DE102015217309A1 - polymer composition - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung enthaltend: i) 70 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eines Polyhydroxyalkanoats; und ii) 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eines Terephthalsäure-di-C4-C13-alkylesters. Weiterhin betrifft die Erfindung die bioabbaubare Polyesterfolien bzw. bioabbaubare Spritzguss- oder thermogeformte Artikel enthaltend die o.g. Polymerzusammensetzungen.The present invention relates to a polymer composition comprising: i) from 70 to 95% by weight, based on the total weight of components i to ii, of a polyhydroxyalkanoate; and ii) from 5 to 30% by weight, based on the total weight of components i to ii, of a terephthalic acid di-C4-C13-alkyl ester. Furthermore, the invention relates to biodegradable polyester films or biodegradable injection-molded or thermoformed articles containing the above-mentioned. Polymer composition.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung enthaltend:
- i) 70 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eines Polyhydroxyalkanoats; und
- ii) 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eines Terephthalsäure-di-C4-C13-alkylesters.
- i) from 70 to 95% by weight, based on the total weight of components i to ii, of a polyhydroxyalkanoate; and
- ii) 5 to 30 wt .-%, based on the total weight of components i to ii, of a terephthalic acid di-C 4 -C 13 alkyl ester.
Weiterhin betrifft die Erfindung die bioabbaubare Polyesterfolien bzw. bioabbaubare Spritzguss- oder thermogeformte Artikel enthaltend die o.g. Polymerzusammensetzungen.Furthermore, the invention relates to biodegradable polyester films or biodegradable injection-molded or thermoformed articles containing the above-mentioned. Polymer composition.
Polyhydroxyalkanoate (PHA) wie z.B. Polyhydroxybutyrate (PHB) können mit Hilfe von Bakterien synthetisiert werden. Beispielsweise sind in Biopolymer, Wiley-VCH, 2002 derartige biotechnologische Verfahren beschrieben. Polyhydroxyalkanoate stellen somit eine der interessantesten Klassen der Biopolymere dar. Neben ihren mechanischen Eigenschaften, die durch die strukturelle Vielfalt breit variiert werden können, ihre ökologisch unbedenklichen Herstellung und ihe umweltschonende Entsorgung – insbesondere durch ihre Fähigkeit auch unter anaeroben Bedingungen biologisch abgebaut zu werden, stehen die Polyhydroxyalkanoate im Fokus des Interesses.Polyhydroxyalkanoates (PHA), e.g. Polyhydroxybutyrate (PHB) can be synthesized with the help of bacteria. For example, such biotechnological methods are described in Biopolymer, Wiley-VCH, 2002. Polyhydroxyalkanoates thus represent one of the most interesting classes of biopolymers. In addition to their mechanical properties, which can be varied widely by structural diversity, their ecologically safe production and their environmentally friendly disposal - in particular by their ability to biodegrade under anaerobic conditions Polyhydroxyalkanoates in the focus of interest.
Unter Polyhydroxyalkanoaten werden in der Regel Homopolymere wie Poly-3-hydroxybutyrat (3-PHB), Poly-4-hydroxybutyrat (4-PHB) oder auch Copolymere wie, Poly-3-hydroxybutyrat-co-3-hydroxyvalerat, Poly-3-hydroxybutyrat-co-3-hydroxyvalerat-co-4-hydroxybutyrat, Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate und Poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate verstanden. Among polyhydroxyalkanoates are usually homopolymers such as poly-3-hydroxybutyrate (3-PHB), poly-4-hydroxybutyrate (4-PHB) or copolymers such as, poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, poly-3 hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-4-hydroxybutyrate, poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate and poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate.
