纤维素酯和脂族-芳族共聚多酯的共混料 本发明涉及纤维素酯与脂族聚酯脂族或聚酯-芳族共聚多酯的二元共混料以及纤维素酯与脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯和/或其它聚合物的三元共混料。这些树脂用作模塑或挤塑的塑料物件、纤维、或薄膜。本发明还涉及用作模塑或挤塑物件、纤维、或薄膜的无规脂族-芳族共聚多酯。此外，各种各样的添加剂可以被加到共混料或无规脂族-芳族共聚多酯中，以提高例如透水蒸汽率或生物降解性等特性。
众所周知，纤维素酯是重要的商品塑料与纤维。一般说来，纤维素酯用于塑料使用时，要求它是硬而不透明的。例如，纤维素酯可用作工具手柄、眼镜框、玩具、牙刷柄、等等。所有的这些应用要求高的熔点和玻璃化转变温度以及高的模量和良好的拉伸强度的结合。基于纤维素酯的配方提供具有低的模量而良好的拉伸强度、同时保持足够高的熔化和玻璃化转变温度以进行热加工的塑料薄膜通常是未知的。能进行纤维热挤塑的基于纤维素酯的配方，通常也是未知的。
由于许多纤维素酯具有高的熔融温度和低地熔体稳定性，所以通常得添加诸如己二酸二辛酯或磷酸三苯酯等增塑剂以降低其聚合物熔融加工时的熔融温度。虽然这种方法是有效的。但是添加单体增塑剂通常会引起与易挥发的或可提取的增塑剂有关的副作用问题，诸如在熔融挤塑时染料的滴淌或由纤维素酯制成物件的长期尺寸稳定性(蠕变)。
聚合物-聚合物混溶性的最基本要求是混炼的自由能为负值(ΔG＜0)。虽然，从表面看，聚合物-聚合物混溶性是一种共性的，但是，实际上，仅存在少数已知的能混溶的二元共混料，而能混溶的已知三元共混料体系为数甚至更少[Brannock，G.R.；Paul，D.R.，Macromolecules，23，5240～5250(1990)]。发现能混溶的二元或三元共混料是非常罕见的。
测定聚合物共混料混溶性的经典的试验方法及通过适当的热分析技术，诸如动态力学热分析(DMTA)或示差扫描量热法(DSC)，测定由该共混料制成的薄膜的光学透明性、测定其适当的力学性能值、以及测定其玻璃化转变温度。如果共混料是混溶的话，那么由其制成的薄膜一般是透明的。同样，共混料的力学性能，诸如拉伸强度或切向模量，通常也介于共混料各组分的力学性能之间。还有，混溶的无定形共混料将显示出介于各组分均聚物的玻璃化转变温度之间的单一的Tg中间值，而不混溶的或部分混溶的共混料将显示出多个的Tg值。在完全不混溶的共混料情况时，其Tg值将是各均聚物的Tg值。就部分混溶的共混料而言，其各Tg值将是相应于富含组分中某一组分的部分混溶相的Tg的中间值。二元共混料的Tg按Fox-Flory公式变化，该公式为Tg12＝Tg1(W1)+Tg2(W2)，其中Tg12为共混料的Tg，Tg1和Tg2是各均聚物的Tg，而W1和W2是共混料中每种组分的重量百分比。由于Fox等式未考虑共混料各组分间的具体的相互影响，因此通常在共混料分析中优选使用Gordon-Taylor公式，Tg12＝Tg1+[KW2(Tg2-Tg12)/W1]，其中K为一常数。就均匀的、充分混合的体系而言，Tg12与W2(Tg2-Tg12)/W1的关系曲线是一直线，其斜率相等于K而纵座标的截距将等于Tg1。常数K通常被当作共混料各组分间次生的相互影响的尺度。当K等于1时，Gordon-Taylor式简化成各组分Tg的简单的重量平均值。
纤维素酯和其他聚合物的可混溶共混料一般是未知的。最著名的例如包括以下诸人的工作：Koleske等人[美国专利3,781,381号(1973)]；Bogan和Combs[美国专利3,668,157号(1972)]；Waniczek等人[美国专利4,506,045号(1985)]；和Wingle等人[美国专利4,533,397号(1985)]；Koleoke等人报导的共混料是通过聚己酸内酯和纤维素酯混合物的溶液流铸而形成的，这种共混料是可混溶的。后来由Hubbell和Cooper作出的工作(J.Appl.Polym.Sci.，1977，21，3035)说明醋酸丁酸纤维素/聚己酸内酯共混料实际上是不混溶的。Bogan和Combs业已报导聚醚-聚酯的嵌段共聚物与某些纤维素酯形成可混溶的共混料。Bogan和Combs发明的关键在于使用弹性嵌段共聚物；他们报导说，相应的均聚弹体与纤维素酯是不相容的。Waniczek等人现已公开，聚酯型碳酸酯和聚醚型碳酸酯的共聚物与许多纤维素酯形成可溶混的共混料，并且它们是有用的热塑性树脂。据Wingler等人报导，由(A)97～70％重量的一种或多种的纤维素酯和(B)3～30％重量的在同一聚合物链中具有酯部分、碳酸酯部分、或同时具有酯和碳酸酯两部分的脂族高分子化合物组成的共混料可制造隐形眼镜(contact lense)。Wingler等人的发明被局限于脂族高分子化合物；没有提到由脂族二酸、芳族二酸、和合适的二醇或多醇组成的无规共聚物。Wingler等人的发明进一步被限制在具有羟基重量百分数为1.2％到1.95％的纤维素混合酯(DSOH＝0.11～0.19，其中“DS”或“DS/AGU”指每一葡萄酐单元的取代基数目，此处最大的DS/AGU值为3)。Wingler等人的发明还被局限于二元的可混溶共混料并受到共混料组成范围的限制(3～30％脂族高分子化合物)。没有提到含有被用来增强诸如透水蒸汽率或生物降解稳定性等性能的不混溶组分的共混料。纤维素酯和芳族聚酯的不混溶共混料现己被Pollock等人所公开(美国专利4,770,931号(1988)，它们被用作纸的代用品。
一次使用、易处理的物品是很平常的。这样易处理物品的例子有婴儿尿布、失禁者的内裤、卫生巾、棉塞、床垫、便盆、绷带、食物包、农业肥料片、等等。其它易处理物品的例子包括剃刀和手柄、牙刷柄、一次性注射器、钓线、鱼网、包装用品、杯子、抓斗、等等。就易处理物品而言，环境的非持久性是理想的。
易处理物品的典型例子是一次性尿布。一次性尿布一般具有薄而柔软的聚乙烯薄膜的面层、作为中间层的吸收性填料、以及通常为无纺聚丙烯的多孔内衬。尿布结构还要求固定尿布(通常为聚丙烯)的接头或带子以及各种弹性体和粘合剂。虽然吸收性填料在含水环境中通常是可生物降解的或易于处理的，但是迄今内、外衬或其另件如接头或粘合剂均不被微生物作用所降解。易处理吸收材料，例如尿布随之积累成废渣埋填物并对废物系施以巨大的压力。其他易处理物品，例如塑料包或塑料肥料片也遇到类似的问题。
无数研究表明，纤维素或具有低取代度，例如少于1的纤维素衍生物是可生物降解的。大环境中纤维素是既被喜氧微生物又被厌氧微生物降解的。此种微生物降解作用的最终产物包括细胞生物物质、甲烷(仅由厌氧菌产生)、二氧化碳、水以及其他的发酵产物。最终产物将视环境类型和所存在的微生物菌种而定。然而，据报导，具有DS大于1左右的纤维素酯能充分抵抗微生物的侵袭。例如，Stutzenberger和Kahler[J.Appl.Bacteriology，66，225(1986)]已报导，醋酸纤维素是非常耐Thermomonospora curvata侵蚀的。
多羟基链烷酸酯(PHA)，诸如多羟基丁酸酯(PHB)、聚己内酯(PCL)、或多羟基丁酸酯和多羟基戊酸酯(PHBV)的共聚物，在至少二十年来已被公知。除聚已内酯之外，它们一般均由生物方法制备，并据报导都是能被生物降解的[M.Kunioka等人，Appl.Microbiol.Biotechnol.，30，569(1989)]。
由脂族二酸或相应的低级醇羧酸酯和二醇制备的聚酯还被报导是可被生物降解的。例如，Fields和Rodriguez(“Proceedings of theThird Intemational Biodegradation symposium”，J.M.Sharpley andA.M.Kaplan，Eds.，Applied Science，Barking，England，1976，p.775)由C2～C12二酸与C4～C12二醇偶合制备了聚酯，并发现许多这样的聚酯是可生物降解的。
主要是由于它们的低熔点和低玻璃化转变温度(通常分别低于65℃和-30℃)的原因，脂族聚酯现只被应用在极少数场合。在室温下，许多脂族聚酯的物理形态是粘稠的液体。因此，一般并不认为脂族聚酯是有用的。
另一方面，芳族聚酯，例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)、以及聚(亚乙基对苯二甲酸-共-间苯二甲酸酯)，已被证明是非常有用的材料。然而，芳族聚酯一般是非常耐生物降解的(J E.Potts in“Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology”，Supp l.Vol，Wiley-Interscience，New York，1984，pp.626～668)。现已报导合成了含有脂族和芳族二种结构的嵌段共聚物，并且它们显示出是可生物降解的，脂族-芳族嵌段共聚酯-醚包括Reed和Gilding的工作[Polymer，22，499(1981)]，使用聚(对苯二甲酸乙二醇酯)/聚(环氧乙烷)，此处对这些嵌段共聚物进行研究，并发现它们在试管内是可被生物降解的。Tokiwa和Suzuki研究了诸如由聚(己内酯)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)衍生的嵌段共聚多酯，并发现它们能被脂肪酶降解[J.Appl.Polym.Sci.，26，441～448(1981)]。也许，生物降解是取决于共聚多酯中的脂族嵌段；而由芳族聚酯组成的嵌段仍是耐生物降解的。关于这一点，迄今尚未对无规的脂族-芳族共聚多酯进行研究。
尽管具有低含量的脂族二酸的无规共聚多酯是已知的[例如，见Droscher and Horlbeck，Ange.Makromol.Chemie，128，203～213(1984)]，但是具有高含量(＞30％)的脂族二羧酸组分的共聚多酯总的说来还是未知的。具有多达40％的脂族二羧酸组分的共聚多酯现已在粘合剂应用中被公开；然而，为了达到理想的粘合特性，这些共聚多酯粘合剂至少含二种二醇组分[Cox，A.，Meyer，M.F.，美国专利4,966,959号(1990)]。
有许多关于从聚合物诸如聚羟基丁酸酯(PHB)制造薄膜的参考文献。由PHB生产薄膜一般涉及溶剂流铸，这主要是由于在温度已被降低到它的熔点以下后，PHB聚合物在一段相当时间内仍倾向于保持粘性。为了防止出现这个问题，Martin等人(美国专利4,826,493和4,880,592号)指出，可对PHB与一种非粘性的热塑性塑料进行共挤塑。这样的热塑性塑料作为永久层而保持在PHB薄膜上或作为在挤塑后随即除去的暂时存在的薄膜(Sacrificial film)。
现还报导，在制造易处理的物件中PHB是有用的材料。Potts(美国专利4,372,311和4,503,098号)现已公开，水溶性的聚合物，例如聚(环氧乙烷)可用可生物降解的水不溶的聚合物，例如PHB涂敷。在这些发明中，与水溶性层不同的PHB层能降解暴露的水溶性层，然后水溶性层分散在含水的环境物中。
还有其他有关制造用于易处理物品中的可生物降解的不渗透薄膜的报导。Comerford等人(美国专利3,952,347号)业已公开，细分的可生物降解材料诸如纤维素、淀粉、碳水化合物、以及天然树胶可被分散在耐水溶性的不能被生物降解的成膜材料的基材中。Wielicki(美国专利3,602,225号)指出，使用由增塑再生纤维素薄膜制成的不渗透薄膜。Comerford(美国专利3,683,917号)指出使用涂敷防水材料的纤维素材料。
在市场上存在对模塑、纤维和薄膜使用的热塑性塑料的需求。就这些应用来说，想望的是热塑性塑料共混料在低的熔融温度是可加工的，并具有高的玻璃化转变温度。这些热塑性塑料不应含挥发性的或可提取的增塑剂。另外，在市场上存在对用于易处理物件，例如尿布、剃刀、等等的可生物降解材料的需求。作为例子，由聚合物，例如PHB制备不同的薄膜时，材料应适合于溶剂流铸和熔融挤塑。在熔融挤塑材料时，不应要求与其他热塑性塑料一起共挤塑。此种新颖的可生物降解材料的隔离层特征足以不再要求有水不溶性聚合物的涂层。此种新材料应能完全分散在环境中，并且不需要有水溶性聚合物的涂层。此种材料应具有这样的力学特性，以致由它可以制造出既具有低模量又具有高的拉伸强度的薄膜。
本发明部分地涉及纤维素酯与脂族-芳族共聚多酯、纤维素酯与脂族聚酯的二元共混物以及纤维素酯和/或脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯和/或高分子化合物的三元共聚物，以及由它们制备的、具有一种或多种上述或下述的理想特性的纤维、模塑物品、以及薄膜。更具体地说，本发明是针对包含以下组成的共混料的：I. (A)约5％到98％的纤维素C1～C10酯，其DS/AGU约为1.7
到3.0，比浓对数粘度为约0.2到约3.0分升/克(在温度
为25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚/
四氯乙烷溶液中测得)，和
(B)约2％到95％的脂族-芳族共聚多酯，其比浓对数粘度
为约0.2到2.0分升/克(在温度为25℃，由0.5克试样在
100亳升60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶液中测定)，所说
的百分比是以组分(A)加组分(B)的重量为基准的；II. (A)约5％到98％的纤维素C1～C10酯，其DS/AGU约为1.7到
2.75，比浓对数粘度为约0.2到约3.0分升/克(在温度为
25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚/四氯
乙烷溶液中测定)，和
(B)约2％到95％的脂族聚酯，其比浓对数粘度为约0.2到
2.0分升/克(在温度为25℃，由0.5克试样在100毫升
60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶液中测定)，所说的百分
比是以组分(A)加组分(B)的重量为基准的；III.(A)约4％到97％的纤维素C1～C10酯，其DS/AGU约为1.7
到3.0，比浓对数粘度为约0.2到约3.0分升/克(在温度
为25℃，由0.5克试样在100毫升60/40重量份的苯酚/
四氯乙烷溶液中测定)，和
(B)约2％到95％的脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯，其
比浓对数粘度为约0.2到2.0分升/克(在温度为25℃，
由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶
液中测定），
(C)约1％到94％的不混溶的、部分混溶的、或混溶的高分
子化合物，其比浓对数粘度为约0.2到2.0分升/克(在温
度为25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚
/四氯乙烷溶液中测定)，所说的百分比是以组分(A)加组分
(B)加组分(C)的重量为基准的；IV.(A)约50％到99％的(I)或(II)的二元共混料或(III)的三元共混
料，其比浓对数粘度为约0.4到约3.0分升/克(在温度为
25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚/四氯
乙烷溶液中测定)， (B)约1％到50％的可生物降解的添加剂，所说的百分比是
以组分(A)加组分(B)的重量为基准的；V. (A)约95％到99.95％的(I)或(II)的二元共混料或(III)的三元
共混料，其比浓对数粘度为约0.4到约3.0分升/克(在温
度为25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚
/四氯乙烷溶液中测定)，
(B) 约0.05％到约5％的不混溶的疏水剂，所说的百分比是
以组分(A)加组分(B)的重量为基准的；
本发明还针对：VI.一种基本上为线型、无规、半结晶的脂族-芳族共聚多酯，其比
浓对数粘度约为0.5到1.8分升/克(在温度为25℃，由0.5克试样
在100亳升60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶液中测定)，其熔点在
75℃与160℃之间。VII.一种由约50～99％(VI)和约1～50％的可生物降解的添加剂，所说
