БЕЛОСОДЕРЖАЩИЕ ПЕНОМАТЕРИАЛЫ, ИХ ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

1. Выделенная, водорастворимая полипептидная композиция, которая способна стабилизировать пеноматериал на основе полиуретана, где композиция имеет один или несколько из следующих признаков;
-1
-1
(a) полоса поглощения амида-I между приблизительно 1633 см и 1680 см, как определено ИК-Фурье-спектроскопией твердого состояния FTIR;
-1
-1
(b) полоса амида-II между приблизительно 1522 см и 1560 см, как определено FTIR твердого состояния;
-1
-1
(c) две выраженные полосы поглощения валентных колебаний N-H 1° амида с центрами в области около 3200 см и в области около 3300 см, как определено FTIR твердого состояния;
15
1
(d) выраженный кластер протонированных ядер азота, определяемый в границах химического сдвига N в области около 94 м.д. и около 100 м.д., и в границах химического сдвига H в области около 7,6 м.д. и около 8,1 м.д., как определено с помощью жидкофазного двумерного ЯМР протон-азотного взаимодействия;
(e) средняя молекулярная масса между приблизительно 600 и приблизительно 2500 Дальтон;
(f) неспособность стабилизировать эмульсию типа масло-в-воде, в которой, когда водный раствор, содержащий 14 массовых частей белка, растворенных или диспергированных в 86 массовых частях воды, смешивают с 14 массовыми частями PMDI, этот водный раствор и PMDI образуют нестабильную суспензию, которая макроскопически разделяется на фазы при статических условиях в течение пяти минут после смешивания;
(g) водорастворимая полипептидная композиция способна стабилизировать пеноматериал на основе полиуретана относительно пеноматериала на основе полиуретана, образованного из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой белковой композиции; или
(h) водорастворимая полипептидная композиция способна уменьшать плотность пеноматериала на основе полиуретана по меньшей мере на 5% относительно пеноматериала на основе полиуретана, образованного из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой полипептидной композиции.
2. Полипептидная композиция по п.1, где композиция получена из биомассы, выбранной из группы, состоящей из молочной сыворотки, кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семян рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика посевного, льна, ятрофы, мальвы, земляного ореха, табака, водорослей, выжимок (жома) сахарного тростника и их комбинаций.
3. Полипептидная композиция по п.1, где композиция получена из молочной сыворотки, канолы, клещевины или сои.
4. Способ получения выделенной, водорастворимой полипептидной композиции для применения в получении пеноматериала, включающий:
(a) диспергирование белоксодержащего исходного материала в водном растворе при рН, большем, чем приблизительно 6,5, в течение по меньшей мере 5 минут с получением суспензии, содержащей частицы вещества;
(b) после стадии (а), необязательно, уменьшение рН до приблизительно 4,0-5,0; и
(с) затем отделение водного раствора от содержащего частицы вещества с получением посредством этого раствора, обогащенного водорастворимой полипептидной композицией по п.1.
5. Способ по п.4, где исходным материалом является молочная сыворотка, мука канолы, белковый изолят канолы, мука клещевины, белковый изолят клещевины, мука сои, белковый изолят сои или их комбинация.
6. Способ по п.4 или 5, дополнительно включающий одну или несколько из следующих стадий;
(a) перед стадией (а), расщепление исходного материала ферментом;
(b) после стадии (а), расщепление суспензии ферментом;
(c) после стадии (b), расщепление суспензии ферментом; или
(d) после стадии (с), расщепление раствора, обогащенного водорастворимой полипептидной композицией, ферментом.
7. Способ по п.6, где ферментом является серии-, лейцин-, лизин- или аргинин-специфическая протеаза.
8. Способ по любому из п.п.4-5, дополнительно включающий высушивание водорастворимой полипептидной композиции, полученной на стадии (с).
9. Пеноматериал, полученный с использованием водорастворимой белковой композиции по любому из п.п.1-3.
10. Полиуретановый пеноматериал, содержащий продукт реакции смеси, содержащей:
(a) реагент на основе изоцианата;
(b) необязательное реагирующее с изоцианатом соединение; и
(с) белоксодержащую композицию, содержащую
i. водорастворимую полипептидную композицию по любому из п.п.1-4, или
ii. белоксодержащую композицию, способную уменьшать плотность полиуретанового пеноматериала по меньшей мере на 5% относительно полиуретанового пеноматериала, полученного из той же самой смеси, но лишенного белоксодержащей композиции.
