生产具有改善的机械性质的聚羟基链烷酸酯复合塑料的方法_2

文档序号:9438103阅读:来源:国知局
。可通过例如提供某些溫度范围和/或通过添加其它极性更强的溶剂 例如水或甲醇来控制溶解和沉淀W导致可萃取的PHA和/或可萃取的非PHA为更少溶解的 并且因此从溶液中出来。例如,可促进PHA溶解于溫度在约120°C和约165°C之间的溶液中 而同时非PHA可成为溶解的并且在120°CW下的溫度就已经从生物质中萃取出。
[002引通过冷却含有萃取的并且溶解的PHA和非PHA物质的溶剂混合物至约100°CW下 的溫度,可使得PHA从溶液中出来而同时非PHA物质将保持溶解。除了冷却含有溶解的PHA 和非PHA物质的混合物W外可通过添加水同时促进PHA和非PHA物质作为固相从溶液中出 来。运些悬浮的固体可通过常规方法例如过滤或离屯、从溶液中分离出来。可干燥分离的悬 浮固体从而剩下干燥的回收的PHA和共回收的非PHA物质。可蒸发并且回收溶剂。
[0023]将干燥的萃取的物质分离为有区别的PHA物质和非PHA物质组分的步骤可进一步 包括使回收的物质经受例如使用正己烧的萃取过程。正己烧不溶解PHA但溶解脂质和脂肪 酸。因此,当干燥非正己烧萃取的物质时,其构成纯化的PHA物质,并且蒸发正己烧溶液提 供了油状的栋色残留物,其富含非PHA物质。 备选地,从溶液中分离出可萃取的PHA和非PHA物质的步骤为有选择性沉淀PHA的过 程。分开回收萃取的PHA和非PHA物质的实施例方法利用了W下事实:PHA在溶剂中的溶 解度可能比非PHA物质的溶解度对溫度更敏感。例如,PHA和非PHA物质被共萃取在例如 丙酬或下醇的溶剂中,其中溶剂溫度设置在约120°C和约165°C之间。将萃取溶剂与非萃取 的生物质残留物分离后,降低溶剂溫度至120乂W下减少了PHA的溶解度,从而导致PHA的 沉淀,同时非PHA物质保留在溶液中。
[0024]溶剂与沉淀的PHA分离的程度提供了可萃取PHA与可萃取非PHA物质的分离程 度。将含有非PHA物质的溶剂与沉淀的PHA分离并且通过蒸发回收溶剂剩下包含萃取的非 PHA物质的油状栋色残留物。在化合萃取的非PHA物质和萃取的PHA之前可进一步加工并 精炼运个残留物。例如,可通过沉淀、蒸馈、液相色谱法或有选择性地水解甘油=醋来分离 并纯化脂肪酸混合物用于具体的应用。其它方法包括用膜分离的化学改性。
[00巧]若可萃取的非PHA物质不能够或不被使得与所述PHA-起从溶液中出来,那么在 将萃取溶剂与生物质残留物分离后,蒸发含有溶解的或沉淀的PHA的溶剂为在萃取后结合 所述PHA和非PHA物质在一起的一种方法。在蒸发溶剂之前沉淀所述PHA并有选择性的部 分分离所述溶剂为将选定量的非PHA物质与萃取的PHA结合的手段。
[0026] 对在PHA和非PHA物质之间的分离的最大程度的限制是被期待的。在我们的实践 经验中,在创造沉淀的条件之后约2%的萃取PHA将保持溶解在溶剂中。在将溶剂与萃取并 沉淀的PHA分离后约3%的用于萃取的溶剂将继续与所回收的PHA在一起。因此在只萃取 并沉淀PHA之后将所述PHA与溶剂分离后可用溶剂回收约97%的非PHA物质。
[0027] 有选择性地再组合分离的PHA和非PHA物质W形成具有改善的机械性质的复合塑 料的步骤可包括连同其它添加剂一起将选定量的分离的PHA和分离的非PHA物质混合在一 起。其它的添加剂可包括但不限于在商业中已知的成分如成核试剂、着色剂、稳定剂、抗氧 化剂和填充剂。可通过在烙融加工过程中共混或与溶剂共混来配制复合的混合物W生产适 合烙融加工成商业服务的产品的物质。对于本发明而言,运种物质被称为复合塑料。选择 复合塑料的成分W满足加工运种材料成为产品的要求W及应用的要求和施加在服务中的 产品上的条件。
[0028] 可在利用非PHA物质的选定部分作为一种成分W形成复合塑料之前已进一步精 炼非PHA物质。可W实现复合塑料的特定的机械性质为目的改变向复合混合物中所添加的 共回收的非PHA物质的量。运类性质的实现至少部分地归应于萃取的非PHA物质的加入。 实践上重要的萃取的非PHA物质的添加量在存在于复合塑料内的所述PHA(按重量计)的 约4至约35%的范围内。
