NO180723B - Blanding som inneholder en polymer av umettet hydrokarbon, en C1_4 alkyl- eller hydroksyalkyleter av stivelse og en vinyl- eller akrylpolymer - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en blanding som inneholder minst 20 vekt% av en polymer av et umettet hydrokarbon og minst 20 vekt% av et stivelsesderivat.

I NL-patent søknad nr. 8 902 321 er det beskrevet en blanding som inneholder en polymer av umettet hydrokarbon og en C1.4-alkyl- eller -hydroksyalkyl-eter av stivelse med en substitusjonsgrad på minst 0,25 for forbedring av den biologiske nedbrytbarhet, og i tillegg et kompatibiliseringsmiddel. Som kompatibiliseringsmiddel anvendes det en vinyl-eller akryl-kopolymer, spesielt en kopolymer av etylen og vinylacetat (EVA) eller en kopolymer av etylen og akrylsyre (EAA) . På denne måte kan et relativt høyt prosent innhold av stivelsesderivater inkorporeres i blandingen. Fra disse blandinger kan gjenstander, og spesielt innpakningsfiImer, fremstilles. Ifølge nevnte hollandske søknad er det foretrukket å tilsette en høyere karboksylsyre, så som stearinsyre, oljesyre eller dioljesyre, som mykner eller som smøre-middel, idet karboksylsyren også virker som dispergeringsmiddel .

Ifølge denne oppfinnelse inneholder foreliggende blanding også en flerverdig alifatisk alkohol med 2-10 karbonatomer og 2 - 6 hydroksylgrupper som dispergeringsmiddel/mykner/smøremiddel for stivelseseteren. Alkoholen har en bedre dispergeringsvirkning enn karboksylsyren anvendt i hollandsk patentsøknad nr. 8 902 321. Alkoholen tilveie-bringer bedre egenskaper når det gjelder styrke, elastisitet og filmdannelse sammenlignet med anvendelsen av karboksylsyre som beskrevet i hollandsk patentsøknad nr. 8 902 321.

DE-A 1 470 846 beskriver en kombinasjon av en alkyl-eller hydroksyalkyl-stivelseseter, spesielt en hydroksyetyl-stivelseseter eller en hydroksypropyl-stivelseseter med forannevnte substitusjonsgrad, en alkohol, så som propylenglykol, dietylenglykol eller glycerol, som mykner, samt vann i en mengde på 1 - 20 vekt%. Denne referanse nevner imidler-tid ikke en hydrokarbonpolymer eller noen som helst annen polymer som kan anvendes i kombinasjon med stivelsesderivatet, og derfor er det heller ikke beskrevet noe kompatibiliseringsmiddel. Videre, i motsetning til fore liggende oppfinnelse, må. vann være til stede ifølge denne referanse.

Denne oppfinnelse angår også en slik blanding.

Som i NL-patentsøknad nr. 8 902 321 er polymerene av umettede hydrokarboner som kommer i betraktning i første rekke polyolefiner, så som de forskjellige typer av polyetylen, polypropylen og polystyren, samt kopolymerer av disse umettede hydrokarboner; spesielt anvendes etylenpolymerer.

På samme måte som i NL-patentsøknad nr. 8 902 321 er det foretrukket at graden av substitusjon av den foretrede stivelse er minst 0,25 og fortrinnsvis 0,4 - 1,0, idet de foretrukne stivelsesetere er hydroksypropyl-etere, oppnådd ved kondensasjon av stivelse med propylenoksyd. Det beskrives også i denne referanse at denne kondensasjon fortrinnsvis gjennomføres under anvendelse av alkaliske katalysatorer, spesielt med NaOH, idet det opptrer en statistisk fordeling i produktene.

Som i NL-søknad nr. 8 902 321, anvendes fortrinnsvis kopolymerer av etylen og vinylacetat (EVA) eller av etylen og akrylsyre (EAA) som kompatibiliserende vinyl- eller akryl-kopolymerer. Videre kan terpolymerer av etylen-, vinylacetat og (met) akrylsyre. nevnes.

Foreliggende oppfinnelse angår således en blanding som inneholder minst 20 vekt% av en polymer av umettet hydrokarbon og minst 20 vekt% av et stivelsesderivat,karakterisert vedat stivelsesderivatet er en C^-alkyl- eller -hydroksyalkyl-eter av stivelse med en substitusjonsgrad på minst 0,25, idet blandingen dessuten inneholder 11 - 19 vekt% av en kopolymer av etylen og vinylacetat eller akrylsyre, eller en terpolymer av etylen, vinylacetat og (met)akrylsyre, som et kompatibiliseringsmiddel, og 2 - 8 vekt% av en flerverdig alifatisk alkohol med 2-10 karbonatomer og 2 - 6 hydroksylgrupper som dispergeringsmiddel eller mykner for stivelseseteren.

Som eksempler på den flerverdige alkohol anvendt i denne oppfinnelse som dispergeringsmiddel/mykner/smøremiddel kan nevnes er etylenglykol, propylenglykol, glycerol, butylen-glykol, dietylenglykol, pentaerytritol og dipentaerytritol. Etylenglykol, propylenglykol og pentaerytritol foretrekkes, og av disse forbindelser er etylenglykol mest foretrukket.

Foreliggende flerverdige alkoholer anvendes i mengder som forårsaker at stivelseseteren sveller opp eller delvis løses opp, og de bør ikke anvendes i så store mengder at det skjer en fullstendig oppløsning. Den foretrukne hydroksypropyl-stivelse løser seg f.eks. i etylenglykol i en mengde på 30% ved 75°C og i propylenglykol i en mengde på 40%, mens denne forbindelse i glycerol løser seg i en mengde på 10% ved 100°C.

