БЕЛОКСОДЕРЖАЩИЕ АДГЕЗИВЫ И ИХ ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ Российский патент 2017 года по МПК C09J189/00 C09J197/00 B32B21/14 B32B21/00 B32B37/12 B32B23/04 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки на патент Соединенных Штатов Америки с серийным номером 61/532832, поданной 9 сентября 2011 года, и предварительной заявки на патент Соединенных Штатов Америки с серийным номером 61/567769, поданной 7 декабря 2011 года, содержание каждой из которых включено в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Изобретение относится к белковым адгезивам и способам получения и применения таких адгезивов. Белковые адгезивы содержат перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию, полученную из биомассы растений, и являются пригодными для получения различных древесных материалов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Адгезивные композиции широко применяют в древесной промышленности для получения композитов, таких как древесностружечная плита, древесноволокнистая плита и соответствующие комбинированные древесные материалы. Адгезивные композиции также используют для получения композитного бруса. В последнее время в виду обеспокоенности состоянием окружающей среды подчеркивается необходимость в экологически безопасных адгезивных композициях. Адгезивные композиции часто применяют в древесной промышленности, однако они не являются экологически безопасными. Таким образом, существует необходимость в адгезивных композициях, снижающих необходимость в нефтяном сырье, сводящих к минимуму использование токсичных химических веществ и подходящих условиям отверждения и эксплуатационным характеристикам для древесных материалов.

[0004] В ответ на необходимость в экологически безопасных адгезивных композициях возобновился интерес к использованию определенных соевых продуктов для образования адгезивных композиций. Однако разработка адгезивной композиции из соевых продуктов представляет множество трудностей. Например, адгезивная композиция, выдержанная для образования связывающего средства, должна обладать достаточной прочностью сцепления. Адгезивная композиция, отвержденная для образования связывающего средства, должна для определенных областей применения быть достаточно влагоустойчивой. Другая трудность заключается в том, что адгезивная композиция должна обладать достаточной долговечностью при хранении, чтобы не произошло ее отверждения до применения к компонентам древесного материала. Также важна возможность широкомасштабного производства соевого продукта в отношении экономической целесообразности и восприимчивость к условиям отверждения, используемым для образования древесных материалов.

[0005] В различных отчетах описаны усилия, направленные на разработку адгезивной композиции с использованием определенных соевых продуктов. В опубликованной заявке на патент США 2008/0021187 описана адгезивная композиция, содержащая денатурированную мочевиной соевую муку. В патенте США № 7416598 описана адгезивная композиция, содержащая белковый ингредиент и модифицирующий ингредиент. Зонг и коллеги описывают адгезивную композицию, содержащую определенный модифицированный соевый белковый материал. Zhong et al. в J. Appl. Polym. Sci. (2007) 103: 2261-2270. Тем не менее, несмотря на эти усилия существует необходимость в экологически безопасной адгезивной композиции, соответствующей требованиям широкого распространения промышленного применения в древесной промышленности.

[0006] Настоящее изобретение направлено на указанную необходимость и обеспечивает другие соответствующие преимущества.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Изобретение относится к белковым адгезивным композициям, способам получения и применения таких адгезивов и изделиям, полученным с использованием таких адгезивов. Белковые адгезивные композиции содержат композицию растительного белка, такую как перемолотая мука из растительного сырья или выделенная полипептидная композиция, полученная из биомассы растений. Адгезивные композиции также содержат, например, лигнин, гидроксиароматическое соединение и источник альдегида, соединение мочевины и источник альдегида и/или аминное соединение и источник альдегида. Композиция растительного белка выгодна ввиду того, что ее получают из биомассы растений, возобновляемого сырья, обычно являющегося отходом производства сельскохозяйственной промышленности. Адгезивные композиции пригодны для получения древесных композитов, таких как древесностружечная плита.

[0008] Таким образом, один тип белковой адгезивной композиции, представленный по изобретению, содержит лигнин и композицию растительного белка. Лигнин является биополимером, который можно выделять из древесины. Неожиданно было обнаружено, что использование лигнина в комбинации с композицией растительного белка, описываемой в настоящем документе, обеспечивают адгезив, который можно применять к древесной стружке для образования композита древесностружечной плиты. В ходе экспериментов с использованием одного лигнина не удалось получить состав с достаточной силой сцепления для получения композита древесностружечной плиты. Таким образом, один из аспектов изобретения обеспечивает адгезивную композицию, содержащую лигнин и композицию растительного белка.

[0009] Другой тип белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит гидроксиароматическое соединение (например, фенол), источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Предполагается, что композиция растительного белка обеспечивает преимущество в характеристиках адгезивной композиции. Источником альдегида может быть альдегид или композиция, высвобождающая альдегид (например, формальдегид) in situ. Таким образом, другой аспект изобретения обеспечивает гидроксиароматическую альдегидную адгезивную композицию, содержащую гидроксиароматическое соединение, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции. Более конкретный вариант осуществления таких белковых адгезивов относится к фенолформальдегидной адгезивной композиции растительного белка, содержащей: (a) фенол; (b) формальдегид; (c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции; и (d) реактивного преполимера; где соотношение (i) процентов по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции составляет более чем 1:1. Второй более конкретный вариант осуществления таких белковых адгезивов относится к фенолформальдегидной адгезивной композиции растительного белка, содержащей: (a) фенол и формальдегид, вместе составляющим от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс. адгезивной композиции; (b) перемолотую муку из растительного сырья в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; (c) полимерный дифенилметандиизоцианат в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; и (d) воду в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции.

[0010] Еще один тип белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит соединение мочевины, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Предполагается, что композиция растительного белка обеспечивает преимущество в характеристиках адгезивной композиции. Источником альдегида может быть альдегид или композиция, высвобождающая альдегид (например, формальдегид) in situ. Таким образом, другой аспект изобретения обеспечивает адгезивную композицию соединения мочевины-альдегида, содержащую соединение мочевины, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции.

[0011] Еще один тип белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит аминное соединение, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Предполагается, что композиция растительного белка обеспечивает преимущество в характеристиках адгезивной композиции. Источником альдегида может быть альдегид или композиция, высвобождающая альдегид (например, формальдегид) in situ. Таким образом, другой аспект изобретения обеспечивает адгезивную композицию аминного соединения - альдегида, содержащую аминное соединение, выбранное из группы, состоящей из первичного аминного соединения и вторичного аминного соединения, источника альдегида и композиции растительного белка, выбранной из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции.

[0012] В другом аспекте изобретение обеспечивает композицию твердого связывающего средства, образованного посредством отверждения адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе.

[0013] В другом аспекте изобретение обеспечивает способ связывания первого изделия со вторым изделием. Способ включает этапы (a) депонирования на поверхности первого изделия любой одной из вышеуказанных адгезивных композиций для создания участка связывания; и (b) контакта связывающей поверхности с поверхностью второго изделия для связывания первого изделия со вторым изделием. Способ необязательно также содержит этап, после этапа (b), допущения отверждения адгезивной композиции, которому может способствовать применение давления, нагрева и одновременно давления и нагрева.

[0014] В другом аспекте изобретение обеспечивает способ получения композиционного материала. Способ включает этапы (a) комбинации первого изделия и второго изделия с любой одной из вышеуказанных адгезивных композиций для получения смеси; и (b) отверждение смеси, полученной на этапе (a), для получения композиционного материала. Отверждение может содержать применение давления, нагрева и одновременно давления и нагрева смеси.

[0015] В определенных вариантах осуществления первым изделием, вторым изделием или как первым, так и вторым изделием являются лигноцеллюлозные материалы или композиционные материалы, содержащие лигноцеллюлозный материал. Первое изделие, второе изделие или как первое, так и второе изделие могут содержать металл, смолу, керамику, полимер, стекло или их сочетание. Первым изделием, вторым изделием или как первым, так и вторым изделием может быть композит. Кроме того, изобретение обеспечивает изделие, полученное каждым из вышеуказанных способов получения.

[0016] Кроме того, изобретение обеспечивает изделие, содержащее два или более компонентов, связанных вместе с использованием одной или нескольких адгезивных композиций, описываемых в настоящем документе. Связанные компоненты могут быть выбраны из группы, состоящей из бумаги, древесины, стекла, металла, стекловолокна, древесного волокна, керамики, керамического порошка, пластмассы (например, термореактивной пластмассы) и их сочетания. В других определенных вариантах осуществления связанные компоненты могут быть выбраны из группы, состоящей из бумаги, древесины, стекла, металла, стекловолокна, древесного волокна, керамики, керамического порошка, песка, пластмассы (например, термореактивной пластмассы) и их сочетания. Изобретение обеспечивает изделие (например, композиционный материал, ламинат или ламинат, содержащий композиционный материал), полученное с использованием одной или нескольких адгезивных композиций, описываемых в настоящем документе.

[0017] Композиционным материалом может быть древесностружечная плита, древесноволокнистая плита, фанера, профилированный клееный брус, клееная древесина, клееный цельный брус, комбинированный клееный брус, композитные деревянные двутавровые балки, древесноволокнистая плита средней плотности, древесноволокнистая плита высокой плотности, ориентированная стружечная плита, древесина экструзионного прессования или стекловолокно. Композитом может быть отверждающийся композиционный материал или термопластичный композиционный материал.

[0018] В определенных вариантах осуществления изделием является композит, такой как неупорядоченный неориентированный однородный композиционный материал, ориентированный композиционный материал или многослойный композит. В других определенных вариантах осуществления изделие содержит лигноцеллюлозный компонент. Кроме того, изделие может содержать бумагу, древесину, стекло, стекловолокно, древесное волокно, керамику, керамический порошок или их сочетание.

[0019] В определенных вариантах осуществления изделием является композит древесностружечной плиты. Количество древесной и адгезивной композиции, используемой для получения композита древесностружечной плиты, можно корректировать для оптимизации эксплуатационных свойств древесностружечной плиты для различных применений (например, эксплуатации на открытом воздухе, где желательна повышенная водостойкость). В определенных вариантах осуществления композит содержит по меньшей мере приблизительно 80% (масс./масс.) древесины, по меньшей мере приблизительно 90% (масс./масс.) древесины, по меньшей мере приблизительно 95% (масс./масс.) древесины или по меньшей мере приблизительно 98% (масс./масс.) древесины.

