ES2563183T4 - Polímero biobasado y biodegradable - Google Patents

Polímero biobasado y biodegradable Download PDF

Info

Publication number
ES2563183T4
ES2563183T4 ES13001565.4T ES13001565T ES2563183T4 ES 2563183 T4 ES2563183 T4 ES 2563183T4 ES 13001565 T ES13001565 T ES 13001565T ES 2563183 T4 ES2563183 T4 ES 2563183T4
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
biobased
starch
latex
polymer
thermoplastic polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13001565.4T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2563183T3 (es
Inventor
Miguel Ángel Caballero López
María José Alfonso Alegre
Patricia Zagalaz Lasierra
Begoña Albors Ramos
María Consuelo Escrig Rondán
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minera Catalano Aragonesa SA
Original Assignee
Minera Catalano Aragonesa SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minera Catalano Aragonesa SA filed Critical Minera Catalano Aragonesa SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2563183T3 publication Critical patent/ES2563183T3/es
Publication of ES2563183T4 publication Critical patent/ES2563183T4/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/12—Polyester-amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Descripcion
Polimero biobasado y biodegradable
La presente descripcion se refiere, como su tttulo indica, a un poKmero biobasado y biodegradable del tipo de los utilizados en la fabricacion de films y productos inyectados o moldeados, por ejemplo para aplicaciones de envases, bolsas, productos sanitarios y films para agricultura u otras aplicaciones en las que interese la caractenstica de biodegradacion, caracterizado porque comprende basicamente un polfmero biodegradable, almidon termoplastico en fase co-continua o continua, y al menos un polfmero que proviene de una dispersion estable de dicho polfmero en agua o latex.
Campo de la invencion
Esta invencion se refiere al campo de los polfmeros termoplasticos biobasados que utilizan almidon mezclado con polfmeros biodegradables.
Estado del Arte
Hay un gran interes en el desarrollo de polfmeros termoplasticos basados en almidon para sustituir a las poliolefinas en aquellas aplicaciones donde se valora que el producto sea compostable y/o biodegradable en determinadas condiciones (para disminuir el impacto negativo sobre el medio ambiente de los plasticos convencionales que perduran en la naturaleza durante cientos de anos) y que provenga de fuentes renovables (para disminuir el consumo de petroleo).
Sin embargo, debido a la naturaleza del almidon (elevada cristalinidad, concentracion de grupos OH y caracter hidrofilo) no presenta un comportamiento termoplastico, no se puede someter a procesados tfpicos de los plasticos como por ejemplo la extrusion y la inyeccion, y sus propiedades vanan con la humedad ambiental y el tiempo; por ello es necesario el uso de plastificantes y/o hacer mezclas con otros polfmeros biodegradables, que generalmente son hidrofobos y poco compatibles con el almidon.
De esta manera, el contenido de almidon en las mezclas con otros polfmeros esta limitado, ya que por encima de cierto valor el procesado no es optimo (por ejemplo, no se pueden conseguir elevadas relaciones de soplado o bajos espesores en film soplado) y las propiedades de los productos finales no son adecuadas (por ejemplo, son demasiados ngidos y quebradizos y sus propiedades vanan con la humedad ambiental).
Esta limitacion del contenido biobasado supone, por tanto, un mayor impacto ecologico, asf como un mayor coste, ya que el coste de los polfmeros biodegradables utilizados en las mezclas es muy superior al coste del almidon.
Antecedentes de la invencion
En la actualidad es ampliamente conocida la existencia de numerosos productos termoplasticos que utilizan almidon en su composicion. Asf, por ejemplo, las patentes EP0947559B1 y EP0950689 describen composiciones biodegradables basadas en almidon termoplastico y un polfmero termoplastico incompatible con el almidon, con una buena resistencia a la humedad o resistencia al impacto en las que el almidon constituye la fase dispersa y el polfmero termoplastico la fase continua, pero no consideran mezclas con polfmeros en dispersion acuosa tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-contmua o continua, ni las ventajas que estas pueden suponer.
Las patentes EP0937120B1, EP1526156, EP2270093, EP0965615A1 y EP0950690B1, al igual que las patentes anteriores, tambien describen composiciones biodegradables basadas en almidon termoplastico y un polfmero termoplastico incompatible con el almidon en las que el almidon constituye la fase dispersa y el polfmero termoplastico la fase continua, y requieren tambien de un agente interfacial como esteres de alcoholes polifndricos, tensioactivos no ionicos solubles en agua o productos de reaccion de diisocianatos con polfmeros con grupos terminales capaces de reaccionar con isocianatos. Ninguna de estas patentes considera mezclas con polfmeros en dispersion acuosa tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-contmua o contmua, ni las ventajas que estas pueden suponer.
