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1、10申请公布号CN104144984A43申请公布日20141112CN104144984A21申请号201280051167X22申请日2012082461/526,81420110824USC08L101/00200601C08L101/1620060171申请人阿尔吉斯有限责任公司地址美国乔治亚州72发明人苏拉杰夏尔马瑞安W亨特马克阿什顿泽勒74专利代理机构上海元达律师事务所31256代理人朱巍刘志华54发明名称基于大型水生植物的生物塑料57摘要生物塑料组合物可包含某些可生物降解和可再生组分。在一些实例中，该生物塑料组合物包括在与一种或多种类型的可生物降解或耐用热塑性聚合物的混合物中的至。
2、少一种水生大型植物生物质，该水生大型植物生物质可包含蛋白质和糖类的天然组合物。该水生大型植物组合物可为混合的生物塑料提供聚合和增强性质的平衡，这一般不能由陆地原料如大豆粉或玉米淀粉显示。这样的生物塑料组合物可采用挤出、注射模塑、加压模制等形成模制品。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014041786PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0523802012082487PCT国际申请的公布数据WO2013/029018EN2013022851INTCL权利要求书3页说明书14页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书14页附图6页10申。
3、请公布号CN104144984ACN104144984A1/3页21一种生物塑料组合物，其包含大型水生植物生物质；和热塑性聚合物，其中该大型水生植物生物质构成该生物塑料组合物的大于5重量以及该热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的小于95重量。2权利要求1的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质包括属于选自由以下各属组成的组中的属之内的大型水生植物生物质浮萍属、紫萍属、微萍属、无根萍属、水蕨属、槐叶萍属、狐尾藻属、凤眼兰属、黑藻属、睡莲属、莕菜属、伊乐藻属、金鱼藻属、茨藻属、眼子菜属、萍蓬草属、爵床属、慈菇属、奥昂蒂属和大漂属。3权利要求1的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质包含的蛋白质占。
4、该大型水生植物生物质的大约20重量到大约75重量以及包含的灰分占该大型水生植物生物质的0重量到大约30重量。4权利要求3的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质是浮萍、水蕨、水浮莲、水风信子、狐尾藻、眼子菜、南方茨藻、水草、金鱼藻、荷花、睡莲、水柳、阔叶慈菇、奥昂蒂和黑藻中的至少一种。5权利要求1的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质限定粒径在从大约1微米到大约300微米。6权利要求1的生物塑料组合物，其中该热塑性聚合物包括合成的热塑性聚合物。7权利要求6的生物塑料组合物，其中该合成的热塑性聚合物包括可生物降解的合成的热塑性聚合物。8权利要求7的生物塑料组合物，其中该可生物降解的合成的热。
5、塑性聚合物包括聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA、聚3羟基丁酯PHB、聚羟基己酯PHH、聚羟基戊酸酯PHV、热塑性淀粉TPS和淀粉接枝丙烯酸甲酯中的至少一种。9权利要求6的生物塑料组合物，其中该合成的热塑性聚合物包括聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯PVC、聚丁二烯PBD、聚丁烯PB、聚丙烯腈共丁二烯共苯乙烯ABS、聚酮PK、聚氨酯、苯乙烯嵌段共聚物SBC、聚砜PSU、聚碳酸酯PC、乙酸乙基乙烯基酯EVA、聚乙烯醇PVA和聚丙烯酸钠BPA中的至少一种。10权利要求1的生物塑料组合物，其中该热塑性聚合物包括天然热塑性聚合物。11权利要求10的生物塑料组合物，其中该天然热塑性聚合物包括蛋白质聚合物和。
