recibe y se pesa inmediatamente. El % de los sólidos es calculado como sigue: (peso seco de la muestra molida % Sólidos = y el caldero - peso del caldero) X 100 (primer peso de la muestra molida y el caldero - peso del caldero) Para determinar la solubilidad de la composición de la muestra, se pesan 10 gramos de la muestra molida en un vaso de laboratorio de 250 ml. Se agrega agua desionizada para hacer un peso total de 100 gramos. Se mezcla la muestra y el agua sobre una placa de agitación durante 5 minutos. Después de la agitación, se vierten al menos 2 ml de la muestra agitada en un tubo centrífugo. Se centrifuga 1 hora a 20,000 gravedades a 10 °C. Se toma el sobrenadante de la muestra centrifugada y se lee el índice de refracción. El % de la solubilidad de la muestra es calculado como sigue: % Sólidos Solubles = (# índice de Refracción) X 100 % Sólidos F. CALIBRE Previo a la prueba, la muestra de la película es acondicionada a una humedad relativa del 48% - 50% y a una temperatura de 22 °C a 24 °C hasta que un contenido de la humedad de aproximadamente 5% hasta aproximadamente 16% es logrado. El contenido de humedad es determinado por TGA (-Análisis Termo Gravimétrico) . Para el Análisis Termo Gravimétrico, se utiliza un analizador Termogravimétrico TGA2950 de alta resolución de TA Instruments. Aproximadamente 20 mg de la muestra son pesados en un caldero de TGA. Siguiendo las instrucciones del fabricante, la muestra y el caldero son insertados en la unidad y la temperatura es incrementada a una velocidad de 10 °C/minuto a 250 °C. El % de humedad en la muestra es determinado utilizando la pérdida de peso y el peso inicial como sigue: % Humedad = Peso Inicial - Peso a 250 °C * 100 Peso Inicial Las muestras preacondicionadas son cortadas hasta un tamaño más grande que el tamaño de la base utilizada para medir el calibre. La base que va a ser utilizada es un círculo con un área de 20.25 cm2 (3.14 pulgadas cuadradas). La muestra es colocada sobre una superficie plana horizontal y confinada entre la superficie plana y una base de carga que tiene una superficie de carga horizontal, en donde la superficie de carga de la base de carga tiene un área superficial circular de aproximadamente 20.25 cm2 (3.14 pulgadas cuadradas) y aplica una presión de confinación de aproximadamente 15 g/cm cuadrado (0.21 psi) a la muestra. El calibre es el hueco resultante entre la superficie plana y la superficie de carga de la base de carga. Tales mediciones pueden ser obtenidas sobre un Probador del Grosor Electrónico VIR Modelo II disponible de Thwing-albert, Philadelphia, Pa. La medición del calibre es repetida y registrada al menos cinco veces. Los resultados se reportan en milésimas de pulgada. La suma de las lecturas registras de las pruebas del calibre es dividida entre el número de lecturas registradas. El resultado es reportado en milésimas de pulgada.

EJEMPLOS Los materiales utilizados en los Ejemplos son como sigue: Crystal Gum® es un almidón modificado que tiene un peso molecular promedio ponderado de 100,000; Nadex® es un almidón modificado que tiene un peso molecular promedio ponderado de 2,000; e Instant-N Oil® es un almidón modificado que tiene un peso molecular promedio ponderado de 800,000; todos están disponibles de National Starch and Chemicals Corp., Bridgewater, NJ. Superfloc® A-130 es una poliacrilamida carboxilada que tiene un peso molecular promedio ponderado de 12,000,000 hasta 14,000,000 y está disponible de Cytec Co., Stamford, CT. Las poliacrilamidas no iónicas PAM-a y PAM-b que tienen un peso molecular promedio ponderado de 15,000,000, y 5,000,000 hasta 6,000,000, respectivamente, están disponibles de Scientific Polymer Products, Inc., Ontario, NY. La polietilenimina que tiene un peso molecular promedio ponderado de 750,000 está disponible de Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wl . Parez® 631 NC es una poliacrilamida glioxilada de peso molecular bajo, y Parez® 802 es una resina de urea glioxilada de peso molecular bajo, ambos están disponibles de Cytec Co., Stamford, CT. Pluronic® F87 es un poloxómero no iónico, disponible de BASF Corp., Parsippany, NJ. La urea, la sucrosa y el glioxal (en una solución al 40 % en agua) están disponibles de Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wl .

