本发明涉及一种汽化促进剂以及一种包含该汽化促进剂的组合物,所述汽化促进剂促进聚乳酸树脂的汽化。
背景技术:
1、目前商业化的通用塑料具有优异的物理性能,由于供应和价格稳定,需求不断增加。然而,废塑料的处理问题贯穿整个生命周期。由于它们在诸如海洋和土壤的自然条件下不会分解,因此它们正在成为造成严重环境污染问题的因素。
2、为了解决这些环境污染问题,近年来人们积极开展生物降解塑料的研究。
3、生物降解塑料是指被自然界中存在的微生物分解成低分子量物质并最终分解成水和二氧化碳,或水和甲烷气体的材料。
4、聚乳酸树脂(通常用作这种生物降解塑料)是一种生物降解热塑性聚酯,其具有取代传统石化聚合物的巨大潜力。它是迄今为止研究最多的可回收聚合物材料,正在积极开发其用途。
5、虽然聚乳酸树脂具有在特定的堆肥条件下能够快速分解和再生二氧化碳(co2)的特性,但聚乳酸树脂分解和生成二氧化碳所需的特定堆肥条件是非常严格的。
6、具体地,聚乳酸树脂在土壤中,在50℃或更高的高温和约40%的高湿条件下,在微生物众多的土壤中自然分解,最终生成二氧化碳。存在的问题是在室温下很难进行生物降解,在诸如海洋或土壤的自然条件下需要很长的时间来分解。
7、为了解决这个问题,可以创造人工生物降解环境;然而,维持特定的堆肥(生物降解)条件需要高成本和足够的氧供应。因此,在提高聚乳酸树脂的分解率方面仍有很大的局限性。
8、[现有技术文献]
9、[专利文献]
10、(专利文献1)韩国公开专利号2014-0112200。
技术实现思路
1、技术问题
2、本发明旨在解决上面讨论的现有技术的问题。
3、本发明旨在提供一种用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂以及一种包含该汽化促进剂的组合物,所述汽化促进剂提高在30℃的室温下汽化程度低的聚乳酸树脂(pla)的汽化程度,从而即使在室温下也能加速聚乳酸(pla)树脂的生物降解效果(速度)。
4、问题的解决方案
5、根据本发明的一个方面,提供了一种组合物,其包含以组合物的总重量计量的范围为10重量%至小于100重量%的聚乳酸(pla)树脂,其中,当根据iso 14855测量在30℃下10周内产生的二氧化碳(co2)的累积量时,由以下等式1表示的汽化程度(v10w)为50%或更高:
6、[等式1]
7、
8、在等式1中,(co2)s为含有堆肥和样品的测试容器中产生的二氧化碳(co2)的累积量(g),所述样品的量以样品和堆肥的总干重计为14.3重量%,(co2)b为仅含有堆肥的接种容器中产生的二氧化碳(co2)的累积量(g),(co2)thv为测试容器中产生的二氧化碳(co2)的理论累积量并由以下等式2表示,
9、[等式2]
10、
11、在等式2中,cw为样品中所含有的有机碳的质量(g)。
12、在一个实施方案中,所述组合物可进一步包含用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂。
13、在另一个实施方案中,聚乳酸(pla)树脂与用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂的重量比可以为10:90至90:10。
14、在另一个实施方案中,所述组合物的由以下等式3表示的在汽化促进方面的改善程度(δvid10w)可以为1%或更大:
15、[等式3]
16、δvid10w(%)=v10w–vthv10w
17、在等式3中,v10w如上所限定,vthv10w由以下等式4表示,
18、[等式4]
19、
20、在等式4中,x为组合物中所含有的聚乳酸(pla)树脂以组合物的总重量计的重量百分比。
21、在另一个实施方案中,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂可以满足以下特征中的至少一个:玻璃化转变温度(tg)为-45℃至80℃,结晶温度(tc)为60℃至120℃,熔化温度(tm)为100℃至170℃。
22、在另一个实施方案中,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂可以包括以下树脂:所述树脂包括衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
23、在另一个实施方案中,以衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元的总摩尔数计,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂可以包括量的范围为1摩尔%至80摩尔%的衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
24、根据本发明的另一个方面,提供了一种用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂,其包括以下树脂:所述树脂包括衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
25、在一个实施方案中,衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元与衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元的摩尔比可以为40:60至99:1。
26、发明的有利效果
27、根据本发明实施方案的组合物包含在30℃的室温下汽化程度低的聚乳酸(pla)树脂,其中当测量在10周内产生的二氧化碳(co2)的累积量时,汽化程度高(为特定水平或更高的水平),从而在室温下实现了优异的生物降解效果。
28、此外,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂可以显著加速聚乳酸(pla)树脂(在30℃的室温下汽化程度低)的汽化。
29、因此,组合物和用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂可用于各种领域,以有效地保护环境,并具有优异的物理性能。
1.一种组合物,其包含以组合物的总重量计量的范围为10重量%至小于100重量%的聚乳酸(pla)树脂,其中,当根据iso 14855测量30℃下10周内产生的二氧化碳(co2)的累积量时,由以下等式1表示的汽化程度(v10w)为50%或更高:
2.根据权利要求1所述的组合物,其进一步包含用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,聚乳酸(pla)树脂与用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂的重量比为10:90至90:10。
4.根据权利要求2所述的组合物,其中,由以下等式3表示的在汽化促进方面的改善程度(δvid10w)为1%或更大:
5.根据权利要求2所述的组合物,其中,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂满足以下特征中的至少一个:
6.根据权利要求2所述的组合物,其中,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂包括以下树脂:所述树脂包括衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元;以及衍生自至少一种选自3-羟基丁酸酯(3-hb)、3-羟基丙酸酯(3-hp)、3-羟基戊酸酯(3-hv)、3-羟基己酸酯(3-hh)、4-羟基戊酸酯(4-hv)、5-羟基戊酸酯(5-hv)和6-羟基己酸酯(6-hh)的单体的重复单元。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂包括以下树脂:所述树脂包括衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中,以衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元的总摩尔数计,用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂包括量的范围为1摩尔%至80摩尔%的衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
9.一种用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂,其包括以下树脂:所述树脂包括衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元和衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元。
10.根据权利要求9所述的用于聚乳酸(pla)树脂的汽化促进剂,其中,衍生自3-羟基丁酸酯(3-hb)单体的重复单元与衍生自4-羟基丁酸酯(4-hb)单体的重复单元的摩尔比为40:60至99:1。