用于生产二氧化碳中性且可生物降解的聚合物的方法及其生产的包装产品技术

用于生产聚合物材料的方法，所述方法包括：(a)提供聚合物材料，该聚合物材料是二氧化碳中性的，并且选自聚乙烯，例如由甘蔗乙醇制成的聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯，(b)提供可生物降解的添加剂，(c)将步骤(a)的聚合物材料与步骤(b)的可生物降解的添加剂共混，其中步骤(b)的可生物降解的添加剂是用于生长包括真菌‑细菌混合物例如青霉菌‑芽孢杆菌混合物的自然存在的生物的有机混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产二氧化碳中性且可生物降解的聚合物的方法及其生产的包装产品本专利技术涉及聚合物材料，尤其是聚乙烯，其是至少二氧化碳中性的并且是完全可生物降解的。本专利技术还涉及由这种聚合物材料制成的包装，诸如瓶、锅(pot)或罐。本专利技术还涉及该包装用于存储保健和药物产品的用途。更特别地，本专利技术涉及用于生产所述二氧化碳中性且完全可生物降解的聚合物材料的方法，来源于包括以下的方法：将由甘蔗乙醇制成的聚乙烯与可生物降解的添加剂以包括真菌-细菌混合物的有机混合物的形式共混。作为替代，代替由甘蔗乙醇制成的聚乙烯，使用其他聚合物材料，该其他聚合物材料选自来自生物来源即非石油化学来源的聚丙烯和聚苯乙烯。塑料是基于聚合物的材料，其通常由化石燃料合成生产。由这样的塑料制成的包装产品，诸如容器，尤其是罐、瓶及其盖，通常花费450年或更长时间才能自然分解，并且这样的分解实际上仅导致塑料降解为微塑料。因此，合成塑料永远不会完全降解，并且它们分解成的越来越小的碎片最终会被例如海洋生物摄入。对环境的负面影响是巨大的：例如，估计预测到2050年海洋中的塑料将比鱼多。另外，人类已经受到严重暴露，因为估计还表明，食用海鲜的人平均每年摄入最多达11000片微塑料。尽管再循环塑料可以缓解部分问题，但这绝不是唯一可行的解决方案，因为目前世界上只有9％的塑料被再循环，并且实际上并非所有塑料都适合用于再循环且因此可重复使用。BRP1001309A公开了通过酶促催化获得可生物降解的聚酯的方法，以及这种可生物降解的聚酯的用途。US2006039980A公开了使用酶催化剂制备可生物降解的聚合物的方法以及通过该方法制备的可生物降解的聚合物。ES2014344公开了烯属聚合物，其在户外可降解，能够同时为可光降解的和可生物降解的，通过掺入大量或一些天然聚合物诸如酰胺及其衍生物、糖和面粉，从而增加聚合物对微生物侵蚀的倾向。WO2008055240公开了添加剂材料，其与聚合物材料物理共混以生成至少部分可生物降解的产品。该添加剂可以包括：呋喃酮、戊二酸、十六烷酸、聚己内酯聚合物、聚(乳酸)、聚(乙醇酸)和聚(乳酸_co_乙醇酸)以及感官膨胀剂。WO2007/027163A2公开了适用于所有工业应用诸如包装或非包装应用的可化学降解和/或可生物降解的双轴取向聚丙烯(BOPP)薄膜，其中，通过添加促进可降解性的试剂通过以下来使该膜可生物降解：在第一步骤中组合热和UV，以及在第二步骤中由土壤中天然存在的微生物吸收。BOPP薄膜的特征在于，一个或多个层包括可降解的母料或化合物，其优选为配体诸如辛酸盐/酯、乙酸盐/酯，硬脂酸盐/酯、油酸盐/酯，环烷酸盐/酯(naphtenete)、亚油酸盐/酯，脂肪酸/酯等。US2016/0333147A1公开了借助于挤出、干燥和注塑来制备聚合物/生物实体合金的方法，其中，生物实体可以是降解聚合物的酶或微生物。聚合物/酶合金的特定实施方式是聚己内酯(CAPA)/脂肪酶，并且聚合物/微生物合金的特定实施方式是聚乳酸(PLA)/细菌，更特别地是聚乳酸(PLA)/地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)。还已知通过将合成基础聚合物，即由化石燃料制备的聚合物，诸如由化石材料生产的聚乙烯和聚苯乙烯，与有机化合物组合来生产可生物降解的塑料，其借助于酶促催化显著加速了此类基础聚合物即常规塑料的可生物降解性。例如，GaminiSenevirate等人已经在《现代科学(Currentscience)》90(1):20-21·2006年1月中公开了在合成聚乙烯材料上提供有青霉菌(Penicillium)-芽孢杆菌(Bacillus)生物膜的合成聚乙烯的可生物降解性，该生物膜能够随后通过酶促反应降解聚乙烯表面。现有技术没有提及提供用于生产聚合物的方法，其中所述聚合物不仅是完全可生物降解的，而且还是二氧化碳中性的，100％可再循环并且符合食品安全和健康法规。现有技术也没有提及用于生产所述聚合物材料的方法，其中，该方法包括使用由甘蔗乙醇制成的聚乙烯与可生物降解的添加剂的组合，并且其中，该添加剂是包括真菌-细菌混合物的有机混合物。因此，本专利技术的目的是提供用于生产塑料材料即聚合物材料的方法，该聚合物材料是二氧化碳中性的并且是完全可生物降解的。本专利技术的又另一目的是提供用于生产聚合物材料的方法，该聚合物材料还是100％可再循环的并且因此可重复使用。本专利技术的另一目的是提供用于生产聚合物材料的方法和由所述聚合物制造的产品，尤其是包装，诸如容器，其也符合由基于合成的聚合物制成的容器的食品安全和健康法规。这些和其他目的通过本专利技术解决。