[发明专利]聚合物混合物的完全厌氧消化的方法

说明书

本发明涉及一种具有下述组成的聚合物混合物的完全厌氧消化的方法：

a)25-95重量％的多羟基链烷酸酯，其选自聚-4-羟基丁酸酯、聚-3-羟基丁酸酯、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)和聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)以及

b)5-75重量％的脂族聚酯，包括：

i)基于组分i至ii计65-100摩尔％的琥珀酸或琥珀酸衍生物；

ii)基于组分i至ii计0-35摩尔％的脂族C₅-C₃₆二羧酸、对应的酸衍生物或混合物；

iii)基于组分i至ii计98-100摩尔％的C₂-C₈亚烷基二醇或C₂-C₆氧亚烷基二醇；

iv)基于由组分i至iii得到的聚合物计0-2重量％的至少一种多官能的化合物，其包括至少二个异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉或环氧化物基团或至少三个醇或羧酸基团。

WO 2010/151798中描述了为了降低多羟基链烷酸酯制品的需氧生物降解性而添加脂族聚酯例如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯(PBSA)。上述聚合物混合物的厌氧消化未在WO 2010/151798中提及。

在厌氧条件下，脂族聚酯例如PBS、聚丁二酸丁二醇酯-共-癸二酸酯(PBSSe)和PBSA是不降解的。与此相反，多羟基链烷酸酯(PHA)在厌氧条件下是降解的。与WO 2010/151798中的结果类似，可以推测的是，在由组分a)和b)构成的化合物中，只有组分a)(PHA)是降解的，而组分b)残留。甚至可以推测的是，在有b)的连续相中，分散的PHA相的降解将会被明显破坏或甚至被抑制。

US 2004/025552269记载了包括15重量％的聚丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯和多种多羟基链烷酸酯的混合物的聚合物混合物的厌氧消化。28天后的消化率比只包含多羟基链烷酸酯的混合物的消化率低30％。在US 2004/025552269中指定的条件下，聚丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯明显没有被消化；相应地不存在聚合物混合物的完全厌氧消化。

在有机废物的生物处理中，厌氧发酵的方法变得越来越重要。

与需氧条件下的生物降解——其中CO₂作为最终代谢产物形成——相比，厌氧条件下的生物降解形成的代谢终产物不仅有CO₂而且还有额外产生的CH₄，它可用于能源目的。二氧化碳、甲烷和在厌氧发酵过程中形成的其他痕量气体的混合物被称作生物气(biogas)。

凭借能量回收，厌氧发酵——任选地与后续的好氧堆肥(aerobic composting)结合——的方法相对于纯粹的好氧堆肥(冷燃烧(cold combustion))的方法更具有优势。

多羟基链烷酸酯通常具有低的熔体强度和——与此紧密相关的——低的应变粘度(strain viscosity)/应变硬化。因此，在标准的生产工艺例如薄膜吹塑法(film blowing)中将它们进一步加工成膜存在困难。

相应地，本发明的目的是发现可被加工成膜或涂层并同时在厌氧条件下可降解而产生生物气的聚合物混合物。

在聚合物组分a)和b)的聚合物混合物中，可预料只有多羟基链烷酸酯a)的降解，而没有组分b)的降解。在淀粉或PLA和b)的混合物中也存在这种情况(在所考虑的工业相关阶段)。有趣的是，包含聚合物组分b与多羟基链烷酸酯(聚合物组分a)以所述比率混合的聚合物混合物具有显著提高的厌氧消化率，远远超过针对多羟基链烷酸酯含量计算的值。这是出乎意料的，并且表明本发明的聚合物混合物在厌氧消化方面具有协同作用。这种协同作用在b)和其他天然聚合物例如热塑淀粉的混合物中并未发现。

尤其在包含50至75重量％的聚合物组分b)——由此在混合物中构成连续相——的膜或涂层的情况下，未预料到厌氧条件下会形成大量的生物气。

在开篇处记载的组分a和b的混合物的使用出乎意料地使生产具有高厌氧消化率的机械耐用膜成为可能。

下面详细描述本发明。