Tambien se conocen algunas patentes como la WO037749A2, que utilizan un procedimiento unicamente basado en el tamano de las partmulas para garantizar la mezcla. Sin embargo no consideran mezclas con polfmeros en dispersion acuosa tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-contmua o contmua, ni las ventajas que estas pueden suponer frente a la complejidad de tener que controlar el tamano de la partmula en la mezcla. Asimismo se conocen las patentes US20o5l82196A1 y US7241832B2 que describen mezclas de polfmeros biodegradables termoplasticos con propiedades mejoradas respecto a los polfmeros que las constituyen. En particular, mezclas de polfmeros termoplasticos biodegradables como ECOFLEX, BIOMAX y PLA con almidon
- 2-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
termoplastico. Sin embargo, no consideran mezclas con poKmeros en dispersion acuosa de tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-continua o continua, ni las ventajas que estas pueden suponer.
Ademas, en los ejemplos de US2005/0182196 el maximo contenido de almidon termoplastico es 50%, mientras en nuestra invencion se llega hasta un 57% gracias a la presencia del latex.
Por otro lado encontramos las patentes US2001039303A1, US6472497B2 y US6235815B1 que describen el uso de polfmeros termoplasticos biodegradables como plastificantes del almidon, permitiendo obtener almidon termoplastico sin necesidad de usar plastificantes de bajo peso molecular como es la glicerina.
Sin embargo, no consideran mezclas con polfmeros en dispersion acuosa de tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-continua o continua, ni las ventajas que estas pueden suponer.
Ademas, en los ejemplos de US2001039303A1, US6472497B2 y US62358155B1, el maximo contenido de almidon termoplastico es 52,5%, mientras en nuestra invencion se llega hasta un 57% gracias a la presencia del latex.
Tambien existe la patente US6962950B1 que describe mezclas de una matriz de polfmero hidrofobo incompatible con el almidon con un complejo de almidon y un agente de acoplamiento que posee grupos compatibles con el complejo de almidon y con el polfmero hidrofobo.
Necesita utilizar como agente de complejacion acido polilactico, acido poligricolico, copolfmeros del acido poli (lactico-glicolico), copolfmeros del acido etilen-acnlico, copolfmeros de etilenvinilacetato, asf como copolfmeros de etileno con monomeros polares.
Cita como agente de acoplamiento los vinil silanos, alquiltitanato y bis-3-trietoxisililpropil tetrasulfuro.
No considera mezclas con polfmeros en dispersion acuosa tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-continua o continua, ni las ventajas que estas pueden suponer. Tampoco da informacion sobre las propiedades de los films que se consiguen.
Ademas, menciona un maximo contenido de complejo de almidon dispersado en la matriz del polfmero hidrofobo de 50%, mientras en nuestra invencion se llega hasta un 57% de almidon termoplastico gracias a la presencia del latex
De la misma forma se conocen las patentes ES2380274 T3 y US0305240A1, que describen un material polimerico que contiene almidon o un derivado de almidon, poliester y un polfmero que contiene grupos epoxido, siendo especialmente recomendados los copolfmeros que contienen metacrilato de glicidilo. En este material polimerico el almidon esta en la fase dispersa y el poliester en la continua. Los grupos epoxido crean una asociacion qmmica intra- e intermolecular de almidon y el poliester que mejora las propiedades mecanicas de los films, permitiendo aumentar el contenido de almidon termoplastico desde un 33% hasta un 40% (un 7%) manteniendo unas propiedades mecanicas adecuadas.
No considera mezclas con polfmeros en dispersion acuosa tipo latex natural o sintetico, ni con el almidon en fase co-continua o continua. En nuestra invencion gracias a la adicion de latex se puede aumentar el contenido de almidon termoplastico hasta un 57% obteniendo films con propiedades adecuadas para para aplicaciones como bolsas, envoltorios de productos higienicos, film y productos para la agricultura, piezas inyectadas, moldeadas...
Descripcion de la invencion
Para solventar la problematica existente en la fabricacion de films biodegradables, mejorando el estado de la tecnica actual, se ha ideado el polfmero biobasado y biodegradable objeto de la presente invencion, el cual comprende basicamente un polfmero biodegradable, almidon termoplastico en fase co-continua o continua, y al menos un polfmero que proviene de una dispersion estable de dicho polfmero en agua o latex.
El latex puede ser latex sintetico, latex natural o una combinacion de ambos.
El almidon puede ser nativo, qmmicamente modificado, o una mezcla de los mismos.
El uso de este polfmero biobasado y biodegradable esta especialmente indicado para la fabricacion de films para envases, bolsas, productos sanitarios y agricultura, asf como productos por extrusion, moldeo o inyeccion. Puede ser procesado por inyeccion presentando propiedades similares a los polietilenos de baja densidad LDPE utilizados en inyeccion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
En este producto el almidon no esta en fase dispersa sino en fase co-continua o continua, indicando que el contenido de almidon termoplastico es muy superior al de los productos conocidos en el estado de la tecnica actual.