的百分比是以组分(VI)加可生物降解的添加剂的重量之和为基准
的。
图1A为通过拉伸由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的平滑外表面的扫描电子显微镜(SEM)照片。放大率为200X。
图1B为由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜在玻璃试管中的微生物环境体系下经四天培育后经拉伸而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的平滑外表面的SEM照片。放大倍率为200X。
图2A为通过拉伸由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的粗糙内表面的SEM照片。放大倍率为300X。
图2B为由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜在玻璃试管中的微生物环境体系下经四天培育后经拉伸而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的粗糙内表面的SEM照片。放大倍率为300X。
图3为由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜在玻璃试管中的微生物环境体系下经四天培育后经拉伸而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的平滑外表面的SEM照片。放大倍率为4000X。
图4为由20％重量的醋酸纤维素在50/50(体积/体积)的水/丙酮混合物中的溶液制成的薄膜在玻璃试管中的微生物环境体系下经四天培育后经拉伸而形成的醋酸纤维素(DS＝1.7)薄膜的粗糙内表面的SEM照片。放大倍率为4000X。
图5为在废水槽中悬置薄膜条用的园筒。已知重量和厚度的宽1.27cm长15.24cm的薄膜条被放置在园筒中，园筒被连接到钢丝绳上并被浸在废水池中。
我们业已发现纤维素酯与脂族聚酯和脂族-芳族共聚多酯形成二元共混料以及与脂族聚酯/聚丙烯酸酯、脂族聚酯/聚醋酸乙烯酯、脂族聚酯/聚乙烯醇、脂族聚酯/聚氯乙烯、脂族聚酯/聚碳酸酯、脂族聚酯/聚醋酸乙烯酯-聚乙烯共聚物、脂族聚酯/纤维素醚、脂族聚酯/聚酰胺、脂族-芳族共聚多酯/聚丙烯酸酯、脂族-芳族共聚多酯/聚醋酸乙烯酯、脂族-芳族共聚多酯/聚乙烯醇、脂族-芳族共聚多醋/聚氯乙烯、脂族-芳族共聚多酯/聚碳酸酯、脂族-芳族共聚多酯/聚酯酸乙烯酯-聚乙烯共聚物、脂族-芳族共聚多酯/纤维素醚、或脂族-芳族共聚多酯/聚酰胺、以及其它聚合物形成三元共混料，以制成作为模塑成挤塑的塑料物品、纤维、或薄膜的有用的树脂。还有，各种的添加剂可被添加到共混料中以增强诸如透水蒸汽率或生物降解性等性质。
本发明的纤维素酯一般包括以下结构的重复单元。
其中R1、R2和R3独立地选自氢或具有2到10个碳原子的直链链烷酰基。
用于配制共混料的纤维素酯可以是纤维素三酯或次生纤维素酯。纤维素三酯的例子包括三醋酸纤维素、三丙酸纤维素、或三丁酸纤维素。次生纤维素酯的例子包括醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、和醋酸丁酸纤维素。这些纤维素酯在美国专利1,698,049号；1,683,347号；1,880,808号；1,880,560号；1,984,147号；2,129,052号；以及3,617,201号均已被介绍，这些美国专利以其整体形式在此被引作参考。
本发明中有用的纤维素酯可以使用该技术领域中的已知方法来制备或者从市场上购得，例如由Eastman Chemical Company，Inc.，Kingsport，TN，U.S.A购买。
本发明中有用的纤维素酯具有至少为2个的葡萄酐环，而一般具有2到5000个葡萄酐环；还有，这样的聚合物其比浓对数粘度(IV)一般为约0.2到约3.0分升/克，优选的约为1到1.5分升/克(在温度为25℃，由0.5克试样在100亳升60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶液中测定)。此外，此处有用的纤维素酯的DS/AGU处于约1.7到约3.0的范围。优选的纤维素酯包括醋酸纤维素(CA)、丙酸纤维素(CP)、丁酸纤维素(CB)、醋酸丙酸纤维素(CAP)、醋酸丁酸纤维素(CAB)、丙酸丁酸纤维素(CPB)、等等。CAP和CAB是更优选的纤维素酯。最优选的纤维素酯是CAP。
就二元共混料而言，与脂族-芳族共聚多酯共混的优选的纤维素酯是CAP和CAB。优选的纤维素酯是具有DS/AGU为2.1～2.85，其中乙酰基酯的DS/AGU为总的酯含量的1～50％的CAP。最优选的CAP的DS/AGU为2.5～2.75、其中乙酰基酯的DS/AGU为总的酯含量的4～30％。
就二元共混料而言，与脂族聚酯共混的优选的纤维素酯是CA、CAP以及CAB。优选的纤维素酯是具有DS/AGU为1.7～2.75的CA。另一种优选的纤维素酯是具有DS/AGU为1.7～2.75、其中乙酰基酯的DS/AGU为总的酯含量的1～50％的CAP。最优选的CAP具有2.1～2.6的DS/AGU、其中乙酰基酯的DS/AGU为总的酯含量的4～30％。还可优选这样的CAP，其玻璃化转变温度(Tg)约为140℃到180℃。
就三元共混料而言，与脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯和/或高分子化合物、可生物降解的添加剂、或疏水剂共混的优选的纤维素酯是CAP和CAB。优选的纤维素酯是DS/AGU为1.7～3.0、其中乙烯基酯的DS/AGU为总的酯含量的1～50％的CAP。最优选的CAP具有2.5～2.75的DS/AGU、其中乙酰基酯的DS/AGU为总的酯含量的4～30％。
在本发明的共混料中有用的脂族-芳族共聚多酯是无规共聚物，并且最好包括重复单元：其中R4和R7选自以下各组中的一个或一个以上的基团：C2～C12亚烷基或氧化烯基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、以及C1～C4烷氧基的取代基取代的C2～C12亚烷基或氧化烯基；C5～C10环亚烷基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、以及C1～C4烷氧基的取代基取代的C5～C10环亚烷基；R5选自以下各组中的一个或一个以上的基团：C0～C12亚烷基或氧化烯基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、以及C1～C4烷氧基的取代基取代的C1～C12亚烷基或氧化烯基；C5～C10环亚烷基；以及被一到四个独立地选自卤素、 C6～C10芳基、以及C1～C4烷氧基的取代基取代的环亚烷基；R6选自以下各组中的一个或一个以上的基团：C6～C10芳基、被一到四个独立地选自卤素、C1～C4烷基、以C1～C4烷氧基的取代基取代的C6～C10芳基。
最好所说的脂族-芳族共聚多酯包含10到1000个重复单元。最优选的所说的脂族-芳族共聚多酯包含15到600个重复单元。
在本发明中，在共聚物中R5的摩尔％可在30～95％范围内，而R6的摩尔％可在5～70％范围内。更优选的范围是R5的摩尔％约为45～85摩尔％，而R6的摩尔％约为15～55摩尔％。一般说来，最优选的范围取决共聚多酯与纤维素酯所需的混溶性程度和想望的物理性能。就可混溶的共混料而言。最优选的范围是R5为戊二酸基和在共聚多酯中R5的摩尔百分比为70～85％，以及R6摩尔百分比的范围为15～30摩尔％。就部分混溶的共混料而言，最优选的范围是R5为戊二酸基和在共聚多酯中R5的摩尔百分比为45～60％，以及R6的摩尔百分比范围为40～55摩尔％。当然，个别共混料的溶混性范围可随共混料组分的分子量变化而变。一般说来，具有低的分子量或比浓对数粘度的脂族-芳族聚酯相对于高分子量的聚酯将更能与给定的纤维素酯相混溶。
最好是脂族-芳族共聚多酯具有约0.4到约1.2的比浓对数粘度(在温度为25℃，由0.5克试样在100亳升的60/40重量份的苯酚/四氯乙烷溶液中测定)。
此外所用的术语“烷基”和“亚烷基”是既指直链又指支链部分，例如-CH2-CH2-CH2-CH2-和-CH2CH(X)-CH2-。还有，环烷基和环亚烷基部分的所有碳原子无须均在环结构中，例如C8环烷基可以是环辛基或二甲基环己基。术语“氧化烯基”是指含有1到4个醚氧基的亚烷基链。
在本发明中有用的一类脂族聚醚最好包含重复单元：其中R8为选自下列各组中一个或多个的基团：C2～C12亚烷基或C2～C12氧化烯基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C2～C12亚烷基或C2～C12氧化烯基；C5～C10环亚烷基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C5～C10环亚烷基；R9为选自下列各组中的一个或多个的基团：C0～C12亚烷基或氧化烯基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C1～C12亚烷基或氧化烯基；C5～C10环亚烷基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C5～C10环亚烷基。
优选的是：R8为C2～C6亚烷基、C4～C8氧化烯基、或C5～C10环亚烷基、而R9为C0～C10亚烷基、C2氧化烯基或C5～C10环亚烷基。
更优选的是：R8为C2～C4亚烷基、C4～C8氧化烯基、或C5～C10环亚烷基、而R9为C2～C4亚烷基、C2氧化烯基或C5～C10环亚烷基。
优选的是所说的脂族聚酯包含10到1000个重复单元。更优选的是所说的脂族聚酯包含15到600个重复单元。术语“烷基”和“亚烷基”同以上的规定。
第二类的脂族聚酯是多羟基链烷酸酯类，它们包含以下结构的重复单元：其中m为一个0到10的整数，R10为选自氢；C1～C12烷基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C1～C12烷基；C5～C10环烷基；被一到四个独立地选自卤素、C6～C10芳基、C1～C4烷氧基的取代基取代的C5～C10环烷基；
就本发明目的而言，脂族聚酯被规定为不含有显著的碳酸酯键的脂族聚酯。而且，聚酯还被规定为是通过缩合过程或通过生物方法而制备的聚酯。
三元共混料用的典型高分子化合物包括聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)、或它们的共聚物，诸如那些可从Rohm和Hass购买的共聚物。在三元共混料中聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯以及聚醋酸乙烯酯-聚乙烯共聚物也是有用的，并且它们均系普通商用聚合物，可从许多公司，诸如Air Productsand Chemicals，Inc购得。从GE Plastics购到的聚碳酸酯在三元共混料中也是有用的。从许多公司，例如Aqualon Co.购到的纤维素醚在三元共混料中也是有用的，聚酰胺，例如从Ashley Polymers，Inc.购得的尼龙6在三元共混料中也是非常有用的。就本发明而言，优选的聚丙烯酸酯是PMMA。优选的聚乙烯醇是那些5～60％水解的和分子量为1,000到30,000的聚乙烯醇。优选的纤维素酯是羟丙基纤维素(HPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)。优选的聚醋酸乙烯酯的分子量为1,000到1,000,000。
本发明的二元共混料和三元共混料用的典型的可生物降解的添加剂包括微晶纤维素、单醋酸纤维素、淀粉和其他碳水化合物。优选的材料是微晶纤维素(得自FMC)或淀粉(得自National Starch Co.)，它们一般具有1～200微米的粒径，而优选的粒径为0.1～15微米。还可优选具有DS/AGU为1.2到0.4的水溶性或水溶胀性的单醋酸纤维素。
典型的不混溶的疏水剂包括石蜡、单酰基碳水化合物、单酸甘油酯。单酰基碳水化合物的例子是6-O-硬脂酰基吡喃葡萄糖苷。优选的疏水剂是含C12～C18脂肪酸的单酸甘油酯。这些含C12～C18脂肪酸的单酸甘油酯也任意地用5～95％的乙酰基、丙酰基、丁酰基或琥珀酰基酰化。更优选的单酸甘油酯是那些含C16～C18脂肪酸的单酸甘油酯。最优选的疏水剂是单硬脂酸甘油酯。
聚酯和共聚多酯的制备在技术领域中是公知的(见美国专利2,012,267号，此处引用其全文作参考)。此类反应通常是在150℃到300℃温度和缩聚催化剂，例如四氯化钛、双乙酸锰、氧化锑、二醋酸二丁锡、氯化锌、或它们的混合物存在下进行的。催化剂的一般用量，以反应物的总重量为基准计，为10到1,000ppm。就本发明目的的而言，代表性的脂族聚酯是戊二酸二甲酯与1，6-己二醇的缩聚产物。此种聚酯，即聚(六亚甲基戊二酸酯)是在真空和100ppm Ti的存在下对戊二酸二甲酯与1，6-己二醇在约210℃下加热4小时，然后在260℃下加热1.5小时而制得的。有代表性的脂族-芳族共聚多酯是含30摩尔％对苯二甲酸酯的聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)。此种聚酯是在真空和100ppm钛(其起始形式为四异丙醇钛)存在下，对戊二酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯和1.4-丁二醇在200℃加热1小时、然后在245℃加热0.9小时而制得的。
最好用于共混的所说的脂族-芳族共聚多酯是由二羧酸或其衍生物与二醇相结合而形成的任何聚酯制得的。所说的二羧酸选自下列的二酸：丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、2，2-二甲基戊二酸、辛二酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、二羟乙酸、衣康酸、马来酸、2，5-降冰片烷二羧酸、1，4-对苯二甲酸、1，3-对苯二甲酸、2，6-萘甲酸、1，5-萘甲酸、以及它们的成酯衍生物和它们的混合物；所说的二醇选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，2，4-三甲基-1，6-己二醇、硫代二乙醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁烷二醇、三甘醇、四甘醇、以及它们的混合物。
优选的用于共混料的脂族-芳族共聚多酯的具体例子包括聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯-共-二羟乙酸酯)[50/45/5]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[50/50]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[60/40]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[70/30]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[85/15]、聚(四亚乙基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[70/30]、聚(四亚甲基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[85/15]、聚(四亚甲基丁二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[85/15]、以及聚(四亚甲基-共-亚乙基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[50/50，70/30]。