[0020] В зависимости от использованного адгезива, полученное в результате изделие может обладать одной или несколькими из следующих характеристик: изделие влагоустойчиво; изделие остается интактным после кипячения в воде в течение 5 минут; два или более компонентов изделия остаются связанными после кипячения в воде в течение 5 минут; изделие при кипячении в воде в течение 5 минут показывает менее чем 20% увеличение объема относительно изделия до воздействия воды; и когда изделие (например, композиционный материал, ламинат или ламинат, содержащий композиционный материал) содержит лигноцеллюлозный материал в композиционном материале или ламинате, изделие показывает не менее чем 50%, необязательно не менее чем 75% когезионного разрушения лигноцеллюлозного компонента при воздействии на изделие нагрузки, достаточной для разлома изделия. В определенных вариантах осуществления изделие показывает не менее чем 50% когезионного разрушения лигноцеллюлозного компонента при воздействии на изделие нагрузки, достаточной для разлома изделия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] Указанные выше и другие цели, характеристики и преимущества по изобретению станут очевидными после следующего описания предпочтительных вариантов осуществления, как показано на сопутствующих чертежах. Схожие элементы отождествляют общие характеристики на соответствующих чертежах. На чертежах необязательно применен масштаб, вместо этого акцент сделан на демонстрации принципов по настоящему изобретению, в которых:

[0022] На фиг. 1 представлена блок-схема, на которой показаны этапы иллюстративного способа получения выделенной полипептидной композиции, пригодной в практическом осуществлении изобретения;

[0023] На фиг. 2 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе водорастворимых и нерастворимых в воде белковых фракций, выделенных из партии расщепленной клещевины 5-90;

[0024] На фиг. 3 показаны ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций из расщепленной клещевины, где область карбониламида расширена;

[0025] На фиг. 4 показаны ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций из расщепленной клещевины, где область валентных колебаний связи N-H расширена;

[0026] Согласно изображенным на фиг. 5 наложенным ИК-Фурье-спектрам в твердой фазе отделенных фракций из белка клещевины (партия 5-94), расширение области карбониламида (водорастворимая фракция и нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция);

[0027] На фиг. 6 показаны ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций из белка клещевины (партия 5-94), где области валентных колебаний связей N-H и O-H расширены;

[0028] На фиг. 7 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных нерастворимых в воде/диспергируемых в воде фракций из белка клещевины (партия 5-94) и из расщепленной ферментом клещевины (партия 5-90);

[0029] На фиг. 8 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций из расщепленной сои, где область карбониламида расширена, где спектры представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для валентных колебаний связи амидного карбонила-I;

[0030] На фиг. 9 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций из расщепленной сои, область валентных колебаний связи N-H расширена;

[0031] На фиг. 10 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых полипептидных фракций из расщепленной сои и расщепленной клещевины;

[0032] На фиг. 11 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных нерастворимых в воде фракций из расщепленной сои и соевой муки тонкого помола;

[0033] На фиг. 12 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных нерастворимых в воде/диспергируемых в воде фракций из нескольких образцов белка (партия расщепленной сои 5-81, соевой муки тонкого помола, партия изолята белка клещевины 5-94, партия расщепленной клещевины 5-90), где область карбониламида расширена;

[0034] На фиг. 13 представлен двумерный HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР-спектр для расщепленной клещевины (партия 5-83) в d₆-ДМСО, на котором показаны две представляющие интерес области, обозначаемые областью A и областью B;

[0035] На фиг. 14 представлен двумерный HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР спектр для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции, полученной из расщепленной клещевины (партия 5-83) в d₆-ДМСО, на которой снова показаны область A и область B;

[0036] На фиг. 13 представлен двумерный HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР спектр, где показано увеличенное от фиг. 14 изображение области A;

[0037] На фиг. 16 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций, полученных из перемолотой соевой муки, где области валентных колебаний связей N-H и O-H расширены;

[0038] На фиг. 17 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде фракций, полученных из перемолотой соевой муки, где область карбониламида расширена и спектры представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для валентных колебаний связей амидного карбонила-I;

[0039] На фиг. 18 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций, полученных из перемолотой каноловой муки, где области валентных колебаний связей N-H и O-H расширены, как описано также в примере 5;

[0040] На фиг. 19 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых и нерастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций, полученных из перемолотой каноловой муки, где область карбониламида расширена и спектры представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для валентных колебаний связи амидного карбонила-I, как описано также в примере 5;

[0041] На фиг. 20 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных водорастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций, полученных из соевой муки тонкого помола, как описано также в примере 5;

[0042] На фиг. 21 показаны наложенные ИК-Фурье-спектры в твердой фазе выделенных нерастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций, полученных из соевой муки крупного помола и соевой муки тонкого помола, как описано также в примере 5; и

[0043] На фиг. 22 показаны композиты древесностружечной плиты, полученные в примере 6, вместе с образцами TP-12 и TP-13, когезионно дезинтегрированными при удалении их из пресса.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0044] Изобретение относится к белковым адгезивным композициям и способам получения и применения таких адгезивов. Также изобретение относится к изделиям, таким как древесные композиционные материалы, полученные с использованием белковых адгезивных композиций. Белковые адгезивные композиции, описываемые в настоящем документе, содержат композицию растительного белка. Композицию растительного белка получают из возобновляемого сырья, и она обеспечивает многочисленные преимущества в получении адгезивных композиций. Белковым компонентом предпочтительно является перемолотая мука из растительного сырья или выделенная полипептидная композиция, полученная из муки из растительного сырья. Адгезивные композиции также содержат, например, лигнин, гидроксиароматическое соединение и источник альдегида, соединение мочевины и источник альдегида и/или аминное соединение и источник альдегида.

[0045] Один тип белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит лигнин и композицию растительного белка. Другой тип белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит гидроксиароматическое соединение, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Еще один тип белок белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит соединение мочевины, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Еще один тип белок белковой адгезивной композиции, представленной по изобретению, содержит аминное соединение, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Характеристики белковой адгезивной композиции более подробно описаны в разделах, представленных ниже.

[0046] Адгезивы, описываемые в настоящем документе, можно использовать в получении различных продуктов на основе древесины, включая композиционные материалы, ламинаты и ламинаты, содержащие композиционные материалы. Например, адгезивы можно использовать в получении уплотненных древесных композиционных материалов, например, древесностружечной плиты (также известной как ДСП), древесноволокнистой плиты и соответствующих комбинированных древесных материалов, а также в получении композитных брусов, например, двутавровых балок (несущих балок), профилированного клееного бруса (ПКБ) и других типов композитных конструкционных пиломатериалов.

[0047] В следующих разделах описаны лигнинсодержащие белковые адгезивы, гидроксиароматическая альдегидная адгезивная композиция (например, адгезивные композиции фенола/формальдегида), адгезивная композиция соединения мочевины - альдегида (например, адгезивные композиции мочевины/формальдегида), адгезивная композиция аминного соединения - альдегида (например, адгезивные композиции меламина/формальдегида), добавки, которые могут быть включены в адгезивные композиции, и способы применения таких адгезивов, и изделия, образованные от таких адгезивов.

I. ЛИГНИНСОДЕРЖАЩИЕ БЕЛКОВЫЕ АДГЕЗИВЫ

[0048] Удивительным образом было обнаружено, что использование лигнина в комбинации композициями растительного белка, описываемыми в настоящем документе, обеспечивает адгезив. Адгезив можно применять к деревянным изделиям для образования, например, композита древесностружечной плиты. Как разъяснено в примере 6, в результате экспериментов с использованием одного только лигнина не удалось получить состав с достаточной силой сцепления для получения композита древесностружечной плиты.

[0049] Таким образом, один из аспектов изобретения обеспечивает адгезивную композицию, содержащую лигнин и композицию растительного белка. Дальнейшее описание лигнина и композиций растительного белка представлено в разделах ниже. Адгезивная композиция может быть в форме жидкости. Альтернативно, адгезивная композиция может быть в форме сухой смеси. Адгезивная композиция может дополнительно содержать одну или несколько добавок, таких как добавки, описанные ниже в разделе VIII, которые включают, например, интеркалированную глину, расшелушенную глину и частично расшелушенную глину.

[0050] В определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать реактивный преполимер. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать гидроксиароматическое соединение (например, фенол) и источник альдегида, такой как те, что описаны ниже в разделе II. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать соединение мочевины (например, H₂NC(O)NH₂) и источник альдегида, такой как те, что описаны ниже в разделе III. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать аминное соединение (например, меламин) и источник альдегида, такой как те, что описаны ниже в разделе IV. В других вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать источник альдегида, такой как альдегид источник, описанный ниже в разделе IV.

[0051] В определенных вариантах осуществления адгезивная композиция дополнительно содержит воду. Например, в определенных вариантах осуществления вода присутствует в количестве от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 65% масс./масс. адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления вода присутствует в количестве от приблизительно 20% масс./масс. до приблизительно 50% масс./масс., от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 60% масс./масс., от приблизительно 40% масс./масс. до приблизительно 70% масс./масс., от приблизительно 50% масс./масс. до приблизительно 80% масс./масс. или от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 90% масс./масс. адгезивной композиции.

[0052] Количество лигнина в адгезивной композиции можно корректировать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 50% масс./масс. лигнина, от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. лигнина, от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 15% масс./масс. лигнина, от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. лигнина, от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. лигнина или от приблизительно 20% масс./масс. до приблизительно 45% масс./масс. лигнина. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. лигнина.

[0053] Количество композиции растительного белка в адгезивной композиции можно корректировать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 50% масс./масс. композиции растительного белка, от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. композиции растительного белка, от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. композиции растительного белка, от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. композиции растительного белка или от приблизительно 20% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. композиции растительного белка. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. композиции растительного белка.

