[发明专利]聚α‑1,3‑葡聚糖酯膜的制备

说明书

相关申请的交叉引用

本公开要求于2014年6月26日提交的美国临时申请62/017450的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开为聚α-1，3-葡聚糖衍生物领域。具体地，本公开涉及通过挤出来制备聚α-1，3-葡聚糖酯的膜和制品的方法。

背景技术

受到利用微生物或植物宿主的酶合成或基因工程以寻找新结构多糖的期望的驱动，研宄人员已经发现了可生物降解且可从基于可再生资源的原料经济制得的多糖。纤维素是此类多糖的典型示例，并且由己吡喃糖单元的β-1，4-D-糖苷键构成。纤维素衍生物例如纤维素-乙酸酯用于几种商业应用，例如制造用于LCD偏振器、标签、包装等的膜。用于工业应用的纤维素衍生自木浆。与纤维素膜或赛璐玢相比，纤维素酯提供增加的水分稳定性的优点。纤维素衍生物的合成是昂贵且困难的过程。一种此类常用的酯是在硫酸存在下通过纤维素和乙酸或乙酸酐的反应制备的纤维素乙酸酯。反应易于进行以实现所有羟基的完全取代以形成酯，将反应限制到中间取代度实际上不可能形成纤维素三乙酸酯。然而，纤维素三乙酸酯具有有限的溶解度，特别是在高酰化度下，并且需要有毒的化学二氯甲烷来实现溶解度。纤维素单乙酸酯和纤维素二乙酸酯可溶于更广泛的各种溶剂中，然而它们不能直接合成。纤维素乙酸酯的合成包括合成纤维素三乙酸酯，随后水解三乙酸酯以形成具有降低的取代度的乙酸酯。这涉及附加的成本和处理。因此，工业正在寻找利用更受控的合成途径来形成具有类似或改进的性质的纤维素乙酸酯的替代品。

具有类似于纤维素的特性的多糖是聚α-1，3-葡聚糖，一种特征在于具有α-1，3-糖苷键的葡聚糖聚合物。已经通过使蔗糖的水性溶液与从唾液链球菌(Streptococcus salivarius)分离的葡糖基转移酶(gtf)接触来分离该聚合物(Simpson等人，Microbiology 141：1451-1460，1995)。

美国专利7,000,000公开了包含己糖单元的多糖纤维的制备，其中聚合物内至少50％的己糖单元经由α-1，3-糖苷键利用唾液链球菌gtfJ酶连接。该酶利用蔗糖作为聚合反应的底物，产生聚α-1，3-葡聚糖和果糖作为终产物(Simpson等人，1995)。所公开的聚合物当它在溶剂或包含溶剂的混合物中溶解时形成溶液。从这一溶液中纺出高度适用于纺织品的连续的、高强度的、棉花样纤维，并且使用。

期望制备由多糖葡聚糖聚合物构成而没有纤维素基膜的缺点的膜。

发明内容

在第一实施方案中，本公开涉及用于制备聚α-1，3-葡聚糖酯膜的方法，该方法包括：(a)使聚α-1，3-葡聚糖酯溶解在溶剂组合物中以提供聚α-1，3-葡聚糖酯溶液；(b)将聚α-1，3-葡聚糖酯溶液挤出到凝固浴中以制备膜状湿凝胶；(c)用洗涤液洗涤膜状湿凝胶；(d)任选地，用增塑剂添加剂使膜状湿凝胶塑化；以及(e)从膜状湿凝胶中除去洗涤液以形成聚α-1，3-葡聚糖酯膜。

在第二实施方案中，本公开涉及聚α-1，3-葡聚糖酯是聚α-1，3-葡聚糖乙酸酯。

在第三实施方案中，本公开涉及溶剂组合物还包含溶解性添加剂、增塑剂添加剂或它们的混合物。

在第四实施方案中，本公开涉及溶剂组合物包含甲酸。

在第五实施方案中，本公开涉及凝固浴包括水浴。

在第六实施方案中，本公开涉及洗涤液包含水。

在第七实施方案中，本公开涉及膜状湿凝胶具有至少约1.5MPa的断裂应力。

在第八实施方案中，本公开涉及根据包括以下步骤的方法制备的聚α-1，3-葡聚糖酯膜：(a)使聚α-1，3-葡聚糖酯溶解在溶剂组合物中以提供聚α-1，3-葡聚糖酯溶液；(b)将聚α-1，3-葡聚糖酯溶液挤出到凝固浴中以制备膜状湿凝胶；(c)用洗涤液洗涤膜状湿凝胶；(d)任选地，用增塑剂添加剂使膜状湿凝胶塑化；以及(e)从膜状湿凝胶中除去洗涤液以形成聚α-1，3-葡聚糖酯膜。

在第九实施方案中，本公开涉及包含聚α-1，3-葡聚糖酯的膜。

在第十实施方案中，本公开涉及该膜具有以下特征中的至少一个：(a)低于约10％的雾度；或者(b)约10MPa至约100MPa的断裂应力。

具体实施方式

本文引用的所有专利和非专利文献的公开全文以引用方式并入本文。