在本发明中有用的、无需掺合显著量的其它组分的脂族-芳族共聚多酯(此处简称为AAPE)基本上是线型、无规的共聚物，并最好包含重复单元：其中R11和R12是相同的，并且选自C2～C8亚烷基或氧化烯基；R13是选自C0～C8亚烷基或C2～C4氧化烯基中的一个或多个基，并且R13的摩尔％约为95～35％；R14为选自C6～C10芳基、并且R14摩尔％约为5～65％；更优选的AAPE是那些其中R11和R12为相同的，并选自C2～C4亚烷基；R13为选自C2～C6亚烷基或C2氧化烯基中的一个或多个基，并且R13的摩尔％约为95～40％；R14为1，4-二取代的C6芳基，且R14的摩尔％约为5～60％的AAPE。最优选的这些AAPE的组合物是由以下的二醇和二酸(或其成酯衍生物)按以下摩尔百分比制备的：(1) 戊二酸(30～65％)；二羟乙酸(0～10％摩尔％)；对苯二甲酸
(25～60％)；1，4-丁二醇(100摩尔％)。(2) 丁二酸(30～85％)；二羟乙酸(0～10％％)；对苯二甲酸(5～60％)；1，4-
丁二醇(100摩尔％)。(3) 己二酸(30～65％)；二羟乙酸(0～10％摩尔％)；对苯二甲酸
(25～60％)；1，4-丁二醇(100摩尔％)。
无需掺合时使用的优选的AAPE的具体例子包括聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯-共-二羟乙酸酯)[50/45/5]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[50/50]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[60/40]、聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[40/60]、聚(四亚甲基丁二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[85/15]、聚(亚乙基丁二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[70/30]、聚(四亚甲基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[85/15]、以及聚(四亚甲基丁二酸酯-共-对苯二甲酸酯)[70/30]。
最好所说的脂族聚酯是由以下任何成酯混合物制备的：(i) 羟基羧，(ii) 二羧酸或其衍生物，和(iii)二醇所说的羟基酸选自4-(羟甲基)环己烷羧酸、羟基新戊酸、6-羟基己酸、羟基乙酸、乳酸、它们的成酯衍生物、以及它们的混合物；所说的二羧酸选自下列二酸：丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、2，2-二-甲基戊二酸、辛二酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、二羟乙酸、衣康酸、马来酸、2，5-降冰片烷二羧酸、它们的成酯衍生物、以及它们的混合物；而所说的二醇选自乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、2，2-二甲基1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，2，4-三甲基-1，6-己二醇、硫代二乙醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁烷二醇、二乙二醇、三甘醇、四甘醇、以及它们的混合物。
优选的脂族聚酯的具体例子包括聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸酯和聚羟基戊酸酯的共聚物、聚(戊二酸六亚甲基酯)、聚(己二酸六亚甲基酯)、聚(癸二酸亚乙基酯)、聚(戊二酸亚丁基酯)、聚(己二酸亚丁基酯)、聚(癸二酸亚丁基酯)、聚(戊二酸亚乙基酯)、聚(丁二酸亚乙基酯)、聚(丁二酸亚丁基酯)、或聚(己二酸亚乙基酯)。
在本发明中有效的其他脂族聚酯是由生物源得到的聚羟基链烷酸酯。许多实验室[参见Makromol.Chem.，191，1957～1965(1990)；J.Bacteriol.，154，870(1983)；Macromolecules，22，1106(1989)]证实了微生物，例如，Pseudomonas oleovorans、Alcaligens eutrophus、Bacillusmegaterium、Rhodospirillum rubrum在限定培养基的条件下在正链烷烃或正链烷酸上生长时能积聚含烷基侧链基的聚羟基链烷酸酯。在P.oleovorans的情况下，可以产生带有苯基侧基的聚羟基链烷酸酯。聚合物形成细胞内粒，使细胞具有渗透惰性的贮存脂肪酸。当微生物面临能量缺乏或饥饿情况时，聚合物就被降解作为食物源；因此，生物的聚羟基链烷酸酯是先生性可生物降解的。
由生物源衍生的聚羟基链烷酸酯极少是均聚物。在生物合成期间，碳链段，一般为二个碳片段，既可被除掉也可以被加到最初的链烷酸酯上，结果生成共聚物[Int.J.Biol.Macromol.，11，49～55(1989)]。例如，当制作为唯一碳源的正辛烷或正辛酸被加入P.Oleovorans时，所产生的产物主要是含C6和C8单元的共聚物。
本发明的任一种的共混料、AAPE、薄膜、塑料制品和纤维均可随意地额外包含0.001-50(重量)％(以组合物总重量为基准计)的至少一种的选自非高分子增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、助氧化剂、除酸剂、紫外光稳定剂、光降解促进剂、无机物、以及着色剂等额外的添加剂。典型的非高分子增塑剂包括己二酸辛酯、磷酸酯、以及对苯二甲酸二乙酯。代表性无机物包括滑石、TiO2、CaCO3、NH4Cl、氧化硅。着色剂可以是单体、低聚物，当然，也可以聚合物。优选的聚合物着色剂是脂族聚酯、脂族-芳族共聚酯、或芳族聚酯，其中形成颜色的单体，即染料，是以共价键被接合在聚合物中。有代表性的这样聚合物着色剂由Weaver等人公开在美国专利4,892,922号、4,892,923号、4,882,412号、4,845,188号、4,826,903号、4,749,773号，这些专利作为整体在此作为参考文献被编入。这些聚合染料的代表是含10％1，5-双(邻-羧基苯胺基)蒽醌的聚(四亚甲基邻苯二甲酸酯)。
当然，最好，但不是必须的是，本发明的共混料以及由此共混料制备的薄膜、塑料物品和纤维是相容的和/或可生物降解的。优选的共混料、薄膜、塑料物品和纤维如被改进的力学性能所证实的那样是相容的，具有单一的Tg、和/或是相当透明的或基本上不混浊的。还有最好、但不是必须的是，AAPE以及由其制成的薄膜、塑料物品和纤维是可生物降解的。
由此共混料制成的薄膜具有良好的位伸性，并且视所选的纤维素酯和脂族聚酯、脂族-芳族共聚多酯、和/或高分子化合物的类型，可以是非常柔软的。许多的这种薄膜具有良好的光学性能，即它们最好基本是是透明的，该薄膜还可含有相当量的着色剂(即，颜料或染料)。由于这些薄膜能含染料或颜料，因此PHA，例如PHB的彻底提纯以除去纤维素原料是并不需要的。
就用于环境非永久应用的薄膜而言，最好的是用于制造薄膜的共混料包含有DS为2.1～2.75和高Tg(140～180℃)的纤维素酯。由于本发明的共混料通常显示出可以通过式Tg12＝Tg1W％1+Tg2 W％2预测的Tg，因此使用具有高Tg的纤维素酯允许将更多的聚酯掺入到共混料，而仍可能保持使用具有低Tg的纤维素酯时的相等的共混料Tg。还有，我们令人惊奇地发现，由于低DS的纤维素酯通常具有高的模量，因此在共混料中掺入更多的聚酯和低DS的纤维素酯，会形成具有与由低Tg的纤维素酯和较少聚酯含量的共混料制成的薄膜相等力学性能的薄膜。在共混料中掺入较多的聚酯是非常令人想望的，因为具有较高聚酯含量的共混料能以更快的速率被生物降解。
当然，本发明的许多无需共混的AAPE也适于薄膜应用。尽管这些AAPE并不具有像聚(亚乙基对苯二甲酸酯)那样高的熔点，但是AAPE具有由脂族聚酯通常观察到的较高熔点因此在许多应用(特别是那些要求生物降解性的应用)中是有用的。由于其较高熔点之故，基于丁二酸的AAPE在许多应用中显示出特别好的效用。甚至当其为半结晶和含有相当量的芳族基团时，这些共聚多酯业已显示出是可降解的。此外，二羟基乙酸现已被发现是这些AAPE的适用的共聚单体，因为它有助于薄膜的最初的碎裂。
这些AAPE在模塑件、挤塑品、纤维、无纺织物和泡沫制品中是有用的，其优点是可生物降解性。由这些共聚多酯制成的薄膜和纤维可进行取向。在许多这些共聚物(特别是含1，4-丁二醇的共聚物)的取向作用的同时也提高了物理性能，并由不透明变成透明。AAPE薄膜可进行单轴或双轴取向，并且可在吹塑薄膜的操作中进行取向。
本发明的共混料和/或AAPE在需要薄的薄膜的包装应用中是有用的。本发明的许多共混料和/或AAPE作为很薄的不渗透膜特别有效，此外它们必须起隔离层作用和/或是可生物降解的。例如，这些共混料被用作保护性的不渗透膜，并且可被用在易处理的吸收性物件，例如婴儿尿布、失禁者内裤、卫生巾、棉塞、床垫、便盆、绷带、等等。最好的是，本发明的薄膜具有的正切模量为1.724×109Pa到6.89×106Pa、拉伸强度至少约为3.45×106Pa、平均撕裂力至少约为2756克/厘米、断裂伸长率至少为5％左右。还有，最好其中所说的薄膜具有约2.54～50.8×10-6m厚，而透水蒸汽率少于约1.27克厘米/米2-24小时。
本发明的共混料和/或AAPE还可用于易处理尿布的其他部位。除了被用作保护性的不渗透膜外，这些共混料和/或AAPE还可用作接头、无纺织物、纤维、带子、以及尿布结构中所需的其他另件。
我们业已发现，由这些纤维素酯的二元和三元共混料及AAPE制造的薄膜具有理想的防湿性。其特定比率可通过改性共混料组合物而得以改进。例如，水蒸汽透过率可通过在二元或三元共混料中所存在的脂族聚酯、脂族-芳族共聚多酯、或高分子化合物的量加以控制。水蒸汽透过率也可通过在共混料的脂族-芳族共聚多酯组分中存在的芳族二羟酸单体的量加以控制。当然，共混料的透水蒸汽率可以通过添加不混溶的疏水剂进行另外形式的控制。
本发明的共混料和/或AAPE还可用作模塑塑料件或实心的、发泡的塑料品。这样零件的例子包括眼镜架、牙刷柄、玩具、自动修整器、牙刷柄、照相机零件、剃刀零件、墨水笔杆、一次性注射器、瓶子、等等。本发明的塑料件，特别是通过使塑料件增大表面区的发泡方法制得的塑料件，在塑料件为环境非永久性的应用场合中是特别有用的。通常由本发明的共混料和/或AAPE制成的注塑棒的挠曲模量为3.45×109Pa到6.89×107Pa、挠曲强度为8.96×107Pa到6.89×105Pa、缺口伊佐德冲击强度(23℃)4.54×103-1.14×105g-cm/cm。最好是模塑棒的挠曲模量为2.62×109-1.03×109Pa、挠曲强度为7.86×107-2.76×104pa、而缺口伊佐德冲击强度(23℃)为9.08×103-6.8×104g-cm/cm(2-15英尺-磅/英寸)。
本发明的共混料和/或AAPE用作纤维是有效的。纤维应用的例子包括香烟滤咀、尿布面料、卫生巾、钓线、鱼网、用于手术服的纤维制品、卫生物品、吸收性纤维、输送液体用纤维、等等。我们发现，除了在合适的溶剂中纺制外，本发明的共混料和/或AAPE可被熔融纺制以产生具有卓越强度的纤维。纤维可通过在抽丝后的拉伸进行取向或者在抽丝时取向(丝室取向)。由共混料和/或AAPE生产的纤维，甚至在具有复杂的截面形状时仍具有卓越的保持形状性。我们还发现，所制的纤维能被方便地卷曲。由共混料和/或AAPE生产的纤维一般具有30～0.1的单丝旦数(DPF)。优选的旦为10～1.5DPF。对于液体处理(fluid management)，纤维可含疏水剂，或者可任意地用疏水剂涂覆。
由本发明的共混料制得的共混料、薄膜、塑料物品纤维具有约120℃到约280℃的熔融温度。优选的熔融温度范围为150℃到190℃。还有，这样的共混料、薄膜、塑料物品和纤维通过差示扫描法(DSC)或动态力学热分析测定，其玻璃化转变温度(Tg)为约25℃到约200℃。玻璃化转变温度的优选范围为15℃到100℃。共混料和薄膜最好还是非粘性的。
本发明的优选AAPE和由其制成的产品的熔点在75℃与160℃之间。更优选的范围是80℃到140℃。
就本发明的含纤维素酯和脂族-芳共聚多酯的共混料而言，共混料中聚酯的优选含量一般是视所想要的共混料的溶混性程度或随所需的物理性能而定的。优选的范围为：组分I(B)的存在量为约5％到约75％，组分I(A)的存在量为约25％到约95％，而且组分I(A)的DS为2.1～2.75。当希望在模塑塑料物品等中具有较高的拉伸强度、挠曲强度和挠曲模量时，更优选的范围为：组分I(B)的存在量为约5％到约25％，并且组分I(B)的I.V.为0.2～2.0，而组分I(A)的存在量为约75％到约95％，并且组分I(A)的DS为2.1～2.75。当希望模塑塑料件用的共混料是混溶的，即是透光的时，那么最好组分I(B)具有0.3～0.6的I.V.而且其存在量为5～25％。当希望得到用于如薄膜、瓶子、纤维等方面的具有低模量的共混料时，更优选的范围为：组分I(B)的存在量为约30％到约75％，而组分I(A)的存在量为约25％到约70％，并且组分(I)A的DS为2.1～2.75。当希望得到用于薄膜、瓶子、纤维、等等的可混溶的共混料时，更优选的范围为：组分I(B)的存在量为约30％到约55％、R5为存在范围在70～85％的戊二酸基，组分I(A)的存在量为约45％到约70％，并且组分I(A)的DS为2.5～2.75，最优选的用于薄膜的部分混溶的共混料为组分I(B)的存在量为约60％到约75％、R5为存在范围在45～60％的戊二酸基，组分I(A)的存在量为约25％到约40％，并且其DS为2.5～2.75。
就本发明的含纤维素酯和脂族聚酯的共混料来说，优选的是组分II(B)的存在量为约10％到约60％，组分II(A)的存在量为约40％到约90％，并且其DS为2.1～2.7。最优选的是当组分II(B)的存在量为约35％到约55％，组分II(A)的在量为约45％到约65％，并且其DS为2.1～2.5。
就本发明的含纤维素酯和/或脂族聚酯和/或脂族-芳族共聚多酯和/或高分子化合物的共混料来说，优选的是组分III(B)的存在量为约10％到约50％，组分III(A)的存在量为约40％到约88％，并且其DS为2.1～2.75、组分III(C)的存在量为2％～10％，还优选的是：当组分III(B)的存在量为约2％到约10％，组分III(A)的存在量为约40％到约88％，并且其DS为2.1～2.75，组分III(C)的存在量为10％～50％。另外可优选的是当组分III(B)的存在量为约40％到约88％时，组分IIII(A)的存在量为约2％到约10％，并且其DS为2.1～2.7，组分III(C)的存在量为10％～50％。还可优选的是当组分III(B)的存在量为约10％到约50％时，组分III(A)的存在量为约2％到约10％，并且其DS为2.1～2.7，而组分III(C)的存在量为40％～88％。另一优选范围是当组分III(B)的存在量为约20％到约40％，组分III(A)的存在量为约20％到约40％，并且其DS为2.1～2.7，而组分III(C)的存在量为20％～40％。
就含可生物降解添加剂的二元和三元共混料来说，优选的是组分IV(B)的存在量为约1％到约10％和组分IV(A)的存在量为约90％到约99％。
就含不可混溶的疏水剂的二元和三元共混料来说，优选的是组分V(B)的存在量为约0.1％到约1％和组分V(A)的存在量为约99％到约99.9％。
形成共混料的各组分的物理混合可以以许多方式来实现，例如在合适的溶剂(例如丙酮、THF、CH2Cl2/MeOH、CHCl3、二噁烷、DMF、DMSO、AcOMe、AcOEt、吡啶)中混合各组分，接着进行薄膜流铸或纤维挤塑。共混料的各组分还可通过热配料而混合。最优选的方法是在一种设备(如扭转流变仪，单螺杆挤出机或双螺杆挤出机)中进行热配料。由热配料制得的共混料可用本技术领域中公知的方法制成薄膜。例如可用美国专利4,372,311中所述的浸涂法，美国专利4,427,614中所述的模压法，美国专利4,880,592中所述的熔融挤出法，熔融吹塑法，或其它类似的方法制得薄膜。该掺混料可通过注射模塑法制得塑料模制品，通过挤塑成薄片并被切割或冲压成制品。该热配料也可用于熔融挤出成纤维。
