对倒入垃圾掩埋地的城市固体废物的不当处理与城市固体废物流中包括塑料在内的不可降解材料的不断增加的共同作用，大幅减少了可用的垃圾掩埋地数量并且增加了城市固体废物处理的成本。尽管在许多情况下可回收利用废物流中可重复使用的组分，但回收利用的成本以及回收材料所需的基础设施有时非常昂贵。此外，有些产品不太适合回收利用的架构。不可回收利用的固体废物的堆肥是一种公认的不断发展的方法，该方法可降低进行填埋处理的固体废物的体积和/或利用废物来制备可用的产品以提高田地和园林的能育性。推销此类堆肥的局限之一是未降解的塑料例如薄膜或纤维碎片的可见污染。
因此，期望提供可用于一次性产品并能在废物堆肥过程中通常存在的条件下降解成污染较小的形式的组分。这些条件包括温度不高于70℃，平均温度在55℃至60℃范围内；湿度条件可高达100％的相对湿度；并且暴露时间在数周至数月范围内。还希望提供不仅可在堆肥过程中进行有氧/厌氧降解而且会在土壤或垃圾掩埋地中继续降解的一次性组分。非常期望在存在水的情况下，组分可继续分解成可被微生物降解成沼气、生物质和渗滤液的低分子量片段，如天然有机材料例如木材所发生的情况。
可生物降解的薄膜是已知的。例如，Wielicki在US 3,602,225中公开了包含增塑的再生纤维素薄膜的阻挡薄膜的用途。Comerford等人在US3,952,347中公开了可生物降解的薄膜，该薄膜包含不可生物降解的基质例如聚(乙烯醇)和约40至60重量％的可生物降解材料，例如淀粉。
可生物降解的聚酯是已知的并且可分成三种通用类别；脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和磺化脂族-芳族聚酯。
如本文所用，脂族聚酯是单独衍生自脂族二羧酸的聚酯，如聚(亚乙基琥珀酸酯)和聚(1，4-丁烯己二酸酯)；以及聚(羟基烷酸酯)，例如聚羟基丁酸酯、聚交酯、聚已酸内酯、以及聚乙醇酸交酯。例如，Clendinning等人在US 3,932,319中公开了可生物降解的共混物中的可生物降解的脂族聚酯，例如聚(亚乙基己二酸酯)的应用，Casey等人在US 4,076,798中公开了衍生自二甘醇酸和不受阻碍的二元醇的可生物降解的树脂。
如本文所用，脂族-芳族聚酯包括衍生自脂族二羧酸与芳族二羧酸的混合物的聚酯。例如，Sublett在US 4,419,507中公开了衍生自100摩尔％的二元酸组分和100摩尔％的二元醇组分的共聚酯，其中所述二元酸组分包含40至100摩尔％的对苯二甲酸和0至60摩尔％的含有3至12个碳原子的第二二羧酸，所述二元醇组分包含40至100摩尔％的1，4-丁二醇和0至60摩尔％的二(乙二醇)，它的一个实例为用50摩尔％的癸二酸和50摩尔％的对苯二甲酸与1，4-丁二醇制备的聚酯。
例如，Gallagher等人在US 5,171,308中、Warzelhan等人在US6,114,042和US 6,201,034中公开了脂族-芳族聚酯的薄膜和涂覆的基底。Buchanan等人在US 6,342,304中公开的脂族-芳族聚酯的实例包括聚(1，6-己烯对苯二甲酸-共-戊二酸酯)(摩尔比50∶50)、聚(1，4-丁烯对苯二甲酸-共-戊二酸酯)(摩尔比40∶60)、聚(1，4-丁烯对苯二甲酸-共-戊二酸酯)(摩尔比60∶40)、聚(1，4-丁烯对苯二甲酸-共-琥珀酸酯)(摩尔比30∶70)、聚(1，4-丁烯对苯二甲酸-共-琥珀酸酯)(摩尔比15∶85)、聚(1，4-丁烯-共-对苯二甲酸-共-戊二酸酯)(摩尔比45∶55)、以及聚(1，4-丁烯对苯二甲酸-共-戊二酸酯-共-二乙醇酸酯)(摩尔比45∶50∶5)。
如本文所用，磺化脂族-芳族聚酯包括衍生自脂族二羧酸与芳族二羧酸的混合物并在其中结合有磺化单体(例如5-磺基间苯二甲酸的盐)的聚酯。Heilberger在US 3,563,942中公开了可溶于溶剂的、包含0.1至10摩尔％的磺化芳族单体的直链磺化脂族-芳族共聚酯的含水分散体。Popp等人在US 3,634,541中公开了包含0.1至10摩尔％的亚二甲苯基磺化盐单体的形成纤维的磺化脂族-芳族共聚酯。Kibler等人在US 3,779,993中公开了包含2至12.5摩尔％的磺基化单体的直链磺化脂族-芳族共聚酯。Schade在US 4,104,262中公开了包含1至5摩尔％的碱金属-磺酸基的低分子量水分散性聚酯。
衍生自磺化脂族-芳族聚酯的薄膜是已知的，例如Gallagher等人在US5,171,308中有所公开。该文献中还公开了填充淀粉的磺化脂族-芳族聚酯薄膜。US 5,171,308中还公开了与磺化脂族-芳族聚酯层合的基底。
Warzelhan等人在US 6,018,004、US 6,114,042和US 6,201,034中公开了某些磺化脂族-芳族共聚酯组合物以及它们在基底涂层、薄膜和泡沫中的用途。然而，没有包括本文所公开的1，3-丙二醇的组合物的例证和/或本发明的组合物显著改善的热特性。
已知的可生物降解的包装材料通常包括共混物，本领域中一些公布的工作提出，单一聚合物在包装所用的广泛温度范围内不具有足够的稳定性。例如，Khemani等人在WO 02/16468A1中公开了将单一聚合物或共聚物用作包装材料是不利的。
用于包装材料中已知的可生物降解的材料的实例包括：NationalStarch Company(Bridgewater，NJ)的产品它是羟丙基化的淀粉产品；以及DuPont与Con Agra Company的合资机构EnPac Company的产品例如，Collinson在US 5,178,469中公开了用于折叠式可生物降解容器(例如袋子，用于装含有液体的固体)的牛皮纸上的纤维素薄膜或玻璃纸的用途。Tanner等人在US 5,213,858中公开了可生物降解的纸板层压体结构，该结构包括纸板基底，可低温挤出涂覆的、热密封的可生物降解聚合物例如聚(乙烯醇)或淀粉的外层，以及可热密封的、不可生物降解的聚合物例如聚乙烯的内层。基底可用于制备例如杯子、容器和食品包装。Franke等人在US 5,512,090中描述了可挤出的可生物降解的包装材料，该材料主要由含植物油的淀粉、聚(乙烯醇)、甘油蛋白质谷物粗粉、单硬脂酸甘油酯、以及任选的水组成。所公开的组合物可用于制备低密度、泡沫基底型产品。Redd等人在US 6,106,753中公开了用由80至90％的淀粉和20至10重量％的可生物降解的聚合物组成的混合物制成的模制的可生物降解制品。他们还公开了将可生物降解的薄膜层压在制品上。用于包装的可生物降解材料的用途还在例如US 3,137,592、US 4,673,438、US 4,863,655、US5,035,930、US 5,043,196、US 5,095,054、US 5,300,333和US 5,413,855中有所公开。
尽管已经了解脂族-芳族共聚酯和磺化脂族-芳族共聚酯组合物、以及它们在形成薄膜、涂层和层压体中的用途，以及在例如一次性快餐包装中的用途，但此类共聚酯的性能仍待提高。此类共聚酯及其用途的示例性公开包括以下公开内容：Gallagher等人(US 5,171,308、US 5,171,309和US5,219,646)，Buchanan等人(US 5,446,079和US 6,342,304)，以及Warzelhan等人(US 5,936,045、US 6,018,004、US 6,046,248、US6,114,042、US 6,201,034、US 6,258,924和US 6,297,347)。通常，基于乙二醇的磺化脂族-芳族共聚酯趋于比基于1，4-丁二醇的磺化脂族-芳族共聚酯具有更高的结晶熔点，但也可具有相对较低的结晶度和结晶速率，尤其当它们包含相对较高比率的脂族二羧酸组分时更是如此。另一方面，已知的基于1，4-丁二醇的磺化脂族-芳族共聚酯往往具有良好的结晶度和结晶速率，但却具有较低的结晶熔点，尤其是那些包含较大含量的脂族二羧酸组分的共聚酯。此外，一些此类磺化脂族-芳族共聚酯不会为如此大量的最终用途例如薄膜、涂层和层压体提供足够或最佳的温度特性，例如结晶熔点、结晶度和结晶速率。
本发明提供了衍生自1，3-丙二醇和癸二酸的磺化脂族-芳族共聚酯。与一些已知的共聚酯相比，本文所公开的磺化脂族-芳族共聚酯可提供改善的热特性。具体地讲，本文所公开的磺化脂族-芳族共聚酯可提供已知的脂族-芳族共聚酯所没有公开的高温性能与改善的可堆肥性的理想平衡。
尽管像例如WO 02/16468A1所公开，已使用了共混物来获得聚酯的物理和/或热特性的所需平衡，但本领域内的技术人员将会知道，使用聚合型共混物必然会使得用于制备薄膜、涂层和层压体的过程复杂化。本发明无需使用共混物，并且提供了具有最佳热特性和物理特性的磺化脂族-芳族共聚酯。然而，本文所公开的包含磺化脂族-芳族共聚酯的共混物也在本发明的范围内。
发明概述
本发明的一个方面包括某些磺化脂族-芳族共聚酯以及制备磺化脂族-芳族共聚酯的方法。
本发明涉及包含酸组分、二元醇组分、以及0至约5.0摩尔％的多官能支化剂的磺化脂族-芳族共聚酯；
其中所述酸组分包含：
a.按100摩尔％的酸组分的总量计约68.0至40.0摩尔％的芳族二羧酸组分；
b.按100摩尔％的酸组分的总量计约32.0至56.0摩尔％的癸二酸；以及
c.约0.0至约4.0摩尔％的磺化组分；并且
其中所述二元醇组分基本上由下列组成：
a.按100摩尔％的二元醇组分的总量计100.0至95.0摩尔％的作为第一二元醇组分的1，3-丙二醇，以及
b.按100摩尔％的二元醇组分的总量计0至5.0摩尔％的第二二元醇组分。
本发明的另一个方面是显著降低了提供本文所述的组合物的生物降解性和机械特性功能的癸二酸组分的含量，其中脂族二羧酸组分和磺化或非磺化组分的存在提供了长期的材料生物降解性，同时保留可使材料在柔性包装应用所需的温度下保持完整性的材料特性。
对本领域的技术人员来说，根据以下公开和附加的权利要求书，本发明的这些和其他方面将显而易见。
发明详述
本发明包括某些磺化脂族-芳族共聚酯的组合物、成型制品，优选地例如薄膜、涂层和层压体、以及制备磺化脂族-芳族共聚酯的方法。本发明还包括含有磺化脂族-芳族共聚酯的食品包装，尤其是一次性食品包装，例如包裹物、杯子、碗、碟。在此类包装中，磺化脂族-芳族共聚酯可包含在基底例如纸材、纸板、无机泡沫、有机泡沫、以及无机-有机泡沫上的薄膜、涂层中，或包含在基底例如纸材、纸板、无机泡沫、有机泡沫、以及无机-有机泡沫上的层压体中。
磺化脂族-芳族共聚酯包含酸组分、二元醇组分、以及0至约5.0摩尔％的多官能支化剂。酸组分包含按100摩尔％的酸组分的总量计约68.0至40.0摩尔％的芳族二甲酸组分、约32.0至56.0摩尔％的癸二酸、以及约0.0至约4.0摩尔％的磺酸盐组分。二元醇组分基本上由按100摩尔％的二元醇组分的总量计100.0至90.0摩尔％、作为第一二元醇组分的1，3-丙二醇、以及0至5.0摩尔％的第二二元醇组分组成。
如本文所述，磺化脂族-芳族共聚酯的组分的百分比合计达200摩尔％。本领域的技术人员将要了解的是，200摩尔％包括100摩尔％的混合的二羧酸和磺酸盐组分；以及100摩尔％的混合的1，3-丙二醇、任选的其他二元醇组分和任选的多官能支化剂。本文所述的百分比、重量和其他数量的范围旨在包括所述的范围端点以及范围内的每个中间点。因此，仅作为举例，范围“0.0至4摩尔％的磺酸盐组分”包括0.0、0.2、0.3、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0摩尔％以及其中的点，最多达到并且包括4摩尔％。
芳族二羧酸组分优选地选自未取代的和取代的芳族二羧酸以及具有8至20个碳的芳族二羧酸的低级烷基酯。二羧酸组分中所期望的二酸部分的实例包括那些衍生自对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸酯和二苯甲酸酯的二酸。所需的芳族二羧酸组分的具体实例包括：对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯、2，7-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸二甲酯、3，4’-二苯醚二甲酸、3，4’-二苯醚二甲酸二甲酯、4，4’-二苯醚二甲酸、4，4’-二苯醚二甲酸二甲酯、3，4’-二苯硫醚二甲酸、3，4’-二苯硫醚二甲酸二甲酯、4，4’-二苯硫醚二甲酸、4，4’-二苯硫醚二甲酸二甲酯、3，4’-二苯基砜二甲酸、3，4’-二苯基砜二甲酸二甲酯、4，4’-二苯基砜二甲酸、4，4’-二苯基砜二甲酸二甲酯、3，4’-二苯甲酮二甲酸、3，4’-二苯甲酮二甲酸二甲酯、4，4’-二苯甲酮二甲酸、4，4’-二苯甲酮二甲酸二甲酯、1，4-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸二甲酯、4，4’-亚甲基二(苯甲酸)、4，4’-亚甲基二(苯甲酸)二甲酯、以及由它们衍生的混合物。如本文所用，与化合物或其他组分列表有关的术语“由其衍生的混合物”包括列表中的两种或更多种组分的任何组合，但并非意味着列表中的组分必须与任何其他物质发生反应。优选地，芳族二羧酸组分衍生自对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯、以及由它们衍生的混合物。可使用任何已知的芳族二羧酸。
为方便起见，本文所公开的磺化脂族-芳族共聚酯在本文中还被称为“共聚酯组合物”。优选地，共聚酯组合物包含按二羧酸组分和磺酸盐组分的总量计68至40摩尔％的芳族二羧酸组分。更优选地，共聚酯组合物包含64至38摩尔％的芳族二羧酸组分。
脂族二羧酸组分优选地选自未取代和取代的、直链和支链的脂族二羧酸、以及具有2至36个碳原子的脂族二羧酸的低级烷基酯。所需的脂族二羧酸组分的具体实例包括：草酸、草酸二甲酯、丙二酸、丙二酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、甲基琥珀酸、戊二酸、戊二酸二甲酯、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、己二酸二甲酯、3-甲基己二酸、2，2，5，5-四甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、壬二酸二甲酯、癸二酸、1，11-十三烷二酸、1，10-癸二酸、十一烷二酸、1，12-十四烷二酸、十六烷二酸、二十二烷二酸、二十四烷二酸、二聚酸、以及由它们衍生的混合物。优选地，脂族二羧酸组分选自琥珀酸、琥珀酸二甲酯、戊二酸、戊二酸二甲酯、己二酸、己二酸二甲酯、癸二酸、癸二酸二甲酯、以及由它们衍生的混合物。可使用任何已知的脂族二羧酸。共聚酯组合物优选地包含按脂族二羧酸组分的总量计30至60摩尔％的癸二酸。更优选地，为脂族二羧酸组分的32至56摩尔％。
磺化脂族-芳族共聚酯包含按脂族二羧酸组分的总量计0.0至4摩尔％的磺酸基。尽管并不旨在使本发明受任何具体理论的约束，但据信磺酸基的存在可提高共聚酯的生物降解率。例如，在一些实施方案中，本文所公开的共聚酯的生物降解速率比不含此类磺酸基的已知共聚酯快至少10％。磺酸基可引入脂族或芳族单体，或者可作为端基引入。示例性的脂族磺酸盐组分包括磺基琥珀酸的金属盐。可用作端基的示例性芳族磺酸盐组分包括3-磺基苯酸、4-磺基苯酸、以及5-磺基水杨酸的金属盐。优选的是包含连结到芳族二羧酸的磺酸盐基团的磺酸盐组分。可存在于芳族二羧酸中的示例性的芳族核包括苯、萘、二苯基、氧二苯基、磺酰二苯基、亚甲基二苯基。优选地，磺酸盐组分是磺酸盐取代的邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、或2，6-萘二甲酸的残基。更优选地，磺酸盐组分是5-磺基间苯二甲酸的金属盐或5-磺基间苯二甲酸的低级烷基酯。金属盐可选自一价或多价碱金属离子、碱土金属离子、或其他金属离子。优选的碱金属离子包括钠、钾和锂。但是，也可使用碱土金属，例如镁。其他可用的金属离子包括过渡金属离子，例如锌、钴或铁。例如当需要提高磺化脂族-芳族共聚酯的粘度时，可使用多价金属离子。此熔融粘度的提高可显示作用的最终用途的实例包括熔融挤出涂层、熔喷容器或薄膜、以及泡沫。仅仅0.0摩尔％的磺酸基就可显著改善所得的薄膜或涂层的性能特性。更优选地，磺化脂族-芳族共聚酯中的含磺酸基的组分的量为0.0至4.0摩尔％。
第二二元醇组分优选地选自具有2至36个碳原子的未取代的、取代的、直链的、支链的环脂族、脂族-芳族和芳族二醇。所需的其他二元醇组分的具体实例包括例如乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，16-十六烷二醇、二聚二醇、4，8-二(羟甲基)-三环[5.2.1.0/2.6]癸烷、1，4-环己二甲醇、异山梨醇、二(乙二醇)、三(乙二醇)、分子量在约500至约4000范围内的聚(亚烷基醚)乙二醇类；聚(乙二醇)、聚(1，3-丙二醇)、聚(1，4-丁二醇)、聚四氢呋喃、聚(五亚甲基二醇)、聚(六亚甲基二醇)、聚(环庚烷二醇)、聚(乙二醇)-聚(丙二醇)-聚(乙二醇)嵌段聚合物、4，4’-异亚丙基乙氧基化二酚(乙氧基化双酚A)、4，4’-(1-苯基亚乙基)乙氧基化双酚(乙氧基化双酚AP)、4，4’-亚乙基乙氧基化双酚(乙氧基化双酚E)、双(4-羟基苯基)乙氧基化次甲基(乙氧基化双酚F)、4，4’-(1，3-亚苯基二异亚丙基)乙氧基化双酚(乙氧基化双酚M)、4，4’-(1，4-亚苯基二异亚丙基)乙氧基化双酚(乙氧基化双酚P)、4，4’-乙氧基化磺酰基联苯酚(乙氧基化双酚S)、4，4’-乙氧基化亚环己基双酚(乙氧基化双酚Z)、以及由它们衍生的混合物。可使用任何已知的二元醇。
任选的多官能支化剂旨在包括任何具有三个或更多个甲酸官能团、羟基官能团或它们的混合物的材料。所需的多官能支化剂组分的具体实例包括：1，2，4-苯三甲酸、偏苯三酸、三甲基-1，2，4-苯三甲酸酯、1，2，4-苯三甲酸酐、偏苯三酸酐、1，3，5-苯三甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸、均苯四甲酸、1，2，4，5-苯四甲二酸酐、均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐、1，4，5，8-萘四酸二酐、柠檬酸、四氢呋喃-2，3，4，5-四甲酸、1，3，5-环己三酸、季戊四醇、甘油、2-(羟甲基)-1，3-丙二醇、2，2-二(羟甲基)丙酸、以及由它们衍生的混合物。可将任何包含三个或更多个甲酸或羟基官能团的多官能材料用作支化剂。当特定的最终用途需要较高的树脂熔融粘度时，需要使用多官能支化剂。此类最终用途的实例包括熔融挤出涂层、熔喷薄膜或容器、以及泡沫。优选地，脂族-芳族共聚酯包含0至1.0摩尔％的多官能支化剂。
要想获得所需的物理特性，磺化脂族-芳族共聚酯优选地具有至少0.15的特性粘度(IV)。更可取的是，根据室温下在50∶50(重量)的三氟乙酸与二氯甲烷溶剂体系溶液中的0.5％(重量/体积)共聚酯溶液上进行的测量，磺化脂族-芳族共聚酯的特性粘度为至少0.35dL/g。这些特性粘度可满足某些应用。对于许多其他应用，例如薄膜、瓶子、片材和模制树脂来说，期望具有较高的特性粘度。可调节聚合反应条件以获得此类所需的较高特性粘度并能够制备具有0.7、0.8、0.9、1.0、1.5或2.0dL/g和甚至更高的特性粘度的共聚酯。
本领域的技术人员将会认识到，磺化脂族-芳族共聚酯的IV是分子量的指标。一些聚合物的分子量通常不是直接测得的。相反，溶液中聚合物的特性粘度或熔融粘度被用作分子量的指标。特性粘度是用于对聚合物种类中的样本(例如聚对二苯甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯等)进行比较的分子量指标，并在本文中用作分子量指标。
磺化脂族-芳族共聚酯可通过常规的缩聚技术制备。产物组合物可有所差别，这在一定程度上取决于所用的制备方法，尤其与共聚酯中二醇的量有关。缩聚过程包括二醇单体与酰氯的反应。例如，可在存在碱(例如制备时可中和盐酸的吡啶)的情况下，将芳族二羧酸组分的酰氯、脂族二羧酸组分的酰氯、以及磺酸盐组分的酰氯与1，3-丙二醇和第二二元醇组分在溶剂(例如甲苯)中混合。此类过程是已知的并且例如R.Storbeck等人在J.Appl.Polymer Science，1996年第59卷，第1199至1202页中有所公开，该文献的公开内容以引用方式并入本文。还可采用其他熟知的使用酰氯的变型，例如界面聚合反应，或者可在加热时简单地将单体搅拌在一起。
当用酰氯制备共聚酯时，产物聚合物中单体单元的比率与反应单体的比率大致相同。因此，装入反应器的单体的比率与产物中所需的比率大致相同。可使用化学计量相等的二醇组分和二酸组分来获得聚合物中所需的高分子量。
优选地，用熔融聚合反应法来制备磺化脂族-芳族共聚酯。熔融聚合反应法中，在存在催化剂的情况下并在足以使单体结合形成酯和二酯然后形成低聚物并最终形成聚合物的高温下，将以下物质混合：芳族二羧酸组分，如酸、酯或由其衍生的混合物；脂族二羧酸组分，如酸、酯或由其衍生的混合物；磺酸盐组分；1，3-丙二醇；任选的其他二醇组分；以及任选的多官能支化剂。聚合反应过程的产物为熔融产物。一般来讲，第二二元醇组分和1，3-丙二醇具有挥发性，多余的量可随着聚合反应的进行从反应器中蒸馏出来。对于本领域的技术人员来说，此类过程通常是已知的。
熔融加工条件，尤其是与所用的单体量有关的条件取决于所需的聚合物组成。对1，3-丙二醇、其他二醇组分、芳族二羧酸组分、脂族酸组分、磺酸盐组分和任选的支化剂的量进行有利地选择，以使得最终聚合产物包含所需量的各种单体单元，并且期望的是含有衍生自各个二醇和二酸组分的等摩尔量的单体单元。由于一些单体，尤其是一些第二二元醇组分和1，3-丙二醇组分具有挥发性，并且受到例如反应器是否密封(即，是否受压)、聚合反应的升温速率、以及合成聚合物时使用的蒸馏塔的效率等可变因素的影响，因此在聚合反应开始时一些单体可能会过量，并且随着反应的进行通过蒸馏移除过量的单体。第二二元醇组分和1，3-丙二醇组分尤其如此。
装入具体反应器的单体的量可由熟练的工作人员确定，但通常在以下范围内。通常需要装入过量的二酸、1，3-丙二醇组分、以及其他二醇，并随着聚合反应的进行通过蒸馏或其他方法将过量的二酸、1，3-丙二醇和其他二醇移除。有利的是，装入的1，3-丙二醇的量比最终聚合物中所需的掺入含量多10％至100％。更优选地，装入的1，3-丙二醇组分的量比最终聚合物中所需的掺入含量多20％至70％。装入的第二二元醇组分的量可比最终产物中所需的掺入含量多0至100％，这在一定程度上取决于第二二元醇组分的挥发性。
由于在聚合反应过程中单体损耗的大幅变化取决于例如蒸馏塔和其他种类的回收利用系统的效率，因此给出的单体的范围非常宽并且仅为近似值。装入反应器以获得具体所需的组合物的优选单体量由熟练的工作人员确定。
在优选的聚合反应方法中，在存在催化剂或催化剂混合物的情况下将单体混合，并在混合过程中逐渐将其加热到200℃至约300℃范围内，有利的是220℃至295℃。条件和催化剂在一定程度上取决于二酸是作为实际的酸还是作为二甲基酯进行聚合。催化剂可开始就包含在反应物中，和/或可在加热混合物时进行一次或多次添加。持续加热和搅拌足够的时间并达到足够的温度，并且通常通过蒸馏移除过量的反应物，从而获得适用于制备加工的产品的具有足够高分子量的熔融聚合物。
可使用的催化剂包括锂、钙、镁、锰、锌、铅、锑、锡、锗和钛的盐，例如乙酸盐和氧化物，包括二醇加合物，以及钛醇盐。此类催化剂是已知的，并且使用的催化剂或催化剂的组合或序列可由熟练的工作人员选择。优选的催化剂和优选的条件可不同，这取决于例如二酸单体是作为游离的二酸还是作为二甲基酯进行聚合，和/或取决于二醇组分的化学组成。随着反应的进行，可改变催化剂的性质。可使用任何已知的可用于此类聚合反应的催化剂体系。
可选择用于具体用途和提供具体性能组合的聚合物的单体组合物。本领域的技术人员将会知道，所观察到的热特性取决于共聚酯组合物中使用的每种组分的化学特性和含量。具有适于许多应用的足够特性粘度的磺化脂族-芳族共聚酯可通过上述熔融缩合方法制备。可使用固态聚合反应获得更高的特性粘度(分子量)。
用熔融聚合反应制备的共聚酯在挤出、冷却和微粒化后基本上是非结晶的。可通过将非结晶材料加热至玻璃化转变温度以上的温度并保持较长的一段时间来使其变为半结晶材料。这可诱发结晶，从而可将产物加热至更高的温度以提高分子量。如果需要，可在固态聚合反应之前通过用于聚酯的相对较弱的溶剂进行处理来使聚合物结晶，所述溶剂可通过降低玻璃化转变温度来诱发结晶。溶剂诱发的聚酯结晶是已知的，这在例如US 5,164,478和US 3,684,766中有所公开。
然后将粒状或粉状的聚合物放入惰性气体(通常为氮气)流中，或者在1托的真空下，在高温但低于聚合物的熔融温度下保持一段时间，使半结晶聚合物进行固态聚合反应，直到获得所需的分子量。
磺化脂族-芳族共聚酯可包含已知的添加剂，或与其一起使用。优选的添加剂是无毒的、可生物降解的和对生物有益的添加剂。此类添加剂包括热稳定剂，例如酚类抗氧化剂；辅助热稳定剂，例如硫醚和磷酸酯；紫外线吸收剂，例如二苯甲酮衍生物和苯并三唑衍生物；以及紫外线稳定剂，例如受阻胺光稳定剂(HALS)。其他任选的添加剂包括增塑剂、加工助剂、流动改进剂、润滑剂、颜料、阻燃剂、抗冲改性剂、可提高结晶度的成核剂、抗粘连剂(例如二氧化硅)、以及碱性缓冲剂(例如乙酸钠、乙酸钾和四甲基铵氢氧化物)(例如，US 3,779,993、US 4,340,519、US 5,171,308、US5,171,309和US 5,219,646及其所引用的参考文献中所公开)。可添加以提高加工特性和/或最终机械特性或降低由共聚酯制成的薄膜、涂层或层压体的发脆现象的示例性增塑剂包括：大豆油、环氧化大豆油、玉米油、蓖麻油、亚麻籽油、环氧化亚麻籽油、矿物油、烷基磷酸酯、商标为“Tween”的增塑剂(包括20增塑剂、40增塑剂、60增塑剂、80增塑剂、85增塑剂)、脱水山梨糖醇一月桂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇甘油一棕榈酸酯、脱水山梨糖醇三油酸酯、一硬脂酸脱水山梨醇酯、柠檬酸酯(例如三甲基柠檬酸酯、三乙基柠檬酸酯(2，由Morflex，Inc.Greensboro，NC生产)、三丁基柠檬酸酯(4，由Morflex，Inc.，Greensboro，NC生产)、三辛基柠檬酸酯、乙酰基三-正-丁基柠檬酸酯(A-4，由Morflex，Inc.，Greensboro，NC生产)、乙酰基三乙基柠檬酸酯(A-2，由Morflex，Inc.，Greensboro，NC生产)、乙酰基三-n-己基柠檬酸酯(A-6，由Morflex，Inc.，Greensboro，NC生产)、以及丁酰基三-正-己基柠檬酸酯(B-6，由Morflex，Inc.，Greensboro，NC生产))、酒石酸酯(例如二甲基酒石酸酯、二乙基酒石酸酯、二丁基酒石酸酯和二辛基酒石酸酯)、聚(乙二醇)、聚(乙二醇)的衍生物、石蜡、单酰基碳水化合物(例如6-O-类固醇吡喃葡萄糖苷、甘油单硬脂酰酯、600(浓缩的单硬脂酸甘油酯)、(浓缩的单硬脂酸甘油酯，它是用氢化大豆油制备的最低90％的蒸馏单酸甘油酯，其主要由硬脂酸酯组成)、Myvacet(改性脂肪的蒸馏乙酰化的单酸甘油酯)、507(乙酰化率为48.5至51.5％)、707(乙酰化率为66.5至69.5％)、908(最低乙酰化率为96％)、(浓缩的甘油单硬脂酰酯)、N，N-乙烯基二-硬酯酰胺、N，N-乙烯基二-油酰胺、己二酸二辛酯、己二酸二异丁酯、二苯甲酸二甘醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、聚合增塑剂(例如聚(1，6-己二醇己二酸酯)、聚(乙二醇己二酸酯))、以及其他合适的低分子量聚合物、以及由它们衍生的混合物。优选的增塑剂为无毒的、可生物降解的和/或由生物提取的增塑剂。可使用任何已知的可用于聚合物的添加剂。
如果需要，共聚酯可用无机、有机和/或粘土填料填充，例如：木屑、石膏、滑石、云母、炭黑、硅灰石、蒙脱石矿物、白垩、硅藻土、砂、碎石、碎岩石、矾土、石灰石、砂岩、气凝胶、干凝胶、微球体、多孔的陶瓷球体、二水石膏、铝酸钙、碳酸镁、陶瓷材料、火山灰材料、锆化合物、硬硅钙石(结晶硅酸钙凝胶)、珍珠岩、蛭石、水合或未水合的水凝水泥颗粒、浮石、沸石、高岭土、粘土填料，包括天然和合成粘土以及处理和未处理的粘土，例如有机金属粘土以及用硅烷和硬脂酸进行表面处理以提高与共聚酯基体的附着性的粘土、绿土粘土、硅酸镁铝、膨润土粘土、锂蒙脱石粘土、氧化硅、对苯二甲酸钙、氧化铝、二氧化钛、氧化铁、磷酸钙、硫酸钡、碳酸钠、硫酸镁、硫酸铝、碳酸镁、碳酸钡、氧化钙、氧化镁、铝氢氧化，硫酸钙，硫酸钡，氟化锂，聚合物颗粒，金属粉末，纸浆粉，纤维素，淀粉，化学改性淀粉，热塑性淀粉、木质素粉、小麦、甲壳质、脱乙酰壳多糖、角蛋白、谷蛋白、坚果壳粉、木粉、玉米芯粉、碳酸钙、氢氧化钙、玻璃珠、空心玻璃珠、海凝胶、软木、种子、明胶、木屑、锯屑、琼脂类材料、增强剂，例如玻璃纤维、天然纤维(如剑麻、大麻、棉花、羊毛、木材、亚麻、蕉麻、剑麻、苎麻、甘蔗渣和纤维素纤维)、碳纤维、石墨纤维、石英纤维、陶瓷纤维、金属纤维、不锈钢纤维、再造纸纤维(例如，来自再浆化操作的纸纤维)、以及由它们衍生的混合物。填料可提高杨氏模量，改善死褶特性，提高薄膜、涂层或层压体的刚度，降低成本，并降低薄膜、涂层或层压体在加工或使用过程中结块或自粘的趋势。已经发现，使用填料可制成具有纸的许多特性例如纹理和触感的塑料制品，例如Miyazaki等人在US 4,578,296中所公开。可在聚合反应过程之前、聚合反应过程中的任何阶段和/或聚合反应之后，加入添加剂、填料或共混物材料。可使用任何已知的填充材料。
示例性的适当粘土填料包括高岭土、绿土粘土、硅酸镁铝、膨润土粘土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、以及由它们衍生的混合物。粘土可用有机材料例如表面活性剂进行处理，使其成为亲有机物质的材料。可商购获得的合适粘土填料的实例包括Southern Clay Company的商用产品GelwhiteMAS 100，其被定义为白色绿土粘土(硅酸镁铝)；Southern Clay Company的商用产品Claytone 2000，其被称为亲有机物质的绿土粘土；SouthernClay Company的商用产品Gelwhite L，其被定义为从白色膨润土粘土获得的蒙脱石粘土；Southern Clay Company的商用产品Cloisite 30B，其被定义为含有双(2-羟乙基)甲基牛油氯化季铵盐的亲有机物质的天然蒙脱石粘土；Southern Clay Company的商用产品Cloisite Na，其被定义为天然蒙脱石粘土；Southern Clay Company的商用产品Garamite 1958，其被定义为矿物质的混合物；Southern Clay Company的商用产品Laponite RDS，其被定义为含有无机多磷酸盐塑解剂的合成层状硅酸盐；Southern ClayCompany的商用产品Laponite RD，其被定义为合成胶态粘土；NanocorCompany的商用产品Nanomers，其被定义为经过相容性试剂处理的蒙脱石矿物质；Nanocor Company的商用产品Nanomer 1.24TL，其被定义为用氨基酸进行表面处理的蒙脱石矿物质；Nanocor Company的商用产品P系列Nanomers，其被定义为表面改性的蒙脱石矿物质；Nanocor Company的商用产品聚合级(PG)蒙脱石PGW(Polymer Grade(PG)MontmorillonitePGW)，其被定义为高纯度硅铝酸盐矿物质，有时被称为页硅酸盐；NanocorCompany的商用产品聚合级(PG)蒙脱石PGA(Polymer Grade(PG)Montmorillonite PGA)，其被定义为高纯度硅铝酸盐矿物质，有时被称为页硅酸盐；Nanocor Company的商用产品聚合级(PG)蒙脱石PGV(PolymerGrade(PG)Montmorillonite PGV)，其被定义为高纯度硅铝酸盐矿物质，有时被称为页硅酸盐；Nanocor Company的商用产品聚合级(PG)蒙脱石PGN(Polymer Grade(PG)Montmorillonite PGN)，其被定义为高纯度硅铝酸盐矿物质，有时被称为页硅酸盐；以及由它们衍生的混合物。可使用任何已知的粘土填料。有些粘土填料可脱落，提供纳米复合材料。层状硅酸盐粘土，例如绿土粘土、硅酸镁铝、膨润土粘土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土尤其如此，如上文所述，此类粘土可以是天然的或合成的，可经过处理或未经过处理。
填料的粒度可在宽的范围内。本领域内的技术人员将会知道，可根据所填充的共聚酯组合物的所需用途定制填料粒度。一般优选的是，填料的平均直径小于约40微米，更优选地小于约20微米。但是，也可使用其他填料粒度。填料可具有最大40目(美国标准)或更大的粒度。还可有利地使用填料粒度的组合。例如，具有约5微米和约0.7微米的平均粒度的碳酸钙填料混合物可提供共聚酯基体内填料的更好空间填充。使用两种或更多种填料粒度可提供改善的颗粒堆积。可选择两个或更多个范围的填料粒度，以使得大颗粒群之间的空隙基本上被选择的较小填料颗粒群所占据。一般来讲，每当任何一组给定的颗粒与具有比第一组颗粒大或小至少约2倍的粒度的另一组颗粒混合时，颗粒堆积都会有所提高。当一组给定颗粒的粒度是另一组颗粒粒度的约3倍至约10倍时，双颗粒体系的颗粒堆积密度最大。可任选地使用三组或更多组不同的颗粒来进一步提高颗粒堆积密度。最佳的堆积密度取决于多个因素，例如热塑性相和固体填料相中各种组分的类型和浓度；所使用的成膜、涂覆或层压方法；以及要制造的最终产品所需的机械性能、热性能和其他性能。Andersen等人在US 5,527,387中公开了颗粒堆积技术。包括填料粒度的组合的填料浓缩物可商品名从ShulmanCompany商购获得。
可在聚合反应的任何阶段或者在聚合反应完成之后将填料加入共聚酯。例如，可在聚合反应过程开始时将填料加入共聚酯单体。对于例如二氧化硅和二氧化钛填料而言，这样操作是优选的，以便在聚酯基体中提供充分的填料分散性。作为另外一种选择，可在聚合反应的中间阶段加入填料，例如在预缩合物进入聚合反应容器时加入填料。作为又一种选择，还可在共聚物离开聚合器之后加入填料。例如，共聚酯可被熔融并喂入任何充分混合器，例如静态搅拌器或者单或双螺杆挤出机，并与填料混合。
作为制备填充的磺化脂族-芳族共聚酯的另一个选择，可在聚合后的后续过程中将共聚酯与填料混合。此类方法通常包括将熔融的共聚酯与填料充分混合，这可通过例如静态搅拌器、班伯里混合器、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机实现。在一般的方法中，对共聚酯进行干燥，然后将干燥的共聚酯与填料混合。作为另外一种选择，可通过两个不同的送料机将共聚酯和填料一起喂入。在挤出过程中，可将共聚酯和填料喂入挤出机的后部喂料区。可有利地将共聚酯和填料喂入挤出机的两个不同位置。例如，可将共聚酯加入挤出机的后部喂料区，而将填料喂入(“侧填充”)靠近模板的挤出机的前部。可建立挤出机的温度特征图，以使得共聚酯在所采用的加工条件下熔融。选择的螺杆设计应在其混合熔融的共聚酯和填料时，为树脂提供应力，继而提供热量。此类在填料中熔融混合的方法在例如Dohrer等人的US6,359,050中有所公开。作为另外一种选择，可在形成薄膜或涂层的过程中将填料与共聚酯混合，如下文所述。
磺化脂族-芳族共聚酯可与其他聚合材料共混，所述聚合材料可以是可生物降解的或不可生物降解的，并且可以是天然衍生物、改性天然衍生物或合成材料。可混合的生物降解材料的实例包括：磺化脂族-芳族共聚酯，例如DuPont Company所售的商品名为的产品；脂族-芳族共聚酯，例如Eastman Chemical Company所售的商品名为Eastar的产品，BASF公司所售的商品名为的产品，以及Ire Chemical Company所售的商品名为的产品；脂族聚酯，例如聚(1，4-丁烯琥珀酸酯)(1001，得自Showa High Polymer Company)、聚(乙烯琥珀酸酯)、聚(1，4-丁烯己二酸酯-琥珀酸酯共聚物)(3001，得自Showa High Polymer Company)、以及聚(1，4-丁烯己二酸酯)(例如IreChemical Company所售的商品名为的产品，Showa High PolymerCompany所售的商品名为的产品，Mitsui Toatsu Company、Nippon Shokubai Company、Cheil Synthetics Company、EastmanChemical Company以及Sunkyon Industries Company所售的产品)、聚(酰胺酯)(例如Bayer Company所售的商品名为的产品，据信这些材料都包含己二酸、1，4-丁二醇和6-氨基己酸组分)、聚碳酸酯(例如PACPolymers Company所售的聚(碳酸乙二酯))、聚(羟基链烷酸酯)(例如聚(羟基丁酸酯)、聚(羟基戊酸酯)、聚(羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯)，例如Monsanto Company所售的商品名为的产品)、聚(丙交酯-共-乙交酯-共-己内酯)(例如Mitsui Chemicals Company所售的等级名为H100J、S100和T100的产品)、聚(己内酯)(例如Union Carbide Company所售的商品名为Tone(R)的产品以及Daicel Chemical Company和Solvay Company所售的产品)、以及聚(丙交酯)(例如Cargill Dow Company所售的商品名为的产品和Dianippon Company的产品)；以及由它们衍生的混合物。
可混合的不可生物降解的聚合材料的实例包括：聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚烯烃、聚(乙烯-共-甲基丙烯酸缩水甘油酯)、聚(乙烯-共-甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸缩水甘油酯)、聚(乙烯-共-n-丙烯酸丁酯-共-丙烯酸缩水甘油酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸乙酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)、聚(乙烯-共-(甲基)丙烯酸)、聚(乙烯-共-(甲基)丙烯酸)的金属盐、聚((甲基)丙烯酸酯)(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯))、聚(乙烯-共-一氧化碳)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯-共-乙烯醇)、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚(对二苯甲酸乙二醇酯)、聚(1，3-对苯二甲酸丙酯)、聚(1，4-对苯二甲酸丁酯)、PETG、聚(乙烯-1，4-对苯二甲酸环己二甲醇酯)、聚(氯乙烯)、PVDC、聚(偏二氯乙烯)、聚苯乙烯、间规聚苯乙烯、聚(4-羟基苯乙烯)、酚醛树脂、聚(甲酚)、聚酰胺、尼龙、尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙612、聚碳酸酯、聚(双酚A碳酸酯)、多硫化物、聚苯硫醚、聚醚、聚(2，6-二甲基亚苯醚)、聚砜、以及它们的共聚物、以及由它们衍生的混合物。
可混合的天然聚合材料的实例包括：淀粉、淀粉衍生物、改性的淀粉、热塑性淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、淀粉酯(例如淀粉乙酸酯)、淀粉羟基乙基醚、烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸盐淀粉、二醛淀粉、纤维素、纤维素衍生物、改性的纤维素、纤维素酯(例如乙酸纤维素、纤维素二乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素戊酸酯、纤维素三乙酸酯、纤维素三丙酸酯、纤维素三丁酸酯、以及纤维素混合酯(例如纤维素乙酸丙酸酯和纤维素乙酸丁酸酯))、纤维素醚(例如甲基羟乙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟基乙基纤维素和羟乙基丙基纤维素)、多糖、藻酸、藻酸酯、藻胶、琼脂、阿拉伯树胶、瓜尔胶、金合欢树胶、角叉菜胶、红藻胶、印度树胶、车前子胶、榅桲胶、罗望子胶、刺槐豆胶、刺梧桐树胶、黄原胶、黄蓍胶、蛋白质、衍生自玉米的醇溶谷蛋白、胶原及其衍生物(例如明胶和胶水)、酪蛋白、向日葵蛋白质、鸡蛋蛋白质、大豆蛋白质、植物胶、谷蛋白、以及由它们衍生的混合物。热塑性淀粉可按照例如US 5,362,777中所述进行制备，该文献公开了将原生或改性的淀粉与高沸点的增塑剂(例如甘油或山梨醇)混合并加热，从而使淀粉几乎没有或根本没有结晶度，低玻璃化转变温度和低水含量。可将任何已知的聚合材料与磺化脂族-芳族共聚酯混合。
可在聚合反应过程中的任何阶段或在聚合反应完成之后将要与共聚酯混合的聚合材料加入共聚酯。例如，可在聚合反应过程开始时将聚合材料与共聚酯单体一起加入。作为另外一种选择，可在聚合反应的中间阶段加入聚合材料，例如在预缩合物进入聚合反应容器时加入聚合材料。作为又一种选择，还可在共聚物离开聚合器之后加入聚合材料。例如，共聚酯和聚合材料可被熔融并喂入任何充分混合器，例如静态搅拌器或者单或双螺杆挤出机，并与聚合材料混合。
在制备共聚酯与另一种聚合材料的共混物的替代方法中，可在聚合后的后续过程中将共聚酯与聚合材料混合。此方法通常包括充分混合熔融的共聚酯与聚合材料，这可通过上文关于填料混合所述的静态搅拌器、希拉本德混合器、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机实现。
磺化脂族-芳族共聚物可用于形成各种成型制品。与用已知的磺化脂族-芳族共聚酯制备的成型制品相比，用本文所述的磺化脂族-芳族共聚酯制备的成型制品具有改善的热特性。示例性的成型制品包括薄膜、片材、纤维、熔喷容器、模制的部件(例如餐具)、泡沫部件、基底上的聚合物熔体挤出涂层、基底上的聚合物溶液涂层。共聚酯可用于基本上任何已知的形成成型制品的方法。
本发明的优选实施方案包括含有磺化脂族-芳族共聚酯的薄膜、制备所述薄膜的方法、以及由该薄膜制成的制品。通常根据厚度来区分薄膜和片材，但对于薄膜与片材之间的界限没有固定的工业标准。如本文所用，薄膜的厚度小于或等于0.25mm(10密耳)，优选地介于约0.025mm和0.15mm(1密耳与6密耳)之间。但是，可形成最大厚度为约0.50mm(20密耳)的较厚薄膜。聚合物薄膜具有多种用途，例如用于包装(尤其是食品包装)、胶带、绝缘体、电容器、照相显影、x射线显影以及用作层压体。对于许多用途而言，薄膜的耐热性非常重要。因此，较高的熔点、玻璃化转变温度以及结晶度是所期望的，以便提供更好的耐热性和更稳定的电特性以及快速的生物降解速率。此外，对于许多应用来讲，期望薄膜具有一定的阻隔性能，例如水分阻隔性、氧气和二氧化碳阻隔性；耐油脂性；拉伸强度以及足够高的断裂伸长率。
可用磺化脂族-芳族共聚酯形成用于许多不同应用中的任何一种的薄膜，例如食品包装、标签、介电绝缘或水蒸气阻隔层。选择的共聚酯的单体组合物优选地可产生形成薄膜所需的部分结晶的聚合物，其中结晶性可提供强度和弹性。与首次制备的聚酯一样，聚酯的结构一般是半结晶的。如薄膜制备中所发生的情况一样，对聚合物进行重新加热和/或拉伸时，结晶度提高。
薄膜可用磺化脂族-芳族共聚酯通过已知的成膜方法制成。例如，薄的薄膜可通过以下文献所公开的方法形成：US 4,372,311中所公开的浸涂法；US 4,427,614中所公开的压塑法；US 4,880,592中所公开的熔融挤出法；US 5,525,281中所公开的熔喷法。薄膜优选地用磺化脂族-芳族共聚酯通过溶液浇铸或挤出形成。挤出对于形成“无接头”产品(包括薄膜和片材)是特别优选的，这些产品表现为连续的长度。在挤出中，无论聚合材料是作为熔融聚合物还是塑性小丸或颗粒提供，它都是均匀的流体化的。如上文所述，如果需要，可加入添加剂，例如热稳定剂或紫外线稳定剂、增塑剂、填料和/或可混合的聚合材料。然后使含有任选的添加剂的聚合物强制通过合适的成型模具以制备具有所需横截面形状的薄膜。可通过活塞或柱塞(柱塞挤出)，或者通过旋转的螺杆(螺杆挤出)提供挤压力，其中螺杆是在汽缸中运转，在汽缸中对材料进行加热和增塑，然后以连续流通过模具挤出材料。已知的是，可使用单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机。可用不同的模具制备不同的产品，例如吹塑薄膜(通过吹塑挤出的吹气头形成)、片材和条(狭槽冲模)以及中空部分和实心部分(圆形模具)。用这种方式可制备不同宽度和厚度的薄膜。挤出之后，通过设计用于防止薄膜随后变形的合适装置将聚合物薄膜卷到滚筒上，冷却并取下。
可通过以下方法制备薄膜：将聚合物薄层挤出到冷硬轧辊上，然后用张力辊将薄膜进一步拉延成应有的尺寸。在挤出铸塑法中，将聚合物熔体从挤出机传送通过狭槽冲模(T型或“衣架”型模具)。模具可宽至10英尺，并且通常在后凸面上具有厚壁部分以尽可能减少内部压力造成的唇缘挠曲。模具开口可在宽的范围内，但通常为0.015英寸至0.030英寸。初期的浇铸薄膜可拉伸并使其显著变薄，这取决于卷取薄膜的辊的转速。然后通过冷却至结晶熔点或玻璃化转变温度以下使薄膜固化。冷却可通过使薄膜穿过水浴或从两个或更多个装芯并水冷的镀铬冷硬轧辊上经过来实现。然后将浇铸薄膜传送通过咬送辊和切割机，修剪边缘，然后卷起。对于浇铸薄膜而言，可对条件进行定制，以获得相对较高的纵向取向(尤其是在高拉伸条件和卷绕速度下)以及相当低的横向取向。在一些实施方案中，取向薄膜具有比相同组成的未取向薄膜高至少10％的纵向拉伸强度。双轴取向薄膜可具有比相同组成的未取向薄膜高至少10％的纵向和横向拉伸强度。作为另外一种选择，可对条件进行定制以使得取向的量尽可能小，从而提供在纵向和横向上具有基本相同的物理特性的薄膜。优选地，所得的薄膜的厚度为0.25mm或更薄。
吹塑薄膜通常更结实、更坚韧；与浇铸薄膜相比，其制备速度更快，并可通过挤出管状体来制备。当制备吹塑薄膜时，熔融聚合物的熔融流通常从挤出机向上移动，并通过环形模具。熔融物在芯轴周围流动，并通过环型开口以管状体的形式出现。当管状体离开模具时，通过将空气引入模具芯轴提供内部压力，这使管状物扩展至模具直径的约1.5至约2.5倍，同时拉伸薄膜，使其厚度降低。由于管状体的一端被模具密封，另一端被咬送(或张拉)辊密封，因此管状体中包含的空气不会逸出。期望的是，保持大致均匀的空气压力以确保薄膜气泡的均匀厚度。可通过将空气引导至薄膜上对管状薄膜进行内部和/或外部冷却。可通过使扩展的薄膜从设置在管内的冷却芯轴周围经过实现快速骤冷。例如，Bunga等人在加拿大专利893,216中公开了一种使用冷却芯轴的此类方法。如果用于制备吹塑薄膜的聚合物是半结晶的，那么当薄膜冷却至聚合物的软化点以下时，薄膜会变得浑浊。挤出物的拉伸不是必不可少的，但如果进行拉伸，那么拉伸比率优选地介于2和40之间。拉伸比率是模头间隙与冷却薄膜的厚度和吹胀比的乘积的比率。可通过张拉辊的张力进行拉伸。吹胀比是冷却薄膜气泡的直径与圆形模具的直径的比率。吹胀比可达到4至5，但通常为2.5。拉伸可诱发薄膜内分子的纵向取向(即，挤出物流动方向)，吹胀比可诱发薄膜内分子的横向或周向取向。经过骤冷的管状物向上移动，通过引导装置进入一组张拉辊，这些张拉辊使管状物变平。随后可将所得的套管沿一侧纵切，制成比通过浇铸薄膜法方便地制备的薄膜更宽的薄膜。纵切的薄膜还可按顺序装上角撑板并进行表面处理。
吹塑薄膜可用更精细的技术制备，例如双重气泡法、带材气泡法、或禁锢泡沫法。在双重气泡法中，首先使聚合管状物骤冷，然后重新加热，并通过将聚合管状物加热至聚酯的玻璃化转变温度(Tg)以上，但低于晶体熔融温度(Tm)(如果聚酯是晶体)使其取向。双重气泡技术在例如Pahkle的US3,456,044中有所公开。
制备吹塑薄膜所用的条件可根据多种因素进行选择，例如聚合物的化学组成、使用的添加剂例如增塑剂的量和类型、以及聚合组合物的热特性。然而，吹塑薄膜法具有某些优点，例如仅通过改变管状物中的空气体积和螺杆的转速即可比较容易地改变薄膜宽度和口径，消除末端效应，以及能够在制备的薄膜中提供双轴取向。通过吹塑薄膜法制备的薄膜厚度一般在约0.004至0.008英寸的范围内，裁切后平膜宽度可达到24英尺或更宽。
在制造大量薄膜时，可使用成片压延机，这是一种具有多个可加热的平行圆筒辊的机器，其中平行圆筒辊以相反的方向旋转，使聚合物伸展开并拉伸至所需的厚度。粗膜被喂入压延机的间隙。最后的辊使薄膜平整光滑。如果需要使薄膜具有纹理化表面，最后的辊可提供合适的压花图案，或者可将薄膜重新加热，然后通过压花压延机。压延机后面是一个或多个冷却鼓。最后，将得到的薄膜卷成筒。
挤出的薄膜可用作多种其他产品的原料。例如，可将薄膜切成小片段，作为进一步加工例如注塑的喂料。作为另一个实例，可按照上文所述将薄膜层合到基底上。作为另一个实例，可用已知的方法为薄膜镀上金属。可通过例如热密封将吹塑薄膜操作形成的薄膜管转变成袋子。可将挤出方法与多种后挤出操作相结合以实现更多的用途。示例性的后成型操作包括用本领域的技术人员已知的方法将圆形变成椭圆形、将薄膜吹制成不同的尺寸、机加工和冲压、以及双轴拉伸。
薄膜可通过溶液浇铸制成，这可制备比熔融挤出的薄膜更加均匀一致的薄膜。溶液浇铸包括将聚合物颗粒或粉末溶解到含有任何所需的调配剂例如增塑剂或着色剂的合适溶剂中。过滤溶液，去除脏颗粒或大颗粒，并将溶液从狭槽冲模浇铸到移动带上(优选不锈钢移动带)，并进行干燥，在干燥过程中薄膜冷却。挤出物厚度为所得薄膜的五至十倍。然后可用与挤出薄膜相似的方法完成薄膜的制备。本领域的普通技术人员可根据形成薄膜的聚合物组成和方法来选择合适的工艺参数。然后，可按照有关挤出浇铸薄膜所述对溶液浇铸薄膜进行后处理。
还可制备多层膜，例如双层、三层和多层膜结构。多层膜的一个优点是，可使薄膜具有特殊性能以解决关键用途需要，同时能够将较昂贵的成分设置在外层，这样它们可满足更大的需要。多层膜结构可通过共挤出、吹塑薄膜、浸涂、溶液涂覆、刮涂、搅炼、气刀、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末涂覆、喷涂、或其他已知的方法形成。一般来讲，多层膜通过挤出铸塑法形成。在一个示例性方法中，对树脂材料进行均匀加热。将熔融材料转移至可混合熔融材料以形成多层共挤出结构的共挤出接头。将分层的聚合材料传送通过打开成预订间隙的挤出模头，间隙通常在约0.05英寸(0.13cm)和0.012英寸(0.03cm)范围内。然后通过通常保持在约15至55℃(60至130°F)范围内的初冷却辊或铸塑辊将材料拉伸至预定的厚度。拉伸比率通常在约5∶1至约40∶1范围内。多个层可充当阻挡层、粘合剂层、抗粘连层、或用于其他用途。如果需要，内层可以是填充的，而外层可以是未填充的，如US 4,842,741和US 6,309,736中所公开。制备方法是熟知的，例如US3,748,962、US 4,522,203、US 4,734,324、US 5,261,899和US 6,309,736中所公开。例如，El-Afandi等人在US 5,849,374、US 5,849,401和US6,312,823中公开了可堆肥的多层膜，所述多层膜具有聚(丙交酯)芯层和由例如脂族聚酯构成的降低粘连层的内层和外层。附加层可包含本文所公开的共聚酯和/或其他材料，所述其他材料是可生物降解的或不可生物降解的、天然衍生物、改性天然衍生物或合成材料。适合用作附加层的可生物降解的、不可生物降解的和合成的材料的实例包括上文所公开的用于制备共混物的材料。
无论薄膜如何形成，都可在形成后通过纵向和横向拉伸使其具有双轴取向。纵向拉伸可简单地在形成膜时通过辗平和卷绕薄膜开始，这样可在卷绕方向上拉伸薄膜，使某些纤维取向。尽管单轴取向可在纵向上加固薄膜，但这会使薄膜容易在垂直于取向的方向上被撕破，因为所有纤维的取向都是一个方向。优选地，拉伸过程在高于薄膜材料的玻璃化转变温度至少10℃的温度下进行，并且优选地低于薄膜材料的维卡软化温度，尤其要比维卡软化温度低至少10℃，这在一定程度上取决于拉伸比率。
双轴拉伸会使纤维的取向平行于薄膜的平面，从而使纤维在薄膜平面内无规取向。例如与无取向的薄膜相比，这可提供优异的拉伸强度、柔韧性、韧性和可收缩性。期望沿着相互垂直的两个轴拉伸薄膜。这可提高拉伸方向的拉伸强度和弹性模量。最可取的是，每个方向的拉伸量大致相等，从而当在任何方向上进行测试时，膜内都具有相似的性能。然而，对于某些应用，例如需要在一个方向上具有一定的收缩量或比另一个方向具有更大的强度的应用，如标签、胶带和磁带中的应用，那么就需要薄膜的纤维为单轴取向或不规则取向。
双轴取向可用任何已知的方法通过可商购获得的设备获得。优选的是拉幅，其中材料在加热时进行纵向拉伸，同时或随后进行横向拉伸。合适的设备可得自原西德的Bruckner Maschenenbau，操作方法为例如夹紧要拉伸的片材的边缘，并在适当温度下以受控速率分离片材的边缘。可将薄膜喂入温控箱中，加热到其玻璃化转变温度以上，用拉幅钩抓住两边，同时施加拉伸张力(纵向拉伸)和加宽张力(侧向拉伸)。通常可使用3∶1至4∶1的拉伸比率。作为另外一种选择，并且对于一些商业应用来说优选地，以高生产率在多级辊拉伸设备(如得自Bruckner的设备)中连续进行双轴拉伸，其中挤出薄膜原料的拉伸以一系列步骤在加热的辊之间进行，而且旋转速率不同并且不断递增。当采用拉伸温度与拉伸速率的适当结合时，单轴拉伸比率优选地为约4至约20，更优选约4至约10。拉伸比率定义为拉伸的膜的尺寸与未拉伸的膜的尺寸的比率。双轴取向的薄膜可在称为抗拉的过程中进一步在纵向进行薄膜的额外拉伸。
单轴取向可用如上文所述的双轴拉伸方法通过仅在一个方向拉伸薄膜获得，或通过引导薄膜通过纵向定向器(“MDO”)获得，纵向定向器可从例如Marshall and Williams Company(Providence，Rhode Island)等供应商处商购获得。MDO设备具有多个在纵向上逐渐拉伸薄膜并使薄膜变薄的拉伸辊。
可通过在吹塑薄膜操作中调节吹胀比(BUR)来增加取向，吹胀比是薄膜气泡的直径与模具直径的比率。例如，对于袋子和包裹物的制备来说，一般优选地具有1至5的BUR。然而，所需的BUR可不同，这取决于纵向和横向所需的性能。对于均衡薄膜来说，BUR为约3∶1一般是合适的。如果需要在一个方向上容易撕裂的“分裂”薄膜，那么通常优选的BUR为1∶1至约1.5∶1。
可通过将薄膜保持在拉伸位置并在骤冷前加热几秒钟来控制收缩。加热可稳定取向薄膜，然后仅在高于热稳定温度的温度下对薄膜进行强制收缩。此外，还可对薄膜进行辊轧、压光、涂覆、压花、印刷或任何已知的其他常规整饰操作。
对于任何给定的聚合物组成和所需的应用，通过本领域的任何方法制备薄膜的工艺条件和参数可由技术人员容易地确定。薄膜表现出的性能(例如收缩、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、介电强度和介电常数、拉伸模量、耐化学品性、熔点、热挠曲温度、以及死褶性能)取决于几个因素，包括上文所述的那些因素，例如聚合物组成、聚合物形成方法、薄膜形成方法、以及薄膜是否经过拉伸或双轴取向处理。可通过将某些添加剂和填料加入聚合组合物来进一步调整薄膜性能，如上文所述的例如着色剂、染料、紫外线和热稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、润滑剂、防结块剂和增滑剂。作为另外一种选择，可将磺化脂族-芳族共聚酯与一种或多种其他聚合材料混合以改善如上所述的某些特性。
按照Moss的US 4,698,372、Haffner等人的US 6,045,900、以及McCormack的WO 95/16562中所公开，如果需要，可将薄膜(尤其是填充的薄膜)制成微孔的形式。例如，拉伸填充的薄膜可形成细小的孔。微孔薄膜可充当液体和颗粒物质的屏障，但允许空气和水蒸汽通过。在替代实施方案中，为了提高表面的印刷适性(吸墨性)、粘附性或其他所需特性，可通过已知的常规后成型操作对薄膜进行处理，例如电晕放电、化学处理或火焰处理。
磺化脂族-芳族共聚酯薄膜可用于各种领域。例如，薄膜可用作个人卫生用品的组件，例如一次性尿布、失禁贴身短内裤、卫生护垫、卫生巾、棉塞、棉塞施用装置、晕机/车袋、婴儿短裤、个人吸收性产品。薄膜将防止泄漏的水阻隔性能与可适应人体并在使用时可随身体的运动拉伸的韧性集于一身。使用后，如果妥善丢弃，污染的制品会快速生物堆肥。
作为另外一个实例，薄膜可用作农业的保护性薄膜，例如覆盖膜、种子覆盖物、包含种子的农用垫(“种子带”)、垃圾袋和草坪废物收集袋。含有磺化脂族-芳族共聚酯的薄膜的其他示例性用途包括：粘合带基底、袋子、袋子封口、床单、瓶子、纸盒、集尘袋、织物软化片、服装袋、工业用袋、垃圾袋、垃圾箱衬里、堆肥袋、标签、标记、枕套、床套、便盆衬垫、绷带、盒子、手帕、小袋、纸巾、防护服、手术衣、手术床单、外科海棉、临时罩、临时壁板、玩具、以及抹布。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的薄膜的特别优选的用途是食品包装，尤其是快餐食品包装。食品包装用途的具体实例包括：快餐食品包装、拉伸包装薄膜、气密封口、食品袋、小吃袋、食品杂货袋、杯子、托盘、纸盒、箱子、瓶子、板条箱、食品包装薄膜、泡罩包装材料、以及贴体包装。具体地讲，薄膜适合用作包裹物。包裹物用于包封肉食、其他易腐食品，尤其是快餐食品，例如三明治、碎肉夹饼、甜食。可取的是，用作包裹物的磺化脂族-芳族共聚酯薄膜提供物理特性的良好平衡，包括类似于纸的硬度与足够的韧性相结合，以便在用于包裹食物时不会撕破；良好的死褶特性，以便在折叠、包裹或弄成所需的形状后，包裹物保持其形状，而不会有自动展开的趋势；耐油脂性，如果需要的话；以及水分阻隔性，同时防止水分在里面包裹的食物上凝结。包裹物可具有平滑的表面，或例如通过压花、卷曲或绗缝形成的纹理化表面。包裹物可用例如无机颗粒、有机颗粒例如淀粉或填料的组合进行填充。
还可对薄膜进行进一步的加工以制备其他所需的制品，例如容器。薄膜可进行热成形，例如US 3,303,628、US 3,674,626和US 5,011,735中所公开。可通过例如如US 3,835,618、US 3,950,919、US Re 30,009和US5,011,735所公开的真空皮肤包装技术将薄膜用于包装食品，例如肉食。如下文所述，可将薄膜层合到基底上。
本发明另一个优选的方面涉及基底上的磺化脂族-芳族共聚酯涂层及其制备方法以及由此衍生的制品。涂层的制备方法是：通过辊轧、展涂、喷涂、刷涂或浇注方法，用共聚酯的聚合物溶液、分散体、胶乳和乳液涂覆基底，然后进行干燥；将共聚酯与其他材料共挤出，并粉末涂覆到预成形的基底上；或将共聚酯通过熔融/挤出涂覆到预成形的基底。基底的一面或两面均可涂覆。涂覆聚合物的基底具有多种用途，例如用于包装，尤其是食品包装，还可用作一次性杯子、碟、碗和餐具。就一些用途而言，涂层的耐热性是重要的性能。因此，较高的熔点、玻璃化转变温度以及结晶度是有利的，以便提供更好的耐热性以及快速的生物降解速率。此外，还希望涂层能提供良好的水分、油脂、氧气和二氧化碳阻隔性能，并具有良好的拉伸强度和高断裂伸长率。涂层可通过已知的方法用聚合物制成。例如，薄涂层可通过以下方法形成：浸涂，如US 4,372,311和US 4,503,098所公开；挤出到基底上，如例如US 5,294,483、US 5,475,080、US 5,611,859、US5,795,320、US 6,183,814和US 6,197,380中所公开；或使用刮涂、搅炼、气刀、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末涂覆、喷涂或其他方法。涂层可具有任何所需的厚度，但优选地，聚合物涂层的厚度为0.25mm(10密耳)或更小，更优选约0.025mm至0.15mm(1密耳至6密耳)。但是，可形成最大厚度为约0.50mm(20密耳)或更大的较厚涂层。
可用薄膜直接涂覆各种基底。然而，聚酯涂层优选地通过溶液、分散体、胶乳或乳液浇铸、粉末涂覆、或挤出到预成形的基底上形成。
与熔融挤出相比，通过溶液浇铸将涂层涂覆到基底上可制备更加均匀一致的涂层。溶液浇铸包括将聚合物颗粒(例如颗粒或粉末)溶解到含有任何所需调配剂(例如增塑剂、填料、可混合的聚合材料、或着色剂)的合适溶剂中。过滤溶液，去除脏颗粒或大颗粒，并将溶液从狭槽冲模浇铸到移动的预成形基底上，并进行干燥，然后让涂层冷却。挤出物厚度为所得涂层的五至十倍。然后如挤出涂层一样完成涂层的制备。可通过相同的方法将聚合物分散体和乳液涂覆到基底上。可用连续工作的展涂机将涂层涂覆到纺织物、非织造材料、金属薄片、纸材、纸板和其他薄片材料上。刮刀，例如“涂刀”可确保涂层材料(溶液、乳液或水中的分散体或有机介质的形式)均匀地分散到通过辊向前移动的支持材料上。然后干燥涂层。作为另外一种选择，可将聚合物溶液、乳液或分散体喷涂、涂刷、辊轧或浇注到基底上。例如，Potts在US 4,372,311和US 4,503,098中公开了用不溶于水的材料涂覆水溶性基底，US 3,378,424公开了用含水聚合物乳液涂覆纤维质基底的方法。
在粉末涂覆方法中，聚合物以具有细小粒度的粉末的形式涂覆到基底上。可将要涂覆的基底加热至聚合物的熔融温度以上，然后将基底浸入到通过使空气穿过多孔板而使粉末聚合物流动的流化床中。流化床通常是未加热的。聚合物层粘附到热的基底表面上并熔融，从而形成涂层。涂层厚度可在约0.005英寸至0.080英寸(0.13至2.00mm)范围内。其他粉末涂覆方法包括喷涂和静电涂覆，其中在喷涂中，先涂覆基底然后加热。例如，纸板容器可用热塑性聚合物粉末进行静电喷涂，如US 4,117,971、US4,168,676、US 4,180,844、US 4,211,339和US 4,283,189中所公开。然后加热容器，使聚合物粉末熔融，以形成层合的聚合物涂层。
还可通过旋转烧结方法用聚合物薄膜涂覆复杂形状的金属制品。将加热到聚合物熔点以上的制品放入粉末聚合物流化床中，其中聚合物颗粒通过上升的空气流保持悬浮状态，从而通过烧结将涂层沉积到金属上。本发明的聚合物涂层可通过将熔融、雾化的聚合物喷涂到基底(例如纸板)上来施加，如例如US 5,078,313、US 5,281,446和US 5,456,754中所公开。
磺化脂族-芳族共聚酯涂层优选地通过熔融或挤出涂布方法形成。挤出对于形成“无接头”产品例如涂覆的纸和纸板是特别优选的，这些产品表现为连续的长度。将聚酯挤出涂布在纸板上是已知的。例如，Kane在US3,924,013中公开了用预先层合的聚酯纸板通过机械方式形成的耐热托盘的制作过程。Chaffey等人在US 4,836,400中公开了用两面涂有聚合物的纸材形成的杯子的制作过程。Beavers等人在US 5,294,483中公开了某些聚酯在纸材基底上的挤出涂布。作为挤出涂布的另一个实例，可用从斜角机头挤出的聚合物薄膜直接给线材和电缆包上外皮。
还可使用压延方法在基底上制备聚合物层压体。压延机一般由两个、三个、四个或五个布置用于蒸汽加热或水冷却的中空辊组成。要压延的聚合物通常要在例如带式共混机例如班伯里密炼机中进行软化。也可将其他组分混合在里面，如增塑剂。然后将软化的聚合组合物喂入辊装置，挤压成薄膜形式。如果需要，可通过将一层聚合物施加到先前的层上形成较厚的部分(双层)。将基底例如纺织物、非织造织物或纸材喂入压延机并通过最后两个辊，以便将树脂薄膜压入基底。层压体的厚度由压延机的最后两个辊之间的间隙决定。表面可制成有光泽的、无光泽的或压花的形式。然后冷却层压体，并将其卷绕到辊上。可在基底上涂覆多个聚合物层，例如双层、三层和多层薄膜结构。基底上的多层涂层可提供一些优点，包括上文关于多层结构所述的那些优点。可用上文所述的形成多层结构的方法形成多层涂层。可用于形成含有磺化脂族-芳族共聚酯的多层涂层的合适的可生物降解、不可生物降解和天然的聚合物材料的实例在上文制备薄膜的部分有所描述。
可涂覆一个或多个包含磺化脂族-芳族共聚酯和任选的其他聚合物的层的合适基底的实例包括例如由纸材、纸板、硬纸板、纤维板、纤维素(例如)、淀粉、塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃、金属构成的制品；铝罐或锡罐、金属箔、聚合物泡沫、有机泡沫、无机泡沫、有机-无机泡沫、以及聚合物薄膜。优选的是可生物降解的基底，例如纸材、纸板、硬纸板、纤维素、淀粉和对生物有益的基底，如无机泡沫和无机-有机泡沫。
适合用作基底的聚合物薄膜可包括磺化脂族-芳族共聚酯和/或其他材料，其可以是可生物降解的或不可生物降解的。材料可以是天然衍生物、改性天然衍生物或合成材料。此类材料的实例在上文关于多层结构和薄膜的形成部分中有所公开。有机泡沫，例如衍生自膨化淀粉和谷物的有机泡沫可用共聚酯涂覆。此类材料在例如US 3,137,592、US 4,673,438、US4,863,655、US 5,035,930、US 5,043,196、US 5,095,054、US5,300,333、US 5,413,855、US 5,512,090、以及US 6,106,753中有所公开。此类材料的具体实例包括National Starch Company(Bridgewater，NJ)的产品和DuPont与Con Agra Company的合资机构EnPacCompany的产品特别优选的有机-无机泡沫是用无机物高度填充有例如碳酸钙、粘土、水泥或石灰石的多孔泡沫；具有淀粉类基料的泡沫，例如马铃薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、木薯以及包含少量纤维的淀粉，如例如Andersen等人在US 6,030,673中有所公开。此类泡沫可通过将各种成分(例如石灰石、马铃薯淀粉、纤维和水)混合在一起形成糊状物来制备。通过将糊状物压在两个加热的模具中间形成基底。糊状物中包含的水变成蒸汽，从而增大模具内的压力，发泡形成泡沫状产品。用此类方法制备的产品可从EarthShell Packaging Company商购获得，包括9英寸盘、12盎司碗以及附有接盖的三明治和色拉容器(“蛤蜊壳”)。
要提高涂覆工艺，可用已知的常规后成形操作处理基底，例如电晕放电；化学处理，例如引物；火焰处理；以及粘合剂。基底层可用例如聚乙烯亚胺水溶液(例如313聚乙烯亚胺)或苯乙烯-丙烯酸类胶乳进行预处理，或可如US 4,957,578和US 5,868,309中所述进行火焰处理。可用挤出或其他已知的技术在基底上涂覆粘合剂。可使用任何已知的适于施加涂层的粘合剂。可使用的粘合剂的具体实例包括：胶水、明胶、酪蛋白、淀粉、纤维素酯、脂族聚酯、聚(链烷酸酯)、脂族-芳族聚酯、磺化脂族-芳族聚酯、聚酰胺酯、松香/聚己酸内酯三嵌段共聚物、松香/聚(己二酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、松香/聚(琥珀酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸乙酯)、聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)、聚(乙烯-共-丙烯)、聚(乙烯-共-1-丁烯)、聚(乙烯-共-1-戊烯)、聚(苯乙烯)、丙烯酸类、N-1031(丙烯酸类胶乳，得自Rohm & Haas Company)、聚氨酯、具有AS 316(得自Adhesion Systems，Inc.的粘合催化剂)的AS 390(Adhesion Systems，Inc.的含水聚氨酯粘合剂基料)、421(用交联剂调制的水性乙酸乙烯酯粘合剂)、磺化聚酯氨基甲酸酯分散体(例如Bayer Corporation所售的U-54、U-53和KA-8756)、非磺化氨基甲酸酯分散体(例如Reichold Company的97949和97959；Air Products Company的620和630；BASF Corporation的D DS 3418和D 200A；ZenecaResins Company的9617和9437；Merquinsa Company的DEP 170和172；B.F.Goodrich Company的1601和815)、氨基甲酸酯-苯乙烯聚合物分散体(例如Air Products & Chemicals Company的790和791)、非离子聚酯氨基甲酸酯分散体(例如Zeneca Resins Company的9249)、丙烯酸类分散体(例如Jager Company的KEA-5050和KEA 5040；B.F Goodrich Company的26084、26091、26315、26447、26450和26373；Rohm & Haas Company的AC-264、HA-16、B-60A、AC-234、E-358和N-619)、硅烷化阴离子丙烯酸酯-苯乙烯聚合物分散体(例如BASFCorporation的S-710和Scott Bader Inc.的13-057)、阴离子丙烯酸酯-苯乙烯分散体(例如BASF Corporation的296D、NX 4786、S-305D、S-400、S-610、S-702、S-714、S-728和S-760；B.F.Goodrich Company的CR-760；Rohm &Haas Company的P-376、P-308和NW-1715K；Reichold Chemicals Company的40402和40403；Scott Bader Inc.的13-57、13-034和13-031；以及Air Products & Chemicals Company的954、937和989)、阴离子丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈分散体(例如BASF Corporation的S 886S、S 504和DS 2285 X)、丙烯酸酯-丙烯腈分散体(例如BASF Corporation的35D、81D、B 37D、DS 3390和V275)、氯乙烯-乙烯乳液(例如Air Products and ChemicalsInc.的600、605、610和635)、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物乳液(例如ISP Chemicals的430)、甲酸酯化和非羧化的乙酸乙烯酯乙烯分散体(例如Air Productsand Chemicals Inc.的420、421、426、7200和A-7216以及ICI的Dur-o-E150和Dur-o-E-230)、乙酸乙烯酯均聚物分散体(例如ICI的68-5799和25-2828)、聚氯乙烯乳液(例如B.F.Goodrich Company的460x24、460x6和460x58)、聚偏氟乙烯分散体(例如Elf Atochem的32)、乙烯丙烯酸分散体(例如MortonInternational的50T4990和50T4983)、聚酰胺分散体(例如Union Camp Corporation的121RC、141L、142LTL、143LTL、144LTL、321RC和632HPL)、阴离子甲酸酯化或非甲酸酯化的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯乳液和丙烯腈乳液(例如B.F.Goodrich的1552、1562x107、1562x117和1572x64)、衍生自苯乙烯的树脂分散体(例如Hercules的5001和LC-55WK)、衍生自脂族和/或芳族烃的树脂分散体(例如Exxon的9191、9241和9271)、苯乙烯-马来酸酐(例如AtoChem的1440H和1000)、以及由此衍生的混合物。优选地，基底用可生物降解的粘附性粘合剂层涂覆，例如胶水、明胶、酪蛋白、或淀粉。
可用例如熔融方法或用常规的溶液、乳液、分散体或其他涂覆方法施加粘合剂。例如，US 4,343,858公开了通过将聚酯顶部薄膜和丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙基丙烯酸酯中间层共挤出到纸板上形成的带涂层纸板。US4,455,184公开了将聚酯层和聚合物粘合剂层共挤出到纸板基底上的方法；Fujita等人在US 4,543,280中公开了粘合剂在将聚酯涂层挤出在耐温纸板上的使用；Huffman等人在US 4,957,578中公开了将聚酯层挤出到聚乙烯涂覆的纸板顶部的方法。可对聚乙烯层进行电晕放电或火焰处理以提高粘附性。他们还公开了通过共挤出直接形成结构，即将聚乙烯层挤出到纸板顶部，将聚酯挤出到聚乙烯顶部，将粘合剂共挤出接合层挤出在聚乙烯层和聚酯层之间。本领域的普通技术人员可根据形成涂层所用的聚合组合物和方法以及所需的应用来确定合适的工艺参数。
涂层表现出的性能(例如收缩、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、介电强度和介电常数、拉伸模量、耐化学品性、熔点以及热挠曲温度)取决于多种因素，包括上文关于薄膜所讨论的那些因素，例如聚合组合物、聚合物形成方法、涂层形成方法、以及制造过程中涂层是否进行取向。可通过将添加剂和/或填料加入聚合组合物来调整涂层性能，如上文所述的例如着色剂、染料、紫外线和热稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、润滑剂、防结块剂和增滑剂。作为另外一种选择，可将磺化脂族-芳族共聚酯与一种或多种其他聚合材料混合，以改善如上所述的某些特性。
可在涂覆之前或涂覆之后使基底形成制品。例如，可用涂覆的平纸板通过压制成形、真空成形或通过将它们折叠并粘结成最终所需的形状来制备容器。可通过加热和施加压力使涂覆的平纸板材料形成托盘，如例如US4,900,594中所公开。US 5,294,483中公开了食品和饮料容器的真空成形。可用涂覆的基底形成的制品包括例如餐具、花盆、邮寄纸筒、灯具、烟灰缸、游戏板、食品容器、快餐容器、纸盒、盒子、牛奶纸盒、果汁容器、饮料容器载体、冰淇淋纸盒、杯子、一次性饮料杯、两件式杯子、一体式折叠杯、锥形杯、咖啡杯、封盖、盖子、吸管、杯盖、炸薯条容器、快餐送餐盒、包装、支撑盒、糖果盒、化妆品盒、碟、碗、自动售货机盘、馅饼盘、托盘、烘焙托盘、早餐盘、微波炉用餐盘、“电视”餐盘、鸡蛋纸盒、肉食包装盘、可与容器(例如杯子或食品容器)一起使用的一次性底纸、大致球形的物品、瓶子、罐子、板条箱、碟、药瓶、内部包装(例如分隔物)、底纸、锚垫、角斜撑、护角、间隙垫、铰链板、托盘、漏斗、衬垫材料、以及用于包装、储存、运输、分置、提供或分配容器内的事物的其他物品。
耐水聚合物涂覆的纸材和纸板通常用于食品包装材料和用作一次性容器。涂层聚合物和包含涂层聚合物的多层涂层结构可使包装具有氧气、水蒸气和气味密封性，以便保存封装在里面的产品。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的涂层可用于各种领域。例如，涂层可用作个人卫生用品的组件，例如一次性尿布、失禁贴身短内裤、卫生护垫、卫生巾、棉塞、棉塞施用装置、晕机/车袋、婴儿短裤、个人吸收性产品。包含磺化脂族-芳族共聚酯的涂层将防止泄漏的优异水阻隔性能与易于适应人体并在使用时可随身体的运动拉伸的功能和良好韧性集于一身。使用后，如果妥善丢弃，污染的制品会快速进行生物堆肥。
作为另一个实例，包含磺化脂族-芳族共聚酯的涂层可用作农业保护性薄膜，例如覆盖膜、种子覆盖物、包含种子的农用垫(“种子带”)、垃圾袋和草坪废物袋。可使用涂层的其他示例性应用包括：粘合带基底、袋子、袋子封口、床单、瓶子、纸盒、集尘袋、织物软化片、服装袋、工业用袋、垃圾袋、垃圾箱衬里、堆肥袋、标签、标记、枕套、床套、便盆衬垫、绷带、盒子、手帕、小袋、纸巾、防护服、手术衣、手术床单、外科海棉、临时罩、临时壁板、玩具、以及抹布。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的涂层的特别优选的用途是食品包装，尤其是快餐食品包装。食品包装用途的具体实例包括：快餐食品包装、拉伸包装薄膜、气密封口、食品袋、小吃袋、食品杂贷袋、杯子、托盘、纸盒、箱子、瓶子、板条箱、食品包装薄膜、泡罩包装材料、贴体包装、附有接盖的三明治和色拉容器(“蛤蜊壳”)。涂层的另一个优选的最终用途是包裹物。包裹物可以是例如聚合物涂覆的纸的形式。包裹物可用于包封肉食、其他易腐食品，尤其是快餐食品，例如三明治、碎肉夹饼和甜食。期望的是，本发明用作涂覆包裹物的涂层可提供性能的平衡，如上文关于薄膜所讨论的内容。包裹物可具有光滑表面或纹理化表面，可填充例如无机颗粒、有机颗粒(例如淀粉)、或有机与无机填料的组合。
本发明另一个优选的方面包括基底上的磺化脂族-芳族共聚酯层压体及其制备方法以及由此衍生的制品。层压体与涂层的区别是在层压体中，将预成形的薄膜粘结到基底上。可用已知的方法，例如热成形、真空热成形、真空层压、压力层压、机械层压、贴体包装和粘附层压，将如上所述制备的包含磺化脂族-芳族共聚酯的薄膜层合到各种基底上。根据聚酯层压基底的预期用途，可在基底的一面或两面上进行层压。基底可在层压之前形成最终用途的形状，例如碟、杯子、碗、托盘的形式，或可在需要进一步成形的中间形状例如片材或薄膜时进行层压。可通过加热和/或施加压力，例如使用热粘接辊，将薄膜粘结到基底上。层压粘结强度或剥离强度通常可通过使用较高的温度和/或压力来提高。可使用的粘合剂包括热熔性粘合剂和溶剂型粘合剂。要提高层压工艺，可用已知的常规后成形操作处理薄膜和/或基底，如上文所述，例如电晕放电、化学处理(例如引物)、火焰处理。例如，US4,147,836描述了对纸板进行电晕放电以提高与聚对二苯甲酸乙二醇酯薄膜的层压工艺。例如，Quick等人在US 4,900,594中公开了对聚酯薄膜进行电晕处理以有助于与具有粘合剂的纸板的层合；Schirmer在US 5,011,735中公开了使用电晕处理来提高各种吹塑薄膜之间的粘附性；US 5,679,201和US 6,071,577公开了使用火焰处理来提高聚合物层压过程中的粘附性；Sandstrom等人在US 5,868,309中公开了使用由某些苯乙烯-丙烯酸类材料组成的纸板基底引物来提高与聚合物层压体的粘附性。
用作容器和纸盒的聚合物涂覆或层压的纸材和纸板基底的制备方法是已知的，并且在例如US 3,863,832、US 3,866,816、US 4,337,116、US4,456,164、US 4,698,246、US 4,701,360、US 4,789,575、US4,806,399、US 4,888,222和US 5,002,833中有所公开。Kane在US3,924,013中公开了用预先与聚酯层合的纸板通过机械方式形成的耐热托盘的制作过程。Schmidt在US 4,130,234中公开了纸杯的聚合物薄膜层压。薄膜在非织造织物上的层压在US 6,045,900和US 6,309,736中有所公开。
可使包含磺化脂族-芳族共聚酯的薄膜通过加热/压力咬送辊以便层合到平的基底上。更常用的是，用衍生自热成形的方法将薄膜层压到基底上，其中通过例如真空层压、压力层压、吹塑层压或机械层压将薄膜层合到基底上。当加热薄膜时，薄膜变软并且可在基底上拉伸成任何给定的形状。将聚合物薄膜粘合到预成形的基底上的方法是已知的，例如US 2,590,221中所公开。在真空层压中，可将薄膜固定或仅仅靠在基底上，然后加热薄膜，直到其变软。然后通常通过多孔基底或预置的洞施加真空，使软化的薄膜模制成基底的轮廓，并层压到基底上。然后冷却层压体，冷却过程中可保持或不保持真空。
对于需要深拉伸的基底形状，例如杯子、深碗、盒子和纸盒，可使用模塞助压。对于此类基底形状，软化的薄膜容易在到达基底形状的基座或底部之前变得非常薄，从而仅在基底形状的底部形成薄薄的层压体。模塞助压是可使更多的薄膜材料层合到积层通常过薄的基底形状区域的任何类型的机械辅助。模塞助压适用于真空和压力层压方法。
薄膜在预成形基底上的真空层压方法是已知的，并在例如US4,611,456和US 4,862,671中有所公开。例如，Knoell在US 3,932,105中公开了将薄膜层压到折叠的纸板纸盒上的真空层压方法。真空层压方法在例如Lee等人的US 3,957,558和Foster等人的US 4,337,116中有所公开。模塞辅助的真空层压方法在例如Wommelsdorf等人的US 4,124,434以及Faller的US 4,200,481和US 4,257,530中有所公开。压力层压是另一种可用的方法。在压力层压中，将薄膜固定并加热至软化，然后通过施加到与基底相对的薄膜一面的空气压力将薄膜压成要层合的基底的轮廓。可存在排气孔以允许残存的空气逸出，或在更通常的情况下基底是可渗透空气的，空气可通过基底方便地逸出。当层压的基底冷却并且薄膜固化后，即可释放空气压力。与真空层压相比，压力层压往往可进行更快的生产循环，提供更好的零件清晰度并且进行更好的尺寸控制。薄膜在预成形基底上的压力层压在例如US 3,657,044、US 4,862,671和US 4,092,201中有所公开。
机械层压包括不使用真空或空气压力的任何层压方法。在机械层压中，将薄膜加热，然后采用机械方法施加到基底上。机械层压可包括使用模具或压力辊。
可用于本发明的合适的基底可包括例如由纸材、纸板、硬纸板、纤维板、纤维素(例如纤维素)、淀粉、塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃、金属构成的制品；铝罐或锡罐、金属箔、聚合物泡沫、有机泡沫、无机泡沫、有机-无机泡沫、以及聚合物薄膜。优选的是可生物降解的基底，例如纸材、纸板、硬纸板、纤维素、淀粉和对生物有益的基底，如无机泡沫和无机-有机泡沫。
适合用作基底的聚合物薄膜可包括磺化脂族-芳族共聚酯和/或其他聚合材料，其可以是可生物降解的或不可生物降解的。材料可以是天然衍生物、改性天然衍生物或合成材料。
适合用作附加层的可生物降解的、不可生物降解的和合成的材料的实例包括上文所公开的用于制备共混物的材料。
有机泡沫，例如衍生自膨化淀粉和谷物的有机泡沫可用作进行层压的基底。此类材料在例如US 3,137,592、US 4,673,438、US 4,863,655、US5,035,930、US 5,043,196、US 5,095,054、US 5,300,333、US5,413,855、US 5,512,090、以及US 6,106,753中有所公开。合适的泡沫的具体实例包括National Starch Company(Bridgewater，NJ)的产品泡沫，它是羟丙基化的淀粉产品；以及DuPont与Con AgraCompany的合资机构EnPac Company的产品泡沫。
特别优选的有机-无机泡沫为用无机物高度地填充有例如碳酸钙、粘土、水泥或石灰石并具有淀粉型粘合剂(例如马铃薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、或木薯)以及少量纤维的多孔泡沫，例如Andersen等人在US 6,030,673中所公开。用此类泡沫制成的产品包括9英寸盘、12盎司碗以及附有接盖的三明治和色拉容器(“蛤蜊壳”)，这些产品可从EarthShell Packaging Company商购获得。
可在层压之前用已知的方法使基底形成其最终的形状。例如，对于模制的纸浆基底，可使用“精密模制”、“冲模-干燥”和“闭合-干燥”方法。这些方法包括通过将含水浆液喂入筛网覆盖的敞开式抽吸模具而将纤维纸浆模制成大体上完成的轮廓状，然后在由一对相配的加热模具施加的高压下干燥潮湿的预成型件。此类方法在例如US 2,183,869、US 4,337,116和US 4,456,164中有所公开。精密模制的纸浆制品可以是具有光滑、热熨表面光洁度的密实、坚硬和粗硬的制品。用此类方法制备的一次性纸盘由Huhtamaki Company销售，商品名称为“Chinet”。
可用通常已知的“自由干燥”或“开放式干燥”方法来制备模制的纸浆基底。自由干燥方法包括通过将含水浆液喂入筛网覆盖的敞开式抽吸模具而将纤维纸浆模制成大体上具有最终的模制形状的预成型件，然后在自由空间干燥潮湿的预成型件，例如将其放置在输送带上，使其缓慢地通过加热的干燥烘箱。模制的纸浆制品通常具有非致密的稠度、有弹力的柔软性、以及不规则的纤维触感和外观。还可在用自由干燥方法成形后通过“后加压”来制备模制的纸浆基底，例如US 2,704,493中所公开，或使用例如US3,185,370中所公开的常规方法。
可用已知的方法例如压制成形或折叠来将层压的基底转变成最终的形状。此类方法在例如US 3,924,013、4,026,458、US 4,456,164和US4,900,594中有所公开。
如上所述，可将粘合剂施加到薄膜上、施加到基底上，或施加到薄膜和基底上以提高层压体的粘结强度。将薄膜粘合层压到预成形的基底上是已知的，例如在Schmidt的US 4,130,234、Dropsy的US 4,722,474、Quick等人的US 4,900,594、Martini等人的US 5,110,390中、以及Gardiner的US 5,679,201和US 6,071,577中有所公开。可用常规的涂覆技术或通过共挤出将粘合剂施加到薄膜上，或可用粘合剂涂覆基底和/或薄膜。适用于涂覆磺化脂族-芳族共聚酯层压体的粘合剂的具体实例在上文中有所公开。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的层压体可用于各种领域。例如，层压体可用作个人卫生用品的组件，例如一次性尿布、失禁贴身短内裤、卫生护垫、卫生巾、棉塞、棉塞施用装置、晕机/车袋、婴儿短裤、个人吸收性产品。本发明的层压体防止泄漏的优异水阻隔性能与易于适应人体并在使用时可随身体的运动拉伸的良好韧性集于一身。使用后，如果妥善丢弃，污染的制品会快速进行生物堆肥。作为另一个实例，层压体可用作农用保护性薄膜，例如地膜、种子覆盖物、包含种子的农用垫(“种子带”)、垃圾袋和草坪废物袋、粘合带基底、袋子、袋子封口、床单、瓶子、纸盒、集尘袋、织物软化片、服装袋、工业用袋、垃圾袋、垃圾箱衬里、堆肥袋、标签、标记、枕套、床套、便盆衬垫、绷带、盒、手帕、小袋、纸巾、防护服、手术衣、手术床单、外科海绵、临时罩、临时壁板、玩具和抹布。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的层压体的特别优选的用途是食品包装，尤其是快餐食品包装。食品包装用途的具体实例包括：快餐食品包装纸、拉伸包装薄膜、气密封口、食品袋、小吃袋、冷冻食品容器、饮料杯或酒杯、液体食品热密封纸盒、一次性餐盘、一次性容器、食品杂货袋、杯子、碟、纸盒、盒子、瓶子、板条箱、食品包装薄膜、泡罩包装材料、贴体包装、附有接盖的三明治和色拉容器(“蛤蜊壳”)。对于热饮杯而言，优选地仅在内表面上具有优选地防水的聚酯层压体。另一方面，对于冷饮杯而言，优选地在杯子的内表面和外表面上都具有聚酯涂层以避免水在杯子的外表面上凝结。对于热密封纸盒而言，优选地是容器的内表面和外表面上都具有聚酯涂层。
本发明层压体的特别优选的最终用途为制造包裹物。包裹物可以是例如聚合物层压的纸的形式。包裹物可用于包封肉食、其他易腐食品，尤其是快餐食品，例如三明治、碎肉夹饼、甜食。可取的是，包裹物具有物理特性的良好平衡，包括将类似于纸的硬度与足够的韧性结合在一起，以便在用于包裹物品时不会撕破；良好的死褶特性，以便在折叠、包成或弄成所需的形状后，包裹物可保持其形状，而不会趋于自动展开或打开；耐油脂性(如果需要的话)；以及水分阻隔性平衡，同时防止水分在例如三明治上凝结。包裹物可具有平滑的表面，或例如通过压花、卷曲或绗缝形成的纹理化表面。包裹物可用有机和/或无机填料填充。对于某些应用而言，优选的是包裹物的触感和外观与纸类似。
磺化脂族-芳族共聚酯可形成片材。如本文所使用的术语“片材”，片材具有大于约0.25mm(10密耳)的厚度，优选介于约0.25mm和25mm之间，更优选为约2mm至约15mm，并且甚至更优选为约3mm至约10mm。在一个优选的实施方案中，包含磺化脂族-芳族共聚酯的片材具有足以使片材坚硬的厚度，该厚度一般为约0.50mm以及更大。然而，也可形成厚度大于25mm和小于0.25mm的片材。聚合物片材具有多种用途，例如用于标记、镶嵌玻璃、热成形制品、显示器以及显示器基底。对于许多用途而言，片材的耐热性是重要的因素。因此，较高的熔点、玻璃化转变温度以及结晶度是有利的，以便提供更好的耐热性以及更高的稳定性。此外，期望的是片材具有防紫外线和防刮伤性能、良好的拉伸强度、高光学透明度、以及良好的冲击强度，尤其在低温下。
可将磺化脂族-芳族共聚酯从聚合熔融物直接形成片材。作为另一种选择，可将共聚酯从熔融物形成易于处理的形状(例如小丸)，然后再将其用于形成片材。片材可用于形成例如标牌、镶嵌玻璃(例如公交车站遮蔽物、天窗或游艺车)、显示器、车灯以及热成形制品。
可用已知的方法例如挤出、溶液浇铸或注塑法来形成片材。此类方法的参数可由本领域的普通技术人员根据共聚酯的粘度特性和所需的片材厚度简单地确定。在优选的实施方案中，包含共聚酯的片材是通过溶液浇铸或挤出形成的。挤出对于形成“无接头”产品(例如薄膜和片材)是特别优选的，这些产品表现为连续的长度。例如，PCT专利申请WO 96/38282和WO97/00284公开了通过熔融挤出形成可结晶的片材。
挤出方法在上文关于薄膜的形成中有所公开；此类方法也可用于形成片材。挤出之后，通过设计用于防止片材随后变形的合适装置将聚合物片材卷到滚筒上，冷却并取下。使用挤出机制备片材是已知的，通过将聚合物薄层挤压到冷却辊上，然后用张力辊进一步将片材拉伸至所需的尺寸(大于0.25mm)。优选地，制成的片材的厚度大于0.25mm。当制备大量片材时，可使用成片压延机。压延机的使用在上文关于薄膜的形成中有所公开。
可将挤出与多种挤出后操作相结合以实现更多的用途。示例性的后成型操作包括将圆形变成椭圆形、将片材拉伸成不同的尺寸、机加工和冲压、以及双轴拉伸。在挤出和/或整理过程中，可将包含磺化脂族-芳族共聚酯的聚合物片材与其他聚合材料混合，以形成具有改善的特性(例如水蒸气阻隔性)的层压体或多层片材。已知的是，可通过任何已知的方法制备多层片材或层压片材，并且可具有多达五个或更多个通过热、粘合剂和/或接合层接合在一起的单独的层。
片材也可通过溶液浇铸制成，这可制备比熔融挤出更加均匀一致的片材。溶液浇铸包括将例如颗粒或粉末形式的聚合物材料溶解到具有任何所需调配剂(例如增塑剂或着色剂)的合适溶剂中。过滤溶液，去除脏颗粒或大颗粒，并将溶液从狭槽冲模浇铸到移动带上(优选的是不锈钢移动带)，并进行干燥，在干燥过程中薄膜冷却。挤出物厚度为所得片材的五至十倍。然后可用整理挤出片材的方法完成片材的制备。作为另一种选择，片材和片状制品例如磁盘可用已知的方法通过注塑形成。本领域的普通技术人员可根据聚合物组合物和片材形成方法来确定合适的工艺参数。
无论片材如何形成，都可使其具有双轴取向，如上文关于取向薄膜的形成中所公开。对于需要均匀片材的某些用途而言，双轴拉伸的片材是优选的。
片材表现出的性能由多种因素决定，包括聚合组合物、形成聚合物的方法、形成片材的方法、以及片材是否经过拉伸或双轴取向处理。受此类因素影响的性能包括收缩性、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、介电强度和介电常数、拉伸模量、耐化学品性、熔点、以及热挠曲温度。可通过将某些添加剂和填料加入聚合组合物来进一步调整片材性能，如上文所述的例如着色剂、染料、紫外线和热稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、润滑剂、防结块剂和增滑剂。作为另外一种选择，可将磺化脂族-芳族共聚酯与一种或多种其他聚合物例如淀粉混合，以改善某些特性。可添加其他聚合物，以改变例如透气率、光学透明度、强度和/或弹性等特性。
可用任何已知的方法使片材热成形为任何所需的形状，例如上盖、天窗、成型的温室镶嵌玻璃、显示器、以及食物托盘。通过将片材加热至足够的温度并保持足够的时间以软化共聚酯，从而可将片材容易地模制成所需的形状来实现热成形。就这一点而言，本领域的普通技术人员可根据聚酯片材的粘度和结晶特性确定最佳的热成形参数。
磺化脂族-芳族共聚酯可用于制备塑料容器。塑料容器广泛地用于食品和饮料，也可用于非食物物料。此类容器可通过已知的方法制备，例如挤出、注塑、注坯吹塑、旋转模塑、片材的热成形、以及拉伸吹塑。优选地，通过拉伸吹塑制备由磺化脂族-芳族共聚酯制成的容器，该方法一般用于生产聚对二苯甲酸乙二醇酯(PET)容器，例如瓶子。尤其可用的是冷型坯法。在该方法中，将预成形的型坯(通常通过注塑制备)从模具中取出，然后在单独的步骤中进行拉伸吹塑。还可使用已知的热型坯法，其中热型坯在同一设备中立即进行拉伸吹塑，无需在注塑形成型坯后完全冷却。根据聚合物的组成确定型坯温度。一般来讲，可使用约90℃至约160℃范围内的型坯温度。拉伸吹塑温度也取决于聚合物组成，但一般可用的是约80℃至约150℃的模制温度。
用共聚酯制成的容器可具有任何所需的形状，包括具有螺纹顶部和约400毫升至约3升的体积的窄口瓶和广口瓶，但也可形成更小和更大的容器。容器可用于标准的冷填充应用。有些共聚酯的组合物适用于热填充应用。这些容器适于盛装食品和饮料以及其他固体和液体。容器一般是清澈透明的，但如果需要，也可通过添加着色剂或染料，或通过使聚合物结晶(导致不透明)使其变为有颜色或不透明。
磺化脂族-芳族共聚酯也可形成纤维。本文所用的术语“纤维”包括连续单丝、无捻的或缠结的复丝、短纱线、纺纱、以及非织造材料。此类纤维可用于形成不平的织物、针织织物、织物网或任何其他包含纤维的结构，例如轮胎帘布。聚酯纤维可大量生成，用于多种应用。具体地讲，希望将聚酯纤维用于纺织物，尤其是与天然纤维(例如棉和羊毛)相结合。衣服、地毯和其他物品可用纤维制成。此外，由于具有弹性和强度，还希望将聚酯纤维用于工业应用。具体地讲，它们可用于制备例如轮胎帘布和绳索等制品。
可使用已知的用于制备合成纤维的常规方法制备纤维。一般来讲，此类方法包括将聚合物纺丝并拉伸成长丝，然后再将许多长丝卷绕在一起形成纱线。根据用纤维制备的最终产品，通常要对纤维进行机械和/或化学处理，以赋予所期望的特性，例如强度、弹性、耐热性、手感(织物触感)。对于制备聚酯纤维而言，熔体纺丝一般是优选的。
制备纤维时，选择的磺化脂族-芳族共聚酯的单体组合物优选地可形成部分结晶的聚合物。结晶对于纤维的形成来说是需要的以便提供强度和弹性。与首次制备的聚酯一样，聚酯的结构一般是非结晶的。在优选的实施方案中，当重新加热和/或拉伸时，聚酯可很容易结晶。
熔体纺丝包括加热聚合物以形成熔融的液体或在加热的表面上熔融聚合物。挤压熔融聚合物，使其通过具有多个小洞的喷丝头。穿过喷丝头之后，一旦接触空气或无活性气体流，每个喷丝头的聚合物将固化成长丝。用会聚引导装置将从喷丝头顺流而下的长丝收集在一起，并且可用一个或多个辊卷起。用该方法可形成各种尺寸和横截面的长丝，包括具有例如圆形、椭圆形、方形、矩形、叶状或犬骨状横截面的长丝。
在纤维挤出和卷起之后，通常对纤维进行拉伸，这可提高结晶度并使所需的性能达到最佳，例如沿着纵向轴线的取向，继而提高弹性和强度。可通过使用一系列的辊使拉伸与卷起同时进行，其中一些辊通常被加热，或者可在纤维形成过程中作为单独步骤进行拉伸。
可根据所需的纤维尺寸，以约600至6000米/分钟或更快的速度将聚合物纺成丝。对于纺织物应用而言，所需的是具有约0.1至约100丹尼尔/长丝的纤维。优选的是单丝纤度为约0.5至20，更优选为0.7至10。然而，对于工业应用而言，纤维可为约0.5至100丹尼尔/长丝，优选为约1.0至10.0丹尼尔/长丝，最优选为3.0至5.0丹尼尔/长丝。用于任何给定的应用，纤维的所需尺寸和强度可由本领域的普通技术人员很容易地确定。
可通过使用另外的压制设备对所得的长丝材料进行进一步加工，或者可直接将其用于需要连续长丝纺织物纱线的应用。如果需要，可随后通过已知的假捻变形条件或其他已知的方法将长丝材料从扁平纱线转变成变形纱。具体地讲，例如对于纺织物来说，希望提高纤维的表面积以提供更软的触感并提高纤维的透气性，从而提供更好的绝缘和保水率。要提高纤维的表面积，可通过例如假捻法、喷气流、边缘褶皱、齿轮褶皱、或填塞箱对纤维进行卷曲或加捻。作为另外一种选择，可将纤维切割成较短的长度，称为短纱，其可被加工成纱线。技术人员可根据纤维的所需应用和组成确定最佳卷曲或加捻方法。
形成之后，可用任何适合所需最终用途的方法完成纤维的制备。对于纺织物而言，这可包括适于调节纤维外观和手感的染色、上浆、或添加化学试剂(例如抗静电剂、阻燃剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、颜料、染料、耐污剂、以及抗微生物剂)。对于工业应用而言，可对纤维进行处理以赋予另外的所需特性，例如强度、弹性或收缩性。
包含磺化脂族-芳族共聚酯的连续长丝纤维可用作用于多种应用的产品或纹理产品，例如用于生产服装和家居用品的纺织物。高强纤维可用于工业应用，例如高强度织物、防水油布、帆布、缝纫线以及轮胎和V形带的橡胶加强件。包含磺化脂族-芳族共聚酯的短纤维可用于形成与天然纤维(尤其是棉和羊毛)的共混物。聚酯纤维是耐化学品的纤维，它一般对天然纤维存在的发霉、白粉病和其他问题都有抗性。聚酯纤维还可提供强度和耐磨性并可降低材料的成本。因此，理想的是用于纺织物和其他商业应用，例如制作服装、家居用品和地毯的织物。此外，磺化脂族-芳族共聚酯可与另一种合成或天然聚合物一起使用以形成异质纤维，从而使纤维具有改善的性能。异质纤维和双组分纤维可用任何合适的方式形成，例如并列型、皮-芯型和矩阵型设计。
磺化脂族-芳族共聚酯可形成成型的泡沫制品。聚酯例如聚对二苯甲酸乙二醇酯通常具有比其他聚合物更高的密度。因此，期望的是能够使聚酯材料发泡，以降低模制的零件、薄膜、片材、食物托盘、热成形零件的重量。此类泡沫制品还可提供比未发泡制品更好的绝缘性。
通常优选的是，要发泡的聚酯具有足够高的熔融粘度，以便使聚酯能够将发泡形状保持足够长的时间，从而凝固形成最终的泡沫制品。可通过提高初始聚酯的特性粘度获得足够的熔融粘度，通常使用后聚合反应方法，如上文所述的例如固态聚合方法。作为另外一种选择，可将支化剂掺入到聚酯中，如US 4,132,707、US 4,145,466、US 4,999,388、US 5,000,991、US5,110,844、US 5,128,383和US 5,134,028中所述。如上所述，还可使此类支链聚酯另外进行固态聚合反应以进一步提高熔融粘度。聚酯也可包含增链剂，例如二酸酐或聚环氧化物，其通常在发泡过程中添加。
磺化脂族-芳族聚酯可通过各种方法发泡，包括在挤出或模制操作过程中将惰性气体例如氮气或二氧化碳注入到熔融物中。作为另外一种选择，可使用惰性烃气，例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷，或氯氟烃、氢氯氟烃、氢氟烃。另一种方法包括将化学发泡剂与聚酯干混，然后挤出或模制共混物，以形成泡沫制品。在挤出或模制操作过程中，惰性气体例如氮气从发泡剂中释放出来，并提供发泡作用。一般的发泡剂包括：偶氮二甲酰胺、氢偶氮碳酰胺、二亚硝基五亚甲四胺、对甲苯磺酰氢偶氮二甲酸亚乙基酯、5-苯基-3，6-二氢-1，3，4-氧杂-二氮-2-酮、硼氢化钠、碳酸氢钠、5-苯基四唑、以及p，p′-氧代双苯磺酰肼。另一种方法包括将碳酸钠或碳酸氢钠与聚酯小丸的一部分共混，将有机酸(例如柠檬酸)与聚酯小丸的另一部分共混，然后通过在高温下进行挤出或模制将两类小丸共混。碳酸钠与柠檬酸的反应释放出二氧化碳气体，从而提供聚合物熔体中所需的发泡作用。
希望的是，可发泡的聚酯组合物包含成核剂以形成起始发泡点，影响发泡片材或物品的泡孔尺寸，并促进发泡制品的凝固。成核剂的实例包括乙酸钠、滑石、二氧化钛、聚烯烃材料，例如聚乙烯和聚丙烯。
聚合物发泡设备和方法是已知的，并且在例如US 5,116,881、US5,134,028、US 4,626,183、US 5,128,383、US 4,746,478、US5,110,844、US 5,000,844和US 4,761,256中有所公开；以及在JohnWiley and Sons，Inc.(New York，N.Y.)的Kirk-Othmer Encyclopediaof Chemical Technology，1980年第三版第11卷，第82至145页和JohnWiley and Sons，Inc.(New York，N.Y.)的Encyclopedia of PolymerScience and Engineering，1985年第二版第2卷，第434至446页中有所公开。
如上文所述，可发泡的聚酯组合物可包含各种添加剂和/或填料，而且可与其他材料共混。对于可生物降解的泡沫而言，添加纤维素、纤维素衍生物(例如化学改性的纤维素)、淀粉和淀粉衍生物(例如化学改性的淀粉和热塑性淀粉)是尤其优选的。
本文所述的组合物可用可再生来源(如，生物衍生)的单体，尤其是1，3-丙二醇(3G)制备。用于制备本文所述的组合物的1，3-丙二醇优选地通过生化途径从可再生来源(“生物衍生的”1，3-丙二醇)获得。
尤其优选的1，3-丙二醇来源是经由使用可再生生物来源的发酵方法获得。作为来自可再生来源的原料的例证性实例，已经描述了利用由生物且可再生资源(例如玉米原料)产生的原料以得到1，3-丙二醇(PDO)的生化途径。例如，能够将甘油转化为1，3-丙二醇的细菌菌株存在于菌种克雷白氏杆菌、柠檬酸杆菌、梭菌和乳酸杆菌中。所述技术公开于几个公布中，包括前面并入的US5633362、US5686276和US5821092。US5821092特别公开了一种使用重组生物体由甘油生物制备1，3-丙二醇的方法。所述方法引入了对1，2-丙二醇具有特异性的异源pdu二醇脱水酶基因转化的大肠杆菌。转化过的大肠杆菌在作为碳源的甘油存在下生长，并且从生长培养基中分离出1，3-丙二醇。由于细菌和酵母都能够将糖浆(如玉米糖)或其他碳水化合物转化为甘油，公开于这些公布中的方法提供了快速、廉价并且环保的1，3-丙二醇单体来源。
生物衍生的1，3-丙二醇(例如由上文所述和参考的方法制备)包含来自植物所吸收的大气二氧化碳的碳，该植物构成了1，3-丙二醇的生产原料。这样，优选用于本发明上下文的生物衍生的1，3-丙二醇仅包含可再生的碳，而不包含基于化石燃料或基于石油的碳。因此，基于利用生物衍生的1，3-丙二醇的聚对苯二甲酸丙二醇酯对环境具有较小的影响，这是因为所使用的1，3-丙二醇没有耗减化石燃料，并且降解后释放碳回到大气中以被植物再次利用。因此，本发明的组合物可表征为更加天然，并且对环境的影响比包含石油基二醇的类似组合物更小。
可通过双碳同位素指纹分析对生物衍生的1，3-丙二醇、聚对二苯甲酸丙二醇酯(“3GT”)和基于聚对二苯甲酸丙二醇酯的共聚物与用石化来源或化石燃料碳制备的类似化合物加以区分。该方法可用于区别化学上相同的物质，并且按生物圈(植物)组成的生长来源(可能是年)来分配碳材料。同位素14C和13C为该问题带来了补充信息。放射性碳年代测定同位素(14C)(其核半衰期是5730年)能够明确地使得在化石(“死的”)和生物圈(“活的”)原料之间分配样本碳(Currie，L.A.“SourceApportionment of Atmospheric Particles，”Characterization ofEnvironmental Particles，J.Buffle和H.P.van Leeuwen，IUPACEnvironmental Analytical Chemistry Series(Lewis Publishers，Inc)，1992年，第1版第I卷，第3至74页)。放射性碳年代测定法的基本假设是大气中14C的浓度是恒定不变的，其使得活的生物体中14C恒定不变。当处理分离的样本时，样本的年代可通过如下关系近似地推导出：
t＝(-5730/0.693)ln(A/A0)
其中t＝年代，5730年是放射性碳的半衰期，而A和A0分别是样本和现代标准物的具体14C活性(Hsieh，Y.，Soil Sci.Soc.Am J.，56，460，(1992))。然而，由于从1950年开始的大气核试验和1850年开始的化石燃料燃烧，14C已获得了第二个地球化学时间特征。在20世纪60年代中期，在核试验高峰期，它在大气CO2中并因此在活的生物圈中的浓度大约翻倍。从那之后，其已逐渐恢复至稳态的由宇宙射线产生的(大气)基线同位素比例(14C/12C)(大约1.2×10-12)，具有大约7至10年的延长“半衰期”。(后一种半衰期不能按字面意思理解；而是人们必须使用详细的大气核输入/衰变函数来追踪大气和生物圈中14C在核年代开始之后的变化。)正是后一种生物圈14C的时间特征呈现出了对近代生物圈碳进行年代测定的希望。14C可通过加速器质谱(AMS)来测量，结果以“现代碳的份数”(fM)为单位给出。fM由National Institute of Standard s and Technology(NIST)标准参考物质(SRM)4990B和4990C(分别称为草酸标准HOxI和HOxII)定义。基本定义涉及0.95乘以14C/12C同位素比率HOx I(参考AD 1950)。这大致相当于衰变校正过的工业革命前的木材。对于当前的活生物圈(植物材料)，fM1.1。
稳定的碳同位素比率(13C/12C)提供了来源辨别和分配的补充途径。在给定的生物来源物质中，13C/12C比率是在二氧化碳固定时大气二氧化碳中13C/12C的比率，并且还反映了精确的代谢途径。还发生了区域变化。石油、C3植物(阔叶)、C4植物(草本)、以及海相碳酸盐均在13C/12C和相应的δ13C值上显示出显著差异。此外，由于代谢途径的原因，C3和C4植物的类脂物质的分解与衍生自相同植物的碳水化合物组分的物质不同。在测量的精密度内，由于同位素分馏效应13C显示出很大的变化，对于本发明来说最显著的是光合作用机制。植物中碳同位素比率差异的主要原因与植物中光合作用碳代谢途径的差异密切相关，尤其是在初级羧化反应期间所发生的反应，即大气CO2的最初固定。两大类植物是采用″C3″(或Calvin-Benson)光合循环的那些和采用″C4″(或Hatch-Slack)光合循环的那些。硬木和针叶之类的C3型植物主要在温带气候区。在C3型植物中，初级CO2固定或羧化反应涉及酶核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶，并且第一个稳定的产物是3-碳化合物。另一方面，C4型植物包括如热带牧草、玉米和甘蔗之类的植物。在C4型植物中，涉及另一种酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的另外的羧化反应是初级羧化反应。第一个稳定的碳化合物是4-碳酸，其随后被脱羧。由此释放的CO2由C3循环再次固定。
C4和C3型植物均表现出一定范围的13C/12C同位素比率，但是典型的值为约-10至-14每千(C4)和-21至-26每千(C3)(Weber等人，J.Agric.Food Chem.，45，2942(1997))。煤和石油一般落在后一个范围内。13C测量度最初是以美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石(PDB)石灰岩为零来定义，其中数值以与此材料的偏差的千分数给出。“δ13C”值以千分数(千分之几)表示，缩写为‰，计算如下：

由于PDB标准物质(RM)已被耗尽，IAEA、USGS、NIST和其他所选择的国际同位素实验室合作开发出了一系列可供选择的RM。与PDB的偏差千分数用δ13C表示。通过高精度的稳定比率质谱(IRMS)在质量为44、45和46的分子离子上对CO2进行测量。
因此，生物衍生的1，3-丙二醇和包含生物衍生的1，3-丙二醇的组合物可根据14C(fM)和显示新物质组成的双碳同位素指纹分析而与石化衍生的与它们相当的物质完全区别开。区分这些产物的能力有利于跟踪商业中的这些物质。例如，包含“新”和“旧”两种碳同位素特征图的产品可与仅由“旧”物质制成的产品区别开。因此，可在商业上根据其独特的特征图来密切关注即用材料，并且用于限定竞争、确定储存寿命，以及尤其用于评估对环境的影响的目的。
优选地，在制备聚对二苯甲酸丙二醇酯(“3GT”)和聚对二苯甲酸丙二醇酯共聚物时用作反应物或反应物组分的1，3-丙二醇具有按气相色谱分析确定的大于约99重量％的纯度，并更优选地大于约99.9重量％。尤其优选的是US7038092、US7098368、US7084311和US20050069997A1中所公开的纯化的1，3-丙二醇。
纯化的1，3-丙二醇优选地具有下列特性：
(1)220nm处的紫外吸收小于约0.200，并且在250nm处小于约0.075，并且在275nm处小于约0.075；和/或
(2)组合物具有的CIELAB“b*”色值小于约0.15(ASTM D6290)，并且在270nm处的吸收小于约0.075；和/或
(3)过氧化物组合物小于约10ppm；和/或
(4)当采用气相色谱测量时，总有机杂质(除1，3-丙二醇之外的有机化合物)的浓度小于约400ppm，更优选小于约300ppm，并且还更优选小于约150ppm。
另外，本文所公开的化合物具有生物降解性。生物降解性可通过多种方法测量，并且可具有地域特性。例如，一项美国标准ASTM D6400规定材料必须具有3个具体特性才能被视为是可堆肥的。具体地讲，材料必须在堆肥过程中粉碎，以使得在12周后，只有不超过10％的原始材料不能漏过2.0mm的筛子。材料必须表现出固有的生物降解性，以使得90％的有机碳在不到180天内转化为二氧化碳(就共聚物而言)。材料不能对支持植物生长的堆肥能力有不利影响。在每种情况下，具体的堆肥条件是指定的。欧洲标准(EN13432)要求基本上相同的特性，只存在极小的差别。在日本，测试方法包括JIS6950、6951、6953和6955，这些方法还要求测量CO2的产生。另外的关于这些和其他方法的讨论在以下的实施例中有所描述。
由于以上标准中描述的测试方法所需的时间周期很长，因此许多筛选测试已在公开的文献中获得认可。除了对样本的CO2排放进行的测量之外，通常还记录分子量损失和质量损失。因此，为了本发明的目的，当暴露于堆肥、活性污泥或培养的酶溶液时，如果材料表现出以下特性中的至少一个，则其被视为可生物降解的：材料的分子量在6周或更长的时间内下降了至少1％，材料的固体质量在6周或更长的时间内下降了至少1％，或者材料的有机碳的至少1％在6周或更长的时间内转化为CO2。
本文所公开的化合物包括脂族酸和磺酸盐。尽管可使用多种脂族酸，而且本文也示例性地示出了多种脂族酸，但优选的是可衍生自可再生来源的蓖麻籽的癸二酸，其含量介于酸组分总量的约32和56摩尔％之间，更优选地介于酸组分总量的约34和56摩尔％之间。如本文所示，含量介于酸组分总量的约0和4摩尔％之间，优选地介于酸组分总量的约0和2摩尔％之间的5-磺基间苯二甲酸钠盐(DRL-6)可提供良好的产品性能。
实施例
测试方法
除非另有说明，以下测试方法用于本文所公开的实施例和比较实施例。
差示扫描量热法(DSC)在型号为2920的TA Instruments机器上进行。在氮气气氛下，以20℃/分钟的速率将样本加热到300℃，以20℃/分钟的速率程控冷却至室温，然后以20℃/分钟的速率重新加热到300℃。本文以下提供的观察到的样本Tg和晶体熔融温度(Tm)来自第二个加热步骤。
本文使用的特性粘度(IV)按照1961年W.R.Sorenson和T.W.Campbell在“Preparative Methods of Polymer Chemistry”第35页中的定义。它是通过在室温下用Goodyear R-103B法对浓度为0.5g/100mL的50∶50重量％的三氟乙酸∶二氯甲烷酸溶剂体系进行测量而确定的。
实验室相对粘度(LRV)是溶解于10mL包含80ppm硫酸的六氟异丙醇(HFIP)的0.6克聚酯样本的溶液的粘度与包含硫酸的六氟异丙醇本身的粘度的比率，两个粘度都是在25℃下用毛细管粘度计测得的。LRV可与IV具有数学关系。使用这种关系时，将注明术语“计算的IV”。
生物降解作用可通过几种方法进行，在以下的实施例中有更加完整的说明。所用的一种方法为ISO 14855，即“Determination of theultimate aerobic biodegradability and disintegration of plasticmaterials under controlled composting conditions-Method byanalysis of evolved carbon”。该测试涉及注入由来自具有聚合物磨粉(磨粉将在蛭石基质上测试)的城市固体废物有机组分的稳定和成熟的堆肥组成的培养液，在培养温度控制在58℃±2℃的标准条件下进行堆肥。用一种聚合物样本进行测试。释放出的二氧化碳用于确定生物降解作用的程度。
在测试薄膜性能之前，将薄膜样本在72°F和50％的湿度下保存40小时。根据ASTM 1922测定厄尔门道夫撕裂强度。根据ASTMD1004测定割口撕裂。根据ASTM D882测定拉断强度、拉伸模量和断裂伸长百分比。
比较实施例CE 1
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯(63.56g)、乙二醇(18.62g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(2.96g)、己二酸二甲酯(43.55g)、1，2，4，5-苯四甲酸二酸酐(0.098g)、以及异丙氧基钛(IV)(0.0582g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在0.4小时内将反应混合物加热至200℃，同时进行搅拌。在200℃下搅拌所得反应混合物1.1小时，同时用轻微的氮气吹扫。然后在1.3小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌和缓慢的氮气吹扫。在255℃下搅拌所得反应混合物0.8小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到13.55g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物1.7小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外14.44g馏出液和90.8g固体产物。
如上文所述，测量样本的实验室相对粘度(LRV)，测得LRV为27.80。计算得到该样本具有0.75dL/g的特性粘度。对样本进行差示扫描量热法(DSC)分析。在第一和第二加热周期内没有观察到热转化。
实施例1
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(48.54g)、1，3-丙二醇(38.04g)、间苯二甲酸-3-磺酸钠(2.96g)、己二酸二甲酯(43.55g)、1，2，4，5-苯四甲酸二酸酐(0.098g)、以及异丙氧基钛(IV)(0.0582g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在1.5小时内将反应混合物加热至200℃，同时进行搅拌。在200℃下搅拌所得反应混合物1.0小时，同时用轻微的氮气吹扫。然后在1.0小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌和缓慢的氮气吹扫。在255℃下搅拌所得反应混合物0.5小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到21.35g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物0.8小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外8.39g馏出液和86.0g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为33.66。计算得到该样本具有0.86dL/g的特性粘度。对样本进行差示扫描量热法(DSC)分析，并在138.5℃观察到晶体Tm(16.0J/g)。
实施例1中制备的磺化脂族-芳族共聚酯具有高结晶度，而如比较实施例CE1所示，根据常规方法用乙二醇制备的类似的磺化脂族-芳族共聚酯要么在本质上为非晶形，要么结晶速率非常低以至于实际上成为非晶形。
实施例2
在1升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(239.10g)、1，3-丙二醇(247.33g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(5.55g)、琥珀酸二甲酯(182.68g)、四水合乙酸锰(II)(0.209g)、以及三氧化锑(III)(0.168g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在3.0小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌。在255℃下搅拌所得反应混合物1.6小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到164.9g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物3.3小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外49.7g馏出液和420.0g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为10.51。计算得到该样本具有0.44dL/g的特性粘度。对样本进行差示扫描量热法(DSC)分析。在140.5℃观察到明显的晶体Tm(25.0J/g)。如上文所述，还要对样本进行生物降解测试。13天后，观察到8.3％的生物降解。
实施例3
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(59.8g)、1，3-丙二醇(61.8g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(1.4g)、琥珀酸二甲酯(45.7g)、二氧化硅(9.5g)、四水合乙酸锰(II)(0.052g)、以及三氧化锑(III)(0.042g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。
达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在3.1小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌。在255℃下搅拌所得反应混合物1.3小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到28.4g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物2.6小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外10.8g馏出液和104.4g固体产物。
如上所述，测量样本的LRV，并计算得出特性粘度为0.46dL/g。对样本进行差示扫描量热法(DSC)分析。在138.5℃观察到明显的晶体Tm(19.7J/g)。
比较实施例CE 2
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯(88.86g)、乙二醇(6.27g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(0.15g)、戊二酸二甲酯(24.03g)、四水合乙酸锰(II)(0.042g)、以及三氧化锑(III)(0.034g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在3.6小时内将反应混合物加热至275℃，同时进行搅拌。在275℃下搅拌所得反应混合物1小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到12.8g无色馏出液。然后在275℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物2.4小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外7.0g馏出液和64.0g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为32.7。计算得到该样本具有0.84dL/g的特性粘度。对样本进行差示扫描量热法(DSC)分析。发现Tg具有35.8℃的起始温度、37.6℃的中点温度和39.5℃的终点温度。在185.1℃观察到明显Tm(16.8J/g)。
比较实施例CE 3
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(67.87g)、1，4-丁二醇(58.58g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(0.148g)、戊二酸二甲酯(24.03g)、四水合乙酸锰(II)(0.042g)、以及三氧化锑(III)(0.034g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在2.7小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌。在255℃下搅拌所得反应混合物1.0小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到35.4g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物3.7小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外1.1g馏出液和91.0g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为6.56。计算得到该样本具有0.36dL/g的特性粘度。对样本进行DSC分析。在174.3℃观察到晶体Tm(25.2J/g)。
实施例4
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(67.87g)、1，3-丙二醇(49.50g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(0.150g)、戊二酸二甲酯(24.00g)、四水合乙酸锰(II)(0.049g)、以及三氧化锑(III)(0.033g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在0.6小时内将反应混合物加热至2℃，同时进行搅拌。在200℃下搅拌所得反应混合物1.2小时，同时用轻微的氮气吹扫。然后在1.2小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌和缓慢的氮气吹扫。在255℃下搅拌所得反应混合物1.0小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到23.9g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物3.3小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外7.9g馏出液和82.7g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为21.93。计算得到该样本具有0.64dL/g的特性粘度。对样本进行DSC分析。在185.0℃观察到晶体Tm(40.3J/g)。
实施例5
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(66.02g)、1，3-丙二醇(49.47g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(2.96g)、己二酸二甲酯(26.13g)、1，2，4-苯三甲酸酐(0.20g)、以及异丙氧基钛(IV)(0.0582g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，将反应混合物加热至200℃，同时进行搅拌。在200℃下搅拌所得反应混合物1小时，同时用缓慢的氮气吹扫。然后在0.80小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌和缓慢的氮气吹扫。在255℃下搅拌所得反应混合物0.75小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到21.18g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物3.5小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外4.60g馏出液和90.3g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为34.54。计算得到该样本具有0.87dL/g的特性粘度。对样本进行DSC分析。在178.0℃观察到晶体Tm(35.5J/g)。
比较实施例CE 4
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯(105.51g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(2.96g)、戊二酸二甲酯(12.01g)、四水合乙酸锰(II)(0.042g)、以及三氧化锑(III)(0.034g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在3.6小时内将反应混合物加热至275℃，同时进行搅拌。在275℃下搅拌所得反应混合物1小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到13.1g无色馏出液。然后在275℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物1.8小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外3.2g馏出液和61.7g固体产物。
如上所述，测量样本的特性粘度(IV)，并测得IV为0.61dL/g。对样本进行DSC分析。发现Tg具有51.6℃的起始温度、53.6℃的中点温度和55.5℃的终点温度。在210.8℃观察到晶体Tm(26.5J/g)。
比较实施例CE 5
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(161.18g)、1，4-丁二醇(144.2g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(5.92g)、戊二酸二甲酯(24.02g)、四水合乙酸锰(II)(0.168g)、以及三氧化锑(III)(0.068g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在1.6小时内将反应混合物加热至200℃，同时进行搅拌。在200℃下搅拌所得反应混合物1.0小时，同时用轻微的氮气吹扫。然后在1.8小时内将搅拌的反应混合物加热至255℃，同时进行轻微的氮气吹扫。在255℃下搅拌所得反应混合物0.2小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到96.5g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物2.6小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到184.7g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为2.64。计算得到该样本具有0.29dL/g的特性粘度。对样本进行DSC分析。在178.0℃观察到晶体Tm(29.7J/g)。
实施例6
在250毫升的玻璃烧瓶中加入以下反应混合物组分：对苯二甲酸二甲酯(80.59g)、1，3-丙二醇(49.47g)、间苯二甲酸二甲酯-3-磺酸钠(2.96g)、戊二酸二甲酯(12.01g)、四水合乙酸锰(II)(0.042g)、以及三氧化锑(III)(0.034g)。在缓慢的氮气吹扫下，搅拌反应混合物，并加热至180℃。达到180℃之后，在缓慢的氮气吹扫下，在4.25小时内将反应混合物加热至255℃，同时进行搅拌。在255℃下搅拌所得反应混合物0.8小时，同时用轻微的氮气吹扫。在该加热周期内收集到27.4g无色馏出液。然后在255℃下使反应混合物处于全真空，同时进行搅拌。在全真空下(压力小于100毫托)搅拌所得反应混合物3.0小时。然后用氮气消除真空，让反应物料冷却至室温。回收到另外9.1g馏出液和70.0g固体产物。
如上文所述，测量样本LRV，测得LRV为23.02。计算得到该样本具有0.66dL/g的特性粘度。对样本进行DSC分析。发现Tg具有23.5℃的起始温度、27.8℃的中点温度和31.6℃的终点温度。在207.8℃观察到晶体Tm(42.4J/g)。
实施例7至12
将上文所述的实施例和比较实施例中制备的聚合物(如下表1中所示，不同的是标度更大)放入料斗烘干机中在60℃下干燥8小时至-40℃露点。将干燥的聚合物放入单螺杆定量喂料器(K-tron，型号7)的料斗中，聚合物从料斗自由落至28mm Werner and Pfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据与比较实施例1一样。
将挤出的聚合物膜通过静电固定在12英寸直径的光滑骤冷转筒上，用冷水将转筒温度保持在26℃，并用标准张力辊将薄膜收集到防粘纸上。将骤冷转筒速率从5英尺/分钟调整至15英尺/分钟，获得厚度为约8密耳至约1.5密耳的薄膜样本。将实施例7中制备的薄膜切割成8英寸×16英寸的长方形，并准确测量尺寸。将长方形薄膜放入Fisher ScientificIsotemp培养箱(Fisher Scientific Isotemp Incubator)(型号为625D)，加热至60℃并保持1小时。然后重新准确地测量长方形薄膜，以确定收缩率。将实施例7至12的薄膜作为快餐三明冶包裹物进行测试。
实施例13至18和比较实施例CE 7
将以下表2所列的实施例中制备的厚度介于约1.5密耳至8密耳之间的薄膜喂入得自Marshall and Williams Company(Providence，RhodeIsland)的纵向定向器(MDO)(型号为7200)。将MDO装置预热至以下表2中所列的温度，并在该温度下如下表2中所示对薄膜进行拉伸。例如，“拉伸3X”表示例如将1米长的薄膜拉伸至最终长度为3米。
表2
          浇铸薄膜    MDO    MDO
实施例    实施例      温度   拉伸
                      (℃)
CE 7      CE 6        60     4X
13        7           40     4X
14        8           40     4X
15        9           40     3.5X
16    10    50    4X
17    11    50    3.5X
18    12    60    3.5X
将实施例13至18中的单向拉伸的薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例19至24
将表1列出的和表3详述的2平方英寸的薄膜预热至以下表3示出的温度，保持4分钟(注意不要让热空气直接冲到薄膜上，以避免出现热点)，然后在拉幅机T.M.Long双轴拉伸机(T.M.Long Biaxialstretcher)上进行双轴取向。拉伸机的拉伸比率设置为3×3，拉伸速率为5英寸/秒(12.7厘米/秒)。
表3
          浇铸薄膜  双轴拉伸
实施例    实施例    温度(℃)
19        7         50
20        8         50
21        9         50
22        10        60
23        11        60
24        12        70
将实施例19至24中制备的双向拉伸的薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例25至29
将如实施例4所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入料斗烘干机中在100℃下干燥8小时至-40℃露点。将干燥的聚合物粉末与得自CibaCompany的0.10重量％(以聚合物重量计)的Irganox-受阻酚性抗氧化剂共混。将共混的聚合物放入单螺杆定量喂料器(K-tron，型号7)的料斗中，共混聚合物从料斗自由落至28mm Werner and Pfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据如下：
区域1    区域2    域3    区域4    区域5    模具
(C)      (C)      (C)    (C)     (C)      (C)
160      195      205    205      205      210
将得自Morflex，Inc.的柠檬酸乙酰基三正丁基酯增塑剂注入具有喂料机的区域2，增塑剂的比率应可提供以下表4中列出的组合物。表4中示出的增塑剂含量是基于总组合物的重量。
表4
          增塑剂
实施例    (重量％)
25        0
26        5
27        10
28        15
29        20
30        0
31        5
32        10
33        20
34        30
将挤出的聚合物膜通过静电固定在12英寸直径的光滑骤冷转筒上，用冷水将转筒温度保持在26℃，并用标准张力辊将薄膜收集到防粘纸上。将骤冷转筒速率从5英尺/分钟调整至15英尺/分钟，获得厚度为约8密耳至约1.5密耳的薄膜样本。将薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例30至34
将如实施例5所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入料斗烘干机中在100℃下干燥8小时至-40℃露点。将材料粉末与得自Ciba Company的0.10重量％(以聚合物重量计)的Irganox-1010受阻酚性抗氧化剂共混。将材料放入单螺杆定量喂料器(K-tron，型号7)的料斗中，共混聚合物从料斗自由落至28mm Werner and Pfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据如下：
区域1    区域2   区域3   区域4    区域5   模具
(C)     (C)      (C)     (C)     (C)      (C)
160     195      205      205    205      210
如上文所述，将增塑剂(柠檬酸乙酰基三正丁基酯，得自Morflex，Inc.)注入并如实施例25至29所述进行加工。
将薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例35至40
如下所述制备以下表5中列出的组合物。将如上文实施例2所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入大型盘式烘干机中通过热干燥空气再循环在60℃下干燥过夜，使含水量小于0.04％。将玉米淀粉(玉米产品3005，得自CPC International，Inc.)和大米淀粉(Sigma Chemicals，产品目录号S7260)放入大型盘式真空炉中，在90℃和小于1毫米汞柱真空下进行干燥，使含水量小于1％，并在使用前一直储存在密封容器中。聚己二酸乙二醇酯(S-101-55，标称分子量为2000，得自RucoPolymer Corporation)直接使用，无需预处理。
通过手工翻滚塑料袋中的材料，将聚合物与淀粉混合。将干燥淀粉添加到由烘干机而来的温热聚合物中，并将仍然温热的混合物喂入挤出机。使用聚己二酸乙二醇酯时，将聚己二酸乙二醇酯熔融，并通过计量泵将液体注入挤出机的第二加热区域。
表5
实施例   聚合物   玉米淀粉    大米淀粉    聚己二酸乙二醇酯
        (重量％)  (重量％)    (重量％)    (重量％)
35       80        20
36    60    40
37    55    40            5
38    45    35            20
39    60            40
40    45    35            20
41    80    20
42    60    40
43    55    40            5
44    45    35            20
45    60            40
46    45    35            20
将共混物放入Ktron双螺杆喂料机(型号为T-35，配备190 6300控制器)的喂料斗(同时进行氮气吹扫)中，并定量喂入Werner and PfleiderZSK 30mm双螺杆挤出机。该挤出机的L/D为30/1，具有真空口和软混合螺杆。用电将挤出机圆筒的温度从挤出机喂料端的130℃加热至排放端的160℃。挤出机以150RPM的速度运行，真空口与清扫真空系统相连，并可随加工条件而变动。单孔模具(直径1/8英寸)用于排放。将所得的股线放入6英尺长的水槽中骤冷，用气刀脱水，并用Conair切割器(型号304)切割成粒料。各个组合物的操作条件列于表6中。
表6
实施例  喂料   螺杆         模具   熔融   真空
编号    速率   扭矩         压力   温度   (英寸
        (pph)  (％，最大值) (psig) (C)    汞柱)
35       34    58            800    170    13
36       32    60            800    190    13
37       31    50            750    185    12
38       32    35            600    165    12
39       33    60            800    190    13
40       32    35            600    165    13
41       34    58            800    170    13
42       32    60            800    190    13
43       31    50            750    185    12
44       32    35            600    165    12
45       33    60            800    190    13
46    32    35    600    165    13
实施例41至46
如下所述制备以上表5中列出的组合物。将如上文实施例3所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入大型盘式烘干机中通过热干燥空气再循环在60℃下干燥过夜，使含水量小于0.04％。将玉米淀粉(玉米产品3005，得自CPC International，Inc.)和大米淀粉(Sigma Chemicals，产品目录号S7260)放入大型盘式真空炉中，在90℃和小于1毫米汞柱真空下进行干燥，使含水量小于1％，并在使用前一直储存在密封容器中。将得自Ruco Polymer Corporation的S-101-55聚己二酸乙二醇酯直接使用，无需预处理，并使其熔融，将液体通过计量泵注入挤出机的第二加热区域。
通过手工翻滚塑料袋中的材料，将聚合物与淀粉混合。将干燥淀粉添加到由烘干机而来的温热聚合物中，并将仍然温热的混合物喂入挤出机。将共混物放入Ktron双螺杆喂料机(型号为T-35，配备1906300控制器)的喂料斗(同时进行氮气吹扫)中，并定量喂入Werner and Pfleider ZSK30mm双螺杆挤出机。该挤出机的L/D为30/1，具有真空口和软混合螺杆。用电将挤出机圆筒的温度从挤出机喂料端的130℃加热至排放端的160℃。挤出机以150RPM的速度运行，真空口与清扫真空系统相连，并可随加工条件而变动。单孔模具(直径1/8英寸)用于排放。将所得的股线放入6英尺长的水槽中骤冷，用气刀脱水，并用Conair切割器(型号304)切割成粒料。各个组合物的具体操作条件列于以上表6中。
实施例47至58
将以上实施例35至46中制备的聚合物与淀粉的共混物放入料斗烘干机中，在80℃下干燥8小时至-40℃露点，然后放入单螺杆定量喂料机(K-tron，型号7)的料斗，共混物从料斗自由落至28mm Werner andPfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据如下：
区域1  区域2  区域3  区域4  区域5  模具   熔融
(C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)
145    170    190    190    190    195    200
将挤出的聚合物膜通过静电固定在12英寸直径的光滑骤冷转筒上，用冷水将转筒温度保持在26℃，并用标准张力辊将薄膜收集到防粘纸上。将骤冷转筒速率从5英尺/分钟调整至15英尺/分钟，获得厚度为约8密耳至约1.5密耳的薄膜样本。
表7
              共混物
实施例        实施例
47            35
48            36
49            37
50            38
51            39
52            40
53            41
54            42
55            43
56            33
57            45
58            46
将薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例59至65
如下所述制备以下表8中列出的组合物。将如上文实施例5所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入大型盘式烘干机中通过热干燥空气再循环在60℃下干燥过夜，使含水量小于0.04％。将滑石(得自Luzenac(Englewood，Colorado)，具有3.8微米的粒度)、二氧化钛(Kerr-McGeeChemical，LLC(Oklahoma City，Oklahoma)提供，等级470，具有0.17微米的粒度)、以及碳酸钙(得自ECCA Calcium Products，Inc.(Sylacauga，AL)，等级ECC Supercoat(T)，具有1微米的平均粒度)放入大型盘式真空炉中，在90℃和小于1毫米汞柱真空下干燥至含水量小于1％，并在使用前一直储存在密封容器中。
通过手工翻滚塑料袋中的材料，将聚合物与无机填料混合。将干燥的无机填料添加到由烘干机而来的温热聚合物中，并将仍然温热的混合物喂入挤出机。
表8
实施例    聚合物    滑石    二氧化钛   碳酸钙
         (重量％)  (重量％) (重量％)  (重量％)
59        85        2.5      5         7.5
60        70        5        5         20
61        70        5        10        15
62        30        10       15        45
63        95        5
64        95                 5
65        70                           30
66        85        2.5      5         7.5
67        70        5        5         20
68        70        5        10        15
69        30        10       15        45
70        95        5
71        95                 5
72        70                           30
将共混物放入Ktron双螺杆喂料机(型号为T-35，配备1906300控制器)的喂料斗(同时进行氮气吹扫)中，并定量喂入Werner and PfleiderZSK 30mm双螺杆挤出机。该挤出机的L/D为30/1，具有真空口和硬混合螺杆。用电将挤出机圆筒的温度从挤出机喂料端的175℃加热至排放端的215℃。挤出机以150RPM的速度运行，真空口与清扫真空系统相连，并可随加工条件而变动。单孔模具(直径1/8英寸)用于排放。将所得的股线放入6英尺长的水槽中骤冷，用气刀脱水，并用Conair切割器(型号304)切割成粒料。各个组合物的操作条件列于以下表9中。
表9
实施例 喂料  螺杆         模具    熔融   真空
编号   速率  扭矩         压力    温度   (英寸
       (pph) (％，最大值)(psig)   (C)    汞柱)
59     34    58            800    205    13
60     30    70            800    225    13
61     31    70            800    225    12
62     32    80            800    230    12
63     33    50            600    205    13
64     32    50            600    205    13
65     30    70            800    225    12
66     34    58            800    160    13
67     30    70            800    180    13
68     31    70            800    180    12
69     32    80            800    190    12
70     33    50            600    160    13
71     32    50            600    160    13
72     30    70            800    180    12
实施例66至72
将如上文实施例1所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入大型盘式烘干机中通过热干燥空气再循环在60℃下干燥过夜，使含水量小于0.04％。将滑石(得自Luzenac(Englewood，Colorado)，具有3.8微米的粒度)、470二氧化钛(Kerr-McGee Chemical，LLC(OklahomaCity，Oklahoma)提供，具有0.17微米的粒度)、以及碳酸钙(得自ECCACalcium Products，Inc.(Sylacauga，AL)，等级ECC Supercoat(T)，具有1微米的平均粒度)放入大型盘式真空炉中，在90℃和小于1毫米汞柱真空下干燥至含水量小于1％，并在使用前一直储存在密封容器中。
通过手工翻滚塑料袋中的材料，将聚合物与无机填料混合。将干燥的无机填料添加到由烘干机而来的温热聚合物中，并将仍然温热的混合物喂入挤出机。制备上表8中列出的最终组合物。
将共混物放入Ktron双螺杆喂料机(型号为T-35，配备1906300控制器)的喂料斗(同时进行氮气吹扫)中，并定量喂入Werner and PfleiderZSK 30mm双螺杆挤出机。该挤出机的L/D为30/1，具有真空口和硬混合螺杆。用电将挤出机圆筒的温度从挤出机喂料端的170℃加热至排放端的205℃。挤出机以150RPM的速度运行，真空口与清扫真空系统相连，并可随加工条件而变动。单孔模具(直径1/8英寸)用于排放。将所得的股线放入6英尺长的水槽中骤冷，用气刀脱水，并用Conair切割器(型号304)切割成粒料。各个组合物的操作条件列于以上表9中。
实施例73至80
将以上实施例59至66(制备性实施例59至66)中制备的聚合物与无机填充剂共混物和如以上实施例5所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入料斗烘干机中，在60℃下干燥8小时至-40℃露点。将材料放入单螺杆定量喂料器(K-tron，型号7)的料斗中，聚合物从料斗自由落至28mmWerner and Pfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。实施例76由50重量％的实施例62与50重量％的实施例5的翻滚共混物组成。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据如下：
区域1  区域2  区域3  区域4  区域5  模具   熔融
(C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)
175    195    210    210    210    215    210
将挤出的聚合物膜通过静电固定在12英寸直径的光滑骤冷转筒上，用冷水将转筒温度保持在26℃，并用标准张力辊将薄膜收集到防粘纸上。将骤冷转筒速率从5英尺/分钟调整至15英尺/分钟，获得厚度为约8密耳至约1.5密耳的薄膜样本。
表10
          制备性
实施例    实施例
73        59
74        60
75        61
76        50重量％62，50重量％5
77        63
78        64
79        65
80        66
81        67
82        68
83        50重量％69，50重量％1
84        70
85        71
86        72
将薄膜作为快餐三明治包装进行测试。
实施例81至86
将以上实施例67至72中制备的聚合物与无机填充剂共混物和如以上实施例1所述制备的聚合物(不同的是标度更大)放入料斗烘干机中，在60℃下干燥8小时至-40℃露点。将材料放入单螺杆定量喂料器(K-tron，型号7)的料斗中，聚合物从料斗自由落至28mm Werner and Pfleider双螺杆挤出机的入口，该机器具有保持在清洁真空的真空口，真空口连接到10英寸宽并具有约0.010英寸间隙的薄膜模具上。实施例83由50重量％的实施例69与50重量％的实施例1的翻滚共混物组成。挤出机的喂料料斗和加料喉管中保持干燥的氮气吹扫。挤出机以150RPM的螺杆转速操作，加热数据如下：
区域1  区域2  区域3  区域4  区域5  模具   熔融
(C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)    (C)
130    150    160    160    160    170    160
将挤出的聚合物膜通过静电固定在12英寸直径的光滑骤冷转筒上，用冷水将转筒温度保持在26℃，并用标准张力辊将薄膜收集到防粘纸上。将骤冷转筒速率从5英尺/分钟调整至15英尺/分钟，获得厚度为约8密耳至约1.5密耳的薄膜样本。
实施例87至90
将如上所述制备的以下表11示出的实施例中的聚合物(不同的是标度更大)放入除湿空气烘干机中，在60℃下干燥过夜。将干燥的聚合物喂入小型吹塑薄膜流水线，该流水线包括具有15∶1齿轮减速器的Killion 1.25英寸直径的挤出机。挤出机加热区域设定为接近以下表11中示出的温度。螺杆为Maddock混合型，具有24∶1的L/D。混合螺杆的压缩比率为3.5∶1。螺杆转速为25至30RPM。使用具有25密尔模头间隙的1.21英寸直径的模具。空气环为Killion单唇缘2型。喷吹条件可用吹胀比(BUR)来表征，它是泡沫直径与模具直径的比率，表示环向或横向(TD)拉伸，或用拉伸比率(DDR)来表征，它表示轴向或纵向(MD)拉伸。拉伸程度越大，薄膜内的取向程度越大。
表11
       共混物   挤出机
实施例 实施例   加热器    薄膜
编号   编号     区域      厚度        BUR        DDR
                (C)       (密耳)
87     1        160        2.0        2.5        5.0
88     3        160        2.0        2.5        5.0
89     4        205        1.5        3.0        7.0
90     6        230        2.3        2.0        2.0
将管状薄膜纵切，并作为快餐三明治包装进行测试。
实施例91至93
在Brampton Engineering生产的10英寸双层吹塑薄膜模具Streamlined Coextrusion Die(SCD)(流线型共挤出模具)上制备双层薄膜。模具从外层到内层(A/B)的层构型如下。两个31/2英寸的DavidStandard挤出机提供A和B层。加工流水线还使用Brampton Engineering旋转空气环对聚合物进行冷却。层A包含如实施例4所述制备的聚合物(不同的是标度更大)。层B包含如实施例3所述制备的聚合物(不同的是标度更大)。将两种聚合物放入除湿烘干机中，在60℃进行干燥。调整操作，以便提供下表12中示出的薄膜的层比率，以总薄膜结构为基础。薄膜的厚度为约2.25密尔(0.00225英寸)。
表12
实施例    层A        层B
(重量％)  (重量％)
91        25         75
92        50         50
93        75         25
薄膜的加工条件列于下表13中。
表13
          挤出机A  挤出机B
区域1     165℃    130℃
区域2     190℃    150℃
区域3     205℃    160℃
区域4     205℃    160℃
区域5     210℃    165℃
换网器    205℃    160℃
衔接子1   205℃    160℃
衔接子2   205℃    160℃
衔接子4   205℃    160℃
模具1     205℃    205℃
模具2     205℃    205℃
模具3     205℃    205℃
线速度    122英尺/分钟
注        4        3
用位于挤出生产线辊隙下游的Battenfeld Gloucester EngineeringCo.，Inc.制造的内嵌式制袋机将以上制备的多层薄膜加工成袋子。
将纵切的薄膜作为快餐三明治包裹物进行测试。
实施例94至96
在Brampton Engineering生产的10英寸双层吹塑薄膜模具Streamlined Coextrusion Die(SCD)(流线型共挤出模具)上制备双层薄膜。模具从外层到内层(A/B)的层构型如下。两个31/2英寸的DavidStandard挤出机提供A和B层。加工流水线还使用Brampton Engineering旋转空气环对聚合物进行冷却。层A包含如实施例5所述制备的聚合物(不同的是标度更大)。层B包含如实施例1所述制备的聚合物(不同的是标度更大)。将两种聚合物放入除湿烘干机中，在60℃进行干燥。调整操作，以便提供下表14中示出的薄膜的层比率，以总薄膜结构为基础。薄膜的厚度为约2.25密尔(0.00225英寸)。薄膜的加工条件列于下表15中。
表14
实施例 层A     层B
      (重量％) (重量％)
94     25      75
95     50      50
96     75      25
表15
           挤出机A  挤出机B
区域1      175℃    130℃
区域2      95℃     155℃
区域3      205℃    165℃
区域4      205℃    165℃
区域5      210℃    170℃
换网器     205℃    165℃
衔接子1    205℃    165℃
衔接子2    205℃    165℃
衔接子4    205℃    165℃
模具1      205℃    205℃
模具2      205℃    205℃
模具3      205℃    205℃
线速度     122英尺/分钟
用位于挤出生产线辊隙下游的Battenfeld Gloucester EngineeringCo.，Inc.制造的内嵌式制袋机将以上制备的多层薄膜加工成袋子。将纵切的薄膜作为快餐三明治包裹物进行测试。
实施例97至99
在Brampton Engineering生产的10英寸双层吹塑薄膜模具Streamlined Coextrusion Die(SCD)(流线型共挤出模具)上制备双层薄膜。模具从外层到内层(A/B)的层构型如下。两个31/2英寸的DavidStandard挤出机提供A和B层。加工流水线还使用Brampton Engineering旋转空气环对聚合物进行冷却。层A包含如实施例37所述制备的填充淀粉的聚合物。如上所述，层B包含得自Eastman Chemical Company的Bio聚合物。将两种聚合物放入除湿烘干机中，在60℃进行干燥。调整操作，以便提供下表16中示出的薄膜的层比率，以总薄膜结构为基础。薄膜的厚度为约2.25密尔(0.00225英寸)。薄膜的加工条件列于下表17中。
表16
实施例 层A      层B
      (重量％)  (重量％)
97    25        75
98    50        50
99    75        25
表17
         挤出机A      挤出机B
区域1    130℃        100℃
区域2    150℃        115℃
区域3    170℃        130℃
区域4    170℃        130℃
区域5    175℃        135℃
换网器   170℃        130℃
衔接子1  170℃        130℃
衔接子2  170℃        130℃
衔接子4  170℃        130℃
模具1    170℃        170℃
模具2    170℃        170℃
模具3    170℃        170℃
线速度   122英尺/分钟
用位于挤出生产线辊隙下游的Battenfeld Gloucester EngineeringCo.，Inc.制造的内嵌式制袋机将以上制备的多层薄膜加工成袋子。将纵切的薄膜作为快餐三明治包裹物进行测试。
实施例100至147和比较实施例CE8至CE10
将如以下表18中列出的实施例和比较实施例中所述制备的聚酯树脂(不同的是标度更大)放入具有-40℃露点的去湿空气烘干机中在60℃下干燥过夜。通过将干燥的粒料喂入圆筒长度∶直径比率为28∶1的2.5英寸商用挤出机，将聚酯树脂挤出涂覆到纸板材料上。挤出机的五个区域保持在下表18示出的温度范围内。挤出机中使用具有八个压缩螺纹、四个计量螺纹、两种螺纹混合部分和六个计量螺纹的单螺纹螺杆。螺杆转速保持在180rpm。使熔融的聚酯树脂通过三个24×24目筛网。聚合物通过具有0.75英寸凸面的中央给料模具，凸面具有36英寸×0.02英寸的模具开口。挤出喂料速率保持恒定的460磅/小时。所得的挤出物通过5英寸气隙进入由覆盖橡胶的压力辊与冷硬轧辊形成的辊隙。同时，将下表18中示出的32英寸宽的纸板原料喂入辊隙，辊与薄膜保持接触。施加100磅/线性英寸的辊隙压力。挤出实验过程中，将24英寸直径的镜面磨光冷硬轧辊的温度保持在19℃。在180℃时，从由压力辊与冷硬轧辊形成的辊隙中取出涂覆的纸板，使其脱离冷硬轧辊。以300英尺/分钟的线性速度操作冷硬轧辊。在该涂覆速度下获得1.25密耳的聚酯树脂厚度。通过改变操作条件，可调整聚酯树脂的厚度。
表18
           聚合物 挤出机     纸材/纸板
实施例     实施例 温度       原料
                  (C)
CE8        CE 1  150        18磅基重天然纸
100        1     160        18磅基重天然纸
101        2     170        25磅基重漂白牛皮纸
102        3     165        35磅基重天然牛皮纸
103        4     220        羊皮纸
104        5     210        15磅基重牛皮纸
105        6     230        18磅基重漂白纸
106        35    170        18磅基重天然纸
107        38    160        25磅基重漂白牛皮纸
108        39    170        35磅基重天然牛皮纸
109        43    170        羊皮纸
110        59    210        15磅基重牛皮纸
111        61    210        18磅基重漂白纸
112        65    210        18磅基重天然纸
113        67    160        25磅基重漂白牛皮纸
114        68    170        35磅基重天然牛皮纸
115        70    160        羊皮纸
CE 9       CE 1  150        三层杯纸板(重量为210g/m2)
116        1     160        三层杯纸板(重量为210g/m2)
117        2     170        三层杯纸板(重量为210g/m2)
118        3     165        三层杯纸板(重量为210g/m2)
119        4     220        三层杯纸板(重量为210g/m2)
120        5     210        三层杯纸板(重量为210g/m2)
121        6     230        三层杯纸板(重量为210g/m2)
122        35    170        三层杯纸板(重量为210g/m2)
123        38    160        三层杯纸板(重量为210g/m2)
124        39    170        三层杯纸板(重量为210g/m2)
125        43    170        三层杯纸板(重量为210g/m2)
126        59    210        三层杯纸板(重量为210g/m2)
127        61    210        三层杯纸板(重量为210g/m2)
128        65    210        三层杯纸板(重量为210g/m2)
129        67    160        三层杯纸板(重量为210g/m2)
130        68    170        三层杯纸板(重量为210g/m2)
131        70    160        三层杯纸板(重量为210g/m2)
CE10       CE1   150        18点纸板
132        1     160        18点纸板
133    2     170    12点纸板
134    3     165    18点纸板
135    4     220    12点纸板
136    5     210    18点纸板
137    6     230    12点纸板
138    35    170    18点纸板
139    38    160    12点纸板
140    39    170    18点纸板
141    43    170    12点纸板
142    59    210    18点纸板
143    61    210    12点纸板
144    65    210    12点纸板
145    67    160    18点纸板
146    68    170    12点纸板
147    70    160    18点纸板
将实施例100至115中的树脂作为快餐三明治包装进行测试，并通过常规的方法将其形成和热密封成包层、袋子的形状，包括例如垃圾袋、废物袋、树叶袋、晕机袋和食品袋。
通过常规的方法使实施例116至131的树脂形成杯子、玻璃杯、碗、托盘、液体容器和纸盒的形状，包括用于盛装例如牛奶、果汁、水、酒、酸奶、乳酪和汽水的容器。通过常规的方法使实施例132至147中的树脂形成托盘、盒子、带盖三明治容器、带盖色拉容器、带接盖的三明治容器和带接盖的色拉容器的形状。
实施例148
如下所述制备挤出涂覆的纸层压体。将如上文实施例4所述制备的聚合物树脂(不同的是标度更大)在60℃下干燥过夜。然后将树脂放在1英寸(2.5cm)挤出机(Echlin Manufacturing Company，产品序列号0717)的入口上方的料斗中，其中挤出机具有18英寸宽的薄膜模具，模具具有0.007英寸的间隙。将18英寸宽的非织造织物以47至106英尺/分钟的速度连续引导通过Bertek Inc.(St.Albans，Vt)制造的挤压涂布机。从该支撑织物上方喂入要涂覆的纸材(11英寸宽，18磅基重纸材)，并引导组合件通过电晕处理(由Intercon制造)，通过两个直径为4英寸的辊(加热到150至260°F)之间的S扭曲，绕到涂覆聚四氟乙烯的使糙面精整的冷硬轧辊(直径为12英寸(30cm)，温度为100至200°F)之上，并围绕该直径为12英寸的辊的300度周长，同时将树脂以适合产生所需厚度涂层的传送速率通过模具挤出，挤出位置位于冷硬轧辊与咬送辊之间并且尽可能靠近冷硬轧辊(约0.25至0.50英寸)。挤出机中的聚合物温度为410°F，模具中的聚合物温度为420°F。可调节聚合物温度，以便尽可能降低流动不均匀性。将0.5密耳厚的薄膜施加到纸材上。
将纸材层压体作为快餐三明治包装进行测试。
将上述层压体片(8英寸×8英寸的正方形)放入具有约0.5立方码的旋转堆肥机中，其中以约2∶1的比率将混合的城市固体垃圾(去除垃圾中的玻璃、罐子以及大部分轻塑料和纸)和污泥堆积成方形。堆肥机每周旋转一次，并监测温度和含水量。
实施例149
如下所述制备挤出涂覆的纸层压体。将如上文实施例5所述类似地制备的树脂(不同的是标度更大)在60℃下干燥过夜。然后将树脂放在1英寸(2.5cm)挤出机(Echlin Manufacturing Company，产品序列号0717)的入口上方的料斗中，其中挤出机具有18英寸宽的薄膜模具，模具具有0.007英寸的间隙。将18英寸宽的非织造织物以47至106英尺/分钟的速度连续引导通过Bertek Inc.(St.Albans，Vt)制造的挤压涂布机。从该支撑织物上方喂入要涂覆的纸材(11英寸宽，18磅基重纸材)，并引导组合件通过电晕处理(由Intercon制造)，通过两个直径为4英寸的辊(加热到150至260°F)之间的S扭曲，绕到涂覆聚四氟乙烯的使糙面精整的冷硬轧辊(直径为12英寸(30cm)，温度为100至200°F)之上，并围绕该直径为12英寸的辊的300度周长，同时将树脂以适合产生所需厚度涂层的传送速率通过模具挤出，挤出位置位于冷硬轧辊与咬送辊之间并且尽可能靠近冷硬轧辊(约0.25至0.50英寸)。挤出机中的聚合物温度为405°F，模具中的聚合物温度为415°F。可调节聚合物温度，以便尽可能降低流动不均匀性。将0.5密耳厚的薄膜施加到纸材上。将纸材层压体作为快餐三明治包装进行测试。
将上述层压体片(8英寸×8英寸的正方形)放入具有约0.5立方码的旋转堆肥机中，其中以约2∶1的比率将混合的城市固体垃圾(去除垃圾中的玻璃、罐子以及大部分轻塑料和纸)和污泥堆积成方形。堆肥机每周旋转一次，并监测温度和含水量。测量降解率。
实施例150
将如上文实施例2所述制备的聚合物(不同的是标度更大)和聚(丙交酯)(得自Cargill Dow Company)放入料斗烘干机中，在60℃下干燥过夜至-40℃露点。在重量为210g/m2、以150米/分钟的速度前进的三层纸板上以1∶3的重量比率共挤出实施例2的聚合物和聚(丙交酯)。实施例10聚合物的熔融温度为170℃，聚(丙交酯)的熔融温度为240℃。获得涂覆的纸板，其中聚合物涂层的总重量为19.4g/m2，形成外层的聚(丙交酯)为75重量％，形成粘附到纸板上的内层的实施例2的聚合物为25重量％。
通过常规的方法使上文制备的纸板形成杯子、玻璃杯、碗、托盘、液体容器和纸盒的形状，包括用于盛装例如牛奶、果汁、水、酒、酸奶、乳酪和汽水的容器。
实施例151至156
压光的纸材层压体的制备方法如下：将如下表19示出的实施例中所述制备的薄膜组合件(涂覆在防粘纸上)与要涂覆的相似尺寸的纸片接触，然后在200°F和10吨压力下以5码/分钟的表面速度使组合件挤压通过加热的磨光金属上辊和未加热的弹性(丝绸)辊之间的辊隙。与聚合物层压的各种纸材基底的详细信息列于下表19中。
表19
       薄膜      纸材                纸材基重/厚度
实施例 实施例    基底                (盎司/码2/密耳)
151    7         纸巾(Scott，Viva)   1.2/6
152    10        纸巾(G.P.，Sparkle) 1.3/10
153    15        卫生纸(Charmin)     0.9/6
154    29        薄包装纸(白色)      0.5/2
155    50        新闻纸              1.5/4
156    81        牛皮纸(再造的)      2.8/6
将上述层压体片(8英寸×8英寸的正方形)放入具有约0.5立方码的旋转堆肥机中，其中以约2∶1的比率将混合的城市固体垃圾(去除垃圾中的玻璃、罐子以及大部分轻塑料和纸)和污泥堆积成方形。堆肥机每周旋转一次，并监测温度和含水量。测量降解率。
实施例157
用纸板和电晕处理的聚酯薄膜的组合通过两种水性丙烯酸类粘合制剂的组合制备层压材料。纸板基材是通常称为固体漂白硫酸盐(SBS)纸板类的漂白的白色纸板，这种纸板用作食品包装材料的基材是熟知的。所使用的纸板未涂覆厚度为0.0235英寸，重量为282磅/3,000平方英尺的牛奶纸盒材料。按照上文实施例11所述制备薄膜，并用常规方法在一面上进行电晕放电处理，以提高粘合剂的粘结性。在常规的湿粘层压机上进行层压处理，机器上具有用于将粘合剂施加到纸板和薄膜上的粘合工位。用110线凹版辊施用装置将粘合剂施加到纸板上，每1,000平方英尺的纸板上施加约3磅的湿粘合剂。施加到纸板上的粘合剂包含200磅得自Rohm & Haas Company的N-1031丙烯酸类胶乳和1.5盎司得自Diamond ShamrockChemical Company的Foamaster NXZ消泡剂(预分散在等体积的水中)。将粘合剂施加到聚酯薄膜的电晕处理过的一面。所施加的粘合剂包含375磅得自Rohm & Haas Company的N-1031丙烯酸类胶乳、11.5磅325三聚氰胺-甲醛交联剂、11.5磅异丙醇、23磅水、以及3盎司得自Diamond Shamrock Chemicals Company的Foamaster NXZ消泡剂(预分散在等体积的水中)。
进行层压时，纸板和薄膜同时通过各自的粘合剂涂覆工位，然后将纸板和薄膜直接引入层压辊隙，两个涂覆粘合剂的表面在辊隙中结合在一起，并且两个表面上的粘合剂保持湿润。层压机器以300至350英尺/分钟的速率运转。层压材料通过层压辊隙进入空气温度为400°F的热空气烘箱中。层压材料在烘箱中的停留时间为约5秒。随后层压材料从冷硬轧辊上通过，并重新绕成卷。
通过常规的方法使上文制备的层压材料形成杯子、玻璃杯、碗、托盘、液体容器和纸盒的形状，包括用于盛装例如牛奶、果汁、水、酒、酸奶、乳酪和汽水的容器。
实施例158至205
这些实施例示出了将本发明的薄膜层压在预成形的基底上。操作在具有10×10英寸压板的Lab Form Inc.成型机上进行。将预成形的基底送到压板上。将薄膜展开，并用具有红外线型加热器的“Black Box Heating”预热以下表20中示出的时间。然后将预热的薄膜放到预成形的基底上方，并向下拉到预成形的基底上。实施例158至165使用真空层压，即穿过预成形的基底抽取真空，继而将薄膜拉伸到预成形基底的轮廓上。实施例166至172使用模塞辅助的真空层压，即除了上文所述的真空，还用模塞辅助从与预成形基底相对的面推动预热的薄膜，以有助于降低薄膜变薄而形成深拉伸的预成形基底。实施例173至179使用压力层压，即将空气压力施加到与预成形基底相对的预热的薄膜面上，空气压力将薄膜压迫到预成形基底的轮廓上。层压过程通常需要5至100秒，期间将从层压基底上修剪掉多余的薄膜，并释放出层压的基底，然后冷却。
在实施例158至205中进行层压的预成形基底如下：用常规方法制备的9英寸模制“纸板”；用常规方法制备的成形冷冻晚餐纸板“托盘”；用常规方法制备的3.5英寸高的成形纸板咖啡“杯”；用常规方法制备的高3英寸、直径4英寸的成形纸板“碗”；从购自EarthShell Company的碟(物料编号PL9V00001)上小心剥下的阻隔薄膜获得的9英寸“泡沫盘”；从购自EarthShell Company的碗(物料编号BL12V00001)上小心剥下的阻隔薄膜获得的12盎司“泡沫碗”；从购自EarthShell Company的容器(物料编号CLS00001)上小心剥下的阻隔薄膜获得的具有双插片闭合机构的带接盖的色拉和三明治“泡沫容器”。
表20
                     薄膜
          薄膜       预热      预成形
实施      例实施例   时间      基底
                    (秒)
158        7         10        纸板
159        10        40        托盘
160        13        20        杯
161        26        40        碗
162        47        20        泡沫盘
163        73        50        泡沫碗
164        10        555       泡沫容器
165        84        20        纸板
166        8         10        杯
167        11        30        碗
168        16        50        泡沫碗
169        28        30        泡沫容器
170        50        20        杯
171        74        50        碗
172        85        20        泡沫碗
173        9         10        纸板
174        12        50        托盘
175        18        50        杯
176        34        30        碗
177        51        25        泡沫盘
178        75        50        泡沫碗
179        86        25        泡沫容器
实施例180至186
用以下表21中示出的组分合成共聚物。在热压机上以比熔融温度高约20℃的温度制备薄膜。薄膜的厚度为约100微米。将样本放入框架中，形成3cm×4cm的尺寸。然后将其埋入堆肥中，每3周检查一次。堆肥由猪粪和谷壳的混合物组成，水含量为51％，温度为57至61℃，pH值为8。在给定测量周期结束时，将要检查的样本小心地从堆肥中取出。用小刷子和镊子收集所有可见的物质。然后用水仔细洗涤，并在58℃下干燥过夜。然后将材料收集起来并称重，以确定堆肥过程中的质量损失。最后，用装有ShodexGPC HFIP 606M×2色谱柱的Shodex GPC104通过凝胶渗透色谱法测定分子量。将试验样本以0.10％的浓度溶解在HFIP(5mM三氟乙酸钠)中。将20μL的该溶液注入仪器，进行各个测试。流量设定为0.3mL/min，温度保持在40℃。将折射指数用作检测方法，PMMA用作标准。
下文的表中使用了以下缩写：乙二醇(2G)、1，3-丙二醇(3G)、间苯二甲酸(I)、对苯二甲酸(T)、琥珀酸(SUC)、戊二酸(GLU)、己二酸(ADI)、癸二酸(SEB)、以及二甲基5-磺基间苯二甲酸钠盐(DRL-6)。
表21

*9周后分子量的降低百分比(数字越大，表示降解率越高)
**3周后分子量的降低百分比(样本在9周后完全分解)
***6周后样本质量的降低百分比(数字越大，表示降解率越高)
如数据所示，不含脂族二酸的样本(实施例180)中几乎不存在降解。而且，使用多种脂族二酸均可获得相当的降解率。通过提高给定脂族二酸的含量可提高降解率。
实施例187至197
考虑到土壤堆肥测试所需的长时间测试周期，因此开发了依靠酶溶液中的消化的快速筛选方法以筛选多种组合物。用以下表22中示出的组分合成共聚物。将它们磨成粉末，并在真空和70℃下干燥过夜。然后在比指定的熔融温度高20℃至60℃的温度范围内，在热压机上制备薄膜，压制时间范围为20至60秒。薄膜的厚度为约5密耳。将薄膜模切成1英寸×3英寸，确保整个样本具有恒定的表面积。然后用水洗涤样本，并在60℃和真空下干燥2小时，以便确定干燥起始质量。然后将每个样本在紫外线灯下消毒，并浸入各个含水脂肪酶混合物的小瓶中。每个15mL的检测分析样本包含来自以下菌种的脂肪酶：嗜热丝孢菌(0.4mg)、米赫根毛霉(0.75mg)、脂蛋白脂酶(0.017mg)、米黑毛霉(0.16mg)、以及假单胞菌(4.76mg)。然后将小瓶放入提供缓慢混合和环境温度为37℃的培养箱。用这种方法制备每个组合物的12个样本。4周后，更新在这段时间以后仍然进行研究的所有样本的酶溶液。1、3、5和7周后，将每种组合物的3个样本从其各自的含水脂肪酶混合物小瓶中取出。与研究开始时一样，洗涤、干燥样本并称重，以测定通过酶消化损失的质量。
表22

*49天后样本质量的降低百分比(数字越大，表示降解率越高)
表22中的数据显示，降解率随着脂族二酸含量的增加而提高。其次，当脂族二酸总含量较高时，降解率更显著地受到脂族二酸含量变化的影响。这令人惊异地表明，合适的生物降解作用需要脂族二酸含量的阈值。更具体地讲，数据显示对于癸二酸而言，阈值下限按聚合物总量计介于约15和20摩尔％之间。再次，DRL-6提高了降解率。DRL-6的影响非常显著，与具有适当较高脂族二酸含量但不含DRL-6的共聚物相比，含有DRL-6的共聚物具有更高的降解率。最后，当脂族二酸含量增加到某一含量以上时，用熔融温度表示的热特性将降低至机械特性会在高温(在这里视为高于100℃)下丧失的程度。更具体地讲，数据显示对于癸二酸而言，阈值上限按聚合物总量计为约28摩尔％。
实施例198至202
用以下表23中列出的组分合成共聚物。根据1998年1月出版的OPPTSGuideline 835.3100(EPA 712-C-98-075)，按照Aerobic AquaticBiodegradation Test中列出的步骤测试共聚物的生物降解潜能。添加苯甲酸钠作为阳性对照物质。使用的生物体系为得自Wilmington，Delaware(USA)Publicly-Owned Treatment Works(POTW)的中级活性污泥和饲料，以及经过堆肥处理的蘑菇土壤。使该生物体系适应于超过14天的物质。
表23

*36天后产生的CO2理论百分比(数值越大，表示降解率越高)
表23中的数据表明，按聚合物总量计，脂族二酸含量在20至29摩尔％范围内的共聚物具有强生物降解潜能。还表明使用多种脂族二酸均可获得合适的降解率。第三，数据表明含有DRL-6的材料的降解率高于具有较高脂族二酸含量、但不含DRL-6的材料的降解率。第四，数据证实了使用不同生物降解方法的早期研究的观察结果。
实施例180至202表明，多种脂族二羧酸可使脂族-芳族聚酯具有不同程度的生物降解能力。使用癸二酸时，当脂族二羧酸含量增至介于聚合物总量的约15和20摩尔％之间时，降解率变得更加明显。随着脂族二酸含量的增加，降解率不断提高。我们的生物降解数据清楚地表明，与本文所述的其他脂族酸相比，包含癸二酸的聚酯的降解率最高。然而，当脂族二酸含量进一步增加时，例如用熔融温度、模量和拉伸强度表示的热特性和机械特性变得非常低，以至于不能用于一般的柔性薄膜应用(表23)。DRL-6还降低了这些共聚酯的熔融温度，但提高了生物降解率。