WO2002100919A1 - Biodegradable thermoplastic linear copolymer, method for preparing same and uses thereof - Google Patents

Biodegradable thermoplastic linear copolymer, method for preparing same and uses thereof Download PDF

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WO2002100919A1
WO2002100919A1 PCT/FR2002/001996 FR0201996W WO02100919A1 WO 2002100919 A1 WO2002100919 A1 WO 2002100919A1 FR 0201996 W FR0201996 W FR 0201996W WO 02100919 A1 WO02100919 A1 WO 02100919A1
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WO
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type
acid
chosen
cooh
monomer
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/001996
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French (fr)
Inventor
Henri Boccia
Isabelle Limousin
Christian Leriche
Li Nie
Cloudaldo Maningat
Sukh Bassi
Mrinal Bhattacharya
Mani RAMASWAMY
Original Assignee
Midwest Grain Products, Inc.
University Of Minnesota
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/60Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G63/52Polycarboxylic acids or polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/06Unsaturated polyesters

Definitions

  • the invention relates to synthetic synthetic biodegradable thermoplastic copolymers.
  • the invention relates to linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type, obtained by the polycondensation of saturated monomers of the diacid and diol types or of acid-alcohols to which two other types of monomers are added:
  • the first monomer being a hydrocarbon chain comprising at least one tertiary carbon, provided at its ends with pairs of reactive functions, such as (-COOH, -COOH) (-OH, -OH) or (-COOH, -
  • the invention also relates to the process for preparing the linear biodegradable thermoplastic copolymer.
  • the invention also relates to biodegradable polymer compositions produced from thermoplastic mixtures of linear biodegradable thermoplastic copolymers according to the invention with various natural biodegradable polymers such as carbohydrates, proteins or similar polymers.
  • Synthetic, thermoplastic or thermosetting polymers produced using fossil molecules, in particular from natural petroleum, are increasingly used in numerous fields of application according to the desired physical, chemical and mechanical characteristics. by the user, by replacing other materials such as metals, wood, glass, natural fibers used in the field of textiles.
  • a third line of research and development concerns the development of biodegradable polymeric materials which should replace, whenever possible, non-biodegradable synthetic polymeric materials, in objects, in particular of convenience or of high development, such as, for example, the smart card. This third way results from the numerous observations that:
  • compositions combining them with natural biodegradable polymers compositions which may also contain other components such as non-biodegradable synthetic thermoplastic polymers and / or copolymers, plasticizers, crosslinking agents, and other agents conventionally used in polymer compositions such as, for example, anti-UV agents, flame retardants, mineral fillers.
  • a polymer composition (WO91-02025) is proposed for the production of articles considered to be biodegradable, production carried out according to plastics processing techniques comprising, in mixture, destructured biodegradable starch, a synthetic copolymer chosen from the group formed by ethylene vinyl acetate, ethylene glycidil acrylate, ethylene maleic anhydride, ethylene vinyl alcohol, a plasticizer selected from the group consisting, for example, of glycerin, ethylene glycol, propylene glycol , polyethylene glycol, a crosslinking agent such as, for example, formaldehyde, epichlorhyrin, as well as other additive agents conventionally used.
  • plastics processing techniques comprising, in mixture, destructured biodegradable starch, a synthetic copolymer chosen from the group formed by ethylene vinyl acetate, ethylene glycidil acrylate, ethylene maleic anhydride, ethylene vinyl alcohol, a plasticizer selected from the group consisting, for example, of glycer
  • a biodegradable thermoplastic composition (WO98 / 40434) is formed from a mixture comprising a polymer which can be considered to be biodegradable, obtained by polycondensation of an alcohol acid which is lactic acid and a thermoplastic resin it - Even formed by a mixture of synthetic thermoplastic polymer and / or copolymer, of a natural polymer which is destructured starch, a plasticizer, a crosslinking agent and other agents conventionally used in polymer compositions.
  • polymers and / or copolymers entering into the mixture forming the thermoplastic resin are preferably retained polyethylene, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, copolymers resulting from the copolymerization of an olefinic monomer selected from ethylene, propylene, isobutene, styrene, with another monomer selected from the group of acrylic acid, vinyl alcohol and / or vinyl acetate.
  • plasticizing agent used in the resin it is preferably chosen from polyalcohols, their derivatives, such as glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol.
  • the crosslinking agent contained in the resin is chosen from those usually used, such as aldehydes, ketones, glyoxals, epoxies or others. .
  • Such a composition which contains a synthetic polymer 1 , is not completely biodegradable.
  • this composition offers fairly low mechanical and thermal properties since it has poor impact resistance and a glass transition of less than 80 ° C.
  • thermoplastic composition intended for the production of bank cards JP2000-309695
  • JP2000-309695 a biodegradable thermoplastic composition intended for the production of bank cards
  • Another biodegradable thermoplastic composition for the production of articles US Pat. No.
  • 5,658,627) consists of a mixture of two biodegradable aliphatic polyesters, the first of which is obtained by reaction between a polyesterdiol with a diisocyanate, the polyesterdiol resulting from the polycondensation of a mixture of succinic and adipic acids with a glycol, while the second is obtained by reaction between a polyesterdiol with a diisocyanate, the second polyesterdiol resulting from the polycondensation of succinic acid with butane diol (comments on the disadvantages, in particular the implemented).
  • This biodegradable thermoplastic composition is intended to be used in fields such as, for example, packaging with a relatively short period of use, barrier films, biomedical, agriculture, should be biodegradable so that, after use, they are degraded in an appropriate physiological environment by biodegradation actions.
  • thermoplastic polymers and / or copolymers in compositions containing them in combination with biodegradable polymers, leads to? partial biodegradability, said polymers and copolymers / conventional degrading only very slowly by photodegradation;
  • copolymers of aliphatic linear saturated polyester type have been proposed (WO-0077069). These copolymers are composed of at least two monomers, one of which is a dicarboxylic acid comprising a tertiary carbon, the most representative type of which is citric acid, and the other is a dialcohol, such as butane diol. * '
  • thermoplastic networks that are more or less physically crosslinked thanks to the presence of '' tertiary carbon having pendant acid groups.
  • the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type eliminate the drawbacks manifested in the examination of the state of the art and bring, in addition, substantial improvements, which do not exist in the means described. to date, to make these biodegradable copolymers particularly attractive in the production of articles intended for biodegradation after use.
  • the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type obtained by polycondensation of saturated monomers of general formulas: (a) of the diacid type HO-CO-D-CO-OH,
  • D, E, F are saturated hydrocarbon chains are characterized in that these monomers of type (a), (b) and / or (c) are associated with at least two other coupled monomers having functional groups -COOH and -OH capable of reacting with the functional groups of said monomers of type (a), (b) and / or (c), and / or between them,
  • Y 2 of the tertiary carbon is of the type (-COOH, -OH) (- COOH, Ri), (-OH-Ri) where Ri is H or a hydrocarbon chain
  • a and B are each linear aliphatic hydrocarbon chains which may be branched, comprising at least one of the hydrocarbon groups chosen from the group consisting of:
  • R 2 , R3 and R 4 are chosen from the group consisting of reactive functions, -COOH, -OH or aliphatic hydrocarbon chains of type - (CH 2 ) r CH 3 with r> 0.
  • R 5 and R ⁇ are chosen from the group consisting of hydrogen -H, aliphatic hydrocarbon chains, branched or not, of the type - (CH 2 ) r CH 3 with r> 0.
  • Linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type containing, in their molecular structure, tertiary carbons with which pendant functional groups -COOH and / or -OH are associated may be the cause of side reactions during polycondensation by esterification, giving bothersome byproducts. It has been found that in order to control, or even prevent, these side reactions, of organic acid, having implemented with the other comonomers that are organic diacids of type (a), diols of type (b) and / or acid-alcohols of type (c).
  • the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type according to the invention containing, in their structure, saturated monomers of diacid and diol, or acid-alcohol types, to which are added the pair of monomers of type (d) and of type (e), the latter being an unsaturated organic acid anhydride, differ from the state of the art by a large number of characteristics, some of which are particularly remarkable, which are discussed below.
  • One of the first characteristics of the copolymers according to the invention is that they are completely biodegradable as are natural polymers such as starch and that, used alone or in admixture with natural biodegradable polymers in a therm ⁇ plastic composition, therefore that objects are produced with these copolymers and / or compositions containing them, these objects are themselves completely biodegradable and are actually biodegraded without leaving residues, usually present when non-biodegradable synthetic polymers and / or copolymers are used such as polyolefins mixed with natural biodegradable polymers.
  • the total biodegradability of the copolymers and / or of the compositions according to the invention is also acquired when the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyesters type according to the invention are also used for the production of articles by the techniques of thermoplastic plastics and that said articles are crosslinked and go from a thermoplastic to a thermoset state.
  • copolymers according to the invention are obtained by copolymerization at moderate temperatures, in the absence of catalyst and over a short period with excellent kinetics of copolymerization and very good control of the molar masses thanks the presence of a comonomer of the organic acid anhydride type.
  • These particularly mild copolymerization conditions result in an absence of side reactions during the polymerization such as:
  • copolymers according to the invention have several tertiary carbons provided with pendant functional groups -COOH and / or -OH, distributed throughout the molecule.
  • the functional groups -COOH of tertiary carbon which do not take part in the polycondensation reaction by esterification during the copolymerization, can however play an important role in the modification of the physical properties of the copolymers by the formation of intermolecular bonds of ionic type or hydrogen, these bonds having the capacity to create structures in intermolecular networks.
  • the —COOH acid groups of the tertiary carbons present in the molecules of the copolymers according to the invention can react with multivalent ions M R + , in which R can take values ranging from 2 to 4, for example Ca ++ , Mg ++ , Zn ++ , Al +++ , Si 4+ , Ti 4+ , by creating an ionic structure of the type, for example, with a bivalent ion:
  • the acid groups -COOH and hydroxyls -OH of the tertiary carbons present in the molecules of the copolymers according to the invention can create an intermolecular network structure of the type: - acid
  • ionic or hydrogen bonds are formed between the copolymer molecules according to the invention by creating an intermolecular network structure and lead on the one hand to the reinforcement of the thermoplastic character of the copolymer according to the invention and, on the other hand, to a cleavage.
  • improved reversible thermal that is to say a rupture of the ionic bonds by physico-chemical transformation when this type of structure is subjected to strong rise in temperature, the copolymers being, consequently, thermoreversible.
  • ionic or hydrogen bonds present in the copolymers according to the invention are known to be much more sensitive to biodegradation and to have kinetics of biodegradation due to the fact that their greater sensitivity to water is infinitely faster than that of covalent bonds.
  • homopolar present in polymers and / or copolymers of conventional synthesis such as, for example, polyolefins, polyamides, polyesters, cited in the prior art, polyurethanes.
  • this double bond present in the copolymers according to the invention does not intervene during the copolymerization, it subsequently allows a controlled crosslinking of said copolymers which, from thermoplastics, become thermosets by crosslinking without their complete biodegradability characteristic being compromised.
  • the quantity of comonomers e) which is an organic acid anhydride, provided in its structure with a double bond is such that, during the copolymerization of the monomers and the use of the copolymers according to the invention:
  • the first monomer corresponds to the general formula:
  • m can be between 1 and 4 but is preferably equal to 1.
  • the groups Yi and Y 2 attached to tertiary carbon, and of which at least one is a functional group, the pair Y ⁇ -Y 2 can be (-COOH, -OH) or (-COOH, -R1) or (- OH, Ri), Ri being able to be hydrogen or a Ci to C ⁇ 8 hydrocarbon chain and preferably hydrogen or a Ci to Cs hydrocarbon chain.
  • the groups Xi and X 2 are reactive functional groups chosen from the reactive functions -COOH and -OH which form a diacid, a dialcohol or an alcohol acid. /,
  • the groups A and B are each linear aliphatic hydrocarbon chains, optionally branched, comprising at least one of the hydrpcarbonic groups chosen from the group consisting of:
  • hydrocarbon groups in which - n> 0, can take a value between 1 and 5, preferably equal to 1;
  • - p>0 can take a value between 1 and 5;
  • - q> 0, can take a value between 1 and 5;
  • R 2 , R 3 and R are chosen from the group consisting of reactive functions, -COOH, -OH, and aliphatic hydrocarbon chains of the type - (CH 2 ) r-CH 3 with r> 0, which can take a value between
  • the second monomer according to the invention corresponds to the general formula:
  • the R 5 and R 6 can be chosen from the group consisting of hydrogen, aliphatic hydrocarbon chains branched or not, of the type - (CH 2 ) r -CH 3 where r> 0, and can be chosen between 1 and 5.
  • organic acid anhydrides corresponding to the above general formula may preferably be retained maleic anhydride, itaconic anhydride, citracptyque anhydride, tetrahydrophthalic anhydride 3, 4, 5, 6.
  • HO-E-OH of the diol type and / or HO-F-COOH of the acid-alcohol type, in which D, E and F are linear, optionally branched, aliphatic hydrocarbon chains comprising at least one of groups such as:
  • R 2 , R 3 , R 4 being chosen from the group consisting of the reactive functions -COOH, -OH and the aliphatic hydrocarbon chains of the type (-CH 2 ) r-CH 3 or r> 0, can take a value included between 1 and 5.
  • the monomers of type (a), (b) and / or (c) according to the invention will be chosen such that the reaction polycondensation between the total of -COOH functions and the total of -OH functions occurs stoichiometrically.
  • the monomer of type (a) is a diacid such as, for example, succinic acid, sebacic acid, phthalic, isophthalic, terephthalic acid, malonic acid, adipic acid, diglycolic acid, glutaric acid.
  • a diacid such as, for example, succinic acid, sebacic acid, phthalic, isophthalic, terephthalic acid, malonic acid, adipic acid, diglycolic acid, glutaric acid.
  • the monomer of type (b) is a dialcohol such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol, propane diol, butane diols 1-2, 1-3 , 1-4, ⁇ 3, pentane diols 1-5 and 1-6, hexanediol.
  • a dialcohol such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol, propane diol, butane diols 1-2, 1-3 , 1-4, ⁇ 3, pentane diols 1-5 and 1-6, hexanediol.
  • the monomer of type (c) is an acid-alcohol such as, for example, lactic acid, glycolic acid, hydroxypropanoic acid, hydroxybutanoic acid, acid hydroxy-pentanoic acid.
  • copolymers allow their subsequent crosslinking by passing them from a thermoplastic state to a thermoset state.
  • a high crosslinking rate of a copolymer weakens its capacity for biodegradability. This is why a balance has been found to simultaneously ensure the copolymers according to the invention both very good biodegradability and a sufficient crosslinking rate of between 1% and 20% by mole of the monomer (e) per chain affected by crosslinking
  • the relative amounts of the monomer of type (d) provided with a tertiary carbon vary in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably, between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
  • the relative amounts of the monomer of type (e), which has an unsaturated organic acid anhydride which intervenes in coupled coupling with the monomer of type (d) in the polycondensation reaction by esterification are chosen in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably, between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
  • the relative amounts of the monomer of type (a), which is an organic diacid are chosen so as to balance the stoichiometry of the ratio [-OH] / [- COOH) by reference to the -OH present by excluding the -OH pendants of the tertiary carbons present in the monomer of type (d) and of the alcoholic acids of the monomer of type (c) whose functions -COOH and -OH exactly balance.
  • the relative amounts of the monomer of type (b), which is a diol, are also chosen so as to balance the stoichiometry of the ratio [-OH] with reference to the -COOH present, excluding the pendant -COOH [-COOH] of the tertiary carbons present in the monomer of type (d) and of the alcohol acids of the monomer of type (c) whose functions -COOH and -OH are balanced exactly.
  • the copolymers according to the invention retain all their advantages and more particularly:
  • thermoplastic character for the transformation step have the thermoplastic character for the transformation step and are crosslinked after transformation by assuming at least partially a thermoset character while retaining their biodegradability characteristic;
  • the relative amounts of the alcohol monomers compared to the acid monomers and unsaturated organic acid anhydride, necessary for polycondensation by esterification of said monomers according to the invention are expressed by the ratio of the total of the reactive functional groups -OH and -COOH, excluding the pendant -OH and -COOH linked to tertiary carbons, and to acids- alcohols present, so that this ratio is between the values:
  • polyester copolymers according to the invention are obtained by polycondensation resulting from the interaction of organic diacids (a), dialcohols (b) and / or acid-alcohol (c ) coupled of type (d) provided with a tertiary carbon and in the presence of the monomers of type (e) which is an organic acid anhydride provided with a double bond X ⁇ and which has, because of this double bond, an unsaturated character.
  • the polycondensation of the monomers (a), (b) and / or (c), (d) and (e) is carried out in a reactor of known type and more particularly in a thin-film reactor, in the absence of catalyst and at a temperature between 110 ° C and 170 ° C, with elimination "in situ" of the gaseous phases such as water formed.
  • the polycondensation can be carried out in an extruder under the temperatures mentioned, and can also be carried out in the presence of a natural polymer such as, for example, starch associated or not with gluten, one and the other being known for their biodegradable nature and being used as co-constituents of said copolymers according to the invention to increase the synergy of biodegradation.
  • a natural polymer such as, for example, starch associated or not with gluten
  • the polymerization process comprises all the successive stages, which are the supply of monomers in the appropriate respective quantities, their kneading, the elimination of the gaseous phases. generated by the reaction, in particular the aqueous phase eliminated in the form of water vapor and, optionally, the introduction of other components such as natural biodegradable polymers, antioxidant agents, such as known phenolic compounds, for example, Irganox 1010 and 1076, sold by the company CIBA-GEIGY, necessary for the protection of the double bond during processing, plasticizers, mineral fillers, and various other agents such as, for example, dyes, retarders of flame, the last step being that of extrusion and cutting of the extruded material, giving granules of copolymers alone or comprising the other components mentioned above. All these agents are introduced into the medium receiving them in adequate amounts well known to those skilled in the art. ?