[0054] Количество композиции растительного белка можно выбирать относительно количества лигнина в адгезивной композиции. Например, в определенных вариантах осуществления соотношение процентов по массе композиции растительного белка в адгезивной композиции к процентам по массе лигнина в адгезивной композиция составляет (a) от 99,9:0,1 до 0,1:99,9, (b) от 9:1 до 1:9, (c) от 5:1 до 1:5 или (d) от 2:1 до 1:2.

[0055] Более конкретный вариант осуществления относится к адгезивной композиции, содержащей: (a) лигнин в количестве в диапазоне от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; (b) перемолотую муку из растительного сырья в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; и (c) воду в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления лигнин имеет средневзвешенную молекулярную массу от приблизительно 10000 г/моль до приблизительно 70000 г/моль.

II. БЕЛКОВЫЕ АДГЕЗИВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ГИДРОКСИАРОМАТИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ/АЛЬДЕГИД

[0056] Другой аспект изобретения обеспечивает гидроксиароматическую альдегидную белковую адгезивную композицию. Адгезивная композиция содержит гидроксиароматическое соединение, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции. Адгезивная композиция может быть в форме жидкости. Альтернативно, адгезивная композиция может быть в форме сухой смеси.

[0057] Адгезивная композиция может дополнительно содержать одну или несколько добавок, таких как добавки, описанные ниже в разделе VIII, которые включают, например, интеркалированную глину, расшелушенную глину и частично расшелушенную глину. Кроме того, адгезивная композиция может содержать лигнин, такой как лигнин, описанный ниже в разделе V. Также в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать реактивный преполимер, такой как реактивный преполимер, описанный ниже в разделе VII.

[0058] Конкретное гидроксиароматическое соединение можно выбирать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Иллюстративные классы гидроксиароматических соединений включают алкилзамещенные фенолы, арилзамещенные фенолы, циклоалкил- замещенные фенолы, алкенилзамещенные фенолы, алкоксизамещенные фенолы, арилоксизамещенные фенолы и галогензамещенные фенолы. Иллюстративные конкретные гидроксиароматические соединения включают фенол, o-крезол, м-крезол, п-крезол, 3,5-ксиленол, 3,4-ксиленол, 2,3,4-триметилфенол, 3-этилфенол, 3,5-диэтилфенол, п-бутилфенол, 3,5-дибутилфенол, п-амилфенол, п-циклогексилфенол, п-октилфенол, 3,5-дициклогексилфенол, п-фенилфенол, п-кротилфенол, 3,5-диметоксифенол, 3,4,5-триметоксифенол, п-этоксифенол, п-бутоксифенол, 3-метил-4-метоксифенол, п-феноксифенол, резорцинол и нафтол. В определенных вариантах осуществления гидроксиароматическим соединением является фенол.

[0059] Различные соединения источника альдегида известны в литературе, и предполагается их пригодность для использования в настоящем изобретении. Например, в определенных вариантах осуществления источником альдегида является альдегидное соединение или параформальдегид. Иллюстративные классы альдегидных соединений включают алкил моноальдегид, алкил диальдегид, гидроксиалкил моноальдегид, гидроксиалкил диальдегид, ацил моноальдегид и ацил диальдегид. Иллюстративные конкретные альдегидные соединения включают формальдегид, ацетальдегид, глиоксаль, метилглиоксаль, глиоксальдегид, пропандиаль, пропионовый альдегид, бутиральдегид, пентаналь, гексаналь, додеканаль, октадеканаль, циннамальдегид, фурфурол, бензальдегид и глутаральдегид. В определенных вариантах осуществления источником альдегида является формальдегид (т.е. HC(O)H), такой как в форме газа формальдегида. В других определенных вариантах осуществления источником альдегида является параформальдегид («параформ»). Альтернативно, химические вещества, найденные в древесине, могут служить источником формальдегида, и, фактически, древесина может быть источником альдегида.

[0060] Соотношение источник альдегида к гидроксиароматическому соединению в адгезивной композиции можно корректировать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления соотношение молей источника альдегида к гидроксиароматическому соединению составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 4:1, приблизительно 1,5:1 до приблизительно 3,5:1 или от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 2,5:1. В других определенных вариантах осуществления соотношение молей источника альдегида к гидроксиароматическому соединению составляет от приблизительно 1:2 до приблизительно 2:1. В других определенных вариантах осуществления гидроксиароматическим соединением является фенол, источником альдегида является формальдегид, и соотношение молей формальдегида к фенолу составляет от приблизительно 1:2 до приблизительно 2:1.

[0061] В определенных вариантах осуществления гидроксиароматическое соединение и источник альдегида вместе составляют от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс., от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 8% масс./масс., от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. или от приблизительно 2% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления композиция растительного белка присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 40% масс./масс., от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. или от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 25% масс./масс. адгезивной композиции. В вариантах осуществления, в которых адгезивная композиция дополнительно содержит реактивный преполимер, реактивный преполимер может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 40% масс./масс., от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. или от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 25% масс./масс. адгезивной композиции.

[0062] Гидроксиароматические альдегидные белковые адгезивные композиции могут необязательно дополнительно содержать катализатор для усиления полимеризации. Иллюстративные катализаторы включают основы, такие как гидроксид натрия, каустическая сода, гидроксид калия, гидроокись кали, гидроксид кальция, гидроокись тетраалкиламмония, гидроксид бария и другие основные щелочные соли, такие как карбонат щелочного металла. Другие иллюстративные катализаторы включают (i) неорганические кислоты, такие как соляная кислота, бромистоводородная кислота, хлорная кислота, серная кислота и азотная кислота; (ii) сульфоновые кислоты, такие как метансульфоновая кислота, этансульфоновая кислота, циклогексансульфоновая кислота, бензолсульфоновая кислота, п-толуолсульфоновая кислота, трифторметансульфоновая кислота и камфарсульфоновая кислота; и (iii) органические кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, циклогексанкарбоновая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, лимонная кислота, винная кислота и 3-меркаптопропионовая кислота.

[0063] В определенных вариантах осуществления адгезивная композиция дополнительно содержит воду. Например, в определенных вариантах осуществления вода присутствует в количестве от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 65% масс./масс. адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления вода присутствует в количестве от приблизительно 20% масс./масс. до приблизительно 50% масс./масс., от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 60% масс./масс., от приблизительно 40% масс./масс. до приблизительно 70% масс./масс., от приблизительно 50% масс./масс. до приблизительно 80% масс./масс. или от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 90% масс./масс. адгезивной композиции.

[0064] Более конкретный вариант осуществления относится к фенолформальдегидной адгезивной композиции растительного белка, содержащей: (a) фенол; (b) формальдегид; (c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции; и (d) реактивный преполимер; где соотношение (i) процентов по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции составляет более чем 1:1. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 20:1. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) процентам по массе композиции растительного белка в адгезивной композиция находится в диапазоне от приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4. В определенных вариантах осуществления композиция дополнительно содержит воду, таких как, где вода присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления композиция дополнительно содержит мочевину (т.е. H₂NC(O)NH₂), где мочевина присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции.

[0065] Иллюстративные реактивный преполимеры описаны ниже в разделе VII. В определенных вариантах осуществления реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата, преполимер на основе эпоксида, преполимер на основе латекса, латексный преполимер или их сочетание. В других определенных вариантах осуществления реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата. В других определенных вариантах осуществления преполимером на основе полиизоцианата является органический полиизоцианат; или продукт реакции между органическим полиизоцианатом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксисодержащим соединением или их сочетание. В других определенных вариантах осуществления реактивным преполимером является полимерный дифенилметандиизоцианат.

[0066] В определенных вариантах осуществления композицией растительного белка является перемолотая мука из растительного сырья.

[0067] Другой более конкретный вариант осуществления относится к фенолформальдегидной адгезивной композиции растительного белка, содержащей: (a) фенол и формальдегид, которые вместе составляют от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс. адгезивной композиции; (b) перемолотую муку из растительного сырья в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; (c) полимерный дифенилметандиизоцианат в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; и (d) воду в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления композиция дополнительно содержит мочевину (т.е. H₂NC(O)NH₂) в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 2:1 до приблизительно 5:1. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) процентам по массе композиции растительного белка в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 1:2.

[0068] Еще один более конкретный вариант осуществления относится к фенолформальдегидной адгезивной композиции растительного белка, содержащей: (a) фенол и параформальдегид, которые вместе составляют от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс. адгезивной композиции; (b) перемолотую муку из растительного сырья в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; (c) полимерный дифенилметандиизоцианат в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; и (d) воду в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления композиция дополнительно содержит мочевину (т.е. H₂NC(O)NH₂) в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и параформальдегида в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 2:1 до приблизительно 5:1. В определенных вариантах осуществления соотношение (i) процентов по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) процентам по массе композиции растительного белка в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 1:2.

III. БЕЛКОВЫЕ АДГЕЗИВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МОЧЕВИНУ/АЛЬДЕГИД

[0069] Другой аспект изобретения обеспечивает белковую адгезивную композицию соединения мочевины - альдегида. Адгезивная композиция содержит соединение мочевины, источник альдегида и композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции.

[0070] Адгезивная композиция может дополнительно содержать одну или несколько добавок, таких как добавки, описанные ниже в разделе VIII, которые включают, например, интеркалированную глину, расшелушенную глину и частично расшелушенную глину. Кроме того, адгезивная композиция может содержать лигнин, такой как лигнин, описанный ниже в разделе V. Также в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать реактивный преполимер, такой как реактивный преполимер, описанный ниже в разделе VII.