6、糖类聚合物。12权利要求11的生物塑料组合物，其中该蛋白质聚合物包括白蛋白、胶原蛋白、血粉、大豆蛋白质、玉米醇溶蛋白、小麦面筋、乳清蛋白、向日葵蛋白质、海藻粉和羽毛粉中的至少一种。13权利要求11的生物塑料组合物，其中该糖类聚合物包括来自天然源的淀粉、海藻酸钠、角叉菜胶、醋酸纤维素CA、醋酸丙酸纤维素CAP和醋酸丁酸纤维素CAB中的至少一种。14权利要求1的生物塑料组合物，其进一步包含增塑剂。15权利要求14的生物塑料组合物，其中该增塑剂是水、脲、乳胶、多羟基化合物、多元醇、糖醇、丁酸酯、硬脂酸酯、丙三醇三乙酸酯、单乙酸甘油酯、丙三醇双乙酸酯、丙三醇单丙权利要求书CN104144984A2/3。
7、页3酸酯、丙三醇二丙酸酯、丙三醇三丙酸酯、酞酸酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯和酸酯中的至少一种。16权利要求1的生物塑料组合物，其进一步包含增容剂。17权利要求16的生物塑料组合物，其中该增容剂为用酸酐接枝或用酸酐终止的聚烯烃和与羧酸类的共聚物中的至少一种。18权利要求1的生物塑料组合物，其进一步包含热固性聚合物，该热固性聚合物构成该生物塑料组合物的小于大约30重量。19权利要求18的生物塑料组合物，其中该热固性聚合物为环氧化物、聚氨酯、聚异氰脲酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛、苯酚甲醛树脂、脲醛树脂、硅树脂、乙烯基酯和环氧化植物油中的至少一种。20权利要求1的生物塑料组合物，其中该大。
8、型水生植物生物质占该生物塑料组合物中的大约10重量到大约85重量，以及该热塑性聚合物占该生物塑料组合物中的大约90重量到大约15重量。21权利要求1的生物塑料组合物，其中该生物塑料组合物限定球粒、薄膜和纤维中的至少一种。22一种生物塑料组合物，其基本上由如下组成大型水生植物生物质，为该生物塑料组合物的大约10重量到大约85重量；和热塑性聚合物，为该生物塑料组合物的大约90重量到大约15重量，其中该大型水生植物生物质限定粒径为大约1微米到大约300微米，以及其中该大型水生植物生物质均匀地与该热塑性聚合物混合。23权利要求22的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质占该生物塑料组合物的大约25重。
9、量到大约65重量，以及该热塑性聚合物占该生物塑料组合物的大约75重量到大约35重量。24权利要求22的生物塑料组合物，其中该大型水生植物生物质包含浮萍、水蕨、水浮莲、水风信子、狐尾藻、眼子菜、南方茨藻、水草、金鱼藻、荷花、睡莲、水柳、阔叶慈菇、奥昂蒂和黑藻中的至少一种。25一种方法，包括将大型水生植物生物质与热塑性聚合物混合使得形成生物塑料组合物，其中将该大型水生植物生物质与该热塑性聚合物混合包括将一定量的大型水生植物生物质与一定量的热塑性聚合物混合使得该大型水生植物生物质构成该生物塑料组合物的大于5重量以及该热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的小于95重量。26权利要求25的方法，其中该大型水。
10、生植物生物质包括属于选自由以下各属组成的组中的属之内的大型水生植物生物质浮萍属、紫萍属、微萍属、无根萍属、水蕨属、槐叶萍属、狐尾藻属、凤眼兰属、黑藻属、睡莲属、莕菜属、伊乐藻、金鱼藻属、茨藻属、眼子菜属、萍蓬草属、爵床属、慈菇属、奥昂蒂属和大漂属。27权利要求25的方法，其中该大型水生植物生物质是浮萍、水蕨、水浮莲、水风信子、狐尾藻、眼子菜、南方茨藻、水草、金鱼藻、荷花、睡莲、水柳、阔叶慈菇、奥昂蒂和黑藻中的至少一种。28权利要求25的方法，其进一步包括加工所述大型水生植物生物质使得该大型水生权利要求书CN104144984A3/3页4植物生物质限定粒径为大约1微米到大约300微米。29权利要。
11、求25的方法，其中该热塑性聚合物包含天然热塑性聚合物与合成聚合物中的至少一种，所述天然热塑性聚合物包括蛋白质聚合物和糖类聚合物。30权利要求25的方法，其进一步包括从水生作物采集所述大型水生植物生物质、脱水、干燥并磨碾该大型水生植物生物质。31权利要求25的方法，其进一步包括将该生物塑料组合物成形为球粒。32权利要求25的方法，其中将大型水生植物生物质与热塑性聚合物混合包括将一定量的大型水生植物生物质与一定量的热塑性聚合物混合，使得该大型水生植物生物质构成该生物塑料组合物的大约25重量到大约65重量以及热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的大约75重量到大约35重量。33一种方法，包括由生物塑料组。