  • the physicochemical characteristics of the copolymers according to the invention can be conditioned by the choice of the monomers within the groups of types of monomers (a), (b) and / or (c), (d) and (e) , their relative amounts, the rate of ionic and / or hydrogen bonding.
  • the properties of flexural rigidity or of biodegradability which are sought as a function of the uses of the copolymers according to the invention can be achieved by means of the simultaneous adjustment of the rate of pendant -COOH groups of the tertiary carbons present and of the rate of ions and / or their oxides used during the polymerization.
  • copolymers according to the invention can have a molecular mass of between 500 and 100,000 and, preferably, between 2,000 and 30,000.
  • Biodegradable polymer compositions
  • the invention also relates to biodegradable polymer compositions formed from at least one of the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the unsaturated polyester type according to the invention and from at least one natural biodegradable polymer in combination or not with at least one of the various agents mentioned which can accompany the copolymers of the invention.
  • the natural biodegradable polymers which are capable of being combined with the copolymers according to the invention by giving, once combined, completely biodegradable compositions can be chosen from carbohydrates such as polysaccharides and, among them, starch, cellulose, for example wood powder, cellulose fibers, proteins, and, in particular, nucleic acids, amino acids such as those present in gluten, and lipids which are all biodegradable polymers.
  • These natural biodegradable polymers can be used in combination with the copolymers according to the invention, reason for at least one of them, that is to say that these natural biodegradable polymers can be used alone or in combination with them. a mixture of several of them with said copolymers according to the invention.
  • the carbohydrates desirably used in the composition according to the invention there are cited the polysaccharides which are widely present in the plant or animal world, and more particularly starch, gluten and cellulose.
  • Starch which is the most favorably retained polysaccharide in the context of the invention, can produce sugars by hydrolysis.
  • Starch can include a mixture of linear (amylose) or branched (amylopectin) components of very variable molecular weights: approximately 100,000 for amylose and one million for amylopectin: the starch used in the context of the invention can therefore be a mixture of amylose and amylopectin in an amount of 0 to 100% by weight of amylose and from 100% to 0% of amylopectin.
  • starch Any type of starch can be used in the context of the invention, including, in particular, substituted, chemically modified, crosslinked and unmodified starches.
  • the natural biodegradable polymer proteins can also be used in combination with the copolymers according to the invention to form biodegradable polymer compositions also subject of the invention: they can be chosen from the group consisting of animal or vegetable proteins such as, for example, example, eggs and / or milk and / or cereals.
  • Lipids natural biodegradable polymers
  • These lipids are known to be natural combinations of glycerol and fatty acids.
  • the lipids preferably used in the context of the invention are oils of vegetable origin, in particular grain oils.
  • compositions resulting from the combination of natural polymers as they were previously mentioned, with the copolymers according to the invention can also contain in combination at least one ion chosen from the group preferably constituted by Ca 2 + , Mg 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Si 4+ , Ti 4+ and / or at least one oxide / chosen from. group preferably constituted by CaO, MgO, ZnO, AI 2 .O 3 , SiO 2 , TiO 2 .
  • compositions according to the invention defined as those formed by the copolymers according to the invention and at least one biodegradable natural polymer can also contain other polymeric materials such as, for example, polyvinyl alcohols, ethylene copolymers and vinyl alcohol, polyamides, polyurethanes, polyacrylics, polycarbonates, alone or as a mixture, in small amounts, such as from 1 part by weight to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the copolymers according to the invention or compositions according to the invention in order not to reduce the capacity of the copolymers and compositions according to the invention to be biodegraded.
  • polymeric materials such as, for example, polyvinyl alcohols, ethylene copolymers and vinyl alcohol, polyamides, polyurethanes, polyacrylics, polycarbonates, alone or as a mixture, in small amounts, such as from 1 part by weight to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the copolymers according to the invention or compositions according to the invention in order not to reduce the capacity of the cop
  • compositions according to the invention may finally contain various agents usually used in polymer compositions such as, for example, dyes, pigments, mineral fillers such as, for example, CaCO 3 , antioxidants, anti-ultraviolet or others, implemented in well known quantities.
  • agents usually used in polymer compositions such as, for example, dyes, pigments, mineral fillers such as, for example, CaCO 3 , antioxidants, anti-ultraviolet or others, implemented in well known quantities.
  • the copolymers according to the invention which are thermoplastic copolymers, formed by means of the monomers of type (a), (b) and / or (c), ( d) and (e) one of which, type (e), is an anhydride of an unsaturated organic diacid, that is to say containing a double bond ⁇ ⁇ C ⁇ can be transformed under the influence d 'a catalyst, in thermoset copolymers by the opening of the double bonds of the organic acid anhydride by forming a three-dimensional network by crosslinking.
  • This crosslinking can be done cold or hot, chemically, in the presence or absence of an appropriate catalyst, or even by irradiation such as ultraviolet, infrared or electronic. ,
  • the most widely used catalytic systems can be chosen from the group consisting of methyl ethyl ketone peroxide associated with a cobalt salt such as cobalt octoate or naphthenate, benzoyl peroxide alone or associated with a tertiary amine, cumene hydroperoxide, methyl isobutyl ketone hydroperoxide, lauryl peroxide, cyclohexanone peroxide, dicumyl peroxide or others.
  • a cobalt salt such as cobalt octoate or naphthenate
  • benzoyl peroxide alone or associated with a tertiary amine cumene hydroperoxide
  • methyl isobutyl ketone hydroperoxide lauryl peroxide
  • cyclohexanone peroxide dicumyl peroxide or others.
  • the introduction of the catalytic systems into the copolymers according to the invention or the compositions containing said copolymers associated with natural polymers can be carried out in known kneaders and more particularly in an extruder, this introduction taking place at a temperature below that of their decomposition.
  • This opening of the double bonds ⁇ ⁇ ⁇ which constitutes a crosslinking can be carried out cold or hot depending on the catalyst used, without gassing, and desirably during the extrusion operation of the only copolymers according to the invention or compositions combining said copolymers with natural biodegradable polymers.
  • biodegradable polymer compositions according to the invention can be obtained in particular by a process of preparation in stages, which is carried out in a thin-film reactor.
  • the polycondensation of the monomers of types (a), (b), (c), (d) and (e) is carried out, in the absence of any polycondensation catalyst, the reaction medium being placed under a temperature included, and capable of changing, from 110 ° C. to 170 ° C. for the time necessary for the polycondensation, the aqueous phases resulting from the condensation reaction being eliminated progressively.
  • At least one biodegradable natural polymer and / or at least one ion chosen from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2 is introduced into the thin-film reactor within the copolymer formed. + , Al 3+ , Si 4+ , Ti 4+ and / or at least one oxide of one of these ions, as well as, optionally, various agents of known type, the reaction medium being maintained at a temperature not exceeding not 170 ° C., then the mixture thus produced is extruded and the extruded mixture is granulated.
  • copolymers and / or the compositions according to the invention find an excellent application, according to their molar weights, and - by adjusting their formulations, in fields as diverse as the production of articles by injection, extrusion, molding, lamination, such as contact and / or contactless smart cards, electronic labels, waterproof films, toys, or even be used as adhesive, printing inks.
  • Example 1 State of the art
  • This example relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, belonging to the state of the art.
  • composition of this copolymer is as follows:
  • the mixture of the two initial compounds also comprising an antioxidant agent (0.05% of Irganox 1010) is introduced into an appropriate reactor and brought gradually to the temperature of 180 ° C.
  • the polyester obtained is subjected to a vacuum operation to remove the water formed during the polycondensation reaction.
  • citric acid leads to very strong crosslinking by hydrogen bonds, very sensitive to a rise in temperature.
  • the copolymer thus obtained is difficult to use by the methods of plastics processing as the operating conditions are particularly sharp.
  • This example also relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, belonging to the state of the art.
  • composition of this copolymer is as follows
  • Example 1 the mixture comprising 0.50 mole of succinic acid, 0.60 mole of ethylene glycol and 0.15 mole% of catalyst Ti (OBu) 4 , to which an antioxidant agent is added (0 , 05% Irganox 1010), is introduced into an appropriate reactor and gradually brought to the temperature of 200 ° C.
  • the complete reaction time for polycondensation between the various monomers was of the order of three hours.
  • the polycondensation reaction is carried out in such a way that the polymer obtained is freed from the water formed during the reaction.
  • the copolymer obtained after this vacuum operation is a homogeneous solid compound.
  • the final product solidifies over time in the form of a homogeneous solid compound, whitish in color and the melting point of which measured by differential enthalpy analysis is approximately 109-110 ° C with a shoulder at approximately 105 ° C.
  • the product is soluble at 3% in hexafluoroisopropanol (HFIP) and remains in the form of blocks in dissolution in acetone in a proportion of 50/50.
  • HFIP hexafluoroisopropanol
  • the melting point of the copolymer was found to be between 108 ° C and 115 ° C.
  • the product resulting from this example presents an itrous transition of rupture of hydrogen bonds not, or hardly visible: the copolymers thus obtained do not have sufficient mechanical properties so that they can be used in applications developed by the plastics industry .
  • This example relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, according to the invention.
  • composition of this copolymer is as follows: - succinic acid: 0.7 mole
  • the stoichiometric ratio between citric acid and maleic anhydride (diacid): (-COOH) / (- COOH) is equal to 1.
  • the stoichiometric ratio between the diacid and the diol: (-COOH total) / (- OH total) is also equal to 1.
  • the ratio in mole% between maleic anhydride and succinic acid is 21.4%.
  • the ratio in mole% between maleic anhydride and the total of the acid functions provided by succinic acid and citric acid is 17.6% by mole.
  • the mixture of maleic anhydride and succinic acid compounds containing the antioxidant IRGANOX 1076 is introduced into an appropriate reactor, heated around 120 ° C.
  • the citric acid is then introduced into said reactor.
  • the temperature of the acid mixture is then brought to 130 ° C.
  • the butane diol is in turn introduced while the temperature is brought to 160 ° C.
  • the polycondensation reaction is carried out for a time of approximately three hours, during which time a gradual increase in the viscosity of the reaction medium is observed. A sample of the polymer was extracted from the medium after three hours.
  • the copolymer obtained at this stage is completely soluble in THE. Its average molar mass n, measured by the GPC method, has been found to be approximately 10,000, with maximum values of approximately 22,000.
  • FIG. 1 represents the infrared spectrum of this copolymer according to the invention, which reveals the presence of ester groups and double bonds, all the corresponding numerical data being gathered in Tables 1 and 2 below, each table being specific to a particular peak.
  • composition thus obtained by mixing the copolymer according to the invention and the starch is then placed in THF where it is only partially soluble therein.
  • the soluble part is a starch grafted with the copolymer according to the invention.
  • the molar masses are of the order of 25,000 on average, with some maximum values observed of the order of 128,000 and 1,450,000.
  • the peaks probably correspond to a grafting of the starch by the polyester copolymer, accompanied by a chain extension.
  • FIG. 2 represents the infrared spectrum of the composition according to the invention comprising, in mixture, the copolymer and the starch, which reveals the presence of starch, of ester groups and of double bonds, all the corresponding numerical data being combined in Tables 3 to 9 below, each table being specific to a particular peak.

Abstract

The invention concerns biodegradable thermoplastic linear copolymers of the polyester type, obtained by polycondensation of saturated monomers of the diacid (a), diol (b) and or acid-alcohol type wherein are associated at least two other coupled monomers having functional -COOH and -OH groups capable of reacting with said functional groups (a), (b) and/or (c), and/or with each other, one of the added monomers (d) being provided with a tertiary carbon and the other added monomer (e) being an unsaturated acid anhydride. Said polyester-type thermoplastic linear copolymers are entirely biodegradable and can be used for producing articles such as, in particular, smart cards, electronic labels, impermeable films, toys, or they can be used as adhesives or printing inks.

Description

COPOLYMERE LINEAIRE THERMOPLASTIQUE BIODEGRADABLE. PROCEDE DE PREPARATION ET APPLICATIONS BIODEGRADABLE THERMOPLASTIC LINEAR COPOLYMER. PREPARATION PROCESS AND APPLICATIONS
Domaine de l'invention L'invention concerne des copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables de synthèse.Field of the Invention The invention relates to synthetic synthetic biodegradable thermoplastic copolymers.
Plus particulièrement, l'invention concerne des copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters, obtenus par la polycondensation de monomères saturés de types diacides et diols ou d'acide-alcools auxquels sont ajoutés deux autres types de monomères :More particularly, the invention relates to linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type, obtained by the polycondensation of saturated monomers of the diacid and diol types or of acid-alcohols to which two other types of monomers are added:
- le premier monomère étant une chaîne hydrocarbonée comportant au moins un carbone tertiaire, munie en ses extrémités, de couples de fonctions réactives, tels que (-COOH, -COOH) (-OH, -OH) ou (-COOH, -the first monomer being a hydrocarbon chain comprising at least one tertiary carbon, provided at its ends with pairs of reactive functions, such as (-COOH, -COOH) (-OH, -OH) or (-COOH, -
OH) ;OH) ;
- le deuxième étant un anhydride d'acide organique insaturé ;- the second being an unsaturated organic acid anhydride;
L'invention concerne également le procédé de préparation du copolymère linéaire thermoplastique biodégradable.The invention also relates to the process for preparing the linear biodegradable thermoplastic copolymer.
L'invention concerne aussi des compositions polymères biodégradables produites à partir de mélanges thermo-plastiques des copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'invention avec divers polymères naturels biodégradables tels que les hydrates de carbone, les protéines ou des polymères similaires.The invention also relates to biodegradable polymer compositions produced from thermoplastic mixtures of linear biodegradable thermoplastic copolymers according to the invention with various natural biodegradable polymers such as carbohydrates, proteins or similar polymers.
Etat de la technique Les polymères de synthèse, thermoplastiques ou therrrfodurcissables, réalisés au moyen de molécules fossiles, en particulier à partir du pétrole naturel, sont de plus en plus utilisés dans de nombreux domaines d'application selon les caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques souhaitées par l'utilisateur, en se substituant à d'autres matériaux tels que les métaux, le bois, le verre, les fibres naturelles utilisées dans le domaine des textiles.State of the art Synthetic, thermoplastic or thermosetting polymers, produced using fossil molecules, in particular from natural petroleum, are increasingly used in numerous fields of application according to the desired physical, chemical and mechanical characteristics. by the user, by replacing other materials such as metals, wood, glass, natural fibers used in the field of textiles.
L'utilisation massive dans tous les domaines techniques de matériaux polymères d'origine synthétique pose un véritable problème de protection de l'environnement quand les objets auxquels ces matériaux polymères participent activement parviennent au terme de leur vie, comme c'est le cas aussi bien pour les objets volumineux tel qu'un véhicule automobile, que pour des objets de dimensions modestes tels que containers de liquides alimentaires (vin, huile) ou autres matières à conditionner (lessives liquides, en poudre), des carters d'outils électriques, ou de matériels électroniques tels qu'ordinateurs, tant ces objets, ou les résidus de matériaux polymères résultant de leur broyage destructif, constituent une réelle pollution pour l'environnement. Car ces divers matériaux polymères synthétiques ne sont pas biodégradables, peuvent être photodégradables mais, dans ce dernier cas, sont très longs à se dégrader.The massive use in all technical fields of polymer materials of synthetic origin poses a real problem of environmental protection when the objects in which these polymer materials actively participate reach the end of their life, as is the case as well for bulky objects such as a motor vehicle, as for objects of modest dimensions such as containers of food liquids (wine, oil) or other materials to be conditioned (liquid detergents, powder), housings of electric tools , or electronic equipment such as computers, both these objects, or the residues of polymer materials resulting from their destructive grinding, constitute real pollution for the environment. Because these various synthetic polymer materials are not biodegradable, can be photodegradable but, in the latter case, take a long time to degrade.
Dans le seul domaine, par exemple, de la construction automobile, se manifeste une très forte demande en matériaux polymères de synthèses qui interviennent par création de nouveaux domaines d'exploitation ou par substitution à des matériaux existants tels que, par exemple, dans la réalisation d'éléments de carrosserie (en ABS, en polyoléfines thermoplastiques par exemple), d'éléments de sellerie (sièges en mousse polyuréthane recouverts de tissus synthétiques en polyamide, polyesters ou similaire), d'isolation des câbleries électriques (élastomères thermoplastiques par exemple), d'isolation phonique (moquettes ou tissus non tissés) à base de fibres synthétiques, d'isolation de sécurité (planches de bord en polychlorure de vinyle et polyuréthane souples, airbag en polyamide), réalisation d'optique (polycarbonate), ou d'autres encore.In the field of automobile construction, for example, there is a very high demand for synthetic polymer materials which intervene by creating new fields of operation or by replacing existing materials such as, for example, in the production bodywork elements (in ABS, in thermoplastic polyolefins for example), upholstery elements (seats in polyurethane foam covered with synthetic fabrics in polyamide, polyesters or similar), insulation of electric cables (for example thermoplastic elastomers) , sound insulation (carpets or non-woven fabrics) based on synthetic fibers, safety insulation (dashboards in soft polyvinyl chloride and polyurethane, polyamide airbag), optical design (polycarbonate), or d still others.
