СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ, ОСНОВАННЫХ НА ПЛАСТИФИЦИРОВАННОМ КРАХМАЛЕ, И ПОЛУЧЕННЫЕ КОМПОЗИЦИИ

1. Композиция на основе крахмала, включающая:
(a) по меньшей мере, 51% по весу пластифицированной крахмальной композиции, содержащей крахмал и органический пластификатор крахмала, полученной путем термомеханического смешивания гранулированного крахмала и его пластификатора;
(b) не более 49% по весу, по меньшей мере, одного некрахмального полимера; и
(c) связующее средство, имеющее молекулярный вес менее чем 5000, предпочтительно менее чем 1000, содержащее, по меньшей мере, две функциональные группы, из которых, по меньшей мере, одна способна реагировать с пластификатором, и, по меньшей мере, другая способна реагировать с крахмалом и/или некрахмальным полимером,
причем эти количества выражаются в расчете на сухое вещество и относятся к сумме (а) и (b).
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что гранулированный крахмал выбран из нативных крахмалов, крахмалов, которые подверглись кислотному, окислительному или ферментативному гидролизу, окислению или химической модификации, особенно ацетилированию, гидроксипропилированию, катионированию, сшиванию, фосфатированию или сукцинилированию, крахмалов, обработанных в водной среде при низкой температуре ("отожженные" крахмалы) и смесей этих крахмалов.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что гранулированный крахмал выбран из разжиженных крахмалов, окисленных крахмалов, крахмалов, которые подверглись химической модификации, белых декстринов и смесей этих продуктов.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что пластифицированная крахмальная композиция (а) частично замещена крахмалом, который растворим в воде или органических растворителях, или производным крахмала, которое растворимо в воде или органических растворителях.
5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что растворимый крахмал или растворимое производное крахмала выбрано из прежелатинизированных крахмалов, высоко преобразованных декстринов, мальтодекстринов, высоко функционализированных крахмалов и смесей этих продуктов.
6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что пластификатор выбран из глицерина, полиглицеринов, изосорбида, сорбитанов, сорбита, маннита, гидрогенизованных глюкозных сиропов, лактата натрия и смесей этих продуктов.
7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что весовое отношение пластификатора к крахмалу составляет от 10/100 до 150/100, предпочтительно от 25/100 до 120/100.
8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что количество пластифицированной крахмальной композиции (а), выраженное в расчете на сухое вещество и относящееся к сумме (а) и (b), составляет от 51% до 99,8% по весу, предпочтительно от 55% до 99,5% по весу, и, в частности, от 60% до 99% по весу.
9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что связующее средство выбрано из соединений, содержащих, по меньшей мере, две одинаковые или различные, свободные или скрытые, функциональные группы, выбранные из функциональных групп изоцианата, карбамоилкапролактама, эпоксида, галогена, протонной кислоты, кислотного ангидрида, ацилгалогенида, оксихлорида, триметафосфата и алкоксисилана и их смесей.
10. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что связующее средство выбрано из следующих соединений:
- диизоцианаты и полиизоцианаты, предпочтительно 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат (H12MDI), метилендифенилдиизоцианат (MDI), толуолдиизоцианат (TDI), нафталиндиизоцианат (NDI), гексаметилен диизоцианат (HMDI) и лизиндиизоцианат (LDI);
- дикарбамоилкапролактамы, предпочтительно 1,1'-карбонилбискапролактам;
- диэпоксиды;
- галоидгидрины, предпочтительно эпихлоргидрин;
- органические двухосновные кислоты, предпочтительно янтарная кислота, адипиновая кислота, глутаровая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, малеиновая кислота и соответствующие ангидриды;
- оксихлориды, предпочтительно оксихлорид фосфора;
- триметафосфаты, предпочтительно триметафосфат натрия;
- алкоксисиланы, предпочтительно тетраэтоксисилан, и любые смеси этих соединений.
11. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что связующее средство представляет собой диизоцианат, предпочтительно метилендифенилдиизоцианат или 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат (H12MDI).
12. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что количество связующего средства, выраженное в расчете на сухое вещество и относящееся к сумме (а) и (b), составляет от 0,1 до 15% по весу, предпочтительно от 0,1 до 12% по весу, или, что еще лучше от 0,2 до 9% по весу и, в частности, от 0,5 до 5% по весу.
13. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что некрахмальный полимер выбран из сополимеров этилен/винилацетат (EVA), полиэтиленов и полипропиленов, которые являются нефункционализированными или функционализированными, в частности, силановыми звеньями, акриловыми звеньями или звеньями малеинового ангидрида, термопластических полиуретанов (TPU), полибутиленсукцинатов (PBS), полибутиленсукцинат-со-адипатов (PBSA), полибутиленадипат терефталатов (РВАТ), сополимеров стирол-бутилен-стирол (SBS), сополимеров стирол-этилен-бутилен-стирол (SEBS), предпочтительно, которые являются функционализированными, в частности, звеньями малеинового ангидрида, аморфных терефталатов полиэтилена (PETG), синтетических полимеров, полученных из мономеров биологического происхождения, полимеров, экстрагируемых из растений, из тканей животных и из микроорганизмов, которые являются при необходимости функционализированными, и их смесей.
14. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, 33% углерода возобновляемого происхождения по определению ASTM D6852 стандарта.
15. Способ получения композиции на основе крахмала по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что он включает следующие этапы, на которых:
(i) выбирают, по меньшей мере, один гранулированный крахмал и, по меньшей мере, один пластификатор этого крахмала;
(ii) получают пластифицированную крахмальную композицию (а) путем термомеханического смешивания этого гранулированного крахмала и этого пластификатора;
(iii) включают в эту пластифицированную крахмальную композицию (а), полученную на этапе (ii), некрахмальный полимер (b) в таком количестве, что пластифицированная крахмальная композиция (а) представляет, по меньшей мере, 51% по весу, а некрахмальный полимер (b) представляет не более 49% по весу, причем эти количества выражаются в расчете на сухое вещество и относятся к сумме (а) и (b); и
(iv) включают в композицию, полученную таким образом, по меньшей мере, одно связующее средство, содержащее, по меньшей мере, две функциональные группы, по меньшей мере, одна из которых способна реагировать с пластификатором, и, по меньшей мере, другая из которых способна реагировать с крахмалом и/или некрахмальным полимером,
причем возможно, что этап (iii) проводят до, в ходе или после этапа (iv).
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что он дополнительно включает высушивание композиции, полученной на этапе (iii), перед включением связующего средства, до остаточной влажности менее чем 5%, предпочтительно менее чем 1%, в частности, менее чем 0,1% по весу.
17. Способ получения термопластической крахмальной композиции, включающий этап, на котором нагревают композицию на основе крахмала по любому одному из пп.1-14 до достаточной температуры и в течение достаточного времени для того, чтобы обеспечить реакцию связующего средства, с одной стороны, с пластификатором и, с другой стороны, с крахмалом пластифицированной крахмальной композиции (а) и/или некрахмальным полимером (b).
18. Термопластическая крахмальная композиция, получаемая по способу по п.17.
19. Термопластическая крахмальная композиция по п.18, отличающаяся тем, что она имеет удлинение при разрыве более чем 40%, предпочтительно более чем 80% и, в частности, более чем 90%.
20. Термопластическая крахмальная композиция по п.18, отличающаяся тем, что она имеет максимальную прочность при растяжении более чем 4 МПа, предпочтительно более чем 6 МПа и, в частности, более чем 8 МПа.
21. Термопластическая крахмальная композиция по п.18, отличающаяся тем, что она имеет содержание нерастворимых веществ, после погружения в воду в течение 24 ч при 20°С, по меньшей мере, равное 90%, предпочтительно, по меньшей мере, равное 95% по весу, и в частности, по меньшей мере, равное 98% по весу.
22. Термопластическая крахмальная композиция по п.18, отличающаяся тем, что она имеет, после погружения в воду при 20°С в течение 24 ч, степень набухания менее чем 20%, предпочтительно менее чем 12%, или, что еще лучше, менее чем 6%.
23. Термопластическая крахмальная композиция по п.18, отличающаяся тем, что она имеет:
- содержание нерастворимых веществ, по меньшей мере, равное 98%;
- степень набухания менее чем 5%;
- удлинение при разрыве, по меньшей мере, равное 95%; и
- максимальную прочность при растяжении более чем 8 МПа.
24. Термопластическая композиция по п.18, отличающаяся тем, что она является небиоразлагаемой или непригодной для компостирования по определению EN 13432, ASTM D6400 и ASTM 6868 стандартов.
25. Термопластическая композиция по п.18, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, 33% углерода возобновляемого происхождения по определению ASTM D6852 стандарта.