CN1894321A - 包含亲水/亲脂体系的聚合物结构 - Google Patents
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Abstract
提供了含羟基聚合物的组合物,尤其是可被加工成聚合物结构(尤其是纤维状聚合物结构)的含羟基聚合物的组合物。
Description
发明领域
本发明涉及含羟基聚合物的组合物,尤其是可加工成聚合物结构,尤其是纤维状聚合物结构的含羟基聚合物组合物。
发明背景
聚合物结构和由其形成所述聚合物结构的含羟基聚合物组合物通常是本领域已知的。更具体地讲,含羟基聚合物的聚合物结构如淀粉长丝和/或纤维通常是本领域已知的。然而,由现有技术含羟基聚合物的组合物、典型含羟基聚合物的组合物和/或聚合物加工制成的淀粉长丝和/或纤维趋于具有粘性的、粘滞的感觉,并且是水可溶胀的和/或可溶解的。现有技术淀粉长丝和/或纤维的这两种性质对这些长丝和/或纤维在消费品中的使用具有负面的影响,尤其是在诸如纤维结构和/或由这些纤维结构制成的薄页卫生纸制品这样的产品中。
因此,需要找出克服了现有技术含羟基聚合物的组合物和/或由其得到的聚合物结构缺点的含羟基聚合物组合物和/或由这些含羟基聚合物组合物得到的聚合物结构。
发明概述
本发明通过提供一种含羟基聚合物的组合物和由其得到的聚合物结构满足了上述需要,它们没有现有技术含羟基聚合物的组合物和由其得到的聚合物结构所存在的缺点。
在本发明的一个方面,提供了一种含羟基聚合物的组合物,所述组合物包含:包含羟基聚合物的含水混合物;包含亲水组分和亲脂组分的亲水/亲脂体系;和包含交联剂的交联体系;其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在所述含水混合物中的可分散性。换句话讲,所述亲水组分使所述亲脂组分能够均匀地或基本均匀地分散在整个含水混合物中。
在本发明的另一个方面,提供了由如本发明所述含羟基聚合物的组合物得到的聚合物结构。
在本发明的另一个方面,提供了包含一个或多个如本发明所述聚合物结构的纤维结构。
在本发明的另一个方面,提供了包含如本发明所述纤维结构的单层或多层薄页卫生纸制品。优选地,当按照本文所述的湿屈服应力测试方法测定时,所述薄页纸制品显示具有的湿屈服应力在应变为至少约1至约10时为约1000至约6000Pa,和/或当按照本文所述的湿堆积体积测试方法测定时,所述薄页纸制品显示具有的湿堆积体积为干堆积体积的至少约40%和/或至少约50%。
在本发明的另一个方面,提供了一种制备如本发明所述的含羟基聚合物的组合物的方法。
在本发明的另一个方面,提供了一种制备如本发明所述的聚合物结构的方法。
在本发明的另一个方面,提供了一种由本发明所述方法制成的纤维状聚合物结构。
因此,本发明提供了一种含羟基聚合物的组合物、由所述含羟基聚合物组合物得到的聚合物结构、包含所述聚合物结构的纤维结构、包含所述纤维结构的薄页卫生纸制品以及制备所述含羟基聚合物组合物和所述聚合物结构的方法。
附图概述
图1A是适用于本发明中的双螺杆挤出机圆筒的示意性侧视图。
图1B是适用于图1A圆筒中的螺杆和混合元件构型的示意性侧视图。
图2是合成如本发明所述聚合物结构的方法的示意性侧视图。
图3是本发明方法的示意性部分侧视图,其显示了抽长区。
图4是沿图3的线4-4截取的示意性平面视图,其显示了排列成提供本发明聚合物结构的多个挤出喷嘴的一种可能排列。
图5是与图4的视图类似的视图,其显示了在抽长区周围提供边界空气的孔口的一种可能排列。
发明详述
定义
本文所用的“纤维”或“长丝”是指一种细长、纤薄且高度柔韧的物体,其具有一个相对于该纤维的两个相互正交轴而言非常长的长轴,所述两个相互正交轴垂直于所述长轴。长轴长度与垂直于长轴的纤维横截面的当量直径的纵横比优选大于100/1,更具体地讲大于500/1,还更具体地讲大于1000/1,甚至更具体地讲大于5000/1。所述纤维可以是长纤维或基本上是长纤维,它们可以是短纤维。
当按照本文所述的纤维直径测量方法测定时,本发明的纤维可能具有小于约50微米和/或小于约20微米和/或小于约10微米和/或小于约8微米和/或小于约6微米和/或小于约4微米的纤维直径。
本文所用的“纺丝工艺温度”是指当含羟基聚合物纤维形成时,在此温度下所述含羟基聚合物纤维在旋转喷丝板的外表面上被抽长。
本文所用“含羟基聚合物的组合物”是指包含至少一种羟基聚合物的组合物。在一个实施例中,所述含羟基聚合物的组合物包含至少一种在其分解前不熔融的物质。例如,羟基聚合物可溶于水中而不熔融,然后可在纤维成形过程中干燥(除去水)。
A.含羟基聚合物的组合物
本发明的含羟基聚合物的组合物包含羟基聚合物。本文所用“羟基聚合物”是指任何包含按重量计大于10%和/或大于20%和/或大于25%羟基的聚合物。
所述含羟基聚合物的组合物可以是包含聚合物共混物(其中至少一个是羟基聚合物)和/或无机和有机填充剂和/或纤维和/或起泡剂的组合物。
所述含羟基聚合物的组合物可已成形。在一个实施方案中,所述羟基聚合物可通过与液体如水接触而溶解,以便形成所述含羟基聚合物的组合物。对本发明而言,这种液体可看作是起外增塑剂的作用。可供选择地,也可使用任何本领域技术人员已知的用于生产含羟基聚合物的组合物,使得所述含羟基聚合物组合物显示具有用于将所述组合物进行聚合物加工以形成如本发明所述聚合物结构的合适性质的其它合适方法。
当由所述含羟基聚合物的组合物制备聚合物结构时,所述含羟基聚合物的组合物可已和/或将暴露于约23℃至约100℃和/或约65℃至约95℃和/或约70℃至约90℃的温度。如下所述,当制备薄膜和/或泡沫聚合物结构时,所述含羟基聚合物的组合物可已和/或将暴露于通常较高的温度。
所述含羟基聚合物组合物的pH可为约2.5至约10和/或约3至约9.5和/或约3至约8.5和/或约3.2至约8和/或约3.2至约7.5。
当按照本文所述的含羟基聚合物组合物剪切粘度测试方法测定时,所述含羟基聚合物的组合物在3,000秒-1的剪切速率和纺丝工艺温度下可具有小于约300Pa.s和/或约0.1Pa.s至约300Pa.s和/或约1Pa.s至约250Pa.s和/或约3Pa.s至约200Pa.s的剪切粘度。