Ventajas de la invencion
Este polfmero biobasado y biodegradable que se presenta aporta multiples ventajas sobre los sistemas disponibles en la actualidad, siendo la mas importante que es posible aumentar el contenido de almidon termoplastico y por tanto, disminuir el polfmero biodegradable y aun asf obtener films por extrusion soplado de mayor anchura y con propiedades a la traccion similares.
Esto supone la ventaja anadida de un menor coste en materias primas, un menor impacto medioambiental y una mayor produccion.
Hay que destacar que aumentando mucho el contenido de almidon termoplastico se consiguen films de anchura, espesores y elongacion a rotura similares, aunque en algunos casos la resistencia a rotura sea ligeramente inferior, pero adecuada para para envases, bolsas, productos sanitarios y agricultura, asf como en aplicaciones de extrusion, moldeo e inyeccion. Incluso se ha encontrado que para dichos contenidos elevados de almidon termoplastico es posible mejorar la resistencia a rotura con ciertas composiciones de la invencion.
Otra importante ventaja es que, para un mismo contenido de almidon termoplastico, los films tienen una mayor elongacion a rotura, obteniendose materiales mas flexibles, especialmente adecuados para ciertas aplicaciones como films domesticos, acolchados y envases secundarios y terciarios.
Es importante tambien resaltar que para un mismo contenido de almidon termoplastico se pueden conseguir films de mayor anchura, lo que supone una mayor produccion, manteniendo unas propiedades a la traccion adecuadas para muchas aplicaciones como las anteriormente mencionadas.
Por ultimo no podemos dejar de mencionar la ventaja que implica que, incluso con un mayor contenido de almidon termoplastico se pueden producir films de menor espesor y mayor anchura. Una mayor anchura de film supone una mayor produccion y un menor espesor permite producir envases mas economicos y ligeros.
Descripcion de las figuras
Para comprender mejor el objeto de la presente invencion, en las imagenes anexas se han representado los resultados de las pruebas efectuadas sobre un polfmero biobasado y biodegradable segun la invencion, en comparacion con productos comerciales.
En el mencionado plano,
la figura -1- muestra un film segun la invencion compuesto por un 57% de almidon termoplastico + un 42% de polfmero biodegradable + un 1% de un polfmero que proviene de un latex, antes y despues de tratarlo con HCl 5M que disuelve el almidon.
la figura -2- muestra un film segun la invencion compuesto por un 40% de almidon termoplastico + un 59% de polfmero biodegradable + un 1% de un polfmero que proviene de un latex, antes y despues de tratarlo con HCl 5M que disuelve el almidon.
la figura -3- muestra un film comercial convencional de almidon termoplastico y polfmero biodegradable, sin latex, antes y despues de tratarlo con HCl 5M que disuelve el almidon.
la figura -4- muestra la imagen a traves de un microscopio electronico (SEM) de un film segun la invencion compuesto por un 57% de almidon termoplastico + un 42% de polfmero biodegradable + un 1% de un polfmero que proviene de un latex, antes y despues de tratarlo con HCl 5M que disuelve el almidon.
la figura -5- muestra un film segun la invencion, con 52% de almidon termoplastico + 47% de polfmero biodegradable + 1% de un polfmero que proviene de un latex, antes y despues de tratarlo con HCl 5M que disuelve el almidon.
Realizacion preferente de la invencion
El polfmero biobasado y biodegradable, objeto de la presente invencion, comprende basicamente un polfmero biodegradable, en una proporcion < 60% en peso, almidon termoplastico en fase co-continua o continua, en una proporcion >=30% en peso, y al menos otro polfmero que proviene de una dispersion estable de dicho polfmero en agua o latex, en una proporcion comprendida entre el 1 y el 10% en peso.
- 4-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
El latex puede ser latex sintetico, latex natural o una combinacion de ambos. El latex natural, tambien denominado “caucho natural”, se extrae preferentemente de los arboles Hevea Brasiliensis, Manilkara Bidentata, Manilkara Zapota y/o Palaquium Oblongifolia. El latex de origen sintetico es del tipo estireno-butadieno, acrilonitrilo butadieno estireno, homo o copolfmeros de esteres acnlicos y metacnlicos o una combinacion de ellos, preferentemente copolfmeros de esteres acnlicos.
La propia naturaleza del polfmero que proviene del latex, asf como los grupos labiles que contiene, hacen que actue como aglutinante entre el almidon termoplastico y el poKmero biodegradable. Ademas, la elasticidad del polfmero que proviene del latex permite mejorar las propiedades elasticas de las composiciones que comprenden almidon termoplastico y polfmeros biodegradables. Los grupos labiles del polfmero que proviene del latex son elegidos del grupo carboxilo, anhfdrido, alcohol, carbodiimidas y oxazolinas.