EJEMPLO 1 Una composición procesable en la fusión, de la invención, es preparada mezclando 45 % en peso de almidón (Crystal Gum), 40.5 % en peso de urea, 4.5 % en peso de sucrosa, y 9.8 % en peso de agua, y se agita manualmente para formar una pasta aguada. La poliacrilamida' (PAM, Mw 15,000,000) se disuelve en agua para formar una solución acuosa de PAM. Una alícuota de la solución de polímero/agua es agregada a la pasta aguada. El agua en la pasta aguada es evaporada entonces hasta que el porcentaje en peso de la poliacrilamida en la mezcla final es del 0.2 % en peso. La composición tiene una viscosidad en el cizallamiento de 0.65 Pa*s y una viscosidad extensional de 1863.2 Pa»s, a 700 s"1 y 90 °C.

EJEMPLO COMPARATIVO Ib Una composición de almidón comparativa es preparada de acuerdo con el Ejemplo 1 excepto que no se agrega poliacrilamida a la composición. La composición tiene una viscosidad en el cizallamiento de 1.35 Pa*s y una viscosidad extensional de 43.02 Pa«s, a 700 s"1 y 90 °C. El Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo lb demuestran que la adición de una cantidad pequeña del polímero superior disminuye la viscosidad en el cizallamiento ligeramente e incrementa significativamente la viscosidad extensional.

EJEMPLO 2 Una composición procesable en la fusión, de la invención, es preparada mezclando 50 % en peso de almidón (Crystal Gum), 30 % en peso de urea, 1.5 % en peso de sucrosa, y 18.5 % en peso de agua, y se agita manualmente para formar una pasta aguada. La poliacrilamida (Superfloc A-130, Mw 12-14,000,000) se disuelve en agua para formar una solución acuosa de PAM. Una alícuota de la solución de polímero/agua es agregada a la pasta aguada. El agua en la pasta aguada es evaporada entonces hasta que el porcentaje en peso de la poliacrilamida en la mezcla final es del 0.003 % en peso. La composición tiene una viscosidad en el cizallamiento de 1.12 Pa»s y una viscosidad extensional de 46.0 Pa»s, a 700 s"1 y 90 °C.

EJEMPLO COMPARATIVO 2b Una composición de almidón comparativa es preparada de acuerdo con el Ejemplo 2 excepto que no se agrega poliacrilamida a la composición. La composición tiene una viscosidad en el cizallamiento de 1.23 Pa»s y una viscosidad extensional de 0.69 Pa*s, a 700 s_1 y 90 °C. El Ejemplo 2 y el Ejemplo Comparativo 2b demuestran que la adición de una cantidad pequeña del polímero superior disminuye la viscosidad en el cizallamiento ligeramente e incrementa significativamente la viscosidad extensional .