在一个实施例中,当按照本文所述的剪切粘度变化测试方法在剪切速率为3,000秒-1的条件下测量时,本发明的含羟基聚合物组合物的规一化剪切粘度不必在70分钟后增加初始剪切粘度值的1.3倍以上和/或在130分钟后增加初始剪切粘度值的2倍以上。
在另一个实施例中,本发明含羟基聚合物的组合物可包含按所述含羟基聚合物组合物重量计至少约5%和/或至少约15%和/或从至少约20%和/或30
0 %至约75%和/或80%和/或85%和/或90%和/或95%和/或99.5%的羟基聚合物。交联之前羟基聚合物可具有大于约100,000克/摩尔的重均分子量。
交联体系可存在于所述含羟基聚合物的组合物中和/或可在将所述含羟基聚合物组合物进行聚合物加工之前添加到所述含羟基聚合物的组合物中。
所述含羟基聚合物的组合物可包含:a)按所述含羟基聚合物组合物的重量计至少约5%和/或至少约15%和/或从至少约20%和/或30%和/或40%和/或45%和/或50%至约75%和/或80%和/或85%的羟基聚合物;b)包含按所述含羟基聚合物组合物的重量计约0.1%至约10%交联剂的交联体系;和c)按所述含羟基聚合物组合物的重量计约10%和/或15%和/或20%至约50%和/或55%和/或60%和/或70%的外增塑剂,如水。
除了交联剂以外,本发明的交联体系还可包含交联促进剂。
本文所用术语“交联促进剂”是指能够活化交联剂从而使该交联剂从其未活化状态转换至其活化状态的任何物质。换句话讲,当交联剂处于其未活化状态时,按照本文所述的剪切粘度变化测试方法测定,存在于所述含羟基聚合物组合物中的羟基聚合物未产生不满意的交联。
当如本发明所述的交联剂处于其活化状态时,按照本文所述的初始湿总张力测试方法测定,存在于聚合物结构中的羟基聚合物可能并优选通过交联剂产生满意的交联。
交联羟基聚合物后,由于交联了羟基聚合物,交联剂变成聚合物结构的组成部分,如下列示意图所示:
羟基聚合物-交联剂-羟基聚合物
交联促进剂可包括交联剂转化/活化后可存在的物质的衍生物。例如,交联促进剂盐以化学方法转变成其酸式盐,反之亦然。
合适的交联促进剂的非限制性实施例包括pKa介于2和6之间的酸或其盐。交联促进剂可以是布朗斯台德酸和/或其盐,优选其铵盐。
此外,金属盐如镁和锌盐可单独使用或与布朗斯台德酸和/或其盐如交联促进剂组合使用。
合适的交联促进剂的非限制性实施例包括乙酸、苯甲酸、柠檬酸、甲酸、乙醇酸、乳酸、马来酸、邻苯二甲酸、磷酸、琥珀酸以及它们的混合物和/或它们的盐,优选它们的铵盐,如乙醇酸铵、柠檬酸铵和硫酸铵。
含羟基聚合物组合物的合成
本发明的含羟基聚合物组合物可使用螺杆挤出机如排气双螺杆挤出机来制备。
APV Baker(Peterborough,England)双螺杆挤出机的圆筒10示意性图示说明于图1A中。圆筒10被隔成八个区域,标为区域1至8。圆筒10封住了挤出螺杆和混合元件(示意性显示在图1B中),并在挤出过程中用作保护壳。固体进料口12设置在区域1内,而液体进料口14设置在区域1内。通风孔16包含在区域7内以便在离开挤出机之前冷却和减少液体如水、混合物中的组分。可使用市售自APVBaker的任选通风填充机来防止含羟基聚合物的组合物从通风口16流出。含羟基聚合物的组合物经圆筒10的流动是从区域1开始,从区域8离开圆筒10。
双螺杆挤出机的螺杆和混合元件构型示意性图示说明于图1B。双螺杆挤出机包括多个双导螺杆(TLS)(标为A和B)和串联安装的单导螺杆(SLS)(标为C和D)。螺杆元件(A-D)的特征在于连续导杆的数目和这些导杆的间距。
导杆是包裹螺杆元件芯的螺旋片(处于给定螺旋角)。导杆的数目显示沿螺杆方向在任何给定位置上包裹芯的螺旋片的数目。增加导杆的数目将减少螺杆的容积,并增加了螺杆的压力产生能力。
螺杆间距是螺旋片完全绕芯一周所需要的距离。此间距表示成每个螺旋片整周的螺杆元件直径的数目。减小螺杆的间距将增加螺杆产生的压力,并减小螺杆的容积。
螺杆元件的长度被记录成元件长度除以元件直径的比率。
此实施例使用TLS和SLS。螺杆元件A是具有1.0间距和1.5长度比的TLS。螺杆元件B是具有1.0间距和1.0L/D比的TLS。螺杆元件C是具有间距和1.0长度比的SLS。螺杆元件D是具有间距和长度比的SLS。
还包含与SLS和TLS螺杆元件串联用作混合元件的Bilobal桨E以增强混合。使用各种构型的bilobal桨和反向元件F、在相反方向有螺纹的单和双导螺杆以便控制流动和相应的混合时间。
在区域1,羟基聚合物以230克/分钟的速度使用K-Tron(Pitman,NJ)重量减轻进料器喂入固体进料口。此羟基聚合物在挤出机(区域1)内与以146克/分钟的速度使用Milton Roy(Ivyland,PA)隔膜泵(每小时7.2L(1.9加仑)泵压头)于液体口加入的水、外增塑剂混合,形成羟基聚合物/水浆液。然后此浆液被向下传送到挤出机的圆筒并蒸煮。表1记述了挤出机每个区域的温度、压力和相应功能。
表I
域 | 温度℃() | 压力 | 螺杆的说明 | 目的 |
1 | 21(70) | 低 | 给料/传送 | 给料和混合 |
2 | 21(70) | 低 | 传送 | 混合和传送 |
3 | 21(70) | 低 | 传送 | 混合和传送 |
4 | 54(130) | 低 | 压力/减速传送 | 传送和加热 |
5 | 149(300) | 中 | 压力产生 | 在压力和高温下蒸煮 |
6 | 121(250) | 高 | 反向 | 在压力和高温下蒸煮 |
7 | 99(210) | 低 | 传送 | 冷却和传送(带通风) |
8 | 99(210) | 低 | 压力产生 | 传送 |
当浆液离开挤出机后,部分羟基聚合物/水浆液被泵吸,而另一部分(100g)被给料于Zenith,类型PEP II(Sanford NC)中然后泵吸至SMX型静态搅拌器(Koch-Glitsch,Woodridge,Illinois)中。静态搅拌器用于将附加的添加剂如交联剂、交联促进剂、外增塑剂如水与羟基聚合物/水浆液混合形成含羟基聚合物的组合物。添加剂通过PREP100 HPLC泵(Chrom Tech,Apple Valley MN)被泵吸至静态搅拌器中。这些泵具有高压、低体积添加能力。本发明含羟基聚合物的组合物容易进行聚合物加工,以形成含羟基聚合物的聚合物结构。