In der Praxis kann das Eigenschaftsprofil der bekannten Polyhydroxyalkanoate insbesondere das der zuvor genannten Homopolymere nicht immer überzeugen. Die Polyhydroxyalkanoate weisen bisweilen ein klebriges, hochviskoses Verhalten auf. Bei der Verarbeitung wird dadurch ein hoher Energieeintrag notwendig. Ein Molekulargewichtsabbau der z. Teil temperaturempfindlichen Biopolymere ist die direkte Folge. Weiterhin führt bei der Folienherstellung das Verkleben der Walze zu Produktionsausfällen. Insbesondere dünne Folien, die in der Verpackungsindustrie üblich sind, lassen sich auf diese Weise nicht wirtschaftlich herstellen. Weiterhin sind insbesondere die Homopolymere wie 3-PHB spröde und wenig duktil, sodass die daraus hergestellten Artikel hinsichtlich ihrer Anwendungseigenschaften verbessert werden können.In practice, the property profile of the known polyhydroxyalkanoates, in particular that of the aforementioned homopolymers, can not always be convincing. The polyhydroxyalkanoates sometimes have a sticky, high viscosity behavior. During processing, a high energy input is necessary. A molecular weight reduction of z. Part of temperature-sensitive biopolymers is the direct result. Furthermore, in the film production, the gluing of the roller leads to production losses. In particular, thin films, which are common in the packaging industry, can not be produced economically in this way. Furthermore, especially the homopolymers such as 3-PHB are brittle and less ductile, so that the articles produced therefrom can be improved in terms of their application properties.
In der
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, biologisch abbaubare Polymerzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, die die obengenannten Nachteile nicht aufweisen. The present invention is therefore based on the object to provide biodegradable polymer compositions which do not have the abovementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird von den eingangs definierten biologisch abbaubaren Polymerzusammensetzungen, die im Folgenden näher beschrieben sind, erfüllt. Die erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen unterscheiden sich von denjenigen des Standes der Technik durch den Zusatz von Terephthalsäure-di-C4-C13-alkylestern (Komponente ii). Durch den Zusatz von Terephthalsäure-di-C4-C13-alkylestern kann insbesondere die Reißfestigkeit und das E-Modul der Polymerzusammensetzungen verbessert werden.This object is fulfilled by the biodegradable polymer compositions defined in the introduction, which are described in more detail below. The polymer compositions according to the invention differ from those of the prior art by the addition of terephthalic acid di-C 4 -C 13 -alkyl esters (component ii). The addition of terephthalic acid di-C 4 -C 13 -alkyl esters, in particular, the tear strength and the modulus of elasticity of the polymer compositions can be improved.
Im Folgenden werden die Polymerzusammensetzungen näher beschrieben:
Unter Polyhydroxyalkanoaten (Komponente i) werden neben den eingangs beschriebenen Systemen in erster Linie Poly-4-hydroxybutyrate und Poly-3-hydroxybutyrate und Copolyester der vorgenannten Poly-Hydroxybutyrate mit 3-Hydroxyvalerat, 3-Hydroxyhexanoat und/oder 3-Hydroxyoctanoat verstanden. Poly-3-hydroxybutyrate werden beispielsweise von der Fa. PHB Industrial unter dem Markennamen Biocycle® und von der Fa. Tianan unter dem Namen Enmat® vertrieben. Poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate sind insbesondere von der Fa. Metabolix bekannt. Sie werden unter dem Handelsnamen Mirel® vertrieben. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate sind von der Fa. P&G oder Kaneka bekannt. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate weisen in der Regel einen 3-Hydroxyhexanoatanteil von 1 bis 20 und vorzugsweise von 3 bis 15 mol% bezogen auf die Komponente ii auf. Insbesondere bevorzugt ist ein 3-Hydroxyhexanoatanteil von 10 bis 13 mol %. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate sind für die erfindungsgemäßen Polyesterfolien besonders bevorzugt. In Kombination mit den Komponenten i, sowie gegebenenfalls iii, iv und vi liefern sie sehr weiterreißfeste, transparente Folien.The polymer compositions are described in more detail below:
Polyhydroxyalkanoates (component i) are understood in addition to the systems described at the outset to be primarily poly-4-hydroxybutyrates and poly-3-hydroxybutyrates and copolyesters of the abovementioned polyhydroxybutyrates with 3-hydroxyvalerate, 3-hydroxyhexanoate and / or 3-hydroxyoctanoate. Poly-3-hydroxybutyrate are sold for example by the company. PHB Industrial under the brand name Biocycle ® and by the company. Tianan under the name Enmat ®. Poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrates are known in particular from Metabolix. They are marketed under the trade name Mirel ®. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoates are known from the company P & G or Kaneka. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoates generally have a 3-hydroxyhexanoate content of from 1 to 20 and preferably from 3 to 15 mol%, based on component ii. Particularly preferred is a 3-hydroxyhexanoate content of 10 to 13 mol%. Poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoates are particularly preferred for the polyester films of this invention. In combination with the components i, and optionally iii, iv and vi, they provide very tear-resistant, transparent films.
