Una composición polimérica plastificada que comprende

(i) PHB y sus copolímeros, con un peso molecular de 300.000 a 1.000.000, de fórmula general:

Uso de alcoholes grasos como plastificante para mejorar las propiedades fisicomecánicas y de procesabilidad de PHB y sus copolímeros.

Breve descripción de la invención

Los alcoholes grasos con ésteres grasos de glicerol son utilizados como plastificantes en PHB y sus composiciones copoliméricas para mejorar la procesabilidad y las propiedades fisicomecánicas. Los plastificantes son incorporados en el PHB y sus copolímeros mediante mezclado en un sistema de mezclado en seco.

Estado de la técnica

En la industria mundial actual se conoce la necesidad de producir materiales biodegradables y biocompatibles empleando materias primas y fuentes de energía renovables, a través de procesos no agresivos para el medio ambiente.

En el mercado, las aplicaciones más exitosas de los biopolímeros biodegradables son materiales desechables como los utilizados para el envasado de productos agroquímicos y cosméticos, y aplicaciones medicinales.

Una familia importante de biopolímeros biodegradables es la familia de los Polihidroxialcanoatos (PHAs). Son poliésteres producidos mediante síntesis natural por muchos microorganismos. Existen más de 170 microorganismos en la literatura y la ventaja comercial de los PHAs está ligada no sólo a las cualidades biodegradables sino también a las propiedades termomecánicas y a los bajos costes de producción.

Los PHAs más representativos son: el PHB (poli-3-hidroxibutirato), PHB-V (poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)), P4HB (poli-4-hidroxibutirato), P3HB4HB (poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato)) y cualquier PHAmcl (polihidroxialcanoatos de cadena media) y el PHHx (polihidroxihexanoato) es un biopolímero típico de esta última familia. La estructura química de los PHAs puede ser descrita como una cadena polimérica compuesta por la unidad de repetición siguiente:

En la cual R es un grupo alquilo de cadena de longitud variable. M y n son números enteros. En los polímeros mencionados anteriormente R y M tienen los valores siguientes:

PHB: R=CH₃, m=1

PHB-V: R=CH₃ o CH₃-CH₂-, m=1

P4HB: R=H, m=2

P3HB-4HB: R=H o CH3, m=1 ó 2

PHHx: R=CH3-CH2-CH2-, m=1

Muchos PHAs pueden ser procesados en extrusores, moldeo mediante inyección común sin modificadores demasiado grandes para una buena procesabilidad. Además, existe la posibilidad de procesar estos polímeros en sistemas de moldes y de películas de revestimiento para aplicación como envases industriales de alimentos.

Dependiendo del nivel de desarrollo, estos polímeros pueden ser utilizados con el fin de producir envases para higiene personal con una elevada velocidad de evacuación y un bajo espesor. Incluso cuando se requieran intrínsecamente las propiedades biodegradables, los PHAs tienen aspectos de aplicación básicos técnicos y comerciales muy claros, como envases para compostaje, "tops" de golf, artículos de pesca y otras cosas directamente relacionadas con materiales plásticos manejados al aire libre.

En la agroindustria, los PHAs pueden ser aplicados en macetas para flores, tubos pequeños para reforestación, películas de revestimiento para plantaciones y, principalmente, en sistemas de liberación controlada para nutrientes, herbicidas, insecticidas y otros.

En aplicaciones biomédicas, los PHAs pueden ser utilizados en microencapsulación para liberación controlada de compuestos, suturas médicas y agujas para la fijación de fracturas óseas.

El gran desarrollo de la ciencia natural en las últimas dos décadas, especialmente de la biotecnología, ha permitido la utilización de muchos microorganismos, naturales o modificados genéticamente, en la producción comercial de PHAs.

Aunque muchas aplicaciones han sido producidas con las células bacterianas "in natura" (sin el agente solvente de PHAs), como materiales moldeables, según explica la patente US-3107172, en la mayoría de los casos la aplicación comercial de los PHAs requería un nivel de pureza elevado para obtener buenas propiedades del plástico. Es crucial la utilización de solventes para la extracción del PHA y la recuperación de la biomasa residual para obtener un nivel de pureza adecuado durante la procesabilidad.

