组合物及其制备方法与流程

本发明的公开内容涉及衍生自化合物如缩聚物或甘油三酯及其组合物的化合物和组合物，制备所述化合物和组合物的方法，以及所述化合物和组合物在再循环和农业涂料制剂中的应用。

背景技术：

1、普通农业产品在暴露于环境时易于降解和分解(即腐败)。此类农业产品可包括例如蛋类、水果、蔬菜、农产品(produce)、种子、坚果、花和/或整株植物(包括其加工和半加工形式)。非农业产品(例如维生素、糖果等)在暴露于周围环境时也容易降解。由于从农业产品的外表面到大气的蒸发水分损失和/或从环境扩散到农业产品中的氧气的氧化和/或对表面的机械损伤和/或光诱导降解(即光降解)，农业产品的降解可以通过非生物手段发生。此外，生物应激原例如细菌、真菌、病毒和/或害虫也可以侵染和分解农业产品。

2、防止农业产品降解、保持质量和延长其寿命的常规方法包括冷藏和/或特殊包装。冷藏需要资本密集型设备，需要恒定的能量消耗，如果不仔细控制则可能对产品造成损坏或质量损失，必须主动管理，并且在温度控制的供应链中断时其益处会损失。特殊包装还可能需要昂贵的设备，消耗包装材料，增加运输成本，并且需要主动管理。尽管可以通过冷藏和特殊包装提供益处，但是农业产品的处理和运输可能导致表面磨损或擦伤，这在美学上令消费者不愉快并且成为细菌和真菌的进入点。此外，与这些方法相关的费用可能增加农业产品的成本。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明的公开内容描述了将含聚酯或聚酰胺的化合物转化为成分单体、低聚物或两者的方法；从植物物质生产角质素(cutin)衍生的单体、低聚物或两者的方法；以及由植物物质的种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料中的甘油三酯生产成分单体、低聚物或两者的方法。这些方法通常包括使聚合物原料分解或解聚以生成成分单体和低聚物的机械化学工艺。

2、尽管所公开的发明构思包括在所附权利要求中限定的发明构思，但是应当理解本发明构思也可以根据以下实施方案来限定。

3、除了所附权利要求的实施例和上述实施方案之外，以下编号的实施方案也是创新的。

4、实施方案1是一种用于将含聚酯或聚酰胺的化合物解聚为成分低聚物和/或单体的方法，该方法包括：

5、使含聚酯或聚酰胺的化合物与亲核试剂接触以形成第一混合物；

6、机械加工该第一混合物以分解至少一部分该含聚酯或聚酰胺的化合物，从而产生第二混合物，该第二混合物包含该含聚酯或聚酰胺的化合物的成分低聚物和/或单体；和

7、从该第二混合物分离至少一部分成分低聚物和/或单体。

8、实施方案2是实施方案1的方法，其中含聚酯或聚酰胺的化合物包括缩聚物和甘油三酯中的一种或多种。

9、实施方案3是实施方案2的方法，其中缩聚物选自角质素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚(2-羟基丁酸酯)、聚(己内酯)、聚(乳酸)、聚羟基链烷酸酯、聚乙交酯、聚己二酸乙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、尼龙、芳族聚酰胺和聚邻苯二甲酰胺。

10、实施方案4是实施方案3的方法，其中缩聚物是角质素。

11、实施方案5是实施方案2的方法，其中该含聚酯的化合物是甘油三酯。

12、实施方案6是实施方案1-5任一项的方法，其中该亲核试剂选自氢氧化物、醇盐、碳酸盐、金属氢化物及其前体。

13、实施方案7是实施方案6的方法，其中该亲核试剂是选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铯和氢氧化钙的氢氧化物。