Die Polyhydroxyalkanoate weisen in der Regel ein Molekulargewicht Mw von 100.000 bis 1.000.000 und vorzugsweise von 300.000 bis 600.000 auf. The polyhydroxyalkanoates generally have a molecular weight Mw of from 100,000 to 1,000,000, and preferably from 300,000 to 600,000.
Die Komponente i wird üblicherweise in 70 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 75 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eingesetzt. Dementsprechend wird Komponente ii in 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten i bis ii, eingesetzt.Component i is usually used in 70 to 95% by weight, preferably 75 to 90% by weight, based on the total weight of components i to ii. Accordingly, component ii is used in 5 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight, based on the total weight of components i to ii.
Erfindungsgemäß werden in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester als Weichmacher verwendet.According to the invention, terephthalic acid C 4 to C 13 dialkyl esters are used as plasticizers in the compositions according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester weisen unabhängig voneinander jeweils 4 bis 13 C-Atome, insbesondere 4 bis 10 C-Atome, in den Alkylketten auf, wobei die Alkylreste jeweils linear oder verzweigt sein können. The terephthalic acid C 4 - to C 13 -dialkyl esters according to the invention have, independently of one another, in each case 4 to 13 C atoms, in particular 4 to 10 C atoms, in the alkyl chains, where the alkyl radicals may each be linear or branched.
Bevorzugte Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester sind Di-(n-butyl)-terephthalsäuredialkylester, Di-(2-ethylhexyl)-terephthalsäuredialkylester, Di-(isononyl)-terephthalsäuredialkylester oder Di-(2-propylheptyl)-terephthalsäuredialkylester. Preferred terephthalic acid C 4 - to C 13 dialkyl esters are dialkyldi- (n-butyl) terephthalates, dialkyl di (2-ethylhexyl) terephthalates, dialkyl di- (isononyl) terephthalates or dialkyldi- (2-propylheptyl) terephthalates.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester zum einen um Di-(n-butyl)-terephthalsäuredialkylester, beispielsweise das auf dem Markt erhältliche Produkt „Eastman Effusion® Plasticizer“ der Eastman Chemical Company, Kingsport, USA.Particularly preferably, in the terephthalic acid-C 4 - to C 13 dialkyl esters of a di- (n-butyl) -terephthalsäuredialkylester, for example the product available on the market "® Eastman effusion Plasticizer" from Eastman Chemical Company, Kingsport, USA.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester weiterhin um Terephthalsäure-bis (2-ethylhexyl)-dialkylester, auch bekannt unter der Bezeichnung Dioktylterephthalat oder DOTP, beispielsweise das auf dem Markt erhältliche Produkt „Eastman 168®“ der Eastman Chemical Company, Kingsport, USA, oder das ebenfalls auf dem Markt erhältliche Produkt „Palatinol® DOTP“ der BASF Corp., Florham Park, USA.Particularly preferably, in the terephthalic acid-C 4 - to C 13 dialkyl esters continue to terephthalic acid-bis (2-ethylhexyl) dialkyl esters, also known under the name Dioktylterephthalat or DOTP, for example that available on the market the product "Eastman 168 ® "The Eastman Chemical Company, Kingsport, USA, or the also available on the market product" Palatinol ® DOTP "BASF Corp., Florham Park, USA.
Die erfindungsgemäßen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester zeichnen sich durch eine sehr gute Verträglichkeit mit einer Vielzahl verschiedener anderer Weichmacher aus und können zur Erzielung bestimmter Eigenschaften auch in Kombination mit diesen eingesetzt werden. Bei speziellen oder komplexen anwendungsbedingten Anforderungen, wie beispielsweise eine hohe Kälteelastizität, eine hohe Extraktions- oder Migrationsbeständigkeit oder sehr niedrige Weichmacherflüchtigkeit, kann es vorteilhaft sein, Weichmacher-Mischungen zur Weichmachung zu verwenden. The terephthalic acid C 4 - to C 13 -dialkyl esters according to the invention are distinguished by a very good compatibility with a large number of different other plasticizers and can also be used in combination with these to achieve certain properties. For special or complex application-related requirements, such as high cold elasticity, high extraction or migration resistance, or very low plasticizer volatility, it may be advantageous to use plasticizer mixtures for softening.