11. Полиуретановый пеноматериал, содержащий продукт реакции смеси, содержащей:
(a) выделенную белоксодержащую композицию, где белок способен диспергировать PMDI в водной среде;
(b) реагент на основе изоцианата и
(c) необязательное реагирующее с изоцианатом соединение.
12. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагентом на основе изоцианата является органический полиизоцианат.
13. Полиуретановый пеноматериал по п.12, где органическим полиизоцианатом является полимерный дифенилметандиизоцианат, 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, бензолдиизоцианат, м-ксилилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 1,3-фенилендиизоцианат, 4,4′-дифенилдиизоцианат, 4,4′-дифенилдиметилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, толидиндиизоцианат, дианизидиндиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, 1,4-циклогександиизоцианат или их комбинация.
14. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагент на основе изоцианата содержит уретан, аллофанат, мочевину, биурет, карбодиимид, уретонимин, изоцианурат или их комбинацию.
15. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагентом на основе изоцианата является полимерный дифенилметандиизоцианат.
16. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, способное нуклеофильно реагировать с изоцианатом.
17. Полиуретановый пеноматериал по п.16, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, имеющее гидроксильную группу или аминогруппу, способную реагировать с изоцианатом.
18. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол.
19. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, полученный из касторового масла, льняного масла или соевого масла.
20. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, инициируемый соединением, выбранным из группы, состоящей из глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита, сахарозы, диамина, толуолдиамина, диаминодифенилметана, полиметиленполифениленполиамина, этаноламина, диэтаноламина или их смеси.
21. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является простой политиоэфир с концевой гидроксильной группой, полиамид, сложный полиэфирамид, поликарбонат, полиацеталь, полиолефин или полисилоксан, или соединением является сложный полиэфир, полученный конденсацией гликоля или полиола с более высоким количеством функциональных групп с дикарбоновой кислотой.
22. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль, полипропиленоксид-этиленоксид, пропиленгликоль, пропандиол, глицерин, аминалкоксилат или их смесь.
23. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль.
24. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где смесь дополнительно содержит поверхностно-активное вещество.
3
3
25. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где пеноматериал имеет плотность в диапазоне от приблизительно 0,01 г/см до приблизительно 0,5 г/см, как определено при помощи ASTM D-7487.
26. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где пеноматериал имеет плотность, которая является на 5%-80% меньше, чем плотность пеноматериала, созданного из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой полипептидной композиции или белоксодержащей композиции.
27. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где время образования "сливок", определяемое при помощи ASTM D-7487, составляет менее одной минуты.
28. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где свободная высота подъема пеноматериала, определяемая при помощи ASTM D7487, является больше, чем свободная высота подъема пеноматериала, созданного из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой полипептидной композиции или белоксодержащей композиции.
29. Полиуретановый пеноматериал по п.28, где свободная высота подъема пеноматериала является по меньшей мере на 5% больше, чем свободная высота подъема пеноматериала, созданного из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой полипептидной композиции или белоксодержащей композиции.
30. Полиуретановый пеноматериал по п.10 или 11, где пеноматериал имеет большее количество малых, однородных пор в сравнении с пеноматериалом, созданным из той же самой исходной композиции, лишенной водорастворимой полипептидной композиции или белоксодержащей композиции.
31. Способ получения полиуретанового пеноматериала, включающий стадии:
(a) смешивания белоксодержащей композиции и реагента на основе изоцианата с получением смеси; и
(b) выдерживания смеси для образования полиуретанового пеноматериала, где белоксодержащая композиция способна уменьшать плотность полиуретанового пеноматериала по меньшей мере на 5% относительно полиуретанового пеноматериала, полученного из той же самой смеси, но лишенной белоксодержащего компонента.
32. Способ по п.31, где белоксодержащая композиция содержит водорастворимую полипептидную композицию по п.1.
33. Способ по п.31 или 32, где смесь на стадии (а) дополнительно содержит реагирующее с изоцианатом соединение.
34. Способ по п.31 или 32, где реагентом на основе изоцианата является органический полиизоцианат.
35. Способ по п.34, где органическим полиизоцианатом является полимерный дифенилметандиизоцианат, 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, бензолдиизоцианат, м-ксилилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 1,3-фенилендиизоцианат, 4,4′-дифенилдиизоцианат, 4,4′-дифенилдиметилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, толидиндиизоцианат, дианизидиндиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, 1,4-циклогександиизоцианат или их комбинация.
