專利名稱：制備生物可降解的合成聚合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備生物可降解的合成聚合材料的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，由于塑料極端的多功能性、低廉的成本和機(jī)械屬性，其已經(jīng)以顯著的方式傳播，事實(shí)上滲透到我們生活中的所有方面。同樣已知的是，這些材料的耐化學(xué)性和耐熱性(該屬性使得它們對工業(yè)產(chǎn)生特別的吸引力)也恰恰使其難以處理，因?yàn)樾枰浅ｉL的時間來降解它們，以至于由于塑料材料廢物而產(chǎn)生了污物的實(shí)際問題。已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來試圖解決這個變得越發(fā)嚴(yán)重的問題。起初，嘗試已經(jīng)對準(zhǔn)創(chuàng)造水溶性塑料材料，以至于它們釋放到海水中或者它們暴露于雨水中導(dǎo)致它們消失。但是，確切地說，由于它們的可溶性，除了不能用于許多應(yīng)用以外，該材料確實(shí)解決了污物的問題，但是通常引起水流和水源的污染。在隨后的階段中，嘗試已經(jīng)對準(zhǔn)得到光降解的塑料材料，當(dāng)暴露于光時，該塑料材料趨向于降解成它們的單體成分。但是，該方案也經(jīng)常導(dǎo)致更大的污染，因?yàn)閱误w經(jīng)常是有毒試劑并且無論如何也不能控制它們在土壤和地下水位中的擴(kuò)散。隨后已經(jīng)生產(chǎn)了基于淀粉的塑料材料,例如Novamont的所謂的MaterBi。但是,除了提出使用糧食作物作為原料(因此舍去它們的主要和關(guān)鍵用途)的問題之外，它們所具有的硬度使得它們不適合用于主要用途。由本申請人提出的適合的天然增塑劑的用途(PCT/IT2005/000166，意大利專利申請?zhí)朅N2008A 000024)設(shè)法解決硬度問題，使這些材料有充分的彈性以允許它們在最多樣的應(yīng)用中使用。但是，具有爭議的原料供應(yīng)仍然存在嚴(yán)重問題。此外，該塑料材料明顯比普通的合成聚合材料更加昂貴。在隨后的嘗試中，本申請人采用意大利專利申請?zhí)朅N2008A000013提出通過蛋白將大多數(shù)合成塑料材料官能化以便于使它們生物可降解。但是，因?yàn)橐呀?jīng)證實(shí)了所得產(chǎn)物不足以生物可降解，所以由此得到的結(jié)果是完全無法令人滿意的。W02007129861描述了包含酵母菌的泡沫狀聚氨基甲酸酯，其目的在于減少由泡沫狀材料產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物的產(chǎn)生。沒有提到所得材料的任何生物可降解屬性。US 4605622描述了用于將微生物固定至印花顆粒物質(zhì)(printed granular item)的方法，其中所述微生物中有酵母菌。但是該物質(zhì)充當(dāng)用作微生物催化劑的支撐劑而并沒有針對廢物處理的問題。EP 0052829針對并且解決了類似的問題，其同樣沒有針對廢物處理。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明的問題提出了允許制備生物可降解的合成聚合材料的方法，其不需要直接使用食品原料，這暗示了低生產(chǎn)成本和高性能。憑借用于制備生物可降解的合成聚合材料的方法達(dá)到該目的，其特征在于所述方法包含將一種或多種酵母菌加入到合成材料中。本發(fā)明也涉及用于生產(chǎn)該聚合材料的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法提供了將酵母菌混合至塑料材料中。該加入不會影響材料的機(jī)械屬性和耐熱屬性。優(yōu)選地，在加入增塑劑之前進(jìn)行酵母菌的加入。在某些情況下，在聚合反應(yīng)之前向一種或多種塑料材料的單體中進(jìn)行該加入。該混合不會影響正常的聚合條件。所有的酵母菌株可以用于本發(fā)明。特別地，已經(jīng)采用酵母菌株脆壁克魯維酵母菌(Kluyveromyces fragilis)和釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)(啤酒酵母)得到了良好的結(jié)果。能夠應(yīng)用本發(fā)明的塑料材料是具有官能團(tuán)的所有塑料材料，例如聚氨基甲酸酯、熱塑性聚氨基甲酸酯、PVC、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯，乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)、尼龍、人造絲。此外，本發(fā)明也能夠被應(yīng)用于不具有官能團(tuán)的材料，如聚乙纟布和聚丙火布。例如，在聚氨基甲酸酯的情況下，所述加入甚至在多元醇中的聚合之前發(fā)生，然而在PVC的情況下(通常，在擠出聚合物的情況下)，在擠出之前，優(yōu)選通過干燥粉碎將其加入到已聚合的原料中。以范圍介于所述單體總重量的O. 