12、合物形成制品，其中该生物塑料组合物包含大型水生植物生物质和热塑性聚合物，该大型水生植物生物质构成该生物塑料组合物的大于5重量以及该热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的小于95重量。34权利要求33的方法，其中该大型水生植物生物质占该生物塑料组合物的大约10重量到大约85重量，该热塑性聚合物占该生物塑料组合物的大约90重量到大约15重量，该大型水生植物生物质限定粒径为大约1微米到大约300微米的范围，以及将该大型水生植物生物质均匀地与该热塑性聚合物混合。35权利要求33的方法，其中使该制品成形包括加热该生物塑料组合物使得提供热的生物塑料组合物，用该热的生物塑料组合物填充模具，使得该热的生物塑料组合。
13、物在模具内冷却以及打开该模具。36权利要求33的方法，其中使该制品成形包括挤出该生物塑料组合物通过模头以形成该制品。权利要求书CN104144984A1/14页5基于大型水生植物的生物塑料0001该申请要求享有于2011年8月24日提交的美国临时申请号为61/526,814的申请的权益，其全部内容在此引入作为参考。技术领域0002本公开内容涉及聚合材料，以及更具体地，涉及包含大型水生植物MACROPHYTE生物质的聚合材料。背景技术0003在我们现代消费社会，塑料作为用于包括包装的大多数应用的首选材料已经在市场占主导地位。此现象并不是完全无根据的，因为常规的塑料强度强，同时保持低重量，且提供了。
14、对由水、化学物质、阳光和细菌引起的降解的耐受性，还提供了电绝缘和热绝缘。所有这些属性使得常规塑料对许多应用是多用途的；然而它们也带来了环境问题。HIPS高抗冲聚苯乙烯，一种通常使用的塑料聚合物采用主要来自作为能源的天然气的998GJ的能量来生产1,000千克树脂。这样的资源消耗进一步地升高，因为常规的塑料在产生HIPS树脂的该高耗能工艺中由原油这一日益减少的资源作为化学前体来生产。除了这些消耗问题外，树脂生产工艺进一步通过产生进入大气、水和地面的废品来阻碍环境。这些废品中的一部分已知是有毒的，其他能渗出的有害的化合物将来引起地下水资源污染。此外，生产之后，使得常规塑料在商业性应用中具有吸引力的。
15、同样的属性又进一步通过防止生物降解来产生进一步的环境代价，这增大了垃圾填埋场的需求和规模，以便于数量渐增的塑料进入城市固体废物料流。0004这些问题的一个解决方案是回收塑料，这能通过延长材料的使用而减少填埋场的填埋，并因此减少化学物质的渗出。然而，这本身具有固有的能量消耗。一项关于由HIPS制成的包装材料的研究表明需要189MJ来产生1千克的回收材料，成本大约是由原料生产相同的产品的成本的235。因此，虽然回收确实显著地降低了生产原生的塑料材料的环境成本，但其本身也有环境方面的缺点。这些问题使得常规的塑料在例如包装和短期使用产品等应用其中产生并丢弃大量的塑料材料中不再是可持续的解决方案。如果存。
16、在提供类似塑料性质、又不具有与一般的塑料相关的环境影响的材料，这将是合乎需要的。发明内容0005大体上，本公开内容涉及一种生物塑料组合物，其包括与热塑性聚合物结合的大型水生植物生物质材料。该大型水生植物生物质材料可以是由水生作物采集的干燥例如脱水的大型水生植物。大型水生植物材料的实例包括但不限于浮萍、水蕨WATERFERN、水浮莲、水风信子、狐尾藻（WATERMILFOIL）、眼子菜PONDWEED、南方茨藻（SOUTHERNNAIAD）、水草、金鱼藻HORNWORT、荷花、睡莲、水柳、阔叶慈菇、奥昂蒂（ORONTIUM）和黑藻。该热塑性聚合物可以是由各种可再生或不可再生单体来源形成的合成热塑。
17、性聚合物，可以是可生物降解或不可生物降解的。附加地或者替代地，该热塑性聚合物可以是天然聚合物，说明书CN104144984A2/14页6例如由动物熔炼加工（RENDERINGS）或植物产生。以组合形式，该大型水生植物生物质材料、热塑性聚合物和其他所需的添加剂可以提供能形成许多不同产品的坚固的生物塑料组合物。此处描述的能由生物塑料组合物形成的示例性的产品包括但不限于农用薄膜、园艺容器和产品、包装容器和薄膜、机动车零部件、地毯和地板组件、建筑材料、电器部件和外壳、电子器件包装和油漆以及涂料容器。0006如本公开内容所述的基于大型水生植物的组合物可显示出与由非可再生石油化工原料形成的传统塑料组合物类。
18、似的性质，然而以比石油化工原料低的成本和低的环境影响由可再生材料形成。例如，该基于大型水生植物的组合物可结合大型水生植物生物质作为低成本的非石油基原料，但仍然显示出许多塑料消费者所要求的性能特征。与那些与聚合物结合时劣化热塑性聚合物的性能的一些生物质材料相反，大型水生植物生物质材料已经确定为用于形成热塑性组合物的合适的原料。不希望受到任何具体理论的约束，相信包括例如生物质中天然蛋白质分子的组成和结构的大型水生植物生物质的组成和结构提高了结合大型水生植物生物质的所得生物塑料组合物的本体性质。不是在较高价值的热塑性聚合物中起到仅仅填料的作用，该大型水生植物生物质能补足并增强热塑性聚合物的性质。00。