En la patente EPA-01455233 A2 se describen algunas posibilidades de procedimientos para la digestión de células con una suspensión acuosa de PHA, utilizando enzimas o agentes surfactantes para la solubilización de sustancias distintas de PHA. Esta patente muestra, con referencia al proceso de extracción con el solvente, posibles limitaciones debidas a los elevados costes de producción. Sin embargo, si se desea un producto de pureza elevada, la etapa del solvente no es eliminada.

En el proceso de extracción con el solvente orgánico, frecuentemente citado en la literatura para la extracción de PHA y la recuperación de la biomasa bacteriana, se utilizan solventes hidrocarbonados parcialmente halogenados como cloroformo (patente US-3275610), etanol/metanol cloro (US-3044942), cloroetano y cloropropano con un punto de ebullición entre 65 y 170ºC, 1,2-dicloroetano y 1,2,3-tricloropropano (patentes EP-0014490 B1 y EP-2446859).

Otros recursos, también halogenados, como diclorometano, dicloroetano y dicloropropano están citados en las patentes americanas US-4.562.245 (1985), US-4.310.684 (1982), US-4.705.604 (1987) y en la patente europea 036.699 (1981) y en la alemana 239.609 (1986).

La extracción del biopolímero y el proceso de purificación de la biomasa empleando solventes halogenados son hoy día absolutamente prohibitivos. Son extremadamente agresivos para la salud humana y para el medio ambiente. Por tanto, un solvente para la extracción de PHA y la purificación debe ser en primer lugar amigable con el medio ambiente.

Por tanto, debe evitarse la utilización de recursos que dañen el medio ambiente en cualquier etapa de la producción. También la fuente de energía utilizada en el proceso de producción debe proceder de una fuente renovable. Por tanto, no tiene sentido tener un plástico de bajo impacto medioambiental si en su producción se utilizaron únicamente recursos no renovables, por ejemplo. Un abordaje muy interesante de este problema es la incorporación total de la cadena productora de bioplásticos para la agroindustria, particularmente para la industria del azúcar y el alcohol (Nonato, R.V., Mantelatto, P.E., Rossell, C.E.V., "Integrated Production of Biodegradable Plastic (PHB), Sugar and Ethanol", Appl. Microbiol. Biotechnology, 57:1-5, 2001).

La Patente de EE.UU. 6.127.512 describe una composición granulada de poliéster que comprende un polihidroxialcanoato (PHA) con un peso molecular (Pm) mayor de 470.000 aproximadamente y una cantidad de plastificante de al menos un plastificante seleccionado del grupo que consta de:

• A. ésteres de elevado punto de ebullición seleccionados de

• ftalatos e isoftalatos de fórmula: [Figura 1] donde R1 es alquil C1-20 cicloalquilo o bencilo; (ii) citratos de fórmula: [Figura 2] donde R1 es hidrógeno o alquilo C1-10 y R2 es alquilo C1-10, alcoxi C1-10 o alcoxialquilo C1-10;

• adipatos de fórmula R1--O--C(O)--(CH2)4--C(O)--OR2 donde R1 y R2, que pueden ser iguales o diferentes, son alquilo C2-12 o alcoxialquilo C2-12;

• sebacatos de fórmula R1--C(O)--(CH2)8--C(O)--O--R1 donde R1 es alquilo C2-15 o alcoxialquilo C2-15;

• azelatos de fórmula R1--O--C(O)--(CH2)7--C(O)--R1 donde R1 es alquilo C2-12, bencilo o alcoxialquilo C2-12;

• B. éteres/ésteres de alquilo de fórmula R2--(O)--CH2--(CH2)n--O--R1 donde R1 es alquilo o --C(O)--alquilo, R2 es alquilo y n es de 2 a 100; o donde R1 es hidrógeno y una de dos, R2 es alquilfenilo en el que el alquilo es un alquilo C2-12 y n es de 1 a 100 o bien R2 es CH3--(CH2)10--C(O)-- y n es 5, 10, o R2 es CH3--(CH2)7--CH=CH--(CH2)7--C(O)-- y n es 5 ó 15;

• C. derivados epoxi de fórmula CH3--(CH2)n--A--(CH2)n--R en la cual A es un alqueno que contiene...

1. Una composición polimérica plastificada que comprende