[发明专利]脂族-芳族共聚多酯和纤维素酯/聚合物的共混料

说明书

本发明涉及纤维素酯与脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯的二元共混料以及纤维素酯与脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯和/或其它聚合物的三元共混料。这些树脂用作模塑或挤塑的塑料物件、纤维、或薄膜。本发明还涉及用作模塑或挤塑物件、纤维、或薄膜的无规脂族-芳族共聚多酯。此外，各种各样的添加剂可以被加到共混料或无规脂族-芳族共聚多酯中，以提高例如透水蒸汽率或生物降解性等特性。

众所周知，纤维素酯是重要的商品塑料与纤维。一般说来，纤维素酯用于塑料使用时，要求它是硬而不透明的。例如，纤维素酯可用作工具手柄、眼镜框、玩具、牙刷柄、等等。所有的这些应用要求高的熔点和玻璃化转变温度以及高的模量和良好的拉伸强度的结合。基于纤维素酯的配方提供具有低的模量而良好的拉伸强度、同时保持足够高的熔化和玻璃化转变温度以进行热加工的塑料薄膜通常是未知的。能进行纤维热挤塑的基于纤维素酯的配方，通常也是未知的。

由于许多纤维素酯具有高的熔融温度和低的熔体稳定性，所以通常得添加诸如己二酸二辛酯或磷酸三苯酯等增塑剂以降低其聚合物熔融加工时的熔融温度。虽然这种方法是有效的，但是添加单体增塑剂通常会引起与易挥发的或可提取的增塑剂有关的副作用问题，诸如在熔融挤塑时染料的滴滴或由纤维素酯制成物件的长期尺寸稳定性（蠕变）。

聚合物-聚合物混溶性的最基本要求是混炼的自由能为负值（△G＜0）。虽然，从表面上看，聚合物-聚合物混溶性是一种共性的，但是，实际上，仅存在少数已知的能混溶的二元共混料，而能混溶的已知的三元共混料体系为数甚至更少[Brannock，G.R.;Paul，D.R.，Macromolecules，23，5240～5250（1990）]。发现能混溶的二元或三元共混料是非常罕见的。

测定聚合物共混料混溶性的经典的试验方法涉及通过适当的热分析技术，诸如动态力学热分析（DMTA）或示差扫描量热法（DSC），测定由该共混料制成的薄膜的光学透明性、测定其适当的力学性能值、以及测定其玻璃化转变温度。如果共混料是混溶的话，那么由其制成的薄膜一般是透明的。同样，共混料的力学性能，诸如拉伸强度或切向模量，通常也介于共混料各组分的力学性能之间。还有，混溶的无定形共混料将显示出介于各组分均聚物的玻璃化转变温度之间的单一的Tg中间值，而不混溶的或部分混溶的共混料将显示出多个的Tg值。在完全不混溶的共混料情况时，其Tg值将是各均聚物的Tg值。就部分混溶的共混料而言，其各Tg值将是相应于富含组分中某一组分的部分混溶相的Tg的中间值。二元共混料的Tg按Fox-Flory公式变化，该公式为Tg₁₂＝Tg₁（W₁）+Tg₂（W₂），其中Tg₁₂为共混料的Tg，Tg₁和Tg₂是各均聚物的Tg，而W₁和W₂是共混料中每种组分的重量百分比。由于Fox等式未考虑共混料各组分间的具体的相互影响，因此，通常在共混料分析中优选使用Gordon-Taylor公式，Tg₁₂＝Tg₁+[KW₂（Tg₂-Tg₁₂）/W₁]，其中K为一常数。就均匀的、充分混合的体系而言，Tg₁₂与W₂（Tg₂-Tg₁₂）/W₁的关系曲线将是一直线，其斜率相等于K而纵座标的截距将等于Tg₁。常数K通常被当作共混料各组分间次生的相互影响的尺度。当K等于1时，Gordon-Taylor式简化成各组分Tg的简单的重量平均值。