19、07尽管生物塑料组合物能使用各种不同的技术制备，在一些实例中，该组合物通过将细研磨的大型水生植物生物质粉末与热塑性聚合物粉末直接挤出混合（COMPOUNDING）从而产生混合的热塑性树脂来制备。在后续的用途中，该组合物能加工成需要的最终结构，如模塑或挤出为三维制品形式、薄膜、纤维和非织造材料。0008在一个实例中，描述了包含大型水生植物生物质和热塑性聚合物的生物塑料组合物。根据该实例，该大型水生植物生物质构成生物塑料组合物的大于5重量以及该热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的小于95重量。0009在另一个实例中，描述了基本上由生物塑料组合物的大约10重量到大约85重量的大型水生植物生物质和生物塑。
20、料组合物的大约90重量到大约15重量的热塑性聚合物组成的生物塑料组合物。根据该实例，大型水生植物生物质限定粒径从大约1微米到大约300微米，以及将大型水生植物生物质与热塑性聚合物均匀地混合。0010在另一个实例中，描述了这样的方法，包括将大型水生植物生物质与热塑性聚合物混合以形成生物塑料组合物。根据该实例，将大型水生植物生物质与热塑性聚合物混合包括将一定量的大型水生植物生物质与一定量的热塑性聚合物混合使得大型水生植物生物质构成生物塑料组合物的大于5重量以及热塑性聚合物构成生物塑料组合物的小于95重量。0011在另一个实例中，描述了包括由生物塑料组合物形成制品的方法。根据该实例，该生物塑料组合物。
21、包含大型水生植物生物质和热塑性聚合物，该大型水生植物生物质构成生物塑料组合物的大于5重量以及该热塑性聚合物构成该生物塑料组合物的小于95重量。0012还描述了由根据本公开内容的生物塑料组合物形成的制品。这样的制品可通过挤出、注入或加压模制、铸膜、挤出纤维或长丝形成，且包括织造或非织造结构。0013一个或多个实例的细节在附图和下面的说明中提出。其他特征、目标和优点将由说明书、附图以及权利要求是显而易见的。说明书CN104144984A3/14页7附图说明0014图1显示来自测试的三个示例性大型水生植物样品的示例性组成数据。0015图2显示由包含100大型水生植物的生物质、无额外的基础树脂或增塑剂。
22、的样品的动态力学分析结果。0016图3显示了包含80大型水生植物生物质、具有20丙三醇增塑剂的样品的动态力学分析结果。0017图4显示了例如浮萍生物塑料混合物的示例性拉伸性质。0018图5A和5B分别显示了具有示例性合成聚合物基础树脂的示例性浮萍混合物的热解重量分析和差示扫描量热法。具体实施方式0019本公开内容在一些实施例中提供了显示热塑性特性的基于大型水生植物的组合物。该组合物可包括与热塑性聚合物和其他添加剂混合以限定生物塑料组合物的大型水生植物生物质材料。在大型水生植物生物质材料中的天然化合物如在大型水生植物生物质材料中的天然蛋白质和糖类聚合物可与热塑性聚合物和其他添加剂结合以产生显示出。
23、对于大多数塑料材料应用可接受的聚合和增强性质的平衡的复合组合物。0020与由非可再生原料和衍生自可食用食物来源的可再生原料制得的塑料组合物不同，在基于大型水生植物的组合物中的大型水生植物生物质可从环境上可持续的来源容易地再生。例如，大型水生植物生物质材料可从废水收集池、天然水源如池塘、湖泊和河流和大批生产的栽培池塘连同其他来源采集。采集后，可将大型水生植物材料脱水、加工成较小的颗粒并与热塑性聚合物混合以生产生物塑料组合物。取决于最终应用，然后可将生物塑料组合物模制、挤出、加工成形、涂覆、分散或者以其他方式用于任何合乎需要的应用。0021适用于该生物塑料组合物的大型水生植物可以是生长在水生例如非。
24、陆地环境的植物。此处所用的术语“大型水生植物”通常指的是由具有高度分化型形态的多细胞专门组织组成的肉眼可见的新鲜的或微咸水水生植物。大型水生植物包括水生的被子植物有花植物、蕨类植物PTERIDOPHYTE（蕨类FERNS）和苔藓植物苔藓、金鱼藻和地钱。0022在一些实例中，用于该生物塑料组合物的大型水生植物生物质其也可称作生物粉BIOMEAL是包括或者任选地，由其组成或基本上由其组成属于以下物种的大型水生植物的生物质浮萍属LEMNA、紫萍属SPIRODELA、微萍属（WOLFA）、无根萍属（WOLFELLA）、水蕨属（AZOLLA）、槐叶萍属SALVINIA、狐尾藻属MYRIOPHYLLUM、。