El polfmero biodegradable es seleccionado del grupo formado por copoliesteres alifaticos aromaticos, acido polilactico, polihidroxibutirato, copoKmeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato copoliesteres alifaticos, poliesteres alifaticos que incluyen unidades formadas por un hidroxiacido, poliesteres que incluyen unidades formadas a partir de glicolidos, lactidos y [epsilon]-caprolactona, poliester-urea, poliester amidas, poliestereteramidas, especialmente poliestereteramidas alifaticas aromaticas, y mezclas de ellos. Ejemplos de estos polfmeros biodegradables son: polihidroxibutirato-hidroxivalerato, poli-(adipato-co-tereftalato de butileno), poli(sebacato de alquileno), poli(succinato de butileno), poli-(adipato-co-succinato de butileno), poli- (butilenadipato), poli(adipato de alquileno)-caprolactama, poli(adipato de alquileno)-epsilon-caprolactona, poli- epsilon-caprolactona, poli(succinato de etileno/succinato de butileno), poli(adipato de difenol-diglicidil-eter), poli(acido lactico), poli(adipato de alquileno), poli(adipato-succinato de alquileno), poli(epsilon- caprolactona/epsilon-caprolactama), poli(azelato de alquileno) y sus copolfmeros o sus mezclas.
El polfmero biodegradable es preferentemente una poliestereteramida que contiene un compuesto con al menos 3 grupos capaces de reaccionar con uno o varios tipos de los grupos activos presentes en la masa de reaccion, es decir, compuestos que contienen grupos eter en su estructura y tienen grupos activos capaces de reaccionar en la masa de reaccion formando grupos amida.
El almidon termoplastico comprende almidon y un plastificante. Este plastificante es seleccionado del grupo formado por alcoholes polilmdricos, eteres, tioeteres, los esteres de los mismos, o una combinacion de ellos. Ejemplos de los plastificantes utilizables son: glicerina, polietilenglicol, etilenglicol, neopentilglicol, monoacetato de sorbitol, diacetato de sorbitol, monoetoxilato de sorbitol, poliglicerol etoxilado, dietoxilato de sorbitol, 1,2- propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol y sus mezclas.
El almidon puede ser nativo, qmmicamente modificado, o una mezcla de los mismos. El almidon nativo puede provenir, por ejemplo, de la patata, del arroz, de la tapioca, del mafz, o estar formado por una mezcla de ellos. El almidon qmmicamente modificado puede ser, por ejemplo, acetato de almidon, almidon etoxilado, hidroxipropil almidon reticulado, almidon oxidado, dextrina y mezclas de los mismos.
En una realizacion preferente el almidon termoplastico comprende almidon de mafz y glicerina.
De manera opcional, la composicion puede tambien contener celulosa, protemas, gluten y fibras naturales. Asimismo puede contener aditivos como retardantes de la llama, protectores UV, antioxidantes, lubricantes, agentes antibloqueo y de deslizamiento, cargas organicas o inorganicas, capsulas porosas organicas o inorganicas, arcillas tipo bentonita o sepiolita, fungicidas, herbicidas, fertilizantes, conservantes, antimicrobianos, absorbedores de olores, correctores de color, asf como cualquier otro aditivo incorporado para mejorar el procesado y propiedades finales del producto.
El uso de este polfmero biobasado y biodegradable esta especialmente indicado para la fabricacion de films para envases, bolsas, productos sanitarios y agricultura, asf como productos fabricados por extrusion, moldeo o inyeccion.
El proceso de preparacion del polfmero biobasado comprende las siguientes caractensticas:
Para obtener un almidon termoplastico se pueden anadir plastificantes, utilizar polfmeros de bajo peso molecular o simplemente el propio almidon puede utilizarse como plastificante.
El almidon y el plastificante se pueden mezclar antes de ser alimentados a la extrusora donde se mezclaran con el polfmero biodegradable, o bien pueden ser alimentados directamente a la extrusora con el almidon, el plastificante y el polfmero biodegradable, realizandose la mezcla in-situ.
El polfmero biodegradable se puede adicionar al inicio de la extrusora junto con el almidon o en una zona mas delante de la extrusora.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
El latex puede ser mezclado previamente con el almidon y el plastificante, o anadido directamente a la extrusora donde se mezclara con el almidon y el polfmero biodegradable.
Las temperaturas de extrusion dependen de los polfmeros biodegradables utilizados, siendo en general <260°C, preferiblemente <150°C.
Es recomendable acondicionar el polfmero que se obtiene en la extrusion para que tenga una humedad < 6%, especialmente se recomienda <2% para su correcto procesado posterior en extrusion de film o inyeccion.
Las pruebas experimentales realizadas han mostrado que en el producto de la invencion, el almidon termoplastico no esta en fase dispersa como en productos convencionales, sino en fase co-continua o continua, indicando que el contenido de almidon termoplastico en el producto de nuestra invencion es muy superior al de los productos de las patentes citadas anteriormente.