[0071] Конкретное соединение мочевины можно выбирать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Иллюстративные классы соединений мочевины включают алкилмочевины, аралкилмочевины, арилмочевины, монометилолмочевину, диметилолмочевину, триметилолмочевину и замещенные нециклические мочевины. Иллюстративные конкретные соединения мочевины включают H₂NC(O)NH₂, этиленмочевину, пропиленмочевину, тетрагидро-5-(2-гидроксиэтил)-1,3,5-триазин-2-один, 4,5-дигидрокси-2- имидазолидон, 4,5-диметокси-2-имидазолидинон, 4-метилэтиленмочевину, 4-этил этиленмочевину, 4-гидроксиэтилэтиленмочевину, 4,5-диметил этиленмочевину, 4-гидрокси-5-метилпропиленмочевину, 4-метокси-5-метилпропиленмочевину, 4-гидрокси-5,5-диметилпропиленмочевину, 4-метокси-5,5-диметилпропиленмочевину, тетрагидро-5-(этил)-1,3,5-триазин-2-один, тетрагидро-5-(пропил)-1,3,5-триазин-2-один, тетрагидро-5-(бутил)-1,3,5-триазин-2-один, дигидро-5-метил-2(1H,3H)пиримидинон, дигидро-5,5-диметил-2 (1H)пиримидинон, тетрагидро-4,5-метил-2(1H)пиримидинон и тетрагидро-4-(2-гидроксиэтил)-5,5-диметил-2(1H)пиримидинон. Дополнительные соединения мочевины включают те, что представлены RN(H)C(O)NH₂, R₂NC(O)NH₂ или RN(H)C(O)N(H)R, где R представляет независимо для каждого случая H, алкил, арил или аралкил. В определенных вариантах осуществления соединение мочевины имеет формулу RN(H)C(O)N(H)R, где R представляет независимо для каждого случая H, алкил, арил или аралкил. В других определенных вариантах осуществления соединением мочевины является H₂NC(O)NH₂, H₂NC(O)N(H)Me, MeN(H)C(O)N(H)Me или H₂NC(O)N(CH₃)₂. В других определенных вариантах осуществления соединением мочевины является [CH₃CH₂N(H)]₂C(O), [(CH₃)₂N]₂C(O) или CH₃CH₂N(H)C(O)NH₂. В других вариантах осуществления соединением мочевины является H₂NC(O)NH₂.

[0072] Различные соединения источника альдегида известны в литературе, и предполагается их пригодность для использования в настоящем изобретении. Например, в определенных вариантах осуществления источником альдегида является альдегидное соединение или параформальдегид. Иллюстративные классы альдегидных соединений включают алкил моноальдегид, алкил диальдегид, гидроксиалкил моноальдегид, гидроксиалкил диальдегид, ацил моноальдегид и ацил диальдегид. Иллюстративные конкретные альдегидные соединения включают формальдегид, ацетальдегид, глиоксаль, метилглиоксаль, глиоксальдегид, пропандиаль, пропионовый альдегид, бутиральдегид, пентаналь, гексаналь, додеканаль, октадеканаль, циннамальдегид, фурфурол, бензальдегид и глутаральдегид. В определенных вариантах осуществления источником альдегида является формальдегид (т.е. HC(O)H), такой как в форме газа формальдегида. В других определенных вариантах осуществления источником альдегида является параформальдегид («параформ»). Альтернативно, химические вещества, найденные в древесине, могут служить источником формальдегида, и, фактически, древесина может быть источником альдегида.

[0073] Соотношение источник альдегида к соединению мочевины в адгезивной композиции можно корректировать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления соотношение молей источника альдегида к соединению мочевины составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 4:1, от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 3,5:1 или от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 2,5:1.

[0074] Белковая адгезивная композиция соединения мочевины - альдегида может необязательно дополнительно содержать катализатор для усиления полимеризации. Иллюстративные катализаторы включают кислоты Льюиса, кислоты Брэнстеда, аммонийные соли, замещенные аммонийные соли или их сочетание. В определенных вариантах осуществления катализатором является AlCl₃, AlBr₃, Al₂(SO₄)₃, MgCl₂, MgBr₂, Ca, Sr, Ti, Fe, Zn, Sn, Sb, Zr, Hg, TI, Pb, Bi, HCl, H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄ или HClO₄.

IV. БЕЛКОВЫЕ АДГЕЗИВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ АМИННОЕ СОЕДИНЕНИЕ - АЛЬДЕГИД

[0075] Другой аспект изобретения обеспечивает адгезивную композицию аминного соединения - альдегида. Адгезивная композиция содержит аминное соединение, выбранное из группы, состоящей из первичного аминного соединения и вторичного аминного соединения, источника альдегида и композиции растительного белка, выбранной из группы, состоящей из перемолотой муки из растительного сырья и выделенной полипептидной композиции.

[0076] Адгезивная композиция может дополнительно содержать одну или несколько добавок, таких как добавки, описанные ниже в разделе VIII, которые включают, например, интеркалированную глину, расшелушенную глину и частично расшелушенную глину. Кроме того, адгезивная композиция может содержать лигнин, такой как лигнин, описанный ниже в разделе V. Также в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция может дополнительно содержать реактивный преполимер, такой как реактивный преполимер, описанный ниже в разделе VII.

[0077] Конкретное аминное соединение можно выбирать для достижения определенных эксплуатационных свойств. В определенных вариантах осуществления аминным соединением является первичное аминное соединение, такое как первичный алкиламин, первичный ариламин, первичный гетероариламин или первичный аралкиламин. В определенных вариантах осуществления аминным соединением является меламин.

[0078] Различные соединения источника альдегида известны в литературе, и предполагается их пригодность для использования в настоящем изобретении. Например, в определенных вариантах осуществления источником альдегида является альдегидное соединение или параформальдегид. Иллюстративные классы альдегидных соединений включают алкил моноальдегид, алкил диальдегид, гидроксиалкил моноальдегид, гидроксиалкил диальдегид, ацил моноальдегид и ацил диальдегид. Иллюстративные конкретные альдегидные соединения включают формальдегид, ацетальдегид, глиоксаль, метилглиоксаль, глиоксальдегид, пропандиаль, пропионовый альдегид, бутиральдегид, пентаналь, гексаналь, додеканаль, октадеканаль, циннамальдегид, фурфурол, бензальдегид и глутаральдегид. В определенных вариантах осуществления источником альдегида является формальдегид (т.е. HC(O)H), такой как в форме газа формальдегида. В других определенных вариантах осуществления источником альдегида является параформальдегид («параформ»). Альтернативно, химические вещества, найденные в древесине, могут служить источником формальдегида, и, фактически, древесина может быть источником альдегида.

[0079] Соотношение источника альдегида к аминному соединению в адгезивной композиции можно корректировать для достижения определенных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления соотношение молей источника альдегида к аминному соединению составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 4:1, от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 3,5:1 или от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 2,5:1.

V. ЛИГНИН

[0080] Лигнином является полимер полифенольной смолы, который можно выделять из древесины. Лигнин можно охарактеризовать в соответствии с естественным источником, из которого он получен. Кроме того, лигнин можно охарактеризовать в соответствии с физическими свойствами, такими как растворимость, молекулярная масса, температуростойкость, солеустойчивость, поверхностное натяжение, содержание серы, присутствие катионов, количество огнеупорности, сигнал от его феноксильного радикала и количество молекул п-гидроксифенила, гваяцила и/или сирингила в его структуре.

[0081] Предполагается, что одним типом лигнина, пригодным для применения в адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе, является лигнин, полученный из лиственных деревьев, таких как гуммиарабик, афцелия, магический фрукт, альцибия, ольха, яблоневое дерево, земляничное дерево, ясень, осина, австралийский можжевельник виргинский, нигерийское атласное дерево, бальза, липа, бук, береза, лобия, черное дерево, бокоте, ясенелистный клен, самшит, цезальпиния, бубинга, конский каштан, серый орех, катальпа, вишня, дикая яблоня, каштан, коучвуд, кокоболо, пробковое дерево, тополь трехгранный, магнолия остроконечная, кизил, эбеновое дерево, вяз, эвкалипт, нектандра, страстоцвет крупный, камедное дерево, пекан, граб, хмелеграб, ипе, хлорофора высокая, железное дерево, палисандровое дерево, джатоба, лайсвуд, лавр благородный, лимба, гваяковое дерево, рожковое дерево, махагониевое дерево, клен, красное дерево, мпинго, дуб, триплохитон твердосмолый, окоуме, орегонский мирт, лавр калифорнийский, грушевое дерево, тюльпанное дерево, рамин, можжевельник виргинский, розовое дерево, сал, сандаловое дерево, сассафрас, атласное дерево, шелковистый дуб, дубильная акация, цекропия, оксидендрум древовидный, можжевельник красный, платан западный, тиковое дерево, ореховое дерево, ива, лириодендрон тюльпанный, бамбук и пальмовое дерево.

[0082] Предполагается, что другим типом лигнина, пригодным для применения в адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе, является лигнин, получаемый из хвойных деревьев, таких как араукария, хвойный кедр, кипарис, лжетсуга тисолистная Скалистых гор, тис европейский, пихта, болиголов, каури, торрейя орехоносная, лиственница, сосна, калифорнийское мамонтовое дерево, красная сосна, ель и суги.

[0083] Предполагается, что другим типом лигнина, пригодным для применения в адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе, является лигнин, получаемый из волокна однолетних растений, таких как лен, пшеница, ячмень, овес, выжимка сахарного тростника, стебли риса, кукурузная солома, конопля, плодовая мякоть, трава альфа, просо прутьевидное, початки кукурузы и кожура плодов.

[0084] Предполагается, что другим типом лигнина, пригодным для для применения в адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе, является лигнин, имеющий одно или несколько из следующих физических свойств: (i) средневзвешенная молекулярная масса составляет от приблизительно 1000 г/моль до приблизительно 100000 г/моль, от приблизительно 10000 г/моль до приблизительно 70000 г/моль или от приблизительно 5000 до приблизительно 50000; (ii) температуростойкость составляет от приблизительно 50°C до приблизительно 400°C, от приблизительно 70°C до приблизительно 250°C или от приблизительно 90°C до приблизительно 200°C; (iii) солеустойчивость составляет менее чем 0,1% осадка в солевом растворе, содержащем хлорид натрия, хлорид магния и/или хлорид кальция с концентрацией от приблизительно 70 м.д. до приблизительно 270 м.д. общего количества растворенных твердых частиц; (iv) при смешивании с водой для получения 1% водного раствора, водный раствор имеет поверхностное натяжение, составляющее от 35 до 75 дин/см; и (v) наличие сигнала феноксильного радикала, составляющего от приблизительно 500 гаусс до приблизительно 5000 гаусс, от приблизительно 1000 гаусс до приблизительно 3000 гаусс или от приблизительно 2000 гаусс до приблизительно 4000 гаусс. В определенных вариантах осуществления лигнин имеет одно или несколько из следующих физических свойств: (i) по меньшей мере 20% по массе п-гидроксифенила, (ii) по меньшей мере 40% по массе п-гидроксифенила, (iii) по меньшей мере 20% по массе гваяцила, (iv) по меньшей мере 40% по массе гваяцила, (v) по меньшей мере 20% по массе сирингила и (vi) по меньшей мере 40% по массе сирингила.

