[发明专利]含有无序结构淀粉的以聚合物为基料的混合组合物

说明书

本发明涉及聚合物组合物，该聚合物组合物能够通过加热和加压而形成尺寸稳定且增强了物理性质的制品，本发明也涉及用于制备这些组合物的预混合物。这些组合物和预混合物含有无序结构淀粉和这里所述的其它聚合物。

已知存在于植物产品中的含有一定量水分的天然淀粉，可以在一个密闭容积中在高温，从而也在高压下进行处理而形成一个熔化物。这一过程通常在注塑机或挤压机中进行。淀粉通过料斗加入到一个旋转的、往复的螺杆上。进料沿螺杆向末端移动。在此过程中，通过围绕套筒外的外加热器或螺杆的剪切作用使进料的温度升高。从进料区开始并在压缩区继续，颗粒状进料逐渐熔融。然后经计量区（熔化物在此开始均质化）将其传送到螺杆的末端。螺杆末端的熔融物料可以进一步用注塑或挤压或任何其它已知的技术进行处理，从而将热塑性熔化物处理成成形制品。

这一处理方法在欧洲专利申请84  300  940.8（公开号118  240）中有阐述，该专利在这里引用作参考。这种处理方法产生一种基本为无序结构的淀粉。如上述专利中所述，形成无序结构淀粉的原因是淀粉被加热到高于它的各组分的玻璃化转变温度和熔化温度。其结果是淀粉颗粒熔化，分子结构产生了无序化，由此得到了基本为无序结构的淀粉。“无序结构淀粉”这一名词定义为通过这种热塑性熔化物形成作用得到的淀粉。可提供参考的还有欧洲专利申请88810455.1（公开号298，920）、88810548.3（公开号304，401）和89810046.6（公开号326，517），在这些申请中进一步阐述了无序结构淀粉、其制造方法和用途。这些申请也在这里列为参考。

本发明中所用的无序结构淀粉最好已经加热到足够高的温度和足够长的时间，以致在用差示扫描量热法（DSC）进行特定的吸热转变分析时，表明就在氧化和热降解之前，一个特定的比较窄的峰消失了，正如上述欧洲专利申请89810046.6（公开号326，517）中所阐述的。

无序结构淀粉是一种新的有用物料，可有许多用途。生物降解性是它的一个重要性质。但是，在湿空气中，无序结构淀粉会从空气中吸收水分，从而增加它的水分含量。其结果是，由无序结构淀粉制成的成形制品，在这样的条件下会失去它的尺寸稳定性。另一方面，这类制品在低湿度下会干透和变脆。

热塑性淀粉具有一组独特的性质，这些性质很有用，但如果要求一种较软的、更有弹性的或更硬的、更坚韧的聚合物时，这些性质会限制它的应用。

所述的热塑性淀粉可以挤压或模塑成许多有用的形状和外形。但是，像含水量、温度和压力这样一些加工参数是关键性的，必须严格控制以获得质量可重现的产品。这在许多应用中是另一个不利因素。

为克服这些潜在的局限性，可以增加在宽湿度范围内的尺寸稳定性;增加韧性（以断裂能测定）;增加弹性（以伸长度测定）;增加聚合物刚度（以杨氏模量测定）和增加硬度。

扩大加工宽容度可增加形状和复合物的品种和降低严格控制的要求。因此，它也可用来改进熔化物强度的控制，例如，增加对挤压、注射成型、薄膜吹制和纤维拉伸等的加工宽容度，它也可用来控制对其它基质的表面胶粘和粘附。

普通的热塑性物料是疏水的、基本上不溶于水的聚合物，这些聚合物通常是在没有水和挥发物的情况下进行加工的。淀粉则与此相反，是在有水的情况下形成一种熔化物，但是在高温下即240℃左右会分解。因此，预计这样一种淀粉熔化物不能同疏水的、基本上不溶于水的聚合物一起用作热塑性组分，这不但是因为如上所述在有水存在的情况下淀粉形成一种熔化物，而且也因为它具有的化学结构和亲水性质。

现已发现，当淀粉像前面所述那样，在合适的湿度和温度条件下于一个密闭容积中加热而形成一种无序结构淀粉的熔化物时，这种淀粉同由疏水的、基本上不溶于水的热塑性聚合物形成的熔化物一起加工时，基本上是可以相容的;这二种类型的熔融物料的性质呈现出有趣的结合，特别是在熔化物固化之后。

一个非常重要的方面是，当这种无序结构淀粉同这样的疏水热塑性物料混合时会具有出乎意料的改进的尺寸稳定性。这类聚合物组合物在共同未决的欧洲专利申请89810078.9（公开号327，505）中有阐述，这里引用作为参考。虽然由这些组合物制成的制品比单独用无序结构淀粉制成的制品具有更好的尺寸稳定性，但是，其中阐述的组合物的物理性质仍不能达到某些最终用途所要求的那样优良。具体地说，用无序结构淀粉组合物制成的制品要保持足够的强度和尺寸稳定性，以便完成它们所要求的功能，同时在丢弃后仍应是可被生物降解的。