[發(fā)明專利]由聚氨酯微球改性的親水性天然高分子及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710052674.6
• 申請(qǐng)日: 2007-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN101100531A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍強(qiáng)賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伍強(qiáng)賢
• 主分類號(hào): C08L3/02
• 分類號(hào): C08L3/02;C08L89/00;C08L5/12;C08J3/00;A61L33/08;D21H17/28;D06M15/03;C08L75/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)改性的親水性天然高分子材料，制備方法及其用途.該材料是用親水性天然高分子，水增塑劑和和聚氨酯預(yù)聚體三種原料在密煉機(jī)或擠出機(jī)中反應(yīng)混煉而得.該改性的親水性天然高分子可用作新型的造紙助劑，紡織上漿劑，泡沫塑料和醫(yī)用材料.屬于天然高分子材料領(lǐng)域，生物降解材料領(lǐng)域，造紙領(lǐng)域，紡織領(lǐng)域，包裝材料領(lǐng)域和聚氨酯材料領(lǐng)域.

技術(shù)背景

在水增塑劑存在的條件下，親水性天然高分子如多糖，蛋白質(zhì)或谷物會(huì)變成熱塑體.這些天然高分子熱塑體能用塑料加工機(jī)械如密煉機(jī)，擠出機(jī)和注射成型機(jī)加工或成型[Stepto?R.F.T.Macromolecular?Symposia，2003，201，203-212.].

為了滿足某些方面的用途，親水性天然高分子的疏水性需要提高.此外，親水性天然高分子在室溫長(zhǎng)時(shí)間老化后會(huì)變成脆而硬的材料[Glenn?G.M.；Orts?W.J.，Nobes?G.A.R；GrayG.Industrial?Crops?and?Products，2001，14(2)，125-134.].在甘油的增塑的情況下，親水性天然高分子雖變得柔韌，但在高濕的條件下甘油會(huì)遷出天然高分子基體，在低濕的條件下又變得脆而硬.上述情況的根本原因在于甘油分子與親水性天然高分子鏈間作用力不夠強(qiáng).在沒有親水性增塑劑存在的條件下，如何將脆而硬的天然高分子變得柔韌則是一個(gè)世界技術(shù)難點(diǎn).

化學(xué)改性則是解決上述問題的一種途徑.一種有效的化學(xué)改性途徑就是用聚氨酯預(yù)聚體改性親水性天然高分子.

在二甲基亞砜溶劑中，聚氨酯預(yù)聚體被用于改性淀粉[Kweon，D.K.；Cha，D.S.；Park，H.J.；Lim，S.T.Journal?of?Applied?Polymer?Science，2000，78，986-993.].在二甲基甲酰胺溶劑中，芐基改性淀粉與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)合成一種互穿網(wǎng)絡(luò)材料[張俐娜，曹曉東，中國(guó)專利申請(qǐng)：CN1560120A，2005].上述的化學(xué)改性必須有有機(jī)溶劑參與.

一文獻(xiàn)報(bào)道了淀粉顆粒，聚酯多元醇和異氰酸酯反應(yīng)生成了一種熱固體[Ha，S.K.；Broecker，H.C.Polymer，2002，43，5227-5234].另一文獻(xiàn)報(bào)道了淀粉，水，聚酯多元醇和異氰酸酯用于制備熱固性泡沫塑料[Hostettler，F(xiàn).；Freehold，N.J.??美國(guó)專利：4,197,372，1980].上述的最終產(chǎn)品仍是熱固體，難以二次加工.

在幾篇文獻(xiàn)[Kalbe，J.；Muller，H.P.；Koch，R.美國(guó)專利：6,008,276，1999.Lu，Y.；Tighzerta，L.；Dole，P.；Erre，D.Polymer，2005，46，9863-9870.]中，聚氨酯預(yù)聚體首先溶于丙酮以制備水性聚氨酯，水性聚氨酯再與淀粉共混制得合金材料.這種合金材料實(shí)質(zhì)上是一種共混熱塑體而非化學(xué)改性的淀粉.聚氨酯以氫鍵作用于淀粉基體中.另外，在制備的過程中，耗費(fèi)了大量的水和有機(jī)溶劑.淀粉，甘油和熱塑性聚氨酯彈性體被擠出共混成包裝膜材料[Hammer，K.D.；Ahlers，M.；Grol?ig，G.；Fritz，H.G.；Seidenstuecker，T.美國(guó)專利：6,821,588，2004].

脆性的玉米蛋白在有機(jī)溶劑中被聚氨酯預(yù)聚體成功地增韌[Wu，Q.X.；Yoshino，T.；Sakabe，H.；Zhang，H.K.；Isobe，S.Polymer，2003，44，3909-3919.].大豆蛋白副產(chǎn)物也被聚氨酯預(yù)聚體固化成韌性的熱固體[Chen.Y.；Zhang，L.N.；Du，L.B.Industrial&Engineering?Chemistry?Research.2003，42，6786-6794.]

上述制備的過程中使用了大量的水和有機(jī)溶劑，增加了成本和環(huán)境的負(fù)荷.有些最終產(chǎn)品是熱固交聯(lián)體，不利于產(chǎn)品的二次加工成型.因此，有必要開發(fā)一種新型，低成本，環(huán)境友好和有效的方法用于化學(xué)改性親水性天然高分子.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用一種新型方法-動(dòng)態(tài)交聯(lián)法.方法是將(a)親水性天然高分子，(b)水增塑劑和(c)聚氨酯預(yù)聚體三種原料在(d)一定的溫度和(e)一定時(shí)間下(f)高剪切力地反應(yīng)混煉成(g)改性的親水性天然高分子.在改性的親水性天然高分子中，形成的(h)聚氨酯微球以氨酯共價(jià)鍵交聯(lián)于親水性天然高分子基體中.改性的親水性天然高分子在水增塑的條件下仍是熱塑體.改性的親水性天然高分子可用于制備(i)泡沫塑料，(j)新型的水分散體系，(k)醫(yī)用材料和(1)高吸水性材料等.