[0085] Лигнин можно выделять из древесины и волокна однолетних растений с использованием процессов, описанных в литературе. Иллюстративные процессы выделения включают сульфитную варку, сульфатную варку, органосольвентную варку (например, органосольвентную варку по способу ASAM), кислотный гидролиз, натронную варку, паровой взрыв, варку по способу Alcell®, варку по способу Organocell и варку по способу Acetosolv pulping. В частности процессы сульфатов, сульфитов, ORGANOSOLV и MILOX можно использовать для выделения лигнина. Процессы выделения, описанные в литературе, также можно использовать для получения сульфонатов лигнина (также известных как лигносульфонаты и сульфитные лигнины), крафт-лигнинов (также называемых сульфатными лигнинами), щелочных лигнинов и оксилигнинов.

VI. КОМПОЗИЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА

[0086] Композицию растительного белка получают из биомассы растений, и фактически, она обеспечивает преимущество, являясь возобновляемым сырьем. Композицией растительного белка может быть перемолотая мука из растительного сырья или выделенная полипептидная композиция, как более подробно описано ниже.

A. Перемолотая мука из растительного сырья

[0087] Муку из растительного сырья можно получать из коммерческих источников или получать из кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семени рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика, льна, ятрофы, просвирника, арахиса, морских водорослей, выжимки сахарного тростника, табака, молочной сыворотки или их сочетания. Муку из растительного сырья можно перемолоть с применением известных в данной области способов, таких как молотковая мельница (работающая при низкой температуре или температуре окружающей среды) или шаровая мельница. В определенных вариантах осуществления муку из растительного сырья перемалывают и сортируют для отделения частиц муки из растительного сырья, имеющих размер в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 400 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 350 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 300 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 250 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 200 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 50 мкм, от приблизительно 5 мкм до приблизительно 250 мкм, от приблизительно 5 мкм до приблизительно 200 мкм, от приблизительно 5 мкм до приблизительно 150 мкм, от приблизительно 5 мкм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 5 мкм до приблизительно 50 мкм, от приблизительно 10 мкм до приблизительно 250 мкм, от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 10 мкм до приблизительно 90 мкм, от приблизительно 10 мкм до приблизительно 70 мкм, от приблизительно 10 мкм до приблизительно 50 мкм, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 150 мкм, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 80 мкм, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 70 мкм, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 60 мкм, от приблизительно 25 мкм до приблизительно 150 мкм, от приблизительно 25 мкм до приблизительно 100 мкм, от приблизительно 25 мкм до приблизительно 50 мкм, от приблизительно 50 мкм до приблизительно 150 мкм или от приблизительно 50 мкм до приблизительно 100 мкм. В определенных вариантах осуществления муку из растительного сырья перемалывают, и она имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 200 мкм. В других определенных вариантах осуществления муку из растительного сырья перемалывают, и она имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 100 мкм.

[0088] Предпочтительные виды перемолотой муки и растительного сырья характеризуются своей способностью суспендировать или эмульгировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной суспензии или эмульсии, остающейся стабильной, при внешнем осмотре, в течение по меньшей мере 5 минут. В определенных вариантах осуществления в дисперсии или эмульсии по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 10, 15, 20, 25 или 30 минут или даже 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 или 24 часов после смешивания перемолотой муки из растительного сырья с маслом. Один анализ, который можно использовать для определения такой предпочтительной перемолотой муки из растительного сырья, включает смешивание 26 частей (по массе) образца перемолотой муки из растительного сырья с 74 частями (по массе) воды. Полученный раствор или дисперсию смешивают с 26 частями (по массе) масла, например, полиметилендифенилдиизоцианата. В этих условиях из перемолотой муки из растительного сырья получают дисперсию или эмульсию, в которой по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 5 минут после смешивания перемолотой муки из растительного сырья с маслом. Данный анализ можно проводить с другими маслами помимо полиметилендифенилдиизоцианата, такими как минеральное масло, соевое масло, дериватизированное соевое масло, моторное масло, касторовое масло, дериватизированное касторовое масло, дибутилфталат, эпоксидированное соевое масло, кукурузное масло, растительное масло, каприловый триглицерид, эвкалиптовое масло, трибутил o-ацетилцитрат или другой органический полиизоцианат помимо полиметилендифенилдиизоцианата.

[0089] Добавку можно добавлять к муке из растительного сырья до помола для облегчения процесса помола или получения перемолотой муки из растительного сырья с наивысшими физическими свойствами для применения в получении адгезивной композиции, например, обеспечения перемолотой муки из растительного сырья с улучшенными реологическими свойствами, наивысшей плотностью упаковки, снижением склонности к образованию затвердевшего шлама, снижением склонности к образованию мостиков, наивысшей дисперсностью частиц в водной смеси, модуляцией соединения частиц и/или характеристиками смачиваемости с другими материалами адгезивной композиции и т.п. Альтернативно, добавку можно добавлять к муке из растительного сырья во время процесса помола, используемого для получения перемолотой муки из растительного сырья.

[0090] Добавки, придающие наивысшие эксплуатационные свойства адгезивной композиции или древесному композиционному материалу, образованному от адгезивной композиции, можно добавлять к муке из растительного сырья до или во время помола или можно добавлять к перемолотой муке из растительного сырья, полученной после процесса помола. Иллюстративные добавки включают те, которые описаны в разделах ниже, и, в частности, включают агенты, улучшающие влагостойкость древесного композиционного материала, агенты для извлечения формальдегида и вещества, способствующие высвобождению композиционного материала. Добавка может быть в твердой или жидкой форме, и добавку можно охарактеризовать на соответствие ее вступления в реакцию с материалами в адгезивной композиции или отсутствия ее реакции с материалами в адгезивной композиции.

[0091] Иллюстративные твердые добавки включают (i) неорганические добавки, такие как диоксид кремния, пигменты, катализаторы, глину (включая интеркалированную глину, расшелушенную глину и частично расшелушенную глину) и т.п., и (ii) органические соединения, такие как жирные кислоты (например, стеариновая кислота, лауриновая кислота), лигнин, танины, аминсодержащие соединения, мочевина, углеводородные воски/жидкости и фторуглеродные воски/жидкости. Твердые добавки можно использовать в количестве в диапазоне, например, от приблизительно 0,001% масс./масс. до 40% масс./масс. смеси перемолотой муки из растительного сырья, от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 20% масс./масс. смеси перемолотой муки из растительного сырья или от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 15% масс./масс. смеси перемолотой муки из растительного сырья.

[0092] Жидкие добавки могут быть подвергнуты сухому смешиванию с перемолотой мукой из растительного сырья. Количество жидкой добавки должно быть меньше чем то, которое вызывает образование перемолотой мукой из растительного сырья отвердевшего шлама и мостиков во время процесса получения. Соответственно, в определенных вариантах осуществления количество жидкой(их) добавки(ок) составляет менее чем приблизительно 10% по массе смеси перемолотой муки из растительного сырья, содержащей добавку(и). В других определенных вариантах осуществления количество жидкой(их) добавки(ок) составляет менее чем приблизительно 5% по массе или даже менее чем приблизительно 2% по массе, смеси перемолотой муки из растительного сырья, содержащей добавку. Жидкую добавку можно охарактеризовать как реактивную и нереактивную. Реактивные жидкие добавки могут включать органосиланы, спирты с низкой молекулярной массой, такие как глицерин или пропиленгликоль, жидкие полиольные олигомеры, жидкие полиуретановые олигомеры, полимеризующиеся с помощью добавки мономеры, полимеризующиеся с помощью конденсации мономеры и реактивные масла, такие как эпоксидированное соевое масло или касторовое масло. Другие жидкие добавки включают амальгамы масла-носителя и частично расшелушенную глину, как описано в настоящем документе.

B. Выделенная полипептидная композиция

[0093] Выделенную полипептидную композицию можно получать из возобновляемой биомассы растений, таких как кукуруза, пшеница, подсолнечник, хлопок, семя рапса, канола, клещевина, соя, рыжик, лен, ятрофа, просвирник, арахис, морские водоросли, выжимка сахарного тростника, табак, молочная сыворотка или их сочетания, с использованием процессов, описываемых в настоящем документе. Выделенная полипептидная композиция содержит нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию, необязательно в комбинации с водорастворимой белковой фракцией. Следует понимать, что нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция может диспергировать масла (например, реактивные масла или органический полиизоцианат, который является реактивным преполимером). Таким образом, в вариантах осуществления, в которых выделенная полипептидная композиция содержит смесь i) нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и ii) водорастворимой белковой фракции, соотношение i) нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции к ii) водорастворимой белковой фракции таково, что выделенная полипептидная композиция способна диспергировать преполимер в водной среде.

[0094] Термины «белок» и «полипептид» используют синонимично и относят к полимерам, содержащим аминокислоты, соединенные вместе, например, посредством пептидных связей или других связей, и могут содержать природные аминокислоты или модифицированные аминокислоты. Полипептиды можно выделять из природных источников или синтезировать с использованием стандартных химических анализов. Полипептиды можно модифицировать или дериватизировать либо посредством естественных процессов, таких как посттрансляционная обработка, либо посредством методов химической модификации, хорошо известных в данной области. Модификации или дериватизации могут возникнуть в любом месте полипептида, включая, например, пептидный остов, боковые цепи аминокислоты и амино- или карбоксил-концы. Модификации включают, например, циклизацию, образование дисульфидной связи, деметилизацию, дезаминирование, образование ковалентных поперечных связей между цепями, образование пироглутамината, введение радикала, гамма-карбоксилирование, гликозилирование, образование гликозилфосфатидилинозитола, гидроксилизацию, йодинирование, метилирование, миристиолирование, окисление, пегилирование, протеолитическое расщепление, фосфорилирование и т.д. Как использовано на всем протяжении документа, термин «выделенный» относится к материалу, который удаляют из исходной среды (например, естественной среды, если она является природной).