由本发明的共混料和/或AAPE制得的纤维和薄膜用于保护隔离薄膜的应用也是希望的，例如可用于吸收制品(如婴儿尿布，失禁者的内裤(成人尿布)，卫生巾，棉塞，床垫，便盆，绷带等。本发明的可降解的薄膜，纤维，AAPE和共混料，因其环境条件在一次性制品中是特别有用的。本发明的共混料和/或薄膜也可用于制备非吸收型制品，例如包装材料(如用包装的泡沫片材)，食物包，废物包，农业上混合肥料片，用于胶带的片基和照相底片，以及实心的塑料制品，例如注射器和相机盒。
可降解的材料，例如本发明的优选的隔离薄膜为包含有能被细菌催化降解组分的材料，因聚合物大小被降解成单体或短链而使薄膜或纤维的强度下降，然后被细菌消化吸收。在有氧的环境中，这些单体或短链最终被氧化为CO2、H2O和新的细胞生物质。在无氧的环境中，这些单体或短链最终被氧化成CO2、H2、醋酸酯、甲烷和细胞生物质。成功的生物降解作用要求在可生物降解的材料与活的微生物群或由活的微生物群产生的酶之间必须实现直接的物理接触。降解本发明的薄膜和共混料用的微生物群通常得自任何的城市或工业废水处理装置，该装置的流体(废水流)中含有大量纤维素材料。而且，进行成功的生物降解作用还需要具有某些最低的物理和化学条件，例如合适的pH值、温度、氧浓度、恰当营养物、以及水汽含量。我们现已发现，某些纤维素酯在常规的废水处理装置和玻璃试管浓缩装置中是可生物降解的，并因此在制备易处理物品的不渗透膜或纤维中用的共混料时是特别有用的。我们还发现，许多共混料和AAPE在堆肥环境中降解，并因此用于制备被作为环境非永久性物品的材料。
以下的实施例是为了说明本发明，而不应被理解为对本发明的限制。
实施例
在下列的实施例中，共混料是通过三种一般的方法制备的：
(i)在配料前和适当的温度下，将共混料的各组分在流变力学分
光光度计中一起摇动。将所得的树脂一般研磨至5mm粒径，
并将其一部分在温度高于其熔融温度的二块金属板间加压形
成熔融压制的薄膜；(ii)通过在30mm Werner-Pfleiderer双螺杆挤塑机中配料，制备纤
维素酯和聚酯的共混料。此典型方法如下：两个独立的进料
装置，在此法的熔融配合作业中一个供纤维素酯用，而另一
个供聚酯用。纤维素酯作为干粉被加到段1而聚酯以粘稠液
形式被加到段3。使用AccuRate进料器经过料斗以想望的速
率将纤维素酯加入到挤塑机的机筒。在氮气下预热聚酯，并
将其注入到热的进料槽。将聚酯保持在氮气氛下，并藉重力
作用通过不锈钢管线进入到齿轮泵，齿轮泵将熔融料通过不
锈钢管线(外径1/2英寸)送到挤塑机的机筒。进料系统的全
部管线是被加热和保温的。挤塑机的生产率为10～50磅/小
时。各段温度的设置是根据聚酯和纤维素酯的确切性质而定
的，并且通常在约100℃～250℃范围内变化。此后，挤塑机
中的二股料流在水中急冷，并用CONAIR JETRO切粒机切
断。(iii)通过在30mm Werner-Pfleiderer双螺杆挤塑机中的配料，制备
纤维素酯和聚酯的共混料。此典型方法如下：一个单一的进
料装置被用于此法的熔融共混。纤维素酯和聚酯被干混，并
以固体状被加入到段1中。使用AccuRate进料器经过料斗以
想望的速率将干共混料加到挤塑机的机筒中。挤塑机的生产
率为10～50磅/小时。各段温度的设置是根据聚酯和纤维素酯
的确切性质而定的，并且一般在约100℃～250℃范围内变
化。此后，挤塑机中的二股料流在水中急冷，并用CONAIR
JETRO切粒机切断。
薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和正切模量按照ASTM方法D882测定；撕裂力按ASTM方法D1938测定；透氧率和透水蒸汽率分别按ASTM方法D3985和F372测定。模塑片的拉伸强度和断裂伸长率按照ASTM方法D638测定；挠曲强度和模量按照ASTM方法D790测定；艾佐德冲击强度按照ASTM方法D256测定，热偏差温度按照ASTM方法D648测定。比浓对数粘度是在25℃温度下以0.5克试样在100毫升的60/40(重量)的苯酚/四氯乙烷溶液测定的。动态力学热分析(DMTA)谱是使用Polymer Laboratories MK II以4℃/分和1HZ下得到的。
此处所使用的缩略词如下：“IV”代表比浓对数粘度；“g”代表克；“psi”代表磅/平方英寸；“cc”代表立方厘米； “m”代表米；“rpm”代表每分钟转数；“DSPr”代表每一葡萄糖酐单元的丙酰基取代度；“DSAc”代表每一葡萄酐单元的乙酰基取代度；“DSPu”代表每一葡萄糖酐单元的丁酰基取代度；“BOD”代表生化需氧量；“Vol.”或“V”代表体积；“Wt.”代表重量；“mm”代表毫米；“NaOAc”代表酝酿钠；“nm”代表未测定；“cE”代表纤维素酯；“PE”代表聚酯；“DOA”代表己二酸二辛酯；“HDT”代表热偏差温度；“WVTR”代表透水蒸汽率；“mil”代表0.001英寸。关于薄膜的透明度，“+”表示溶混共混料的透明薄膜特性；“±”表示部分溶混共混料的模糊薄膜特性；“-”表示不溶混共混料的不透明薄膜特性；“AAPE”代表脂族-芳族共聚多酯，而在此处所用的是指不需要配料的共聚多酯。有关纤维素酯的名称，“CAP”代表醋酸丙酸纤维素：“CAB”代表醋酸丁酸纤维素；“cA”代表醋酸纤维素；关于聚酯的名称，代表性例子：“PTS(T)[85/15]”表示聚(四亚甲基丁二酸酯-共-对苯二甲酸酯)，其丁二酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔％为85/15；“PTA(T)[85/15]”表示聚(四亚甲基己二酸酯-共-对苯二甲酸酯)，其己二酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔％为85/15；“PTG(T)[85/15]”表示聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)，其戊二酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔％为85/15；“PTG(T)(D)[60/35/5]”表示聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯-共-二羟基乙酸酯)，其戊二酸酯与对苯二甲酸酯与二羟基乙酸酯的摩尔％为60/35/5；“PTG(N)[85/15]”表示聚(四亚甲基戊二酸酯-共-萘二甲酸酯)，其戊二酸酯与萘二甲酸酯的摩尔％为85/15；“PES”表示聚(亚乙基丁二酸酯)；“PHS”表示聚(六亚甲基丁二酸酯)；“PEG”代表聚(亚乙基戊二酸酯)；“PTG”代表聚(四亚甲基戊二酸酯)；“PHG”代表聚(六亚甲基戊二酸酯)；“PT(E)G[50/50]”代表聚(四亚甲基-共-亚乙基戊二酸酯)；其四亚甲基与亚乙基的摩尔％为50/50：“PEA”表示聚(亚乙基己二酸酯)；“PDEA”代表聚(己二酸二乙酯)；“PHA”代表聚(六亚甲基己二酸酯)。其他的缩略词：“TGEDA”代表三甘醇二乙酸酯：“PVA”代表聚(醋酸乙烯酯)；“PMMA”代表聚(甲基丙烯酸甲酯)；“PEMA”代表聚(甲基丙烯酸乙酯)。MYVAPLEX 600是浓的单硬脂酸甘油酯的商品名，它可从EastmanChemical Company购得。MYVAPLEX浓的单硬脂酸甘油酯是最小为90％的蒸馏单酸甘油酯，它是由主要由硬脂酸酯组成的氢化豆油制得的。MYVACET是改性脂肪的蒸馏的乙酰化单酸甘油酯的商品名。MYVACET 507的乙酰化百分率范围为48.5到51.5；MYVACET 707乙酰化百分率范围为66.5到69.5；MYVACET 908的乙酰化百分率最小为96。MYVEROL是浓的单硬脂酸甘油酯的商品名，它可从Eastman Chemical Company购得。MYVEROL非常相似于MYVAPLEX，只是蒸馏的单酸甘油酯是由不同的脂肪源生产的。实施例1
使用标准方法制备醋酸丙酸纤维素(DSAC＝0.10，DSpr＝2.64，IV＝1.3)和脂族-芳族共聚多酯的共混料及由其制成的薄膜。玻璃化转变温度通过DMTA测定。并使用Fox-Flory公式计算。其结果列于表I和表II中。
表 I
CAP/脂族-芳族共聚多酯共混料的Tg、IV和透明度
Tg Tg登入号 聚 酯 (实测) (计算) IV IV 透明度
℃ ℃ PE 共混料 1 20％PTS(T) [85/15] 124 110 1.0 1.1 + 2 40％PTS(T) [85/15] 93 75 1.0 1.1 + 3 20％PTA(T) [85/15] 125 110 0.7 1.0 + 4 40％PTA(T) [85/15] 87 76 0.7 0.9 + 5 20％PEG(T) [85/15] 139 110 0.6 0.9 + 6 40％PEG(T) [85/15] 75 78 0.6 1.0 + 7 10％PEG(T) [70/30] 146 143 0.9 1.0 + 8 20％PEG(T) [70/30] 136 113 0.9 1.0 + 9 30％PEG(T) [70/30] 126* 97 0.9 1.0 + 10 40％PEG(T) [70/30] 82 83 0.6 1.0 +
表 I (续)
CAP/脂族-芳族共聚多酯共混料的Tg、IV和透明度
Tg Tg登入号 聚 酯 (实测) (计算) IV IV 透明度
℃ ℃ PE 共混料 11 55％PEG(T) [70/30] 62 59 0.6 0.9 + 12 70％PEG(T) [70/30] 25，85，98 34 0.9 0.9 + 13 40％PEG(T) [95/5] 93 66 1.2 nm + 14 20％PEG(T) [90/10] 127 105 0.9 nm + 15 40％PEG(T) [90/10] 88 65 0.9 1.0 + 16 40％PT(E)G(T)[50/50，85/15] 71 72 0.7 1.0 + 17 20％PT(E)G(T)[50/50，70/30] 125 110 0.7 1.0 + 18 40％PT(E)G(T)[50/50，70/30] 76 77 0.7 1.0 + 19 40％PTG(T)[85/15] 75 71 0.7 1.0 + 20 20％PTG(T)[70/30] 135 110 0.7 1.0 +
表 I(续)
CAP/脂族-芳族共聚多酯共混料的Tg、IV和透明度
Tg Tg登入号 聚 酯 (实测) (计算) IV IV 透明度
℃ ℃ PE 共混料21 40％PTG(T)[70/30] 82 73 0.7 1.0 +22 20％PTG(T)[60/40] 143 113 1.5 1.1 +23 40％PTG(T)[60/40] 130* 78 1.5 1.2 +24 60％PTG(T)[60/40] 3，76，112 43 1.5 1.0 ±25 70％PTG(T)[60/40] 2，108 26 1.5 1.2 ±26 80％PTG(T)[60/40] 5 9 1.5 0.9 ±27 20％PHG(T)[80/20] 143 106 1.2 1.2 +28 40％PHG(T)[80/20] 105* 66 0.7 0.9 +29 20％PEG(N)[85/15] 138 111 0.8 1.0 +30 40％PEG(N)[85/15] 102* 77 0.8 0.9 +*具有台肩的宽渐变段
表 II
纤维素酯/脂族-芳族共聚多酯共混料的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率试 样 聚 酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(3.94×10-2g
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (.394g/cm) cm/m2-24h) 1 20％PTS(T) [85/15] 8 2.11 5.97 14.8 222 2 40％PTS(T) [85/15] 82 0.22 2.83 14.7 173 3 20％PTA(T) [85/15] 6 1.86 5.03 12.0 nm 4 40％PTA(T) [85/15] 61 0.19 1.62 10.3 nm 5 20％PEG(T) [85/15] 4 2.21 6.11 8.0 nm 6 40％PEG(T) [85/15] 91 0.31 2.89 14.4 253 7 10％PEG(T) [70/30] 3 2.21 4.90 10.0 172 8 20％PEG(T) [70/30] 4 2.21 6.29 7.5 216 9 30％PEG(T) [70/30] 18 1.35 4.24 11.5 184 10 40％PEG(T) [70/30] 47 0.59 2.83 10.9 145
表 II (续)
纤维素酯/脂族-芳族共聚多酯共混料的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率试 样 聚 酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(3.94×10-2g
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) cm/m2-24h) 11 55％ PEG(T) [70/30] 54 0.06 1.16 12.6 272 12 70％ PEG(T) [70/30] 114 0.02 0.42 25.8 nm 13 40％ PTG(T) [95/5] 75 0.10 1.70 9.3 nm 14 20％ PTG(T) [90/10] 21 1.78 5.33 11.4 nm 15 40％ PTG(T) [90/10] 77 0.12 2.02 9.9 nm 16 40％ PT(E)G(T)[50/50，85/15] 81 0.27 2.58 14.1 216 17 20％ PT(E)G(T)[50/50，70/30] 3 2.15 5.58 7.2 nm 18 40％ PT(E)G(T)[50/50，70/30] 61 0.43 2.81 13.7 175 19 40％ PTG(T)[85/15] 83 0.24 2.48 11.5 246
表 II (续)
纤维素酯/脂族-芳族共聚多酯共混料的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率试 样 聚 酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(3.94×10-2g (％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) cm/m2-24h) 20 20％PTG(T)[70/30] 5 1.23 6.26 12.4 188 21 40％PTG(T)[70/30] 50 0.37 2.05 16.3 238 22 20％PTG(T)[60/40] 8 1.13 3.47 20.2 364 23 40％PTG(T)[60/40] 82 0.99 4.01 23.6 275 24 60％PTG(T)[60/40] 72 0.28 1.89 14.9 nm 25 70％PTG(T)[60/40] 63 0.21 1.32 19.1 nm 26 80％PTG(T)[60/40] 207 0.09 1.11 59.2 nm 27 20％PHG(T)[80/20] 30 1.5 4.87 4.6 nm 28 40％PHG(T)[80/20] 45 0.25 1.35 10.5 nm 29 20％PEG(N)[85/15] 12 2.14 6.05 11.1 175 30 40％PEG(N)[85/15] 69 0.38 2.66 14.4 308
表1的IV数据说明，在共混过程中共混料各组分的分子量被保持。如透明度指出，薄膜是透明的，这是可溶混共混料的特征。
