[发明专利]用双脱水己糖醇的烷基酯类对脂肪族聚酯类进行增塑

说明书

本发明的一个主题是一种由一种特定的二醇酯增塑的脂肪族的或半脂肪族的聚酯组合物。本发明的另一个主题是一种用于制造所述组合物的方法以及这种组合物的多种用途。本发明的另一个主题是这种二醇酯作为用于一种脂肪族的或半脂肪族的聚酯的增塑剂的用途。

塑料的使用已经在很多的应用中变得广泛。因此，全世界生产和使用的塑料的数量近年来已经显著地增加，导致了废物量和环境问题的增加。

为了便于清除这种塑料废物，可生物降解的聚合物类正成为非常特别感兴趣的主题。作为可生物降解的聚合物的一个实例，可以提及的是“可生物降解的聚乙烯”，它实际上是由不可生物降解的聚乙烯以及一种添加剂组成，该添加剂使得有可能使它可生物降解。

这些有利的聚合物类还包括脂肪族的或半脂肪族的聚合物类，它们借助它们的特定结构，甚至在添加剂不存在的情况下，也展现了一种固有的可生物降解性质。

术语“半脂肪族聚酯”被理解为是指包括至少70mol％的脂肪族单元(也就是说没有芳环的单元)的任何聚酯。

术语“脂肪族聚酯”被理解为是指唯一地由脂肪族单元组成的任何聚酯。

一种聚酯中的术语“单元”被理解为是指能够通过形成聚酯类的多种单体的缩聚获得的任何单元，即选自二羧酸类、二醇类以及羟基酸类的多种单体。

举例来说，聚(乳酸()PLA)、聚(乙醇酸)(PGA)以及聚己酸内酯(PCL)是由羟基烃酸(hydroxyalcanoic acid)生成的脂肪族聚酯类。作为通过一种二醇和一种二羧酸的缩聚获得的聚酯，可以提及的是聚(丁二酸丁二酯)(PBS)，它是一种脂肪族聚酯，或者还有聚(己二酸-共聚-对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)，它是由丁二醇、一种脂肪族二羧酸(己二酸)以及一种芳香族二羧酸(对苯二甲酸)的缩聚生成的一种半脂肪族聚酯。然而，这些聚酯类会展现出许多缺点。特别地，它们的机械特性可能对于某些用途是不足的。例如，PLA，特别是高度结晶的PLA，展现了在环境温度下非常低的断裂伸长率(只有几个百分比的量级)并且因此它是非常脆的。为了能够在更多的应用中使用它们，有必要改进这些聚酯类的特性。为此，这些聚酯类可以与“增塑剂类”共混。

术语“增塑剂”被理解为是指当它以足够的量与一种聚合物混合时，具有降低所述聚合物的玻璃化转变温度的作用的任何产品。

通过降低该聚合物的玻璃化转变温度，增加了后者的柔性并且改性了这种增塑的聚合物的机械特性。因此，在将一种用于后者的增塑剂添加到一种聚合物组合物时，通常会观察到杨氏模量的减小、抗拉强度的减小和/或断裂应变的增加。该聚合物的这些改性的性能使它有可能用于更多应用，例如在柔性膜中。

然而，用于某种类型聚合物的增塑剂不一定适合于另一种类型的聚合物。

举例来说，可以提及的是文件EP0523789 A1，该文件描述了用许多种已知的增塑剂对PLA进行的增塑试验。甘油三油酸酯、甘油癸酸酯、丙二醇、甘油三己酸酯、甘油、三乙酸甘油酯、乳酸酯类以及柠檬酸酯类是用于聚氯乙烯(PVC)的已知增塑剂，它们不能或不足以对PLA进行增塑，与PLA是不相容的或具有不足的增塑效果

还可以参考增塑剂手册(Handbook of Plasticizers)的第十一章(Wypych(维佩赫)G.，ChemTec Publishing出版社，2004，273-379页)，该手册根据每种类型的聚合物指定了可以使用的增塑剂；根据目标聚合物，这些适当的增塑剂是不同的。

Jocobsen(雅科布森)等人在论文对聚丙交酯进行增塑-不同的增塑剂对机械特性的影响(Plasticizing polylactide-the effect of differen t plas ticizers on the mechanical properties)(聚合物工程与科学(Polymer Engineering and Science)，1999，卷39，期7，1303-1310页)中也已经研究了PLA增塑对机械特性的影响。将一种聚乙二醇、一种部分酯化的脂肪酸或一种葡萄糖单酯以按重量计小于或等于10％的量引入到PLA中。聚乙二醇是最有效的增塑剂。如由非常低的断裂伸长率值所示，PLA的增塑仍然是不充分的。