用于制备可生物降解的聚氨酯基泡沫的组合物和可生物降解的聚氨酯泡沫制造技术

用于制备可生物降解的聚氨酯基泡沫的组合物和可生物降解的聚氨酯泡沫，包含基于聚（羟基丁酸酯）聚合物、可再生来源的多醇、异氰酸酯和添加剂的混合物，目标是制备可生物降解的聚氨酯泡沫。在本方法中，将聚（羟基丁酸酯）与多醇、异氰酸酯和添加剂预先在特定的混合机中混合；一旦达到均匀，则将混合物浇注到模具中用于生长。在固化后，所得产品呈现泡沫特征，它的密度、韧性和孔尺寸根据反应物的比例而变化，并且使得能够制备几种产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于聚羟基丁酸酯或其共聚物并且包含可再生来源的 多醇、异氰酸酯和几种任选的添加剂的可生物降解的聚合物组合物，产生它的密度、韧性和孔(cell)尺寸根据反应物的比例而变化的产 品并且使得可制备通过注射得到的各种产品以及呈现良好的精加工。
技术介绍
由现有技术已知以可生物降解的聚氨酯泡沫形式的包含与多醇和 异氰酸酯混合而形成聚氨酯泡沫的可生物降解的填充材料的不同复合 材料。也已知将不同的添加剂加入到所述混合物中以改进它的生产和/ 或它的性能。文献JP11236429A2描述了 一种用作模塑材料的由预定量的以粉 末和/或短纤维的植物材料、磨拉石和/或木质素以及多元醇和多异氛 酸酯组成的可生物降解的聚氨酯复合材料，该材料除了具有经济上可 行的生产方法之外还产生具有优良可生物降解能力和机械强度的聚氨 酯。在该现有技术的解决方案中，可生物降解的填充材料由未加工的 植物材料所限定，其显著限制了复合材料在注射制品形成中的应用。类似的解决方案描述于文献JP10324729A2中，该文献提出了使用 与多醇和与多异氰酸酯混合的磨拉石形成可生物降解的聚氨酯。同样 在该情况下，填充材料是植物来源的材料，该事实也限制了聚合物材 料在需要更aprimorated精加工的制品形成中的应用。从现有技术也已知由不同的植物来源的可生物降解的材料得到的 且可以包括单糖、多糖和其它填充成分的其它可生物降解的聚氨酯泡 沫。尽管得到可生物降解的聚氨酯材料，但这些已知的解决方案使用 不能使得原料应用于需要高质量精加工的制品的注射中的填充材料。 已知的解决方案使得能够模塑具有相当粗糙的精加工的不同制品，因 为可生物降解的填充材料在聚氨酯基质中在物理上保持不稀释。
技术实现思路
取决于上述的方面，本专利技术的总目的是提供一种可生物降解的聚 氨酯基泡沫，该泡沫包含由聚羟基烷酸酯得到的聚合物和其共聚物并 且呈现改进的物理和化学性能以增加它的应用领域，以及^f吏得能够通 过简单并且快速的工艺/方法对其进行生产并且对于大规模生产而言 经济也是可行的。根据本专利技术，用于制备可生物降解的聚氨酯基泡沫的组合物包含聚(羟基丁酸酯)或其共聚物；可再生来源的多醇；异氰酸酯和至少一 种呈现以下功能之一的添加剂催化剂、表面活性剂、着色、填料和 膨胀。借助于对环境具有侵蚀性的所述组合物的简单、快速并且廉价的 加工，上面限定的组合物足以生产用于获得几种制品的聚氨酯泡沫。 专利技术的详述 材料聚(3-羟基丁酸)-PHB在可生物降解的聚合物的种类中，含有酯官能团的结构是有重大 价值的，这主要归因于它们通常的生物降解能力以及在物理、化学和 生物性能中的多功能性。由种类繁多的微生物制备，作为能量源和碳 源，聚烷酸酯(来自于羧酸的聚酯)可以或者通过生物发酵或者通过 化学方法合成。聚(羟基丁酸酯)-PHB是聚烷酸酯种类的主要成员。它的极其重 要性通过3个重要因素的组合得到证明其是100%可生物降解的、其 耐水并且其是热塑性聚合物，这使得能够与传统热塑性聚合物一样进 行应用。式1表示(a) 3-羟基丁酸和(b)聚(3-羟基丁酸)-PHB的 结构。<formula>formula see original document page 7</formula>PHB被Lemognie在1925年作为微生物中例如在细菌J/ca/^e/3/V e^ero/7/ ^中的能量源和碳储存源发现，其中在最佳条件下，超过80% 的干重是PHB。如今，细菌发酵是聚(羟基丁酸酯)的主要生产来源， 其中送入在具有丁酸或果糖的反应器中饲养细菌并且使其生长，且在 一段时间后用足够的溶剂从PHB中提取细菌细胞。