Aus diesem Grund betrifft die Erfindung auch Weichmacher-Mischungen, die wenigstens einen erfindungsgemäßen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester und wenigstens einen von den erfindungsgemäßen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylestern verschiedenen Weichmacher enthalten.For this reason, the invention also relates to plasticizer mixtures containing at least one inventive terephthalic acid C 4 - to C 13 dialkyl ester and at least one of the inventive terephthalic acid-C 4 - to C 13 -dialkylestern different plasticizer.
Der von den erfindungsgemäßen Terephthalsäure-C4- bis C13-dialkylester verschiedene zusätzliche Weichmacher ist vorzugsweise ausgewählt unter Cyclohexan-1,2-dicarbonsäuredialkylestern, Phthalsäuredialkylestern, Phthalsäurealkylaralkylestern, Trimellithsäuretrialkylestern, Adipinsäuredialkylestern, Benzoesäurealkylestern, Dibenzoesäureestern von Glycolen, Hydroxybenzoesäureestern, Estern von gesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, Estern von ungesättigten Dicarbonsäuren, Amiden und Estern von aromatischen Sulfonsäuren, Alkylsulfonsäureestern, Glycerinestern, Isosorbidestern, Phosphorsäureestern, Citronensäuretriestern, Alkylpyrrolidonderivaten, 2,5-Furandicarbonsäureestern, 2,5-Tetrahydrofurandicarbonsäureestern, epoxidierten Pflanzenölen auf Basis von Triglyceriden und gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren, Polyestern aus aliphatischen und aromatischen Polycarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen.The additional plasticizer other than the terephthalic acid C 4 to C 13 dialkyl esters according to the invention is preferably selected from dialkyl cyclohexane-1,2-dicarboxylates, dialkyl phthalates, trialkylaluminium alkyl esters, dialkyl trimellitates, dialkyl adipates, benzoic acid dibenzoates, hydroxybenzoic acid esters, esters of saturated mono- and dicarboxylic acids, esters of unsaturated dicarboxylic acids, amides and esters of aromatic sulfonic acids, alkylsulfonic acid esters, glycerol esters, isosorbide esters, phosphoric acid esters, citric acid triesters, alkylpyrrolidone derivatives, 2,5-furandicarboxylic acid esters, 2,5-tetrahydrofurandicarboxylic acid esters, epoxidized vegetable oils based on triglycerides and saturated or unsaturated fatty acids , Polyesters of aliphatic and aromatic polycarboxylic acids with polyhydric alcohols.
Bevorzugte Cyclohexan-1,2-dicarbonsäuredialkylester sind Cyclohexan-1,2-dicarbonsäure-C8- bis C10-dialkylester, beispielsweise Cyclohexan-1,2-dicarbonsäure-di-(2-ethylhexyl)ester, Cyclohexan-1,2-dicarbonsäurediisooctylester, Cyclohexan-1,2-dicarbonsäurediisononylester, Cyclohexan-1,2-dicarbonsäure-di-(2-propylheptyl)ester oder Cyclohexan-1,2-dicarbonsäurediisodecylester. Besonders bevorzugt wird in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Diisononyl-cyclohexan-1,2-dicarbonsäureester als Weichmacher verwendet, beispielsweise das auf dem Markt erhältliche Produkt Hexamoll® DINCH® (CAS Nr. Europa und Asien: 166412-78-8; CAS-Nr. USA: 474919-59-0) der BASF SE oder das ebenfalls auf dem Markt erhältliche Produkt Elatur® CH (CAS Nr. Europa und Asien: 166412-78-8; CAS-Nr. USA: 474919-59-0) der Evonik-Oxeno.Preferred cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid dialkyl esters are cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid C 8 - to C 10 -dialkyl esters, for example cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid di- (2-ethylhexyl) ester, cyclohexane-1,2- dicarboxylic acid diisooctyl ester, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid diisononyl ester, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid di (2-propylheptyl) ester or cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid diisodecyl ester. Is particularly preferred in the novel compositions diisononyl cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid esters as a plasticizer used for example that available on the market product Hexamoll ® DINCH ® (CAS No. Europe and Asia.. 166412-78-8; CAS No. USA : 474919-59-0) from BASF SE or also available on the market product Elatur ® CH (CAS No. Europe and Asia.. 166412-78-8; CAS No. USA: 474919-59-0) of Evonik OXENO.