Pour surmonter cette pollution, un mouvement de recherche internationale, à caractère à la fois économique et scientifique, se développe sur les voies possibles de la récupération de matériaux polymères synthétiques usagés provenant des objets en fin de vie auxquels ils ont participé. L'une des voies est l'utilisation de ces matériaux polymères usagés comme combustible, par exemple dans les centrales thermiques ou les fours de/ cimenterie. Une autre voie consiste en la réintroduction des matériaux polymères usagés après qu'ils aient été sélectionnés, traités et conditionnés en tant que matière première recyclée, dans les circuits industriels de production d'objets par leur substitution à des matériaux polymères vierges.To overcome this pollution, an international research movement, both economic and scientific, is developing on the possible ways of recovering used synthetic polymer materials from end-of-life objects in which they have participated. One way is the use of these used polymer materials as fuel, for example in thermal power plants or cement / kilns. Another way consists in the reintroduction of used polymeric materials after they have been selected, treated and conditioned as recycled raw material, in the industrial circuits of production of objects by their substitution for virgin polymeric materials.
Une troisième voie de recherche et de développement concerne la mise au point de matériaux polymères biodégradables devant se substituer, chaque fois qu'il le sera possible, à des matériaux polymères de synthèses non biodégradables, dans des objets, en particulier de commodité ou de fort développement, tels que, par exemple, la carte à puce. Cette troisième voie résulte des nombreuses constatations que :A third line of research and development concerns the development of biodegradable polymeric materials which should replace, whenever possible, non-biodegradable synthetic polymeric materials, in objects, in particular of convenience or of high development, such as, for example, the smart card. This third way results from the numerous observations that:
- l'utilisation des matériaux polymères de synthèse, non biodégradables, continue à croître alors que les réserves de molécules fossiles sont, à terme, limitées ;- the use of synthetic, non-biodegradable polymer materials continues to grow while the reserves of fossil molecules are ultimately limited;
- l'environnement ne peut plus être pollué par des mises en décharge de résidus de matériaux polymères synthétiques non biodégradables quand les objets réalisés, en tout ou partie, au moyen de ces matériaux polymères synthétiques parviennent en fin de vie.- the environment can no longer be polluted by landfills of residues of non-biodegradable synthetic polymer materials when the objects produced, in whole or in part, using these synthetic polymer materials reach the end of their life.
C'est pourquoi, l'état de la technique recèle de nombreux documents qui décrivent des polymères, copolymères considérés être biodégradables, et/ou des compositions les associant avec des polymères naturels eux-mêmes biodégradables, tels que l'amidon, et possédant chacun, d'une manière plus ou moins prononcée, le caractère souhaité de biodégradabilité.This is why, the state of the art conceals numerous documents which describe polymers, copolymers considered to be biodegradable, and / or compositions combining them with natural polymers themselves biodegradable, such as starch, and each having , in a more or less pronounced manner, the desired character of biodegradability.
Ces polymères et copolymères considérés être biodégradables sont généralement utilisés dans des compositions les associant à des polymères naturels biodégradables, compositions qui peuvent contenir en outre d'autres composants tels que des polymères et/ou copolymères thermoplastiques de synthèse non biodégradables, des agents plastifiants, des agents réticulants, et autres agents classiquement utilisés dans les compositions polymères comme, par exemple, agents anti-UV, les agents retardateur de flammes, les charges minérales.These polymers and copolymers considered to be biodegradable are generally used in compositions combining them with natural biodegradable polymers, compositions which may also contain other components such as non-biodegradable synthetic thermoplastic polymers and / or copolymers, plasticizers, crosslinking agents, and other agents conventionally used in polymer compositions such as, for example, anti-UV agents, flame retardants, mineral fillers.
Plusieurs types de polymères et copolymères de synthèse biodégradable et/ou des compositions les contenant, sont décrits dans l'état de la technique.Several types of biodegradable synthetic polymers and copolymers and / or compositions containing them are described in the prior art.
Selon un premier type de compositions biodégradables, qui se manifeste être un mélange d'un polymère biodégradable et d'un copolymère de synthèse | une composition polymère (WO91 -02025) est proposée pour la production d'articles considérés être biodégradables, production conduite selon les techniques de la plasturgie comportant, en mélange, de l'amidon déstructuré biodégradable, un copolymère de synthèse choisi dans le groupe formé par l'éthylène-vinylacétate, l'éthylène-acrylate de glycidil, l'éthylène-anhydride maléique, l'éthylène-vinylalcool, un plastifiant choisi dans le groupe constitué, par exemple, par la glycérine, l'éthylène glycol, le propylène glycol, le polyéthylène glycol, un agent réticulant tel que, par exemple, le formaldéhyde, l'épichlorhyrine, ainsi que d'autres agents additifs classiquement mis en œuvre. ais, une telle composition n'est biodégradable qu'à travers le polymère naturel et, dès lors, ne peut être considérée que partiellement biodégradable, le copolymère de synthèse de la composition ne l'étant pas, mais étant plutôt sensible à une dégradation UV. Dès lors, la dégradation d'une telle composition ne peut être complète qu'à long terme.According to a first type of biodegradable compositions, which manifests itself as a mixture of a biodegradable polymer and a synthetic copolymer | a polymer composition (WO91-02025) is proposed for the production of articles considered to be biodegradable, production carried out according to plastics processing techniques comprising, in mixture, destructured biodegradable starch, a synthetic copolymer chosen from the group formed by ethylene vinyl acetate, ethylene glycidil acrylate, ethylene maleic anhydride, ethylene vinyl alcohol, a plasticizer selected from the group consisting, for example, of glycerin, ethylene glycol, propylene glycol , polyethylene glycol, a crosslinking agent such as, for example, formaldehyde, epichlorhyrin, as well as other additive agents conventionally used. but such a composition is only biodegradable through the natural polymer and, therefore, can only be considered partially biodegradable, the synthetic copolymer of the composition not being, but being rather sensitive to UV degradation . Consequently, the degradation of such a composition can only be complete in the long term.
Selon un autre type, une composition thermoplastique biodégradable (WO98/40434) est formée d'un mélange comportant un polymère qui peut être considéré comme biodégradable, obtenu par polycondensation d'un acide alcool qui est de l'acide lactique et une résine thermoplastique elle- même formée par un mélange de polymère et/ou copolymère thermoplastique de synthèse, d'un polymère naturel qui est de l'amidon déstructuré, un plastifiant, un agent de réticulation et d'autres agents classiquement utilisés dans les compositions polymères.According to another type, a biodegradable thermoplastic composition (WO98 / 40434) is formed from a mixture comprising a polymer which can be considered to be biodegradable, obtained by polycondensation of an alcohol acid which is lactic acid and a thermoplastic resin it - Even formed by a mixture of synthetic thermoplastic polymer and / or copolymer, of a natural polymer which is destructured starch, a plasticizer, a crosslinking agent and other agents conventionally used in polymer compositions.
Parmi les polymères et/ou copolymères entrant dans le mélange formant la résine thermoplastique, sont préférentiellement retenus le polyéthylène, le polyvinylalcool, le polyacrylonitrile, les copolymères résultant de la copolymérisation d'un monomère oléfinique sélectionné parmi l'éthylène, le propylène, l'isobutène, le styrène, avec un autre monomère choisi dans le groupe de l'acide acrylique, de l'alcool vinylique et/ou de l'acétate de vjnyle.Among the polymers and / or copolymers entering into the mixture forming the thermoplastic resin, are preferably retained polyethylene, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, copolymers resulting from the copolymerization of an olefinic monomer selected from ethylene, propylene, isobutene, styrene, with another monomer selected from the group of acrylic acid, vinyl alcohol and / or vinyl acetate.
Quant à l'agent plastifiant mis en œuvre dans la résine, il est préférentiellement choisi parmi les polyalcools, leurs dérivés, tels que la glycérine, l'éthylène glycol, le polyéthylène glycol.As for the plasticizing agent used in the resin, it is preferably chosen from polyalcohols, their derivatives, such as glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol.
L'agent de réticulation contenu dans la résine est choisi parmi ceux habituellement mis en œuvre, tels que les aldéhydes, les cétones, les glyoxals, les époxy ou autres. .The crosslinking agent contained in the resin is chosen from those usually used, such as aldehydes, ketones, glyoxals, epoxies or others. .
Une telle composition qui contient un polymère1 de synthèse, n'est pas totalement biodégradable. De plus, cette composition offre des propriétés mécaniques et thermiques assez faibles puisqu'elle a une mauvaise résistance aux chocs et une transition vitreuse inférieure à 80° C.Such a composition, which contains a synthetic polymer 1 , is not completely biodegradable. In addition, this composition offers fairly low mechanical and thermal properties since it has poor impact resistance and a glass transition of less than 80 ° C.
Dans le même esprit que le précédent document, une composition thermoplastique biodégradable destinée à la production de carte bancaire (JP2000-309695) a été proposée qui comprend, en particulier, un copolymère d'acide lactique ou polylactique et d'un acide hydroxy-carboxylique. Une autre composition thermoplastique biodégradable pour la production d'articles (US5,658,627) consiste en un mélange de deux polyesters aliphatiques biodégradables dont le premier est obtenu par réaction entre un polyesterdiol avec un diisocyanate, le polyesterdiol résultant de la polycondensation d'un mélange d'acides succinique et adipique avec un glycol, tandis que le deuxième est obtenu par réaction entre un polyesterdiol avec un diisocyanate, le deuxième polyesterdiol résultant de la polycondensation de l'acide succinique avec le butane diol (commentaires sur les inconvénients, en particulier la mise en œuvre).In the same spirit as the previous document, a biodegradable thermoplastic composition intended for the production of bank cards (JP2000-309695) has been proposed which comprises, in particular, a copolymer of lactic or polylactic acid and a hydroxy-carboxylic acid . Another biodegradable thermoplastic composition for the production of articles (US Pat. No. 5,658,627) consists of a mixture of two biodegradable aliphatic polyesters, the first of which is obtained by reaction between a polyesterdiol with a diisocyanate, the polyesterdiol resulting from the polycondensation of a mixture of succinic and adipic acids with a glycol, while the second is obtained by reaction between a polyesterdiol with a diisocyanate, the second polyesterdiol resulting from the polycondensation of succinic acid with butane diol (comments on the disadvantages, in particular the implemented).
Cette composition thermoplastique biodégradable est destinée à être utilisée dans les domaines tels que, par exemple, l'emballage à durée d'utilisation relativement courte, les films barrières, le biomédical, l'agriculture, devraient être biodégradables afin, qu'après usage, ils se dégradent dans un environnement physiologique approprié par des actions de biodégradation.This biodegradable thermoplastic composition is intended to be used in fields such as, for example, packaging with a relatively short period of use, barrier films, biomedical, agriculture, should be biodegradable so that, after use, they are degraded in an appropriate physiological environment by biodegradation actions.
Malgré les qualités intrinsèques développées par ces polymères, copolymères et/ou compositions dites biodégradables les contenant en combinaison avec des polymères naturels, eux-mêmes biodégradables, tels que l'amidon déstructuré, des phénomènes gênants se produisent qui sont récapitulés ci- après et qui concernent l'un ou l'autre des polymères, copolymères et/ou compositions biodégradables précédemment évoqués dans l'état de la technique.Despite the intrinsic qualities developed by these so-called biodegradable polymers, copolymers and / or compositions containing them in combination with natural polymers, themselves biodegradable, such as destructured starch, troublesome phenomena occur which are summarized below and which relate to one or other of the polymers, copolymers and / or biodegradable compositions previously mentioned in the prior art.
Peuvent être évoqués les phénomènes se rattachant :The related phenomena can be mentioned:
- à la présence de polymères et/ou copolymères thermoplastiques conventionnels dans des compositions les contenant en association avec des polymères biodégradables, conduit à? une biodégradabilité partielle, lesdits polymères et copolymères /conventionnels ne se dégradant que très lentement par photodégradatîon ;- the presence of conventional thermoplastic polymers and / or copolymers in compositions containing them in combination with biodegradable polymers, leads to? partial biodegradability, said polymers and copolymers / conventional degrading only very slowly by photodegradation;
- aux faibles propriétés mécaniques et thermiques des polymères, copolymères biodégradables et compositions biodégradables en découlant, du fait d'une faible résistance au choc ;- the low mechanical and thermal properties of polymers, biodegradable copolymers and biodegradable compositions resulting therefrom, due to low impact resistance;
- à la diminution importante de la biodégradabilité des polymères ou copolymères de type polyesters thermoplastiques, dès lors que leur poids moléculaire tend à être important ou encore que leur état de cristallinité augmente ; - à la quasi disparition de la biodégradabilité des polymères, copolymères de type polyester thermoplastique insaturé, quand se développe, dans leur structure moléculaire, la présence de doubles liaisons b=C qui développent par la suite une réticulation non contrôlée.- a significant reduction in the biodegradability of polymers or copolymers of the thermoplastic polyester type, as soon as their molecular weight tends to be high or even that their state of crystallinity increases; - the virtual disappearance of the biodegradability of polymers, copolymers of the unsaturated thermoplastic polyester type, when the presence, in their molecular structure, of the presence of b = C double bonds develops which subsequently develop uncontrolled crosslinking.
Enfin, selon un autre type de copolymères biodégradables obtenus par synthèse, et/ou de compositions contenant lesdits copolymères en association avec des polymères naturels biodégradables, des copolymères de type polyesters saturés linéaires aliphatiques ont été proposés (WO-0077069). Ces copolymères se composent d'au moins deux monomères dont l'un est un diacide carboxylique comportant un carbone tertiaire dont le type le plus représentatif est l'acide citrique, et l'autre est un dialcool, tel que le butane diol. * 'Finally, according to another type of biodegradable copolymers obtained by synthesis, and / or of compositions containing said copolymers in combination with natural biodegradable polymers, copolymers of aliphatic linear saturated polyester type have been proposed (WO-0077069). These copolymers are composed of at least two monomers, one of which is a dicarboxylic acid comprising a tertiary carbon, the most representative type of which is citric acid, and the other is a dialcohol, such as butane diol. * '
De tels copolymères biodégradables offrent des intérêts majeurs qui les rendent intéressants. Ces copolymères, en effet :Such biodegradable copolymers offer major advantages which make them interesting. These copolymers, in fact:
- sont biodégradables à 100 % ;- are 100% biodegradable;
- possèdent des groupes -OH et -COOH pendants dans la structure moléculaire qui permettent de créer des liaisons ioniques et/ou hydrogènes de molécule à molécule ;- have pendant -OH and -COOH groups in the molecular structure which make it possible to create ionic and / or hydrogen bonds from molecule to molecule;
- permettent par les groupes -COOH pendants, de créer par l'intermédiaire d'ions bivalents ou plus et/ou leurs oxydes, des structures renforcées thermoplastiques, qui sont très sensibles à la thermodégradabilité, favorisant la biodégradation ultérieure ;- allow the pendant -COOH groups to create, via bivalent or more ions and / or their oxides, reinforced thermoplastic structures, which are very sensitive to thermodegradability, promoting subsequent biodegradation;
- donnent des propriétés de réseaux thermoplas ques plus ou moins réticulés physiquement grâce à la présence'' de carbone tertiaire possédant des groupes acides pendants. î- give the properties of thermoplastic networks that are more or less physically crosslinked thanks to the presence of '' tertiary carbon having pendant acid groups. î
A côté de ces multiples intérêts majeurs, ces copolymères de type polyesters biodégradables présentent des inconvénients gênants qui interviennent sur la capacité desdits copolymères à une biodégradabilité suffisante.Besides these multiple major interests, these copolymers of biodegradable polyester type have troublesome drawbacks which affect the ability of said copolymers to have sufficient biodegradability.
Parmi ces inconvénients, peuvent être indiquées, à titre d'exemple : "Among these disadvantages, may be indicated, by way of example: "
- la copolymérisation par polycondensation de type polyester qui s'effectue à une température déjà relativement élevée, en présence de catalyseur, en provoquant des effets aussi divers que l'anhydrisation entre deux groupements tertiaires porteurs chacun de fonctions -COOH, la déshydratation entre également deux groupements tertiaires porteurs, l'un d'une fonction -COOH et l'autre d'une fonction -OH, ou encore la déshydratation entre un groupement -OH et un groupement -CH2 en donnant un groupement à double liaison C=C , cette copolymérisation conduisant à la production de molécules gênantes ayant la propriété d'entraver, au moins pour partie, la biodégradabilité totale desdits copolymères ;the polyester type polycondensation copolymerization which takes place at an already relatively high temperature, in the presence of a catalyst, by causing effects as diverse as anhydrization between two tertiary groups each carrying -COOH functions, dehydration between also two tertiary groups carrying one of a -COOH function and the other of an -OH function, or dehydration between an —OH group and a —CH 2 group, giving a double bond group C = C, this copolymerization leading to the production of troublesome molecules having the property of hampering, at least in part, the total biodegradability said copolymers;
- la réticulation éminemment aléatoire et incontrôlable desdits copolymères, selon que se produisent les liaisons intermoléculaires de type ionique ou hydrogène, ou encore que se manifeste la création en nombre plus ou moins élevé de groupement à double liaisonj ≈C^par un effet secondaire de déshydratation, entraînant une incertitude sur le taux de réticulation desdits copolymères et sur leur capacité, selon ce taux à être encore biodégradables.- the eminently random and uncontrollable crosslinking of said copolymers, depending on whether intermolecular bonds of ionic or hydrogen type occur, or whether the creation of a double or double bond group jC ^ is manifested by a secondary dehydration effect , causing uncertainty about the crosslinking rate of said copolymers and their capacity, according to this rate to be still biodegradable.
Ainsi, les constatations précédemment mentionnées ont généré une demande et un besoin en matériaux polymères biodégradables dont un grand nombre utilise, au moins pour partie, des sources de matériaux polymères naturels renouvelables, biodégradables, par opposition aux matériaux polymères synthétiques classiques généralement très résistants aux attaques des agents microbiologiques.Thus, the previously mentioned findings have generated a demand and a need for biodegradable polymer materials, a large number of which use, at least in part, sources of renewable, biodegradable natural polymer materials, as opposed to conventional synthetic polymer materials generally very resistant to attack. microbiological agents.