表I表明，每一种含有20％脂族-芳族共聚多酯的共混料(登入号1、3、5、8、14、17、20、22、27和29)实测的Tg12要比其计算的Tg12高14～37℃。含40％脂族-芳族共聚多酯的共混料中含C4二酸(登入号2)，含C6二酸(登入号4)，或含C10芳族二酸(登入号30)的共混料还显示出，实测的Tg12与计算Tg12的正偏差分别为18、11和25℃。在含C5脂族二酸的40％脂族-芳族共聚多酯一类中，登入号6、10、16、19和21(15～30％C6芳族二酸)的实测的Tg12显示与计算的Tg12非常好一致性(±10°)。相反，含5％、10％和40％的C6芳族二酸的40％PTG(T)共混料的实测Tg12值与计算值相比分别显示出27、23和52℃的正偏差。在10～70％PEG(T)[70/30](登入号7～12)的系列中，10～30％共混料的实测Tg12与计算值相比显示正偏差，40～55％共混料的实测Tg12与计算Tg12非常一致，70％共混料显示出部分溶混共混料具有多个实测Tg12的特性。可是，20～70％PTG(T)[60/40]共混料系列(登入号22～25)或具有多个Tg12或其实测的Tg12与计算值是相当不同的。在非常高含量的脂族-芳族共聚多酯(参见登入号26号)中，观察到单一的Tg。这种分析暗示了当共聚多酯的芳族部分接近15～30％时，纤维素酯与含C5脂族二酸的脂族-芳族共聚多酯的共混料通常在接近30～55％范围是可溶混的。含超出30～55％范围的C5脂族二酸的脂族-芳族共聚多酯共混料显示出各不相同的溶混性。含其他脂族二酸的共混料还显示很大程度的各种溶混性。
共混料的溶混性还在很大程度上取决于聚酯的分子量。一般说来，低I.V.聚酯得到较宽范围的溶混性。
纤维素酯通常具有高的WVTR(＞19.69克厘米/米2-24小时。
如表II所示，所有的CAP/脂族-芳族共聚多酯共混料具有小于19.69克厘米/米2-24小时的WVTR。表II还表明，根据共混料组分和共混料配方，由共混料制备具有广范围物理性能的材料是可能的。许多脂族-芳族共聚多酯共混料具有意想不到的和不寻常的物理性能。例如，20％的共混料的正切模量(表II)大部分令人意外地高于CAP(1.45×109Pa)。含PTG(T)[70/30]和PTG(T)[60/40]的共混料不属此例，其正切模量均保持在1.03×109Pa。甚至更令人惊奇的是20％共混料的拉伸强度。作为例外的是PTG(T)[60/40]共混料，这些共混料的拉伸强度均高于3.45×109Pa；在某些情况中，相对于CAP来说拉伸强度得到提高(5.5×103)。一般来说，除PTG(T)[60/40]共混料外，所有的含20％脂族-芳族共聚多酯的共混料。其性能与共混料的主要组分-醋酯丙酸纤维素的性能非常相似。实际上，我们能够用20％的共聚多酯(它一般具有非常不同于纤维素酯共混料组分的物理性能)代替纤维素酯，而不降低、甚至在某些情况下含改进醋酸丙酸纤维素酯所固有力学性能。实施例2
使用标准方法制备纤维素酯和丁二酸酯聚酯的共混料以及由其制成的薄膜。其结果列于表III和IV中。
表 III
纤维素酯/聚酯共混料：C4二酸类的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBuCE PE 共混料 透明度 31 10％PES 2.50 - - 1.2 1.0 1.25 + 32 20％PES 2.50 - - 1.2 1.0 1.18 + 33 20％PES 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.18 + 34 40％PES 0.10 2.64 - 1.3 1.0 1.11 + 35 20％PHS 0.10 2.64 - 1.3 1.0 1.16 + 3G 40％PHS 0.10 2.64 - 1.3 1.0 1.1 1 +
表 IV
由纤维素酯/聚酯共混料：C4二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯 断裂伸长率 切向模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 31 10％PES nm nm nm nm 32 20％PES nm nm nm nm 33 20％PES 11 1.92 5.45 nm 34 40％PES 48 0.71 2.97 nm 35 20％PHS 36 1.70 4.68 nm 36 40％PHS 87 0.26 2.32 12.2
表III的IV数据表明，在共混料过程中共混料各组分的分子量被保持。如透明度栏指示，薄膜是透明的，这是溶混共混料的特征。此外，就代表性的试样来说，测定共混料的Tg。登入号34和36分别具有80℃和70℃的单一和Tg。单一的Tg也是溶混共混料的特征。如表IV所示，通过适当选择共混料配方，由共混料制备具有广告范围物理性能的材料是可能的。实施例3
使用标准方法制备纤维素酯和戊二酸酯聚酯共混料和由其制得的薄膜。结果列于表V和VI中。
表 V
纤维素酯/聚酯共混料：C5二酸类的DS/AGU、VI和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 37 50％PEG 2.50 - - 1.2 - nm + 38 20％PEG 0.10 2.64 - 1.3 1.2 1.21 + 39 40％PEG 0.10 2.64 - 1.3 1.2 1.19 + 40 35％PEG 0.34 2.15 - 1.6 0.9 nm + 41 40％PEG 0.34 2.15 - 1.6 0.9 nm + 42 45％PEG 0.34 2.15 - 1.6 0.9 nm + 43 35％PEG 0.12 2.14 - 1.3 1.1 nm + 44 40％PEG 0.12 2.14 - 1.3 0.9 nm + 45 35％PEG 0.11 2.05 - 1.6 0.9 nm + 46 40％PEG 0.11 2.05 - 1.6 0.9 nm + 47 45％PEG 0.11 2.05 - 1.6 0.9 nm +
表 V (续)
纤维素酯/聚酯共混料：C5二酸类的DS/AGU、VI和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 48 20％PDEG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.21 + 49 40％PDEG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm + 50 40％PT(E)G 0.10 2.64 - 1.3 0.7 nm +
[50，50] 51 10％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.20 + 52 20％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.21 + 53 30％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.07 + 54 35％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.07 + 55 40％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.11 + 56 40％PTG 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.06 + 57 40％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
表 V (续)
纤维素酯/聚酯共混料：C5二酸类的DS/AGU、VI和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 58 20％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.25 + 59 25％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.27 + 60 30％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.25 + 61 35％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.25 + 62 40％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.31 + 63 50％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 1.30 + 64 40％PTG 0.17 2.29 - 1.7 1.1 nm + 65 40％PTG 0.04 2.28 - 1.6 1.7 nm + 66 40％PTG 0.34 2.15 - 1.6 1.1 nm + 67 35％PTG 0.34 2.15 - 1.6 1.1 nm +
表 V (续)
纤维素酯/聚酯共混料：C5二酸类的DS/AGU、VI和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 68 40％PTG 0.10 2.16 - 1.0 1.1 nm + 69 40％PTG 0.12 2.14 - 1.3 1.1 nm + 70 35％PTG 0.11 2.05 - 1.6 1.1 nm + 71 40％PTG 0.11 2.05 - 1.6 1.1 nm + 72 45％PTG 0.11 2.05 - 1.6 1.1 nm + 73 30％PHG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.06 + 74 40％PHG 0.10 2.64 - 1.3 0.5 0.99 + 75 35％PTG 1.01 - 1.67 1.2 - nm + 76 40％PTG 2.04 - 0.70 1.2 - nm +
表 VI
由纤维素酯/脂族聚酯共混料：C5二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 37 50％PEG nm nm nm nm 38 20％PEG 30 1.60 4.79 nm 39 40％PEG 95 0.24 2.49 13.3 40 35％PEG 80 0.52 3.44 18.5 41 40％PEG 84 0.33 2.78 10.0 42 45％PEG 104 0.21 2.56 15.9 43 35％PEG 33 0.38 1.80 12.6 44 40％PEG 19 0.24 1.07 9.8 45 35％PEG 51 0.48 3.04 13.3 46 40％PEG 86 0.32 2.80 10.4 47 45％PEG 77 0.20 1.61 12.7
表 VI(续)
由纤维素酯/脂族聚酯共混料：C5二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 48 20％PDEG 24 1.41 3.54 5.1 49 40％PDEG 60 0.14 1.08 19.8 50 40％PT(E)G 76 0.15 1.73 9.1
[50，50] 51 10％PTG 30 1.70 5.49 12.7 52 20％PTG 43 1.20 3.72 nm 53 30％PTG 65 0.73 2.97 16.7 54 35％PTG 88 0.25 2.54 14.9 55 40％PTG 53 0.15 1.18 11.8 56 40％PTG 61 0.13 1.26 12.4 57 40％PTG 71 0.12 1.59 13.3
表 VI(续)
由纤维素酯/脂族聚酯共混料：C5二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 58 20％PTG 18 1.68 4.64 12.5 59 25％PTG 67 1.27 4.41 18.7 60 30％PTG 69 0.96 3.31 21.5 61 35％PTG 72 0.45 2.36 22.9 62 40％PTG 128 0.13 2.68 18.0 63 50％PTG 117 0.05 2.14 23.0 64 40％PTG 113 0.22 2.67 15.8 65 40％PTG 42 0.21 1.29 nm 66 40％PTG 97 0.27 2.50 19.9 67 35％PTG 92 0.59 3.94 19.8 68 40％PTG 37 0.16 1.09 12.2
表 VI(续)
由纤维素酯/脂族聚酯共混料：C5二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 69 40％PTG 36 0.22 1.27 15.4 70 35％PTG 54 0.43 2.45 12.8 71 40％PTG 53 0.26 1.97 12.9 72 45％PTG 47 0.19 1.32 9.3 73 30％PHG 57 0.68 2.43 17.4 74 40％PHG 60 0.16 1.23 12.4 75 35％PTG 93 0.32 2.99 12.4 76 40％PTG 27 0.86 0.35 12.6
表V的IV数据表明，在共混过程中共混物各组分的分子量保持不变。如透明度栏表明，薄膜是透明的，这是溶混共混料的特征。此外，对各有代表性的试样测定共混料的Tg。登入号37、49、51、54、55、59和74分别地具有120、70、125、72、66、108和70℃的单一的Tg。单一的Tg也是可溶混共混料的特征。如表VI表明，通过适当地选择共混料配方，由共混料制备具有广范围物理性能的材料是可能的。实施例4
使用标准方法制备纤维素酯和己二酸酯聚酯和由其制成的薄膜。结果列于表VII和VIII中。
表 VII
纤维素酯/聚酯共混料：C6二酸的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 77 20％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.16 + 78 25％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.11 + 79 30％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.08 + 80 35％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.04 + 81 40％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 1.00 + 82 45％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 0.96 + 83 50％PEA 0.10 2.64 - 1.3 0.6 0.92 + 84 20％PDEA 0.10 2.64 - 1.3 0.7 1.15 + 85 40％PDEA 0.10 2.64 - 1.3 0.7 1.11 + 86 20％PHA 0.10 2.64 - 1.3 0.7 1.17 + 87 40％PHA 0.10 2.64 - 1.3 0.5 1.05 +
表 VIII
由纤维素酯/聚酯共混料：C5二酸类制备的薄膜的力学性能和撕裂性 登入号 聚酯 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6 895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm)
77 20％PEA 13 1.39 3.95 4.1
78 25％PEA 43 0.99 3.37 14.1
79 30％PEA 74 0.57 2.76 16.6
80 35％PEA 90 0.32 2.44 12.6
81 40％PEA 75 0.14 1.37 13.0