1. Получение выделенной полипептидной композиции

[0095] Исходное вещество для получения выделенной полипептидной композиции можно получать из одного или нескольких единиц кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семени рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика, льна, ятрофы, просвирника, арахиса, морских водорослей, выжимки сахарного тростника, табака или молочной сыворотки. Например, исходным веществом для получения выделенной полипептидной композиции может быть мука из растительного сырья или изолят белка. В зависимости от свойств, необходимых для адгезива, выделенная полипептидная композиция может содержать смесь i) нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и ii) водорастворимой белковой фракции. Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию и водорастворимую белковую фракцию можно получать из растительного материала с использованием способа водной промывки или способа осаждения кислотой, таких как те, которые более подобно описаны ниже. В определенных случаях композицию, полученную способом водной промывки или способом осаждения кислотой, можно в дальнейшем модифицировать посредством ферментативного расщепления и/или химической модификации.

Способ водной промывки

[0096] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию можно выделять из муки из растительного сырья (например, касторовой муки, соевой муки или каноловой муки) посредством водной промывки для удаления водорастворимых белков и водорастворимых компонентов. Остаток, остающийся после водной промывки, является нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракцией. Водорастворимую белковую фракцию можно выделять посредством концентрирования водных экстрактов из водной промывки. Муку из растительного сырья, используемую в процессе, можно перемолоть для уменьшения размера частиц, которое может в некоторых случаях обеспечить преимущества в процессе.

[0097] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию можно также выделить из, например, изолята соевого белка или соевой муки тонкого помола. Процесс включает промывку изолята соевого белка или соевой муки тонкого помола водой для удаления водорастворимых белков и водорастворимых компонентов из соответствующего изолята соевого белка или смеси воды и муки.

[0098] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию, описанную выше, можно использовать непосредственно как влажную взвесь в адгезивной композиции или ее можно сушить и необязательно перемолоть для образования смеси частиц.

[0099] В определенных вариантах осуществления уровень pH воды, используемый для промывки муки из растительного сырья, составляет приблизительно 7. В других определенных вариантах осуществления уровень pH воды, используемый для осуществления одной или нескольких промывок, может быть щелочным. Условия (например, количество водных промывок) для способа водной промывки можно корректировать с целью максимального усиления эксплуатационных свойств нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, таких как ее способность к диспергированию масла в воде или воды в масле.

[00100] Способ водной промывки является простым и экономичным процессом получения нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции. Ввиду простоты способа, предусмотрено, что способ водной промывки можно использовать для обеспечения большого количества нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции для получения адгезивной композиции.

[00101] Следует понимать, что нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция, полученная с использованием способа водной промывки, может в некоторых случаях содержать нерастворимые в воде компоненты в дополнение к нерастворимому в воде белку. Если согласно требованиям к эксплуатационным характеристикам адгезива необходима нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция, имеющая большое количество нерастворимого в воде белка, тогда можно использовать способ осаждения кислотой для получения нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции.

Способ осаждения кислотой

[00102] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию, содержащую относительно высокое количество нерастворимого в воде белка, можно получать с использованием способа осаждения кислотой. Способ осаждения кислотой показан схематически на фиг. 1. Данный способ также можно использовать для получения водорастворимой белковой фракции.

[00103] Как показано на фиг. 1, исходное вещество (например, перемолотую муку) диспергируют в щелочи, водной среде при уровне pH 6,5-13 в течение по меньшей мере 5 минут, по меньшей мере, 20 минут, по меньшей мере, 40 минут или, по меньшей мере, 1 часа для образования смеси. Исходные вещества включают, например, каноловую муку, изолят белка канолы, касторовую муку, изолят белка клещевины, соевую муку или изолят белка сои или их сочетание. Затем уровень pH смеси понижают путем добавления кислоты (для обеспечения смеси с уровнем pH в диапазоне, например, 4,0-5,0) для осаждения как порции водорастворимых белков, так и нерастворимых в воде белков. Затем берут для анализа нерастворимый в воде материал (т.е. осадок). Собранный материал отмывают водой и берут для анализа остаток нерастворимого в воде/диспергируемого в воде материала. Полученный нерастворимый в воде/диспергируемый в воде материал можно использовать как есть или высушить с использованием процессов сушки, известных в данной области.

[00104] Кроме того, как показано на фиг. 1, водорастворимые белки можно отобрать для анализа в нескольких местах. Например, водорастворимые белки можно отобрать для анализа после смешивания исходного вещества в водной среде, после нейтрализации и в качестве супернатанта после этапов промывки. Полученный в результате белок можно использовать как есть или высушить с использованием процессов сушки, известных в данной области.

[00105] Нерастворимый в воде/диспергируемый в воде материал, полученный согласно способу на фиг. 1, может диспергировать и или эмульгировать масло в воде или воду в масле. Физические и химические свойства водорастворимой/диспергируемой в воде фракции более подробно описаны ниже. Кроме того, физические и химические свойства водорастворимой белковой фракции более подробно описаны ниже.

Ферментативное расщепление/химический гидролиз

[00106] Способ водной промывки и способ осаждения кислотой могут включать один или несколько этапов ферментативного расщепления и/или химического гидролиза. Расщеплению может способствовать использование одного или нескольких ферментов, и гидролизу может способствовать использование одного или нескольких химических веществ, например, гидролиз на основе кислот или щелочи. Например, в способе осаждения кислотой, исходное вещество (например, перемолотую муку) можно подвергнуть ферментативному расщеплению до или после, или как до, так и после инкубации исходного вещества в щелочной водной среде. Альтернативно или кроме того, этап ферментативного расщепления можно проводить на материале после добавления кислоты для обеспечения смеси с уровнем pH в диапазоне от 4,0 до 5,0. Альтернативно или кроме того, отобранный для анализа нерастворимый в воде/диспергируемый в воде материал можно подвергать ферментативному расщепления до промывки. Альтернативно или кроме того, можно подвергать ферментативному расщепления материал, собранный для анализа, после промывки. Химический гидролиз, однако, может возникнуть с или заменить этапы ферментативного расщепления, отмеченные выше.

[00107] При определенных обстоятельствах остаточные основные частицы и щелочные металлы, присутствующие в химически расщепляемых белках, не совместимы с полиизоцианатами и могут вызвать тримеризацию изоцианатных групп, приводя к проблеме устойчивости в окончательной полиизоцианатной композиции. Ферментативное расщепление, однако, можно использовать для избегания или уменьшения проблем устойчивости изоцианата, связанных с некоторыми этапами химического гидролиза.

[00108] Следует понимать, что ферменты, пригодные для расщепления белковых фракций, включают эндо- или экзо-протеазу бактериального, грибного, животного или овощного происхождения или их смесь. Пригодные ферменты включают, например, серин-, лейцин-, лизин- или аргинин-специфичную протеазу. Иллюстративные ферменты включают трипсин, химотрипсин A, B и C, пепсин, реннин, микробные щелочные протеазы, папаин, фицин, бромелаин, катепсин B, коллагеназу, микробные нейтральные протеазы, карбоксипептидазы A, B и C, карнозиназу, ансериназу, V8 протеазу из золотистого стафилококка и многие другие известные в данной области. Также можно использовать комбинации этих протеаз.

[00109] Также коммерчески доступны ферментативные препараты, такие как, например, Alcalase®, Chymotrypsine 800s, Savinase®, Kannase®, Everlase®, Neutrase®, Flavourzyme® (все доступны от Novo Nordisk, Дания), Protex 6,0L, Peptidase FP, Purafect®, Purastar OxAm®, Properase® (available from Genencor, США), Corolase L10 (Rohm, Германия), Пепсин (Merck, Германия), папаин, панкреатин, proleather N и Протеаза N (Amano, Япония), BLAP и BLAP варианты, доступные от Henkel, K-16-подобных протеаз, доступных от KAO, или их сочетания. В таблице 1 описана специфичность аминокислот определенных пригодных эндонуклеаз.

Таблица 1 Номер Аминокислота Индексация Коммерческая(ие) эндопептидаза(ы) 1 Аланин A Pronase®; Neutrase®: 2 Цистеин C Папаин 3 Аспарагиновая D Fromase® 4 Глутаминовая E Алкалаза® 5 Фенилаланин F Neutrase®; Fromase® 6 Глицин G Flavorzyme®; Neutrase® 7 Гистидин H Properase® 8 Изолейцин I Neutrase® 9 Лизин K Alcalase®; Трипсин; Properase® 10 Лейцин L Alcalase®; Esperase®; Neutrase® 11 Метионин M Alcalase®; Neutrase® 12 Аспарагин N Savinase®; Flavourzyme®; Duralase® 13 Пролин P Pronase®; Neutrase® 14 Глутамин Q Alcalase® 15 Аргинин R Трипсин; Properase® 16 Серин S Savinase®; Flavourzyme®; Duralase® 17 Треонин T Savinase®; Flavourzyme®; Duralase® 18 Валин V Neutrase® 19 Триптофан W Neutrase®; Fromase® 20 Тирозин Y Alcalase®; Esperase®; Fromase®

[0110] В зависимости от выбора фермента(ов) ферментативное расщепление, как правило, проводят при водных условиях при соответствующих pH условиях (например, в зависимости от фермента или ферментной смеси при нейтральном или низком уровне pH). В определенных системах расщепления расщепление обычно происходит при уровне pH менее чем 9 или менее чем 8. Для определенных применений уровень pH системы расщепления водного белка находится в диапазоне 3-9, 4-8 или 5-7,5.