EJEMPLO 3 Un reómetro del par de torsión que tiene una matriz para el soplado del material fundido es utilizado para procesar la composición del Ejemplo 1. El reómetro del par de torsión es ilustrado en la Figura 1. El montaje del reómetro del par de torsión 100 incluye una unidad de impulso 110 (Modelo Rheocord 90 disponible de Haake GmbH) , un barril 120 repartido en cuatro zonas de temperatura 122, 124, 126 y 128, una abertura de alimentación 121, y un montaje de matriz de hilatura por fusión 130. Los elementos de tornillos gemelos 160 (modelo TW100, de Haake GmbH) están fijados a la unidad de impulso 110 y colocados dentro del barril 120. Un montaje de matriz para soplado del material fundido de 15.24 cm- (6 pulgadas) de ancho (disponible de JM Laboratories, Dawsonville, GA) está conectado al extremo del barril por medio de una bomba 140. El montaje de la matriz tiene una placa de hileras la cual tiene 52 orificios por pulgada lineal y un diámetro del orificio de 0.0381 cm (0.015"), rodeado por un pasadizo para el aire 152 de 0.0508 cm (0.02"), desde el cual una corriente de aire 150 a alta velocidad choca con los filamentos extruidos justo debajo de la placa de hileras. La corriente de aire tiene el efecto de soplar simultáneamente los filamentos apartándose de las hileras y atenuando los filamentos. La composición es preparada (como se describió en el Ejemplo 1) 45 % en peso de almidón (Crystal Gum), 0.2 % en peso de poliacrilamida (PAM-a), 40.5 % en peso de urea, 4.5 % en peso de sucrosa, y 9.8 % en peso de agua. La mezcla es alimentada por gravedad por medio de la abertura de alimentación 121 hacia un reómetro del par de torsión. El montaje del reómetro del par de torsión y la matriz se fijan o ajustan como sigue: Temperatura del Barril Zona 122 70 °C Zona 124 90 °C Zona 126 90 °C Zona 128 90 °C Par de Torsión 100 rpm Temperatura de la Matriz 126.7 °C Temperatura del aire 126.7 °C Presión del Aire 2.46 kg/cm2 Bomba 40 rpm La mezcla es transportada desde el extrusor a través de la bomba hacia la matriz de soplado del material fundido. Los filamentos atenuados resultantes (o las fibras finas) de la invención tienen diámetros de la fibra que varían desde 8 hasta 40 mieras. Nótese que el por ciento en peso del almidón en la composición procesable por fusión incluye el peso del almidón y el peso del agua unida (la cual es en promedio de aproximadamente 8 % en peso del almidón) . Se va a sobreentender que las composiciones como se prepararon son utilizadas para los procesos extensionales uniaxial y biaxial. Sin embargo, la mayoría del agua es perdida durante el proceso de fusión, y la fibra de almidón resultante, la película o producto semejante contiene una cantidad pequeña o nada de agua libre. El producto resultante contiene algo de agua unida (posiblemente por la absorción de la humedad desde el medio ambiente) . Por lo tanto, la composición del producto resultante puede ser expresada más apropiadamente por sus componentes sólidos, calculados sobre una base de sólidos secos. Por ejemplo, para el cálculo, sobre una base de sólidos secos, la composición de la fibra hecha de acuerdo con el Ejemplo 3, se podrían tomar el 9.8 % en peso del agua libre de la composición total y el 8 % en peso del agua unida desde el almidón, luego normalizar el contenido de sólidos restante hasta el 100 %. Por consiguiente, la composición de la fibra del Ejemplo 3 calculada sobre una base de sólidos secos podría ser de 47.8 % en peso de los sólidos del almidón (sin agua unida), 0.23 % en peso de poliacrilamida, 46.8 % en peso de urea y 5.2 % en peso de sucrosa.

EJEMPLO 4 La composición del Ejemplo 2 es soplada por fusión en las fibras finas de la invención. La Figura 3a son las Micrografías con Barrido Electrónico de las fibras de almidón finas hechas a partir de la composición del Ejemplo 2 utilizando el proceso descrito en el Ejemplo 3, mostrado a una escala de 200 mieras. La Figura 3b son las Micrografías con Barrido Electrónico de las mismas fibras de almidón mostradas a una escala de 20 mieras. Ambas Figuras muestran que las fibras de almidón del Ejemplo 4 tienen un diámetro de la fibra bastante consistente de aproximadamente 5 mieras.

EJEMPLO 5 Quince gramos de almidón (Crystal Gum, Mw=100,000) y quince gramos del agua libre son mezclados conjuntamente a 80 °C con agitación manual hasta que la mezcla llega a ser substancialmente homogénea o se gelatiniza. Un polímero superior (PAM-a, Mw=15, 000, 000) es disuelto en agua libre para formar una solución acuosa de PAM de concentración conocida. Se agrega una alícuota de la solución de agua/polímero a la mezcla de almidón/agua de tal modo que la mezcla total contiene 0.006 gramos del PAM-a. Luego la mezcla total es calentada para evaporar el agua hasta que el peso de la mezcla final (fécula, PAM-a y agua) es igual a 30 gramos.

Esta mezcla se muestra subjetivamente que tiene una extensibilidad en la fusión adecuada para el estirado de las fibras.

EJEMPLOS 6-8 Las mezclas del almidón (Crystal Gum) , el polímero superior y el agua son preparadas de la misma manera que en el Ejemplo 5. Las composiciones finales de estas mezclas se muestran en seguida.

Mw i^ Ej. 8 Almidón Crystal Gum 100,000 % peso 49.99 49.99 46.92 Poli- Superfloc 12-14,000,000 % peso 0.02 acrilamida A-130 PAM-b 5-6,000,000 % peso 0.02 Polietilenimina 750,000 % peso 6.17 Agua % peso 49.99 49.99 46.91 Estas composiciones de la invención se muestra subjetivamente que tienen una extensibilidad en la fusión adecuada para estirar las fibras.