82 45％PEA 62 0.06 1.20 4.1
83 50％PEA 75 0.03 1.03 4.7
84 20％PDEA 24 1.46 4.05 6.0
85 40％PDEA 64 0.12 1.11 13.3
86 20％PHA 18 1.30 3.60 15.2
87 40％PHA 81 0.14 1.36 13.6
表VII中IV数据表明在共混过程中共混料各组分的分子量保持不变。如透明度栏指出，薄膜是透明的，这是溶混共混料的特征。此外，对代表性试样测定共混料的Tg。登入号80和84分别地具有78和130℃的单一的Tg。单一的Tg也是可溶混共混料的特征。如表VIII表明，通过适当地选择共混料配方，由共混料制备具有广范围物理性能的材料是可能的。实施例5
使用标准方法制备含不同添加剂的纤维素酯和脂族酸酯共混料及其薄膜。登入号96～101、104和105的薄膜系吹塑薄膜，其中T代表横向而M代表纵向。其结果示于表IX和X中。
表 IX
含代表性的添加剂的纤维素酯/脂族聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV登入号 聚酯/添加剂 DSAc DSPr DSBu CE PE 透明度 88 39.9％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
0.1％硬脂酸铁 89 39.9％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
0.1％硬脂酸锌 90 39.9％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
0.1％辛酸镁 91 39.9％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
0.1％CaCO3 92 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
1％CaCO3
表 IX(续)
含代表性的添加剂的纤维素酯/脂族聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV登入号 聚酯/添加剂 DSAc DSPr DSBu CE PE 透明度 93 37.5％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1
2.5％CaCO3 94 39.75％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
0.25％沸石 95 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
1％沸石 96 40％ PTGM 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
1％微晶纤维素 97 40％PTGT 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
1％微晶纤维素
表 IX(续)
含代表性的添加剂的纤维素酯/脂族聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV登入号 聚酯/添加剂 DSAc DSPr DSBu CE PE 透明度 98 40％PTGM 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
2％微晶纤维素 99 40％PTGT 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
2％微晶纤维素 100 40％PTGM 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1
1％微晶纤维素
1％氧化硅，1％TiO2 101 40％PTGT 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1
1％微晶纤维素，
1％氧化硅，1％TiO2
表 IX(续)
含代表性的添加剂的纤维素酯/脂族聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV登入号 聚酯/添加剂 DSAc DSPr DSBu CE PE 透明度 102 20％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.7 +
10％TEGDA 103 40％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 +
2.5％单醋酸纤维素
0.5％MYVAPLEX 600 104 41％PTGM 0.10 2.64 - 1.0 nm 1
0.5％PBT染料，2％TiO2
1％MYVAPLEX 600 105 41％PTGT 0.10 2.64 - 1.0 nm 1
0.5％PBT染料，2％TiO2，
1％MYVAPLEX 600
1 由于添加剂之故，薄膜是不透明或着色的。
表 X
由含代表性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯/添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 88 39.9％PTG 83 0.18 2.22 10.8
0.1％硬脂酸铁 89 39.9％PTG 68 0.14 1.70 11.1
0.1％硬脂酸锌 90 39.9％PTG 74 0.14 1.97 11.5
0.1％辛酸镁 91 39.9％PTG 56 0.12 1.42 12.7
0.1％CaCO3 92 39％PTG 51 0.11 1.17 13.2
1％CaCO3
表 X(续)
由含代表性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯/添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 93 37.5％PTG 52 0.19 1.38 14.2
2.5％CaCO3 94 39.75％PTG 64 0.08 1.67 12.8
0.25％沸石 95 39％PTG 52 0.13 1.27 12.4
1％沸石 96 40％PTGM 67 0.27 2.46 7.0
1％微晶纤维素 97 40％PTGT 36 0.30 1.09 6.8
1％微晶纤维素
表 X(续)
由含代表性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯/添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa)(6.895×106Pa) (394g/cm) 98 40％PTGM 43 0.22 1.56 7.1
2％微晶纤维素 99 40％PTGT 59 0.27 1.89 6.8
2％微晶纤维素 100 40％ PTGM 65 0.37 2.11 7.9
1％微晶纤维素
1％氧化硅，1％TiO2 101 40％PTGT 48 0.24 1.76 8.3
1％微晶纤维素，
1％氧化硅，1％TiO2 102 20％PTG 79 0.42 1.87 12.7
10％TEGDA
表 X(续)
由含代表性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成薄膜的力学性能和撕裂强度登入号 聚酯/添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 103 40％PTG 56 0.14 1.06 13.7
2.5％微晶纤维素
0.5％MYVAPLEX 600 104 41％PTGM 80 0.17 3.40 10.0
0.5％PTT染料，2％TiO2
1％MYVAPLEX 600 105 41％PTGT 68 0.30 4.48 7.5
0.5％PTT染料，2％TiO2
1％MYVAPLEX 600
如表IX所示，本发明的共混料可含许多不同类型的添加剂如助氧化剂(参见登入号88～90)、无机物(参见登入号91～95、104、105)、可非常容易生物降解的有机添加剂(参见96～101、103)、聚合物染料和颜料(参见104或105)、特别是单体的增塑剂。登入号88～90、102是透明的，登入号91～99、103虽是透明的，但是，如预期的那样，由于在共混料中添加无机物或有机物而变成模糊的。由于TiO2之故登入号99和100是白的，而登入号104和105由于TiO2和染料之故是兰色的；这些实施例表明共混料可被颜料或染料很方便地着色。从表X可看出，这些添加剂对由此共混料制成的薄膜(参见表X和VI)之力学性能和撕裂强度极少或没有受影响。因此，通过适当地选择共混料的配方可将添加剂，例如CaCO3或促进生物降解的微晶纤维素加到共混料中，而同时使由此共混料制成的材料仍保持广范围的物理性能。实施例6
使用标准方法制备具有DS/AGU为2.74的醋酸丙酸纤维素、脂族聚酯和第三种聚合物组分的三元共混料。表XI列出由此共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度。
表XI
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 106 40％PTG 29 0.09 0.70 13.6 -
2％聚乙烯醇
(100％水介的，MW＝115,000)
0.5％Myvaplex 600 107 40％PTG 31 0.05 0.60 14.4 -
5％聚乙烯醇
(100％水介的，MW＝115,000)
0.5％Myvaplex 600 108 40％PTG 68 0.05 1.28 11.3 -
5％聚乙烯醇
B(98-99％水介的，
MW＝31,000-50,000)
0.5％Myvaplex 600
表I(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 109 40％PTG 35 0.14 0.67 12.2 -
2％聚乙烯醇
(87-89％水解的
MW-124-186 K)
0.5％myvaplex 600 110 40％PTG 37 0.10 0.70 14.4 -
5％聚乙烯醇
(87-89％水介的，
MW＝124-186 K)
0.5％Myvaplex 600
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 111 40％PTG 67 0.11 1.32 11.9 -
5％聚乙烯醇
(87-89％水介的，
MW＝31,000-50,000)
0.5％Myvaplex 600 112 40％PTG 93 0.08 1.93 10.1 +
5％聚乙烯醇
(80％水介的，
MW＝9,000-10,000) 113 38％PTG 49 0.06 0.65 12.7 ±
2％ECDEL 9810
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 114 35％PTG 74 0.32 2.11 15.0 -
5％尼龙6 115 37.5％PTG 92 0.09 1.09 13.7 ±
2.5％尼龙 116 40％PTG 72 0.17 1.38 15.0 +
2％PVA，0.5％ MYVAPLEX 600 117 40％PTG 93 0.11 1.56 18.3 +
5％PVA，0.5％ MYVAPLEX 600 118 40％PTG 88 0.10 1.55 14.4 ±
10％PVA
表XI (续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 119 28％PEG 306 0.05 1.28 NT ±
51％PVA 120 31％PEG 509 0.02 1.06 NT ±
59％PVA 121 40％PTG 86 0.12 1.45 17.4 +
5％PMMA，0.5％MYVAPLEX 600122
40％PTG 61 0.17 1.15 12.4 +
2％PMMA，0.5％MYVAPLEX 600 123 40％PTG 75 0.10 1.48 11.3 +
10％PMMA
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 124 40％PTG 48 0.17 0.93 16.2 +
5％PEMA，0.5％MYVAPLEX600 125 40％PTG 71 0.19 1.23 13.2 +
2％PEMA，0.5％MYVAPLEX600 126 40％PTG 57 0.10 0.94 13.9 +
10％PEMA 127 35％PTG 70 0.20 1.80 20.3 +
5％羟丙基纤维素
(MW＝100,000) 128 39％PTG 80 0.15 1.71 21.2 +
1％羟丙基纤维素
(MW＝1,000,000)
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 129 35％PTG 80 0.22 1.74 16.9 +
5％羟丙基纤维素
(MW＝1,000,000 130 40％PTG 81 0.02 0.60 11.1 +
2％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物：(40％醋酸乙烯酯) 131 35％PTG 59 0.29 1.92 11.5 +
2％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(40％醋酸乙烯酯) 132 35％PTG 43 0.20 1.40 10.9 +
5％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(40％醋酸乙烯酯)
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 133 35％PTG 44 0.08 0.98 8.8 ±
10％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(40％醋酸乙烯酯) 134 35％PTG 35 0.46 1.09 8.0 +
2％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(50％醋酸乙烯酯) 135 35％PTG 35 0.13 1.03 8.7 +
5％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(50％醋酸乙烯酯) 136 35％PTG 28 0.05 0.80 10.4 ±
10％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(50％醋酸乙烯酯)
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 137 35％PTG 68 0.28 1.93 13.3 +
2％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(70％醋酸乙烯酯) 138 35％PTG 67 0.24 1.86 14.5 +
5％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(70％醋酸乙烯酯) 139 35％PTG 79 0.17 1.67 12.5 ±
10％乙烯/醋酸乙烯酯
共聚物(70％醋酸乙烯酯) 140 40％PTG 75 0.07 1.40 nm -
2％Lexan聚碳酸酯
表XI(续)
由CAP(DS/AGU＝2.75)/脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯/聚合物三元共混料
