[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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氰 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。

发明内容

取决于上述的方面，本发明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，以及使得能够通 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。

根据本发明，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。

发明的详述

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。

PHB被Lemognie在1925年作为微生物中例如在细菌Alcaligenis euterophus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。