B.聚合物加工
本文所用“聚合物加工”是指通过其由含羟基聚合物的组合物制成包含羟基聚合物的聚合物结构的任何操作和/或方法。
聚合物加工操作的非限制性实施例包括挤出、模塑和/或纤维纺丝。挤出和模塑(铸造或吹制)典型制成薄膜、片和各种外形的挤出品。模制可包括喷射模塑法、吹制模塑法和/或压缩模塑法。纤维纺织可包括纺粘法、熔喷法、连续长丝产生和/或丝束纤维产生。
C.聚合物结构
含羟基聚合物的组合物可经过一个或多个聚合物加工操作使得所述含羟基聚合物组合物被加工成聚合物结构,所述聚合物结构包含如本发明所述的羟基聚合物和任选交联体系。
本文所用“聚合物结构”是指任何由于加工如本发明所述含羟基聚合物的组合物而形成的物理结构。如本发明所述的聚合物结构的非限制性实施例包括纤维、薄膜和/或泡沫。
交联体系借助交联剂将羟基聚合物交联在一起制成本发明聚合物结构,经过或不经过固化步骤。换句话讲,按本文所述的初始总湿张力测试方法测定时,如本发明所述的交联体系可借助交联剂将加工的含羟基聚合物组合物的羟基聚合物满意地交联在一起形成整体聚合物结构。交联剂是聚合物结构的“组成部件”。没有交联剂就无法形成如本发明所述的聚合物结构。
本发明的聚合物结构不包括施用于预先存在结构(如纤维、薄膜或泡沫上的涂层)上的涂层和/或其它表面处理。
在一个实施方案中,通过聚合物加工操作制成的聚合物结构可在约110℃至约200℃和/或约120℃至约195℃和/或约130℃至约185℃的固化温度下固化约0.01和/或1和/或5和/或15秒至约60分钟和/或约20秒至约45分钟和/或约30秒至约30分钟。可供选择的固化方法可包括辐射方法如紫外线、电子束、红外线和其它升温方法。
此外,在上述室温下固化或者不是在上述室温下固化后,聚合物结构还可在室温下固化几天。
当按照本文所述的初始总湿张力测试方法测定时,聚合物结构显示具有的初始总湿张力为至少约1.18g/cm(3g/in)和/或至少约1.57g/cm(4g/in)和/或至少约1.97g/cm(5g/in)至约23.62g/cm(60g/in)和/或至约21.65g/cm(55g/in)和/或至约19.69g/cm(50g/in)。
在一个实施方案中,本发明的聚合物结构可包含按所述聚合物结构重量计至少约20%和/或30%和/或40%和/或45%和/或50%至约75%和/或80%和/或85%和/或90%和/或95%和/或99.5%的羟基聚合物。
在一个实施方案中,当按本文所述的接触角测试方法测定时,所述聚合物结构显示具有的1秒后接触角小于40°。
本发明的聚合物结构可包括熔纺纤维和/或纺粘纤维、人造短纤维、中空纤维、成形纤维,如多叶形纤维和多组分纤维,尤其是双组分纤维。这些多组分纤维,尤其是双组分纤维,可以是并列型、皮芯型、分割饼型、带状、海岛型构型,或它们的任何组合。皮可以连续或不连续地围绕芯。皮与芯的重量比可以为约5∶95至约95∶5。本发明的纤维可具有不同的几何形状,包括圆形、椭圆形、星形、矩形和其它各种偏心率。
当按本文所述的纤维直径测量方法测定时,本发明的纤维可能具有的纤维直径小于约50微米和/或小于约20微米和/或小于约10微米和/或小于约8微米和/或小于约6微米和/或小于约4微米。
在另一个实施方案中,本发明的聚合物结构可包括多组分聚合物结构如多组分纤维,其包含本发明的羟基聚合物和另一种聚合物。本文所用的多组分纤维是指具有不止一个空间关系上相互分离部分的纤维。多组分纤维包括双组分纤维,其被定义为具有两个空间关系上相互分离部分的纤维。多组分纤维的不同组分可排列在横切纤维横截面的基本不同区域内,并沿纤维的长度不断扩展。
这种多组分纤维、具体地讲双组分纤维的非限制性实施例是一种双组分纤维,其中本发明的羟基聚合物用作该纤维的芯,而另一种聚合物用作皮,其围绕或基本围绕该纤维的芯。由其得到聚合物结构的含羟基聚合物组合物可既包括羟基聚合物又包括另一种聚合物。
在另一个多组分、尤其是双组分纤维实施方案中,该皮可包含羟基聚合物和含交联剂的交联体系,且该芯可包含羟基聚合物和含交联剂的交联体系。就皮和芯而言,羟基聚合物可相同或不同,而交联剂也可相同或不同。此外,羟基聚合物的含量可相同或不同,而交联剂的含量也可相同或不同。
如果聚合物结构是纤维状,那么可将本发明的一个或多个聚合物结构掺入多聚合物结构产品如纤维结构和/或纤维网中。这种多聚合物结构产品可最终掺入商业产品中,如单或多层薄页卫生纸制品如面巾纸、卫生纸、纸巾和/或擦拭物、女性护理产品、尿布、书写纸、卷芯纸如卷芯纸巾、和其它类型的纸制品。
聚合物结构的合成
下面是制备如本发明所述的聚合物结构方法的非限制性实施例。
i)纤维形成
按上述“含羟基聚合物组合物的合成”制备含羟基聚合物的组合物。如图2所示,含羟基聚合物的组合物可加工成聚合物结构。存在于挤出机102中的含羟基聚合物组合物用泵103如ZenithPEP II型泵吸至冲模104,所述泵的容量为每转0.6立方厘米(cc/rev),由Sanford,NC,USA的Parker Hannifin Corporation,Zenith Pumps分部生产。流入冲模104的羟基聚合物如淀粉通过调节泵103的每分钟转数(rpm)来控制。连接挤出机102、泵103、冲模104和任选搅拌器116的管子被电加热并恒温控制在65℃。
冲模104有几行相互间隔开的圆形挤出喷嘴200,其间距P(图3)为约1.524毫米(约0.060in)。喷嘴200的单个内径D2为约0.305毫米(约0.012in),单个外径(D1)为约0.813mm(约0.032in)。每单个喷嘴200由在板260(图3和4)上形成的环形和发散张开的孔口250环绕,板的厚度为约1.9mm(约0.075in)。板260上多个发散张开的孔口250的图案和挤出喷嘴200的图案一致。对抽长空气而言,孔口250的大直径D4(图3和4)为约1.372mm(约0.054in),小直径D3为1.17mm(约0.046in)。将板260固定,使得从喷嘴200挤出的雏形纤维110被由孔口250供应的通常圆柱状的湿润空气流包围并抽长。在板260的表面261(图3)上方,喷嘴可延伸到约1.5mm至约4mm的距离,更具体地讲约2mm至约3mm。如图5所示,多个边界空气孔口300通过将多个喷嘴每侧上的两列外侧喷嘴阻塞而形成,如板上所看到的,使得每个边界层孔口包含本文上述的环形孔250。此外,阻塞每隔一行和每隔一列的剩余毛细管喷嘴,从而增加可用毛细管喷嘴之间的间距。