[0111] При достижении необходимой степени расщепления получившийся в результате продукт необязательно отмывают и используют как есть или высушивают для образования порошка. Сушку можно проводить методами, известными в данной области, включая сушку распылением, сушку вымораживанием, сушку в печи, вакуумную сушку или воздействие обезвоживающих солей (таких как пятиокись фосфора или хлорид лития).

Химическая модификация белков

[0112] В определенных вариантах осуществления белки отделенных белковых фракций подвергаются дальнейшей дериватизации. Подходящие процессы для осуществления дериватизации полипептидных фракций представлены в литературе. Природа и количество модификации будет зависеть в большой степени от композиции исходного вещества. Производное можно получать путем, например, замены по меньшей мере порции первичных аминных групп указанного выделенного белка гидроксильными группами, дезаминирующими белок, или замены порции амидных групп белка карбоксильными группами и т.д. В других вариантах осуществления выделенные полипептидные композиции, описываемые в настоящем документе, получают посредством реакции белка с белок-модифицирующими агентами, например, оксидом азота, азотистой кислотой, солями азотистой кислоты или их сочетанием.

2. Характеристика нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции

[0113] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию можно охарактеризовать соответственно различным физическим свойствам. Например, нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию можно охарактеризовать соответственно ее способности диспергировать масло в воде или воду в масле. Нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция должна, как минимум, диспергировать по меньшей мере некоторое количество масла в воде или воды в масле. Количество масло, которое можно диспергировать в воде, или количество воды, которое можно диспергировать в масле, является физическим свойством, характеризующим нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию.

[0114] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию можно также охарактеризовать соответственно i) полосе(ам) поглощения, наблюдаемой(ым) на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, ii) диапазона молекулярной массы белков во фракции, и iii) свойствам фракции на двумерном ЯМР-спектре протон-азот в растворимой фазе.

[0115] Таким образом, в определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция характеризуется одной или несколькими из следующих характеристик: (i) выраженная полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1645 см^-1, (ii) амид-II полоса от приблизительно 1514 см^-1 до 1545 см^-1, как определено на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, и (iii) способность диспергирования масла в воде или воды в масле для получения гомогенной эмульсии, являющейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

[0116] В других определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция характеризуется одной или несколькими из следующих характеристик: (i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1642 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1540 см^-1, как определено на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, (ii) выраженная 2° амидная полоса поглощения валентных колебаний связи N-H с центром приблизительно 3272 см^-1, как определено на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, и (iii) способность диспергирования масла в воде или воды в масле для получения гомогенной эмульсии, являющейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

[0117] В других определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция характеризуется одной или несколькими из следующих характеристик: (i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, (ii) выраженная 2° амидная полоса поглощения валентных колебаний связи N-H с центром приблизительно 3272 см^-1, как определено на инфракрасном Фурье-спектре в твердой фазе, (iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 дальтон (определенная с использованием, например, МАЛДИ масс-спектрометрии), (iv) два проторированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N на уровне приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д., и границами химического сдвига ¹H на уровне приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера и границами химического сдвига ¹H на уровне приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе.

[0118] Как описано выше, нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция способна суспендировать или эмульгировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной суспензии или эмульсии, остающейся стабильной, при внешнем осмотре, в течение по меньшей мере 5 минут. В определенных вариантах осуществления в дисперсии или эмульсии по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 10, 15, 20, 25 или 30 минут, или даже 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 или 24 часов после смешивания полипептидной композиции с маслом. Как показано в примере 4, нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция способна эмульгировать или диспергировать широкий выбор масел, включая, например, органический полиизоцианат (например, полиметилендифенилдиизоцианат) минеральное масло, соевое масло, дериватизированное соевое масло, моторное масло, касторовое масло, дериватизированное касторовое масло, дибутилфталат, эпоксидированное соевое масло, кукурузное масло, растительное масло, каприловый триглицерид, эвкалиптовое масло и трибутил o-ацетилцитрат. В иллюстративном анализе 14 частей (по массе) представляющего интерес образца белка смешивают с 86 частями (по массе) воды, и полученный в результате раствор или дисперсию смешивают с 14 частями (по массе) масла, например, полиметилендифенилдиизоцианата. В этих условиях из нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции получают дисперсию или эмульсию, в которой по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 5 минут после смешивания полипептидной композиции с маслом. Анализ можно проводить с другими маслами. Другой анализ, который можно использовать, включает смешивание 26 частей (по массе) образца белка с 74 частями (по массе) воды. Полученный в результате раствор или дисперсию смешивают с 26 частями (по массе) масла, например, полиметилендифенилдиизоцианата. В этих условиях из нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции получают дисперсию или эмульсию, в которой по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 5 минут после смешивания полипептидной композиции с маслом. Этот анализ с использованием 26 частей (по массе) белка можно проводить с другими маслами помимо полиметилендифенилдиизоцианата, такими как масла, описанные выше применительно к анализу с использованием 14 частей (по массе) образца белка.

[0119] В других определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция также характеризуется способностью эмульгировать или диспергировать в воде одну или несколько из следующих гидрофобных жидкостей и гидрофобных твердых веществ: силикон (например, силиконовое масло или силиконовый гель), фторуглерод (например, твердый восковой фторуглерод или жидкий масляный фторуглерод), фторированный полиол, воск (например, твердый сложный эфир карбоновой кислоты (например, сложный эфир стеариновой кислоты), соль карбоновой кислоты (например, соль стеариновой кислоты, например, стеарат цинка), углеводородный воск и фторированный углеводородный воск), жидкий сложный эфир карбоновой кислоты, являющийся гидрофобным, и жидкий углеводород.

[0120] В других вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция также характеризуется способностью эмульгировать или диспергировать в воде один или несколько из следующих агентов в воде: BE Square 165 янтарный нефтяной микрокристаллический воск от Baker Hughes, Inc.; лимонен; FluoroLink D-10 фторированный полиол от Solvay Solexis, Inc; Tego Protect-5000 функционализированная силиконовая жидкость от Evonik Tego Chemie GmbH; соевый лецитин; касторовое масло; стеарат цинка; FS-1265 жидкость от Dow Corning, 300 cST (трифторпропил метикон) от Dow Corning; и T-Sil-80, полидиметилсилоксан с гидроксильными концевыми группами от Siovation, Inc.

[0121] В других вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция также характеризуется способностью эмульгировать или диспергировать амальгаму, содержащую частично расшелушенную глину в масле-носителе. В других вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция также характеризуется способностью эмульгировать или диспергировать расплавленный воск в воде. В определенных вариантах осуществления в дисперсии или эмульсии по существу не наблюдается фазового расслоения при внешнем осмотре в течение по меньшей мере 10, 15, 20, 25 или 30 минут или даже 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 или 24 часов после смешивания полипептидной композиции с агентом.

[0122] В определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция является по существу свободной от первичных аминов, карбоновых кислот, солей амина и солей карбоксилата.

[0123] Нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция может выступать в качестве поверхностно-активного вещества органического полиизоцианата (например, полиметилендифенилдиизоцианат), уменьшая междуфазное натяжение до того момента, при котором нерастворимый в воде органический полиизоцианат легко эмульгируется с минимальным потреблением энергии, создавая эмульсию масло-в-воде или вода-в-масле. Когда исходным материалом является цельная мука или изолят белка, полученный от сои, клещевины или канолы, стабильную эмульсию можно получать с использованием нерасщепляемого по существу нерастворимого (фракционированного) белка. В определенных вариантах осуществления стабильной эмульсии полиизоцианата (например, полиметилендифенилдиизоцианата) в воде можно достигнуть, когда выделенный фракционированный полипептид состоит из нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции, либо в отдельности, либо в комбинации с растворимым в воде компонентом. Приемлемый уровень водорастворимого компонента будет зависеть в большой степени от эксплуатационных характеристик адгезива, и они необходимы для целевого применения.

[0124] При определенных обстоятельствах, например, получении адгезива с расщепляемым белком клещевины, экстрагированным из касторовой муки, процесс отделения и расщепления белка может привести к получению полипептидной композиции, неявно содержащей как водорастворимые, так и нерастворимые в воде фракции в соотношениях, достаточных для одномоментного диспергирования масла в воде. Процесс расщепления цельной муки может привести к получению смеси, включающей полипептидную композицию, неявно содержащую водорастворимые и нерастворимые в воде фракции в соотношениях, достаточных для одномоментного диспергирования масла в воде. В тех случаях, когда процесс расщепления или экстрагирования не приводит к созданию полипептидной композиции, неявно содержащей как водорастворимые и нерастворимые в воде фракции в соотношениях, достаточных для одномоментного диспергирования масла в воде с выходом адгезивов с высокой прочностью сцепления, можно использовать этап дополнительного фракционирования для выделения достаточного уровня нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции из полипептидной композиции, чтобы можно было корректировать соотношение нерастворимой в воде фракции к водорастворимой фракции в составленном адгезиве с целью достижения желаемой комбинации целевых свойств. В определенных вариантах осуществления может быть желательным получение выделенной полипептидной композиции, содержащей очень мало или не содержащей водорастворимую белковую фракцию, например, посредством промывки водой муки из растительного сырья, оптимизации способа осаждения кислотой или ферментативного расщепления для снижения количества водорастворимого белка.

[0125] Выделенная полипептидная композиция, полученная с использованием способа водной промывки, может содержать смесь i) нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и ii) водорастворимой белковой фракции. В зависимости от композиции белкового исходного материала (например, соевой муки, касторовой муки или каноловой муки), выделенная полипептидная композиция, полученная с использованием способа водной промывки, может содержать достаточное количество нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции для диспергирования масла или воды. Если, однако, выделенная полипептидная композиция, полученная с использованием способа водной промывки, содержит недостаточно нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, высокочистую нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию, полученную способом осаждения кислотой, можно добавлять к выделенной полипептидной композиции с целью увеличения относительного количества нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции.

