Комплексные крахмалсодержащие композиции, имеющие высокие механические свойства

Комплексные крахмалсодержащие композиции, имеющие высокие механические свойства

Реферат

 

Изобретение относится к гетерофазным полимерным композициям, имеющим высокую стойкость к старению в условиях низкой температуры и влажности. Композиция содержит крахмал - 30-90% в расчете на массу крахмала термопластичного полимера, не совместимого с крахмалом, и пластификатор. Крахмал составляет дисперсную фазу, а термопластичный полимер непрерывную фазу. Указанная композиция имеет ударную вязкость более 30 кДж/м². В рентгеновском спектре композиции имеется пик при угле 2 в пределах 13-14^o, отношение интенсивности в котором по отношению к интенсивности пика аморфного крахмала, который имеет место при угле 2=20,5^o составляет менее 2 и более 0,02 и характеризуется наличием полосы с длиной волны 947 см^-1 в ее спектре второй производной ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием. Композиции могут содержать воду в количестве менее 5% и получают ее экструдированием при приложении удельной энергии экструзии 0,1-0,5 кВтч. Шнеки экструдера имеют реверсный профиль на более 30% от длины шнека. Из композиций получают пленки, листы, мешки, ламинаты, литьевые изделия, профили, вспененные листы, термоформованные изделия, вспененные материалы. Изобретение позволяет увеличить механические свойства продуктов, в частности ударную вязкость и сопротивление раздиру, а также увеличить стойкость к старению в условиях низкой влажности. 4 с. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Гетерофазная композиция, содержащая крахмал, термопластичный полимер, который является не совместимым с крахмалом, и пластификатор, в которой крахмал составляет дисперсную фазу, а термопластичный полимер -непрерывную фазу, причем указанная композиция имеет ударную вязкость более 30 кДж/м², измеренную на получаемой раздувом пленке, имеющей толщину 30 мкм, при 10C и относительной влажности менее 5%, и в рентгеновском спектре композиции имеется пик при угле 2 в пределах 13-14, отношение интенсивности в котором по отношению к интенсивности пика аморфного крахмала, который имеет место при угле 2 20,5, составляет менее 2 и более 0,02, и характеризующаяся наличием полосы 947 см^-1 в ее спектре второй производной ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием, причем количество термопластичного полимера составляет от 30 до 90 мас.% в расчете на массу крахмала.

2. Композиция по п.1, в которой не совместимый с крахмалом термопластичный полимер выбирается из группы, содержащей алифатические сложные (со)полиэфиры, полученные из алифатических гидроксикислот, имеющих 2 или более углеродных атомов, или из соответствующих лактонов, или лактидов, или из алифатических бикарбоновых кислот, имеющих 2-22 углеродных атомов, и из диолов, имеющих 2-22 углеродных атомов, из алифатических-ароматических сложных сополиэфиров, сложных полиэфир-амидов, сложных полиэфир-простых эфиров-амидов, сложных полиэфир-мочевин и их смесей.

3. Композиция по п.2, в которой сложным полиэфиром является поли--капролактон, полиэтилен- или полибутилен-сукцинат, полиалкиленадипат полиадипат дифенолдиглицидилового эфира, полиалкиленадипат-сукцинат, полиалкиленадипат--капролактон, поли--капролактон/-капролактам, полибутиленадипат-со-терефталат, полиалкиленсебацат, полиалкилензелат.

4. Композиция по любому из пп.1-3, в которой пластификатором является многоатомный спирт, имеющий от 2 до 22 углеродных атомов.

5. Композиция по п.4, в которой пластификатор выбирается из группы, содержащей глицерин, полиглицерин, глицеринэтоксилат, ацетат сорбита, диацетат сорбита, моно- и диэтоксилат сорбита и их смеси.

6. Композиция по любому из пп.1-5, включающая межфазный агент, выбранный из следующих классов соединений:

a) сложные эфиры многоатомных спиртов с моно- или многоосновной карбоновой кислотой с константой диссоциации рК менее 4,5, которая сравнима с рК первой карбоксильной группы в случае многоосновных карбоновых кислот и гидрофильно-липофильным индексом более 8; b) сложные эфиры многоатомных спиртов с моно- и многоосновной карбоновой кислотой, имеющей менее 12 углеродных атомов, значения рК менее 4,5 и гидрофильно/липофильный индекс, равный от 5,5 до 8; c) сложные эфиры многоатомных спиртов с жирными С₁₂-С₂₂-кислотами, имеющими гидрофильно-липофильный индекс, равный менее 5,5; d) неионогенные водорастворимые поверхностно-активные вещества и e) продукты реакции алифатических или ароматических диизоцианатов с полимерами, содержащими концевые группы, реагирующие с диизоцианатами.

