提高亲水聚合物的稳定性超过亲水溶剂的方法技术

选择吸水量小的脂族聚酯用作淀粉一类亲水聚合物的涂层材料，聚酯又可通过细菌再分解。这类聚酯例如可用多羟基羧酸，将其置于溶液中，采用一种常规的物理或化学涂层方法，涂在诸如淀粉组成的成型体上。溶剂挥发后，表面上保留一层薄膜。涂层达到足够厚度时，水就不能使经过这样处理的淀粉溶解或膨胀。这样的涂层相互结合时粘附很差。通过各种方法可以增加粘附，例如淀粉表面预先进行电晕处理和／或涂层溶液中添加淀粉溶剂或膨胀剂。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稳定性高于亲水溶剂的亲水聚合物，，提高亲水聚合物与疏水涂层之间粘附的方法，以及这两种方法的应用。亲水聚合物作为所谓“工程塑料”即所谓用作塑料已日益重要。这主要是由于亲水聚合物中包括诸如淀粉、明胶和纤维素等天然物质，既价格低廉，又有助于减少对矿物原料的依赖。它们作为天然产物在加工时，从生理学上毫无问题，而从生物学上又很容易分解。但是由天然物质构成的亲水聚合物具有特殊的缺点，它们的表面由于对如水一类的亲水溶剂和如水一类的类似极性溶剂的亲水性，多少易于溶解或表面发生膨胀，从而导致由亲水聚合物所产生的成形体、薄膜等对水具有不够稳定的性质。这表现在聚合物的吸水率曲线呈现一个所谓的转折点，即聚合物中“游离水”的吸收量超过“结合水”的量，其原因如上所述。例如由水引起的聚合物的膨胀或溶解的这种缺点，使上述极为广泛地以天然产物为基础制备的聚合物的应用受到了很大的限制。因此，本专利技术的任务在于提供一种没有上述缺点的亲水聚合物和。关于本专利技术任务的聚合物和方法，优先至少采用权利要求之一，尤其是权利要求1至9之一的途径予以解决。建议将亲水聚合物包上一层疏水材料。建议采用极其广泛的以天然产物为基础的亲水聚合物，如淀粉、塑性淀粉、明胶、动植物蛋白、纤维素、纤维素衍生物、碳水化合物，但也可采用极其广泛的合成制备的亲水聚合物，如乙烯基乙酸、丙烯酸、聚酯和聚乙烯吡咯烷。特别建议采用塑性淀粉作为亲水聚合物，它是通过供给机械能和/或热能制成基本均匀的非晶态物团，即将能源供给淀粉，例如可制成面团。上述所有聚合物既可按已知方法由天然原料获得或产生，但也可按已知方法进行生产。所有聚合物至少都可采用一种常规方法予以处理，例如采用压注、挤压等方法加工处理为成形体、薄膜、管状体等。所建议的亲水聚合物尤其至少对下列溶剂具有更高的稳定性二甲亚砜、冷水或热水、苛性钾溶液、氢氧化铵(液体)、甲酰胺、铜-乙烯-二胺水溶液、1∶1的氯化N-乙烯吡啶鎓和二甲亚砜混合液、吡啶和二甲基甲酰胺。特别是对疏水溶剂吸收很少和适宜于形成薄膜，即其分子量高于形成薄膜临界值并且至少能够形成近乎紧密薄膜的那些材料均适宜于作亲水聚合物或由其制成的成形体、薄膜等的涂层材料，其中脂族聚酯，尤其是多羟基羧酸适宜于作涂层材料。例举建议的多羟基羧酸至少是由下式的羟基羧酸和/或至少一种相应的内酯制取 式中R＝ R′＝-H;-(CH2)m-CH3，其中a＝0，1，2，3……，30;b和/或c＝0，1，2……，30;d，e和/或f＝0，1，2，3……，30;m＝0，1，2，3……，30。特别适用的例如有聚乙二醇酸、多羟基丁酸、多羟基丙酸、聚乳酸或多羟基戊酸或它们的共聚物或混合物。还建议采用天然的脂肪和蜡、液体石蜡、玉米醇溶蛋白、疏水蛋白和几丁质。上述例子所以特别适用是由于它们的水蒸汽渗透性以及膨润性均很小，而且在生物学上可以简单的方法，例如可以利用地球上大量存在的细菌和霉菌产物通过生物技术方法进行制取。此外，还建议一个提高亲水聚合物或由其制取的成形物、薄膜等的稳定性超过疏水溶剂(尤其是水)的方法，从而使聚合物至少部分涂上一层能形成薄膜的疏水材料。根据本专利技术方法所建议的一种实施形式，建议将在疏水溶剂如氯仿或三氯苯中能很好溶解并生成薄膜的涂层材料用于亲水聚合物的涂层。为实施聚合物的涂层，例如可将由聚合物构成的冷的或热的物体浸在溶液中，取出后由于溶剂蒸发，物体上保持着一层薄膜。根据所需要的亲水涂层的薄膜厚度，涂层操作过程可多次重复。