Composiciones polímeras que comprenden ácido poliláctico y procedimientos de obtención y uso de las mismas.

Un artículo multi-componente que comprende un primer componente que comprende:

un polímero biodegradable, y

un segundo componente que consiste en una poliolefina y un modificador reactivo,

en el que el modificador reactivo es una poliolefina epoxi-funcionalizada.

Composiciones polímeras que comprenden ácido poliláctico y procedimientos de obtención y uso de las mismas

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a composiciones polímeras. Más específicamente, la presente divulgación se refiere a composiciones polímeras que comprenden un polímero biodegradable.

Antecedentes Los materiales polímeros sintéticos, tales como resinas de polipropileno y polietileno, son ampliamente usados en la fabricación de una diversidad de artículos de uso final que varían desde dispositivos médicos hasta envases para alimentos. Muchas industrias, tales como la industria de envasado, usan materiales de polipropileno en diversos procedimientos de fabricación para crear una diversidad de artículos acabados que incluyen fibras y películas multicapa de biocomponentes.

Aunque los artículos construidos a partir de materiales polímeros sintéticos tienen utilidad general, un inconveniente para su uso es que estos materiales tienden a permanecer semipermanentemente en un entorno natural. En respuesta a los asuntos medioambientales, se ha incrementado el interés en la producción y utilidad de materiales polímeros más fácilmente biodegradables. Estos materiales, también conocidos como “materiales verdes”, pueden desarrollar una degradación acelerada en un entorno natural. La utilidad de estos materiales polímeros biodegradables está frecuente limitada por sus pobres propiedades mecánicas y/o físicas, En consecuencia, existe una necesidad de composiciones polímeras biodegradables que tengan propiedades físicas y/o mecánicas deseables.

Sumario En la presente invención se divulga un artículo multi-componente que comprende un primer componente que comprende un polímero biodegradable, y un segundo componente que consiste en una poliolefina y un modificador reactivo, en el que el modificador reactivo es una poliolefina epoxi-funcionalizada.

Igualmente, en la presente invención se divulga un procedimiento de preparación de una película multi-componente que comprende la co-extrusión de una primera y segunda capas de película, en el que la primera capa comprende un ácido poliláctico y la segunda capa consiste en una poliolefina y una poliolefina epoxi-funcionalizada.

Además, en la presente invención se divulga un procedimiento de preparación de una fibra multi-componente que comprende la co-extrusión de un componente núcleo y un componente de recubrimiento, en el que el componente núcleo consiste en una poliolefina y una poliolefina epoxi-funcionalizada y el componente de recubrimiento comprende un ácido poliláctico.

Breve descripción de los dibujos Para un más completo conocimiento de la presente divulgación y de las ventajas de la misma, se hace referencia a continuación a la siguiente breve descripción, considerada en relación con los dibujos y la descripción detallada que les acompañan, en la que iguales números de referencia representan partes iguales.

La Figura 1 es una ilustración de realizaciones de fibras de biocomponentes.

La Figura 2 es una ilustración de realizaciones de películas multicapa.

Las Figuras 3 y 4 son espectros de Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) para las muestras del Ejemplo 1.

Descripción detallada En principio, debería darse por entendido que aunque más adelante se proporciona una realización ilustrativa de una o más realizaciones, los sistemas y/o procedimientos divulgados pueden realizarse usando cualquiera de un cierto número de técnicas, ya sean actualmente conocidas o en existencia. La divulgación no debería estar limitada de ninguna manera a las realizaciones ilustrativas, dibujos, y técnicas ilustradas más adelante, incluyendo los diseños a modo de ejemplo y realizaciones ilustradas y descritas en la presente invención, sino que pueden ser modificadas dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas conjuntamente con su ámbito completo de equivalentes.