36. Способ по п.31 или 32, где реагент на основе изоцианата содержит уретан, аллофанат, мочевину, биурет, карбодиимид, уретонимин, изоцианурат или их комбинацию.
37. Способ по п.31 или 32, где реагентом на основе изоцианата является полимерный дифенилметандиизоцианат.
38. Способ по п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, способное нуклеофильно реагировать с изоцианатом.
39. Способ по п.38, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, имеющее гидроксильную группу или аминогруппу, способную реагировать с изоцианатом.
40. Способ по любому из п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол.
41. Способ по любому из п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, полученный из касторового масла, льняного масла или соевого масла.
42. Способ по п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, инициируемый соединением, выбранным из группы, состоящей из глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита, сахарозы, диамина, толуолдиамина, диаминодифенилметана, полиметиленполифениленполиамина, этаноламина, диэтаноламина или их смеси.
43. Способ по п.33, где реагирующее с изоцианатом соединение является сложным полиэфиром, полученным конденсацией гликоля или полиола с более высоким количеством функциональных групп с дикарбоновой кислотой; или простым политиоэфиром с концевой гидроксильной группой, полиамидом, сложным полиэфирамидом, поликарбонатом, полиацеталем, полиолефином или полисилоксаном.
44. Способ по п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль, полипропиленоксид-этиленоксид, пропиленгликоль, пропандиол, глицерин, аминалкоксилат или их смесь.
45. Способ по п.33, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль.
46. Способ по п.31 или 32, где смесь на стадии (а) дополнительно содержит вспенивающий агент или соединение, которое образует вспенивающий агент.
47. Способ по п.46, где соединением, которое образует вспенивающий агент, является вода.
48. Способ по п.32, где водорастворимый белок растворен, диспергирован или суспендирован в воде, в растворе, содержащем реагент на основе изоцианата, или в растворе, содержащем реагирующий с изоцианатом материал.
49. Способ по п.31 или 32, где смесь на стадии (а) дополнительно содержит катализатор, который способствует образованию пеноматериала.
50. Способ по п.49, где катализатором является дилаурат дибутилолова, диацетат дибутилолова, триэтилендиамин, 2,2′-диметиламинодиэтиловый эфир, 2-диметиламиноэтанол, октоат двухвалентного олова, октоат калия, соль щелочного металла карбоновой кислоты или их комбинация.
51. Способ по п.31 или 32, где смесь на стадии (а) дополнительно содержит поверхностно-активное вещество.
52. Способ по п.51, где поверхностно-активным веществом является простой эфир силикона.
53. Способ по п.31 или 32, где смесь на стадии (а) дополнительно содержит добавку, выбранную из группы, состоящей из антипирена, наполнителя, армирующего материала, подавителя дыма, биоцида, инертного пластификатора, антистатического агента и их комбинаций.
54. Способ по п.31 или 32, где реагент на основе изоцианата составляет приблизительно от 10% (мас./мас.) до приблизительно 90% (мас./мас.) исходных материалов, используемых для получения пеноматериала.
55. Способ по п.33, где реагирующее с изоцианатом соединение составляет приблизительно от 10% (мас./мас.) до приблизительно 90% (мас./мас.) исходных материалов, используемых для получения пеноматериала.
56. Способ по п.31 или 32, где пеноматериал получают при Индексе в диапазоне от приблизительно 250% до приблизительно 800%.
57. Способ по п.31 или 32, где водорастворимая полипептидная композиция или белоксодержащая биомасса составляет от приблизительно 0,1% (мас./мас.) до приблизительно 50% (мас./мас.) исходных материалов, используемых для получения пеноматериала.
58. Премикс для получения полиуретанового пеноматериала, содержащий:
(a) белоксодержащую композицию; и
(b) реагент на основе изоцианата,
где белоксодержащая композиция способна уменьшать плотность полиуретанового пеноматериала по меньшей мере на 5% относительно полиуретанового пеноматериала, полученного из той же самой смеси, но лишенной белоксодержащего компонента.
59. Премикс по п.58, где белоксодержащая композиция содержит водорастворимую полипептидную композицию по п.1.
60. Премикс по п.58 или 59, где реагентом на основе изоцианата является органический полиизоцианат.