Bevorzugte Phthalsäuredialkylester weisen unabhängig voneinander 4 bis 13 C-Atome, bevorzugt 8 bis 13 C-Atome, in den Alkylketten auf. Ein bevorzugter Phthalsäurealkylaralkylester ist beispielsweise Benzylbutylphthalat. Die Trimellithsäuretrialkylester weisen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils 4 bis 13 C-Atome, insbesondere 7 bis 11 C-Atome, in den Alkylketten auf. Bei den Estern von gesättigten Mono- und Dicarbonsäuren handelt es sich bevorzugt um Ester der Essigsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Milchsäure oder Weinsäure. Die Adipinsäuredialkylester weisen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils 4 bis 13 C-Atome, insbesondere 6 bis 10 C-Atome, in den Alkylketten auf. Bei den Estern von ungesättigten Dicarbonsäuren handelt es sich bevorzugt um Ester der Maleinsäure und der Fumarsäure. Die Benzoesäurealkylester weisen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils 7 bis 13 C-Atome, insbesondere 9 bis 13 C-Atome, in den Alkylketten auf. Bevorzugte Benzoesäurealkylester sind beispielsweise Isononylbenzoat, Isodecylbenzoat oder 2-Propylheptylbenzoat. Bevorzugte Dibenzoesäureester von Glycolen sind Diethylenglycoldibenzoat und Dibutylenglycol-dibenzoat. Bevorzugte Alkylsulfonsäureester weisen vorzugsweise einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen auf. Dazu zählen beispielsweise der Phenyl- oder Cresylester der Pentadecylsulfonsäure. Bevorzugte Isosorbidester sind Isosorbiddiester, die bevorzugt unabhängig voneinander jeweils mit C5 bis C13-Carbonsäuren verestert sind. Bevorzugte Phosphorsäureester sind Tri-2-ethylhexylphosphat, Trioctylphosphat, Triphenylphosphat, Isodecyldiphenylphosphat, 2-Ethylhexyldiphenylphosphat und Bis-(2-ethylhexyl)phenylphosphat. In den Citronensäuretriestern kann die OH-Gruppe in freier oder carboxylierter Form, bevorzugt acetyliert, vorliegen. Die Alkylreste der Citronensäuretriester weisen bevorzugt unabhängig voneinander 4 bis 8 C-Atome, insbesondere 6 bis 8 C-Atome, auf. Bevorzugt sind Alkylpyrrolidonderivate mit Alkylresten von 4 bis 18 C-Atomen. Bevorzugte 2,5-Furandicarbonsäuredialkylester weisen unabhängig voneinander jeweils 4 bis 13 C-Atome, bevorzugt 8 bis 13 C-Atome, in den Alkylketten auf. Bei den epoxidierten Pflanzenölen handelt es sich beispielsweise bevorzugt um epoxidierte Fettsäuren aus epoxidertem Sojaöl, erhältlich unter dem Handelsnamen reFlex® der Firma PolyOne, USA den Handelsnamen Proviplast® PLS Green 5 sowie Proviplast® PLS Green 8 der Fa. Proviron, Belgien, und dem Handelsnamen Drapex Alpha® der Fa. Galata, USA. Bei den Polyestern aus aliphatischen und aromatischen Polycarbonsäuren handelt es sich bevorzugt um Polyester der Adipinsäure mit mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Dialkylenglycol-polyadipate mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest.Preferred dialkyl phthalates independently of one another have 4 to 13 C atoms, preferably 8 to 13 C atoms, in the alkyl chains. A preferred phthalic alkylalkyl is, for example Benzyl butyl phthalate. The trimellitic acid trialkyl esters preferably each independently have 4 to 13 C atoms, in particular 7 to 11 C atoms, in the alkyl chains. The esters of saturated mono- and dicarboxylic acids are preferably esters of acetic acid, butyric acid, valeric acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, lactic acid or tartaric acid. The adipic acid dialkyl esters preferably each independently have 4 to 13 C atoms, in particular 6 to 10 C atoms, in the alkyl chains. The esters of