含有蛋白的泡沫材料，它们的制造与用途制造技术

本发明专利技术总体上涉及含有蛋白的聚氨酯泡沫、用于制造该聚氨酯泡沫的方法和组合物、以及包括该聚氨酯泡沫的物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及含有蛋白的泡沫材料、它们的制造和它们的用途。背景泡沫材料用于广泛的工业和消费应用，包括例如泡沫绝缘层、包装泡沫、防震垫、 地毯背衬、用于仿木家具的装饰泡沫、等。遍布世界，对这些泡沫材料的利用持续增长。除其他事项之外，该增长可以归因于它们轻的重量、好的强度重量比、它们的绝缘和隔音特性、 以及泡沫材料的能量吸收特性。聚氨酯泡沫是非常普及的，并且可以被制成多种不同的形式。例如，聚氨酯泡沫可以与软质泡沫一起被制成柔性的、半刚性的、或刚性的形式，与硬质泡沫相比，软质泡沫一般更软，密度更小，更柔韧，并且在加载以后，更易受结构回弹。在泡沫领域中，已经广泛讨论了聚氨酯泡沫的制备。然而，一种用于制造聚氨酯泡沫的普通方法是通过多元醇与异氰酸酯的反应，由此形成主链氨基甲酸酯基团。典型地，一种发泡剂(例如，惰性气体或产生气体的化合物)用于在泡沫材料内产生孔。可以在生产期间添加额外的调节剂例如催化剂和表面活性剂以调节生成的泡沫产品的特性。最近，在生产聚氨酯泡沫中，已经在进行努力来用更通用的、可再生的、花费更少的、以及更环境友好的组分取代或减少聚酯或聚醚多元醇的使用。例如，已经使用衍生自植物的脂肪酸甘油三酯来生产泡沫材料。因为这些材料是可再生的、较便宜的、通用的、以及环境友好的，所以作为用于制造泡沫材料的成分，它们是希望的。然而，对于发展可再生的、花费更少的、以及更环境友好的可以调节泡沫材料特性的试剂，仍存在需要。例如，可以用于改进泡沫材料特性(例如更高起泡、均勻的蜂窝结构、 和/或更低密度的泡沫材料)的可再生材料将会是有利的。特别有用的将会是存在于废弃的副产品中的材料，它可以便宜并且大量地获得。概述本专利技术部分基于以下发现某些衍生自多种起始材料例如废弃的植物生物质的蛋白组合物可以用于调节泡沫材料的特性、并且可以例如制造含有更大数量的更小更均勻孔的更低密度的泡沫材料。一方面，本专利技术提供了一种能够稳定聚氨酯基泡沫材料的分离的、水溶性的多肽组合物。该分离的、水溶性的多肽部分包括一种或多种以下特征(a)如通过固态傅里叶变换红外光谱(FTI R)确定，在约1633cm—1和1680cm—1之间的酰胺-I吸收谱带；(b)如通过固态FIlR确定，在约1522CHT1和1560(^1之间的酰胺-II谱带；(c)如通过固态FTIR确定，中央位于约3200CHT1、以及中央位于约3300CHT1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；(d)如通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在约94ppm和约IOOppm的1N 化学位移边界、以及在约7. 6ppm和约8. Ippm的屮化学位移边界限定的质子化的氮核的突出的簇；(e)在约600和约2，500道尔顿之间的平均分子量；(f)不能稳定化水包油乳液， 其中，当包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)混合时，该水溶液和该PMDI产生了一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；(g)该水溶性的多肽组合物能够稳定化聚氨酯基泡沫材料，该泡沫材料相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的聚氨酯基泡沫材料；以及(h)相对于从相同起始组合物产生的聚氨酯基泡沫材料，但是该起始组合物缺少水溶性的多肽组合物，该水溶性多肽组合物能够将聚氨酯基泡沫材料的密度降低至少5 % (例如至少10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、 70%、80%、90%或 100% )。另一方面，本专利技术提供了一种用于制备分离的、水溶性的多肽组合物的方法，该组合物用于制备泡沫材料。该方法包括(a)将一种含有蛋白的起始材料分散在PH值大于约 6. 5的水溶液中至少5分钟，以产生含有微粒物质的悬浮液；(b)在步骤(a)以后，任选地将 PH值降至约4. 0-5. 0 ； (c)并且然后从微粒物质分离水溶液，从而收获富含在此说明的水溶性的多肽组合物的溶液。在某些实施方案中，该方法进一步包括一种或多种以下步骤(i)在步骤(a)以前，用一种酶消化该起始材料；(ii)在步骤(a)以后，用一种酶消化该悬浮液；(iii)在步骤(b)以后，用一种酶消化该悬浮液；或者(iv)在步骤(c)以后，用一种酶消化富含该水溶性的多肽组合物的溶液。有用的酶包括例如丝氨酸_、亮氨酸_、赖氨酸_、或精氨酸-特异的蛋白酶。该方法任选地进一步包括将步骤(c)中收获的水溶性的多肽组合物进行干燥。在每一这些方面，该水溶性的蛋白组合物可以衍生自动物材料(例如，奶和乳清， 鱼粉、动物组织)或衍生自植物材料(例如，玉米、小麦、向日葵、棉花、油菜籽、低芥酸菜籽、 蓖麻、大豆、亚麻荠、亚麻、麻风树、锦葵、花生、藻类、豆类、棕榈、烟草、甘蔗渣、以及它们的组合)。在某些其他实施方案中，在用于制造水溶性的蛋白组合物的方法中，该起始材料 (该生物质)可以是乳清、低芥酸菜籽粉、低芥酸菜籽蛋白分离物、蓖麻粉、蓖麻蛋白分离物、大豆粉、大豆蛋白分离物、或它们的组合。另一方面，本专利技术提供了使用在此说明的水溶性的蛋白组合物生产的一种泡沫材料。该泡沫材料可以是包括一种混合物的反应产物的聚氨酯泡沫，该混合物包括(a)在此说明的水溶性的多肽组合物；(b) —种异氰酸酯基反应物；以及(c) 一种任选的异氰酸酯反应性化合物。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。另一方面，本专利技术提供了包括一种混合物的反应产物的一种聚氨酯泡沫，该混合物包括(a) —种含有蛋白的组合物，(b) —种异氰酸酯基反应物，以及(c) 一种任选的异氰酸酯反应性组分，其中相对于从相同混合物(但是该混合物缺少含有蛋白的组合物)生产的聚氨酯泡沫，该含有蛋白的组合物能够将聚氨酯泡沫的密度降低至少5% (例如，至少 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90% )。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。另一方面，本专利技术提供了包括一种混合物的反应产物的一种聚氨酯泡沫，该混合物包括(a) 一种含有分离的蛋白的组合物，其中该含有蛋白的组合物能够将PMDI分散在一种水性介质中，(b) —种异氰酸酯基反应物，以及(c) 一种任选的异氰酸酯反应性组分。 该含有蛋白的组合物包括一种非水溶性的/水可分散的蛋白部分，该蛋白部分或者单独存在，或者与一种水溶性的蛋白部分进行组合。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。在每一上述方面，该异氰酸酯基反应物可以是一种有机聚异氰酸酯，例如，聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4_甲代亚苯基二异氰酸酯、2，6_甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、1，3-亚苯基二异氰酸酯、4， 4'-联苯二异氰酸酯、4，4' -二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、1，5_萘二异氰酸酯、1，4_环己烷二异氰酸酯、或它们的组合。可替代地或者此外，该异氰酸酯基反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·帕克，J·J·马尔钦科，
申请(专利权)人：生物高聚物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：