如图2所示,抽长空气可由来自源106由电阻加热器108加热的压缩空气提供,例如,由Pittsburgh,PA,USA的Chromalox,Emerson Electric分部生产的加热器。由球心阀(未示出)控制的适量气流105以约240至约420千帕(kPa)的绝对压力加入,使在电加热的恒温控制递送管115内的热空气饱和或接近饱和。冷凝物从电加热的恒温控制分离件107中除去。在管115中测量时,抽长空气的绝对压力为约130kPa至约310kPa。挤出的聚合物结构纤维110的含水量为按重量计约20%和/或25%至约50%和/或55%。聚合物结构纤维110用温度为约149(约300)至约315℃(约600)的干燥空气流109干燥,所述空气流由电阻加热器(未示出)通过干燥喷嘴112提供,并以通常相对垂直于挤出雏形纤维的大致方向倾斜地排放。聚合物结构纤维被干燥从约45%含水量至约15%含水量(即,约55%稠度至约85%稠度),然后收集在收集装置111上,如例如可移动的小孔的带。
加工参数如下。
样品 | 单位 |
抽长空气流动速率抽长空气温度抽长蒸气流动速率抽长蒸气表压输送管内的抽长表压抽长出口温度溶液泵速度溶液流速干燥空气流动速率空气管类型空气管尺寸通过皮托静压管的速率加热器处的干燥空气温度干燥管离模具的位置干燥管相对纤维的角度 | G/分钟 2500℃ 93G/分钟 500kPa 213kPa 26℃ 71转/分钟 35G/分钟/孔 0.18g/分钟 10200缝式Mm 356×127M/s 34℃ 260Mm 80度 0 |
ii)泡沫形成
用于泡沫形成的含羟基聚合物组合物与纤维形成类似制备,不同的是水含量更小,典型为所述羟基聚合物重量的约10%至21%。如果用更少的水使羟基聚合物成为可塑体,可能在挤出机区域5-8(图1A)内需要更高的温度,典型为150℃至250℃。同样,如果可用更少的水,可能有必要将交联体系、尤其交联剂与水一起加入区域1。为了避免在挤出机内过早交联,含羟基聚合物组合物的pH应介于7和8之间,这可通过使用交联促进剂如铵盐来实现。冲模被放在挤出材料形成的区域,并典型保持在160℃至210℃。被研磨成粒度为400至1500微米的改性高直链淀粉(例如按重量计大于50%和/或大于75%和/或大于90%的直链淀粉)优选适用于本申请。也有利的是加入成核剂如微滑石或碱金属或碱土金属盐如硫酸钠或氯化钠,其量为淀粉重量的约1%至8%。泡沫可制作成各种形状。
iii)薄膜形成
用于薄膜形成的含羟基聚合物组合物与泡沫形成类似制备,不同的是加入的水量更少,典型为所述羟基聚合物重量的3%至15%,并且包含多元醇外增塑剂如甘油,其量为羟基聚合物重量的约10%至30%。泡沫形成时,区域5-7(图1A)保持在160℃至210℃,然而狭缝冲模温度较低,介于60℃和120℃之间。当泡沫形成时,可将交联体系、尤其是交联剂与水一起加入区域1,并且含羟基聚合物组合物的pH应介于7和8之间,这可通过使用交联促进剂如铵盐来实现。
本发明的薄膜可用于本领域已知的任何合适的产品。例如,薄膜可用于包装材料中。
羟基聚合物
如本发明所述的羟基聚合物包括任何可掺入本发明聚合物结构中的含羟基聚合物,优选为纤维或长丝状。
在一个实施方案中,本发明的羟基聚合物包含按重量计大于10%和/或大于20%和/或大于25%的羟基部分。
如本发明所述的羟基聚合物的非限制性实施例包括多元醇如淀粉和淀粉衍生物,纤维素衍生物如纤维素醚和酯衍生物,脱乙酰壳多糖和脱乙酰壳多糖衍生物,聚乙烯醇和各种其它多糖如树胶、阿拉伯糖胶和半乳聚糖,以及蛋白质。
羟基聚合物优选重均分子量大于约10,000克/摩尔和/或大于约40,000克/摩尔和/或约10,000至约80,000,000克/摩尔和/或约10,000至约40,000,000克/摩尔和/或约10,000至约10,000,000克/摩尔。较高和较低分子量的羟基聚合物可与具有优选重均分子量的羟基聚合物联合使用。本文所用的“重均分子量”是指按照规程用凝胶渗透色谱法测定的重均分子量,所述规程见于Colloids and Surfaaces A.Physico Chemical & Engineering Aspects,第162卷,2000年,107至121页。
如本领域所熟知的那样,天然淀粉可进行化学改性或酶促改性。例如,天然淀粉可被酸稀化、羟基-乙基化或羟基-丙醇化或氧化。
本文的“多糖”是指天然多糖和多糖衍生物或改性多糖。合适的多糖包括,但不限于,树胶、阿拉伯糖胶、半乳聚糖以及它们的混合物。
适用作本发明的羟基聚合物(单独或组合)的聚乙烯醇的特征在于以下通式:
结构IV
每个R选自C1-C4烷基、C1-C4酰基;而x/x+y+z=0.5至1.0。
亲水/亲脂体系
本发明的亲水/亲脂体系包含亲水组分和亲脂组分。所述亲水/亲脂体系显示具有的Tg小于约40℃和/或小于25℃至约-30℃和/或至约-15℃。
亲水/亲脂体系的非限制性实施例包含选自以下的成分:胶乳接枝淀粉、苯乙烯/丁二烯胶乳、乙烯基/丙烯酸胶乳、丙烯酸胶乳、丙烯酸酯改性的胶乳、水可分散的含氟聚合物、水可分散的硅氧烷以及它们的混合物。
在一个实施方案中,亲水/亲脂体系显示具有(用LB 500测量,市售自Horiba International,Irvine,CA)约10nm和/或约75nm和/或约100nm至约6μm和/或至约3μm和/或至约1.5μm的平均粒度。在一个实施方案中,所述亲水/亲脂体系显示具有约10nm至约6μm的平均粒度。
在一个实施方案中,亲水组分和亲脂组分共价连接在一起。
在另一个实施方案中,亲水组分和亲脂组分非共价连接在一起。
在一个实施方案中,亲水组分和亲脂组分存在于所述亲水/亲脂体系中,其中亲水组分的重量百分比与亲脂组分的重量百分比之比为约30∶70至约1∶99和/或约20∶80至约5∶95。
在另一个实施方案中,亲水/亲脂体系存在于本发明的含羟基聚合物的组合物中,其含量按所述淀粉的重量计为约0.5%和/或约1%至约3%和/或至约10%。