Ejemplos 9-11 Las siguientes composiciones son preparadas de la misma manera que en el Ejemplo 1.

Almidón Crystal Gum 100,000 % peso 41.54 20.77 20.77 Nadex 2, 000 % peso 20.77 Instant-n Oil 800, 000 % peso 20.77 Poliacrilamida PAM-a 15,000,000 % peso 0.08 0.08 0.08 Urea % peso 6.23 6.23 6.23 Sucrosa % peso 6.23 6.23 6.23 Parez 631 NC % peso 1.04 1.04 1.04 Agua % peso 44.88 44.88 44.88 Estas composiciones de la invención se espera que tengan una extensibilidad en la fusión adecuada para estirar las fibras. Y en donde el agua ha sido ajustada a aproximadamente un pH de 2, las fibras resultantes se espera que tengan una solubilidad en el agua de menos del 30%, con base en el método de prueba descrito aquí.

EJEMPLO 12 Una composición procesable por fusión es preparada mezclando 45 % en peso de almidón (Crystal Gum), 0.2 % en peso de poliacrilamida (PAM-a), 40.5 % en peso de urea, 4.5 % en peso de sucrosa, y 9.8 % en peso de agua para formar una pasta aguada. La composición es soplada por fusión en fibras finas utilizando un reómetro del par de torsión como se muestra en la Figura 1 de la mera descrita en el Ejemplo 3, excepto que la mezcla es alimentada-dosificada en el reómetro del par de torsión.

El reómetro del par de torsión y el montaje de la matriz son ajustados como sigue: Temperatura del Barril Zona 122 70 °C Zona 124 90 °C Zona 126 90 °C Zona 128 90 °C Par de Torsión 140 rpm Velocidad de Alimentación 16 g/min Temperatura de la Matriz 137.8 °C Temperatura del aire 137.8 °C Presión del Aire 3.52 kg/cm2 Bomba 40 rpm Los filamentos (o fibras finas) atenuados resultantes de la invención tienen diámetros de la fibra que varían desde 10 hasta 30 mieras. Las fibras se dejan depositar expuestas al aire sobre una tejido para la formación de papel como se describe en la Patente U.S. No. 4,637,859, con los tejidos de las Patente U.S. Nos. 5,857,498, 5,672,248, 5,211,815 y 5,098,519, todas incorporadas aquí para referencia, que también se juzga que van a ser adecuados para este propósito.

EJEMPLO 13 El rollo de papel continuo resultante del proceso de deposición expuesto al aire del Ejemplo 12 es probado para verificar la absorbencia del aceite. Una gota de un aceite para motor disponible comercialmente (SAE grado 20, por designación de la Society of Automobile Engineers) es colocada sobre el rollo de papel continuo y sobre una toalla de papel disponible comercialmente, de manera respectiva, para comparación de la absorbencia del aceite. El rollo continuo muestra una absorbencia del aceite mejorada sobre aquella de la toalla de papel comercial en los siguientes aspectos: (1) el rollo continuo absorbe el aceite más rápido que la toalla de papel comercial, como se muestra por un tiempo de residencia más corto sobre la superficie del rollo continuo; y (2) después de 30 segundos, el rollo continuo tiene un tamaño de la mancha de aproximadamente 1.5 a 2 veces más grande en su diámetro que aquella de la toalla de papel comercial.

EJEMPLO 14 Este ejemplo ilustra que la composición de almidón de la presente invención puede hacerse en materiales de construcción, por ejemplo, cartón prensado. Una composición procesable por fusión es preparada mezclando 60 % en peso de almidón (Crystal Gum), 0.1 % en peso de poliacrilamida (SP2), 2 % en peso de urea, 2 % en peso de sucrosa, 1.5 % en peso de Parez 631 NC y 34.4 % en peso de agua (ajustada a un pH de 2 con el ácido sulfúrico) para formar una pasta aguada. La pasta aguada es alimentada a un reómetro del par de torsión (Modelo Rheocord 90) como se ilustra en la Figura 1 y se opera bajo las condiciones que se describen en el Ejemplo 12 anterior, excepto que una matriz capilar única (que tiene un diámetro de 1 mm y una temperatura de 90 °C) es utilizada en lugar de una matriz de hilatura por fusión. El hilo extruido es convertido en polvo con polvo provocado por una sierra o madera mientras que todavía está húmedo y pegajoso. Los hilos con el polvo son comprimidos conjuntamente para formar un trozo. El trozo es secado a 40 °C en un horno con aire a presión durante dos horas para librarse del agua residual de la composición de almidón. El producto final es un trozo de 47.8 % en peso de polvo provocado por una sierra y 52.2 en peso de la composición de almidón seca.