25、凤眼兰属EICHHORNIA、黑藻属HYDRILLA、睡莲属NYMPHAEA、莕菜属（NYMPHOIDES）、伊乐藻属ELODEA、金鱼藻属CERATOPHYLLUM、茨藻属NAJAS、眼子菜属POTAMOGETON、萍蓬草属NUPHAR、爵床属JUSTICIA、慈菇属SAGITTARIA、奥昂蒂属ORONTIUM、大漂属PISTIA及其组合。例如，大型水生植物生物质可以包括或任选，由其组成或基本上由其组成浮萍、水蕨、水浮莲、水风信子、狐尾藻、眼子菜、南方茨藻、水草、金鱼藻、荷花、睡莲、水柳、阔叶慈菇、奥昂蒂、黑藻及其组合。在一个实例中，大型水生植物生物质包括或任选，由其组成或基本上由其组成浮。
26、萍。0023浮萍浮萍属的大型水生植物生物质是显示出快速生长以及由此的高生产率的说明书CN104144984A4/14页8水生大型植物。例如，一些浮萍已经表明在短达16小时内质量翻倍，在栽培期间提供了大量的生物质。在温暖气候，如美国东南部，浮萍能在超过300天/年的短间隔采集。尽管目前正在一些市政和农业废水处理操作中将浮萍用来生物除污，但还存在着进一步的机会将浮萍的使用扩展到治污和回收废水源，如工业的、住宅的和农业废水来源。为此，浮萍可采用低成本栽培技术提供大量的大型水生植物生物质，使得能够大规模制造和使用本公开内容的生物塑料组合物。简而言之，尽管在一些示例性生物塑料组合物中将浮萍用作大型水生植。
27、物生物质，但在其他实例中，该生物塑料组合物可使用其他类型的大型水生植物，以及该公开内容不限于该方面。0024用于该生物塑料组合物的大型水生植物生物质能在任何合适的生长环境中生长并采集。在不同的实例中，该大型水生植物生物质可以是从在其中大型水生植物用于生物除污的废水处理池中采集的大型水生植物生物质，商品化生长的大型水生植物作为生物质来源，或者在野外例如从天然水源采集的大型水生植物在这些地方该大型水生植物一般被认为是有害物。因为大型水生植物是再生植物，将它们结合到该生物塑料组合物中为塑料组合物提供了可再生可生物降解的组分。0025此外，不同于非再生且日益昂贵的石油基原料，大型水生植物生物质预计是相。
28、对地丰富的且在将来是廉价的。大型水生植物预计逐步增加用于农业、市政和工业废水的生物除污以及隔绝（SEQUESTER）并转化CO2。因此，来自野外收集和废水除污以及其他来源的大型水生植物生物质可为如本公开内容所述的生物塑料组合物的制造商和使用者提供大量的可持续非石油基原料。0026从水生栽培环境采集的大型水生植物材料可在结合到生物塑料组合物前采用各种方法加工。在一些实例中，在结合到该生物塑料组合物前将大型水生植物生物质机械地和/或用热的方法脱水以干燥该大型水生植物生物质。例如，可将大型水生植物生物质采集并干燥到含水量小于该大型水生植物生物质的25重量如例如含水量小于15重量，含水量小于5重量或含。
29、水量小于3重量。干燥该大型水生植物生物质可使得该生物质易于磨碾在接着将该生物质磨碾的实例中且避免将大量的水引入该生物塑料组合物。在其中在结合到生物塑料组合物中之前将大型水生植物生物质脱水的实例中，在采集后和脱水前，可将该大型水生植物生物质清洗或不清洗。0027除了对该大型水生植物生物质脱水外或者作为对该大型水生植物生物质脱水的替代，可在将大型水生植物生物质结合到该生物塑料组合物中之前对其进行加工以降低该生物质的粒径。在不同的实例中，可通过将该大型水生植物生物质碾碎、碾磨和/或切断来磨碾（例如，在喷射流化床（FLUIDIZEDJETBED）中磨碾）该大型水生植物生物质以将该生物质的尺寸从栽培尺寸。
30、例如在干燥之后减小至所需的尺寸以用于结合到该生物塑料组合物。与当使用较大的（例如未磨碾的）大型水生植物生物质颗粒时相比，磨碾该大型水生植物生物质可提高由该生物质形成的生物塑料组合物的均匀性和/或提高接触该大型水生植物生物质中的蛋白质成分的可能性ACCESS。0028尽管该大型水生植物生物质的尺寸可基于该生物塑料组合物的目标用途变化，在一些实例中，将该大型水生植物生物质加工使得该生物质限定小于500微米的平均粒径如例如小于300微米，小于100微米，小于50微米或小于10微米。在其他实例中，将该大型水生植物生物质加工使得该生植物限定从大约1微米到大约500微米的平均粒径如例如从说明书CN1041。
31、44984A5/14页9大约1微米到大约300微米或从大约10微米到大约100微米。在例如该生物塑料组合物计划用于形成薄的聚合薄膜或其他注射模塑应用中，可将该大型水生植物生物质加工使得该生物质限定的平均粒径不足50微米。在另一方面，在其中计划将该生物塑料组合物用于形成纤维例如用于衣物、地毯等的实例中，可加工该大型水生植物生物质使得该生物质限定的平均粒径小于大约10微米例如从大约1微米到大约10微米。上述粒径仅仅是举例，在不偏离本公开内容的范围的情况下可使用限定其他粒径的大型水生植物生物质。0029在一些实例中，在结合到该生物塑料组合物之前加工该大型水生植物生物质以改变该生物质的颜色。例如，可将。