[0029] 在本发明的一个实施方案中,使用在复合塑料中的所述PHA和非PHA物质不一定 必须从相同批次的生物质中萃取。也就是说,本发明的加工方法可应用于多个批次的生物 质。特别地,本发明还需要工艺或方法,其中非PHA物质的各批次从好几种生物质萃取物中 收集并且所述非PHA物质,或它的各种组分,被与从一个或更多个生物质批次中所萃取的 单个或组合的批次的PHA化合。
[0030] 本文描述的方法为改善使用微生物培养物所生产的PHA(聚径基链烧酸醋)聚合 物的机械性质的方法。通常在使得生物质中的PHA含量达到一显著的水平(该水平可被认 为按重量计的30%或更多的生物质PHA含量)之后,从生物质中回收PHA。该方法提供由萃 取的PHA通过包括萃取的非PHA物质或它的各组分而形成的复合塑料的机械性质的改善, 相对于萃取的PHA,萃取的非PHA物质或其组分可W结合的形式或分离的形式在溶剂萃取 过程中被共回收。
[0031] 在复合塑料物质性质上的改善可包括例如增加的断裂伸长和增加的初性。已发现 通过运类复合塑料在机械性质上的运类改善得W保留延长的时间。因此,本方法设及从生 物质中回收PHAW及从生物质中对可萃取的非PHA物质的回收或共回收和利用,和然后使 用部分或全部的非PHA物质作为PHA复合塑料的添加剂用于改善机械性质和由此产品的价 值和由其产生的服务。
[0032] 通常塑料是用聚合物制成的。可通过溶剂或烙融形成为作为产品和/或在使用时 带来价值的结构来加工塑料。如PHA的聚合物与添加剂化合,所述添加剂可包括但不限于 用作为成核试剂、增塑剂、抗氧化剂、填充剂、颜料等等的化学品或化合物。W化合塑料为目 的的添加剂的共混可在溶剂中、在干混合物中和/或在烙融加工中进行。W化合塑料为目 的的各成分的结合可分批、在连续的共混步骤中、在产品烙融加工过程中和/或它们的组 合来实现。衍生自非PHA可萃取物质的添加剂用于实现相对于相同的复合塑料但不存在包 括在内的非PHA物质的对所得塑料物质的机械性质产生有利的影响。
[0033]从生物质中不仅回收PHA,还回收可提供带来增值价值的其它可萃取的物质,是有 益的。运些可萃取的非PHA物质包括例如长链的脂肪酸例如Cie或Cis脂肪酸,或它们的 某些组合。将萃取的PHA与非PHA物质的分离允许分离的组分被进一步精炼并且W控制的 方式与回收的PHA再组合。通过运样做,可然后改善复合塑料的可塑性或其它性质,其至少 部分地基于被再组合在复合塑料内的选定的相对比例的PHA和非PHA物质的量。
[0034]实现PHA和非PHA物质的回收W形成具有改善的机械性质的复合塑料的两种一般 的方法在图1和图2中示出。在一个模式中(在图1中一般通过数字100指出)使用已知 的技术培养生物质(方块10)W积累显著量的PHA。已向PHA回收过程提供的生物质(方块 10)包含可萃取PHA和非PHA物质W及其它非可萃取的生物质残留物。在回收加工期间一 起萃取非PHA和PHA物质(方块12)并且随后部分或全部分离(方块14)W生产PHA和非 PHA物质的不同回收部分。在再组合之前(方块16,将在下文中进一步描述)可分别进一步 精炼用于塑料化合的运些不同成分并且再组合的物质形成至少部分复合的塑料(方块30)。 备选地或附加地,可直接从结合的回收PHA和非PHA实现萃取的PHA和非PHA物质的化合 (方块20)。
[0035]在另一个模式(一般通过数字110指出,并在图2中示出)中,如在方块11和13中 所示的,与所述PHA分开地回收所萃取的非PHA物质。分开萃取的PHA和非PHA的随后的 组合(方块15)然后为从所组合的萃取的PHA和非PHA物质形成至少
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