En la presente invención se divulgan artículos multi-componente en los que al menos un componente comprende un polímero biodegradable y al menos un componente comprende una poliolefina y un modificador reactivo. Biodegradable en la presente invención se refiere a materiales que son capaces de descomponerse especialmente en productos inocuos mediante la acción de seres vivos. En una realización, el artículo multi-componente puede comprender componentes adicionales en los que el componente comprende una poliolefina y un modificador reactivo dispuestos de manera tal que adhieran los diversos componentes entre sí. En una realización, el polímero biodegradable comprende ácido poliláctico (PLA) y el artículo multi-componente comprende al menos un componente que com

prende PLA y al menos un componente que comprende una poliolefina y un modificador reactivo. Los diversos componentes del artículo multi-componente se describirán con más detalle posteriormente en la presente invención. Los artículos multi-componente del tipo descrito en la presente invención pueden mostrar propiedades físicas y/o mecánicas deseables cuando se comparan con artículos que tienen componentes que comprenden una poliolefina o ácido poliláctico únicamente, o que tienen al menos un componente que comprende una poliolefina, y al menos un componente que comprende un polímero biodegradable y que carece de un componente que comprende un modificador reactivo.

Un artículo multi-componente puede comprender al menos un componente que comprende una poliolefina. En una realización, la poliolefina es polipropileno. En una realización alternativa, la poliolefina es polietileno.

En una realización, la poliolefina es polipropileno. El polipropileno puede ser un homopolímero a condición sin embargo de que el homopolímero pueda contener hasta 5% de otra alfa-olefina, incluyendo pero sin limitarse a ellas alfa-olefinas de C2-C6 tal como etileno y 1-buteno. A pesar de la presencia potencial de pequeñas cantidades de otras alfa-olefinas, generalmente se hace referencia al polipropileno como un homopolímero de polipropileno.

En una realización, el homopolímero de polipropileno está presente en un componente del artículo multi-componente en una cantidad de desde 1 por ciento en peso (% en peso) hasta 99% en peso del total del artículo multicomponente, como alternativa desde 5% en peso hasta 70% en peso, como alternativa desde 10% en peso hasta 50% en peso.

Los homopolímeros de polipropileno adecuados para uso en esta divulgación pueden incluir cualquier tipo de polipropileno conocido en la técnica con la ayuda de esta divulgación Por ejemplo, el homopolímero de polipropileno puede ser polipropileno atáctico, polipropileno isotáctico, polipropileno semi-isotáctico, sindiotáctico, o combinaciones de los mismos. Un polímero es “atáctico” cuando sus grupos colgantes están dispuestos de una forma aleatoria sobre ambos lados de la cadena del polímero. Por el contrario, un polímero es “isotáctico” cuando todos sus grupos colgantes están dispuestos sobre el mismo lado de la cadena y “sindiotáctico” cuando sus grupos colgantes alternan sobre lados opuestos de la cadena. En un polímero semi-isotáctico, cada otra unidad repetida tiene un substituyente aleatorio.

En una realización, un polipropileno adecuado para uso en la presente divulgación puede tener una densidad de desde 0, 895 g/cm3 hasta 0, 920 g/cm3, como alternativa desde 0, 900 g/cm3 hasta 0, 915 g/cm3, y como alternativa desde 0, 905 g/cm3 hasta 0, 915 g/cm3, determinada de acuerdo con ASTM D1505; una temperatura de fusión de desde 150ºC hasta 170ºC, como alternativa desde 155ºC hasta 168ºC, y como alternativa desde 160ºC hasta 165ºC determinada mediante calorimetría de escaneado diferencial; una velocidad de flujo fundido de desde 0, 5 g/10 minutos hasta 30 g/10 minutos, como alternativa desde 1, 0 g/10 minutos hasta 15 g/10 minutos, y como alternativa desde 1, 5 g/10 minutos hasta 5, 0 g/10 minutos, determinada de acuerdo con ASTM D1238 condición “L”; un módulo de tracción de desde 1380 MPa hasta 2415 MPa; como alternativa desde 1518 MPa hasta 2208 MPa, y como alternativa desde 1518 MPa hasta 2208 MPa determinado de acuerdo con ASTM D638; un resistencia a la tracción en el punto elástico de desde 270 MPa hasta 414 MPa, como alternativa desde 241 MPa hasta 379 MPa , y como alternativa desde 276 MPa hasta 379 MPa determinado de acuerdo con ASTM D638; una deformación a la tracción en el punto elástico de desde 5% hasta 30%, como alternativa desde 5% hasta 20%, y como alternativa desde 5% hasta 15% determinada de acuerdo con ASTM D638; un módulo de flexión de desde 818 hasta 2387 MPa, como alternativa desde 1311 hasta 2139 MPA, y como alternativa... [Seguir leyendo]

1. Un artículo multi-componente que comprende un primer componente que comprende: un polímero biodegradable, y un segundo componente que consiste en una poliolefina y un modificador reactivo, en el que el modificador reactivo es una poliolefina epoxi-funcionalizada.