32、大型水生植物生物质漂白以从该大型水生植物生物质去除绿色，例如以获得白色或接近白色的生物质。除了漂白该大型水生植物生物质外或者代替漂白该大型水生植物生物质，可对该生物质人工染色而使该生物质带有人为的颜色。所用染料的类型和颜色可取决于该生物塑料组合物所要加工而成的塑料制品的所要求的特性。0030取决于该生物塑料组合物中生物质的所要求的特性，可进行该大型水生植物生物质的其他化学改性或不进行化学改性。例如，可将淀粉、纤维素和/或蛋白质从该大型水生植物生物质中提取和/或在生物质中的淀粉可进行淀粉改性以改变该生物质的化学和物理性质。淀粉和/或蛋白质提取可产生与未提取的生物质相比显示出改善的材料性质的高级生。
33、物质。当使用时，提取可通过任何合适的技术进行，包括施加强碱到该大型水生植物生物质用于蛋白质的溶解以将淀粉内容物作为固体分离出和/或蛋白质的酸沉降用于提取。在该提取工艺之后，可将蛋白质用于提高粗生物质蛋白质浓度例如用于专门的塑料应用如食品包装。附加地或替代地，该生物质中的淀粉可改性用于产生热塑料淀粉。作为另一个实例，可将淀粉纤维素从生物质中去除用于包括纳米纤维素生产的高价值应用。0031通过将组分从大型水生植物生物质中去除，加工该组分以改变该组分的化学和/或物理性质，然后将该改性的组分引回该生物质，得到的生物质的特征能被改进或提高。相应地，在一些实例中，用于生物塑料组合物中的加工的大型水生植物生。
34、物质可包括纳米纤维素、蛋白质浓缩物和/或改性淀粉及其他组分。0032尽管用于该生物塑料组合物的大型水生植物生物质能被加工以提高该生物质的化学和/或物理特性，但该生物质在结合到生物塑料组合物之前不必使用化学提取或改性技术加工。更确切地说，一般用于从生物质中分离生物聚合物的精制加工可免去，因为该大型水生植物生物质可天然地包含用于直接包含在生物塑料组合物中的提供合适的性质平衡的蛋白质、淀粉和纤维素纤维。这与常规的基于陆生的农作物的聚合物例如大豆蛋白质粉或分离物、小麦面筋、芥花籽蛋白质、向日葵蛋白质、高粱蛋白质、玉米醇溶蛋白、来自玉米、小麦和马铃薯的淀粉或其他的纤维素质原料形成对比，这些聚合物通常要求。
35、分离和提纯生物聚合物以形成生物塑料组合物。根据这些实例，能采集大型水生植物生物质并在直接引入生物塑料组合物之前任选脱水、磨碾和/或颜色修饰。直接使用大型水生植物生物质而不进行蛋白质、淀粉和/或纤维素纤维的化学提取或改性可为该生物塑料组合物提供廉价的、环境友好的原料。0033不取决于在大型水生植物生物质上进行的具体加工步骤，结合到生物塑料组合物的大型水生植物生物质的化学组成可基于许多不同的因素变化，例如，选择用于结合到生物塑料的大型水生植物一种或多种的类型，在结合到生物塑料组合物之前在大型水生植物一种或多种上进行的加工步骤。在一些实例中，该大型水生植物生物质显示出大说明书CN104144984A。
36、6/14页10于该生物质的5重量的蛋白质浓度例如大于生物质的10重量，大于该生物质的25重量或大于该生物质的40重量。例如，该大型水生植物生物质可显示出该生物质的大约10重量到该生物质的大约80重量的蛋白质浓度范围如例如该生物质的大约25重量到该生物质的大约75重量或从该生物质的大约30重量到该生物质的大约50重量。以高营养条件如废水塘栽培体系培植的大型水生植物例如可显示出高达45重量的蛋白质浓度例如基于该大型水生植物生物质的脱水重量。0034通常，在水生大型植物中存在的天然蛋白质显示出比陆生植物蛋白质更高程度的疏水性。陆生植物蛋白质通常具有当暴露于高湿度环境时导致溶胀且抑制与疏水的常规聚合物。
37、链的相互作用的吸湿性能。相反，大型水生植物的天然的水生环境可以促进组织中的疏水结构蛋白质的存在，这防止组织过多吸收周围的水。这对形成生物塑料组合物可能是有用的。0035许多大型水生植物生物质来源包含灰分。灰分的量可能基于所用的大型水生植物一种或多种的类型和在结合入生物塑料组合物之前在生物质上进行的加工步骤而不同。通常，减少在大型水生植物生物质中灰分的量可提高生物塑料组合物的强度和可塑性，因为灰分可能起不赋予生物塑料组合物功能性质的填料的作用。相应地，在一些实例中，用于该生物塑料组合物的大型水生植物生物质显示出小于该生物质的40重量的灰分浓度，例如小于该生物质的30重量，小于该生物质的15重量，。
