[发明专利]重组乳蛋白聚合物

说明书

提供了乳蛋白单体的聚合物、这类聚合物的制备方法和包含这类聚合物的组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月30日提交的美国临时申请号62/664,586的优先权，该文献的全部内容通过引用并入。

技术领域

提供了乳蛋白单体聚合物、制备这类聚合物的方法和包含这类聚合物的组合物。

背景技术

基于石油的聚合物广泛用于现代社会，例如工业和消费产品。然而，基于石油的聚合物的生产、应用和处置会留下很大的环境足迹：这些聚合物由源自不可再生石油或天然气来源的单体产生，可以浸出有害化合物，并且典型地在垃圾填埋场处置。近年来，通过回收处理的废物有所增加，但是回收率仍然很低。此外，包含不同类型的基于石油的聚合物和/或加工添加剂(例如填料、着色剂、增塑剂)的产品的回收是复杂且不经济的。这些问题不能通过新开发的光降解聚合物解决，该聚合物也由石油衍生的成分制成，并且典型地只能被阳光降解为较小的塑料颗粒，而不是完全分解。

生物聚合物衍生自可再生材料(例如，农业副产品)，典型地为安全的，并且在许多情况下是完全可生物降解的(即可被细菌、真菌或其他微生物降解)。使用生物聚合物生产消费品可以追溯到远古时代。用于生产生物聚合物的传统原料包括乳蛋白、淀粉和纤维素。

将乳蛋白分类为酪蛋白或乳清蛋白。酪蛋白为具有相对较少的三级结构的疏水性磷蛋白，并且包括牛乳的αS1-、αS2-、β-、γ-和κ-酪蛋白。乳清蛋白为球状蛋白质，并且包括牛乳中的β-乳球蛋白、α-乳清蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白、转铁蛋白、乳过氧化物酶和糖大分子肽。

酪蛋白和乳清蛋白可以形成具有有意义的特性的生物聚合物。例如，乳清蛋白生物聚合物可以展示出极佳的粘合性、结合性或涂覆特性，使得它们适合作为木村或纸张粘附剂、粘合剂、保护涂层、塑料和织物中的主要成分。乳蛋白聚合物还用于制造装饰品，纽扣，带扣，珠子，钢笔，梳子和刷子。

尽管乳蛋白具有有利的特性，但由于它们是通过从泌乳成熟动物的乳汁中提取而昂贵地生产，因此作为生物聚合物的原料而受到青睐。此外，这样的生产方法还产生了混合蛋白(例如乳清蛋白或酪蛋白分离物或分别包含乳清蛋白或酪蛋白的混合物以及牛奶的其他成分(例如碳水化合物，矿物质，脂质)的蛋白浓缩物)的级分，使得研究和预测聚合反应的行为和/或所得聚合物的性质变得困难。最后，与完整生物体产生的乳蛋白相比，以化学方式生产的单体在反应容器中的修饰更容易，与生物聚合物相比，为基于石油的聚合物附加了通用性。

因此，需要一种从乳蛋白生产生物聚合物的方法，该方法可以在成本和控制单体在聚合反应中的行为的能力的基础上与基于石油的聚合物的生产竞争，从而提供对单体和聚合物特性的更好控制。此外，对通过这种方法生产的乳蛋白生物聚合物存在需求，其仅包含乳蛋白的有限子集和/或特定修饰的乳蛋白的有限子集，并且具有特异性特性。

发明内容

在一个方面，本文提供了包含乳蛋白单体成分并且具有期望的属性的聚合物。