14、实施方案8是实施方案1-7任一项的方法，其中该亲核试剂的选定量是催化量、化学计量数量或超化学计量数量。

15、实施方式9是实施方案1-8任一项的方法，其中将该第一混合物机械加工约1分钟至约24小时。

16、实施方案10是实施方案1-9任一项的方法，其中该机械加工包括研磨该第一混合物。

17、实施方案11是实施方案10的方法，其中研磨该第一混合物包括碾磨该第一混合物。

18、实施方案12是实施方案11的方法，其中该研磨是行星式球碾磨，并且该第一混合物以约1rpm至约1000rpm的旋转频率研磨。

19、实施方案13是实施方案1-9任一项的方法，其中该机械加工包括搅拌该第一混合物。

20、实施方案14是实施方案1-13任一项的方法，其中该机械加工将至少一部分第二混合物的粒度减小至小于约1000微米的平均粒度。

21、实施方式15是实施方案1-14任一项的方法，其中从该第二混合物分离至少一部分成分单体包括使第二混合物经受酸化、蒸馏、过滤和离心中的至少一种。

22、实施方案16是实施方案15的方法，其中分离至少一部分成分单体包括用酸处理第二混合物。

23、实施方案17是实施方案16的方法，其中该酸是无机酸。

24、实施方案18是实施方案16或实施方案17的方法，其中该酸选自盐酸、磷酸和硫酸。

25、实施方案19是实施方案16-18任一项的方法，其中用酸处理第二混合物形成ph小于或等于5的溶液。

26、实施方案20是实施方案16-19任一项的方法，其中用酸处理第二混合物约5分钟至约24小时。

27、实施方案21是实施方案1-20任一项的方法，其中该成分单体包含至少一种如本文所述的式i的化合物。

28、实施方案22是实施方案1-20任一项的方法，其中该成分单体包含至少一种如本文所述的式ii的化合物。

29、实施方案23是实施方案1-20任一项的方法，其中该成分单体包含至少一种如本文所述的式iii的化合物。

30、实施方案24是从植物物质生产角质素衍生的单体、低聚物或两者的方法，该方法包括：

31、从植物物质的含角质素部分获得角质素；

32、使角质素与亲核试剂接触以形成第一混合物；和

33、使第一混合物经受机械加工以分解至少一部分角质素，从而产生包含角质素衍生的单体、低聚物或两者的第二混合物。

34、实施方案25是实施方案24的方法，其中亲核试剂选自氢氧化物、醇盐、碳酸盐、金属氢化物及其前体。

35、实施方案26是实施方案25的方法，其中该亲核试剂是选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铯和氢氧化钙的氢氧化物。