61. Премикс по п.60, где органическим полиизоцианатом является полимерный дифенилметандиизоцианат, 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, бензолдиизоцианат, м-ксилилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 1,3-фенилендиизоцианат, 4,4′-дифенилдиизоцианат, 4,4′-дифенилдиметилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, толидиндиизоцианат, дианизидиндиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, 1,4-циклогександиизоцианат или их комбинация.
62. Премикс по п.58 или 59, где реагент на основе изоцианата содержит уретан, аллофанат, мочевину, биурет, карбодиимид, уретонимин, изоцианурат или их комбинацию.
63. Премикс по п.58 или 59, где реагентом на основе изоцианата является полимерный дифенилметандиизоцианат.
64. Премикс по п.58 или 59, дополнительно содержащий реагирующее с изоцианатом соединение.
65. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, способное нуклеофильно реагировать с изоцианатом.
66. Премикс по п.65, где реагирующим с изоцианатом соединением является соединение, имеющее гидроксильную группу или аминогруппу, способную реагировать с изоцианатом.
67. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол.
68. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, полученный из касторового масла, льняного масла или соевого масла.
69. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиол, инициируемый соединением, выбранным из группы, состоящей из глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита, сахарозы, диамина, толуолдиамина, диаминодифенилметана, полиметиленполифениленполиамина, этаноламина, диэтаноламина или их смеси.
70. Премикс по п.64, где реагирующее с изоцианатом соединение является сложным полиэфиром, полученным конденсацией гликоля или полиола с более высоким количеством функциональных групп с дикарбоновой кислотой; или простым политиоэфиром с концевой гидроксильной группой, полиамидом, сложным полиэфирамидом, поликарбонатом, полиацеталем, полиолефином или полисилоксаном.
71. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль, полипропиленоксид-этиленоксид, пропиленгликоль, пропандиол, глицерин, аминалкоксилат или их смесь.
72. Премикс по п.64, где реагирующим с изоцианатом соединением является полиоксипропиленгликоль.
73. Премикс по п.58 или 59, дополнительно содержащий вспенивающий агент или соединение, которое образует вспенивающий агент.
74. Премикс по п.58 или 59, дополнительно содержащий катализатор, который способствует образованию пеноматериала.
75. Премикс по п.58 или 59, где реагент на основе изоцианата составляет приблизительно от 10% (мас./мас.) до приблизительно 90% (мас./мас.) премикса.
76. Премикс по п.64, где реагирующее с изоцианатом соединение составляет приблизительно от 10% (мас./мас.) до приблизительно 90% (мас./мас.) премикса.
77. Премикс по п.58 или 59, где белоксодержащая композиция составляет приблизительно от 0,01% (мас./мас.) до приблизительно 99% (мас./мас.) исходных материалов, используемых для получения пеноматериала.
78. Изделие, содержащее пеноматериал по любому из п.п.10-30.
79. Полиуретановый пеноматериал по п.10, где белоксодержащая композиция дополнительно содержит белок, способный диспергировать PMDI в водной среде.
80. Полиуретановый пеноматериал по п.11, где белок имеет один или несколько из следующих признаков:
-1
-1
(a) полоса поглощения амида-I между приблизительно 1633 см и 1680 см, как определено ИК-Фурье-спектроскопией твердого состояния;
-1
-1
(b) полоса амида-II между приблизительно 1522 см и 1560 см, как определено FTIR твердого состояния;
-1
-1
(c) две выраженные полосы поглощения валентных колебаний N-H 1° амида с центрами в области около 3200 см и в области около 3300 см, как определено FTIR твердого состояния;
15
1
(d) выраженный кластер протонированных ядер азота, определяемый в границах химического сдвига N в области около 94 м.д. и около 100 м.д., и в границах химического сдвига H в области около 7,6 м.д. и около 8,1 м.д., как определено с помощью жидкофазного двумерного ЯМР протон-азотного взаимодействия;
(e) средняя молекулярная масса между приблизительно 600 и приблизительно 2500 Дальтон;
(f) неспособность стабилизировать эмульсию типа масло-в-воде, в которой, когда водный раствор, содержащий 14 массовых частей белка, растворенных или диспергированных в 86 массовых частях воды, смешивают с 14 массовыми частями PMDI, этот водный раствор и PMDI образуют нестабильную суспензию, которая макроскопически разделяется на фазы при статических условиях в пределах пяти минут после смешивания.