制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透明度登入号 聚酯/聚合物 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 透明度
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) 141 40％PTG 70 0.08 1.28 nm -
5％Lexan聚碳酸酯 142 40％PTG 65 0.04 1.15 nm -
10％Lexan聚碳酸酯
如表XI所示，纤维素酯和脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯可以与其他聚合物共混以形成具有卓越物理性能的可溶混的或部分溶混的三元共混料。登入号112、116、117、119～130、132、133、135和136是可溶混的三元共混料的例子，而其余的例子是部分溶混的三元共混料。当然，这些共混料可以含有实施例5或实施例7(见下文)所说明的不溶混的添加剂。实施例7
使用标准方法制备纤维素酯和脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯、以及疏水性添加剂的三元共混料。表XII和XIII列出共混料DS/AGU、IV和透明度以及由此共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率。
表XII
含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯/疏水性添加剂 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 143 39.95％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
0.05％MYVAPLEX 600 144 39.9％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
0.1％MYVAPLEX600 145 39.75％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
0.25％MYVAPLEX 600 146 39.5％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
0.5％MYVAPLEX 600 147 39.25％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
0.75％MYVAPLEX600
表XII(续)
含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯/疏水性添加剂 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 148 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.19 +
1％MYVAPLEX 600 149 38.5％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.22 +
1.5％MYVAPLEX 600 150 38％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.18 +
2％MYVAPLEX 600 151 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.23 +
1％MYVACET507 152 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.22 +
1％MYVACET707
表XII(续)
含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯/疏水性添加剂 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 153 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.23 +
1％MYVACET 908 154 39％TG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
1％MYVEROL 18-07 155 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
1％MYVEROL 18-35 156 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 nm +
1％MYVEROL 18-99 157 39％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.21 +
1％石蜡
表XII(续)
含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料的DS/AGU、IV和透明度
IV IV IV登入号 聚酯/疏水性添加剂 DsAc DsPr DsBu CE PE 共混料 透明度 158 38％PTG 0.10 2.64 - 1.3 1.1 1.18 +
2％石蜡 159 49％PEG(T)(70/30) 0.10 2.64 - 1.3 0.6 0.89 +
1％MYVAPLEX 600
表XIII由含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率登入号 聚酯/疏水性添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) (3.94×10-2g
cm/m2-24h) 143 39.95％PTG 75 0.13 1.66 9.6 306
0.05％MYVAPLEX 600 144 39.9％PTG 92 0.17 2.06 11.6 ＜500
0.1％MYVAPLEX 600 145 39.75％PTG 78 0.16 1.64 9.5 244
0.25％MYVAPLEX 600 146 39.5％PTG 93 0.11 2.10 14.9 227
0.5％MYVAPLEX G00 147 39.25％PTG 81 0.11 1.67 12.8 171
0.75％MYVAPLEX 600
表XIII(续)由含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率登入号 聚酯/疏水性添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) (3.94×10-2g
cm/m2-24h) 148 39％PTG 71 0.11 1.47 10.8 103
1％MYVAPLEX 600 149 38.5％PTG 75 0.12 1.71 14.0 159
1.5％MYVAPLEX 600 150 38％PTG 62 0.11 1.45 9.8 178
2％MYVAPLEX 600 151 39％PTG 82 0.11 1.76 12.7 200
1％MYVACET507 152 39％PTG 64 0.09 1.69 9.5 261
10％MYVACET707
表XIII(续)由含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率登入号 聚酯/疏水性添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) (3.94×10-2g
cm/m2-24h) 153 39％PTG 75 0.09 2.39 12.6 258
1％MYVACET908 154 39％PTG 62 0.15 1.27 12.5 146
1％MYVEROL 18-07 155 39％PTG 92 0.07 2.04 12.2 181
1％MYVEROL 18-35 156 39％PTG 75 0.08 1.32 13.7 397
1％MYVEROL 18-99 157 39％PTG 105 0.10 2.35 15.9 238
1％石蜡
表XIII(续)由含疏水性添加剂的纤维素酯/聚酯共混料制成的薄膜的力学性能、撕裂强度和透水蒸汽率登入号 聚酯/疏水性添加剂 断裂伸长率 正切模量 拉伸强度 撕裂强度 WVTR
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) (3.94×10-2g
cm/m2-24h) 158 38％PTG 65 0.15 1.66 17.1 231
2％石蜡 159 49％PEG(T)(70/30) 48 0.10 1.35 7.6 106
1％MYVAPLEX 600
表XII和XIII的例子说明，疏水性添加剂可被添加到纤维素酯和脂族聚酯或脂族-芳族共聚多酯的共混料中，以控制由此共混物制备的材料的透水蒸汽率而不损害其力学性能或撕裂强度。例如，由含0.25～1％MYVAPLEX 600的CAP/PTG共混料制成的薄膜的WVTR被控制在9.61～4.06g.cm/m2-24h之间(参见登入号143～146)。随着疏水添加剂的增加WVTR减少，直至在约1％添加剂时WVTR将趋于稳定。实施例8
在30mm W-P双螺杆挤塑机中制备CAP(DSAC＝0.10，Dspr＝2.64)/聚(四亚甲基戊二酸酯)[65/35]共混料，制备作业是在根据一般方法的以下条件下进行的：聚(四亚甲基戊二酸酯)的进料速率为6.81千克/小时CAP的进料速率为12.7千克/小时挤塑机的总挤出量为19.5千克/小时进料管线温度＝190℃螺杆的RPM＝207扭矩＝30％挤塑机各段温度：段1＝180℃；段2-7＝230℃。实施例9
除了聚酯是通过混合固体聚(四亚甲基戊二酸酯)与CAP(DSAC＝0.10，DSpr＝2.64)而被加入和将二种材料加进到挤塑机段1外，在其他类似条件下根据一般方法在W-P挤塑机中还制备包括10、20和40(重量)％的聚四亚甲基戊二酸酯与CPA(DSAC＝0.10、DSpr＝2.64)的其他共混料。实施例10
在TOYO 90注塑机和下列的条件下，对如实施例8和9中制备的共混料进行注塑。这些条件不应被视为是理想条件，但是是用于这类共混料的典型条件。注咀温度＝200℃段1温度＝210℃段2温度＝210℃段3温度＝190℃段4温度＝180℃熔体温度＝215℃注塑和保压压力5.17×106Pa模温＝14℃螺杆速度＝75rpm实施例11
按实施例10制备的共混料的物理性能示于表XIV，同时该表还列出含12％单体增塑剂的CAP的物理性能。
表XIV
CAP(DSAC＝0.10，DSpr＝2.64)和聚
(四亚甲基戊二酸酯)共混料的物理性能性能(单位) 10％PTG 20％PTG 35％PTG 40％PTG 12％DOA拉伸强度 7.9 5.3 2.8 2.3 4.76(6.895×106Pa) 断裂伸长率％ 14 41 72 93 27挠曲模量 3.3 2.1 0.78 0.18 2.16(6.895×108Pa)艾佐德冲击强度 1.7(C) 4.6(C) 15.4 12.9 7.4323℃ (PB) (NB)(4.54×103g-cm/cm)HDT(℃) 81 54 41 NT 67
本例说明脂族聚酯共混料组分是非常有效的非挥发性、非可提取性的高分子添加剂。这些共混料相对于含单体增塑剂CAP能提供许多优良的物理性能。例如，相对于含12％DOA的CAP，含10％PTG的共混料具有优良的拉伸强度、挠曲模量和高的热偏差温度。实施例12
按实施例10制备的共混料的物理性能示于表XV中。
表XV
GA P(D SAC＝0.10，DSPr＝2.64)和脂族-芳族聚酯共混料的
物理性能以及含12％单体增塑剂的GAP的物理性能性能(单位) 8％PEG(T) 16％PEG(T) 24％PEG(T) 8％PTG(T) 16％PTG(T) 24％PTG(T) 12％D0A
[70/30] [70/30] [70/30] [60/40] [60/40] [60/40]拉伸强度 8.32 8.79 7.46 8.67 8.64 7.79 4.76(6.895×106Pa)断裂伸长率 8 8 14 11 11 17 27(％)挠曲模量 3.53 3.23 2.52 3.43 3.25 2.72 2.16(6.895×108Pa)挠曲强度 10.43 9.98 7.97 10.82 10.32 8.74 5.67(6.895×106Pa)
表 XV(续)
CAP(DSAC＝0.10，DSPr＝2.64)和脂族-芳族聚酯共混料的
物理性能以及含129％单体增塑剂的CAP的物理性能性能(单位) 8％PEG(T) 16％PEG(T) 24％PEG(T) 8％PTG(T) 16％PTG(T) 24％PTG(T) 12％DOA
[70/30] [70/30] [70/30] [60/40] [60/40] [60/40]艾佐德冲击强度 1.63 1.70 1.82 3.00 2.69 2.96 7.4323℃(4.54×103g-cm/cm)艾佐德冲击强度 0.77 0.76 0.25 2.16 2.11 2.23 2.94-40℃(4.54×103g-cm/cm)HDT 82 68 52 93 74 59 67(4.55×105Pa) (℃)
此例说明脂族-芳族聚酯共混料组分是非常有效的非挥发性、非可提取性的高分子添加剂。这些共混料相对于含单体增塑剂的CAP能提供许多优良的物理性能。例如，相对于含12％DOA的CAP所有的上述共混料在相似的聚合物含量时，具有优良的拉伸强度、挠曲模量、挠曲强度以及高的热偏差温度。此例还指出，在可溶混的，即PEG(T)[70/30]纤维素酯/脂族-芳族共混料与部分溶混的，即PEG(T)[60/40]纤维素酯/脂族-芳族共混料之间的某些物理性能的差别。总的说来，部分溶混的共混料提供优良的艾佐德冲击强度(特别在-40℃时)。实施例13
此例说明由脂族-芳族共聚多酯制成的薄膜，它具有高伸长率、高撕裂强度、低WVTR和低模量从而被有效地用于薄膜应用之中。
表XVI
由脂族-芳族共聚多酯制备的薄膜的比浓对数粘度、透水蒸汽率、力学性能和撕裂强度
WVTR登入号 聚酯 断裂伸长率 切向模量 正切强度 撕裂强度 (3.94×10-2g
(％) (6.895×108Pa) (6.895×106Pa) (394g/cm) IV cm/m2-24h) 160 PHG(T)[50/50] 357 0.09 0.73 26 0.72 65 161 PTG(T)[60/40] 908 0.05 1.95 214 1.15 137 162 PTG(T)[40/60] 642 0.23 3.07 115 0.94 52 163 PTS(T)[70/30] 722 0.41 4.48 59 nm nm 164 PTS(T)[85/15] 732 0.28 3.99 42 1.03 42 165 PTG(T)[55/45] 738 0.08 3.54 142 1.11 nm 166 PTG(T)(D([50/45/5] 927 0.05 5.22 126 1.23 nm实施例14-AAPE模塑棒的物理性能
表XVII AAPE的物理性能性能(单位) PTS(T) PTS(T) PTG(T)
[85/15] [70/30] [50/50]拉伸强度 2.89 1.79 1.51(6.895×106Pa)断裂伸长率(％) 482 384 437挠曲模量 0.57 0.20 0.13(6.895×108Pa)艾佐德冲击强度23℃ 6.0(NB) 6.5(NB) 3.2(NB)(4.54×103g-cm/cm)艾佐德冲击强度-24℃ 0.44(CB) 0.86(CB) 8.23(NB)(4.54×103g-cm/cm)
此例说明AAPE具有非常高的断裂伸长率、低的挠曲模量和卓越的艾佐德冲击强度。实施例15