Sommaire de l'inventionSummary of the invention
Selon les divers objets de l'invention précédemment énoncés, les copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters éliminent les inconvénients manifestés dans l'examen de l'état de l'art et apportent, en outre, de substantielles améliorations, inexistantes dans les moyens décrits jusqu'à ce jour, pour rendre ces copolymères biodégradables particulièrement attractifs dans la réalisation d'articles destinés à une biodégradation après usage.According to the various objects of the invention previously stated, the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type eliminate the drawbacks manifested in the examination of the state of the art and bring, in addition, substantial improvements, which do not exist in the means described. to date, to make these biodegradable copolymers particularly attractive in the production of articles intended for biodegradation after use.
Selon l'invention, les copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters, obtenus par polycondensation de monomères saturés de formules générales : (a) de type diacide HO-CO-D-CO-OH,According to the invention, the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type, obtained by polycondensation of saturated monomers of general formulas: (a) of the diacid type HO-CO-D-CO-OH,
(b) de type diol HO-E-OH,(b) of HO-E-OH diol type,
(c) et/ou de type acide-alcool HO-F-COOH,(c) and / or of the acid-alcohol type HO-F-COOH,
dans lesquels D, E, F sont des chaînes hydrocarbonés saturées se caractérisent en ce que ces monomères de type (a), (b) et/ou (c) sont associés à au moins deux autres monomères couplés ayant des groupements fonctionnels -COOH et -OH susceptibles de réagir avec les groupements fonctionnels desdits monomères de type (a), (b) et/ou (c), et/ou entre eux,in which D, E, F are saturated hydrocarbon chains are characterized in that these monomers of type (a), (b) and / or (c) are associated with at least two other coupled monomers having functional groups -COOH and -OH capable of reacting with the functional groups of said monomers of type (a), (b) and / or (c), and / or between them,
(d) le premier monomère couplé muni d'un carbone tertiaire répondant à la formule générale : \(d) the first coupled monomer provided with a tertiary carbon corresponding to the general formula: \
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
dans laquelle :in which :
- m > 1- m> 1
- le couple Y-i, Y2 du carbone tertiaire est du type (-COOH, -OH) (- COOH, R-i), (-OH-Ri) où Ri est H ou une chaîne hydrocarbonée- the couple Yi, Y 2 of the tertiary carbon is of the type (-COOH, -OH) (- COOH, Ri), (-OH-Ri) where Ri is H or a hydrocarbon chain
- Xi et X2, placés en extrémités dudit monomère, sont choisis dans le groupe constitué par les combinaisons deux à deux des fonctions réactives acide et alcool en donnant Xι=X2=-COOH ou Xι=X2=-OH ou Xι=-COOH et X2=-OH- Xi and X 2 , placed at the ends of said monomer, are chosen from the group consisting of two by two combinations of the acid and alcohol reactive functions, giving Xι = X 2 = -COOH or Xι = X 2 = -OH or Xι = -COOH and X 2 = -OH
- A et B sont chacun des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements hydrocarbonés choisis dans le groupe constitué par :A and B are each linear aliphatic hydrocarbon chains which may be branched, comprising at least one of the hydrocarbon groups chosen from the group consisting of:
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
où n > 0, p > 0, q > 0, et où R2, R3 et R4 sont choisis dans le groupe constitué par les fonctions réactives, -COOH, -OH ou les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type -(CH2)rCH3 avec r > 0.where n> 0, p> 0, q> 0, and where R 2 , R3 and R 4 are chosen from the group consisting of reactive functions, -COOH, -OH or aliphatic hydrocarbon chains of type - (CH 2 ) r CH 3 with r> 0.
(e) le deuxième monomère couplé étant un anhydride d'acide avec double liaison C=C répondant à la formule générale :
Figure imgf000011_0001
(e) the second coupled monomer being an acid anhydride with double bond C = C corresponding to the general formula:
Figure imgf000011_0001
dans laquelle R5 et Rβ sont choisis dans le groupe constitué par l'hydrogène -H, les chaînes aliphatiques hydrocarbonées, ramifiées ou non, du type -(CH2)rCH3 avec r > 0.in which R 5 and Rβ are chosen from the group consisting of hydrogen -H, aliphatic hydrocarbon chains, branched or not, of the type - (CH 2 ) r CH 3 with r> 0.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Les copolymères déqradables selon l'inventionThe degradable copolymers according to the invention
Les copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters contenant, dans leur structure moléculaire, des carbones tertiaires auxquels sont associés des groupements fonctionnels -COOH et/ou -OH pendants peuvent être à l'origine de réactions secondaires au cours de la polycondensation par estérification en donnant des sous-produits gênants. Il a été constaté que pour maîtriser, voire empêcher, ces réactions secondaires, d'acide organique, possédant
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mis en œuvre avec les autres comonomères que sont les diacides organiques du type (a), les diols du type (b) et/ou les acides-alcools du type (c). Le comonomere acide du type e) anhydride d'acide organique possédant une double liaison éthylénique C=C dispose d'une réactivité équivalente à la réactivité des groupements acides primaires des monomères diacides et, en particulier, du monomère muni d'un carbone tertiaire de type (d) quand il est acide, intervenant dans la composition des copolymères selon l'invention.
Linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type containing, in their molecular structure, tertiary carbons with which pendant functional groups -COOH and / or -OH are associated, may be the cause of side reactions during polycondensation by esterification, giving bothersome byproducts. It has been found that in order to control, or even prevent, these side reactions, of organic acid, having
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implemented with the other comonomers that are organic diacids of type (a), diols of type (b) and / or acid-alcohols of type (c). The acidic comonomer of type e) organic acid anhydride having an ethylene double bond C = C has a reactivity equivalent to the reactivity of the primary acid groups of the diacid monomers and, in particular, of the monomer provided with a tertiary carbon of type (d) when it is acid, involved in the composition of the copolymers according to the invention.
I-1 1 II découle de la mise en œuvre avec les autres monomères (a), (b) et/ou (c), dès lors du monomère de type (d) couplé avec le monomère de type (e) anhydride d'acide organique possédant dans sa structure une double liaison éthylénique/C≈ , que les conditions de réalisation des copolymères selon l'invention sont beaucoup plus douce qu'en l'absence dudit comonomere (e), cette copolymérisation s'effectuant en l'absence de catalyseur, à une température plus basse et avec une cinétique de réaction beaucoup plus élevée. Dès lors, les copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters selon l'invention contenant, dans leur structure des monomères saturés de types diacide et diol, ou d'acide-alcool, auxquels sont ajoutés le couple de monomères de type (d) et de type (e), ce dernier étant un anhydride d'acide organique insaturé, se distinguent de l'état de l'art par un grand nombre de caractéristiques dont certaines particulièrement remarquables sont ci-après évoquées.I- 1 1 It follows from the implementation with the other monomers (a), (b) and / or (c), therefore of the monomer of type (d) coupled with the monomer of type (e) anhydride of organic acid having in its structure an ethylenic / C≈ double bond, that the conditions for producing the copolymers according to the invention are much milder than in the absence of said comonomer (e), this copolymerization being carried out in the absence of catalyst, at a lower temperature and with a much higher reaction kinetics. Consequently, the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type according to the invention containing, in their structure, saturated monomers of diacid and diol, or acid-alcohol types, to which are added the pair of monomers of type (d) and of type (e), the latter being an unsaturated organic acid anhydride, differ from the state of the art by a large number of characteristics, some of which are particularly remarkable, which are discussed below.
L'une des premières caractéristiques des copolymères selon l'invention est qu'ils sont totalement biodégradables comme le sont les polymères naturels tels que l'amidon et que, exploités seuls ou en mélange avec des polymères naturels biodégradables dans une composition thermσplastique, dès lors que des objets sont réalisés avec ces copolymères et/ou des compositions les contenant, ces objets sont eux-mêmes complètement biodégradables et sont réellement biodégradés sans laisser de résidus, habituellement présents quand sont mis en œuvre des polymères et/ou copolymères de synthèse non biodégradables tels que les polyoléfines mélangés avec des polymères naturels biodégradables.One of the first characteristics of the copolymers according to the invention is that they are completely biodegradable as are natural polymers such as starch and that, used alone or in admixture with natural biodegradable polymers in a thermσplastic composition, therefore that objects are produced with these copolymers and / or compositions containing them, these objects are themselves completely biodegradable and are actually biodegraded without leaving residues, usually present when non-biodegradable synthetic polymers and / or copolymers are used such as polyolefins mixed with natural biodegradable polymers.
La biodégradabilité totale des copolymères et/ou des compositions selon l'invention est également acquise lorsque les copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters selon l'invention sont également mis en œuvre pour la réalisation d'articles par les techniques de plasturgie thermoplastique et que lesdits articles sont réticulés et passent d'un état thermoplastique à un état thermodur.The total biodegradability of the copolymers and / or of the compositions according to the invention is also acquired when the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyesters type according to the invention are also used for the production of articles by the techniques of thermoplastic plastics and that said articles are crosslinked and go from a thermoplastic to a thermoset state.
Une autre caractéristique des copolymères selon l'invention est que ces copolymères sont obtenus par une copolymérisation à des températures modérées, en l'absence de catalyseur et sur une dji ée courte avec une excellente cinétique de copolymérisation et un très bon contrôle des masses molaires grâce à la présence d'un comonomere du type anhydride d'acide organique. Ces conditions de copolymérisation particulièrement douces se traduisent par une absence de réactions secondaires au cours de la polymérisation telles que :Another characteristic of the copolymers according to the invention is that these copolymers are obtained by copolymerization at moderate temperatures, in the absence of catalyst and over a short period with excellent kinetics of copolymerization and very good control of the molar masses thanks the presence of a comonomer of the organic acid anhydride type. These particularly mild copolymerization conditions result in an absence of side reactions during the polymerization such as:
l'anhydrisation entre deux groupements tertiaires, porteurs chacun de fonctions -COOH ; ou encore de déshydratation entre deux groupements tertiaires, porteurs l'un d'une fonction -COOH et l'autre d'une fonction -OH ; - ou bien de déshydratation entre un groupe -OH et un groupe -CH2 en donnant un groupement à double liaison éthylénique/C≈G^anhydrization between two tertiary groups, each carrying -COOH functions; or else dehydration between two tertiary groups, one carrying a -COOH function and the other of an -OH function; - Or dehydration between an -OH group and a -CH 2 group, giving a group with an ethylenic double bond / C≈G ^
Une autre caractéristique remarquable des copolymères selon l'invention réside dans le fait que ces copolymères possèdent plusieurs carbones tertiaires munis de groupes fonctionnels pendants -COOH et/ou -OH, répartis tout au long de la molécule. Les groupes fonctionnels -COOH du carbone tertiaire qui n'interviennent pas dans la réaction de polycondensation par estérification au cours de la copolymérisation, peuvent toutefois tenir un rôle important dans la modification des propriétés physiques des copolymères par la formation de liaisons intermoléculaires de type ionique ou hydrogène, ces liaisons ayant capacité à créer des structures en réseaux intermoléculaires.Another remarkable characteristic of the copolymers according to the invention lies in the fact that these copolymers have several tertiary carbons provided with pendant functional groups -COOH and / or -OH, distributed throughout the molecule. The functional groups -COOH of tertiary carbon which do not take part in the polycondensation reaction by esterification during the copolymerization, can however play an important role in the modification of the physical properties of the copolymers by the formation of intermolecular bonds of ionic type or hydrogen, these bonds having the capacity to create structures in intermolecular networks.
Dans le cas d'une liaison intermoléculaire de type ionique, les groupes acides -COOH des carbones tertiaires présents dans les molécules des copolymères selon l'invention peuvent réagir avec des ions multivalents MR+, dans lequel R peut prendre des valeurs allant de 2 à 4, par exemple Ca++, Mg++, Zn++, Al+++, Si4+, Ti4+, en créant une structure ionique du type, par exemple, avec un ion bivalent :In the case of an intermolecular bond of the ionic type, the —COOH acid groups of the tertiary carbons present in the molecules of the copolymers according to the invention can react with multivalent ions M R + , in which R can take values ranging from 2 to 4, for example Ca ++ , Mg ++ , Zn ++ , Al +++ , Si 4+ , Ti 4+ , by creating an ionic structure of the type, for example, with a bivalent ion:
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en donnantgiving
-C-C-Cf ... M2+ ... "O-C-C--CC-Cf ... M 2+ ... " OCC-
I II II II II II I
O 0O 0
Il en est de même dans le cas où les groupes acides/-pθOH des carbones tertiaires des molécules du monomères correspondant sont mis en présence d'oxyde métallique tels que, par exemple, MgO, CaΘ, ZnO, AI2θ3, TiO2, Si02, au cours de la polymérisation du copolymère selon l'invention, ces groupements fonctionnels acides des carbones tertiaires créant avec ledit oxyde, des structure en réseaux intermoléculaires.It is the same in the case where the acid groups / -pθOH of the tertiary carbons of the molecules of the corresponding monomers are placed in the presence of metal oxide such as, for example, MgO, CaΘ, ZnO, AI 2 θ 3 , TiO 2 , Si0 2 , during the polymerization of the copolymer according to the invention, these acid functional groups of tertiary carbons creating with said oxide, structures in intermolecular networks.
Dans le cas d'un liaison intermoléculaire du .type hydrogène, les groupes acides -COOH et hydroxyles -OH des carbones tertiaires présents dans les molécules des copolymères selon l'invention peuvent créer une structure en réseau intermoléculaire du type : - acideIn the case of an intermolecular bond of the hydrogen type, the acid groups -COOH and hydroxyls -OH of the tertiary carbons present in the molecules of the copolymers according to the invention can create an intermolecular network structure of the type: - acid
I II I
-C-C-OH ... HO-C-C--C-C-OH ... HO-C-C-
I II II II II II I
0 00 0
- hydroxyle- hydroxyl
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- acide-hydroxyle
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- hydroxy acid
I II I
-C-C-OH ... HO-C--C-C-OH ... HO-C-
I II I 0I II I 0
Ces liaisons ioniques ou hydrogènes se forment entre les molécules de copolymères selon l'invention en créant une structure en réseau intermoléculaire et conduisent d'une part au renforcement du caractère thermoplastique du copolymère selon l'invention et, d'autre part, à une coupure thermique réversible améliorée, c'est-à-dire une rupture des liaisons ioniques par transformation physico-chimique quand ce type de structure est soumis à forte élévation de température, les copolymères étant, dès lors, thermoréversibles.These ionic or hydrogen bonds are formed between the copolymer molecules according to the invention by creating an intermolecular network structure and lead on the one hand to the reinforcement of the thermoplastic character of the copolymer according to the invention and, on the other hand, to a cleavage. improved reversible thermal, that is to say a rupture of the ionic bonds by physico-chemical transformation when this type of structure is subjected to strong rise in temperature, the copolymers being, consequently, thermoreversible.
Ces liaisons ioniques ou hydrogènes présentes dans les copolymères selon l'invention sont connues pour être beaucoup plus sensibles à la biodégradation et avoir une cinétique de biodégradation de par le fait de leur plus grande sensibilité à l'eau infiniment plus rapide que celle des liaison covalentes ou homopolaire présentes dans les polymères et/ou copolymères de synthèse classique tels que, par exemple, les polyoléfines, les polyamides, les polyesters, cités dans l'état de la technique, les polyuréthanes.These ionic or hydrogen bonds present in the copolymers according to the invention are known to be much more sensitive to biodegradation and to have kinetics of biodegradation due to the fact that their greater sensitivity to water is infinitely faster than that of covalent bonds. or homopolar present in polymers and / or copolymers of conventional synthesis such as, for example, polyolefins, polyamides, polyesters, cited in the prior art, polyurethanes.
Une autre caractéristique des copolymères selon l'invention est la présence, selon une quantité contrôlée, comme comonomere, de l'anhydride d'acide organique disposant d'une double liaison C=C dans sa molécule. Bien que cette double liaison présente dans les copolymères selon l'invention n'interviennent pas au cours de la copolymérisation, elle permet ultérieurement une réticulation contrôlée desdits copolymères qui, de thermoplastiques, deviennent thermodurs par réticulation sans que leur caractéristique de biodégradabilité complète en soit compromise. En d'autres termes, et selon l'invention, la quantité de comonomeres e) qui est un anhydride d'acide organique, muni dans sa structure d'une double liaison, est telle que, lors de la copolymérisation des monomères et de l'utilisation des copolymères selon l'invention :Another characteristic of the copolymers according to the invention is the presence, in a controlled amount, as a comonomer, of the organic acid anhydride having a double bond C = C in its molecule. Although this double bond present in the copolymers according to the invention does not intervene during the copolymerization, it subsequently allows a controlled crosslinking of said copolymers which, from thermoplastics, become thermosets by crosslinking without their complete biodegradability characteristic being compromised. . In other words, and according to the invention, the quantity of comonomers e) which is an organic acid anhydride, provided in its structure with a double bond, is such that, during the copolymerization of the monomers and the use of the copolymers according to the invention:
- les réactions d'anhydrisation et de déshydratation ne se produisent pas ;- anhydrization and dehydration reactions do not occur;
- les liaisons ioniques ou hydrogènes puissent se produire ;- ionic or hydrogen bonds can occur;
\ /\ /
- la réticulation par les doubles liaisons ^=0^ présentes s'effectuent pleinement ;- crosslinking by the double bonds ^ = 0 ^ present takes place fully;
- la biodégradabilité reste entière et n'est pas compromise par la réticulation des doubles liaisons^ ç- the biodegradability remains intact and is not compromised by the crosslinking of the double bonds ^ ç
Selon l'invention, le premier monomère répond à la forrnule générale :According to the invention, the first monomer corresponds to the general formula:
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Dans cette formule générale, où m > 1 , m peut être compris entre 1 et 4 mais est préférentiellement égal à 1.In this general formula, where m> 1, m can be between 1 and 4 but is preferably equal to 1.