El procedimiento seguido fue:
Los films de 50 micras obtenidos en una extrusora de film soplado con:
Fig.1 - 57% TPS (almidon termoplastico) +42% poliestereteramida +1% polfmero que proviene de un latex Fig. 2 - 40%TPS (almidon termoplastico) +59% poliestereteramida +1% polfmero que proviene de un latex Fig. 3 - Mezcla de almidon termoplastico/polfmero termoplastico biodegradable comercial Fig.5 - 52% TPS (almidon termoplastico) +47% poliestereteramida +1% polfmero que proviene de un latex
se han tratado con HCl 5M que disuelve el almidon pero no disuelve la poliestereteramida.
Previamente a ello se trato un film de poliestereteramida para comprobar que no se disolvfa en HCl 5M. Se pesaron los films antes y despues de tratarlos con HCL y se calculo la perdida en peso. Para los films con 52 y 57% de almidon termoplastico la perdida en peso fue muy similar al contenido en almidon termoplastico de los film antes de tratarlos con HCL, confirmando que se habfa disuelto todo el almidon termoplastico. Para el film con 40% de almidon termoplastico la perdida fue inferior al contenido en almidon termoplastico del film antes de tratarlo con HCl, indicando que la poliestereteramida cubre las partfculas de almidon termoplastico evitando que estas se disuelvan.
Fig. 1 - El film con 42% de poliestereteramida se rompe en pequenos trozos indicando que el almidon no esta en fase dispersa sino en fase co-continua o continua, ya que si hubiera estado el almidon en fase dispersa y la poliestereteramida en la fase continua se habna mantenido la estructura del film.
Fig. 5 - El film con 47% de poliestereteramida se rompe en pequenos trozos indicando que el almidon no esta en fase dispersa sino en fase co-continua o continua, ya que si hubiera estado el almidon en fase dispersa y la poliestereteramida en la fase continua se habna mantenido la estructura del film.
Fig. 2 - El film con 59% de poliestereteramida mantiene su estructura indicando que el almidon esta en la fase dispersa y la poliestereteramida en la continua. Este hecho tambien se confirmo al comprobar que la perdida en peso del film tras ser tratado con HCl era inferior al contenido en almidon termoplastico del film antes de tratarlo con HCl, indicando que la poliestereteramida estaba en fase continua cubriendo las partfculas de almidon termoplastico que estaban en fase dispersa, evitando la disolucion de estas.
Fig. 3 - El film hecho con la mezcla comercial mantiene la estructura incluso mejor que el que contiene 59% de poliestereteramida, probablemente debido a que el contenido de almidon termoplastico es inferior al 40%.
En vista de los resultados se hizo un corte transversal en el film con un 42% de poliestereteramida tratado con HCl 5M y se observo por microscopfa electronica (SEM). La Figura 4 muestra los huecos donde estaba el almidon, confirmando que este se encontraba en fase co-continua o continua.
Ademas, se han realizado unos analisis comparativos de las propiedades mecanicas, tal y como se indica en la siguiente tabla 1:
- Tabla 1-
MOLDEO POR INYECCION
Metodo Unidad
Producto
LDPE LDPE Producto Invencion
% TPS/%Poliestereteramida/%Latex
% -- -- 52/47/1
Densidad
ISO1183 Kg/m3 919 920 1250
indice de fluidez
ISO1183 cc/10min 29 10 3-7
°C
190 190 190
Kg
2.16 2.16 2.16
Propiedades termicas
Punto de fusion
ISO11357-1/3 °C 110 110 110-130
Propiedades mecanicas
Temperatura barril
°C 160 160 200
Temperatura molde
°C 20-40 20-40 20-30
Espesor
micras 2 2 4
Estres en el rendimiento
ISO527-2 Mpa 8 8 7
Estres a la rotura
ISO527-2 Mpa 7 10 10
Alargamiento a la rotura
ISO527-2 % 400 120 >430
Modulo de traccion
ISO527-2 Mpa 175 130 100
La Tabla 1 muestra como el poKmero de la invencion puede ser procesado por inyeccion, presentando un 5 procesado y propiedades similares a los polietilenos de baja densidad LDPE utilizados en inyeccion.
Tambien se realizo un analisis de procesado y propiedades de films obtenidos por extrusion soplado, como se refleja en la tabla 2:
- Tabla 2 -
EJEMPLO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
TPS (Almidon termoplastico), %
40 40 52 52 52 52 57 46 55 58 57
Poliestereteramida, %
60 59 48 0 0 47 42 0 42 0 0
PBAT, %
0 0 0 48 47 0 0 48 0 0 0
PBSA, %
0 0 0 0 0 0 0 0 0 42 42
PoMmero que proviene de un latex, %
0 1 0 0 1 1 1 5 3 0 1
Anchura film, cm
22.5 27 17 * 24 25.5 23.5 28 23 * 24
Espesor film, micras
50 50 50 50 50 50 35 50 50
Traccion EN ISO527-3
Resistencia a la rotura, Mpa
10 11 12 8.5 8 9.8 14 12
Deformacion a rotura, %
500 610 500 510 500 410 590 200
* = No pudo ser procesado
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
De estos analisis y medidas se han sacado las siguientes conclusiones:
A - Es posible aumentar el contenido de almidon termoplastico en un 17% (y por tanto disminuir el polfmero biodegradable en el mismo porcentaje), y aun asf obtener films por extrusion soplado de mayor anchura y con propiedades a la traccion similares.