3和30%之間的量加入酵母菌(優(yōu)選為存活的)，優(yōu)選介于所述單體總重量的2和7%之間，甚至更優(yōu)選所述單體總重量的5%。由此所得的聚合材料顯示出高生物可降解性屬性。不想受限于理論，人們相信酵母菌結(jié)構(gòu)性地轉(zhuǎn)化了最終聚合物，使其能夠被包含在土壤中和/或其他廢物中間的細(xì)菌侵蝕，以至于生物降解在短時間內(nèi)并且以非常高的速率發(fā)生。酵母菌是存活的生物體，但其本身不是人類營養(yǎng)所必需的，以至于它們的使用不會造成食品來源短缺的問題。可用的酵母菌不具有毒性，也不會攜帶疾病，因此根據(jù)本發(fā)明的塑料材料也能夠在食品和/或藥物方面中使用。此外，根據(jù)本發(fā)明的材料能夠用于許多其他的目的，因?yàn)槠淠軌虬凑找庠副凰芑?，產(chǎn)生具有所需硬度的終產(chǎn)物。酵母菌(特別是脆壁克魯維酵母菌株和釀酒酵母菌株中的那些酵母菌)能夠輕易獲得、便宜并且非常容易處理，不會造成健康和/或環(huán)境危害。所得的塑料可以以低成本來生產(chǎn)，所述塑料材料通常與合成塑料材料相連接，因此比例如從玉米淀粉中所得的塑料材料更加便宜，盡管具有相同的生物可降解性。本發(fā)明也擴(kuò)展至生物可降解的聚合材料的生產(chǎn)方法，其包含特殊塑料材料的標(biāo)準(zhǔn)處理階段的細(xì)節(jié)，此外其還包含在聚合之前將一種或多種酵母菌加入到單體中。本發(fā)明還涉及一種聚合試劑盒，其包含一種或多種酵母菌。有利地，所述試劑盒含有報(bào)道了濃度的指導(dǎo)手冊。甚至更有利地，所述試劑盒含有定劑量的酵母菌以便于使在包裝上報(bào)道的塑料材料的量生物可降解。但是，可以理解的是，本發(fā)明不應(yīng)該被認(rèn)為是受限于上述特別安排，該特別安排僅構(gòu)成本發(fā)明的一項(xiàng)示例性實(shí)施方案，但是應(yīng)該理解的是，根據(jù)權(quán)利要求所定義的，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所及范圍內(nèi)的，不背離本發(fā)明的范圍的許多變體也是可能的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
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準(zhǔn)備等量(50%-50%以摩爾計(jì))的多元醇和異氰酸酯用于生產(chǎn)聚氨基甲酸酯。將釀酒酵母菌總重量的5%加入到多元醇中。然后將兩種成分混合，在常規(guī)反應(yīng)條件下引發(fā)反應(yīng)和聚合。得到被模塑成薄片的聚氨基甲酸酯。所述薄片被粉碎并經(jīng)歷由技術(shù)規(guī)定所提供的條件。54天之后，證明其在堆肥中是生物可降解的，達(dá)到了如法則UNI EN13432:2000(par.A. 2. 2.2)所要求的超過90%的平均生物可降解性值。
權(quán)利要求
1.一種用于制備生物可降解的合成聚合材料的方法，其特征在于其包含將一種或多種酵母菌加入到合成材料中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于在將增塑劑加入到所述合成材料中之前加入所述一種或多種酵母菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在聚合反應(yīng)之前，將所述酵母菌加入到一種或多種單體中。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于所述合成聚合材料選自聚氨基甲酸酯、PVC、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯，選自乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)、尼龍、人造絲、聚乙烯、聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述聚合材料是聚氨基甲酸酯并且在于在聚合之前將所述酵母菌加入到多元醇中。
6.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于所述酵母菌是脆壁克魯維酵母菌和/或釀酒酵母菌。
7.一種用于實(shí)施根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法的試劑盒，其特征在于其含有一種或多種定劑量的酵母菌。
8.酵母菌用于制備生物可降解的合成聚合材料的用途。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于所述酵母菌是脆壁克魯維酵母菌和/或釀酒酵母菌。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備生物可降解的合成聚合材料的方法，其借助于將一種或多種酵母菌加入到合成材料中。
文檔編號C08G18/08GK102918072SQ201180006485
公開日2013年2月6日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者M·卡蒂納利 申請人:昆士布魯克有限公司