Les groupes Yi et Y2 rattachés au carbone tertiaire, et dont l'un au moins est un groupe fonctionnel, le couple Yι-Y2, peuvent être (-COOH, -OH) ou (-COOH, -R1) ou (-OH, Ri), Ri pouvant être de l'hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée en Ci à Cι8 et préférentiellement de l'hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée en Ci à Cs.The groups Yi and Y 2 attached to tertiary carbon, and of which at least one is a functional group, the pair Yι-Y 2 , can be (-COOH, -OH) or (-COOH, -R1) or (- OH, Ri), Ri being able to be hydrogen or a Ci to Cι 8 hydrocarbon chain and preferably hydrogen or a Ci to Cs hydrocarbon chain.
Les groupes Xi et X2 sont des groupes fonctionnels réactifs, choisis parmi les fonctions réactives -COOH et -OH qui forment un diacide, un dialcool ou un acide alcool. / ,The groups Xi and X 2 are reactive functional groups chosen from the reactive functions -COOH and -OH which form a diacid, a dialcohol or an alcohol acid. /,
Les groupes A et B sont chacun des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires, éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements hydrpcarbonés choisis dans le groupe constitué par :The groups A and B are each linear aliphatic hydrocarbon chains, optionally branched, comprising at least one of the hydrpcarbonic groups chosen from the group consisting of:
Figure imgf000015_0002
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groupements hydrocarbonés dans lesquels - n > 0, peut prendre une valeur comprise entre 1 et 5, préférentiellement égale à 1 ;hydrocarbon groups in which - n> 0, can take a value between 1 and 5, preferably equal to 1;
- p > 0, peut prendre une valeur comprise entre 1 et 5 ; - q > 0, peut prendre une valeur comprise entre 1 et 5 ;- p> 0, can take a value between 1 and 5; - q> 0, can take a value between 1 and 5;
- R2, R3 et R sont choisis dans le groupe constitué par les fonctions réactives, -COOH, -OH, et les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type -(CH2)r-CH3 avec r > 0, qui peut prendre une valeur comprise entre- R 2 , R 3 and R are chosen from the group consisting of reactive functions, -COOH, -OH, and aliphatic hydrocarbon chains of the type - (CH 2 ) r-CH 3 with r> 0, which can take a value between
1 et 5.1 and 5.
Tous les monomères répondant à la formule générale précitée sont obtenus par synthèse organique, l'un d'entre eux étant préférentiellement l'acide citrique.All the monomers corresponding to the above general formula are obtained by organic synthesis, one of them preferably being citric acid.
Le deuxième monomère selon l'invention répond à la formule générale :The second monomer according to the invention corresponds to the general formula:
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Ce monomère est un anhydride d'acide organique disposant, dans sa structure, d'une double liaison C=Ç, les R5 et R6 pouvant être choisis dans le groupe constitué par l'hydrogène, des chaînes aliphatiques hydrocarbonées ramifiées ou non, du type -(CH2)r-CH3 où r > 0, et peuvent être choisis entre 1 et 5.This monomer is an organic acid anhydride having, in its structure, a double bond C = Ç, the R 5 and R 6 can be chosen from the group consisting of hydrogen, aliphatic hydrocarbon chains branched or not, of the type - (CH 2 ) r -CH 3 where r> 0, and can be chosen between 1 and 5.
Parmi les anhydrides d'acides organiques répondant à la formule générale précitée, peuvent être préférentiellement retenus l'anhydride maléique, l'anhydride itaconique, l'anhydride citracptyque, l'anhydride tétrahydrophtalique 3, 4, 5, 6.Among the organic acid anhydrides corresponding to the above general formula, may preferably be retained maleic anhydride, itaconic anhydride, citracptyque anhydride, tetrahydrophthalic anhydride 3, 4, 5, 6.
Les autres monomères selon l'invention répondent aux formules générales :The other monomers according to the invention correspond to the general formulas:
HO-CO-D-CO-OH de type diacide,HO-CO-D-CO-OH of the diacid type,
HO-E-OH de type diol, et/ou HO-F-COOH de type acide-alcool, dans lesquelles D, E et F sont des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires, éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements tels que :HO-E-OH of the diol type, and / or HO-F-COOH of the acid-alcohol type, in which D, E and F are linear, optionally branched, aliphatic hydrocarbon chains comprising at least one of groups such as:
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ou :or :
- S > 1 et préférentiellement compris entre 1 et 8- S> 1 and preferably between 1 and 8
- T > 1 et peut prendre une valeur comprise entre 1 et 5,- T> 1 and can take a value between 1 and 5,
- U > 1 et peut prendre une valeur comprise entre 1« et 5,- U> 1 and can take a value between 1 "and 5,
- R2, R3, R4 étant choisis dans le groupe constitué par les fonctions réactives -COOH, -OH et les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type (-CH2)r-CH3 ou r>0, peut prendre une valeur comprise entre 1 et 5.- R 2 , R 3 , R 4 being chosen from the group consisting of the reactive functions -COOH, -OH and the aliphatic hydrocarbon chains of the type (-CH 2 ) r-CH 3 or r> 0, can take a value included between 1 and 5.
Selon que le monomère de type (d) est un diacide, un dialcool ou un acide- alcool, les monomères de type (a), (b) et/ou (c) selon l'invention seront choisis de telle sorte que la réaction de polycondensation entre le total des fonctions -COOH et le total des fonctions -OH se produise de façon stoechiométrique.Depending on whether the monomer of type (d) is a diacid, a dialcohol or an acid-alcohol, the monomers of type (a), (b) and / or (c) according to the invention will be chosen such that the reaction polycondensation between the total of -COOH functions and the total of -OH functions occurs stoichiometrically.
Selon l'invention, le monomère de type (a) est un diacide tel que, par exemple, l'acide succinique, l'acide sébacique, l'acide phtalique, isophtalique, téréphtalique, l'acide malonique, l'acide adipique, l'acide diglycolique, l'acide glutarique.According to the invention, the monomer of type (a) is a diacid such as, for example, succinic acid, sebacic acid, phthalic, isophthalic, terephthalic acid, malonic acid, adipic acid, diglycolic acid, glutaric acid.
Selon l'invention, le monomère de type (b) est un dialcool tel que, par exemple, l'éthylène glycol, diéthylène glycol, propylène glycol et le dipropylène glycol, le propane diol, les butanes diols 1-2, 1-3, 1-4,^3, les pentanes diols 1-5 et 1-6, l'hexanediol.According to the invention, the monomer of type (b) is a dialcohol such as, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol, propane diol, butane diols 1-2, 1-3 , 1-4, ^ 3, pentane diols 1-5 and 1-6, hexanediol.
Selon l'invention, le monomère de type (c) est un acide-alcool tel que, par exemple, l'acide lactique, l'acide glycolique, l'acide hydroxy-propanoïque, l'acide hydroxy-butanoïque, l'acide hydroxy-pentanoïque.According to the invention, the monomer of type (c) is an acid-alcohol such as, for example, lactic acid, glycolic acid, hydroxypropanoic acid, hydroxybutanoic acid, acid hydroxy-pentanoic acid.
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lesdits copolymères permettent leur réticulation ultérieure en les faisant passer d'un état thermoplastique à un état thermodur. Or, il est évident qu'un taux de réticulation élevé d'un copolymère affaiblit sa capacité de biodégradabilité. C'est pourquoi, un équilibre a été trouvé pour assurer simultanément aux copolymères selon l'invention à la fois une très bonne biodégradabilité et un taux de réticulation suffisant compris entre 1 % et 20% en mole du monomère (e) par chaîne touchée par la réticulation
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said copolymers allow their subsequent crosslinking by passing them from a thermoplastic state to a thermoset state. However, it is obvious that a high crosslinking rate of a copolymer weakens its capacity for biodegradability. This is why a balance has been found to simultaneously ensure the copolymers according to the invention both very good biodegradability and a sufficient crosslinking rate of between 1% and 20% by mole of the monomer (e) per chain affected by crosslinking
Les quantités relatives du premier monomère de type (d) ayant un carbone tertiaire qui est un diacide, un diol ou un acide-alcool et du deuxième
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liaison =Q^ qui interviennent en mélange couplé dans la réaction de polycondensation par estérification, varient l'un par rapport à l'autre en utilisation industrielle de 1% à 99% en moles et, préférentiellement, de 1% à 60% en moles d'équivalent de fonctions acides pour l'anhydride organique de type (e) et de 99% à 1% en moles d'équivalent de fonctions acides, et préférentiellement de 99% à 40% pour les monomères acides et/ou acide- alcool de type (d).
The relative amounts of the first monomer of type (d) having a tertiary carbon which is a diacid, a diol or an acid-alcohol and the second
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bond = Q ^ which are involved in a coupled mixture in the polycondensation reaction by esterification, vary relative to each other in industrial use from 1% to 99% by moles and, preferably, from 1% to 60% by moles equivalent of acid functions for organic anhydride of type (e) and from 99% to 1% in moles of equivalent of acid functions, and preferably from 99% to 40% for the acid and / or acid-alcohol monomers of type (d).
Les quantités relatives du monomère de type (d) muni d'un carbone tertiaire varient en utilisation industrielle entre 1% en mole et 30% en mole et, préférentiellement, entre 1% en mole et 20% en mole du cumul de tous les monomères présents dans la composition porteurs du même type de fonctions réactives.The relative amounts of the monomer of type (d) provided with a tertiary carbon vary in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably, between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
Les quantités relatives du monomère de type (e), qui a un anhydride d'acide organique insaturé qui intervient en mélange couplé avec le monomère de type (d) dans la réaction de polycondensation par estérification sont choisies en utilisation industrielle entre 1% en mole et 30% en mole et, préférentiellement, entre 1% en mole et 20% en mole du cumul de tous les monomères présents dans la composition porteurs du même type de fonctions réactives.The relative amounts of the monomer of type (e), which has an unsaturated organic acid anhydride which intervenes in coupled coupling with the monomer of type (d) in the polycondensation reaction by esterification are chosen in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably, between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
Dès lors, les quantités relatives du monomère de type (a), qui est un diacide organique, sont choisies de manière à équilibrer la stoechiométrie du rapport [-OH]/[-COOH) par référence aux -OH présents en excluant les -OH pendants des carbones tertiaires présents dans le monomère de type (d) et des acides alcools du monomère de type (c) dont les fonctions -COOH et -OH s'équilibrent exactement.Consequently, the relative amounts of the monomer of type (a), which is an organic diacid, are chosen so as to balance the stoichiometry of the ratio [-OH] / [- COOH) by reference to the -OH present by excluding the -OH pendants of the tertiary carbons present in the monomer of type (d) and of the alcoholic acids of the monomer of type (c) whose functions -COOH and -OH exactly balance.
Les quantités relatives du monomère de type (b), qui est un diol, sont également choisies de manière à équilibrer la stoechiométrie du rapport [-OH] par référence aux -COOH présents en excluant les -COOH [-COOH] pendants des carbones tertiaires présents dans le monomère de type (d) et des acides alcools du monomère de type (c) dont les fonctions -COOH et -OH s'équilibrent exactement.The relative amounts of the monomer of type (b), which is a diol, are also chosen so as to balance the stoichiometry of the ratio [-OH] with reference to the -COOH present, excluding the pendant -COOH [-COOH] of the tertiary carbons present in the monomer of type (d) and of the alcohol acids of the monomer of type (c) whose functions -COOH and -OH are balanced exactly.
Dès lors, et selon les quantités relatives des monomères acides, diols et/ou acide-alcool, et du monomère muni d'un carbone tertiaire de type (d) et anhydride d'acide organique insaturé de type (e) telles qu'énoncées, les copolymères selon l'invention conservent tous leurs avantages et plus particulièrement :Consequently, and according to the relative quantities of the acid monomers, diols and / or acid-alcohol, and of the monomer provided with a tertiary carbon of type (d) and anhydride of unsaturated organic acid of type (e) as stated , the copolymers according to the invention retain all their advantages and more particularly:
- disposent du caractère thermoplastique pour l'étape de transformation et sont réticulés après transformation en prenant au moins partiellement un caractère thermodur tout en conservant leur caractéristique de biodégradabilité ;- have the thermoplastic character for the transformation step and are crosslinked after transformation by assuming at least partially a thermoset character while retaining their biodegradability characteristic;
- ne peuvent être le siège de réactions de réticulation excessives, en raison du contrôle de la quantité des doubles liaisons^≈C^ présentes dans la masse dudit copolymère ;- cannot be the site of excessive crosslinking reactions, due to the control of the quantity of double bonds ^ ≈C ^ present in the mass of said copolymer;
- conservent toute leur potentialité de compatibilité à l'égard d'autres matières polymères naturelles ou de synthèse et, dès lors, toute leur capacité d'adhésion ;- retain all their potential for compatibility with regard to other natural or synthetic polymer materials and, therefore, all their adhesion capacity;
- bénéficient, dans le cas de la mise en œuvre de faibles masses molaires, telles que les oligomères, d'une réelle augmentation de leurs propriétés et de leur résistance aux solvants ;- benefit, in the case of the use of low molar masses, such as oligomers, of a real increase in their properties and in their resistance to solvents;
- possèdent une grande potentialité à être mis en , euvre en présence de charges minérales, de pigments.- have great potential to be used, in the presence of mineral fillers, pigments.
- ont capacité d'intégrer dans leurs compositions d'autres monomères ou oligomères insaturés tels que disposant d'une double liaison
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capacité d'adhésion et d'accroître les longueurs de chaînes dans les liaisons intermoléculaires.
- have the capacity to integrate into their compositions other unsaturated monomers or oligomers such as having a double bond
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ability to adhere and to increase chain lengths in intermolecular bonds.
Quant aux quantités relatives des monomères alcools par rappprt aux monomères acides et anhydride d'acide organique insaturé, nécessaires pour la polycondensation par estérification desdits monomères selon l'invention, elles s'expriment par le rapport du total des groupements fonctionnels réactifs -OH et -COOH, à l'exclusion des -OH et -COOH pendants liés aux carbones tertiaires, et aux acides-alcools présents, de telle sorte que ce rapport soit compris entre les valeurs :As for the relative amounts of the alcohol monomers compared to the acid monomers and unsaturated organic acid anhydride, necessary for polycondensation by esterification of said monomers according to the invention, they are expressed by the ratio of the total of the reactive functional groups -OH and -COOH, excluding the pendant -OH and -COOH linked to tertiary carbons, and to acids- alcohols present, so that this ratio is between the values:
[ -OH][ -OH]
0 , 95 < < 1 , 050, 95 <<1, 05
[ -COOH][-COOH]
ce rapport étant extrêmement proche de la stoechiométrie, les faibles variations desdits rapports permettant de jouer um peu sur les masses molaires du copolymère selon l'invention et, en particulier, sur le Melt Index dudit copolymère.this ratio being extremely close to stoichiometry, the small variations in said ratios making it possible to play a little with the molar masses of the copolymer according to the invention and, in particular, on the Melt Index of said copolymer.
Procédé d'obtention des copolymères selon l'invention Les copolymères polyesters selon l'invention sont obtenus par polycondensation résultant de l'action réciproque des diacides organiques (a), des dialcools (b) et/ou encore d'acide-alcool (c) couplés de type (d) muni d'un carbone tertiaire et en présence des monomères de type (e) qui est un anhydride d'acide organique muni d'une double liaison X^et qui a, en raison de cette double liaison, un caractère insaturé.Process for obtaining the copolymers according to the invention The polyester copolymers according to the invention are obtained by polycondensation resulting from the interaction of organic diacids (a), dialcohols (b) and / or acid-alcohol (c ) coupled of type (d) provided with a tertiary carbon and in the presence of the monomers of type (e) which is an organic acid anhydride provided with a double bond X ^ and which has, because of this double bond, an unsaturated character.
La polycondensation des monomères (a), (b) et/ou (c), (d) et (e) s'effectue en réacteur de type connu et plus particulièrement dans un réacteur à couche mince, en l'absence de catalyseur et à une température comprise entre 110° C et 170 °C, avec élimination "in situ" des phases gazeuses telles que de l'eau formée.The polycondensation of the monomers (a), (b) and / or (c), (d) and (e) is carried out in a reactor of known type and more particularly in a thin-film reactor, in the absence of catalyst and at a temperature between 110 ° C and 170 ° C, with elimination "in situ" of the gaseous phases such as water formed.
En particulier, la polycondensation peut se faire en extrudeuse sous les températures évoquées, et peut s'effectuer également en présence d'un polymère naturel tel que, par exemple, l'amidon associé ou non à du gluten, l'un et l'autre étant connus pour leur caractère biodégradable et étant mis en œuvre comme co-constituants desdits copolymères selon l'invention pour augmenter la synergie de biodégradation.In particular, the polycondensation can be carried out in an extruder under the temperatures mentioned, and can also be carried out in the presence of a natural polymer such as, for example, starch associated or not with gluten, one and the other being known for their biodegradable nature and being used as co-constituents of said copolymers according to the invention to increase the synergy of biodegradation.