7. Гетерофазная композиция, содержащая крахмал и термопластичный полимер, который является не совместимым с крахмалом, в которой крахмал составляет дисперсную фазу, а термопластичный полимер - непрерывную фазу, имеющие ударную вязкость более 30 кДж/м², измеренную на получаемой раздувом пленке, имеющей толщину 30 мкм, при 10С и относительной влажности менее 5%, получаемая экструзией расплава, содержащего крахмал, несовместимый термопластичный полимер, пластификатор, жидкий при комнатной температуре, используемый в количестве от 2 до 8 мас.% от массы крахмала и термопластичного полимера, и воду в количестве менее 5%, измеренную на выходе из экструдера перед кондиционированием указанного расплава, экструдируемого при приложении удельной энергии экструзии 0,1-0,5 кВтч/кг, причем композиция характеризуется наличием полосы 947 см^-1 в ее спектре второй производной ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием.

8. Композиция по п.7, в которой количество пластификатора или смеси пластификаторов находится между 3 и 7 мас.% по отношению к общей массе крахмала и термопластичного полимера, и удельная энергия экструзии составляет от 0,2 до 0,5 кВт.ч/кг.

9. Композиция по п.7 или 8, в которой не совместимый с крахмалом термопластичный полимер выбирается из группы, содержащей алифатические сложные (со)полиэфиры, полученные из алифатических гидроксикислот, имеющих 2 или более углеродных атомов, или из соответствующих лактонов или лактидов, или из алифатических бикарбоновых кислот, имеющих 2-22 углеродных атомов, и из диолов, имеющих 2-22 углеродных атомов, из алифатических-ароматических сложных сополиэфиров, сложных полиэфир-амидов, сложных полиэфир-простых эфиров-амидов, сложных полиэфир-мочевин и их смесей.

10. Композиция по п.9, в которой сложным полиэфиром является поли--капролактон, полиэтилен- или полибутилен-сукцинат, полиалкиленадипат полиадипат дифенолдиглицидилового эфира, полиалкиленадипат-сукцинат, полиалкиленадипат--капролактон, поли--капролактон/-капролактам, полибутиленадипат-со-терефталат, полиалкиленсебацат, полиалкилензелат.

11. Композиция по любому из пп.7-10, в которой пластификатором является многоатомный спирт, имеющий от 2 до 22 углеродных атомов.

12. Композиция по п.11, в которой пластификатор выбирается из группы, содержащей глицерин, полиглицерин, глицеринэтоксилат, ацетат сорбита, диацетат сорбита, моно- и диэтоксилат сорбита и их смеси.

13. Композиция по любому из пп.7-12, включающая межфазный агент, выбранный из следующих классов соединений: a) сложные эфиры многоатомных спиртов с моно- или многоосновной карбоновой кислотой с константой диссоциации рК менее 4,5, которая сравнима с рК первой карбоксильной группы в случае многоосновных карбоновых кислот и гидрофильно-липофильным индексом более 8; b) сложные эфиры многоатомных спиртов с моно- и многоосновной карбоновой кислотой, имеющей менее 12 углеродных атомов, значения рК менее 4,5 и гидрофильно-липофильный индекс, равный от 5,5 до 8; c) сложные эфиры многоатомных спиртов с жирными С₁₂-С₂₂-кислотами, имеющими гидрофильно-липофильный индекс, равный менее 5,5; d) неионогенные водорастворимые поверхностно-активные вещества и e) продукты реакции алифатических или ароматических диизоцианатов с полимерами, содержащими концевые группы, реагирующие с диизоцианатами.

14. Промышленные продукты, получаемые из композиций по любому из пп.1-13.

15. Промышленные продукты по п.14, которые выбраны из группы, включающей пленки, листы, мешки, ламинаты, литьевые изделия, профили, вспененные листы, термоформованные изделия, вспененные материалы.

16. Промышленные продукты по п.14, которые имеют форму пакетов для покупок.

17. Промышленные продукты по п.14, которые имеют форму мульчирующих пленок.

18. Промышленные продукты по п.14, которые имеют форму оберточных пленок.

19. Способ получения композиции по любому из пп.1-13, в котором расплав, содержащий крахмал, не совместимый с крахмалом термопластичный полимер, пластификатор и воду с конечным содержанием, регулируемым до менее 5 мас.%, экструдируют в экструдере, оборудованном шнеками, имеющими реверсный профиль на более 30% длины шнека.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23