但是溶液涂层也可采用其它已知常规涂层方法，其中包括注入法和喷射法，例如使用喷射枪、浇注、滚压等，均可实施。溶剂的去除同样也可采用常规操作，例如加热或辐射蒸发。薄膜的生成既可采用纯粹的涂层材料的沉淀，但也可采用如上所述的辐射处理，通过其他分子成份或涂层材料中的交联反应，至少生成近乎非常紧密的薄膜状涂层。在涂层材料溶解性较差的情况下，尤其是高分子物质往往如此，则建议采用分散法进行聚合物的涂层。另一个被建议的方法是对聚合物进行涂层材料的熔融涂层。例如可将聚合物浸在熔体中，然后从熔体中取出聚合物，涂层材料凝固后即形成薄膜。特别在对薄膜状亲水聚合物制成的物体进行涂层时，也可采用一种已知涂层方法即复合挤压法。根据另一个所建议的方法，也可采用粉状涂层材料进行涂层。因此，所有一般已知的涂层方法都可考虑采用，例如粉末熔槽法，粉末静电法等。然后可通过简单的粉末熔融或聚合和/或涂层材料的交联，形成薄膜。所述涂层方法不尽列举，因为其它方法也都可以考虑用于涂层材料的涂层，例如电潜法，所谓高固体涂层法和研磨法等等。必须指出，在大多数情况下疏水材料涂在亲水聚合物上时，粘附得不至于很差。因此，为了增加薄膜状涂层的粘附，还需要使用粘合剂，可将其添加在聚合物或其表面上或添加在涂层材料中。还有一个建议在涂层前至少可在疏水材料和/或其溶液中，至少添加一种所谓增附剂，涂层时至少部分溶解或膨润于聚合物或与聚合物起化学反应。由于加入例如二甲亚砜或另一溶剂或膨润剂如亲水溶剂这类增附剂，亲水聚合物的表面呈现膨胀，因而使疏水材料的分子链部分进入到聚合物，反之亦然。在将涂层材料在亲水聚合物上进行重复涂层时，例如浸于溶液中，只需要在第一次涂层时，使用增附剂。以后为了增加涂层厚度，可以不添加增附剂。为了改进粘附状况，不必强制使用增附剂，而可根据另一个所建议的方法解决，即在涂层前，至少对聚合物或由亲水聚合物构成的物体表面进行电子和/或离子作用的电晕处理，对聚合物(主要是其表面)进行物理和/或化学激活。提高粘附的电晕处理可采用已知的一般方法，如采用高压发生器和电极装置。对电晕处理的强度而言，起决定作用的尤其是物体与电极之间的距离，处理时间和高压发生器的功率。处理与未处理过的亲水聚合物表面的区别可通过撒上优择比约为2∶1的氧化铅和硫的粉末混合物，然后轻轻振动即能显示。因为电晕效应在几小时至少几天后即消退，疏水材料应在有效期内涂层。原则上聚合物采用电晕处理时可以不使用增附剂，但是各种不同方法结合使用来改进粘附状况也是可能的。一般说来本专利技术所述方法完全适用于主要为亲水聚合物和任何一种主要为疏水涂层材料之间粘附的改进。本专利技术所述方法还特别适用于调节亲水溶剂对亲水聚合物的作用速度，这种调节是通过涂层厚度和/或疏水材料的分子量以及该材料的结晶量和/或化学组分的选择进行的。在涂层厚度很薄或涂层密度很低的情况下，由于疏水材料的分子量很低或没有交联，像水一类的亲水溶剂的作用较快，或亲水聚合物的部分或完全溶解要快于较厚的涂层。本专利技术所建议的所有聚合物和方法不仅仅限于稳定性低于亲水溶剂的亲水聚合物，而且也包括吸收亲水溶剂很少的那些聚合物。例如为了阻止吸水，也可进行聚酰胺的涂层。因此，也适用于疏水涂层，这类疏水涂层不限于在亲水溶剂中完全不吸收或溶解的那些材料。例如对以热塑性或热固性聚合物为基础的吸水量很少的涂层也完全可用，然而对需要保护的亲水聚合物因此而受到损害者则不属此例。本专利技术的下述实施例对用疏水材料涂在亲水聚合物上给出了多种可能的实施方式。这些实施例将结合附图予以介绍。 附图说明图1亲水聚合物表面电晕处理设备的原理简图; 图2图1纵剖面的电极装置; 图3按1∶1比例的试验样品的几何图形，用于实施各实施例; 图4试验样品电本文档来自技高网...

【技术保护点】
稳定性高于亲水溶剂的亲水聚合物，其特征在于涂层由疏水材料组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊凡汤姆卡，斯蒂芬施米德林，
申请(专利权)人：伊凡汤姆卡，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]