2. El artículo de la reivindicación 1 que comprende además un tercer componente que comprende una poliolefina en la ausencia del modificador reactivo.

3. El artículo de la reivindicación 1 en el que el modificador reactivo comprende polipropileno epoxi-funcionalizado, polietileno epoxi-funcionalizado, o combinaciones de los mismos.

4. El artículo de la reivindicación 3 en el que la poliolefina epoxi-funcionalizada comprende polipropileno injertado con metacrilato de glicidilo, polietileno co metacrilato de glicidilo, o combinaciones de los mismos.

5. El artículo de la reivindicación 1 en el que el polímero biodegradable comprende ácido poliláctico, comprendiendo preferiblemente poli-L-láctido, poli-D-láctido, poli-LD-láctido, o combinaciones de los mismos,

y opcionalmente comprende además un agente colorante.

6. El artículo de la reivindicación 1 en el que la poliolefina comprende polipropileno, polietileno, o combinaciones de los mismos.

7. El artículo de la reivindicación 1 en el que la poliolefina comprende polipropileno que tiene hasta 5% en peso de otra alfa olefina de C2-C8, un homopolímero de polipropileno de alta cristalinidad, un copolímero heterofásico de polipropileno, o combinaciones de los mismos, o

en el que la poliolefina comprende polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal, o combinaciones de los mismos.

8. Una fibra multi-componente que comprende el artículo de la reivindicación 1.

9. La fibra multi-componente de la reivindicación 8 que tiene una densidad de masa lineal total de desde 1 hasta 20 denier por filamento.

10. La fibra multi-componente de la reivindicación 8 en la que:

el segundo componente tiene una densidad de masa lineal de desde 50% hasta 90% en base a la densidad de masa lineal total de la fibra multi-componente.

11. Una película multicapa que comprende el artículo de la reivindicación 1.

12. La película multicapa de la reivindicación 11 que tiene un espesor total de desde 0, 0127 hasta 3, 81 mm.

13. La película multicapa de la reivindicación 11 que comprende además un tercer componente que comprende una poliolefina en la ausencia de un modificador reactivo, en la que:

una capa que comprende el tercer componente tiene un espesor de desde 3% hasta 45% del espesor total de la película multicapa,

una capa que comprende el segundo componente tiene un espesor de desde 0, 2% hasta 30% del espesor total de la película multicapa, y

una capa que comprende el primer componente tiene un espesor de desde 1% hasta 50% del espesor total de la película multicapa.

14. La película multicapa de la reivindicación 11 que tiene resistencia al despegado entre el primer y segundo componente igual o superior a 0, 00017 N/mm de ancho.

15. Un procedimiento de preparación de una película multicapa que comprende:

co-extrusión de la primera y segunda capas de película, en la que la primera capa comprende un ácido poliláctico y la segunda capa consiste en una poliolefina y una poliolefina epoxi-funcionalizada y opcionalmente además comprende la co-extrusión de una tercera capa con la primera y segunda capas de película, en la que la tercera capa comprende una poliolefina en la ausencia de la poliolefina epoxi-funcionalizada.

16. Un procedimiento de preparación de una fibra multicapa que comprende: 22

co-extrusión de un componente de núcleo y un componente de recubrimiento, en el que el componente de núcleo consiste en una poliolefina y una poliolefina epoxi-funcionalizada y el componente de recubrimiento comprende un ácido poliláctico y opcionalmente además comprende la co-extrusión de un tercer componente de fibra con los componentes de núcleo y de recubrimiento, en el que el tercer componente de fibra comprende una poliolefina en la ausencia de la poliolefina epoxi-funcionalizada.