D'une manière générale, le procédé de polymérisation comporte toutes les étapes successives que sont l'alimentation en monomères selon les quantités respectives appropriées, leur malaxage, l'élimination des phases gazeuses générées par la réaction, en particulier la phase aqueuse éliminée sous forme de vapeur d'eau et, éventuellement, l'introduction d'autres composants tels que des polymères naturels biodégradables, des agents antioxydants, tels que les composés phénoliques connus, par exemple, Irganox 1010 et 1076, commercialisés par la société CIBA-GEIGY, nécessaires pour la protection de la double liaison lors de la transformation, des agents plastifiants, des charges minérales, et divers autres agents tels que, par exemple, des colorants, des retardateurs de flamme, la dernière étape étant celle de Pextrusion et de la coupe de la matière extrudée, en donnant des granulés de copolymères seuls ou comportant les autres composants précédemment évoqués. Tous ces agents sont introduits dans le milieu les recevant selon les quantités adéquates bien connues de l'homme de l'art. ?In general, the polymerization process comprises all the successive stages, which are the supply of monomers in the appropriate respective quantities, their kneading, the elimination of the gaseous phases. generated by the reaction, in particular the aqueous phase eliminated in the form of water vapor and, optionally, the introduction of other components such as natural biodegradable polymers, antioxidant agents, such as known phenolic compounds, for example, Irganox 1010 and 1076, sold by the company CIBA-GEIGY, necessary for the protection of the double bond during processing, plasticizers, mineral fillers, and various other agents such as, for example, dyes, retarders of flame, the last step being that of extrusion and cutting of the extruded material, giving granules of copolymers alone or comprising the other components mentioned above. All these agents are introduced into the medium receiving them in adequate amounts well known to those skilled in the art. ?
Les caractéristiques physico-chimiques des copolymères selon l'invention peuvent être conditionnées par le choix des monomères à l'intérieur des groupes de types de monomères (a), (b) et/ou (c), (d) et (e), leurs quantités relatives, le taux de liaison ioniques et/ou hydrogène.The physicochemical characteristics of the copolymers according to the invention can be conditioned by the choice of the monomers within the groups of types of monomers (a), (b) and / or (c), (d) and (e) , their relative amounts, the rate of ionic and / or hydrogen bonding.
Dans le cas d'une liaison ionique qui se produit par la mise en œuvre de ions ou de leurs oxydes, il est possible d'améliorer sensiblement les propriétés mécaniques des copolymères selon l'invention, en faisant varier à l'intérieur des limites antérieurement évoquées la quantité de monomère ayant des carbones tertiaires comportant des groupes pendants -COOH. D'une manière générale, le taux en ions et/ou de leurs oxydes est déterminé par le taux en groupements -COOH pendants, tout en tenant compte du taux de liaisons hydrogènes utilisées.In the case of an ionic bond which occurs through the use of ions or their oxides, it is possible to substantially improve the mechanical properties of the copolymers according to the invention, by varying within the limits previously mentioned the amount of monomer having tertiary carbons having pendant groups -COOH. In general, the rate of ions and / or their oxides is determined by the rate of pendant -COOH groups, while taking into account the rate of hydrogen bonds used.
Le rapport entre [-COOH pendants]/[ions et/ou oxydes] est proche de la stoechiométrie, c'est-à-dire évoluant entre les limites d Q,95 et 1,05.The relationship between [pendant COOH] / [ions and / or oxides] is close to stoichiometry, that is to say evolving between the limits of Q, 95 and 1.05.
Ainsi, les propriétés de rigidité de flexion ou de ^biodégradabilité qui sont recherchées en fonction des mises en œuvre des copolymères selon l'invention, peuvent être atteintes grâce au réglage simultané du taux de groupements -COOH pendants des carbones tertiaires présents et du taux de ions et/ou de leurs oxydes mis en œuvre au cours de la polymérisation.-Thus, the properties of flexural rigidity or of biodegradability which are sought as a function of the uses of the copolymers according to the invention can be achieved by means of the simultaneous adjustment of the rate of pendant -COOH groups of the tertiary carbons present and of the rate of ions and / or their oxides used during the polymerization.
Les copolymères selon l'invention peuvent avoir une masse moléculaire comprise entre 500 et 100.000 et, préférentiellement, comprise entre 2.000 et 30.000. Compositions polymères biodégradablesThe copolymers according to the invention can have a molecular mass of between 500 and 100,000 and, preferably, between 2,000 and 30,000. Biodegradable polymer compositions
L'invention concerne également des compositions polymères biodégradables formées de l'un au moins des copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters insaturés selon l'invention et d'au moins un polymère naturel biodégradable en combinaison ou non avec l'un au moins des divers agents évoqués pouvant accompagner les copolymères de l'invention.The invention also relates to biodegradable polymer compositions formed from at least one of the linear biodegradable thermoplastic copolymers of the unsaturated polyester type according to the invention and from at least one natural biodegradable polymer in combination or not with at least one of the various agents mentioned which can accompany the copolymers of the invention.
Selon l'invention également, des compositions polymères complètement biodégradables sont formées :Also according to the invention, completely biodegradable polymer compositions are formed:
- de 30% à 100% et, de préférence, de 50% à 90% en poids de copolymères linéaires thermoplastiques bio-dégradables du type polyesters selon l'invention, etfrom 30% to 100% and, preferably, from 50% to 90% by weight of linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type according to the invention, and
- de 70% à 0% et, de préférence, de 50% à 10% en poids d'au moins un polymère naturel.- from 70% to 0% and, preferably, from 50% to 10% by weight of at least one natural polymer.
Les polymères naturels biodégradables qui sont susceptibles d'être combinés avec les copolymères selon l'invention en donnant, une fois combinés, des compositions complètement biodégradables, peuvent être choisis parmi les glucides tels que les polysaccharides et, parmi eux, l'amidon, la cellulose, par exemple de la poudre de bois, des fibres de cellulose, les protéines, et, en particulier, les acides nucléiques, les acides aminés tels ceux présents dans le gluten, et les lipides qui sont tous des polymères biodégradables.The natural biodegradable polymers which are capable of being combined with the copolymers according to the invention by giving, once combined, completely biodegradable compositions, can be chosen from carbohydrates such as polysaccharides and, among them, starch, cellulose, for example wood powder, cellulose fibers, proteins, and, in particular, nucleic acids, amino acids such as those present in gluten, and lipids which are all biodegradable polymers.
Ces polymères naturels biodégradables peuvent être mis en œuvre en combinaison avec les copolymères selon l'invention, raison d'au moins un d'entre eux, c'est-à-dire que ces polymères naturels biodégradables peuvent être mis en œuvre seuls ou en un mélange de plusieurs d'entre eux avec lesdits copolymères selon l'invention.These natural biodegradable polymers can be used in combination with the copolymers according to the invention, reason for at least one of them, that is to say that these natural biodegradable polymers can be used alone or in combination with them. a mixture of several of them with said copolymers according to the invention.
Parmi les glucides souhaitablement mis en œuvre dans la composition selon l'invention, sont cités les polysaccharides qui sont largement présents dans le monde végétal ou animal, et plus particulièrement l'amidon, le gluten et la cellulose.Among the carbohydrates desirably used in the composition according to the invention, there are cited the polysaccharides which are widely present in the plant or animal world, and more particularly starch, gluten and cellulose.
L'amidon, qui est le polysaccharide le plus favorablement retenu dans le cadre de l'invention, peut produire des sucres par l'hydrolyse. L'amidon peut inclure un mélange de composants linéaires (amylose) ou branchés (amylopectin) de poids moléculaires très variables : environ 100.000 pour l'amylose et un million pour l'amylopectin : l'amidon mis en œuvre dans le cadre de l'invention peut donc être un mélange d'amylose et d'amylopectin à raison de 0 à 100 % en poids d'amylose et de 100% à 0% d'amylopectin.Starch, which is the most favorably retained polysaccharide in the context of the invention, can produce sugars by hydrolysis. Starch can include a mixture of linear (amylose) or branched (amylopectin) components of very variable molecular weights: approximately 100,000 for amylose and one million for amylopectin: the starch used in the context of the invention can therefore be a mixture of amylose and amylopectin in an amount of 0 to 100% by weight of amylose and from 100% to 0% of amylopectin.
Tout type d'amidon peut être mis en œuvre dans le cadre de l'invention, incluant, en particulier, des amidons substitués, modifiés chimiquement, réticulés et non modifiés.Any type of starch can be used in the context of the invention, including, in particular, substituted, chemically modified, crosslinked and unmodified starches.
Les protéines polymères naturels biodégradables peuvent également être utilisées en combinaison avec les copolymères selon l'invention pour former des compositions polymères biodégradables également objet de l'invention : elles peuvent être choisies dans le groupe constitué par les protéines animale ou végétales telles que issues, par exemple, des œufs et/ou du lait et/ou des céréales.The natural biodegradable polymer proteins can also be used in combination with the copolymers according to the invention to form biodegradable polymer compositions also subject of the invention: they can be chosen from the group consisting of animal or vegetable proteins such as, for example, example, eggs and / or milk and / or cereals.
Les lipides, polymères naturels biodégradables, peuvent aussi être mises en œuvre en combinaison avec les copolymères selon l'invention pour former des compositions polymères biodégradables également objet de l'invention. Ces lipides sont connues pour être des combinaisons naturelles de glycérol et d'acides gras. Issues de sources animales ou végétales, les lipides préférentiellement mises en œuvre dans le cadre de l'invention sont les huiles d'origine végétale, en particulier les huiles de grains.Lipids, natural biodegradable polymers, can also be used in combination with the copolymers according to the invention to form biodegradable polymer compositions also subject of the invention. These lipids are known to be natural combinations of glycerol and fatty acids. From animal or plant sources, the lipids preferably used in the context of the invention are oils of vegetable origin, in particular grain oils.
Selon l'invention également, les compositions issues de la combinaison de polymères naturels tels qu'ils ont été précédemment mentionnés, avec les copolymères selon l'invention, peuvent également contenir en combinaison au moins un ion choisi dans le groupe constitué préférentiellement par Ca2+, Mg2+, Zn2+, Al3+, Si4+, Ti4+ et/ou au moins un oxyde/choisi dans le. groupe constitué préférentiellement par CaO, MgO, ZnO, AI2.O3, SiO2, TiO2. L'ajout de ces composés (ions et/ou oxydes) permettent la création de liaisons ioniques entre les diverses molécules des copolymères selon l'invention en renforçant la structure desdits polymère par création d'un réseau intermoléculaire qui peut être tridimensionnel. Ces liaisons ioniques, connues pour être sensibles aux phénomènes d'hydrolyse, peuvent assurer la rupture du réseau intermoléculaire et faciliter ainsi la biodégradation des copolymères polyesters selon l'invention par libération de leurs molécules. Les compositions selon l'invention définies comme étant celles formées par les copolymères selon l'invention et au moins un polymère naturel biodégradable, peuvent également contenir d'autres matières polymères telles que, par exemple, des alcools polyvinyliques, des copolymères d'éthylène et d'alcool vinylique, des polyamides, des polyuréthanes, des polyacryliques, des polycarbonates, seuls ou en mélange, en faibles quantités, telles que de 1 partie en poids à 25 parties en poids pour 100 parties en poids des copolymères selon l'invention ou des compositions selon l'invention afin de ne pas diminuer la capacité des copolymères et compositions selon l'invention à être biodégradés.According to the invention also, the compositions resulting from the combination of natural polymers as they were previously mentioned, with the copolymers according to the invention, can also contain in combination at least one ion chosen from the group preferably constituted by Ca 2 + , Mg 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Si 4+ , Ti 4+ and / or at least one oxide / chosen from. group preferably constituted by CaO, MgO, ZnO, AI 2 .O 3 , SiO 2 , TiO 2 . The addition of these compounds (ions and / or oxides) allow the creation of ionic bonds between the various molecules of the copolymers according to the invention by reinforcing the structure of said polymers by creation of an intermolecular network which can be three-dimensional. These ionic bonds, known to be sensitive to hydrolysis phenomena, can ensure the rupture of the intermolecular network and thus facilitate the biodegradation of the polyester copolymers according to the invention by release of their molecules. The compositions according to the invention defined as those formed by the copolymers according to the invention and at least one biodegradable natural polymer, can also contain other polymeric materials such as, for example, polyvinyl alcohols, ethylene copolymers and vinyl alcohol, polyamides, polyurethanes, polyacrylics, polycarbonates, alone or as a mixture, in small amounts, such as from 1 part by weight to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the copolymers according to the invention or compositions according to the invention in order not to reduce the capacity of the copolymers and compositions according to the invention to be biodegraded.
Les compositions selon l'invention peuvent enfin contenir divers agents habituellement mis en œuvre dans les compositions polymères telles que, par exemple, des colorants, des pigments, des charges minérales comme, par exemple, du CaCO3, des antioxydants, des anti-ultraviolets ou autres, mis en œuvre selon des quantités bien connues.The compositions according to the invention may finally contain various agents usually used in polymer compositions such as, for example, dyes, pigments, mineral fillers such as, for example, CaCO 3 , antioxidants, anti-ultraviolet or others, implemented in well known quantities.
Selon l'invention également, et selon ce qui a été précédemment évoqué, les copolymères selon l'invention, qui sont des copolymères thermoplastiques, formés au moyen des monomères de type (a), (b) et/ou (c), (d) et (e) dont l'un, le type (e), est un anhydride d'un diacide organique insaturé, c'est-à-dire contenant une double liaison^≈C^ peuvent être transformés sous l'influence d'un catalyseur, en des copolymères thermodurs par l'ouverture des doubles liaisons de l'anhydride d'acide organique en formant un réseau tridimensionnel par réticulation.According to the invention also, and according to what has been mentioned previously, the copolymers according to the invention, which are thermoplastic copolymers, formed by means of the monomers of type (a), (b) and / or (c), ( d) and (e) one of which, type (e), is an anhydride of an unsaturated organic diacid, that is to say containing a double bond ^ ≈C ^ can be transformed under the influence d 'a catalyst, in thermoset copolymers by the opening of the double bonds of the organic acid anhydride by forming a three-dimensional network by crosslinking.
Cette réticulation peut se faire à froid ou à chaud, par voie chimique, en présence ou non d'un catalyseur approprié, ou encore par irradiations telles que ultraviolettes, infrarouges ou électroniques. ,This crosslinking can be done cold or hot, chemically, in the presence or absence of an appropriate catalyst, or even by irradiation such as ultraviolet, infrared or electronic. ,
Les systèmes catalytiques les plus employés peuvent être choisis dans le groupe constitué par le peroxyde de méthyl-éthyl-cétone associé à un sel de cobalt tel que l'octoate ou naphténate de cobalt, le peroxyde de benzoyle seul ou associé à une aminé tertiaire, l'hydroperoxyde de cumène, l'hydroperoxyde de méthyl-isobutyl cétone, le peroxyde de lauryle, le peroxyde de cyclohexanone, le peroxyde de dicumyle ou autres.The most widely used catalytic systems can be chosen from the group consisting of methyl ethyl ketone peroxide associated with a cobalt salt such as cobalt octoate or naphthenate, benzoyl peroxide alone or associated with a tertiary amine, cumene hydroperoxide, methyl isobutyl ketone hydroperoxide, lauryl peroxide, cyclohexanone peroxide, dicumyl peroxide or others.
L'introduction des systèmes catalytiques dans les copolymères selon l'invention ou les compositions contenant lesdits copolymères associés à des polymères naturels peut se faire dans des malaxeurs connus et plus particulièrement en extrudeuse, cette introduction s'effectuant à une température inférieure à celle de leur décomposition.The introduction of the catalytic systems into the copolymers according to the invention or the compositions containing said copolymers associated with natural polymers can be carried out in known kneaders and more particularly in an extruder, this introduction taking place at a temperature below that of their decomposition.
\ / Cette ouverture des doubles liaisons^≈Ç^qui constitue une réticulation peut s'effectuer à froid ou à chaud selon le catalyseur utilisé, sans dégagement gazeux, et souhaitablement au cours de l'opération d'extrusion des seuls copolymères selon l'invention ou des compositions associant lesdits copolymères avec des polymères naturels biodégradables.\ / This opening of the double bonds ^ ≈Ç ^ which constitutes a crosslinking can be carried out cold or hot depending on the catalyst used, without gassing, and desirably during the extrusion operation of the only copolymers according to the invention or compositions combining said copolymers with natural biodegradable polymers.
Les compositions polymères biodégradables selon l'invention peuvent être obtenues en particulier par un procédé de préparation par étapes, qui s'effectue dans un réacteur à couche mince. «The biodegradable polymer compositions according to the invention can be obtained in particular by a process of preparation in stages, which is carried out in a thin-film reactor. "
Dans une première étape, on réalise la polycondensation des monomères de types (a), (b), (c), (d) et (e), en l'absence de tout catalyseur de polycondensation, le milieu réactionnel étant placé sous une température comprise, et pouvant évoluer, de 110° C à 170° C pendant le temps nécessaire à la polycondensation, les phases aqueuses résultant de la réaction de condensation étant éliminées au fur et à mesure.In a first step, the polycondensation of the monomers of types (a), (b), (c), (d) and (e) is carried out, in the absence of any polycondensation catalyst, the reaction medium being placed under a temperature included, and capable of changing, from 110 ° C. to 170 ° C. for the time necessary for the polycondensation, the aqueous phases resulting from the condensation reaction being eliminated progressively.
Dans une deuxième étape, on introduit, dans le réacteur à couche mince, au sein du copolymère formé, au moins un polymère naturel biodégradable et/ou au moins un ion choisi dans le groupe constitué par Ca2+, Mg2+, Zn2+, Al3+, Si4+, Ti4+ et/ou au moins un oxyde de l'un de ces ions, ainsi que, éventuellement, des agents divers de type connu, le milieu réactionnel étant maintenu à une température ne dépassant pas 170° C, puis on effectue l'extrusion du mélange ainsi réalisé et la granulation du mélange extrudé.In a second step, at least one biodegradable natural polymer and / or at least one ion chosen from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2 is introduced into the thin-film reactor within the copolymer formed. + , Al 3+ , Si 4+ , Ti 4+ and / or at least one oxide of one of these ions, as well as, optionally, various agents of known type, the reaction medium being maintained at a temperature not exceeding not 170 ° C., then the mixture thus produced is extruded and the extruded mixture is granulated.