38、或小于该生物质的5重量。例如，该大型水生植物生物质可显示出从该生物质的0重量到该生物质的大约30重量范围的灰分浓度，例如从该生物质的大约2重量到该生物质的大约20重量。0036除灰分外，许多大型水生植物生物质包含纤维，其可在生物塑料组合物中起到增强组分的作用并提高该生物塑料组合物的模量值。例如，在高营养条件中生长的大型水生植物可显示出大于该生物质的5重量的纤维浓度例如大于10重量或大于大约15重量。这与其他高蛋白粮食作物例如大豆、玉米、小麦等相反，这些作物一般不包含这么高的纤维量。0037根据本公开内容的生物塑料组合物可包含任何合适量的大型水生植物生物质。在一些实例中，该生物塑料组合物包含大于。
39、5重量的大型水生植物生物质例如大于大约10重量的大型水生植物生物质或大于大约25重量的大型水生植物生物质。例如，该生物塑料组合物可包含从大约10重量的大型水生植物生物质到大约85重量的大型水生植物生物质例如从大约15重量的大型水生植物生物质到大约70重量的大型水生植物生物质，大约25重量的大型水生植物生物质到大约65重量的大型水生植物生物质或从大约30重量的大型水生植物生物质到大约50重量的大型水生植物生物质。包含在该生物塑料组合物中的大型水生植物生物质的量可以以该大型水生植物生物质的具体性质，与生物质结合的其他组分的性质和该生物塑料组合物的要求的特征为根据。0038为了形成生物塑料组合物，该。
40、大型水生植物生物质可与至少一种聚合物例如热塑性聚合物和任何其他要求的添加剂结合。可将任何合适的热塑性聚合物用于该生物塑料组合物。具体的热塑性聚合物的选择可取决于该生物塑料组合物要求的性能特征。在一些实例中，与该大型水生植物生物质结合的聚合物包括或任选地，由其组成或基本上由其组成合成热塑性聚合物。合成热塑性聚合物可以是显示出热塑性的人造聚合物例如非天然存在的聚合物。说明书CN104144984A107/14页110039在一个实例中，生物塑料组合物包含大型水生植物生物质和包括或者任选地，由其组成或基本上由其组成可生物降解的合成聚合物的热塑性聚合物。当与也一般是可生物降解的大型水生植物生物质结合时。
41、，产生的生物塑料组合物可能是完全可生物降解的。此处所用的术语“可生物降解”通常可指的是能由天然存在的微生物如细菌、真菌和藻类；环境热；水分或其他环境因素的作用降解的材料。如果需要，生物降解能力的程度可根据ASTM试验方法D533892或ASTMG16003测定。0040可生物降解的合成聚合物的实例可包括但不限于聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA如聚3羟基丁酸酯PHB、聚3羟基丁酸酯共4羟基丁酸酯、聚3羟基丁酸酯共3羟基戊酸酯PHBV、聚3羟基丁酸酯共3羟基己酸酯PHH、聚3羟基丁酸酯共3羟基辛酸酯、聚羟基戊酸酯PHV、热塑性淀粉TPS、淀粉接枝丙烯酸甲酯、脂肪族芳香族共聚酯，聚亚丁基琥珀酸酯P。
42、BS、聚己酸内酯PCL及其组合。0041尽管可生物降解的合成热塑性聚合物可用于该生物塑料组合物，非可生物降解的合成热塑性聚合物也可在可生物降解聚合物之外或代替可生物降解聚合物用于该组合物。用于传统的塑料制造的任何合成的热塑性聚合物可包含在该生物塑料组合物内。这样的合成热塑性聚合物的实例包括但不限于聚烯烃例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乙烯基氯化物PVC、聚丁二烯PBD、聚丁烯PB、聚丙烯腈共丁二烯共苯乙烯ABS、聚酮PK、热塑性弹性体例如聚氨酯、苯乙烯嵌段共聚物SBC、聚砜PSU、聚碳酸酯PC、乙基乙烯基乙酸酯EVA、聚乙烯醇PVA、聚丙烯酸钠BPA及其组合物。在一些实例中，该合成的热塑。
43、性聚合物显示出在大约75摄氏度到大约230摄氏度范围的熔点，尽管也可使用具有其他熔融特征的聚合物。0042在另一个实例中，该生物塑料组合物包含大型水生植物生物质和包括或者任选由其组成或基本上由其组成天然热塑性聚合物的热塑性聚合物。天然热塑性聚合物可以是在天然存在来源中存在的聚合物，不必是人工合成的。示例性的天然热塑性聚合物包括例如淀粉聚合物热塑性淀粉、淀粉接枝丙烯酸甲酯等、纤维素质聚合物醋酸纤维素CA、醋酸丙酸纤维素CAP、醋酸丁酸纤维素CAB、羟乙基纤维素等、蛋白质聚合物大豆蛋白质、向日葵蛋白质、乳清蛋白、小麦面筋、玉米醇溶蛋白等和糖类聚合物。例如，可与该大型水生植物生物质结合的蛋白质聚合物。