在一个实施方案中,亲水/亲脂体系构成羟基聚合物中的不连续相。换句话讲,羟基聚合物可存在于连续相中,而亲水/亲脂体系可存在于羟基聚合物连续相的不连续相中。
a.亲水组分
合适亲水组分的非限制性实施例选自:烷基芳基磺酸盐、乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化胺、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化脂肪酯与油、甘油酯、丙氧基化且乙氧基化的脂肪酸、丙氧基化且乙氧基化的脂肪醇、丙氧基化且乙氧基化的烷基酚、季铵表面活性剂、脱水山梨糖醇衍生物、醇硫酸盐、乙氧基化醇硫酸盐、磺基琥珀酸酯以及它们的混合物。
b.亲脂组分
合适亲脂组分的非限制性实施例选自:饱和与不饱和的动物及植物油、矿物油、凡士林、天然及合成蜡以及它们的混合物。
c.表面活性剂组分
本发明的亲水/亲脂体系可包含表面活性剂组分,其也可起或可不起亲水组分的作用。合适表面活性剂组分的非限制性实施例包括硅氧烷基表面活性剂和有机磺基琥珀酸酯表面活性剂。
一类合适的表面活性剂组分物质可包括硅氧烷基表面活性剂(硅氧烷基物质)。本申请中硅氧烷基表面活性剂可以是用于其它应用的硅氧烷聚合物。硅氧烷基表面活性剂典型具有的重均分子量为500至20,000克/摩尔。这种物质,衍生自聚(二甲基硅氧烷),是本领域熟知的。
合适的硅氧烷基表面活性剂的非限制性市售实施例为TSF 4446和Nu Wet 550及625,以及XS69-B5476(购自General ElectricSilicones);Jenamine HSX(购自DelCon),Silwet L7087、L7200、L8620、L77和Y12147(购自OSi Specialties)。
第二类优选的合适表面活性剂组分物质本质上为有机的。优选的物质是具有约6至约20个碳原子碳链的有机磺基琥珀酸酯表面活性剂。最优选的是包含二烃基链的有机磺基琥珀酸酯,其中每个烃链带有约6至约20个碳原子的碳链。还优选的是包含芳基或烷基芳基、取代或未取代、支链或直链、饱和或不饱和基团的链。
适合的有机磺基琥珀酸酯表面活性剂的市售非限制性实施例可以商品名Aerosol OT和Aerosol TR-70(例如,Cytec)获得。
在一个实施方案中,如果存在的话,表面活性剂在本发明含羟基聚合物组合物中的存在量按所述淀粉(羟基聚合物?)重量计为约0.01%至约0.5%和/或约0.025%至约0.4%和/或约0.05%至约0.30%。
交联体系
本文所用“交联体系”是指包含交联剂和任选交联促进剂的交联体系,其中按本文所述的剪切粘度变化测试方法,其中存在交联体系的含羟基聚合物组合物显示具有的70分钟后规一化剪切粘度变化小于1.3倍和/或130分钟后规一化剪切粘度变化小于2倍。不满足此测试方法的交联剂和/或交联体系不在本发明的范围内。
优选地,当按本文所述的初始总湿张力测试方法测定时,由包含本发明交联体系的含羟基聚合物组合物制成的聚合物结构显示具有的初始总湿张力为至少约1.18g/cm(3g/in)和/或至少约1.57g/cm(4g/in)和/或至少约1.97g/cm(5g/in)至约23.62g/cm(60g/in)和/或至约21.65g/cm(55g/in)和/或至约19.69g/cm(50g/in)。
本发明交联体系中交联剂的含量、交联剂的类型、交联促进剂的含量(如果有的话)和交联促进剂的类型(如果有的话)是可能影响按照剪切粘度变化测试方法所述交联体系是否不令人满意和/或提供按照初始总湿张力测量方法羟基聚合物的满意交联的因素。
本文所用“交联剂”是指任何能够交联如本发明所述含羟基聚合物的组合物内羟基聚合物的物质。
合适交联剂的非限制性实施例包括由乙二醛与下列物质的烷基取代或未取代环状加合物产生的化合物:尿素(结构V,X=O),硫脲(结构V,X=S),胍(结构V,X=NH,N-烷基),亚甲基二胺(结构VI),和亚甲基二氨基甲酸酯(结构VII)和它们的衍生物、以及它们的混合物。
在一个实施方案中,交联剂具有以下结构:
结构V
其中X是O或S或NH或N-烷基,而R1和R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H-、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、以及它们的混合物。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,交联剂具有以下结构:
结构VI
其中R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、以及它们的混合物。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,交联剂具有以下结构:
结构VII
其中R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、以及它们的混合物。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
在其它实施方案中,交联剂具有以下结构(结构VIII、IX和X)之一:
结构VIII
其中X是O或S或NH或N-烷基,而R1和R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;y为1至50,R5独立地选自:-(CH2)n-其中n是1至12,-(CH2CH(OH)CH2)-,
其中R6和R7独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物,其中在一个单元里R6和R7不可全是C1-C4烷基;而z是1至100。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
交联剂可具有以下结构:
结构IX
其中R1和R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为1至100;y为1至50,R5独立地为-(CH2)n-其中n是1至12。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,交联剂具有以下结构:
结构X
其中R1和R2独立地为
其中R3和R8独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基、CH2OH以及它们的混合物,R4独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为0至100;而q为0至10,RH独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物;x为1至100;y为1至50,R5独立地选自:-(CH2)n-其中n是1至12,-(CH2CH(OH)CH2)-,
其中R6和R7独立地选自:H、直链或支链C1-C4烷基以及它们的混合物,其中在一个单元里R6和R7不可全是C1-C4烷基;而z是1至100。
在一个实施方案中,在一个单元中R3、R8和R4不全是C1-C4烷基。
在另一个实施方案中,在一个单元中,R3、R8和R4中只有一个是C1-C4烷基。
在一个实施方案中,交联剂包含咪唑烷酮(结构V,X=O),其中R2=H、Me、Et、Pr、Bu、(CH2CH2O)pH、(CH2CH(CH3)O)pH、(CH(CH3)CH2O)pH,其中p为0至100,而R1=甲基。市售的上述交联剂(即购自BASF的Fixapret NF)的R1=甲基,R2=H。
在另一个实施方案中,交联剂包含咪唑烷酮(结构V,X=O),其中R2=H、Me、Et、Pr、Bu,而R1=H。二羟基乙烯脲(DHEU)包含咪唑烷酮(结构V,X=O),其中R1和R2都是H。DHEU可按照欧洲专利0294 007 A1中的步骤进行合成。
不受理论的约束,交联体系通过借助氨基(amidal)连接将羟基聚合物链连接在一起来起作用,如以下结构所表示。交联后交联剂成为聚合物结构的一部分。
本领域普通技术人员理解在所有上述化学式中,OR2部分所联接的碳原子也联接了H,为了简化,其未在结构中示出。
不属于本发明部分的市售交联剂的非限制性实施例包括Permafresh EFC(购自OMNOVA Solutions,Inc.)、Fixapret ECO(购自BASF)和Parez 490(购自Bayer Corporation),因为它们在按本文所述的剪切粘度变化测试方法和/或初始总湿张力测试方法测定时不令人满意。
其它成分
本发明含羟基聚合物的组合物还可包含选自以下的添加剂:增塑剂、稀释剂、氧化剂、乳化剂、剥离剂、润滑剂、加工助剂、荧光增白剂、抗氧化剂、阻燃剂、染料、颜料、填充剂、其它蛋白质及其盐、其它聚合物如热塑性聚合物、增粘性树脂、填料、湿强度树脂以及它们的混合物。
制备含羟基聚合物组合物的方法
在一个实施方案中,提供了一种用于制备含羟基聚合物的组合物的方法,所述方法包括以下步骤:
a.提供包含羟基聚合物的含水混合物;
b.将亲水/亲脂体系加入该含水混合物中,其中所述亲水/亲脂体系包含亲水组分和亲脂组分,其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在含水混合物中的可分散性;和
c.将包含交联剂的交联体系加入所述含水混合物中。
在另一个实施方案中,提供了一种用于制备聚合物结构的方法,所述方法包括以下步骤:
a.提供含羟基聚合物的组合物,所述组合物包含:包含羟基聚合物的含水混合物;包含亲水组分和亲脂组分的亲水/亲脂体系,其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在所述含水混合物中的可分散性;和包含交联剂的交联体系;和
b.将所述含羟基聚合物的组合物进行聚合物加工,以形成聚合物结构。
测试方法
A.含羟基聚合物的组合物剪切粘度测试方法
本发明含羟基聚合物的组合物的剪切粘度使用毛细管流变仪(Goettfert Rheograph 6000,Goettfert USA of Rock Hill SC,USA制造)测量。使用直径D为1.0mm,长度L为30mm(即L/D=30)的毛细管冲模来进行测量。冲模连接到流变仪的20mm圆筒的下端,所述圆筒保持在75℃的冲模测试温度。将已预热至冲模测试温度的60g含羟基聚合物组合物样品加载到流变仪的圆筒部分中。去除样品中所有夹带的空气。以一组选定的速率1,000至10,000秒-1将样品从圆筒推过毛细管模。流变仪的软件可利用样品从圆筒到毛细管模时的压力降和样品经过毛细管模的流速来计算表观剪切粘度。可用log(表观剪切粘度)对log(剪切速率)作图,
该图可根据公式η=Kγn-1用幂律关系拟合,其中K是材料的粘度常数,n是材料的稀化指数,而γ是剪切速率。本文组合物记录的表观剪切粘度是使用幂律关系内推至剪切速率为3,000秒-1时计算所得的。
B.剪切粘度变化测试方法
充满三个不同的60cc注射器,测量一个包含交联体系的本发明含羟基聚合物组合物的三个待测样品的粘度;一个样品的剪切粘度立即按含羟基聚合物组合物剪切粘度测试方法测量(初始剪切粘度)(样品置于流变仪中后约10分钟得到第一个读数)。如果在3,000秒-1的剪切速率下测量时第一个样品的初始剪切粘度不在5Pa.s至8Pa.s的范围内,则这一个含羟基聚合物的组合物必须要调节使得这一个含羟基聚合物组合物的初始剪切粘度在3,000秒-1的剪切速率下测量时在5Pa.s至8Pa.s的范围内,然后重复此剪切粘度变化测试方法。只要在3,000秒-1的剪切速率下测量时该含羟基聚合物组合物的初始剪切粘度在5Pa.s至8Pa.s的范围内,则将其它两个样品在对流炉中于80℃分别储存70和130分钟后再用同样的测试方法进行测量。70和130分钟样品在3000秒-1下的剪切粘度除以初始剪切粘度得到70和130分钟样品的规一化剪切粘度变化。如果规一化剪切粘度变化在70分钟后为1.3倍或更高和/或在130分钟后为2倍或更高,那么该含羟基聚合物组合物中的交联体系是不令人满意的,因此不在本发明的范围内。然而,如果规一化剪切粘度变化在70分钟后小于1.3倍和/或(优选和)在130分钟后小于2倍,那么该交联体系是满意的,因此就包含该交联体系的含羟基聚合物组合物而言它在本发明的范围内。优选当按初始总湿张力测试方法测定时,对于由包含该交联体系的含羟基聚合物组合物所得到的聚合物结构而言,该交联体系是满意的。