Les copolymères et/ou les compositions selon l'irvention trouvent une excellente application, selon leurs poids molaires, et -par ajustement de leurs formulations, dans des domaines aussi divers que la réalisation d'articles par injection, extrusion, moulage, lamination, tels que des cartes à puces à contact et/ou sans contact, les étiquettes électroniques, les films imperméables, les jouets, ou encore être utilisés comme adhésif, encres d'impression.The copolymers and / or the compositions according to the invention find an excellent application, according to their molar weights, and - by adjusting their formulations, in fields as diverse as the production of articles by injection, extrusion, molding, lamination, such as contact and / or contactless smart cards, electronic labels, waterproof films, toys, or even be used as adhesive, printing inks.
L'invention sera mieux comprise grâce à une illustration faite au moyen d'exemples non limitatifs. Exemple 1 : Etat de l'artThe invention will be better understood thanks to an illustration made by means of nonlimiting examples. Example 1: State of the art
Cet exemple concerne la production d'un copolymère linéaire thermoplastique biodégradable, de type polyesters, appartenant à l'état de l'art.This example relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, belonging to the state of the art.
La composition de ce copolymère est la suivante :The composition of this copolymer is as follows:
- acide citrique : 1,5 mole - éthylène-glycol : 1,5 mole- citric acid: 1.5 moles - ethylene glycol: 1.5 moles
Le rapport stoechiométrique entre l'acide citrique (diaςide) et l'éthylène-glycol (diol) est [COOH]/[OH] = 1.The stoichiometric ratio between citric acid (diaςide) and ethylene glycol (diol) is [COOH] / [OH] = 1.
Le mélange des deux composés initiaux comprenant également un agent antioxydant (0,05% d'Irganox 1010) est introduit dans un réacteur approprié et porté progressivement à la température de 180° C.The mixture of the two initial compounds also comprising an antioxidant agent (0.05% of Irganox 1010) is introduced into an appropriate reactor and brought gradually to the temperature of 180 ° C.
Au terme de la réaction de polycondensation, qui dure trois heures, le polyester obtenu est soumis à une opération sous vide pour éliminer l'eau formée au cours de la réaction de polycondensation.At the end of the polycondensation reaction, which lasts three hours, the polyester obtained is subjected to a vacuum operation to remove the water formed during the polycondensation reaction.
La présence de l'acide citrique conduit à une très forte réticulation par des liaisons hydrogènes, très sensibles à une élévation de température.The presence of citric acid leads to very strong crosslinking by hydrogen bonds, very sensitive to a rise in temperature.
Le copolymère ainsi obtenu est difficilement exploitable par les méthodes de la plasturgie tant les conditions d'exploitation en sont particulièrement pointues.The copolymer thus obtained is difficult to use by the methods of plastics processing as the operating conditions are particularly sharp.
Exemple 2 : Etat de l'art r,Example 2: State of the art r,
Cet exemple concerne également la production d'un copolymère linéaire thermoplastique biodégradable, de type polyesters, appartenant à Hétat de l'art.This example also relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, belonging to the state of the art.
La composition de ce copolymère est la suivanteThe composition of this copolymer is as follows
- acide succinique : 0,50 mole- succinic acid: 0.50 mole
- butane-diol : 0,50 mole - catalyseur : Ti(OBu)4 0,15 mole % Le rapport stoechiométrique diacide/diol, c'est-à-dire [COOH total]/[OH total] est de 1.- butane-diol: 0.50 mole - catalyst: Ti (OBu) 4 0.15 mole% The diacid / diol stoichiometric ratio, that is to say [total COOH] / [total OH] is 1.
Comme dans l'exemple 1 , le mélange comportant 0,50 mole d'acide succinique, 0,60 mole d'éthylene-glycol et 0,15 mole % de catalyseur Ti(OBu)4, auquel est ajouté un agent antioxydant (0,05% d'Irganox 1010), est introduit dans un réacteur approprié et porté progressivement à la température de 200° C. Le temps de réaction complète de polycondensation entre les divers monomères était de l'ordre de trois heures.As in Example 1, the mixture comprising 0.50 mole of succinic acid, 0.60 mole of ethylene glycol and 0.15 mole% of catalyst Ti (OBu) 4 , to which an antioxidant agent is added (0 , 05% Irganox 1010), is introduced into an appropriate reactor and gradually brought to the temperature of 200 ° C. The complete reaction time for polycondensation between the various monomers was of the order of three hours.
La réaction de polycondensation est conduite de telle sorte que le polymère obtenu soit débarrassé de l'eau formée au fur et à mesure de la réaction.The polycondensation reaction is carried out in such a way that the polymer obtained is freed from the water formed during the reaction.
Le copolymère obtenu après cette opération sous vide est un composé solide homogène.The copolymer obtained after this vacuum operation is a homogeneous solid compound.
Le produit final se solidifie au cours du temps sous forme d'un composé solide homogène, de couleur blanchâtre et dont le point de fusion mesuré par analyse enthalpique différentielle est d'environ 109-110°C avec un épaulement à environ 105°C.The final product solidifies over time in the form of a homogeneous solid compound, whitish in color and the melting point of which measured by differential enthalpy analysis is approximately 109-110 ° C with a shoulder at approximately 105 ° C.
Le produit est soluble à 3% dans l'hexafluoroisopropanol (HFIP) et reste sous forme de blocs en dissolution dans l'acétone en proportion de 50/50.The product is soluble at 3% in hexafluoroisopropanol (HFIP) and remains in the form of blocks in dissolution in acetone in a proportion of 50/50.
Seules les faibles masses molaires semblent solubles dans le THF.Only the low molar masses appear to be soluble in THF.
La température de fusion du copolymère a été trouvée comprise entre 108° C et 115° C.The melting point of the copolymer was found to be between 108 ° C and 115 ° C.
Le produit issu de cet exemple présente une transition itreuse de rupture de liaisons hydrogènes pas, ou peu visible : les copolym res ainsi obtenus n'ont pas de propriétés mécaniques suffisantes pour qu'ils puissent être mis en œuvre dans des applications développées par la plasturgie.The product resulting from this example presents an itrous transition of rupture of hydrogen bonds not, or hardly visible: the copolymers thus obtained do not have sufficient mechanical properties so that they can be used in applications developed by the plastics industry .
Exemple 3 (selon l'invention)Example 3 (according to the invention)
Cet exemple concerne la production d'un copolymère linéaire thermoplastique biodégradable, de type polyesters, selon l'invention.This example relates to the production of a linear biodegradable thermoplastic copolymer, of the polyester type, according to the invention.
La composition de ce copolymère est la suivante : - acide succinique : 0,7 moleThe composition of this copolymer is as follows: - succinic acid: 0.7 mole
- acide citrique : 0,15 mole- citric acid: 0.15 mole
- anhydride maléique 0,15 mole- maleic anhydride 0.15 mole
- butane-diol : 1 mole- butane-diol: 1 mole
- antioxydant : IRGANOX 1076 commercialisé par CIBA-- antioxidant: IRGANOX 1076 marketed by CIBA-
GEIGYGeigy
Le rapport stoechiométrique entre l'acide citrique et l'anhydride maléique (diacide) : (-COOH)/(-COOH) est égal à 1.The stoichiometric ratio between citric acid and maleic anhydride (diacid): (-COOH) / (- COOH) is equal to 1.
Le rapport stoechiométrique entre le diacide et le diol : (-COOH total)/(-OH total) est aussi égal à 1.The stoichiometric ratio between the diacid and the diol: (-COOH total) / (- OH total) is also equal to 1.
Le rapport en % de mole entre l'anhydride maléique et l'acide succinique est de 21,4%.The ratio in mole% between maleic anhydride and succinic acid is 21.4%.
Le rapport en % de mole entre l'anhydride maléique et le total des fonctions acides apportées par l'acide succinique et l'acide citrique est de 17,6% en mole.The ratio in mole% between maleic anhydride and the total of the acid functions provided by succinic acid and citric acid is 17.6% by mole.
Le mélange des composés anhydride maléique et acide succinique contenant l'antioxydant IRGANOX 1076 est introduit dans un réacteur approprié, mis en chauffe autour de 120° C. L'acide citrique est ensuite introduit dans ledit réacteur. La température du mélange acide est alors portée à 130°C. Dès que ce niveau de température est atteint, le butane-diol est à son tour introduit pendant que la température est portée à 160°C.The mixture of maleic anhydride and succinic acid compounds containing the antioxidant IRGANOX 1076 is introduced into an appropriate reactor, heated around 120 ° C. The citric acid is then introduced into said reactor. The temperature of the acid mixture is then brought to 130 ° C. As soon as this temperature level is reached, the butane diol is in turn introduced while the temperature is brought to 160 ° C.
La réaction de polycondensation se réalise pendant un temps d'environ trois heures, temps au cours duquel il est constaté un accroissement progressif de la viscosité du milieu réactionnel. Un échantillon du cbpolymère a été extrait du milieu au terme des trois heures.The polycondensation reaction is carried out for a time of approximately three hours, during which time a gradual increase in the viscosity of the reaction medium is observed. A sample of the polymer was extracted from the medium after three hours.
Le copolymère obtenu à ce stade est totalement soluble dans le THE. Sa masse molaire moyenne n, mesurée par la méthode GPC, a été trouvée égale à environ 10.000, avec des valeurs maximales d'environ 22.000.The copolymer obtained at this stage is completely soluble in THE. Its average molar mass n, measured by the GPC method, has been found to be approximately 10,000, with maximum values of approximately 22,000.
La figure 1 représente le spectre infrarouge de ce copolymère selon l'invention, qui révèle la présence de groupes esters et de doubles liaisons, toutes les données numériques correspondantes étant réunies dans les tableaux 1 et 2 ci-après, chaque tableau étant propre à un pic particulier. Tableau 1 Pic No. 1FIG. 1 represents the infrared spectrum of this copolymer according to the invention, which reveals the presence of ester groups and double bonds, all the corresponding numerical data being gathered in Tables 1 and 2 below, each table being specific to a particular peak. Table 1 Pic No. 1
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0001
MN = 21074 MW = 25264MN = 21074 MW = 25264
Tableau 2 Pic No. 2Table 2 Pic No. 2
Figure imgf000029_0002
MN = 2442 MW = 4441
Figure imgf000029_0002
MN = 2442 MW = 4441
Dès lors, une introduction de 32,4 g d'amidon a été réalisée au sein du copolymère obtenu. La température du mélange a été maintenue à 160° C pendant une heure. Au terme de ce temps, un produit légèrement jaunâtre a été recueilli, constituant la composition selon l'invention.Consequently, an introduction of 32.4 g of starch was carried out within the copolymer obtained. The temperature of the mixture was maintained at 160 ° C for one hour. At the end of this time, a slightly yellowish product was collected, constituting the composition according to the invention.
La composition ainsi obtenue par le mélange du copolymère selon l'invention et l'amidon, est alors placé dans du THF où il n'y est soluble que partiellement.The composition thus obtained by mixing the copolymer according to the invention and the starch is then placed in THF where it is only partially soluble therein.
La partie soluble est un amidon greffé par le copolymère selon l'invention.The soluble part is a starch grafted with the copolymer according to the invention.
Les masses molaires sont de l'ordre de 25.000 en moyenne, avec quelques valeurs maximales constatées de l'ordre de 128.000 et 1.450.000. Les pics correspondent vraisemblablement à un greffage de l'amidon par le copolymère polyester, accompagnés d'un allongement de chaîne.The molar masses are of the order of 25,000 on average, with some maximum values observed of the order of 128,000 and 1,450,000. The peaks probably correspond to a grafting of the starch by the polyester copolymer, accompanied by a chain extension.
La figure 2 représente le spectre infrarouge de la composition selon l'invention comprenant, en mélange, le copolymère et l'amidon, qui révèle la présence d'amidon, de groupes esters et de doubles liaisons, toutes les données numériques correspondantes étant réunies dans les tableaux 3 à 9 ci-après, chaque tableau étant propre à un pic particulier. Tableau 3 Pic No. 1FIG. 2 represents the infrared spectrum of the composition according to the invention comprising, in mixture, the copolymer and the starch, which reveals the presence of starch, of ester groups and of double bonds, all the corresponding numerical data being combined in Tables 3 to 9 below, each table being specific to a particular peak. Table 3 Pic No. 1
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0001
MN = 1447462 MW = 1837085MN = 1447462 MW = 1837085
Tableau 4 Pic No. 2Table 4 Pic No. 2
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0002
MN = 127869 MW = 191696MN = 127,869 MW = 191,696
Tableau 5 Pic No. 3Table 5 Pic No. 3
Figure imgf000030_0003
Figure imgf000030_0003
MN = 19989 MW = 26050MN = 19989 MW = 26050
Tableau 6 Pic No. 4Table 6 Pic No. 4
Figure imgf000030_0004
Figure imgf000030_0004
MN = 2304 MW = 3442MN = 2304 MW = 3442
Tableau 7 Pic No. 5Table 7 Pic No. 5
Figure imgf000030_0005
Figure imgf000030_0005
MN = 846 MW = 848 Tableau 8 Pic No. 6MN = 846 MW = 848 Table 8 Pic No. 6
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0001
MN = 662 MW = 666MN = 662 MW = 666
Tableau 9 Pic No. 7Table 9 Pic No. 7
Figure imgf000031_0002
MN = 467 MW = 472
Figure imgf000031_0002
MN = 467 MW = 472

Claims

REVENDICATIONS
Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables du type polyesters, obtenus par polycondensation de monomères saturés de formules générales :Linear biodegradable thermoplastic copolymers of the polyester type, obtained by polycondensation of saturated monomers of general formulas:
(a) de type diacide HO-CO-D-CO-OH,(a) of the diacid type HO-CO-D-CO-OH,
(b) de type diol HO-E-OH,(b) of HO-E-OH diol type,
(c) et/ou de type acide-alcool HO-F-COOH,(c) and / or of the acid-alcohol type HO-F-COOH,
dans lesquels D, E, F sont des chaînes hydrocarbonés saturées caractérisés en ce que, à ces monomères de type (a), (b) et/ou (c) sont associés à au moins deux autres monomères couplés ayant des groupements fonctionnels -COOH et -OH susceptibles de réagir avec les groupements fonctionnels desdits monomères de type (a), (b) et/ou (c), et/ou entre eux,in which D, E, F are saturated hydrocarbon chains characterized in that, to these monomers of type (a), (b) and / or (c) are associated with at least two other coupled monomers having functional groups -COOH and -OH capable of reacting with the functional groups of said monomers of type (a), (b) and / or (c), and / or between them,
(d) le premier monomère couplé muni d'un carbone tertiaire répondant à la formule générale :(d) the first coupled monomer provided with a tertiary carbon corresponding to the general formula:
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0001
dans laquelle :in which :
- m > 1- m> 1
- le couple Y^ Y2 du carbone tertiaire est du type (-COOH, -OH) (-COOH, R , (-OH-Ri) où Ri est H ou une chaîne hydrocarbonée- the couple Y ^ Y 2 of the tertiary carbon is of the type (-COOH, -OH) (-COOH, R, (-OH-Ri) where Ri is H or a hydrocarbon chain
- X-ι et X2, placés en extrémités dudit monomère, sont choisis dans le groupe constitué par les combinaisons deux à deux des fonctions réactives acide et alcool en donnant Xι=X2=-COOH ou χ1=χ2=_OH ou Xi≈-COOH et X2=-OH- X-ι and X 2 , placed at the ends of said monomer, are chosen from the group consisting of two by two combinations of the acid and alcohol reactive functions, giving Xι = X 2 = -COOH or χ 1 = χ 2 = _OH or Xi≈-COOH and X 2 = -OH
- A et B sont chacun des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements hydrocarbonés choisis dans le groupe constitué par :A and B are each linear aliphatic hydrocarbon chains which may be branched, comprising at least one of the hydrocarbon groups chosen from the group consisting of:
Figure imgf000032_0002
où n > 0, p > 0, q > 0, et où R2, R3 et R sont choisis dans le groupe constitué par les fonctions réactives, -COOH, -OH ou les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type -(CH2)rCH3 avec r > 0.
Figure imgf000032_0002
where n> 0, p> 0, q> 0, and where R 2 , R 3 and R are chosen from the group consisting of reactive functions, -COOH, -OH or aliphatic hydrocarbon chains of type - (CH 2 ) r CH 3 with r> 0.
(e) le deuxième monomère couplé étant un anhydride d'acide avec double liaison =C répondant à la formule générale :(e) the second coupled monomer being an acid anhydride with double bond = C corresponding to the general formula:
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0001
dans laquelle R5 et Rβ sont choisis dans le groupe constitué par l'hydrogène -H, les chaînes aliphatiques hydrocarbônées, ramifiées ou non, du type -(CH2)r-CH3 avec r > 0.in which R 5 and Rβ are chosen from the group consisting of hydrogen -H, aliphatic hydrocarbon chains, branched or not, of the type - (CH 2 ) r -CH 3 with r> 0.
Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon la revendication 1 , caractérisés en ce que, dans le monomère de type d) répondant à la formule générale :Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to claim 1, characterized in that, in the monomer of type d) corresponding to the general formula:
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000033_0002
m peut être compris entre 1 et 4 mais est préférentiellement égal à 1.m can be between 1 and 4 but is preferably equal to 1.
Quand le couple Y-i, Y2 du carbone tertiaire est du type -COOH, Ri ou -OH, Ri, la chaîne hydrocarbonée Ri est une chaîne en Ci à Cι8 et préférentiellement une chaîne en C-i à C8. ,f When the couple Yi, Y 2 of the tertiary carbon is of the -COOH, Ri or -OH, Ri type, the hydrocarbon chain Ri is a Ci to Cι 8 chain and preferably a Ci to C 8 chain. , f
dans les groupes A et B, qui sont chacun des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires, éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements hydrocarbonés choisis dans le groupe constitué par :in groups A and B, which are each linear aliphatic hydrocarbon chains, optionally branched, comprising at least one of the hydrocarbon groups chosen from the group consisting of:
Figure imgf000033_0003
- n prend une valeur comprise entre 1 et 5, préférentiellement égale à 1 ;
Figure imgf000033_0003
- n takes a value between 1 and 5, preferably equal to 1;
- p prend une valeur comprise entre 1 et 5 ;- p takes a value between 1 and 5;
- q prend une valeur comprise entre 1 et 5 ;- q takes a value between 1 and 5;
* dans R2, R3 et R4, qui sont choisis dans le groupe constitué par les fonctions réactives, -COOH, -OH, et les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type -(CH2)rCH3, r prend une valeur comprise entre 1 et 5.* in R 2 , R 3 and R 4 , which are chosen from the group constituted by the reactive functions, -COOH, -OH, and the aliphatic hydrocarbon chains of the type - (CH 2 ) r CH 3 , r takes a value included between 1 and 5.
3. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisés en ©e que le monomère de type d) est préférentiellement l'acide citrique.3. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the monomer of type d) is preferably citric acid.
4. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que, dans le monomère de type e), répondant à la formule générale :4. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that, in the monomer of type e), corresponding to the general formula:
Figure imgf000034_0001
Figure imgf000034_0001
les R5 et Rβ sont des chaînes aliphatiques hydrocarbonées, ramifiées ou non, du type -(CH2)r-CH3 où r est choisi entre 1 et 5.R 5 and Rβ are aliphatic hydrocarbon chains, branched or not, of the type - (CH 2 ) r-CH 3 where r is chosen between 1 and 5.
5. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que le monomère de type e) est préférentiellement choisi dans le groupe constitué par l'anhydride maléique, l'anhydride itaconique, l'Ji hydride citraconique, l'anhydride tétrahydro-phtalique 3, 4, 5, 6.5. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the monomer of type e) is preferentially chosen from the group consisting of maleic anhydride, itaconic anhydride, ji hydride citraconic, tetrahydro-phthalic anhydride 3, 4, 5, 6.
6. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que, dans les autres monomères qui répondent aux formules générales :6. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that, in the other monomers which correspond to the general formulas:
HO-CO-D-CO-OH de type diacide, pour le type a),HO-CO-D-CO-OH of the diacid type, for type a),
HO-E-OH de type diol, pour le type b), et/ou HO-F-COOH de type acide-alcool, pour le type c), dans lesquelles D, E et F sont des chaînes aliphatiques hydrocarbonées linéaires, éventuellement ramifiées, comprenant l'un au moins des groupements :HO-E-OH of the diol type, for type b), and / or HO-F-COOH of the acid-alcohol type, for type c), in which D, E and F are linear, optionally branched, aliphatic hydrocarbon chains comprising at least one of the groups:
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
- S est préférentiellement compris entre 1 et 8, - T prend une valeur comprise entre 1 et 5,- S is preferably between 1 and 8, - T takes a value between 1 and 5,
- U prend une valeur comprise entre 1 et 5,- U takes a value between 1 and 5,
- dans R2, R3, 4, qui sont choisis dans les chaînes aliphatiques hydrocarbonées du type (-CH2)rCH3, r prend une valeur comprise entre 1 et 5.- In R2, R3, 4, which are chosen from aliphatic hydrocarbon chains of the (-CH 2 ) rCH 3 type , r takes a value between 1 and 5.
7. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que le monomère de type a) est un diacide préférentiellement choisi dans le groupe constitué par l'acide succinique, l'acide sébacique, l'acide phtalique, isophtalique, téréphtalique, l'acide malonique, l'acide adipique, l'acide diglycolique, l'acide glutarique.7. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the monomer of type a) is a diacid preferably chosen from the group consisting of succinic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic, terephthalic, malonic acid, adipic acid, diglycolic acid, glutaric acid.
8. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisés en ce que le monomère de type b) est un dialcool préférentiellement choisi dans le groupe constitué par l'éthylène glycol, diéthylène glycol, propylène glycol et le dipropylène glycol, le propane diol, les butanes diols 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, les pentanes diols 1-5 et 1-6, l'hexanediol. é 9. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 8, caractérisés en ce que le monomère de type (c) est un acide-alcool préférentiellement choisi dans le groupe constitué par l'acide lactique, l'acide glycolique, l'acide hydroxy- propanoïque, l'acide hydroxy-butanoïque, l'acide hydroxy-pentanoïque.8. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the monomer of type b) is a dialcohol preferably chosen from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and the dipropylene glycol, propane diol, butane diols 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, pentane diols 1-5 and 1-6, hexanediol. é 9. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the monomer of type (c) is an acid-alcohol preferably chosen from the group consisting of lactic acid, the acid glycolic, hydroxypropanoic acid, hydroxybutanoic acid, hydroxy pentanoic acid.
10. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 9, caractérisés en ce que les quantités relatives du monomère de type (d) muni d'un carbone tertiaire varient en utilisation industrielle entre 1 % en mole et 30% en mole et, préférentiellement, entre 1% en mole et 20% en mole du cumul de tous les monomères présents dans la composition porteurs du même type de fonctions réactives.10. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the relative amounts of the monomer of type (d) provided with a tertiary carbon vary in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably, between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
11. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 10, caractérisés en ce que les quantités relatives du monomère de type (e) sont choisies en utilisation industrielle entre 1% en mole et 30% en mole et, préférentiellement, entre 1 % en mole et 20% en mole du cumul de tous les monomères présents dans la composition porteurs du même type de fonctions réactives.11. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the relative amounts of the monomer of type (e) are chosen in industrial use between 1% by mole and 30% by mole and, preferably , between 1% by mole and 20% by mole of the total of all the monomers present in the composition carrying the same type of reactive functions.
12. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 11 , caractérisés en ce que les quantités relatives du monomère de type (d) ayant un carbone tertiaire qui est un diacide, un diol ou un acide-alcool et du monomère de type (e) qui est l'anhydride d'acide organique insaturé qui interviennent en mélange couplé dans la réaction de polycondensation par estérification, varient l'un par rapport à l'autre de 1 % à 99% en moles et, préférentiellement, de 1 % à 60% en moles d'équivalent de fonctions acides pour l'anhydride organique de type (e) et de 99% à 1 % en moles d'équivalent de fonctions acides, et préférentiellement de 99% à 40% pour les monomères acides de type (d).12. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the relative amounts of the monomer of type (d) having a tertiary carbon which is a diacid, a diol or an acid-alcohol and monomer of type (e) which is the unsaturated organic acid anhydride which intervenes in a coupled mixture in the polycondensation reaction by esterification, vary with respect to one another from 1% to 99% by moles and, preferably , from 1% to 60% in moles of equivalent of acid functions for organic anhydride of type (e) and from 99% to 1% in moles of equivalent of acid functions, and preferably from 99% to 40% for acid monomers of type (d).
13. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 12, caractérisés en ce que le rapport des groupements fonctionnels réactifs -OH et -COOH à l'exclusion des groupements réactifs pendants liés aux carbones tertiaires et aux acides-alcools présents, varie entre les limites :13. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the ratio of the reactive functional groups -OH and -COOH to the exclusion of the reactive reactive groups bound to tertiary carbons and to acid-alcohols present, varies between limits:
[ -OH] p , 0 , 95 < < 1 , 05[-OH] p, 0, 95 <<1, 05
[ -COOH] ι[-COOH] ι
14. Copolymères linéaires thermoplastiques biodégradables selon l'une au moins des revendications 1 à 13, caractérisés en ce que leur masse moléculaire est comprise entre 500 et 100.000 et, préférentiellement, comprise entre 2.000 et 30.000.14. Linear biodegradable thermoplastic copolymers according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that their molecular mass is between 500 and 100,000 and, preferably, between 2,000 and 30,000.
15. Compositions comprenant au moins un copolymère défini selon l'une au moins des revendications 1 à 14, et au moins un ion choisi dans le groupe constitué préférentiellement par Ca2+, Mg2+, Zn2+, Al3+, Si4+, Ti4+ et/ou au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par un oxyde de calcium, un oxyde de magnésium, un oxyde de zinc, un oxyde d'aluminium, un oxyde de silicium, un oxyde de titane.15. Compositions comprising at least one copolymer defined according to at least one of claims 1 to 14, and at least one ion chosen from the group preferably made up of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Si 4+ , Ti 4+ and / or at least one oxide chosen from the group consisting of a calcium oxide, a magnesium oxide, a zinc oxide, an aluminum oxide, a silicon oxide, a titanium oxide.
16. Compositions selon la revendication 15, caractérisées en ce qu'elles comprennent également au moins un polymère naturel biodégradable.16. Compositions according to claim 15, characterized in that they also comprise at least one biodegradable natural polymer.
17. Compositions comprenant au moins un copolymère défini selon l'une au moins des revendications 1 à 14 et au moins un polymère naturel biodégradable.17. Compositions comprising at least one copolymer defined according to at least one of claims 1 to 14 and at least one biodegradable natural polymer.
«"
18. Compositions selon l'une au moins des revendications 15, 16 ou 17, caractérisées en ce que :18. Compositions according to at least one of claims 15, 16 or 17, characterized in that:
- le au moins un copolymère est présent à raison de 30% à 100% en poids et, de préférence, de 50% à 90% en poids par rapport au poids total de la composition ;- The at least one copolymer is present in an amount of 30% to 100% by weight and, preferably, from 50% to 90% by weight relative to the total weight of the composition;
- le polymère naturel biodégradable est présent à raison de 70% à 0% en poids et, de préférence, de 50% à 10% en poids par rapport au poids total de la composition.- The biodegradable natural polymer is present in an amount of 70% to 0% by weight and, preferably, from 50% to 10% by weight relative to the total weight of the composition.
19. Compositions selon l'une au moins des revendications 16 à 17, caractérisées en ce que le au moins un polymère naturel biodégradable est choisi dans le groupe constitué par les glucides qui sont des polysaccharides, les protéines, les acides nucléiques, les acides aminés et les lipides.19. Compositions according to at least one of claims 16 to 17, characterized in that the at least one biodegradable natural polymer is chosen from the group consisting of carbohydrates which are polysaccharides, proteins, nucleic acids, amino acids and lipids.
20. Compositions selon la revendication 19, caractérisées en ce que le au moins un polymère naturel choisi est préférentiellement un polysaccharide et, plus particulièrement, l'amidon et/ou le gluten et/ou la cellulose.20. Compositions according to claim 19, characterized in that the at least one natural polymer chosen is preferably a polysaccharide and, more particularly, starch and / or gluten and / or cellulose.
21. Compositions selon la revendication 19, caractérisées en ce que le au moins un polymère naturel est une protéine choisie parmi celles provenant des œufs et/ou du lait et/ou des céréales. 21. Compositions according to claim 19, characterized in that the at least one natural polymer is a protein chosen from those originating from eggs and / or milk and / or cereals.
22. Compositions selon la revendication 19, caractérisées en ce que le au moins un polymère naturel est une lipide choisie parmi celles provenant des huiles végétales.22. Compositions according to claim 19, characterized in that the at least one natural polymer is a lipid chosen from those originating from vegetable oils.
23. Compositions selon l'une au moins des revendications 15 à 22, caractérisées en ce qu'elles contiennent des agents habituellement mis en œuvre dans les compositions polymères, en particulier, des colorants, des pigments, des charges minérales, des antioxydants, des antiultraviolets, des plastifiants, des retardateurs de flammes.23. Compositions according to at least one of claims 15 to 22, characterized in that they contain agents usually used in polymer compositions, in particular, dyes, pigments, mineral fillers, antioxidants, UV inhibitors, plasticizers, flame retardants.
24. Compositions selon l'une au moins des revendications 15 à 23, caractérisées en ce qu'elles contiennent d'autres matières polymères telles que des alcools polyvinyliques, des copolymères d'éthylène et d'alcool vinylique, des polyamides, des polyuréthanes, des polyacryliques, des polycarbonates, seuls ou en mélange.24. Compositions according to at least one of claims 15 to 23, characterized in that they contain other polymeric materials such as polyvinyl alcohols, copolymers of ethylene and vinyl alcohol, polyamides, polyurethanes, polyacrylics, polycarbonates, alone or as a mixture.
25. Compositions selon la revendication 24, caractérisées en ce que les autres matières polymères sont présentes à raison de 1 à 25 parties en poids pour 100 parties en poids de copolymères définis selon l'une au moins des revendications 1 à 14 ou de compositions définies selon l'une au moins des revendications 15 à 24.25. Compositions according to claim 24, characterized in that the other polymeric materials are present in an amount of 1 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of copolymers defined according to at least one of claims 1 to 14 or of defined compositions according to at least one of claims 15 to 24.
26. Compositions selon l'une au moins des revendications 15 à 25, caractérisées en ce que le au moins un copolymère défini selon l'une au moins des revendications 1 à 14 est réticulé par ouverture des doubles liaisons de l'anhydride insaturé.26. Compositions according to at least one of claims 15 to 25, characterized in that the at least one copolymer defined according to at least one of claims 1 to 14 is crosslinked by opening the double bonds of the unsaturated anhydride.
27. Procédé de préparation des copolymères tels que définis dans l'une au moins des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la polycondensation des monomères de types (a), (b), (c), (d) et (e)27. Process for the preparation of copolymers as defined in at least one of claims 1 to 14, characterized in that the polycondensation of the monomers of types (a), (b), (c), (d) and (e )
- s'effectue dans un réacteur à couche mince,- takes place in a thin-film reactor,
- en l'absence de catalyseur,- in the absence of catalyst,
- à une température comprise entre 110° C et 170 °C, - avec élimination "in situ" des phases gazeuses formées,- at a temperature between 110 ° C and 170 ° C, - with "in situ" elimination of the gaseous phases formed,
- éventuellement avec ajout d'agents divers de types connus,- possibly with the addition of various agents of known types,
- puis extrusion et coupe de la matière extrudée. - then extrusion and cutting of the extruded material.
28. Procédé de préparation des compositions telles que définies dans l'une au moins des revendications 15 à 26, caractérisé en ce que :28. Process for preparing the compositions as defined in at least one of claims 15 to 26, characterized in that:
- dans une première étape, on effectue, en l'absence de catalyseur, la polycondensation des monomères de types (a), (b), (c), (d) et (e), dans un réacteur à couche mince, le milieu réactionnel étant placé sous une température comprise, et pouvant évoluer, entre 1 10° C et 170° C, avec élimination des phases aqueuses formées ;- In a first step, polycondensation of the monomers of types (a), (b), (c), (d) and (e) is carried out, in the absence of a catalyst, in a thin-film reactor, reaction medium being placed at a temperature comprised, and being able to evolve, between 110 ° C. and 170 ° C., with elimination of the aqueous phases formed;
- dans une deuxième étape, on introduit, dans le réacteur à couche mince, au sein du copolymère formé, au moins un polymère naturel biodégradable et/ou au moins un. ion choisi dans le groupe constitué par Ca2+, Mg2+, Zn2+, Al3+, Si4+, ti4+ et/ou au moins un oxyde choisi dans le groupe constitué par CaO, MgO, ZnO, AI2O3, SiO2, TiO2, éventuellement avec ajout d'agents divers de types connus, le milieu réactionnel étant maintenu à une température ne dépassant pas 170° C ;- In a second step, at least one natural biodegradable polymer and / or at least one is introduced into the thin-film reactor, within the copolymer formed. ion chosen from the group consisting of Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Si 4+ , ti 4+ and / or at least one oxide chosen from the group consisting of CaO, MgO, ZnO, AI 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , optionally with the addition of various agents of known types, the reaction medium being maintained at a temperature not exceeding 170 ° C;
- puis on effectue l'extrusion et la granulation de la matière extrudée.- Then the extrusion and the granulation of the extruded material are carried out.
29. Procédé de préparation selon l'une ou l'autre des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce que le au moins un copolymère défini selon l'une au moins des revendications 1 à 14 est réticulé, par voie chimique, en présence d'un catalyseur approprié choisi dans le groupe constitué par le peroxyde de méthyl-éthyl-cétone associé à un sel de cobalt, le peroxyde de benzoyle seul ou associé à une aminé tertiaire, l'hydroperoxyde de cumène, l'hydroperoxyde de méthyl-isobutyl cétone, le peroxyde de lauryle, le peroxyde de cyclohexanone, le peroxyde de dicumyle.29. Preparation process according to either of claims 27 or 28, characterized in that the at least one copolymer defined according to at least one of claims 1 to 14 is crosslinked, chemically, in the presence of '' a suitable catalyst chosen from the group consisting of methyl ethyl ketone peroxide associated with a cobalt salt, benzoyl peroxide alone or associated with a tertiary amine, cumene hydroperoxide, methyl isobutyl hydroperoxide ketone, lauryl peroxide, cyclohexanone peroxide, dicumyl peroxide.
30. Procédé de préparation selon l'une ou l'autre des; revendications 27 ou 28, caractérisé en ce que le au moins un copolymère défini selon l'une au moins des revendications 1 à 14 est, réticulé par irradiation ultraviolette, infrarouge ou électronique.30. Preparation process according to one or the other; claims 27 or 28, characterized in that the at least one copolymer defined according to at least one of claims 1 to 14 is, crosslinked by ultraviolet, infrared or electronic irradiation.
31. Utilisation des copolymères définis selon l'une au moins des revendications 1 à 14, et des compositions définies selon l'une au moins des revendications 15 à 26, selon leurs masses molaires, par ajustement de leur formulation, à la réalisation d'articles, en particulier des cartes à puce à contact ou sans contact, les étiquettes électroniques, les films imperméables, les jouets, ou utilisés comme adhésifs, encres d'impression. 31. Use of the copolymers defined according to at least one of claims 1 to 14, and of the compositions defined according to at least one of claims 15 to 26, according to their molecular weights, by adjusting their formulation, in the production of articles, in particular contact or contactless smart cards, electronic labels, waterproof films, toys, or used as adhesives, printing inks.
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