44、包括白蛋白、胶原蛋白、血粉、大豆蛋白质、玉米醇溶蛋白、小麦面筋、乳清蛋白、向日葵蛋白质、海藻粉、羽毛粉及其组合。可与该大型水生植物生物质结合的糖类聚合物例如除蛋白质聚合物或其他天然聚合物外使用或代替蛋白质聚合物或其他天然聚合物包括衍生自至少一种天然来源来自玉米、马铃薯、小麦、高粱、木薯、木薯淀粉、稻米的淀粉、海藻酸钠、角叉菜胶及其组合。0043用于形成热塑性聚合物的热塑性聚合物和/或原料可来自可再生来源或者不来自可再生来源。通常，可再生来源可以是能由可定期例如每天、每月、季节性地、每年或多年生地通过陆生、水生或海洋生态系统的植物例如农作物、可食用或不可食用的草、林产物、水草、海藻或藻类或微生物。
45、例如细菌、真菌、酵母菌或原生生物的作用补充的天然来源所产生或衍生的材料。来自可再生来源的热塑性聚合物可提供比由不可再生来源衍生的热塑性聚合物形成的生物塑料组合物更加环境上可持续的生物塑料组合物。0044根据本公开内容的生物塑料组合物可包含任何合适量的热塑性聚合物。在一些实说明书CN104144984A118/14页12例中，该生物塑料组合物包含小于95重量的热塑性聚合物例如小于大约90重量的热塑性聚合物，小于大约50重量的热塑性聚合物或小于大约25重量的热塑性聚合物。例如，该生物塑料组合物可以包括从大约90重量的热塑性聚合物到大约15重量的热塑性聚合物例如从大约85重量的热塑性聚合物到大约30。
46、重量的热塑性聚合物，大约75重量的热塑性聚合物到大约35重量的热塑性聚合物或从大约70重量的热塑性聚合物到大约50重量的热塑性聚合物。包含在该生物塑料组合物的热塑性聚合物的量可以以该热塑性聚合物的具体性质、与该热塑性聚合物结合的大型水生植物生物质的性质和该生物塑料组合物的要求的特征为根据。0045可将多种另外的添加剂包含到该生物塑料组合物中以赋予该组合物各种功能和结构的特性。可与该生物塑料组合物结合的一种添加剂例如在该大型水生植物生物质和热塑性聚合物之外是增塑剂。增塑剂一般用于分隔天然聚合组分并使得它们更容易加工。例如，增塑剂可起到变性剂的作用并抑制该塑料组合物中可能导致脆性塑料的键形成。可包。
47、含在该生物塑料组合物中的合适的增塑剂包括例如多元醇增塑剂例如糖例如葡萄糖、蔗糖、果糖、棉子糖、麦芽右旋糖MALTODEXTROSE、半乳糖、木糖、麦芽糖、乳糖、甘露糖和赤藓糖、糖醇例如赤藓醇、木糖醇、麦芽糖醇（MALITOL）、甘露醇和山梨糖醇和多羟基化合物例如乙二醇、丙三醇、丙二醇、一缩二丙二醇、丁二醇和己三醇。可包含在该生物塑料组合物中的其他合适的增塑剂包括例如包括脲和脲衍生物的不具有羟基的氢键形成有机化合物；糖醇的酸酐如山梨糖醇酐；动物性蛋白质例如白明胶；植物蛋白例如向日葵蛋白、大豆蛋白、棉籽蛋白质；及其混合物。合适的增塑剂的其他实例包括例如酞酸酯、二甲基和二乙基琥珀酸酯和相关酯、丙三醇。
48、三乙酸酯、丙三醇单和双乙酸酯、丙三醇单、二和三丙酸酯、丁酸酯、硬脂酸酯、乳酸酯、柠檬酸酯、己二酸酯、硬脂酸酯、油酸酯和其他酸酯。还可使用脂肪族羧酸如乳酸、马来酸、丙烯酸、乙烯和丙烯酸的共聚物、用马来酸接枝的聚乙烯、聚丁二烯共丙烯酸、聚丁二烯共马来酸、聚丙烯共丙烯酸、聚丙烯共马来酸和其他基于烃的酸。0046当使用时，增塑剂可具有小于大约20,000G/MOL的分子量例如小于约5,000G/MOL或小于约1,000G/MOL。在一些实例中，可使用蛋白质特定增塑剂例如含氮的氨基酸特定增塑剂。增塑剂可以任何可接受的量用于该生物塑料组合物，尽管增塑剂一般形成生物塑料组合物的小于30重量例如生物塑料组合物。
49、的小于10重量或生物塑料组合物的小于5重量。例如，增塑剂可在该生物塑料组合物的大约10重量到该生物塑料组合物的大约30重量的范围。0047可包含在该生物塑料组合物中的另一种添加剂是热固性聚合物。热固性聚合物可以是在施加热和/或压力期间交联使得该聚合物一旦冷却变得永久坚硬和刚性的聚合物。在其中该生物塑料组合物包含热固性聚合物的实例中，该热固性聚合物可在该生物塑料组合物的0重量到该生物塑料组合物的大约30重量的范围例如从大约5重量到大约20重量，尽管也可使用其他量的热固性聚合物。0048各种其他增容剂/改性剂也可作为添加剂包含在该生物塑料组合物中。可选择这样的增容剂/改性剂以提供某些功能性质例如提高亲水到疏水相的互相作用和/或去除、隐藏或包含气味和/或增加或改变颜色。例如包含在该生物塑料组合物的改性剂可以是时间释放剂TIMERELEASEDAGENT，其在将来从生物塑料组合物的外表面流出。示例性的时说明书CN104144984A129/14页13间释放改性剂包括植物生长补充剂例如肥料、养分、植物激素、微生物等。示例性的增容剂包括用酸酐接枝或用酸酐终止的聚烯烃和与羧酸的共聚物例如接枝马来酸酐聚乙烯、接枝马来酸酐聚丙烯和接枝马来酸酐乙基乙酸乙烯酯以及包括羧酸类的共聚物如乙烯和丙烯酸、聚丁二烯共丙烯酸、聚丁二烯共马来酸、聚丙烯共丙烯酸。0049当使用时，增容剂/改性剂可以任何合适的重量百。