EJEMPLO 15 Este ejemplo ilustra que la presente invención puede ser incorporada en los materiales estructurales como refuerzos. Aunque este ejemplo utiliza las fibras hechas de una composición sin polímeros superiores. Se cree que cuando una composición de la presente invención es utilizada, el producto podría mostrar funcionamientos equivalentes o mejores. Una muestra de cemento comparativa se prepara como sigue: 5 partes del cemento Quikrete Anchoring disponible comercialmente se mezclan con 1.5 partes de agua del grifo limpia hasta que se obtiene una consistencia de jarabe espeso. Dentro del intervalo de 5 minutos del mezclado, el cemento se introdujo en moldes cilindricos para obtener una muestra de dimensión constante para evaluación. Moldes de pared delgada de 10.16 cm (5") de longitud y 0.58 cm (0.23") de diámetro interno (es decir, pajas disponibles comercialmente) son rellenados empujando la mezcla de cemento pastosa hacia arriba desde el fondo. Este método de llenado elimina la inclusión del aire en la muestra terminada. A las muestras se les permite curarse durante 5 días previo a la evaluación. El molde es marcado cuidadosamente sobre la superficie externa para no dañar la muestra interna, luego el molde es separado por desprendimiento para recuperar la muestra comparativa (Ejemplo 15b) . Una composición procesable por fusión es preparada mezclando 45 % en peso de almidón (Durabond®, disponible de National Starch and Chemicals Corp., Bridgewater, NJ) , 15 % en peso de urea, 15 % en peso de sorbitol, y 25 % en peso del agua para formar una suspensión. La suspensión es alimentada a un reómetro del par de torsión (Modelo Rheocord 90) como se ilustra en la Figura 1 y se opera bajo la condición que se describió en el Ejemplo 14 anterior. Las fibras son de aproximadamente 0.00508 cm (0.02") de diámetro y son cortadas a una longitud de 2.54 cm (1") para su uso aquí. Los hilos semejantes a espagueti, delgados, extruidos, son incorporados en el cemento como sigue: 5 partes del cemento Quikrete Anchoring disponible comercialmente se mezclan con 1.5 partes de agua del grifo limpia y 0.5% (sobre una base de peso seco) de fibras de almidón. La cantidad adicional del agua agregada aquí es requerida para lograr una consistencia comparable con la muestra comparativa anterior. Los moldes de la muestra son llenados y las muestras (Ejemplo 15) son curadas y recuperadas de la misma manera que anteriormente. Las muestras son evaluadas subjetivamente por doblado manual hasta que se rompen. Las muestras del Ejemplo 15 se juzgó subjetivamente que van a ser ligeramente más débiles que las del Ejemplo Comparativo 15b. Las muestras del Ejemplo 15 tiene una densidad aparente de 1,46 g/pulgada lineal mientras que las muestras del Ejemplo Comparativo 15b tienen una densidad aparente de 1.48 g/pulgada lineal. Por lo tanto, se demostró que el Ejemplo 15 ofrece los beneficios de un peso ligero y un costo inferior (sobre una base de Volumen) .

EJEMPLO 16 Este ejemplo ilustra que la composición de la presente invención se puede hacer proféticamente en un material de liberación controlada del agua cuando se mezcla con tierra para macetas. La liberación controlada del agua es útil para plantas hortícolas y agrícolas las cuales medran en un medio ambiente de humedad relativamente baja y/o con suministro de agua poco frecuente. Una composición procesable por fusión es preparada mezclando 50 % en peso de almidón (Durabond®, disponible de National Starch and Chemicals Corp., Bridgewater, NJ) , 0.1 % en peso de poliacrilamida (SP2®) , 15 % en peso de urea, 15 % en peso de sorbitol, 1.5 % en peso de Parez® y 18.4 % en peso de agua para formar una suspensión. La suspensión es alimentada a un reómetro del par de torsión (Modelo Rheocord 90) como se ilustra en la Figura 1 y se opera bajo la condición que se describió en el Ejemplo 14 anterior. Los hilos semejantes al espagueti, delgados, extruidos, se permite que se sequen antes del mezclado con la tierra para las macetas. La relación del hilo a base de almidón con la tierra para las macetas depende de los requerimientos de varios tipos de plantas. En general, 10 % en peso de los hilos a base de almidón en la tierra para las macetas muestran resultados de retención/liberación de agua satisfactorios. Los ejemplos 17-19 utilizan películas hechas de las composiciones sin el beneficio de los polímeros superiores. Se cree que cuando una composición de la presente invención es utilizada en cada uno de estos ejemplos, el producto resultante podría mostrar mejoras benéficas en las propiedades, por ejemplo, un calibre reducido, una flexibilidad más grande.

EJEMPLO 17 Este ejemplo ilustra que las composiciones de la invención se pueden hacer en películas delgadas, utilizando un extrusor de tornillos gemelos co-giratorio Werner & Pfleiderer ZSK-30 con una relación L/D de 40. La configuración del tornillo consiste de cuatro secciones de amasado y cinco secciones de transporte. El barril extrusor consistió de una zona de alimentación sin calentar seguido por siete zonas calientes, las cuales son designadas consecutivamente como las Zonas A, B, 1, 2, 3, 4 y 5. El barril es controlado con respecto al perfil de la temperatura resumido posteriormente, y la velocidad de los tornillos es fijada en 150 rpm.

Zona A B 1 2 ' 3 4 5 Temperatura 50 50 50 95 95 95 95 °C Una composición procesable por fusión es preparada dosificando los materiales sólidos en el extrusor con un alimentador volumétrico K2V-T20 (disponible de K-Tron Inc., Pitman, NJ) y dosificar el material líquido en la Zona 1 del extrusor con una mini bomba (disponible de Milton-Roy, Ivyland, PA) . Los componentes son: 44 % en peso de almidón (Durabond® A, disponible de National Starch and Chemicals Corp., Bridgewater, NJ) , 18 % en peso de urea, 18 % en peso de sucrosa, y 20 % en peso de agua. La mezcla es transportada desde el extrusor hacia una bomba de engranes Zenith B-9000 hacia una matriz de la película plana, de anchura de 15.24 cm (seis pulgadas) (disponible de Killion Extruders, Cedar Grove, NJ) a una velocidad de flujo de 33 cmVmin, en donde la bomba de engranes es mantenida a 96 °C, la matriz de la película es mantenida a 94 °C y la abertura de la matriz es ajustada a 0.0381 cm (15 milésimas de pulgada). La película resultante es extruida sobre un rodillo de enfriamiento de 30.48 cm (12 pulgadas) (disponible de Killion Extruders) el cual es mantenido a 37 °C. La película es enrollada entonces sobre un núcleo de papel a una velocidad de 1.524 m por minuto (5 pies por minuto) . La película resultante es de aproximadamente 0.00254 cm (1 milésima de pulgada) de grosor, ligeramente pegajosa al tacto, y exhibe una flexibilidad excelente (es decir, la misma puede ser doblada repetidamente a un ángulo de 180 grados sin ruptura o formación de un pliegue inmóvil) .

EJEMPLO 18 Este ejemplo ilustra que la película del Ejemplo 17 se puede hacer en un portador de semillas para aplicaciones agrícolas. La película portadora de semillas hecha de acuerdo con este ejemplo proporciona un material económico que puede ser depositado para cubrir y sembrar un área grande de manera efectiva. El material retiene el agua para facilitar la germinación de las semillas, y el material es biodegradable de tal modo que no se requieren ninguna recuperación ni desecho. La película del Ejemplo 17 es colocada sobre un papel liberable por un solo lado y se rocía con semillas de césped disponibles de Midwestern Supply u otros almacenes de suministro de jardín. Otra hoja de papel liberable por un solo lado es colocada sobre la parte superior de las semillas. El montaje es colocado entre placas de aluminio de 0.635 cm (0.25 pulgadas) y se inserta en una prensa caliente de Carver de 15.24 cm por 15.24 cm (6 pulgadas por 6 pulgadas) que es precalentada a 207 °C. El montaje es equilibrado bajo presión de contacto/baja durante un minuto, luego se incrementa la presión hasta una presión máxima de 2724 kilogramos (6000 libras) . El montaje es mantenido bajo la presión máxima durante un minuto y se despresuriza rápidamente. El montaje es retirado de la prensa y se enfría a temperatura ambiente. Los materiales compuestos de la película resultantes muestran buena cohesión entre la película y las semillas de tal modo que los materiales compuestos de la película puedan ser manejados sin pérdida de las semillas.