unsaturated dicarboxylic acids are preferably esters of maleic acid and fumaric acid. The benzoic acid alkyl esters preferably each independently have 7 to 13 C atoms, in particular 9 to 13 C atoms, in the alkyl chains. Examples of preferred benzoic acid alkyl esters are isononyl benzoate, isodecyl benzoate or 2-propylheptyl benzoate. Preferred dibenzoic acid esters of glycols are diethylene glycol dibenzoate and dibutylene glycol dibenzoate. Preferred alkylsulfonic acid esters preferably have an alkyl radical having 8 to 22 C atoms. These include, for example, the phenyl or cresyl esters of pentadecylsulfonic acid. Preferred isosorbide esters are isosorbide diesters, which are preferably each independently esterified with C5 to C13 carboxylic acids. Preferred phosphoric esters are tri-2-ethylhexyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, isodecyl diphenyl phosphate, 2-ethylhexyl diphenyl phosphate and bis (2-ethylhexyl) phenyl phosphate. In the citric acid triesters, the OH group can be present in free or carboxylated form, preferably acetylated. The alkyl radicals of the citric acid triesters preferably have, independently of one another, 4 to 8 C atoms, in particular 6 to 8 C atoms. Preference is given to alkylpyrrolidone derivatives having alkyl radicals of 4 to 18 carbon atoms. Preferred 2,5-furandicarboxylic acid dialkyl esters each independently have 4 to 13 C atoms, preferably 8 to 13 C atoms, in the alkyl chains. The epoxidized vegetable oils are, for example, preferably epoxidized fatty acids from epoxidertem soybean oil, available under the tradename Reflex ® from PolyOne, United States the trade names Proviplast ® PLS Green 5 and Proviplast ® PLS Green 8 Fa. Proviron, Belgium, and the trade name Drapex Alpha ® from. Galata, United States. The polyesters of aliphatic and aromatic polycarboxylic acids are preferably polyesters of adipic acid with polyhydric alcohols, in particular dialkylene glycol polyadipates having 2 to 6 carbon atoms in the alkylene radical.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung weitere dem Fachmann bekannte, Additive enthalten. Beispielsweise die in der Kunststofftechnik üblichen Zusatzstoffe wie Stabilisatoren; Nukleierungsmittel; Gleit- und Trennmittel wie Stearate (insbesondere Calziumstearat); Wachse wie beispielsweise Erucasäureamid, Stearinsäureamid oder Behenamid, Bienenwachs oder Bienenwachsester; Antistatikum, UV-Absorbers; UV-Stabilisators; Antifog-Mittel oder Farbstoffe. Die Additive werden in Konzentrationen von 0 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung eingesetzt.Furthermore, the polymer composition according to the invention may contain further additives known to the person skilled in the art. For example, the usual additives in plastics technology such as stabilizers; nucleating agents; Lubricants and release agents such as stearates (especially calcium stearate); Waxes such as erucic acid amide, stearic acid amide or behenamide, beeswax or beeswax esters; Antistatic, UV absorber; UV-stabilizer; Antifog agents or dyes. The additives are used in concentrations of 0 to 5 wt .-%, in particular 0.1 to 2 wt .-% based on the polymer composition according to the invention.
Als Nukleierungsmittel kommen insbesondere Kreide oder Talkum in Frage, die in der Regel in 0,1 bis 2 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung zum Einsatz gelangen.Particularly suitable nucleating agents are chalk or talc, which are generally used in 0.1 to 2% by weight, based on the polymer composition of the invention.