优选规一化剪切粘度变化在70分钟后小于1.2倍和/或130分钟后小于1.7倍,更优选70分钟后小于1.1倍和/或130分钟后小于1.4倍。
C.初始总湿张力测试方法
使用电子张力检验器(Thwing-Albert EJA Materials Tester,Thwing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Rd.,Philadelphia,Pa.,19154),并在十字头速度为约10.16cm(4.0in)每分钟且标距为约2.54cm(1.0in)的条件下操作,使用宽度为2.54cm(1in)、长度大于7.62cm(3in)的聚合物结构条带。带的两端置于机器的上夹具中,然后将带的中心置于不锈钢钉(直径0.5cm)周围。证实该条带均匀地弯曲在钢钉周围后,在启动十字头运动之前将该条带浸泡在约20℃的蒸馏水中,浸泡时间为5秒。测试的最初结果是以一列以载荷(克力)对十字头位移(离开起始点的厘米数)形式的数据。
样品在两个方向上进行测试,这里称为MD(纵向,即,与连续缠绕轴和形成织物相同的方向)和CD(横向,即,与MD成90°)。使用上述设备测量MD和CD湿拉伸强度,并按以下方法计算:
初始总湿张力=ITWT(gf/in)=最大载荷MD(gf)/2(in宽度)+
最大载荷CD(gf)/2(in宽度)
然后初始总湿张力值用所测试条带的定量进行规一化。所用的规一化定量为36g/m2,然后如下计算:
规一化的{ITWT}={ITWT}*36(g/m2)/条带的定量(g/m2)
如果包含本发明交联体系的聚合物结构的初始总湿张力为至少1.18g/cm(3g/in)、和/或至少1.57g/cm(4g/in)、和/或至少1.97g/cm(5g/in),那么该交联体系是合格的,并且在本发明的范围内。初始总湿张力优选小于或等于约23.62g/cm(60g/in)和/或小于或等于约21.65g/cm(55g/in)和/或小于或等于约19.69g/cm(50g/in)。
D.接触角测试方法
接触角测试在Fibro DAT高速接触角测量装置(由ThwingAlbert Instrument Company提供)上进行。测试开始后,暂停0.1分钟,将32微升的水滴加在纤维结构样品的表面上。然后用计算机分析由Fibro DAT得到的高速图像,得到接触角随时间变化的图形表示。取五次测量的平均值,时间等于一秒处的接触角用作参考点。因此,1秒后40°的接触角是指该接触角是在测得参考点后1秒测得的。
E.湿堆积体积测试方法
对于本文档而言,“湿堆积体积”定义为一层堆干纤维结构样品正方块的初始高度与该层堆完全润湿后同一层堆样品高度之比。该层堆的高度使用支撑在稳定测定台上的数字测微器(Mitutoyo Series 543Absolute Digimatic Indicator,Mitutoyo Corporation,Kanagawa,Japan)来测量。测微器的内部弹簧必须断开以使该层堆上的载荷最小。测微器装配有2.54cm(1in)直径的测试足。需要的其它装置包括直径为100mm×15mm的培养皿,和一片孔口大约为0.635cm(0.25in)的不粘Teflon筛粗尼龙筛网,其被切割成刚好适合放入培养皿内,这两样东西都可购自VWR Scientific。
测试过程包括以下步骤。将筛网置于培养皿内,然后将培养皿放在测试台的基座上,居中位于测微器测试足下。随后降低测微器组件直到测试足接触筛网。然后将测微器归零。将待测的纤维结构切割成2.54cm×2.54cm(1in×1in)的样品正方块。升高测微器测试足后,将八(8)个样品正方块以相同的排列方式一个层堆在另一个顶上,并置于测微器测试足下的培养皿内的筛网上。然后再轻轻地将测微器的测试足降低至样品正方块的层堆上。然后记录初始测微器读数。然后,缓慢地以可控的方式加入50mL去离子水,使得全部50mL水在超过约3秒钟的时间内加入培养皿中,使得加入时少量或没有水接触该堆正方形样品。30秒后记录该堆样品方块的最终高度。如果整堆样品正方块均完全润湿(样品内无影响读数的干燥点),则测量结束。如果整堆样品正方块未完全润湿,则再等60秒然后再记录最终高度,于是测量结束。如果整堆样品正方块仍未完全润湿,则放弃该测试,然后记录该堆样品正方块未完全润湿。如果需要的话,重复测试。
用该堆样品正方块的最终高度除以该堆样品正方块的初始高度,再乘以100%计算出湿堆积体积,这是以干堆积体积的百分比形式提供该纤维结构的湿堆积体积。
F.湿屈服应力测试方法
将待测的纤维结构样品切割成20mm圆片,然后称重,精确至0.1mg。将一层堆纤维结构圆片加载到Reologica Stresstech流变仪的样品杯上并居中,该流变仪配有密封池。流变仪夹具是20mm直径的平行板夹具,锯齿的深度为0.3mm,间距为0.6mm。使用1000μL机械移液管(Eppendorf Pippetteman)将水加到样品上,使得水质量与纤维结构质量之比为3.5。然后将该样品放入流变仪中,且池压上升至69kPa(10磅/平方英寸)。若要开始测试,将流变仪的法向力传感器归零,减小两平行板之间的缝隙直到由顶板施加的法向力为3牛顿。此时,将缝隙在测试过程中保持恒定。30秒平衡时间后,用以下设置开始湿屈服应力测试:
初始缝隙: 4mm
顶部趋近速度限制的缝隙 3mm
顶部趋近的限制速度 0.0305mm/s
开始应力渐增前的平衡时间 30秒
应力渐增 5至10,000Pa,对数
应力渐增的时间 340秒
测量步长 34
位置分辨率设置 自动
惯性补偿 100%
最大允许的剪切速率 300s-1
测试得到应力-应变图。从图和/或流变仪中读出特定应变下的湿屈服应力数值。
方法G.纤维直径测试方法
包含适当定量(大约5至20克/平方米)纤维的纤维网被切割成大约20mm×35mm的矩形。然后该样品用SEM溅射镀膜机(EMS Inc,PA,USA)镀金以使纤维相对不透明。典型的镀层厚度介于50nm和250nm之间。然后将样品固定在两个标准显微镜载玻片之间,并用小装订夹压在一起。将显微镜光准直透镜尽可能远离物镜,使用OlympusBHS显微镜的10X物镜得到样品的图像。图像用Nikon D1数字照相机捕集。使用玻璃显微镜测微器来校准图像的空间距离。图像的近似分辨率为1μm/像素。典型地,图像将在对应于纤维和背景的强度直方图上显示出截然不同的双峰分布。使用相机调节或不同的定量来获得可接受的双峰分布。典型地,每个样品拍摄10个图像,然后对图象分析结果进行平均。