36、实施方案27是实施方案24-26任一项的方法，其中角质素与催化量、化学计量或超化学计量的亲核试剂接触。

37、实施方案28是实施方案24-27任一项的方法，其中使第一混合物经受机械加工约1分钟至约24小时。

38、实施方案29是实施方案24-28任一项的方法，其中该机械加工包括研磨该第一混合物。

39、实施方案30是实施方案29的方法，其中研磨该第一混合物包括碾磨该混合物。

40、实施方案31是实施方案30的方法，其中该研磨是行星式球碾磨，并且该第一混合物以约1rpm至约1000rpm的旋转频率研磨。

41、实施方案32是实施方案24-31任一项所述的方法，其中该第二混合物包含至少一种如本文所述的式iv的角质素衍生的盐。

42、实施方案33是实施方案24-31任一项所述的方法，其中该第二混合物包含至少一种如本文所述的式v的角质素衍生的盐。

43、实施方案34是实施方案24-31任一项所述的方法，其中该第二混合物包含至少一种如本文所述的式vi的角质素衍生的盐。

44、实施方式35是实施方式24-34任一项的方法，还包括从该第二混合物分离角质素衍生的单体，其中分离角质素衍生的单体包括酸化、蒸馏、过滤和离心中的一种或多种。

45、实施方案36是实施方案35所述的方法，其中将该第二混合物酸化。

46、实施方案37是实施方案36的方法，其中采用无机酸将该第二混合物酸化。

47、实施方案38是实施方案37的方法，其中无机酸选自盐酸、磷酸和硫酸。

48、实施方案39是实施方案37-38任一项所述的方法，其中将该第二混合物酸化至ph小于或等于5。

49、实施方案40是实施方案35-39任一项的方法，其中角质素衍生的单体包含至少一种如本文所述的式i的化合物。

50、实施方案41是实施方案35-39任一项的方法，其中角质素衍生的单体包含至少一种如本文所述的式ii的化合物。

51、实施方案42是实施方案35-39任一项的方法，其中角质素衍生的单体包含至少一种如本文所述的式iii的化合物。

52、实施方式43是一种从植物物质的种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料的甘油三酯的至少一部分生产成分单体的方法，该方法包括：

53、从植物物质的其它部分获得至少部分分离的种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料；

54、任选地从种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料中提取油；

55、使分离的种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料或任选从中提取的油与亲核试剂接触以形成第一混合物；和

56、使第一混合物经受机械加工以产生包含衍生自甘油三酯的成分单体的第二混合物。

57、实施方案44是实施方案43的方法，其中亲核试剂选自氢氧化物、醇盐、碳酸盐、金属氢化物及其前体。

58、实施方案45是实施方案44的方法，其中亲核试剂是选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铯和氢氧化钙的氢氧化物。

59、实施方案46是实施方案43-45任一项的方法，其中分离的种子、豆、坚果、籽粒或果肉材料或任选从中提取的油与催化量、化学计量或超化学计量的亲核试剂接触。

60、实施方案47是实施方案43-46任一项的方法，其中使该第一混合物经受机械加工约1分钟至约24小时。

61、实施方案48是实施方案43-47任一项的方法，其中机械加工包括研磨该第一混合物。

62、实施方案49是实施方案48的方法，其中研磨该第一混合物包括碾磨该混合物。

63、实施方案50是实施方案49的方法，其中该研磨是行星式球碾磨，并且该第一混合物以约1rpm至约1000rpm的旋转频率研磨。

64、实施方案51是实施方案43-50任一项的方法，其中该第二混合物包含至少一种如本文所述的式i的羧酸盐或中性化合物。

65、实施方案52是实施方案43-50任一项的方法，其中该第二混合物包含至少一种如本文所述的式ii的羧酸盐或中性化合物。

66、实施方式53是实施方案43-50任一项的方法，其中第二混合物包含至少一种如本文所述的式iii的羧酸盐或中性化合物。

67、实施方案54是实施方案43-53任一项的方法，其还包括通过酸化、蒸馏、过滤和离心中的一种或多种从该第二混合物分离至少一部分单体。

68、实施方案55是实施方案54所述的方法，其中将该第二混合物酸化。

69、实施方案56是实施方案55的方法，其中采用无机酸将该第二混合物酸化。

70、实施方案57是实施方案56的方法，其中有机酸选自盐酸、磷酸和硫酸。

71、实施方案58是实施方案54-57任一项的方法，其中将第二混合物酸化至ph小于或等于5。

72、实施方案59是实施方案54-58任一项的方法，其中该单体包含至少一种如本文所述的式i的化合物。

73、实施方案60是实施方案54-58任一项的方法，其中该单体包含至少一种如本文所述的式ii的化合物。

74、实施方案61是实施方案54-58任一项的方法，其中该单体包含至少一种如本文所述的式iii的化合物。

75、聚合度的机械化学降低为降低缩聚物的聚合度提供了有效的选择，并且还提供了在大规模生产方面的优点，这至少部分是由于降低了溶剂负担和增加了化学反应速率。分解产物比相应的聚合物更容易溶解，因此更适合于下游应用。化学再循环(例如，将聚合物解聚为成分单体并使用那些单体作为起始材料来重构聚合物)可有利地用于从废塑料生产食品安全塑料，而没有通常与使用物理再循环制备的塑料相关的受损机械性能。另外，化学再循环允许在解聚之前去除聚合物中存在的生物体或其他化合物或污染物。