聚(羟基丁酸酯)的生产方法基本由两个步骤组成 发酵步骤其中微生物使可在介质中获得的糖新陈代谢并且使 PHB聚集在细胞内部作为储备源。 提取步骤其中将聚集在微生物细胞内部的聚合物提取并且纯 化直到获得固体和干燥的最终产品。关于该主题的开发使得能够使用糖和/或磨拉石作为发酵介质的 基本组分，杂醇油(有机溶剂-醇制备的副产物)作为通过微生物合 成的聚合物的提取体系，以及允许使用过量的甘蔗渣以产生用于这些 方法的能量(蒸汽产生)。该设计使得与在糖和醇制备中产生的副产 物的最大利用有完美的纵向联合(vetical integration)，这产生了使用所谓的清洁并且生态合适的技术的工艺。通过类似于PHB的生产方法，可以生产已知为PHBV的具有聚(3-羟基戊酸酯)的无规链段的聚(3-羟基丁酸酯)的半结晶细菌共聚物。这 两种方法之间的主要不同是基于发酵介质中的丙酸的增加。在细菌喂 养中的丙酸的量负责控制共聚物中的羟基戊酸酯浓度—HV，这使得能 够改变降解时间(其可以从几星期到几年)和某些物理性能(例如摩 尔质量、结晶度、表面积)。该共聚物的组成进一步影响熔点(其可以为120 - 180X:),以及 延展性和挠性的特征(随着PHV浓度的增加而改进)。式2表示PHBV的基本结构。<formula>formula see original document page 8</formula>根据一些研究，PHB显示延展性能，最大伸长率为40%,拉伸弹性 模量为1. 4GPa并且在注射样品之后不久缺口 IZOD沖击强度为90J/m。 这些性能随着时间而改变并且在约1个月内稳定，在15天储存后伸长 率从40%降至10%，这反映了材料的脆化。在相同的储存时间之后，拉 伸弹性模量从1. 4GPa增至3. 5GPa，同时冲击强度从90J/m降至25J/m。 表l示出了与等压聚丙烯(商业聚丙烯)相比的PHB的一些性能。已 知为"老化"的该现象归因于将在前面论述的第二次结晶和无定形区 域的限制。表1示出了与等压聚丙烯相比的PHB的一些性能。表l: PHB和PP性能的比较<table>table see original document page 8</column></row><table>在几种环境条件下，由PHB或它的聚(3-羟基丁酸-共-羟基戊酸) —PHBV共聚物制成的制品的降解速率对于这些制品的使用者而言极 其相关。使得它们可接受作为用于合成聚合物的潜在可生物降解的替 代物的原因是它们在喜氧和厌氧环境中完全的可生物降解能力而通过 自然生物矿化分别生成0)2/1120/生物质和(:02/1120/(^/生物质。该生物降解通常通过被细菌、真菌和海藻的表面侵蚀进行。可生物降解的聚合物以及因此PHB和PHBV的实际降解时间将取决于周围的环境以及取 决于制品的厚度。天然来源的多醇在本专利技术中考虑的天然多醇是将用于获得具有商业价值的可降解 的聚氨酯产品的生物来源的可再生材料。它们是其链呈现羟基的结构， 所述羟基可与异氰酸酯基团反应产生聚氨酯键。多醇特别地包括以下产品的活性衍生物和混合物木糖，阿拉伯 糖，葡萄糖，蔗糖(sacharose)，右旋糖浆，葡萄糖浆(glycose syrup )， 麦芽糖浆，麦芽糊精，糊精，淀粉溶质，甘油，玉米淀粉，米淀粉， 马铃薯淀粉和木薯淀粉，腐殖酸，三乙醇胺，米壳，蓖麻饼，碳化米 壳，植物油例如荒麻油、玉米油和大豆本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备可生物降解的聚氨酯基泡沫的组合物，其特征在于，该组合物包含聚（羟基丁酸酯）或其共聚物；可再生来源的多醇；异氰酸酯和至少一种呈现以下功能之一的添加剂：催化剂、表面活性剂、着色、填料和膨胀。

【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：JF纳西门托，WM帕切科斯基，JRDL维奇诺，
申请(专利权)人：PHB工业有限公司，克尔工业贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：BR[巴西]