因此，提供了用于生产聚合物材料的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供聚合物材料，所述聚合物材料是二氧化碳中性的，为由甘蔗乙醇制成的聚乙烯的形式，(b)提供可生物降解的添加剂，(c)将步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂共混，其中，步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂的共混比率为90-98比10-2wt.％，优选90-97比10-3wt.％，并且数量总计为100％wt.，以及其中，步骤(b)的所述可生物降解的添加剂是用于生长包括真菌-细菌混合物的自然存在的生物的有机混合物，优选地作为在所述聚乙烯上的生物膜，并且所述可生物降解的添加剂还生成用于进行酶促催化的酶和酸。因此，基础聚合物材料，即步骤(a)的聚合物材料是二氧化碳中性的，并且特别地选择为由甘蔗乙醇制成的聚乙烯。二氧化碳中性意指在这种聚合物材料的生产中二氧化碳的净生产量为零或负。通常存在以下概念，在共混物中相对高含量的步骤(b)的可生物降解材料，会导致期望保留在合成聚合物，特别是由化石燃料制成的聚乙烯，或步骤(a)的聚合物材料中的特征或特性劣化。根据本专利技术，共混物中材料(b)的量为2-10％wt.，优选3-10％wt.。这些范围代表相对高的浓度，但是令人惊讶地发现，即使在这样高浓度的材料(b)下，也保留了聚合物材料和由其获得的产品中的所需特性，包括符合食品安全法规，而这通常仅存在于由基于合成的聚合物制成的产品中。由于其来源于甘蔗，甘蔗在其生长期间会消耗二氧化碳，因此该聚乙烯是CO2中性的。此外，已经发现，通过将步骤(a)的聚乙烯材料与步骤(b)的可生物降解的添加剂以上述共混比率(90-97比10-3wt％)组合，可以能够生产不仅完全可生物降解的聚合物材料，特别地在这里是完全可生物降解的聚乙烯，而且还是保留基础聚合物的原始特性的聚合物材料，即由甘蔗乙醇制成的聚乙烯。因此，所得的聚合物材料是CO2中性的、完全可生物降解的并且尤其也是100％可再循环的聚合物。可生物降解的添加剂与非合成的和甚至可能是CO2中性的其他基础聚合物，诸如基于淀粉和蛋白质的基础聚合物之间的相互作用，不会导致100％可再循环的聚乙烯材料或可生物降解的聚合物。因此，根据本专利技术的方法所得的聚合物材料也是完全可降解的聚乙烯(PE)材料。“完全可降解”意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产聚合物材料的方法，所述方法包括以下步骤：/n(a)提供聚合物材料，所述聚合物材料是二氧化碳中性的，为由甘蔗乙醇制成的聚乙烯的形式，/n(b)提供可生物降解的添加剂，/n(c)将步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂共混，/n其中，步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂的共混比率为90-98比10-2wt.％，优选90-97比10-3wt.％，并且数量总计为100％wt.，以及/n其中，步骤(b)的所述可生物降解的添加剂是用于生长包括真菌-细菌混合物的自然存在的生物的有机混合物，优选地作为在所述聚乙烯上的生物膜，并且所述可生物降解的添加剂还生成用于进行酶促催化的酶和酸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181003 DK PA2018006691.一种用于生产聚合物材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供聚合物材料，所述聚合物材料是二氧化碳中性的，为由甘蔗乙醇制成的聚乙烯的形式，
(b)提供可生物降解的添加剂，
(c)将步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂共混，
其中，步骤(a)的所述聚合物材料与步骤(b)的所述可生物降解的添加剂的共混比率为90-98比10-2wt.％，优选90-97比10-3wt.％，并且数量总计为100％wt.，以及
其中，步骤(b)的所述可生物降解的添加剂是用于生长包括真菌-细菌混合物的自然存在的生物的有机混合物，优选地作为在所述聚乙烯上的生物膜，并且所述可生物降解的添加剂还生成用于进行酶促催化的酶和酸。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述真菌-细菌混合物是青霉菌-芽孢杆菌。


3.根据权利要求1或2所述的聚合物材料，其中，所述共混比率为95-97比5-3wt.％。


4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物材料，其中，步骤(a)的所述聚合物材料和步骤(b)的所述可生物降解的添加剂以颗粒形式提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斯·鲍德希尔·汉森，
申请(专利权)人：ECO包装有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK