可生物降解的产品及生产方法与流程

可生物降解的产品及生产方法
1.相关申请的交叉引用本技术要求在2019年9月3日提交的第62/895,315号美国临时申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


背景技术：

2.众所周知，存在废物处理的全球问题，特别是大量消费品，例如不被认为在可接受的时间限制内可生物降解的塑料或聚合物。公众希望通过回收、再利用或以其它方式减少流通或垃圾填埋中的废物量来将这些类型的废物并入更新的产品中。这对于一次性使用的塑料制品/材料尤其如此。
3.由于消费者对一次性塑料如吸管、随行杯(to-go cups)和塑料袋的环境去向的意见正成为全球趋势，因此在发达国家和发展中国家，全世界都在考虑/颁布塑料禁令。例如，仅在美国，禁令从塑料购物袋扩展到吸管、刀叉和蛤壳式包装。其它国家已经采取了甚至更极端的措施，例如规定在整个欧盟中禁止、限制使用或强制具有扩展的生产者责任的十个一次性物品的列表。因此，在未来的几年中，行业领导者、品牌所有者和零售商已经做出了实施可回收、可重复使用或可堆肥的包装的巨大承诺。尽管在一些应用中需要可回收材料，但其它应用使其本身更适于可堆肥和/或可生物降解的材料，例如当制品被食物污染时或当由于不充分的废物处理系统而存在向环境中的高水平渗漏时。
4.市场需要具有对于其预期用途而言足够的性能特性并且可堆肥和/或可生物降解的一次性消费品。提供具有这种性质的产品以及还具有显著含量的可再生、回收和/或再利用材料将是有益的。


技术实现要素：

5.乙酸纤维素是一种可再生材料，因为分子的主链是纤维素。使乙酸纤维素成为酯的连接到纤维素主链上的乙酰基影响聚合物材料的性能，并可使乙酸纤维素更适用于溶剂浇铸或溶剂挤出制品，例如一次性产品，如吸管、刀叉、杯子和盘子，并用于提供更好的最终使用性能。
6.虽然有多种可堆肥和可生物降解的材料，但它们中的每一种在成本、处理或性能方面都有缺点。乙酸纤维素的一些可堆肥替代物是聚乳酸(pla)和未涂布的纸。虽然未涂布的纸堆肥相对较快，但消费者体验通常相当差，因为制品如吸管变得潮湿，并且在使用期间缺乏所需的刚度。
7.在实施方案中，可生物降解的产品包括细长管状构件，该细长管状构件包括一种或多种纤维素酯和在该细长管状构件中的多个孔。在所述细长管状构件中设定多个孔的尺寸和结构以允许水或细菌中的至少一种渗透或浸润到所述多个孔的至少一部分中并且促进所述细长管状构件的可生物降解性。在实施方案中，细长管状构件是可生物降解的(在astm d5338中描述的工业堆肥条件下)或可工业堆肥的(如astm d6400、en 13432或iso 17088中描述)。在实施方案中，细长管状构件是可生物降解的(在astm d5338中描述的工业
堆肥条件下)并且是可工业堆肥的(如astm d6400、en 13432或iso 17088中描述的)。
8.在实施方案中，细长管状构件是可家庭堆肥的。在实施方案中，细长管状构件在环境温度下进行的en 13432生物降解测试下是可生物降解的。在一个实施方案中，细长管状构件在工业堆肥环境中(在astm 6200中所述的条件下)在24周内生物降解。在一个实施方案中，细长管状构件在家庭堆肥环境中在26周内生物降解。在一个实施方案中，细长管状构件在新鲜地表水中在50周内生物降解。
9.在实施方案中，提供了由可生物降解的二乙酸纤维素(bca)制成的可生物降解的细长管状构件(例如，管)。在一个实施方案中，乙酸纤维素的乙酰基取代度(ds ac)为约0.05至约2.95，管状构件包括孔隙率至少为约10%的壁。在实施方案中，细长管状构件包括具有约20%至约70%，或约40%至约60%的平均孔隙率的壁。
10.在实施方案中，细长管状构件包括具有横截面的壁，所述壁具有径向向管状构件内部或内表面和从管状构件径向向外面的外部或外表面，其中外部或外表面包括密度高于(或较低孔隙率)壁横截面的其余部分的皮层。
11.在实施方案中，细长管状构件包含总计0%至约2重量%的增塑剂或其它处理助剂添加剂。在一个实施方案中，细长管状构件不含增塑剂或其它处理助剂添加剂。在实施方案中，细长管状构件包含总计0重量%至约2重量%的任何添加剂。在一个实施方案中，细长管状构件不含任何添加剂。在实施方案中，细长管状构件的总可提取物量为约10 mg/dm2或更少。
12.在实施方案中，细长管状构件被构造成用作饮用吸管。在一个实施方案中，细长管状构件包括在从3密耳至约20密耳(约76 nm至约508 nm)或从约4密耳至约15密耳(约102 nm至约381 nm)的范围内的壁厚。在一个实施方案中，细长管状构件具有在从约1 mm至约20 mm的范围内的外径和从约50 mm至约500 mm的长度。
13.在另一方面，提供了一种生产可生物降解的细长管状构件的方法，其包括提供纤维素原液组合物，该组合物包括溶解在一种或多种溶剂中的可生物降解的纤维素组分，所述可生物降解的纤维素组分包括一种或多种纤维素酯。所述方法还包括处理所述纤维素原液组合物以形成管状。所述方法还包括通过传质将所述一种或多种溶剂从所述管状的纤维素原液组合物转移到溶剂捕获介质中，所述溶剂捕获介质包含从所述纤维素原液组合物中去除所述一种或多种溶剂的一种或多种非溶剂，以形成具有多个孔的基本上为固体的管。在实施方案中，所述方法还包括处理所述基本上为固体的管以提供所述可生物降解的细长管状构件。
14.来自任何所公开的实施方案的特征可以彼此组合使用，而没有限制。另外，通过考虑以下详细描述和附图，本公开的其他特征和优点对本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
15.图1a是根据一个实施方案的可生物降解的产品的侧视图。
16.图1b是根据一个实施方案的沿线1-1截取的图1a的可生物降解的产品的横截面图。
17.图1c是根据一个实施方案的沿线1-1截取的图1a的可生物降解的产品的横截面
图。
18.图1d是根据一个实施方案的沿线1-1截取的图1a的可生物降解的产品的横截面图。
19.图1e是根据一个实施方案的沿线1-1截取的图1a的可生物降解的产品的横截面图。
20.图2是根据一个实施方案的纺丝方法的图。
21.图3是根据一个实施方案的图2的区域a的放大的横截面图。
22.图4a和4b是吸管壁的横截面的扫描电子显微镜(sem)图像。
23.图5是根据一个实施方案的家庭堆肥箱的侧视图。
24.图6是根据一个实施方案的生产可生物降解的产品的方法的流程图。
具体实施方式
25.本文公开的实施方案涉及可通过受控相转化生产的可生物降解的饮用吸管和其它产品，以及用于生产这种可生物降解的饮用吸管和其它产品的方法和工艺。希望生产可生物降解的并且还包括与常规塑料对应物的感官特性类似的感官特性的饮用吸管和其它产品。如本文更详细描述的，由一种或多种纤维素酯制造的产品，例如饮用吸管、搅拌棒或其它细长的管状或胶囊构件，可以被构造成提供塑料产品的可生物降解的替代品。在可生物降解的产品中使用纤维素也是有利的，因为纤维素在产品生物降解时是无毒的。
26.在一个方面，提供了包含一种或多种纤维素酯的可生物降解的细长管状制品。在实施方案中，提供了包含一种或多种纤维素酯和多个孔的细长管状构件，其中细长管状构件在astm d5338中所述的工业堆肥条件下是可生物降解的，或者如astm d6400、en 13432或iso 17088中至少一种所述是可工业堆肥的。在一个实施方案中，细长管状构件在astm d5338中所述的工业堆肥条件下是可生物降解的，并且如astm d6400、en 13432或iso 17088中的至少一个所述是可工业堆肥的。
27.在实施方案中，细长管状构件在环境温度下进行的en 13432生物降解测试下是可生物降解的。在实施方案中，细长管状构件是如在适于家庭堆肥的nf t t51-800塑料规范中所述的可家庭堆肥的。
28.在实施方案中，细长管状构件在astm 6200中所述的条件下在工业堆肥环境中在24周内生物降解。在实施方案中，细长管状构件在家庭堆肥环境中在本文所述的用于家庭堆肥的条件下在26周内生物降解。在实施方案中，细长管状构件在新鲜地表水中在本文所述的用于淡水生物降解的条件下在50周内生物降解。
29.在实施方案中，本文所述的制品利用可生物降解的二乙酸纤维素(bca)。注意到，乙酰基取代羟基的水平理论上可以从纯纤维素的0变化到三乙酸纤维素的3。处理这种聚合物的能力随乙酰基水平而变化。在一个实施方案中，3个羟基中平均约2.5个被乙酰基取代的二乙酸纤维素具有理想的处理性能。此外，可生物降解性通常随着乙酰基水平的降低而改善，其中约2.5的水平被发现有有用的生物降解。
30.尽管提供了利用bca的实施方案，但是注意到在某些实施方案中，纤维素酯还可以包括具有乙酰基、丙酰基、丁酰基或其它脂族或芳族酰基的任何组合的混合纤维素酯。取决于具体的应用/处理，处理这些混合酯的能力可以比乙酸纤维素更好。在实施方案中，乙酰
基(具有合适的ds)已经显示为制品提供良好的可生物降解性。
31.在实施方案中，提供了由bca制成的可生物降解的细长管状构件(例如，管)，所述bca的主链由纤维素本身制成。bca聚合物本身，以粉末形式评价，已经被证明是使用工业堆肥、家庭堆肥、土壤和淡水可生物降解的。尽管一种应用是吸管，但是本文公开的其它可生物降解的产品可以包括搅拌器、用作包装容器的管，或者还包括胶囊。
32.在另一方面，提供了一种将纤维素酯(ce)组合物，例如bca组合物制成管的方法。在实施方案中，通过将ce (例如bca)的溶剂溶液挤出到非溶剂(沉淀)浴中来制成管，所述非溶剂浴允许受控的相转化以产生具有微孔的固体结构。通过暴露于非溶剂例如水中而产生的相转化允许精确控制在该管的壁中微孔和微空隙的产生。在实施方案中，由于来自空气/聚合物界面的光的内反射，管的颜色将是白色的。在实施方案中，孔隙率可以从约10%变化到约50%，例如约30%的孔隙率。在细长管状构件的壁中bca的密度可以是约1.3 g/cm3。在实施方案中，通过相转化产生的管状构件例如典型的吸管的密度可以是约0.95 g/cm3。如果需要，可以将染料或着色剂加入到聚合物溶液中以给管壁增加颜色。
33.在实施方案中，提供了一种用于生产可生物降解的细长管状构件(如本文任何实施方案中所述)的方法，其包括提供包含溶解在一种或多种溶剂中的可生物降解的纤维素组分的纤维素原液组合物(或浇铸溶液)。可生物降解的纤维素组分包括一种或多种纤维素酯。所述方法还可包括通过至少一个被构造成形成管状的孔口递送和计量纤维素原液组合物。所述方法还可以包括通过传质将所述一种或多种溶剂从所述管状的纤维素原液组合物转移至包含一种或多种非溶剂的溶剂捕获介质中，以形成具有多个孔的基本上为固体的管。该方法还可包括处理基本上为固体的管以提供可生物降解的细长管状构件。
34.在实施方案中，所述一种或多种纤维素酯包括可生物降解的乙酸纤维素。在实施方案中，所述一种或多种溶剂包括丙酮、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、四氢呋喃(thf)、另一种水混溶性溶剂或其组合中的一种或多种。在一个实施方案中，一种或多种溶剂包含95 wt%或更多、至少约90 wt%、至少约75 wt%、至少约50 wt%的量的丙酮，基于溶剂的总重量。在实施方案中，纤维素原液组合物的固体含量为约5重量%至约40重量%、约5重量%至15重量%、约10重量%至约20重量%、约15重量%至约25重量%、约20重量%至约30重量%、约25重量%至35重量%、约30重量%至约40重量%、约15重量%至约20重量%、约20重量%至约25重量%、约22.5重量%至约27.5重量%、约25重量%至约30重量%、约27.5重量%至约32.5重量%、约30重量%至约35重量%、约20重量%至约22.5重量%、约22.5重量%至约25重量%、约25重量%至约27.5重量%、约27.5重量%至约30重量%、约30重量%至约32.5重量%、约32.5重量%至约35重量%、至少约20重量%、至少约22.5重量%、至少约25重量%、至少约27.5重量%、至少约30重量%、至少约32.5重量%、约20重量%、约21重量%、约22重量%、约23重量%、约24重量%、约25重量%、约26重量%、约27重量%、约28重量%、约29重量%、约30重量%、约31重量%、约32重量%或约33重量%，基于所述原液组合物的总重量。
35.在实施方案中，纤维素原液组合物还包含一种或多种添加剂(如本文所讨论的)。在实施方案中，纤维素原液组合物不含任何添加剂(例如，纤维素原液组合物中不存在添加剂)。在实施方案中，溶剂捕获介质包含大部分的水。
36.在实施方案中，用于生产可生物降解的细长管状构件的方法是连续方法，其中溶剂捕获介质包含从纤维素原液组合物转移的一种或多种非溶剂和一种或多种溶剂。溶剂捕
获介质的浓度可以通过将新鲜的非溶剂引入到介质中并从介质中去除充满溶剂的液体来控制。在实施方案中，基本上为固体的管连续移动通过一定体积的溶剂捕获介质，并且新鲜的非溶剂相对于管的移动方向逆流引入。
37.在实施方案中，溶剂捕获介质为液浴(例如，水浴)的形式，其包括具有足够长度的液体的细长盘，以使移动的管保持浸没或部分浸没一段时间，以允许溶剂向浴的充分传质。在实施方案中，浴和/或盘包括带递送装置以辅助管的移动并允许管的拉伸以提供聚合物取向和维度控制。在实施方案中，所述浴和/或盘包括多个固定的或旋转的导向件，所述导向件被构造成沿着期望的路径转动或引导所述管。
38.在实施方案中，所述至少一个孔口设置在具有入口和出口的模头中。在一个实施方案中，模头出口浸没在液体溶剂捕获介质中。在其它实施方案中，模头出口在液体溶剂捕获介质上方，以在模头出口和液体溶剂捕获介质之间提供气隙，作为溶剂去除的第一阶段。在实施方案中，气隙为从约0.1 mm到约8m，或从约0.1 mm到约1m，从约0.1 mm到约50 cm，从约0.1 mm到约10 cm，或从约0.1 mm到约50 mm。在一个实施方案中，该方法可包括将蒸汽施加到管上以控制表面光泽。例如，蒸汽可以在孔口和液体溶剂捕获介质之间的气隙中被施加到管。在一个实施方案中，处理步骤(d)包括对管进行热处理。
39.根据一个实施方案，用于挤出和形成细长管状制品的相转化过程的实例在图2中示出。通过图2中图示的过程形成的细长管状制品可包括本文所述的任何细长管状制品。例如，通过图2中图示的方法形成的细长管状制品可包括本文所公开的纤维素酯结晶、密度、孔隙率和/或总可提取物中的任何一种。相转化过程可包括被构造成生产可生物降解的吸管或其它管状构件的纺丝过程。该过程可以在不同的步骤中描述。
40.参照图2，第一步骤可以包括通过计量泵104、106将聚合物原液(或浇铸溶液) 100和芯液(例如水) 102精确递送到喷丝头(或挤出模头) 108。聚合物原液100可以包括本文所述的任何原液或浇铸溶液的任何方面。例如，聚合物原液100可以包括本文所述的纤维素原液组合物的任何方面，包括本公开通篇所述的各种乙酰化和重量%。下一步骤可以包括在管芯和水浴112之间的气隙109中蒸发挥发性溶剂。在实施方案中，不存在气隙109。一旦原液进入水浴，相转化过程开始，并且物理管开始形成。当由轮110引导的管111移动通过水浴时，溶剂和水的交换继续，溶剂从正在形成的管111转移出来，并且管111变得更加坚固和刚性。轮110将管引导到传送带(未示出)，然后传送带拉动吸管通过水浴。传送带通过摩擦拉动吸管，并且在水浴的末端，管可以经由切割器114自动切割成期望的长度以制作吸管。吸管可以进一步干燥或退火，并收集在吸管收集器116中。图2中的轮110、泵104、106、喷丝头108、切割器114和吸管收集器116的数量和定位是为了示例性目的。根据本公开的用于形成可生物降解的管状构件的方法的其它实施方案可包括各种其它数量和定位的轮110、泵104、106、喷丝头108、切割器114和吸管收集器116。
41.在实施方案中，可以对诸如吸管的细长管状构件进行预定温度的热处理，持续预定的时间量，以有效地使细长管状构件中的一种或多种纤维素酯的至少一部分结晶。细长管状构件中的一种或多种纤维素酯的至少一部分的结晶可以改善细长管状构件的强度。热处理的预定温度可以是约120
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c至约150
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c、约120
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c至约130
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c、约130
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c至约140
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c、约140
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c、至少约150
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c、小于约130
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c、小于约140
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c或小于约150
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c。
42.细长管状构件可经受热处理持续预定时间段，诸如约5秒至约30秒、约5秒至约15秒、约10秒至约20秒、约15秒至约25秒、约20秒至约30秒、约5秒至约10秒、约10秒至约15秒、约15秒至约20秒、约20秒至约25秒、约25秒至约30秒、至少约5秒、至少约10秒、至少约15秒、至少约20秒、至少约25秒、小于约30秒、小于约25秒、小于约20秒、小于约15秒或小于约10秒。
43.使细长管状构件在预定温度下经受预定时间段的热处理可有效地使细长构件中的一种或多种纤维素酯和/或其它可生物降解的组分的至少一部分结晶，例如细长管状构件中的可生物降解的纤维素组分的约0.5%至约15%、约1%至约10%、约1%至约5%、约5%至约10%、约1%至约2.5%、约2.5%至约5%、约5%至约7.5%、约7.5%至约10%、至少约1%、至少约2%、至少约3%、至少约4%、至少约5% 至少约6%、至少约7%、至少约8%、至少约9%、小于约10%、小于约9%、小于约8%、小于约7%、小于约6%、小于约5%、小于约4%、小于约3%、小于约2%或小于约1%结晶。结晶度百分数可以使用差示扫描量热法(dsc)或其它合适的技术测量。
44.图3中显示了图2的区域a的放大的横截面图。参考图3，在实施方案中，通过喷丝头108中的环形孔口(或开口)挤出包含纤维素酯聚合物和溶剂的聚合物原液(或浇铸溶液) 100，通过喷丝头108中的环形开口中心的孔口(或开口)共挤出包含非溶剂的芯液(例如水) 102。原液100的聚合物溶液和芯液102从喷丝头108向下排出进入含非溶剂(例如水)的浴112上方的气隙109中，并继续流入浴112中。在聚合物溶液原液100和芯液102之间以及在聚合物溶液原液100和浴112之间存在溶剂和非溶剂的交换。聚合物管111可以开始在气隙109中成形和形成，并且继续在浴112中形成和成形。
45.该方法允许生产满足使用要求的适合性的管，以用作例如吸管。可以控制该过程以确定管的物理性质，包括维度，包括长度、内径和外径、以及管壁的厚度、孔隙率和强度。在实施方案中，维度并且尤其是壁厚和强度被选择成允许管用于预期目的，诸如用于浓饮料(诸如奶昔)的具有较厚(或较重)壁的吸管而不会在负压下塌陷，或者用于饮用水、软饮料、茶和咖啡的较薄(或较轻)形式的吸管。在实施方案中，管被构造成用于鸡尾酒或用作搅拌器。
46.单次使用食物消费制品以外的应用也可包括包装。实例是可生物降解的蜂蜜棒或肥料棒(填充有肥料的管)，其可以被陷入(插入)土壤中并且随着管壁降解而缓慢释放肥料。
47.在本公开的一个方面，生产了一种或多种可生物降解的一次性物品。可生物降解性的一个具体方面是可堆肥性，既是可家庭堆肥性也是可工业堆肥性。由于在较低的温度下进行较少的机械搅动，因此更难实现可家庭堆肥性。在根据本公开生产的产品的实施方案中，微空隙和孔的存在可被构造成有助于生物降解。虽然不受理论束缚，但据信较大的表面积可提供改进的酶/细菌进入吸管的整个结构。此外，据信足够的孔体积将增加碎裂速度，以及减少每根吸管的聚合物的量。发现具有根据本文所讨论的实施方案的多孔结构的吸管以相对快的速率生物降解。这是使用10密耳壁厚的8英寸、1/4
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od吸管示出的，该管是通过相转化过程而生产的，其在23周内被家庭堆肥。
48.图1a是具有细长管状构件12的可生物降解的产品10的侧视图。细长管状构件12可包括具有限定通孔18的外表面14和内表面16的壁。可生物降解的产品10包括吸管并可根据本文公开的任何方法形成。此外，可生物降解的产品10可以包括本文公开的其它可生物降
解的产品和细长构件的任何方面或特征。在相转化过程中可以形成可生物降解的产品10。在实施方案中，可以将相转化过程逐渐分成四个要素。相转化过程的四个要素可用于形成或生产本文公开的任何可生物降解的产品。第一要素可以包括选择纤维素酯，例如乙酸纤维素，其具有最佳取代度以进行溶剂纺丝和相转化，从而获得具有目标维度、物理性质如韧性和刚度以及生物降解性质的合适管。
49.第二要素可包括原液制剂。在实施方案中，原液制剂可以简单地仅含有在丙酮或类似的合适的水混溶性溶剂和水中的浓度为1%至40%的乙酸纤维素。在实施方案中，原液制剂可以更复杂，并且含有一种或多种其它聚合物、一种或多种其它非溶剂或一种或多种宽范围的添加剂中的至少一种。添加剂可包括但不限于控制离子强度的添加剂、稳定初期管的甘油、控制韧性和柔性的增塑剂、促进生物降解的添加剂、改变外观的添加剂，例如染料和着色剂以及可改变壁表面光滑度的添加剂。在实施方案中，原液制剂不含添加剂(例如，原液制剂中不存在添加剂)。
50.第三个要素可包括纺丝条件，例如纺丝速度、拉伸比、温度、去除丙酮的空气流量、引起相转化的蒸汽流量和相转化介质，例如可包括水、溶剂和添加剂的溶液。在实施方案中，可以选择条件以确定管的维度，例如内径和外径、壁厚、孔隙率和在侧向和垂直压缩阻力方面的管的物理强度。
51.第四个要素可以包括后处理。在连续方法中，在将连续管切割成目标长度之前或之后，可能需要将管干燥或甚至退火以去除丙酮和水。在足够高的温度下，退火也可以增加聚合物壁强度。在实施方案中，管的维度通过纺丝模头(或喷丝头)的设计来控制，并且包括但不限于诸如搅拌棒和奶昔管的制品。
52.在实施方案中，强度和可生物降解性可以是管中通过相转化产生的孔的函数。在实施方案中，如图1b至1e所示，通过溶剂蒸发、相转化和退火的组合，可以获得可生物降解的细长管状构件的四种不同构造。图1b至1e是根据不同实施方案的沿图1a的线1-1的横截面图。参照图1b，管状构件22可包括形成在管状构件22的外表面上的皮或外部24。皮或外部24可具有比管状构件22的其余部分(包括内部26或表面)更高的密度(或更低的孔隙率)。皮或外部24的形成可以通过喷丝头和凝固浴之间的气隙来控制。在该气隙中，发生溶剂的蒸发，影响传质速率。与具有较长停留时间的气隙相比，消除气隙或减少气隙中的停留时间可以使外部变得更加多孔。还可以通过使气体混合物例如氮气在气隙周围流动以减轻爆炸风险来控制气隙的温度和组成。水蒸气或蒸汽也可以用在气隙周围以影响管状构件的形态。在实施方案中，气隙可以包括气体和/或蒸汽的受控流速，其被构造成控制管状构件的外表面的传质速率和/或孔结构。在实施方案中，受控流包括空气和/或惰性气体，或空气和/或惰性气体与溶剂蒸气的共混物。在实施方案中，流动可以与管的流动并流或逆流，或垂直于管的流动。在实施方案中，内壁形态可以通过将纤维素聚合物原液进料通过环形开口和任选地将液体非溶剂(或非溶剂/溶剂混合物)共进料通过环形开口的中心空间(芯液)来控制，其中开口(原液在此离开喷丝头)存在于沉淀浴上方的气隙中。
53.转到图1c，管状构件32可包括形成在管状构件32的内表面上的外皮或内部36。例如，外皮或内部36可限定管状构件中的通孔或通道。皮或内部36的密度(或孔隙率)可以高于包括外部34的横截面的其余部分。皮或内部36的形成可以通过在形成过程中通过将空气或其它气体进料通过管的中心空间来控制，例如具有喷丝头，该喷丝头被构造成通过环形
开口进料纤维素聚合物原液并通过环形开口的中心空间共同进料空气或气体，其中开口(原液从喷丝头排出的地方)低于沉淀浴中的表面(浸没)。
54.转到图1d，管状构件44可包括外皮层44或内部和内皮层46或内部。内皮层46可限定管状构件42中的通孔，并且管状构件42可包括中间层45或位于内皮层46和外皮层44之间的中间部分。内皮层46和外皮层可具有比横截面的其余部分(例如中间层45)更高的密度(或更低的孔隙率)。在一些实施方案中，内皮层46的密度和孔隙率基本上等于外皮层44的密度和孔隙率。在一些实施方案中，内皮层46的密度大于外皮层44和中间层45两者的密度和孔隙率。在一些实施方案中，外皮层44的密度大于内皮层46和中间层45两者的密度。内皮层46和外皮层44的形成可通过喷丝头和沉淀浴之间的气隙来控制，并且在形成期间还通过管的中心空间供给空气或另一种气体。
55.转到图1e，管状构件52的一些实施方案可以不包括在内表面56和外表面54上形成的皮层(例如，管状构件52中没有皮层。那么管状构件52的横截面具有相对均匀的密度(或孔隙率)。可以通过经环形开口供给纤维素聚合物原液和任选地经过环形开口的中心空间共供给液体非溶剂(或非溶剂/溶剂混合物)来控制没有皮层的管状构件52的形成，其中开口(在那里原液离开喷丝头)低于沉淀浴中的表面(浸没)。
56.在实施方案中，内壁孔隙率可受芯液影响。芯液可以由类似于凝固批料的选定溶剂和非溶剂的选定溶剂和非溶剂组成。也可以调节流速和温度。可以选择溶剂和非溶剂的选择以及它们的相对浓度用于沉淀浴和/或芯液，以提供管壁横截面的所需密度(或孔隙率)分布。
57.在实施方案中，气体(或蒸气)可以用于流过内环以使管的内壁成形。在实施方案中，气体可以是空气或空气和溶剂/非溶剂蒸气的混合物，例如水蒸气混合物。还可以控制气体/蒸气组分的相对浓度以及温度和压力，以获得内壁的所需形态分布。这种方法允许形成致密的内壁表面。在一个实施方案中，内壁具有10%或更小，或5%或更小的孔隙率，例如具有在干聚合物本身的10%或5%内的密度。
58.在实施方案中，本文讨论的任何实施方案中的皮层基本上是水不可渗透的。在实施方案中，根据本文所讨论的实施方案中的任一个的细长管状构件具有20%至70%，或40%至60%的平均孔隙率。在实施方案中，根据本文讨论的任何实施方案的细长管状构件的壁具有约0.6 g/cm3至约1.3 g/cm3、约0.6 g/cm3至1.25 g/cm3、约0.6 g/cm3至约1.2 g/cm3、约0.6 g/cm3至约1.15 g/cm3、约0.6 g/cm3至约0.9 g/cm3、约0.9 g/cm3至约1.2 g/cm3、约0.6 g/cm3至约0.8 g/cm3、约0.7 g/cm3至约0.9 g/cm3、约0.8 g/cm3至约1.0 g/cm3、约0.9 g/cm3至约1.1 g/cm3、约1.0 g/cm3至约1.2 g/cm3、约1.1 g/cm3至约1.3 g/cm3、小于约1.4 g/cm3、小于约1.3 g/cm3、小于约1.2 g/cm3、小于约1.1 g/cm3、小于约1.1 g/cm3、小于约1.0 g/cm3、小于约0.9 g/cm3、小于约0.8 g/cm3、小于约0.7 g/cm3或小于约 0.6 g/cm3。
59.在一个方面，原液制剂和所得的细长管状构件除了纤维素酯（例如乙酸纤维素）以外还包含总计0至约2重量%，或0至约1重量%的任何添加剂。在实施方案中，原液制剂和所得的细长管状构件除了纤维素酯例如乙酸纤维素之外不包含任何添加剂(例如原液制剂和所得的细长管中不存在添加剂)。在实施方案中，由本文所述的方法生产的生产的管可以被制成仅含有bca。据信这可能是与大多数需要处理助剂如增塑剂的热处理纤维素酯的主要区别。在实施方案中，这种管可具有低可提取物或无可提取物(例如，管中可能不存在可提取
物)的优点，这对于满足管理食品接触应用的某些法规是期望的。
60.本文所用术语“溶剂纺丝”，也称为“溶液纺丝”，是指生产合成聚合物纤维或其它挤出轮廓的方法，其中将一种或多种聚合物树脂溶解在一种或多种溶剂中，并迫使所得液体溶液通过一个或多个孔口、模头或喷丝头，形成连续的线材或圆柱体。然后通过向气态或液态纺丝介质(或非溶剂)例如凝固或沉淀浴中传质，从线料或挤出的轮廓形状中去除溶剂，形成固体纤维(或轮廓形状)。“干法溶剂纺丝”或简单地“干法纺丝”是指仅使用气态纺丝介质或反溶剂(或非溶剂)的溶剂纺丝方法。“湿法溶剂纺丝”或简单地“湿法纺丝”是指包括液体纺丝介质或浴，例如凝固或沉淀浴，但也可包括在浴之前的干法纺丝或“气隙”步骤的溶剂纺丝方法。纺丝浴有时称为凝固或沉淀浴。
61.术语纺丝模头或模头与喷丝头可互换使用。术语内环、内模辊、环形开口的中心空间和芯(bore)可互换使用。这些术语是对装置的几何形状的描述，其允许通过聚合物溶液和芯液或液体的强制流动穿过一个或多个孔口来形成线或管。内模辊的径向位置可以相对于外模辊(或环)进行调节，以使两个模头部件居中，从而提高管壁的均匀性。在一些设计中，内模辊在其外径上是锥形的，并且其相对于外模辊的轴向位置可以被调节以改变管的壁厚或可纺性。
62.模头的取向，最通常是垂直的，其中原液直接向下离开，可以在垂直和水平之间的任何角度下调节，以优化纺丝方法。模头(或喷丝头)可以被定向以改变或调节管的几何形状或帮助在例如沉淀浴中引导管。
63.纺丝方法也可使用多个模头来形成多个管，例如使用相同的非溶剂介质来处理。在实施方案中，多个模头可以被集成到共用的装置或系统中，其中共用的纺丝溶液进料和共用的非溶剂进料到模头的内环。
64.术语“纺丝溶液”或“原液”是指为进料溶剂纺丝过程而生产的液体溶液。纺丝溶液可以含有一种或多种聚合物树脂(包括除纤维素酯以外的其它可生物降解的聚合物)和一种或多种溶剂。原液也可以含有其它可溶性添加剂或不溶性添加剂(例如填料，例如碳酸钙)、分散的添加剂以增强纺丝方法或最终产品的属性(包括增强的生物降解速率)。纺丝溶液随后可以被过滤、调节到所需温度或剪切变稀以优化纺丝方法。重要的是注意到原液温度影响粘度并且可以调节原液温度以优化纺丝方法。
65.术语“固体含量”或“固体百分比”在纺丝溶液的上下文中是指溶液中所有聚合物树脂和固体添加剂相对于总溶液的重量百分比，而与处理温度下非溶剂的物理状态无关，并且与它们在溶液中的溶解度无关。术语“树脂固体”是指聚合物在配制的原液溶液中的重量百分比。
66.在聚合物处理的上下文中，术语“拉伸”或“牵伸”是指在固体或半固体聚合物制品中引起应变的过程，以(a)增加聚合物链在应变方向上的排列，从而增加该方向上的拉伸强度，通常以伸长率或延展性为代价，和/或(b)减小制品的尺寸或改变制品的形状。如本文所用，对于纤维或轮廓挤出处理，拉伸是纺丝方法下游的连续方法，由此制品被进料通过两组辊或一些其它夹持机构，所述辊或夹持机构以不同速度驱动以沿挤出轴线引起应变。如本文所用，术语“牵伸”用于描述纺丝方法中的一种方法，其中制品是半固体并且产生应变的阻力主要由纺丝介质的流体阻力提供。
67.术语“退火”是指为了改变或均匀化材料的物理性质，包括延展性、拉伸强度、内应
力、形态和/或表面光滑度的目的而对材料进行热处理的过程。热处理可包括将制品的全部或一部分的温度升高和/或降低至期望的设定点和/或以控制的变化速率升高和/或降低。如本文所用，在纤维或挤出轮廓处理的情况下，退火是一种方法，例如连续方法，其中使制品通过加热或冷却方法或加热介质，其中通过对流、传导或辐射传热或通过电磁波感应来引起温度变化。在后处理期间，可对管子进行热处理以去除痕量的溶剂和游离酰基，以退火或强化管子，或改变管子的维度和表面粗糙度。在实施方案中，热处理可以通过加热的圆柱形模头来施加，例如以修改管的维度。
68.术语“传质速率”是指溶剂从纺丝制品向纺丝介质或非溶剂移动的净速率(单位质量或单位时间重量)。传质速率是影响制品横截面内溶剂扩散速率和溶剂从制品表面到纺丝介质的对流速率的许多变量的函数。这些变量包括制品温度和固体百分比以及纺丝介质的溶剂浓度、温度和相对于制品的速度。
69.术语“相转化”也称为“沉淀”或“凝固”，描述了将聚合物溶液引入到含有非溶剂的容器中的方法。非溶剂，通常为水或含水制剂，引起聚合物沉淀。溶剂和非溶剂可以被认为是“相”，其中聚合物体系是可溶的，而另一个则不是。这种沉淀可产生粉末、粒料、纤维或由模头形成的任何形状，聚合物溶液从所述模头挤出到含非溶剂的介质例如沉淀浴中。在实施方案中，沉淀物的形态可以取决于溶剂、聚合物和非溶剂的溶解度参数以及处理温度。在实施方案中，可以提供多孔形态，其中可以通过处理条件控制孔的尺寸。
70.术语“凝固浴”或“沉淀浴”描述原液从喷丝头进入出口的容器，在出口连续管可以被缠绕或切割成目标长度。在实施方案中，该浴的溶剂浓度可以使用逆流技术控制以保持凝固的组成(或组成分布)。在实施方案中，可以使用垂直构造，其通过使用导轮来确定初期管产生影响正在形成的管的维度的压差的深度。
71.在一个实施方案中，细长管状构件被构造成用作饮用吸管。在实施方案中，作为饮用吸管的构造包括满足塑料吸管的使用标准的习惯适合度，例如强度，其中吸管在被挤出时不会破裂，并且在施加低压(由于吸吮饮料)时不会塌陷；味道和气味，其中吸管不会产生不可接受的味道或气味(例如，如通过感官测试小组所确定的)；感觉，其中吸管具有舒适的感觉(例如，口感)，并且不具有尖锐的边缘或粗糙度；以及外观，其中吸管可识别为饮用吸管。
72.在实施方案中，细长管状构件包括在约3密耳至约20密耳 (约76 nm至约508 nm)、从约4密耳至约15密耳 (约102 nm至约381 nm)、约3密耳至约6密耳、约6密耳至约9密耳、约9密耳至约12密耳、约12密耳至约15密耳、约15密耳至约18密耳、约18密耳至约20密耳、小于约20密耳、小于约15密耳、小于约10密耳或小于约5密耳范围的壁厚。在实施方案中，细长管状构件具有约1 mm至约20 mm、约1 mm至约5 mm、约5 mm至约10 mm、约10 mm至约15 mm、约15 mm至约20 mm、至少约1 mm、至少约5 mm、至少约10 mm、至少约15 mm、至少约20 mm、小于约20 mm、小于约15 mm、小于约10 mm或小于约5 mm的外径。在实施方案中，细长管状构件具有约1 cm至约50 cm、约1 cm至约10 cm、约10 cm至约20 cm、约20 cm至约30 cm、约40 cm至约50 cm、至少约1 cm、至少约10 cm、至少约20 cm、至少30 cm、至少约40 cm、至少约50 cm、小于约50 cm、小于约40 cm、小于约30 cm、小于约20 cm、小于约10 cm、小于约5 cm或小于约1 cm的长度。
73.在实施方案中，细长管状构件被构造成用作搅拌吸管。在实施方案中，细长管状构
件具有在约1 mm至约3 mm范围内的外径和约4 cm至约12 cm的长度。在实施方案中，细长管状构件被构造成用于包装应用。在实施方案中，细长管状构件具有封闭的端部并且包封食物材料。在某些实施方案中，细长管状构件具有封闭的端部并且封装用于农业或园艺应用的材料。
74.在实施方案中，当在水或醇(例如乙醇)溶液中测试时，细长管状构件具有低的总可提取物。例如，在实施方案中，细长管状构件包含小于约12 mg/dm2、小于约11 mg/dm2、小于约9 mg/dm2、小于约8 mg/dm2、小于约7 mg/dm2、小于约6 mg/dm2、小于约5 mg/dm2、约5 mg/dm2至约12 mg/dm2、约5 mg/dm2至约10 mg/dm2、约5 mg/dm2至约7 mg/dm2、约6 mg/dm2至约8 mg/dm2、约7 mg/dm2至约9 mg/dm2、约8 mg/dm2至约10 mg/dm2、约5 mg/dm2至约6 mg/dm2、约6 mg/dm2至约7 mg/dm2、约7 mg/dm2至约8 mg/dm2、约8 mg/dm2至约9 mg/dm2或约9 mg/dm2至约10 mg/dm2的总可提取物量。细长管状构件中的总可提取物可以如下测量：将8英寸的细长管状构件片段切成4片并置于20 ml顶空小瓶中，并向小瓶中加入10重量%乙醇水溶液，使得所有片段完全浸没。然后将该小瓶加盖并在70℃的烘箱中放置2小时，通过hpla和uv检测器(210 nm)分析所得溶液，以确定总的可提取物的量。
75.术语可生物降解的乙酸纤维素(“bca”)是指乙酰基取代度为1至2.8或1.5至2.6的乙酸纤维素。在实施方案中，bca具有10,000至90,000的数均分子量(mn)，通过凝胶渗透色谱法使用nmp作为溶剂用聚苯乙烯等同物测量。在实施方案中，bca具有100至小于150的平均聚合度。bca的分子量分布可以是单一分布，或者分子量分布可以是多峰的。在实施方案中，乙酸纤维素组合物包含20至70%的生物含量，并且任选地还包含至多60%的来源于回收塑料(回收bca)的乙酰基含量。
76.在实施方案中，本文所用的乙酸纤维素可以是本领域已知的并且是可生物降解的任何乙酸纤维素。可用于本文公开的一个或多个实施方案中的乙酸纤维素通常包含以下结构的重复单元：其中r1、r2和r3独立地选自氢或乙酰基。对于纤维素酯，取代水平通常以取代度(ds)表示，其为每个葡糖酐单元(agu)的非oh取代基的平均数。通常，常规纤维素在每个agu单元中含有三个可被取代的羟基；因此，ds可以具有在零到三之间的值。天然纤维素是一种大的多糖，即使在制浆和纯化之后，聚合度也为250-5,000，因此最大ds为3.0的假设是近似正确的。因为ds是统计平均值，1的值不能保证每个agu具有单个取代基。在一些情况下，可存在未取代的葡糖酐单元，一些具有两个取代基，一些具有三个取代基，并且通常该值将是非整数。总ds定义为每葡糖酐单元所有取代基的平均数。每个agu的取代度也可以指特定的取代基，例如羟基或乙酰基。在实施方案中，n是在25至250、或25至200、或25至150、或25至100、或25至75范围内的整数。
77.在一个方面，细长管状构件包括一种或多种纤维素酯并且是可生物降解的(根据本文讨论的任何一个或多个实施方案)。在实施方案中，所述一种或多种纤维素酯包括至少乙酸纤维素。乙酸纤维素的乙酰基取代度(ds ac)可为约0.05至约2.95、约0.05至约1、约1
至约2、约2至约2.95、约0.05至约0.5、约0.5至约1、约1至约1.5、约1.5至约2、约2至约2.5、约2.5至约2.95、约0.2 to 2.9、约1.0至约2.8、约1.8至约2.8、至少约0.05、至少约0.2、至少约0.5、至少约0.75、至少约1、至少约1.25、至少约1.5、至少约1.75、至少约2、至少约2.25、至少约2.75、小于约0.5、小于约0.75、小于约1、小于约1.25、小于约1.5、小于约1.75、小于约2、小于约2.25、小于约2.75或小于约2.95。在实施方案中，其它纤维素酯和聚合物不存在于细长管状构件中，并且细长管状构件基本上由乙酸纤维素组成。在某些实施方案中，所述一种或多种纤维素酯包括混合纤维素酯，所述混合纤维素酯包括选自乙酰基、丙酰基、丁酰基、其它脂族酰基或芳族酰基的至少2个部分。
78.在某些实施方案中，一种或多种纤维素酯包括乙酰基取代度(ds ac)为0.05至2.95 (或上述任何取代度)的乙酸纤维素，并且管状构件包括孔隙率为至少约10%、约10%至约80%、约10%至约70%、约10%至约60%、约10%至约50%、约20%至约70%、约20%至约60%、约20%至约50%、约30%至约70%、约30%至约60%、约30%至约50%、约40%至约70%、约40%至约60%、约40%至约50%、至少约5%、至少约10%、至少约20%、至少约25% 至少约30%、至少约40% 至少约50%、至少约60%、至少约70%、至少约75%或至少约80%的壁，所述孔隙率通过与基本上没有任何孔隙的固体制品组合物(例如，组成制品的聚合物组合物)的密度相比的制品的密度确定。
79.在其它实施方案中，一种或多种纤维素酯包括乙酰基取代度(ds ac)为0.05-2.95 (或上述任何取代度)的乙酸纤维素，管状构件包括孔隙率为5%或更小，或密度大于1.24 g/cm3的壁。
80.在实施方案中，由本文所述的乙酸纤维素组合物制成的制品是可生物降解的和/或可堆肥的制品，例如，吸管或搅拌器，根据astm d6400被鉴定为可工业堆肥的。在实施方案中，可生物降解的和/或可堆肥的制品是环境非持久的。
81.在一个实施方案中，乙酸纤维素组合物的环境非持久性通过遵循iso 17566的土壤生物降解来证明。土壤中最终好氧微生物可生物降解性的测定可以通过在呼吸计中测量需氧量或放出的二氧化碳量来进行。在实施方案中，乙酸纤维素组合物的环境非持久性通过遵循iso 14851的淡水生物降解来证明。通过在密闭呼吸计中测量需氧量，可以确定塑料材料在水介质中的最终好氧微生物可生物降解性。
82.在一个方面，乙酸纤维素组合物的环境非持久性通过海洋生物降解显示。在实施方案中，生物降解水平通过astm d6691测量，其是用于测定塑料材料在海洋环境中的好氧生物降解的标准测试方法，通过定义的微生物协会或天然海水接种物，在30天、或60天、或90天、或120天、或150天或180天后测量50%、或60%或70%或80%或90%或100%。
83.尽管在一些实施方案中，如本文所述形成的管不需要任何种类的添加剂，但在某些实施方案中，可通过添加添加剂改变组合物以改善适用性，通过改变性质如柔韧性、外观(例如，颜色和光滑度)以及生物降解量和/或速率。在一些实施方案中，可以将这样的添加剂引入原液制剂中，或者在一些情况下引入反转浴或甚至退火步骤中。可生物降解的乙酸纤维素可加入增塑剂(例如可生物降解的增塑剂)、填料、生物聚合物、稳定剂、气味调节剂和/或其它添加剂而配制成制品组合物。在实施方案中，细长管状构件包含一种或多种功能添加剂，其量足以改变细长管状构件的强度、韧性、颜色、不透明度、透明度或可生物降解性。在实施方案中，所述一种或多种功能添加剂选自盐、增塑剂、着色剂、抗氧化剂、稳定剂
或其组合。
84.可生物降解的增塑剂的一些实例包括甘油三乙酸酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、聚乙二醇、含苯甲酸酯的增塑剂如benzoflex
™
增塑剂系列、聚(琥珀酸烷基酯)如聚(琥珀酸丁酯)、聚醚砜、己二酸酯基增塑剂、大豆油环氧化物如paraplex
™
增塑剂系列、蔗糖基增塑剂、癸二酸二丁酯、三丁酸甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、resolflex
™
系列的增塑剂、磷酸三苯酯、乙醇酸盐、2，2，4-三甲基戊烷-1，3-二基二(2-甲基丙酸酯)和聚己内酯。添加剂的实例包括蜡、增容剂、生物降解促进剂、染料、颜料、着色剂、光泽控制剂、润滑剂、抗氧化剂、粘度调节剂、抗真菌剂、防雾剂、热稳定剂、冲击改性剂、抗菌剂、软化剂及其组合。应注意，相同类型的化合物或材料可经鉴别或包括于乙酸纤维素组合物中的多个类别的组分中。例如，聚乙二醇(peg)可以作为增塑剂或作为添加剂，其不作为增塑剂，例如亲水性聚合物或生物降解促进剂，例如，其中较低分子量的peg具有增塑作用，而较高分子量的peg作为亲水性聚合物，但没有增塑作用。
85.在实施方案中，乙酸纤维素组合物包含可生物降解的ca组分和可生物降解的聚合物组分，所述可生物降解的ca组分包含至少一种bca，所述可生物降解的聚合物组分包含一种或多种其它可生物降解的聚合物(不同于bca)。在实施方案中，其它可生物降解的聚合物可以选自聚羟基链烷酸酯(pha和phb)、聚乳酸(pla)、聚己内酯聚合物(pcl)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚琥珀酸乙二醇酯(pes)、聚乙酸乙烯酯(pva)、聚琥珀酸丁二醇酯(pbs)、纤维素酯、淀粉、蛋白质、其衍生物及其组合。在实施方案中，乙酸纤维素组合物含有基于乙酸纤维素组合物的0.1至小于50 wt%、或1至40 wt%、或1至30 wt%、或1至25 wt%、或1至20 wt%的量的可生物降解的聚合物(除bca之外)。在某些实施方案中，一种或多种可生物降解的聚合物选自淀粉、pla、pha或其组合。在实施方案中，管状构件包含乙酰基取代度(ds ac)为约1.8至约2.8的乙酸纤维素和0至约2重量%、或0至约1重量%的任何其它聚合物。在实施方案中，管状构件基本上不含或不含除乙酸纤维素之外的任何聚合物。
86.在某些实施方案中，乙酸纤维素组合物包含至少一种稳定剂。尽管希望乙酸纤维素组合物可堆肥和/或可生物降解的，但是可以加入一定量的稳定剂以提供选定的保存期限或稳定性，例如对曝光、氧化稳定性或水解稳定性。在各种实施方案中，稳定剂可以包括：uv吸收剂、抗氧化剂(抗坏血酸、bht、bha等)、其它酸和自由基清除剂、环氧化油如环氧化大豆油或其组合。
87.在实施方案中，乙酸纤维素组合物包含至少一种填料。在实施方案中，填料是增强可生物降解性和/或可堆肥性的类型和存在量。在实施方案中，乙酸纤维素组合物包含至少一种选自以下的填料：碳水化合物(糖和盐)、纤维素和有机填料(木粉、木纤维、大麻、碳、煤颗粒、石墨和淀粉)、矿物和无机填料(碳酸钙、滑石、二氧化硅、二氧化钛、玻璃纤维、玻璃球、氮化硼、三水合铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氧化铝和粘土)、食品废物(蛋壳、酒糟和咖啡渣)、干燥剂(例如硫酸钙、硫酸镁、氧化镁、氧化钙)、碱性填料(例如na2co3、mgco3)或这些填料的组合(例如混合物)。在实施方案中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种也用作着色剂添加剂的填料。在实施方案中，着色剂添加剂填料可以选自：碳、石墨、二氧化钛、遮光剂、染料、颜料、调色剂及其组合。在实施方案中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种也用作稳定剂或阻燃剂的填料。
88.在实施方案中，取决于应用，例如一次性食品接触应用，乙酸纤维素组合物可以包
括至少一种气味改性添加剂。在实施方案中，取决于应用和乙酸纤维素组合物中使用的组分，合适的气味改性添加剂可以选自：香草醛、薄荷油m-1178、杏仁、肉桂、香料、香料提取物、挥发性有机化合物或小分子和plastidor。在一个实施方案中，气味改性添加剂可以是香草醛。乙酸纤维素组合物可以包括气味调节添加剂，其量为基于组合物总重量的0.01-1 wt%。气味调节添加剂的机理可包括掩蔽、捕获、补充或这些机理的组合。
89.如上所述，乙酸纤维素组合物可以包括其它添加剂。在实施方案中，乙酸纤维素组合物可以包括至少一种增容剂。在实施方案中，增容剂可以是非反应性增容剂或反应性增容剂。增容剂可以增强乙酸纤维素或另一种组分达到所需的小粒度的能力，以改善所选组分在组合物中的分散。在这样的实施方案中，取决于所需的制剂，可生物降解的乙酸纤维素可以在分散体的连续相或不连续相中。在实施方案中，所用增容剂可通过改变可生物降解的乙酸纤维素和另一组分例如其它可生物降解的聚合物之间的界面相互作用/结合来改善组合物的机械和/或物理性质。
90.在实施方案中，细长管状构件包含总计0至约2重量%，或0至约1重量%的增塑剂或其它添加剂(例如，处理助剂添加剂)。在一些实施方案中，细长管状构件基本上不含或不含增塑剂或其它添加剂(例如，处理助剂添加剂)。换句话说，细长管状构件中可以没有增塑剂和/或其它添加剂。
91.在实施方案中，如果需要，乙酸纤维素组合物可以包括生物降解和/或分解剂，例如，水解助剂或任何有意的降解促进剂添加剂可以加入到或包含在乙酸纤维素组合物中，在bca的制造过程中或在bca的制造之后加入，并且与bca一起熔融或溶剂共混以制备乙酸纤维素组合物。在实施方案中，添加剂可通过释放酸性或碱性残余物促进水解，和/或加速光(紫外)或氧化降解和/或促进选择性微生物菌落的生长以帮助堆肥和土壤介质中的分解和生物降解。除了促进降解之外，这些添加剂可以具有另外的功能，例如改善制品的处理性能或改善所需的机械性能。
92.可能的分解剂的一组实例包括无机碳酸盐、合成碳酸盐、霞石正长岩、滑石、氢氧化镁、氢氧化铝、硅藻土、天然或合成二氧化硅、煅烧粘土等。在实施方案中，可能希望这些添加剂良好地分散在乙酸纤维素组合物基质中。添加剂可以单独使用，或者两种或多种组合使用。
93.另一组可能的分解剂的例子是用作氧化分解剂的芳族酮，包括二苯酮、蒽醌、蒽酮、乙酰二苯酮、4-辛基二苯酮等。这些芳族酮可以单独使用，或两种或多种组合使用。
94.其它实例包括用作氧化分解剂的过渡金属化合物，如钴或镁的盐，例如钴或镁的脂族羧酸(c12-c20)盐，或硬脂酸钴、油酸钴、硬脂酸镁和油酸镁；或者锐钛矿型二氧化钛，或者可以使用二氧化钛。可使用其中金红石和锐钛矿晶体结构都存在于同一颗粒中的混合相二氧化钛颗粒。光活性剂颗粒可具有相对高的表面积，例如约10至约300平方米/g，或20至200平方米/g，通过bet表面积方法测量。如果需要，可以将光活性剂加入增塑剂中。这些过渡金属化合物可以单独使用，或两种或多种组合使用。
95.可用作氧化分解剂的稀土化合物的实例包括属于元素周期表3a族的稀土及其氧化物。其具体实例包括铈(ce)、钇(y)、钕(nd)、稀土氧化物、氢氧化物、稀土硫酸盐、稀土硝酸盐、稀土乙酸盐、稀土氯化物、稀土羧酸盐等。更具体的例子包括氧化铈、硫酸高铈、硫酸高铈铵、硝酸高铈铵、乙酸铈、硝酸镧、氯化铈、硝酸铈、氢氧化铈、辛酸铈、氧化镧、氧化钇、
氧化钪等。这些稀土化合物可以单独使用，或者两种或更多种组合使用。
96.在一个实施方案中，bca组合物包括具有促降解功能性以增强可生物降解性的添加剂，所述添加剂包括含有过渡金属例如钴、锰和铁的过渡金属盐或化学催化剂。过渡金属盐可以包括酒石酸盐、硬脂酸盐、油酸盐、柠檬酸盐和氯化物。添加剂可进一步包括自由基清除体系和一种或多种无机或有机填料，例如白垩、滑石、二氧化硅、淀粉、棉花、再生纸板和植物物质。添加剂还可以包括酶、细菌培养物、膨胀剂、cmc、糖或其它能源。添加剂还可以包括羟胺酯和含硫化合物。
97.在某些实施方案中，其它可能的生物降解和/或分解剂可包括溶胀剂和崩解剂。溶胀剂可以是在吸收水分并对周围基质施加压力后体积增加的亲水性材料。崩解剂可以是在水性环境中促进基质分解成较小片段的添加剂。实例包括矿物和聚合物，包括交联或改性的聚合物和可溶胀的水凝胶。在实施方案中，bca组合物可以包括水溶胀性矿物或粘土及其盐，例如合成锂皂石和膨润土；亲水性聚合物，例如聚(丙烯酸)和盐、聚(丙烯酰胺)、聚(乙二醇)和聚(乙烯醇)；多糖和胶，如淀粉、藻酸盐、果胶、壳聚糖、车前子、黄原胶；瓜尔胶、刺槐豆胶；和改性聚合物，如交联pvp、淀粉羟乙酸钠、羧甲基纤维素、糊化淀粉、交联羧甲基纤维素钠；或这些添加剂的组合。
98.在实施方案中，bca组合物可包含碱性添加剂，所述碱性添加剂可增加组合物或由组合物制成(或包含组合物)的制品的分解或降解。可用作氧化分解剂的碱性添加剂的实例包括碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、zno和碱性al2o3。在实施方案中，至少一种碱性添加剂可以是mgo, mg(oh)2, mgco3, cao, ca(oh)2, caco3, nahco3, na2co3, k2co3, ζηο khco3或碱性al2o3。在一个方面，碱土金属氧化物、ζηο和碱性al203可以用作碱性添加剂。在实施方案中，可以使用不同碱性添加剂的组合，或碱性添加剂与其它添加剂的组合。在实施方案中，碱性添加剂具有在1 wt%的水混合物/溶液中测量的大于7.0至10.0、或7.1至9.5、或7.1至9.0、或7.1至8.5、或7.1至8.0的ph。
99.可用作氧化分解剂的有机酸添加剂的实例包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸、苯甲酸、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、草酸盐、苹果酸盐、马来酸、马来酸盐、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸盐、苯甲酸盐及其组合。
100.其它亲水聚合物或生物降解促进剂的实例可以包括二醇、聚乙二醇、聚醚和多元醇或其它可生物降解的聚合物，例如聚(乙醇酸)、聚(乳酸)、聚乙二醇、聚丙二醇、聚二噁烷、聚草酸酯、聚(α-酯)、聚碳酸酯、聚酸酐、聚缩醛、聚己内酯、聚(原酸酯)、聚氨基酸、脂族聚酯例如聚(丁烯)琥珀酸酯、聚(乙烯)琥珀酸酯、淀粉、再生纤维素或脂族-芳族聚酯例如pbat。
101.在实施方案中，着色剂的实例可包括炭黑、氧化铁如红色或蓝色氧化铁、二氧化钛、二氧化硅、镉红、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、氧化铝；和有机颜料，例如偶氮和重氮和三唑颜料，缩合偶氮，偶氮色淀，萘酚颜料，蒽素嘧啶，苯并咪唑酮，咔唑，二酮吡咯并吡咯，黄烷士酮，靛类颜料，异吲哚啉酮，异二氢吲哚，异蒽酮紫，金属配合物颜料，噁嗪，苝，紫环酮，皮蒽酮，吡唑并喹唑啉酮，喹酞酮，三芳基碳鎓颜料，三苯二噁嗪，呫吨，硫靛，阴丹酮，异靛蒽醌，蒽嵌蒽酮，蒽醌，异二苯并蒽酮，三苯二噁嗪，喹吖啶酮和酞菁系列，尤其铜酞菁及其核卤化衍生物，以及酸色淀，碱性和媒染染料，和异吲哚啉酮颜料，以及植
物和蔬菜染料，和任何其它可用的着色剂或染料。
102.在实施方案中，用于调节光泽度和填料的光泽控制剂可包括二氧化硅、滑石、粘土、硫酸钡、碳酸钡、硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等。
103.合适的阻燃剂可以包括二氧化硅、金属氧化物、磷酸盐、邻苯二酚磷酸盐、间苯二酚磷酸盐、硼酸盐、无机水合物和芳族多卤化物。
104.抗真菌剂和/或抗细菌剂包括多烯抗真菌剂(例如，那他霉素、利莫昔定、菲律宾菌素、制霉菌素、两性霉素b、坎地辛和哈霉素)、咪唑抗真菌剂如咪康唑(可作为micatin
®
从wellspring pharmaceutical corporation获得)、酮康唑(可作为nizoral
®
从mcneil consumer healthcare商购)、克霉唑(可作为lotramin
®
和lotramin af
®
从merck商购和canesten
®
从bayer商购)、益康唑、奥莫康唑、联苯苄唑、布康唑、芬替康唑、异康唑、奥昔康唑、舍他康唑(可作为ertaczo
®
从orthodematologics商购)、硫康唑和噻康唑；三唑抗真菌剂如氟康唑、伊曲康唑、艾沙康唑、雷夫康唑、泊沙康唑、伏立康唑、特康唑和阿康唑)、噻唑抗真菌剂(例如阿巴芬净)、烯丙胺抗真菌剂(例如特比萘芬(可从novartis consumer health, inc.以lamisil
®
购得)、萘替芬(可从merz pharmaceuticals以naftin
®
购得)和布替萘芬(可从merck以lotramin ultra
®
购得)、棘白菌素抗真菌剂(例如阿尼芬净、卡泊芬净和米卡芬净)、多吡酯、苯甲酸、环吡酮、托萘酯(例如可从mds consumer care, inc.以tinactin
®
购得)、十一碳烯酸、5-氟胞嘧啶、灰黄霉素、haloprogin和辛酸及其任何组合。
105.在实施方案中，如果需要，可以加入芳香剂。香料的实例可以包括香料、香料提取物、药草提取物、精油、闻香盐、挥发性有机化合物、挥发性小分子、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸戊酯、戊酸戊酯、乙酸辛酯、月桂烯、香叶醇、橙花醇、柠檬醛、香茅醛、香茅醇、芳樟醇、橙花叔醇、柠檬烯、樟脑、萜品醇、α-紫罗兰酮、崖柏酮、苯甲醛、丁子香酚、异丁香酚、肉桂醛、乙基麦芽酚、香草、香草醛、肉桂醇、茴香醚、茴香脑、草蒿脑、百里酚、呋喃酮、甲醇、迷迭香、熏衣草、柑橘、小苍兰、杏花、绿叶蔬菜、桃、茉莉、红木、松树、百里香、橡树、麝香、香根草、没药、黑加仑、佛手柑、葡萄柚、相思、西番莲、檀香、扁豆、柑橘、橙花、紫罗兰叶、栀子花、红果、依兰依兰、相思、含羞草、扁豆、木材、龙涎香、水仙花、风信子、水仙、黑加仑芽、鸢尾、覆盆子、铃兰、檀香、香根草、雪松木、橙花、草莓、康乃馨、牛至、蜂蜜、麝香猫、向日葵、焦糖、香豆素、广藿香、露莓、海龙花、芫荽、青椒、腊梅、桂皮、桂皮、醛类、兰花、琥珀、鸢尾、月季、棕榈、肉桂、肉豆蔻、苔藓、安息香、菠萝、毛地黄、郁金香、紫藤、铁线莲、龙涎香、胶、树脂、麝香猫、李子、海狸香、麝香猫、没药、天竺葵、玫瑰紫、长寿花、香辣康乃馨、格蓬、橙子、金银花、胡椒、覆盆子、安息香、芒果、椰子、橙皮、海狸香、桂花、慕斯、油桃、薄荷、茴香、肉桂、鸢尾、杏、李子、金盏花、玫瑰草、水仙、凤仙花、乳香、琥珀、橙花、香根草、欧防风、土荆芥、白麝香、木瓜、冰糖、菠萝、蜜露、莲花、铃兰、桑树、苦艾、姜、君莓、花丛、牡丹、紫罗兰、柠檬、酸橙、木槿、白朗姆酒、罗勒、薰衣草、香脂、佛提甜、桂花、卡罗卡伦德、白兰花、马蹄莲、白玫瑰、罗浮莲、万寿菊、龙涎香、常春藤、青草、丝兰、留兰香、鼠尾草、棉白杨、葡萄、金边梅、荷花、仙客来、兰花、甘氨酸、蒂亚尔花、姜百合、绿桂花、西番莲、蓝玫瑰、海湾朗姆酒、卡西、非洲万寿菊、安纳托利亚玫瑰、奥弗涅水仙、英国扫帚、英国扫帚巧克力、保加利亚玫瑰、中国广藿香、中国栀子花、卡拉布里亚柑橘、科摩罗岛夜来香、锡兰豆蔻、加勒比百香果、大马士革玫瑰、乔治亚桃子、白色麦当娜百合、埃及茉莉、埃及万寿菊、埃塞俄比亚麝香猫、法尔内斯黑醋栗、佛罗伦萨鸢尾、法国茉莉花、法国琼基尔、法
国风信子、几内亚橙子、圭亚那瓦卡普亚、小草、草玫瑰、草夜来香、海地香根草、夏威夷菠萝、以色列罗勒、印度檀香、印度洋香草、意大利佛手柑、意大利鸢尾、牙买加胡椒、五月玫瑰、马达加斯加依兰依兰，马达加斯加香草，摩洛哥茉莉，摩洛哥玫瑰，摩洛哥橡树，摩洛哥橙花，米索尔檀香、东方玫瑰、俄罗斯皮革、俄罗斯芫荽、西西里柑橘、南非万寿菊、南美通卡豆、新加坡广藿香、西班牙橙花、西西里酸橙、留尼汪岛香根草、土耳其玫瑰、泰国安息香、突尼斯橙花、南斯拉夫橡树、弗吉尼亚雪松、犹他州雅罗、西印度红木等或其任意组合。
106.在实施方案中，回收bca是可生物降解的，并且包含来源于可再生来源的内容物，例如来自木材或棉绒的纤维素，和来源于回收材料来源的内容物，例如回收塑料。因此，在实施方案中，提供了一种可处理材料，该材料是可生物降解的并且包含可再生和回收的内容物，即，由可再生和回收的来源制成。
107.在实施方案中，含bca的制品可为可生物降解的，并且具有一定程度的降解。降解程度可通过样品在暴露于某些环境条件的给定时间段内的重量损失来表征。
108.为了被认为是“可堆肥的”，材料必须满足以下四个标准：(1)所述材料在根据iso 14855-1 (2012)的在高温(58℃)的受控堆肥条件下的测试中应当通过生物降解要求，所述生物降解要求对应于绝对90%生物降解或相对于对照聚合物的相对90%，(2)根据iso16994 (2013)在需氧堆肥条件下测试的材料必须达到90%崩解；(3)测试材料必须满足astm d6400 (2012)、en 13432 (2000)和iso 17088 (2012)规定的对挥发性固体、重金属和氟的所有要求；和(4)该材料不应对植物生长产生负面影响。如本文所用，术语“可生物降解的”通常是指有机分子的生物转化和消耗。可生物降解性是材料本身的固有性质，并且材料可根据其所暴露的特定条件而表现出不同程度的可生物降解性。术语“可崩解的”是指当暴露于某些条件时，材料物理分解成较小片段的趋势。崩解取决于材料本身以及所测试制品的物理尺寸和构造。利用生态毒性衡量该材料对植物生命的影响，按照标准试验方法制定的程序测定材料中重金属的含量。
109.图6是根据一个实施方案的用于生产可生物降解的细长管状构件的方法或过程600的流程图。方法600的各种实施方案可用于生产本文公开的任何可生物降解的产品。方法600还可包括用于形成上述细长管状构件的材料的任何方面或特征。方法600可以包括动作605，其记载“提供纤维素原液组合物”。动作605之后可以是动作610，其叙述“处理纤维素原液组合物以形成管状”。动作610之后可以是动作615，其叙述“将产品浸入非溶剂浴中”。“方法600的动作605、610和630是出于说明性目的。例如，方法600的605、610和630可以以不同的顺序执行、分成多个动作、修改、补充或组合。在实例中，方法600的605、610和630中的一个或多个可以从方法600中省略。
110.动作605叙述”提供纤维素原液组合物“。在一些实施方案中，动作605包括提供纤维素原液组合物，其包含溶解在一种或多种溶剂中的可生物降解的纤维素组分，所述可生物降解的纤维素组分包含一种或多种纤维素酯。所述一种或多种纤维素酯包括可生物降解的乙酸纤维素。在方法600的一些实施方案中，可生物降解的乙酸纤维素具有约0.05至约2.95的乙酰基取代度，并且基本上为固体的管包括具有多个孔的至少一部分以及至少10%的孔隙率的壁。在方法600的一些实施方案中，可生物降解的乙酸纤维素具有约0.05至约2.95的乙酰基取代度，并且基本上为固体的管包括具有多个孔的至少一部分以及小于约5%的孔隙率以及至少约1.24 g/cm3的密度的壁。在方法600的一些实施方案中，乙酸纤维素的
ds ac为约0.2至约2.9、约1.0至约2.8或约1.8至约2.8。在方法600的一些实施方案中，所述一种或多种纤维素酯包括混合纤维素酯，该混合纤维素酯包括选自乙酰基、丙酰基、丁酰基、其它脂族酰基和芳族酰基的至少2个部分。
111.在方法600的一些实施方案中，一种或多种溶剂包括丙酮、nmp、thf、另一种水混溶性溶剂或它们的组合中的至少一种。在方法600的一些实施方案中，基于纤维素原液组合物的总重量，纤维素原液组合物的固体含量为约5重量%至约40重量%。在方法600的一些实施方案中，基于纤维素原液组合物的总重量，纤维素原液组合物的固体含量为约25重量%至约35重量%。在一些实施方案中，方法600进一步包含将纤维素原液组合物加热到约60℃到约80℃。
112.动作610叙述“将纤维素原液组合物处理成管状”。在一些实施方案中，动作610包括通过至少一个被构造成形成管状的孔口递送和计量纤维素原液组合物。
113.在一些实施方案中，方法600还包括处理基本上为固体的管以提供所述可生物降解的细长管状构件。可生物降解的细长管状构件可在astm d5338中描述的工业堆肥条件下生物降解，或者如在astm d6400、en 13432或iso 17088中描述可工业堆肥。
114.在一些实施方案中，根据方法600形成的纤维素原液组合物和基本上为固体的管不含增塑剂。在一些实施方案中，根据方法600形成的纤维素原液组合物和基本上为固体的管不含添加剂。在一些实施方案中，根据方法600形成的纤维素原液组合物和基本上为固体的管不含除了一种或多种纤维素酯以外的任何聚合物。在一些实施方案中，根据方法600形成的基本上为固体的管包括在10 wt%甲醇中约10 mg/dm2或更少的总可提取物量。
115.在一些实施方案中，方法600还包括切割基本上为固体的管，使得设定所述细长管状构件的尺寸和维度为饮用吸管。饮用吸管可以包括具有约76 nm至约508 nm或约102 nm至约381 nm的壁厚的壁。饮用吸管可以具有约1 mm至约20 mm的外径和约50 mm至约500 mm的长度。在方法600的一些实施方案中，基本上为固体的管被构造为搅拌吸管、包装应用、或农业或园艺应用。
116.在方法600的一些实施方案中，基本上为固体的管包括壁，该壁具有在基本上为固体的管中径向向内面的内部和从基本上为固体的管径向外面的外部。壁的外部的密度可高于壁的内部的密度。在方法600的一些实施方案中，壁包括多个孔的至少一部分，并具有约0.6至约1.3 g/cm3的总密度。
117.在一些实施方案中，方法600还包括使基本上为固体的管经受约120℃至约150℃的热处理约10秒至约20秒，有效地使细长管状构件中约1%至约10%的可生物降解的纤维素组分结晶。在方法600的这些和其它实施方案中，一种或多种纤维素酯可以包括乙酰基取代度(ds ac)为约0.05至约2.95的乙酸纤维素，细长管状构件可以包括包含多个孔的至少一部分并且具有至少约10%的孔隙率和约0.6 g/cm3至约1.3 g/cm3的总密度的壁，细长管状构件可以不含任何添加剂和增塑剂，并且细长管状构件可以包括在10 wt%甲醇中约10 mg/dm2或更少的总可提取物量。
118.应注意，本文公开的可生物降解的产品的实施方案可表现出本文公开的物理和化学性质的一种或多种、两种或更多种或任何组合。例如，可生物降解的产品可表现出本文所公开的ds ac范围、孔隙率范围、密度范围、可提取物范围、结晶度范围或可堆肥性特性中的一种或多种、两种或更多种或任何组合。
119.下列工作实施例阐述了用于形成cda吸管的制剂和方法。
实施例
120.实施例1：cda吸管的形成从连续管切割成目标长度。
121.按如下方法制备23 wt%的ds为2.45 (cda)的二乙酸纤维素在丙酮中的原液溶液，其中没有任何添加剂：向5加仑的单叶片混合容器中加入丙酮，然后在2500 rpm的搅拌下逐渐加入cda。为了有助于溶解过程，将容器用温水装护套并加热至70℃。将容器保持在低压下以允许夹带的空气从原液中逸出。继续添加bda，直到获得23 wt%溶液。
122.如图2和3所示，通过相转化/沉淀纺丝方法制备相转化(pi)管。将脱气原液倒入原液容器100中。原液容器在出口处具有10微米过滤器。计量泵104、106是b9000系列zenith。泵驱动器是tefc motors的1.0 hp。原液泵出口压力为80 psi (增加公制)。仅去离子水用于芯液。
123.为了生产连续管，将聚合物原液泵送通过围绕喷丝头中的心轴的孔口。用作芯液的去离子水被泵送通过喷丝头内心轴的中心，如图3所示，管的横截面维度、内径、外径和壁厚部分地由心轴和心轴位于其中的模头板的几何形状决定。
124.模头出口位于水浴上方，具有一英寸气隙。随着原液从模头中渗出，丙酮蒸发形成薄的皮。据信，当原液进入水浴时，该皮对溶剂交换具有显著影响，从而影响管壁的形态。
125.该方法在环境温度下进行。当丙酮原液进入水浴时，cda开始沉淀，因为丙酮与水交换。最初，原液物流是透明的，但随后随着cda沉淀而变得可见。
126.所形成的管的外径为5.1 mm，内径为4.9 mm，壁厚为0.11 mm。将该管切成8英寸长的吸管，每个重量约0.35克。用密度梯度溶液测量的密度为约0.97 g/cm3。
127.当吸管被置于烧瓶中置于水中时，吸管漂浮一天，只有非常小部分的吸管在弯液面之上。约一天后，吸管首先变成中性浮力，然后缓慢下沉到烧瓶底部。据信，水渗入微孔，聚合物本身也吸收水，直到浸没的吸管的密度几乎与水的密度相同。还观察到吸管没有味道、没有气味、有舒适的光滑感和低的摩擦系数。
128.使用电子显微镜检查吸管的孔隙率或形态。将吸管横切，并在-40℃下使用低温切片机抛光，并使用sem成像。sem图像示于图4a和4b中。图4b放大到比图4a大大约10倍。观察图4a和4b，发现吸管在整个壁横截面上具有直径达约500 nm的孔。
129.实施例2.吸管的生物降解分析使用家庭堆肥评价根据实施例1生产的吸管的生物降解。如图5所示，在37加仑的yimby compost tumbler中加入成熟堆肥和食物的混合物。成熟堆肥购自供应商，并与食物(购自当地杂货店)以4:1的比例(堆肥：食物)混合。将堆肥彻底混合，并加入两根吸管。将滚筒置于外部，其中环境温度从80
°
f变化至25
°
f。在这些条件下，观察到吸管在24周后完全消失。
130.如本文所用，术语“约”或“基本上”是指由“约”修饰的术语的可允许的偏差
±
10%或
±
5%。此外，术语“小于”、“或小于”、“大于”、“大于”或“或大于”包括作为端点的由术语“小于”、“或小于”、“大于”、“大于”或“或大于”修饰的值。“虽然本文已经公开了各种方面和实施方案，但是可以设想其他方面和实施方案。本文公开的各个方面和实施方案是为了说明的目的，而不是为了限制。