EJEMPLO 19 Este ejemplo ilustra que las películas del Ejemplo 17 son fusionables de tal modo que las películas se pueden hacer en bolsas/sacos substancialmente transparentes útiles como bolsas para el almacenamiento de alimentos, sellables, bolsas para compras, bolsas para víveres, bolsas para desechos, y semejantes. Dos piezas de películas de 10.16 cm por 10.16 cm (4 pulgadas por 4 pulgadas) son depositadas con una pieza de papel liberable interpuesta entre ellas. El papel liberable debe ser más pequeño que las películas de modo que al menos tres bordes de las películas estén en contacto directo entre sí. Un sellador de impulsos Vertrod (Modelo 24LAB-SP) es utilizado para sellar los tres lados de las películas depositadas. El sellador es fijado al 50 % de voltaje, 4.22 kg/cm2 (60 psi) de presión, un tiempo de residencia de seis segundos (un segundo encendido y cinco segundos desconectado) , durante un tiempo de sellado total de un minuto. Las bolsas resultantes muestran sellos soldados, uniformes, sobre los tres lados. El cuarto lado puede ser sellado opcionalmente para formar una bolsa completamente sellada.

EJEMPLO 20 Este ejemplo ilustra las composiciones de almidón insolubles en agua de la presente invención. Una composición es preparada mezclando 50 % en peso de almidón (Crystal Gum) , un aditivo de reticulación (el tipo y la cantidad del aditivo de reticulación se muestran en la Tabla posterior) y el resto de agua la cual ha sido ajustada a un pH de 2 utilizando ácido sulfúrico. En donde el glioxal (en solución al 40% en agua) sea utilizado, no existe necesidad de ajustar el pH del agua. La composición y la muestra de prueba son preparadas de acuerdo con el Método de Prueba para la Solubilidad en el Agua descrito aquí anteriormente. Los resultados se muestran en la Tabla que se da en seguida: Solubilidad % de Aditivo Parez 631 Glioxal Parez 802 0.00% 37% 37% 37% 0.12% 16% 0.20% 10% 0.25% 28% 48% 0.32% 11% 0.40% 7% 0.50% 16% 16% 0.75% 14% 9% 1.00% 14% 6% 1.50% 11% 4% Las descripciones de todas las patentes, solicitudes de patente (y cualesquiera patentes las cuales sean expedidas sobre la misma, así como cualesquiera solicitudes de patente extranjeras publicadas correspondiente), y las publicaciones mencionadas a través de toda esta descripción, con incorporadas aquí para referencia. Sin embargo, no se admite expresamente que cualquier de los documentos incorporados aquí para referencia enseña o describa la presente invención.

Aunque las modalidades particulares de la presente invención ha sido ilustradas y descritas, podría ser obvio para aquellos expertos en la técnica que varios otros cambios y modificaciones de pueden hacer sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el me método conocido por la solicitante para llevar a la práctica citada invención, es el que resulta claro de la prese descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se recl co o propiedad lo contenido en las siguientes

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición, caracterizada porque comprende : (a) desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso de un almidón, en donde el almidón tiene un peso molecular promedio ponderado que varía desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000; y (b) desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso de un polímero superior, en donde el polímero superior es substancialmente compatible con el almidón, y el peso molecular promedio ponderado del polímero superior es de al menos 500,000.

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99 % en peso de la fécula es amilopectina.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el peso molecular promedio ponderado del almidón varía desde aproximadamente 1,500 hasta aproximadamente 800,000.

4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el peso molecular promedio ponderado del polímero superior varía desde aproximadamente 800,000 hasta aproximadamente 22,000,000.

5. La composición de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque un parámetro de solubilidad del polímero superior y un parámetro de la solubilidad del almidón difiere en menos de 10 MPa1/2.

6. La composición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el polímero superior se selecciona del 'grupo que consiste de poliacrilamida y sus derivados; ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, y sus esteres; alcohol polivinílico; polietilenimina; copolímeros hechos de mezclas de monómeros de los polímeros mencionados anteriormente; y mezclas de los mismos.

7. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste de un plastificante de hidróxilo que tiene al menos un grupo hidróxilo, un plastificante libre de hidróxilo, un diluyente, y mezclas de los mismos.

8. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el aditivo comprende además un material seleccionado del grupo que consiste de agentes de oxidación, agentes de reticulación, emulsificantes, agentes tensioactivos, agentes de desunión, lubricantes, adyuvantes de procesamiento, abrillantadores ópticos, antioxidantes, retardantes de la flama, tintes, pigmentos, rellenadores, proteínas y sus sales alcalinas, polímeros sintéticos biodegradables, ceras, polímeros termoplásticos sintéticos de punto de fusión bajo, resinas pegajosas, extendedores, resinas resistentes en fase húmeda, y mezclas de los mismos.

9. La composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el peso molecular promedio ponderado del almidón varía desde aproximadamente 1,500 hasta aproximadamente 800,000, el peso molecular promedio ponderado del polímero superior varía desde aproximadamente 800,000 hasta aproximadamente 22,000,000, y los parámetros de solubilidad del polímero superior y el parámetro de solubilidad del almidón difiere en 10 MPa1/2.

10. La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el polímero superior se selecciona del grupo que consiste de poliacrilamida y sus derivados; ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, y sus esteres; alcohol polivinílico; polietilenimina; copolímeros hechas de las mezclas de monómeros de los polímeros mencionados anteriormente; y mezclas de los mismos. 11. Una composición, caracterizada porque se prepara mezclando los siguientes materiales: (a) desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso de almidón, en donde el almidón tiene un peso molecular promedio ponderado que varía desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000; y (b) desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso de un polímero superior, en donde el polímero superior es substancialmente compatible con el almidón, y tiene un peso molecular promedio ponderado de al menos 500, 000. •12. Un proceso para preparar una composición, el proceso está caracterizado porque comprende los pasos de: (a) proporcionar un almidón que tiene un peso molecular promedio ponderado desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000; (b) proporcionar un polímero superior que es substancialmente compatible con el almidón y tiene un peso molecular promedio ponderado de al menos 500,000; (c) proporcionar al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste de un plastificante de hidróxilo que tiene al menos un grupo hidróxilo, un plastificante libre de hidróxilo, un diluyente, y mezclas de los mismos; y (d) mezclar el almidón, el polímero superior y el aditivo conjuntamente para formar una mezcla, en donde la mezcla comprende: desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso del almidón, desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso del polímero superior, y el resto del aditivo.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el paso (d) comprende los pasos de alimentar el almidón, el polímero superior, y el aditivo en un extrusor, y extruir una mezcla de los mismos.

12. Una composición que comprende almidón, un polímero superior, y al menos un aditivo; caracterizado porque la composición tiene: (a) una viscosidad en el cizallamiento del material fundido de menos de aproximadamente 50 Pa*s; y (b) una viscosidad extensional, la cual es al menos 10 veces mayor que aquella de una composición comparativa que no tiene un polímero superior en la misma.

13. La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la composición tenga una relación de estirado uniaxial que varía desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 6,000.

14. La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la composición tiene una temperatura de fusión que varía desde aproximadamente 80 °C hasta aproximadamente 180 °C.

15. La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el aditivo se selecciona del grupo que consiste de un plastificante de hidróxilo que tiene al menos un grupo hidróxilo, un plastificante libre de hidróxilo, un diluyente y mezclas de los mismos.

16. Una fibra, caracterizada porque comprende: (a) desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso de un almidón, en donde el almidón tiene un peso molecular promedio ponderado que varía desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000; (b) desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso de un polímero superior, en donde el polímero superior es substancialmente compatible con el almidón y tiene un peso molecular promedio ponderado de al menos 500,000.

17. La fibra de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el diámetro promedio de la fibra es menor que 50 mieras.

18. Una película, caracterizada porque comprende : (a) desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 99.99 % en peso de almidón, en donde el almidón tiene un peso molecular promedio ponderado que varía desde aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 2,000,000; y (b) desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 % en peso de un polímero superior, en donde el polímero superior es substancialmente compatible con el almidón, y tiene un peso molecular, promedio ponderado de al menos 500,000.

19. La película de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la película tiene un grosor menor que 0.002 cm (0.8 milésimas de pulgada).

20. La composición de conformidad con la 5 reivindicación 8, caracterizada porque el aditivo es un agente de reticulación que comprende poliacrilamidas ^_ glioxiladas .

21. La fibra de conformidad con la reivindicación 10 16, caracterizada porque comprende además poliacrilamidas glioxiladas .

22. La pelicula de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque comprende además ^ poliacrilamidas glioxiladas. 20 25 30