Se aumento el contenido de almidon termoplastico de un 40%, valor tfpico en las actuales mezclas presentes en el mercado (ejemplo 1), a un 52% (ejemplos 3 y 4), disminuyendo el contenido de polfmero biodegradable de un 60 a un 48%.
Cuando el polfmero biodegradable era un PBAT comercial (ejemplo 4) se obtuvo un producto muy ngido con el que no se pudo obtener un film por extrusion soplado. Sin embargo, al anadir un 1% de polfmero que proviene de un latex (ejemplo 5) se produjeron films de anchura, espesores y propiedades similares a aquellos que contienen un 60% de polfmero (ejemplo 1).
Cuando el polfmero biodegradable era una poliestereteramida de acuerdo con EP12001068.1 (ejemplo 3), sf que se pudo obtener films aunque la anchura disminuyo en un 24% respecto a aquellos que contienen un 60% de polfmero (de 22,5 a 17 cm). Sin embargo, al anadir un 1% de polfmero que proviene de un latex (ejemplo 6) se produjeron films de mayor anchura (25,5 cm frente a 22,5 cm).
Incluso fue posible aumentar el contenido de almidon termoplastico a un 57% (ejemplo 7), manteniendo un 1% de polfmero que proviene de un latex, consiguiendo films de anchura, espesores y elongacion a rotura similares. La resistencia a rotura fue ligeramente inferior, pero adecuada para muchas aplicaciones como bolsas, envases, envoltorios de productos higienicos y aplicaciones de inyeccion. Al aumentar el contenido del polfmero que proviene de un latex a un 3% (ejemplo 9) mejoraron las propiedades, consiguiendose incluso mejores propiedades que con composiciones con solo 40% de almidon termoplastico (ejemplo 1).
Cuando el polfmero biodegradable era PBSA, poli-(adipato-co-succinato de butileno),y para contenidos de almidon termoplastico de 58%, se obtuvo un producto muy ngido con el que no se pudo obtener un film por extrusion soplado (ejemplo 10). Sin embargo al anadir un 1% de polfmero que proviene de un latex (ejemplo 11) se produjeron films de anchura y espesores similares a aquellos que contienen un 60% de polfmero (ejemplo 1) y con propiedades adecuadas para las aplicaciones anteriormente citadas.
B - Para un mismo contenido biobasado, los films tienen una mayor elongacion a rotura.
Para un 40% de contenido de almidon termoplastico se sustituyo un 1% del polfmero biodegradable tipo PBAT por latex (ejemplo 2 frente a ejemplo 1) y aumento la elongacion a rotura de un 500 a un 610%, obteniendose materiales mas flexibles, especialmente adecuados para ciertas aplicaciones como films domesticos, acolchados y envases secundarios y terciarios. El resto de propiedades se mantuvieron en valores muy similares.
C - Para un mismo contenido de almidon termoplastico se pueden conseguir films de mayor anchura, lo que supone una mayor produccion.
Para un 40% de contenido de almidon termoplastico, se sustituyo un 1% del polfmero biodegradable por latex (ejemplo 2 frente a ejemplo 1) y aumento la anchura del film en un 20%. El resto de propiedades se mantuvieron en valores similares.
Para un 52% de contenido de almidon termoplastico, se sustituyo un 1% del polfmero biodegradable por latex (ejemplo 3 frente a ejemplo 6) y aumento la anchura del film en un 50% manteniendo unas propiedades a la traccion adecuadas para muchas aplicaciones como las anteriormente mencionadas.
D - Incluso con un mayor contenido de almidon termoplastico se pueden producir films de menor espesor y mayor anchura.
Para un 46% de contenido de almidon termoplastico se sustituyo un 5% del polfmero biodegradable por latex (ejemplo 8) obteniendose films con una mayor anchura y menor espesor que con un 40% de contenido de almidon termoplastico en ausencia de latex (ejemplo 1) y con unas propiedades similares. Una mayor anchura de film supone una mayor produccion. Films con menor espesor permiten producir envases mas economicos y ligeros

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    Reivindicaciones
    1. PoUmero termoplastico biobasado y biodegradable caracterizado por que comprende un poKmero
    termoplastico biodegradable, almidon termoplastico en la fase co-continua o continua, y al menos un polfmero que proviene de latex, caracterizado por que el polfmero termoplastico biodegradable es seleccionado del grupo formado por copoliesteres alifaticos aromaticos, acido polilactico, polihidroxibutirato, copoUmeros
    polihidroxibutirato-hidroxivalerato, copoliesteres alifaticos, poliesteres alifaticos que incluyen unidades formadas a partir de un hidroxiacido, poliesteres que incluyen unidades formadas a partir de glicolidos, lactidos y [epsilon]- caprolactona, poliesterurea, poliesteramidas, poliestereteramidas, especialmente poliestereteramidas alifaticas aromaticas y mezclas de los mismos.
