[发明专利]用于生产塑料的组成及其应用

说明书

本发明涉及特定直链淀粉及其用于生产可生物分解、纯净、透明和柔韧的塑料。

尽管天然基础原料可获得足够的数量，且其价格是可接受的，但迄今为止，使用天然基础原料及利用其制作技术产品的意义不大。因而出于环境保护政策观点，人们期望这种所谓的后起之秀的原料在将来具有日愈重大的意义。

在这方面特别引人感兴趣的原料之一要算是有足够数量且可从不同渠道获得的淀粉。淀粉是由两个组分即直链淀粉和支链淀粉组成，两个组分均为由单个葡萄糖单位组成的、同时链长和分子量分布范围广的聚合物。尽管支链淀粉具有一支链分子结构，但直链淀粉为纵向伸展的链分子。因此从其结构来看，淀粉提供了一种理想的、作为原料用于技术产品的先决条件。

直链淀粉可制成薄膜的性能已久为人们所知，这种由直链淀粉制得的薄膜，其主要的缺点在于它的脆性大、弹性小。因此已知的直链淀粉不稳定，这对本身就就欠缺的折皱强度(Knitterfestigkeit)和抗张强度(ReiBfestigkeit)会产生不利影响。其它缺点还有透明度不够、表面粗糙、制造费用高等。

人们曾尝试通过添加增塑剂如甘油、山梨醇(Sorbit)或如德国专利DE-P S1745680所述的聚乙烯醇来克服这些缺点，然而以此方式并未使产品性能获得令人满意的改善，尽管这一方法可能具有较大的技术意义。此外按照DE-P S1745680的方法，直链淀粉必须乘热输送到一已加热的底板(Unterlage)上，或通过一喷嘴压注入一进行沉淀析出直链淀粉膜的含有酸或盐类的凝固浴池中。

对于塑料的产生而言，也曾述及使用化学改性的直链淀粉。英国专利GB-P S965349及美国专利US-P S311704披露了含有羟烷基直链淀粉(Hydroxyalkylamylose)或其它衍生的直链淀粉的组份，它们适合于进行热塑性加工。虽然设想将这些组份用于生产热塑生薄膜，但靠这种混合物获得的薄膜性能如透明性和操作性(Handhabbarkeit)还远不能视为理想，因此这种塑料迄今也未在实践中获得运用。

因此，本发明的任务是提供一种直链淀粉，借此可以以简便方式生产性能改良的清澈透明、柔韧的塑料和成型件、尤其是薄膜和胶片，这些制品首先以其易于生物分解之性能而著称，从而对其堆肥清除处理不会再引起过多的困难和问题。

根据本发明可以发现，特定的直链淀粉不仅用于简易注塑法生产胶片和薄膜，而且用于热塑性成型件生产所获得的产品与已有技术相比具有不同寻常的性能。这些性能在运用传统直链淀粉时不能以同样的方法获得。

因此，本发明的对象是具有权利要求1所述特征的特定直链淀粉。另一对象就是以这一特定直链淀粉为基础用于生产胶片和薄膜的一种简易注塑方法。

根据本发明的特定直链淀粉涉及不同化学原料，即重要聚合物葡萄糖如直链淀粉、支链淀粉的复杂混合物，其显示一种与淀粉及直链淀粉所不同的性能。因为这一特种直链淀粉作为天然聚合物具有统计的链长分布及广范围的分子量分布，不能自然地得出一明确的化学分析的结构报告，因而以下对“特定直链淀粉”理解为那些由淀粉得到的以如下性能为特征的直链淀粉和直链淀粉衍生物馏份：

a)在冷水中能泡涨但不溶解，

b)大气压下搅拌加热至80℃以上时产生均匀、可流动的、淀粉典型的准溶液(Quasilosung)，也不构成流动性不均匀的凝胶。在将该液冷却到50℃时这种状态至少保持5分钟不逆行。在浓度为5-25重量％时，这种液体在一平坦底板上可用橡皮刮刀刮取100-700μm的间隙宽度。

根据本发明所述特定直链淀粉可以以不同的方式方法通过不同的来源获得。按照本发明，这一特定直链淀粉由高直链淀粉—玉米淀粉获取，也即具有直链淀粉含量超过65％的淀粉，如可在市场上以商品名称为Hylon VII(National Starch)或Eurylon 7(Roquette)销售的淀粉，或者由高直链淀粉—豌豆淀粉获取。

这一特定直链淀粉最好由上述淀粉按照一新发展的方法通过含少量二氯醋酸的甲酰胺溶液(Formamidlosung)处理而获得。此根据本发明方法之极大优点在于，淀粉通过甲酰胺/二氯醋酸处理一步分解并化学变性，也就是说淀粉结构破坏后，特别是直链淀粉的分子量分布和链长分布通过分解而变化。

根据本发明，淀粉在4-6倍量的、含有2重量％二氯醋酸的甲酰胺液中溶解。液温主要取决于所用原料淀粉的种类，介于130-180℃之间，溶液保持在此温度下20-40分钟，最好为20分钟。在此期间颗粒淀粉被分裂同时淀粉开始分解。