图像用类似于B.Pourdeyhimi,R.和R.Dent在“Measuringfiber diameter distribution in nonwovens”(Textile Res.J.69(4)卷,第233至236页,1999年)中所述的方法进行分析。数字图像用计算机使用MATLAB(版本6.3)和MATLAB图像处理工具箱(版本3.)来进行分析。图像首先转化成灰度。然后使用使阈值化后的黑色和白色像素的组合方差最小的阈值将图像二值化为黑色和白色像素。只要图像被二值化后,图像就被骨架化以确定图像中每个纤维中心的位置。该二值化图像的距离转换也被确定。骨架化后图像和距离图的标量积提供了其像素强度为零或纤维范围位于该位置的图像。如果在一个两重叠纤维的交叉点范围内的像素所表示的距离小于交叉点的范围,则此像素不计数。然后使用剩余的像素来计算包含在图像中的纤维直径长度加权直方图。
Claims (16)
1.一种含羟基聚合物的组合物,所述组合物包含:
a.包含羟基聚合物的含水混合物;
b.包含亲水组分和亲脂组分的亲水/亲脂体系;和
c.包含交联剂的交联体系;
其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在所述含水混合物中的可分散性。
2.如权利要求1所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述羟基聚合物选自:聚乙烯醇、淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、纤维素衍生物、树胶、阿拉伯糖胶、半乳聚糖、蛋白质以及它们的混合物,优选其中所述羟基聚合物包括淀粉和/或淀粉衍生物和/或聚乙烯醇,更优选其中所述羟基聚合物具有约10,000至约80,000,000克/摩尔的重均分子量。
3.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲水/亲脂体系包括选自以下的成分:胶乳接枝淀粉、苯乙烯/丁二烯胶乳、乙烯基/丙烯酸胶乳、丙烯酸胶乳、丙烯酸酯改性的胶乳、水可分散的含氟聚合物、水可分散的硅氧烷以及它们的混合物。
4.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲水组分选自:烷基芳基磺酸盐、乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化胺、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化脂肪酯与油、甘油酯、丙氧基化且乙氧基化的脂肪酸、丙氧基化且乙氧基化的脂肪醇、丙氧基化且乙氧基化的烷基酚、季铵表面活性剂、脱水山梨糖醇衍生物、醇硫酸盐、乙氧基化醇硫酸盐、磺基琥珀酸酯以及它们的混合物。
5.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲脂组分选自:饱和与不饱和的动物及植物油、矿物油、凡士林、天然及合成蜡以及它们的混合物。
6.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述羟基聚合物为连续相,并且所述亲水/亲脂体系以不连续相的形式存在于所述羟基聚合物中。
7.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲水/亲脂体系显示具有约10nm至约6μm的平均粒度。
8.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲水组分共价连接到所述亲脂组分上。
9.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述交联剂选自聚羧酸、咪唑烷酮以及它们的混合物。
10.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述交联体系还包含交联促进剂。
11.如前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物的组合物,特征在于所述亲水/亲脂体系还包含表面活性剂组分,优选其中所述表面活性剂组分包括有机磺基琥珀酸酯表面活性剂。
12.一种由前述任一项权利要求所述的含羟基聚合物组合物得到的聚合物结构,优选其中所述聚合物结构显示具有的1秒钟后接触角小于约40°和/或优选其中所述聚合物结构为直径小于约50μm的纤维形式。
13.一种包含一个或多个如权利要求12所述的聚合物结构的纤维结构,其中所述聚合物结构中的至少一个为纤维形式。
14.一种包含如权利要求13所述的纤维结构的单层或多层薄页卫生纸制品,优选其中所述薄页纸制品在至少约1至约10的应变下显示具有约1000至约6000Pa的湿屈服应力和/或优选其中所述薄页纸制品显示具有的湿堆积体积为干堆积体积的至少约40%。
15.一种用于制备如权利要求1至11中任一项所述的含羟基聚合物组合物的方法,特征在于包括以下步骤:
a.提供包含羟基聚合物的含水混合物;
b.将亲水/亲脂体系加入该含水混合物中,其中所述亲水/亲脂体系包含亲水组分和亲脂组分,其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在含水混合物中的可分散性;和
c.将包含交联剂的交联体系加入所述含水混合物中。
16.一种用于制备如权利要求12所述的聚合物结构的方法,特征在于包括以下步骤:
a.提供含羟基聚合物的组合物,所述组合物包含:包含羟基聚合物的含水混合物;包含亲水组分和亲脂组分的亲水/亲脂体系;和包含交联剂的交联体系;其中所述亲水组分有利于所述亲脂组分在所述含水混合物中的可分散性;和
b.将所述含羟基聚合物的组合物进行聚合物加工,以形成聚合物结构。
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