Fortrinnsvis anvendes 20 - 70 vekt% av polymer av umettet hydrokarbon, 20 - 80 vekt% av stivelseseter, 11 - 19 vekt% av kompatibiliserende kopolymer og 2 - 8 vekt% av flerverdig alkohol i blandingen ifølge denne oppfinnelse.

Fordi bearbeiding av blandingen alltid omfatter et opp-varmingstrinn, kan den flerverdige alkohol fullstendig ut-vikle sin svellende eller delvis oppløsende virkning.

En foretrukket fremgangsmåte for fremstilling av foreliggende blanding omfatter samekstrudering av stivelseseter og den flerverdige alkohol, og deretter blanding av den således oppnådde homogene blanding med de andre komponenter, samt ekstrudering av blandingen.

Selv om oppfinnelsen ikke er avhengig av eller begrenset av teoretiske betraktninger, antas det at hydrogenbindingene i stivelsen rives opp ved foretringen, hvoretter den flerverdige alkohol forårsaker ytterligere løsvikling av stivelsesmolekylene, slik at stivelsespartikler er til stede uavhengig av hverandre og i hovedsak kan dispergeres fullstendig i molekyIdispers form. Noen ganger fører dette til klare perler når stivelseseteren og den flerverdige alkohol ekstruderes sammen. Blandingen ifølge denne oppfinnelse er svært godt egnet for fremstilling av filmer, men også for fremstilling av tredimensjonale gjenstander. Videre er de anvendte stivelsesetere og den flerverdige alkohol rimelige materialer, som er billigere enn hydrokarbonpolymeren. Et perfekt materiale som inneholder 50% stivelseseter kan lett oppnås, og også høyere prosentinnhold av stivelseseter er egnet. Selvsagt vil det optimale prosentinnhold av stivelseseter også avhenge av blandingens anvendelse.

De følgende eksempler illustrerer denne oppfinnelse.

Eksempel I

En blanding av hydroksypropyl-stivelse med en substitusjonsgrad på 0,5 og 10 vekt% etylenglykol, basert på stivelsen, ble ekstrudert ved 75 °C, og det ble oppnådd klare perler. 55 vektdeler av perlene ble blandet med 15 vektdeler EAA og 30 vektdeler lavdensitets-polyetylen (LLDPE). Denne blanding ble ekstrudert, og det ble fremstilt filmer. Disse filmer hadde en strekkfasthet på 12,6 MPa/mm<2>(ca. 50% av verdien for LLDPE som sådant) og en flyteverdi på 12,3 sammenlignet med bare 10,1 for polyetylen som sådan. Videre viste filmen en bruddforlengelse på 330%. Denne kombinasjon av egenskaper gjør filmen i særlig grad egnet som inn-pakningsfilm med den ytterligere fordel at den er biologisk nedbrytbar.

Eksempel II

To blandinger A og B av lineær, lavtrykks-polyetylen (LLDPE), hydroksypropylstivelse (HPS) med en substitusjonsgrad på 0,5 og EAA (etylen-akrylsyre-kopolymer) som kompatibiliseringsmiddel og stearinsyre ble fremstilt. Blandingenes sammensetning er angitt i den følgende tabell. Blandingene ble oppvarmet til 180°C i en ekstruder og ekstrudert for å danne granulater, og av granulatene ble det fremstilt filmer ved ekstruderings-formblåsing. Av blanding A kunne det ikke fremstilles film. Videre ble det fremstilt to blandinger C og D med samme sammensetning som hhv. A og B, med unntak av at disse blandinger inneholdt 5 vektdeler glykol i stedet for 5 vektdeler stearinsyre, og som ble bearbeidet til film ifølge samme fremgangsmåte.

Det fremgår av tabellen ovenfor at blanding A, som inneholdt stearinsyre, ikke kunne bearbeides til filmer, mens blanding C, som er identisk med blanding A med unntak av at C inneholder glykol i stedet for stearinsyre, kunne bearbeides til filmer med ønskede egenskaper.

Blanding D, som inneholdt glykol, hadde en bedre balanse av egenskaper enn blanding B som er forskjellig fra blanding D ved at B inneholder stearinsyre i stedet for glykol.

Eksempel III

Følgende to blandinger ble fremstilt og bearbeidet til filmer under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel II. HPS, EAA og LLDPE var de samme som i de foregående eksempler.

Claims (4)

1. Blanding som inneholder minst 20 vekt% av en polymer av umettet hydrokarbon og minst 20 vekt% av et stivelsesderivat, karakterisert ved at stivelsesderivatet er en C^ -alkyl- eller -hydroksyalkyl-eter av stivelse med en substitusjonsgrad på minst 0,25, idet blandingen dessuten inneholder 11 - 19 vekt% av en kopolymer av etylen og vinylacetat eller akrylsyre, eller en terpolymer av etylen, vinylacetat og (met)akrylsyre, som et kompatibiliseringsmiddel, og 2-8 vekt# av en flerverdig alifatisk alkohol med 2-10 karbonatomer og 2 - 6 hydroksylgrupper som dispergeringsmiddel eller mykner for stivelseseteren.

2. Blanding ifølge krav l, karakterisert ved at den som stivelseseter inneholder et kondensasjonsprodukt av stivelse og propylenoksyd.

3. Blanding ifølge krav 1 - 2, karakterisert ved at stivelseseteren har en substitusjonsgrad på 0,4 - 1,0.

4. Blanding ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den flerverdige alkohol er etylenglykol, propylenglykol eller glycerol.