  2. 2. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el polfmero termoplastico biodegradable se encuentra en una proporcion < 60% en peso, el almidon termoplastico en una proporcion >=30% en peso, y el polfmero que proviene de latex esta en una proporcion comprendida entre el 1 y el 10% en peso.
  3. 3. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el latex es latex sintetico, latex natural o una combinacion de ambos.
  4. 4. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el latex natural se extrae de los arboles Hevea Brasiliensis, Manilkara Bidentata, Manilkara Zapota y/o Palaquium Oblongifolia.
  5. 5. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 3, caracterizado por que el latex de origen sintetico es elegido del grupo: estireno-butadieno, acrilonitrilo butadieno estireno, homo o copolfmeros de acetato de vinilo, homo o copolfmeros de esteres acnlicos y metacnlicos, o una combinacion de ellos.
  6. 6. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el latex es un copolfmero de esteres acnlicos con grupos labiles que hacen que actue como aglutinante entre el almidon termoplastico y el polfmero biodegradable.
  7. 7. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 6, caracterizado por que los grupos labiles del polfmero que proviene de latex son elegidos de los grupos carboxilo, antudrido, alcohol, carbodiimidas y oxazolinas.
  8. 8. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el polfmero termoplastico biodegradable es una poliestereteramida que contiene un compuesto con al menos 3 grupos capaces de reaccionar con uno o varios tipos de los grupos activos presentes en la masa de reaccion, es decir, compuestos que contienen grupos eter en su estructura y tienen grupos activos capaces de reaccionar en la masa de reaccion formando grupos amida.
  9. 9. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el almidon termoplastico comprende almidon y un plastificante.
  10. 10. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 9, caracterizado por que el plastificante es seleccionado del grupo formado por alcoholes politudricos, eteres, tioeteres, los esteres de los mismos, o una combinacion de ellos.
  11. 11. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 9, caracterizado por que el almidon termoplastico puede ser nativo, qmmicamente modificado, o una mezcla de los mismos.
  12. 12. Polfmero termoplastico biobasado y biodegradable, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el almidon termoplastico comprende almidon y glicerina.
  13. 13. Un film obtenido a partir del polfmero termoplastico biobasado y biodegradable segun las anteriores reivindicaciones.
  14. 14. Uso del polfmero biobasado y biodegradable, segun las anteriores reivindicaciones, para la fabricacion de films para agricultura, envases, bolsas, productos sanitarios, panales, papel laminado, asf como para la fabricacion de productos por inyeccion o moldeo.
ES13001565.4T 2013-03-26 2013-03-26 Polímero biobasado y biodegradable Active ES2563183T4 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13001565.4A EP2784114B1 (en) 2013-03-26 2013-03-26 Bio-based and biodegradable polymer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2563183T3 ES2563183T3 (es) 2016-03-11
ES2563183T4 true ES2563183T4 (es) 2018-12-07

Family

ID=48325342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13001565.4T Active ES2563183T4 (es) 2013-03-26 2013-03-26 Polímero biobasado y biodegradable

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10301470B2 (es)
EP (1) EP2784114B1 (es)
DK (1) DK2784114T3 (es)
ES (1) ES2563183T4 (es)
PL (1) PL2784114T3 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014017015A1 (de) 2014-11-19 2016-05-19 Bio-Tec Biologische Naturverpackungen Gmbh & Co. Kg Biologisch abbaubare Mehrschichtfolie
PL3325703T3 (pl) 2016-08-02 2020-03-31 Fitesa Germany Gmbh Układ i sposób wytwarzania materiałów włókninowych z poli(kwasu mlekowego)
US11441251B2 (en) 2016-08-16 2022-09-13 Fitesa Germany Gmbh Nonwoven fabrics comprising polylactic acid having improved strength and toughness
CN110467750B (zh) * 2019-08-28 2021-09-07 惠州市志海新威科技有限公司 一种增刚耐磨性生物塑料托盘专用母料及制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US305240A (en) 1884-09-16 Leather-splitting machine
US39303A (en) 1863-07-21 Improvement in car-seat locks
US182196A (en) 1876-09-12 Improvement in compound steam-engines
DE4025523A1 (de) * 1990-08-11 1992-02-13 Werner Georg Munk Verrottbarer behaelter, verfahren zu seiner herstellung und verwendung
IT1273743B (it) * 1994-02-09 1997-07-10 Novamont Spa Articoli espansi di materiale plastico biodegradabile e procedimento per la loro preparazione
DE19624641A1 (de) 1996-06-20 1998-01-08 Biotec Biolog Naturverpack Biologisch abbaubarer Werkstoff, bestehend im wesentlichen aus oder auf Basis thermoplastischer Stärke
EP0950689B1 (en) 1996-11-05 2004-10-06 NOVAMONT S.p.A. Biodegradable polymeric compositions comprising starch and a thermoplastic polymer
ITTO980524A1 (it) 1998-06-17 1999-12-17 Novamont Spa Composizioni contenenti amido aventi elevata resistenza all'invecchiam ento.