Weiterhin können der Polymerzusammensetzung noch Füllstoffe enthalten. Auch hier sind insbesondere Kreide und Talkum geeignet, die jedoch in größeren Mengen von 2 bis 50 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% bezogen auf die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung eingesetzt werden. Weitere geeignete Füllstoffe sind: Graphit, Gips, Leitruß, Eisenoxid, Calciumchlorid, Kaolin, Siliziumdioxid (Quarz), Natriumcarbonat, Titandioxid, Silikat, Wollastonit, Glimmer, Montmorellonite und Mineralfasern. Die Minerialien können auch als Nanofüllstoffe eingesetzt werden.Furthermore, the polymer composition may still contain fillers. In this case too, chalk and talc are particularly suitable, although they are used in relatively large amounts of 2 to 50% by weight and preferably 10 to 40% by weight, based on the polymer composition of the invention. Further suitable fillers are: graphite, gypsum, conductive carbon black, iron oxide, calcium chloride, kaolin, silica (quartz), sodium carbonate, titanium dioxide, silicate, wollastonite, mica, montmorellonite and mineral fibers. The minerals can also be used as nanofillers.
Neben den mineralischen Füllstoffen können auch organische Füllstoffe wie Stärke oder Amylose zugesetzt werden. Stärke und Amylose können nativ, d.h. nicht thermoplastifiziert oder mit Weichmachern wie beispielsweise Glycerin oder Sorbit thermoplastifiziert sein (
Auch ist der Einsatz von Nanofüllstoffen möglich. Nanofüllstoffen sind insbesondere feinteilige Schichtsilikate, bevorzugt Tonmineralien, besonders bevorzugt Montmorillonit enthaltend Tonmineralien, deren Oberfläche mit einem oder mehreren quarternären Ammoniumsalzen und/oder Phosphoniumsalzen und/oder Sulfoniumsalzen modifiziert sind. Als Tonmineralien bevorzugt sind natürliche Montmorillonite und Bentonite.The use of nanofillers is also possible. Nanofillers are, in particular, finely divided phyllosilicates, preferably clay minerals, particularly preferably montmorillonite containing clay minerals whose surface is modified with one or more quaternary ammonium salts and / or phosphonium salts and / or sulfonium salts. Preferred clay minerals are natural montmorillonites and bentonites.
Auch können die Polymerzusammensetzungen weitere biologisch abbaubare Polyester, wie aliphatische Polyester, aliphatisch-aromatische Polyester, Polycaprolacton, Polymilchsäure oder Polyglykolsäure enthalten. Die erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen sind mit diesen Polyestern teilweise mischbar oder liefern stabile Phasengemische.Also, the polymer compositions may contain other biodegradable polyesters such as aliphatic polyesters, aliphatic-aromatic polyesters, polycaprolactone, polylactic acid or polyglycolic acid. The polymer compositions according to the invention are partially miscible with these polyesters or provide stable phase mixtures.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist das Merkmal “biologisch abbaubar“ für einen Stoff oder ein Stoffgemisch dann erfüllt, wenn dieser Stoff oder das Stoffgemisch entsprechend
Im Allgemeinen führt die biologische Abbaubarkeit dazu, dass die Polyester-(mischungen) in einer angemessenen und nachweisbaren Zeitspanne zerfallen. Der Abbau kann enzymatisch, hydrolytisch, oxidativ und/oder durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, erfolgen und meist zum überwiegenden Teil durch die Einwirkung von Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen bewirkt werden. Die biologische Abbaubarkeit lässt sich beispielsweise dadurch quantifizieren, dass Polyester mit Kompost gemischt und für eine bestimmte Zeit gelagert werden. Beispielsweise wird gemäß
Andere Methoden zur Bestimmung der Bioabbaubarkeit werden beispielsweise in
Die eingangs genannten Polymerzusammensetzungen sind zur Herstellung von Netzen und Gewebe, Schlauchfolien, Chill-Roll-Folien mit und ohne einer Orientierung in einem weiteren Verfahrensschritt, mit und ohne Metallisierung oder SiOx-Beschichtung geeignet. Aber auch für Spritzgussartikel, thermogeformte Artikel oder Schäume können die Polymerzusammensetzungen eingesetzt werden.The polymer compositions mentioned above are suitable for the production of nets and fabrics, tubular films, chill-roll films with and without orientation in a further process step, with and without metallization or SiOx coating. However, the polymer compositions can also be used for injection-molded articles, thermoformed articles or foams.