可使用不同的条件由本发明的共混料生产熔融吹塑薄膜。挤塑机的各温度设定点随添加剂(如果用的话)的量而变。就本例而言，所有各加热段温度被设定在190～200℃之间(此时螺杆的rpm为25～30)。由此产生的实测的熔体温度为183℃。如果使用较多量的TiO2(或任何抗粘连剂，诸如滑石或硅藻土)的话，为了防止模头填塞，加热器温度(特别在模头区)必须提高5～10℃。温度的设定还应随所使用的螺杆类型和挤塑机的尺寸的变化而变。优选温度为175～215℃。吹塑条件可用吹胀比(BUR)、膜泡直径与模头直径比[它表示园周或横向(TD)拉伸的大小]、或垂伸比(DDR)[它表示轴向或机向(MD)拉伸的大小]来表征。如果BUR和DDR是相等的话，那么DM和TD拉伸量近乎相同，而形成“均衡的”薄膜。
由98％60/40的醋酸丙酸纤维素(DSAC＝0.10、DSpr＝2.64)和聚(四亚甲基戊二酸酯和2％TiO2组成的共混料生产吹塑薄膜。加入以母料(以20％量掺混并造粒)形成被添加的TiO2是为了获得不透明薄膜。使用由带15∶1齿轮减速器的Killion 3.175cm挤塑机组成的实验室规模的吹塑薄膜生产线制造此吹塑薄膜。螺杆为L/D＝24～1的Maddock混合型螺杆，尽管也可使用通用型螺杆。混合螺杆的压缩比为3.5∶1。使用具有1.27×10-2cm模口隙距的3.07cm模头。空气环为Killion单模唇No.2型。在加工之前，共混料在50℃的减湿空气干燥器中干燥一个晚上。
就本例来说，BUR为2.20和DDR为1.13，形成平均厚度为5.08×10-3cm的薄膜。由此生产的薄膜之平均撕裂强度在MD和TD分别为3.51-2.96×103g/cm。此外，这二方向的断裂伸长率分别为101％和79％、正切模量分别为2112和1690千克/厘米2、而断裂应力分别为274.6和253.4千克/厘米2。根据吹塑条件的变化和使用较厚的模隙，经测试BUR值为2～3.9和DDR值为0.5～20。增加这些参数通常会改进各物理性，但伸长率除外，它将被减少。例如具有BUR为2.76和DDR为3.89的1.27×10-3cm薄膜，对于MD和TD分别具有1.23-1.17×104g/cm的平均撕裂强度、74％37％的断裂伸长率、4013和6054千克/厘米2的模量、以及225和345千克/厘米2的断裂应力。实施例16
由酯酸丙酸纤维素(DSAC＝0.10，DSpr＝2.64)和聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)组成的共混料生产吹塑薄膜。使用由ki1lion3.175×10-3cm挤塑机和15∶1的齿轮减速器组成的实验室规模的吹塑薄膜生产线制造此吹塑薄膜。螺杆为L/D＝24～1的Maddock混合型螺杆，尽管还可使用通用型螺杆。混合螺杆的压缩比为3.5∶1。使用具有6.35×10-2cm模口隙距的3.07cm模头。空气环为killion单模唇No.2型。在加工之前，共混料在50℃的减湿空气干燥器中干燥一个晚上。其结果列于表XVII中。
表 XVIII 醋酸丙酸纤维素酯和聚(四亚甲基戊二酸酯-共-对苯二甲酸酯)的吹塑薄膜的条件和结果
薄膜厚度 撕裂强度c 伸长率c 正切模量c登入号a 说明b (2.54×10-3cm) BUR DDR (394g/cm) (％) (ksi) 167 35/65 2.41 3.2 3.9 50.8 80 55
[50/50] 13.4 156 37 168 25/75 1.21 3.1 8.1 57.7 121 24
[50/50] 49.0 257 19 169 35/65 2.11 2.6 4.6 74.8 123 36
[55/45] 15.5 161 33 170 25/75. 1.95 2.6 4.9 101.1 121 35
[55/45] 59.7 344 23 171 35/65 2.19 2.6 4.4 36.6 124 18
[60/40] 29.4 178 9a 每种试样含无机物。b 第一个比率(例如，35/65)是共混料中纤维素酯与共聚多酯之比。第二个
比率(例如，[50/50])是共聚多酯中戊二酸酯与对苯二甲酸酯之比。c 第一个值指纵向值而第二个值指横向值。
此例中的各登入号说明，由醋酸丙酸纤维素酯和脂族-芳族共聚多酯的共混料吹塑的薄膜具有非常高的撕裂强度和断裂伸长率。还有，物理性能，例如撕裂强度在某一方向可能是很高的或者在二个方向可能是相等的，由此说明此薄膜可以被取向。一般说来，通过选择DDR/BUR比可得到均衡的薄膜。实施例17
使用54孔的园型和Y型喷丝咀(55微米当量直径)在215℃挤出温度和250m/m或600m/m的卷取速度下，将醋酸丙酸纤维素(DSAC＝0.10，DSpr＝2.64)/聚(四亚甲基戊二酸酯)的80/20共混料拉丝成纤维。筒子纱被落丝并合股在一起成锥形纱管制成270长丝纱。使用二步拉伸工艺以制造拉伸纤维。表XV列出拉伸和未拉伸纤维的典型数据。显微照片显示纤维具有卓越的截面稳定性。
表 XIX 由醋酸丙酸纤维素/聚(四亚甲基戊二酸酯)的80/20的共混料熔融抽丝纤维的拉伸强度登入号 温度(℃)/拉伸率 旦 强度 伸长率 模量 韧度
(克/旦) (克/旦) 172 未拉伸 905 0.42 38 16 0.14 172B 70/1.82 486 0.98 4 45 0.02 173 未拉伸 1478 0.54 49 16 0.21 173B 85/1.75 892 0.93 5 41 0.03 174 未拉伸 877 0.66 26 19 0.14 174B 70/1.33 673 1.02 4 42 0.03 175 未拉伸 898 0.55 26 17 0.12 175B 70/1.40 655 0.88 3 42 0.01生物降解作用研究
虽然已经证实，聚羟基链烷酸酯在合适的条件下是可生物降解的，但是在该技术领域中人们并不知道纤维素是可生物降解的，因为普遍认为酰基取代基保护纤维素骨架免受微生物侵袭。我们现已发现，当具有取代度为1.7的醋酸纤维素被浸在Tennessee Eastman(Kingsport，TN，U.S.A)废水处理装置中，在27天后薄膜出现大规模降解。此外，在有同样醋酸纤维素(DS-1.7)薄膜时，从得自相同的废水处理装置的活性污泥中离析出的混合细菌种群的培养逐渐进行。在此情况下，五天后观察到醋酸纤维素的大规模降解。图1A、1B、2A和2B为通过拉伸由20％重量的醋酸纤维素(DS＝1.7)在50/50的水/醋酸酯溶液生成的薄膜而形成的醋酸纤维素薄膜二侧的扫描电子显微镜(SEM)照片。图1A和2A为对照薄膜，而图1B和2B为其中进行四天自活性淤泥中离析的混合细菌群培养的薄膜。在图1B和2B中，醋酸纤维素薄膜的大规模降解被证实。与图1A和2A的对照薄膜相比显示薄膜侧面是不同的。图1A显示薄膜的平滑外表面，它是由移动刮刀产生的剪切而形成的，而图2A显示薄膜的粗糙内表面，它与其上流延薄膜的表面相接触。比较图1B和2B可见，薄膜的粗糙或内侧面被更大规模地降解。粗表面区促进微生物的侵袭导致更快的生物降解率。例如加工成泡沫薄膜等促进粗表面的形成在本发明中是合乎需要的。图3和4显示其上未洗掉细菌的醋酸纤维素薄膜平滑和粗糙侧面的SEM照片。除了显示出由于醋酸纤维素的生物降解而使薄膜表面形成凹槽外，这些照片还显示依附在发生降解凹槽中的微生物。
在体外增强系统中：从Tennessee Easteman(Kingsport，TN，U.S.A)废水处理厂的AA03曝气槽取得新鲜的活性淤泥的混合试样，该厂的设计生产能力为每天接受BOD浓缩量高达200,000磅的2,500万加仑的废水。废水的主要组分是由大部分的甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸、丁酸和丙酸组成的。淤泥操作温度在35℃到40℃之间变化。此外，将溶解氧浓度保持在2.0～3.0，pH保持在7.1以确保最大的降解速率。活性淤泥在本发明中作为所用的稳定的混合微生物群的起始接种物。通过逐次将最初的接种物(5％V/V)转移到含葡萄糖或纤维二糖、醋酸酯和醋酸纤维素(DS＝2.5)的基料盐(Basal salt)介质得到稳定的微生物群。
纤维素酯薄膜降解浓缩是在每升含以下成分的基料盐介质中开始的，所说的成分为：50ml的Pfennig Macro-mineral溶液、1.0ml Pfennig痕量元素溶液、0.1％(wt/vol)的Difco酵母提取液、2mM Na2 SO4、10mM NH4Cl(它增补根据Pfennig Macromineral溶液提供的氨量)、0.05％(wt/vol)纤维二糖、0.05％(wt/vol)NaOAc。此溶液被调整到pH为7.0和最终体积为945ml，然后在121℃和15psi下进行15分钟的灭菌处理。冷却到室温，然后加入50ml无菌的1M磷酸盐缓冲剂和经过0.02mm过滤器滤过的5ml复合维生素溶液。然后放入试验纤维素薄膜膜并用稳定的混合菌族浓缩物对烧瓶接种(5％v/v)。烧瓶被放置在New Brunswick培育器中并在30℃和250rpm下保持一段时间。起始，薄膜上通常可观察到出现混浊，并被涂覆上黄色的类似物[CurrentMicrobiology，9，195(1983)]，它是生物活性的表征。4～12天后，薄膜破裂成小片，此时通过过滤漏斗倾倒该介质而得到薄膜片。收集薄膜片并用水洗涤。和用水充分洗涤前将薄膜片悬浮于90℃的中性洗涤剂中为时30～60分钟。在称量前将薄膜放置在40℃的真空烘箱中直至干燥为止。在每一试验时，同时进行对比试验，对比试验中除了用微生物接种外，薄膜经受同样的试验条件。醋酸纤维素，DS＝1.7薄膜号 起始重量 最终重量 重量损失
(mg) (mg) (％) 1* 190 181 5 2* 233 220 6 3* 206 196 5 4 134 2 99 5 214 35 84 6 206 16 92 7* 195 184 5 8* 187 175 6 9 177 3 98 10 181 5 97 11* 167 164 2 12* 174 173 1 13* 188 185 2 14 192 30 84 15 154 5 97薄膜1～6、7～10、和11～15代表三组分别试验的结果。薄膜1～6和11～15被摇晃4天，而薄膜7～10被摇晃5天。带*号的薄膜代表对照薄膜。
在每种情况下，就接种薄膜而言，观察到84～99％的重量损失，对照薄膜仅观察到0.6～6.4％的重量损失。 醋酸纤维素，DS＝2.5 薄膜号 起始重量 最终重量 重量损失
(mg) (mg) (％)
1* 135 136 0
2* 161 161 0
3* 132 131 0.8
4* 147 148 0
5 146 40 73
6 169 60 65
7 175 81 54
8 157 36 77
每一薄膜被摇晃12天。带*号薄膜代表对照薄膜。在每种情况下，观察到的接种薄膜的重量损失为54～77％，而对照薄膜的重量损失为0～0.8％。如预料的那样，具有高取代度的薄膜显示出较高的耐微生物侵袭性。
废水处理研究：将十五个如图5所示的、含一种醋酸纤维素酯薄膜的园筒系挂在钢丝绳上，并被悬置在Tennessee Eastman的AD 02槽中。在12天后收得薄膜1～4，而在27天后收得薄膜5～14。在用水充分洗涤前，将所收得的薄膜悬浮在90℃的中性洗涤剂溶液中为时30～60分钟。在称量前将薄膜置于40℃的真空烘箱中直至干燥为止。醋酸纤维素，DS＝1.7。
在废水处理工厂中醋酸纤维素(DS＝1.7)的生物降解薄膜 起始重量 最终总量 重量损失 起始厚度 最终厚度 厚度减少No. (mg) (mg) (％) (％) 1 223 176 21 6.40 5.28 18 2 217 172 21 6.33 5.59 12 3 187 150 20 5.61 5.30 6 4 249 200 20 5.96 5.48 8 5 186 51 73 5.56 4.08 21 6 243 75 69 6.95 4.78 31 7 220 62 72 6.35 - - 8 243 78 68 6.29 4.55 28 9 201 19 91 5.40 4.30 1910 146 28 81 5.97 4.08 32
在废水处理工厂中醋酸纤维素(DS＝1.7)的生物降解(续)薄膜 起始重量 最终总量 重量损失 起始厚度 最终厚度 厚度减少No. (mg) (mg) (％) (％)11 201 21 90 5.79 3.83 3412 160 44 73 5.66 4.65 1813 197 70 65 6.59 4.93 2514 199 50 75 5.71 4.92 14在21天后试验薄膜显示20～21％的重量损失，而在27天后试验薄膜显示65～91％的重量损失。薄膜重量和厚度的最大损失一般出现在21～27天之间。一般来说，可以观察到出现微生物被附着的诱发期。当微生物被附着和大多数暴露表面区已出现充分降解时，降解速率增加。薄膜2～4基本上完整无缺以致有可能测试其物理性能并与对照薄膜(A～C)相比拟。 膜编号 正切模量(6.895×108Pa) 拉伸强度(6.895×108Pa)
2 1.47 2.62
3 1.25 1.49
4 1.44 2.62
A 2.63 4.85
B 2.91 6.04
C 24.1 5.09在每种情况，均观察到正切模量和拉伸强度方面的大的损失，这说明试验薄膜的微生物降解是如何导致薄膜性能降低的。堆肥生物降解试验：堆肥过程可定义为固体有机废料的微生物催化降解和转变成土壤。堆肥堆的必不可少的特征之一是它们是能自身加热的；热是有机代谢裂解的天然副产物。随堆的大小、或其绝热能力而定，热可被积聚并引起内部温度的升高。
在堆肥堆中的有效降解作用依赖于存在的微生物群的自然增长和持续进行。起动，堆肥中的微生物群落是由适温性菌种群(最佳生长温度在20～45℃之间)占优势。随原有的适温性菌种的增殖和有机物的代谢作用堆肥过程开始进行。这导致产生大量的代谢热而将堆内部温度提高到接近55～65％。高温起选择性压力作用，它一方面促进耐热性菌种群的生长(最佳生长温度为45～60℃)，另一方面抑制适温性菌种群的生长。尽管从本质上说温度曲线通常循环的，并在适温性和耐热性群落之间交替地变化。但是为了达到最佳的降解率，城市堆肥装置试图将其操作温度调整在55～60℃之间。城市堆肥装置一般采用需氧作业。它供入充分量的微生物代谢需要的氧以达到促进生物降解率。
为了估计试验薄膜的生物降解作用的潜力，使用小规模堆肥装置以模拟城市固体废物堆肥器中所知道的活性处理法。这些实验室规模的装置显示了作为与大规模城市堆肥设备特征相同的关键性特征。起始的有机废物料按在城市固体废料流中发现的代表性配方配制：碳与氮之比为25∶1，55％的水份含量，中性的pH值；易降解的有机碳源(例如，纤维素、蛋白质、简单的碳水化合物和类脂)，并且其颗粒大小使空气能很好地穿过物料。在被放入到堆肥装置之前，全部试验薄膜被仔细地干燥和称量。在试验开始时将试验薄膜与堆肥混合，并与堆肥一起培育10到15天。实验室规模堆肥装置的效率通过监视温度曲线和堆肥干重的消失来测定。这些实验室规模装置一般在8小时后可达到60～65℃。在培育15天后堆肥一般出现40％干重损失。在培育10天或15天后收集薄膜并仔细地加以洗涤、干燥和称重以测定重量损失。以下是这样堆肥试验的代表性的结果：堆肥结果：15天堆肥试验薄膜组合物 重量损失 薄膜厚度
(2.54×10-3cm)55/45 CAP(DS＝2.15)/PEG 36％ 0.6355/45 CAP(DS＝2.15)/PTG 29％ 0.6860/40 CAP(DS＝2.7)/PTG+ 16％ 2.771％微晶纤维素60/40 CAP(DS＝2.7)/PTG 14％ 2.38堆肥结果：10天堆肥试验薄膜组合物 重量损失 薄膜厚度
(2.54×10-3cm)45/55 CAP(DS＝2.09)/PEG 47％ 0.4555/45 CAP(DS＝2.15)/PEG 29％ 0.6155/45 CAP(DS＝2.49)/PTG 26％ 0.5660/40 CAP(DS＝2.7)/PTG+ 22％ 0.982.5％CaCO360/40 CAP(DS＝2.7)/PTG+ 20％ 5.312.％微晶纤维素PTG(T) [60/40] 17％ 2.95PTG(T) (D) [60/35/5] 16％ 19.2
借助具体参考其优选的实施方案对本发明进行详细的描叙，但在本发明的精神和范围内显然可作出种种变化和改进。此外。在此作为参考而编入的上面提到的所有专利、专利申请(已公开或未公开的、外国的或本国的)、文献参考书或其他出版物是供与本发明实施有关的公开之用的。