IT1305576B1 (it) 1998-09-22 2001-05-09 Novamont Spa Polimeri a carattere idrofobico caricati con complessi dell'amido.
DK1200106T3 (da) 1999-07-09 2003-10-27 Bsp Pharma As Præparat indeholdende Butyrospermum parkii-ekstrakter og anvendelse deraf som lægemiddel eller kosttilskud
US7241832B2 (en) 2002-03-01 2007-07-10 bio-tec Biologische Naturverpackungen GmbH & Co., KG Biodegradable polymer blends for use in making films, sheets and other articles of manufacture
US20020168518A1 (en) * 2001-05-10 2002-11-14 The Procter & Gamble Company Fibers comprising starch and polymers
DE20111889U1 (de) 2001-07-18 2001-10-18 Jack Wolfskin Ausrüstung für Draussen GmbH, 65510 Idstein Gurt sowie mit einem solchen Gurt ausgestattetes Behältnis
US7835916B2 (en) 2003-12-19 2010-11-16 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Channel signal concealment in multi-channel audio systems
US7368503B2 (en) * 2003-12-22 2008-05-06 Eastman Chemical Company Compatibilized blends of biodegradable polymers with improved rheology
ITMI20061844A1 (it) 2006-09-27 2008-03-28 Novamont Spa Composizioni biodegradabili a base di amido nanoparticellare
US20080221246A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Water soluble films from latex
DE102007050770A1 (de) 2007-10-22 2009-04-23 Biotec Biologische Naturverpackungen Gmbh & Co. Kg Polymeres Material und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007050769A1 (de) 2007-10-22 2009-04-23 Biotec Biologische Naturverpackungen Gmbh & Co. Kg Polymeres Material und Verfahren zu dessen Herstellung
ES2360546B1 (es) * 2009-11-25 2012-04-19 Luis Enrique Lopez-Pozas Lanuza Golftee 100% biodegradables.

Also Published As

Publication number Publication date
DK2784114T3 (en) 2016-02-08
US20140296389A1 (en) 2014-10-02
US10301470B2 (en) 2019-05-28
ES2563183T3 (es) 2016-03-11
EP2784114B1 (en) 2016-01-13
PL2784114T3 (pl) 2016-04-29
EP2784114A1 (en) 2014-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103703077B (zh) 可生物降解的聚酯薄膜
JP7691856B2 (ja) 樹脂組成物及び樹脂フィルム
CN103906805B (zh) 生物降解性树脂组合物和生物降解性膜
US10633522B1 (en) Renewable resin composition and product prepared from the same
TWI551643B (zh) Biodegradable resin composition and biodegradable film
TWI830009B (zh) 脂肪族聚酯系生物可分解性樹脂用分解促進劑、生物可分解性樹脂組成物、及脂肪族聚酯系生物可分解性樹脂之分解促進方法
US20220388217A1 (en) Manufacturing method for thermoplastic resin composition, manufacturing method for shaped body, and film
JPWO2014054278A1 (ja) ポリエステル樹脂組成物およびその製造方法
ES2563183T3 (es) Polímero biobasado y biodegradable
JP2013147609A (ja) 樹脂組成物、成形体、フィルム及び袋
CN101103071B (zh) 生物降解性聚酯系树脂组合物
JP2008156660A (ja) 生分解性樹脂組成物
KR20220063046A (ko) 수계 생분해성 조성물, 이를 포함하는 제품 및 수계 생분해성 제품의 제조방법
JP7251250B2 (ja) フィルム成形用樹脂組成物およびその樹脂組成物からなるフィルム
JP2013049760A (ja) 樹脂組成物の製造方法、並びに、成形体、フィルム及び袋の製造方法
JP2008296482A (ja) 多層フィルム
JP5656543B2 (ja) 生分解性を有する多層フィルム
JP2012031329A (ja) 生分解性樹脂組成物及びそれを成形してなる成形体
JP2012031330A (ja) 生分解性樹脂組成物及びそれを成形してなる成形体
JP6692236B2 (ja) 脂肪族ポリエステル樹脂組成物の製造方法
CN112703227B (zh) 树脂组合物及其成形体
JP2013049759A (ja) 樹脂組成物、成形体、フィルム及び袋
JP2024047854A (ja) インフレーション成形体
WO2016158331A1 (en) Resin composition and its film
JP5957908B2 (ja) 生分解性フィルム