Anwendungstechnische Messungen:Application-technical measurements:
Die Zugtests wurden an rechteckigen Folienstreifen in der angegebenen Dicke nach
I. Eingesetzte Materialien:I. Materials used:
- i (Komponente i) i (component i)
- i-1 Poly-3-hydroxybutyrat-Biocycle® 1000 der Firma PHB-ISAi-1, poly-3-hydroxybutyrate-Biocycle ® 1000 from PHB ISA
- ii Terephthalsäuresterii terephthalic acid ester
- ii-1 Terephthalsäure-bis (2-ethylhexyl)-dialkylester Palatinol® DOTP der BASF Corp., ii-1 Terephthalic acid bis (2-ethylhexyl) dialkyl Palatinol ® DOTP BASF Corp.,
- Weichmacher-Vergleichssystem: Tributylcitrat (TBC) Citrofol B1 Plasticizer Comparative System: Tributyl Citrate (TBC) Citrofol B1
Allgemeine Herstellvorschriften der Polymermischungen General preparation of the polymer blends
Herstellvorschrift 1 (Beispiele 3 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1, 2 und 4):Preparation 1 (Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1, 2 and 4):
Die Blends von Tabelle 1 wurden auf einem Zweischnecken-Miniextruder der Firma DSM hergestellt. Die Einsatzmenge betrug jeweils 20g, wobei die Einsatzstoffe in den in Tabelle 1 angegebenen Gewichtsverhältnissen eingesetzt wurden. Bei einer Temperatur von 180 °C und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 80 Umdrehungen pro Minute wurde zunächst Komponente i-1 zudosiert und falls erforderlich unmittelbar danach die Komponenten ii-1 bzw. TBC. Nach 3 min wurden die Mischungen in Strangform abgelassen und an der Luft abgekühlt. Jeder Versuch wurde 2 × wiederholt. The blends of Table 1 were prepared on a twin-screw mini extruder from DSM. The amount used was 20 g in each case, wherein the starting materials were used in the weight ratios indicated in Table 1. At a temperature of 180 ° C. and a rotational speed of 80 revolutions per minute, component i-1 was first added and, if necessary, components ii-1 or TBC immediately thereafter. After 3 minutes, the mixtures were discharged in strand form and cooled in air. Each experiment was repeated twice.
Tabelle 1: Herstellrezepturen (Gew-%) für die Polymermischungen der Beispiele 3 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1, 2 und 4:
Pressfolien:Press films:
Die Polymerstränge aus dem Miniextruder wurden nach dem Abkühlen klein geschnitten und anschließend mittels einer elektrischen Heißpresse der Firma Paul-Otto-Weber GmbH unter Verwendung eines Metallrahmens mit 300 Mikrometern Dicke bei 170 °C und einem Enddruck von 200kN zu Folien verpresst (Dauer pro Folie je 9 min). The polymer strands from the mini extruder were cut into small pieces after cooling and then pressed into films by means of an electric hot press from Paul-Otto-Weber GmbH using foamed metal frames of 300 micrometers thickness at 170 ° C. and a final pressure of 200 kN (duration per film per 9 minutes).
Tabelle 2: Mechanische Daten der Folien aus den Beispielen 3 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1, 2 und 4:
Die erfindungsgemäßen Beispiele 3 und 5 zeigten sich in allen gemessenen mechanischen Daten gegenüber den Vergleichssystemen verbessert.Examples 3 and 5 according to the invention were improved in all measured mechanical data compared with the comparison systems.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 99/23146 [0006] WO 99/23146 [0006]
- EP 539541 A [0025] EP 539541 A [0025]
- EP 575349 A [0025] EP 575349A [0025]
- EP 652910 [0025] EP 652910 [0025]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN EN 13432 [0028] DIN EN 13432 [0028]
- DIN EN 13432 [0029] DIN EN 13432 [0029]
- ISO 14855 [0029] ISO 14855 [0029]
- ASTM D 5338 [0030] ASTM D 5338 [0030]
- ASTM D 6400-4 [0030] ASTM D 6400-4 [0030]
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