[0126] В определенных вариантах осуществления полипептидные фракции, используемые в композиции и способах, представленных в настоящем документе, могут иметь средневзвешенную молекулярную массу от приблизительно 500 до 25000 дальтон. Пригодные полипептидные фракции могут иметь средневзвешенную молекулярную массу от приблизительно 500 до 2500 дальтон, от приблизительно 700 до 2300 дальтон, от приблизительно 900 до 2100 дальтон, от приблизительно 1100 до 1900 дальтон, от приблизительно 1300 до 1700 дальтон или от приблизительно 1000 до 1300 дальтон, от приблизительно 2000 до 2500 дальтон или от приблизительно 1000 до 2500 дальтон.

[0127] В определенных вариантах осуществления нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция обеспечивает стабильную эмульсию, дисперсию или суспензию, например, водную эмульсию, дисперсию или суспензию, содержащую от приблизительно 1% до приблизительно 90% (масс./масс.) масла и от приблизительно 1% до приблизительно 99% (масс./масс.) выделенной полипептидной композиции, где из выделенной полипептидной композиции получают стабильную эмульсию или дисперсию масла в водной среде. Водная эмульсия, дисперсия или суспензия необязательно содержит от приблизительно 1% до приблизительно 50% (масс./масс.) масла и от приблизительно 1% до приблизительно 99% (масс./масс.) выделенной полипептидной композиции. Термин «стабильная», используемый по отношению к эмульсиям, суспензиям и дисперсиям, относится к способности полипептидной фракции, описываемой в настоящем документе, создавать кинетически стабильную эмульсию на продолжительность целевого применения дисперсии или эмульсии. Термины «эмульсия», «дисперсия» и «суспензия» используют взаимозаменяемо в настоящем документе.

[0128] В определенных вариантах осуществления полипептидная композиция имеет индекс полидисперсности (PDI) от приблизительно 1 до 1,15. В определенных вариантах осуществления PDI адгезивов при условии создания с использованием полипептидов, описываемых в настоящем документе, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 3, от 1 до 1,5, от 1,5 до 2, от 2 до 2,5, от 2,5 до 3, от 1 до 2, от 1,5 до 2,5 или от 2 до 3.

3. Характеристика водорастворимой белковой фракции

[0129] Водорастворимые белковые фракции, например, водорастворимые белковые фракции, отделенные согласно протоколу, изложенному в фиг. 1, являются по существу или полностью растворимыми в воде.

[0130] Водорастворимые белковые фракции имеют одну или несколько следующих шести характеристик: (i) полосу поглощения амид-I от приблизительно 1633 см^-1 до 1680 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе, (ii) полосу амид-II от приблизительно 1522 см^-1 до 1580 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе, (iii) две выраженные 1° амидные полосы поглощения валентных колебаний связи N-H в диапазоне от приблизительно 3100 до 3200 см^-1 и в диапазоне от приблизительно 3300 до 3400 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе, (iv) выраженный кластер протонированных ядер азота, определенный границами химического сдвига ¹⁵N на уровне приблизительно 94 м.д. и приблизительно 100 м.д. и границами химического сдвига ¹H на уровне приблизительно 7,6 м.д. и 8,1 м.д., как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, (v) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 дальтон, например, как определено с помощью МАЛДИ, (vi) неспособность стабилизировать дисперсию или эмульсию масло-в-воде или вода-в-масле, где компоненты воды и масла смеси образуют нестабильную суспензию, в которой происходит макроскопически фазовое расслоение при статических условиях в пределах пяти минут после смешивания. Это можно тестировать посредством растворения или диспергирования 14 частей (по массе) представляющего интерес образца белка в 86 частях (по массе) воды, а затем смешивания полученного в результате раствора с 14 частями (по массе) масла, например, полиметилендифенилдиизоцианата. В этих условиях водорастворимый белок характеризуется неспособностью с стабилизации эмульсии «масло-в-воде», где компоненты масла и воды образуют нестабильную суспензию, в которой происходит макроскопически фазовое расслоение при статических условиях в пределах пяти минут после смешивания. Другим процессом оценки неспособности образца белка стабилизировать дисперсию или эмульсию масло-в-воде или вода-в-масле является смешивание 26 частей по массе водорастворимой белоксодержащей фракции, выделенной из цельной перемолотой муки в 74 частях (по массе) воды, а затем смешивание полученного в результате раствора с 26 частями (по массе) масла, например, полиметилендифенилдиизоцианата. В этих условиях водорастворимая белоксодержащая фракция характеризуется неспособностью стабилизировать эмульсию «масло-в-воде», где компоненты воды и масла образуют нестабильную суспензию, в которой происходит макроскопически фазовое расслоение при статических условиях в пределах пяти минут после смешивания.

VII. РЕАКТИВНЫЙ ПРЕПОЛИМЕР

[0131] Адгезивные композиции могут необязательно содержать реактивный преполимер. Под термином «преполимер» понимается соединение, материал или смесь, способная вступать в реакцию с композицией растительного белка, описываемой в настоящем документе, для образования адгезивного полимера. Иллюстративные преполимеры включают, например, преполимеры на основе изоцианата, преполимеры на основе эпоксида и латексные преполимеры. Также иллюстративные преполимеры включают органический полиизоцианат; продукт реакции между органическим полиизоцианатом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксидсодержащим соединением или их сочетанием; эпоксидсодержащее соединение; продукт реакции между эпоксидсодержащим соединением и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксидсодержащим соединением или их сочетанием; органосилан; латексный полимер; полиуретан; и их смесь.

[0132] Термин «преполимер» включает полные преполимеры и частичные преполимеры (обозначаемые как полупреполимеры, псевдопреполимеры или квазипреполимеры в определенных вариантах осуществления). Одним примером квазипреполимера является продукт с концевыми NCO-группами, полученный из диизоцианата и полиола, в котором преполимером является смесь (i) продукта, полученного от диизоцианата и полиола, и (ii) непрореагировавшего диизоцианата. С другой стороны, примером полного преполимера является продукт, образованный посредством реакции изоцианата с определенной смесью полиола, чтобы по существу отсутствовали остаточные мономерные изоцианаты в конечном продукте.

[0133] Преполимер на основе изоцианата может быть органическим полиизоцианатом, который может быть (i) полиизоцианатом (или мономерным диизоцианатом), не вступившим в реакцию с другим соединением, (ii) полиизоцианатом, модифицированным различными известными реакциями самоконденсации полиизоцианатов, таких как модификация карбодиимида, модификация уретонимина, модификация тримера (изоцианурата) или их сочетание, при условии, что модифицированный полиизоцианат также содержит свободные изоцианатные группы, доступные для дальнейшей реакции, или (iii) продуктом образованным посредством реакции полиизоцианатной основы с соединением, имеющим нуклеофильные функциональные группы, способные вступать в реакцию с изоцианатной группой. Иллюстративные соединения, содержащие нуклеофильную функциональную группу, способную вступать в реакцию с изоцианатной группой, включают полипептид (например, один или несколько белковых фракций, описываемых в настоящем документе), полиол, полиол на основе амина, аминсодержащее соединение, гидроксидсодержащее соединение; соединение, содержащее карбоновую кислоту, соединение, содержащее соль карбоксилата, или их сочетание. Термин «полиизоцианат» относится к дифункциональным видам изоцианата, высокофункциональным видам изоцианата и их смеси.

[0134] Одной желаемой характеристикой преполимера на основе изоцианата является то, что преполимер остается в достаточной мере стабильным для хранения и применения, желательно в жидком состоянии и с умеренной вязкостью при температуре окружающей среды (25°C), и содержит свободные изоцианатные (-NCO) группы, участвующие в образовании адгезивных связей.

[0135] Как указано выше, органический полиизоцианат можно получать из «базового полиизоцианата». Термин «базовый изоцианат» в рамках изобретения относится к мономерному или полимерному соединению, содержащему, по меньшей мере, две изоцианатные группы. Конкретное соединение, используемое в качестве базового полиизоцианата, можно выбирать для обеспечения адгезива, имеющего определенные желаемые свойства. Например, базовый полиизоцианат можно выбирать на основе среднечисловой изоцианатной функциональности соединения. Например, в определенных вариантах осуществления базовый полиизоцианат может иметь среднечистовую изоцианатную функциональность 2,0 или выше или более чем 2,1, 2,3 или 2,4. В определенных вариантах осуществления функциональность реакционноспособной группы полиизоцианатного компонента находится в диапазоне от более чем 1 до нескольких сотен, от 2 до 20 или от 2 до 10. В других определенных вариантах осуществления функциональность реакционноспособной группы полиизоцианатного компонента составляет по меньшей мере 1,9. В других определенных вариантах осуществления функциональность реакционноспособной группы полиизоцианатного компонента составляет приблизительно 2. Типичными коммерческими полиизоцианатами (с функциональностью изоцианатной группы в диапазоне от 2 до 3) могут быть чистые соединения, смеси чистых соединений, олигомерные смеси (важным примером является полимерный MDI) их и смеси.

[0136] Пригодные базовые полиизоцианаты имеют в одном из вариантов осуществления среднечисловую молекулярную массу от приблизительно 100 до приблизительно 5000 г/моль, от приблизительно 120 до приблизительно 1800 г/моль, от приблизительно 150 до приблизительно 1000 г/моль, от приблизительно 170 до приблизительно 700 г/моль, от приблизительно 180 до приблизительно 500 г/моль или от приблизительно 200 до приблизительно 400 г/моль. В других определенных вариантах осуществления по меньшей мере 80 процентов в молях или более чем 95 процентов в молях изоцианатных групп базовой полиизоцианатной композиции непосредственно связаны с ароматической группой. В определенных вариантах осуществления адгезивы, описываемые в настоящем документе, имеют концентрацию групп свободного органически связанного изоцианата (-NCO) в диапазоне от приблизительно 5% до 35% (масс./масс.), от приблизительно 7% до 31% (масс./масс.), от 10% до 25% (масс./масс.), от 10% до 20% (масс./масс.), от 15% до 27% (масс./масс.).

[0137] В определенных вариантах осуществления базовым полиизоцианатом является ароматический полиизоцианат, такой как п-фенилен диизоцианат; м-фенилен диизоцианат; 2,4-толуол диизоцианат; 2,6-толуол диизоцианат; нафталин диизоцианаты; диадинизин диизоцианат; полиметилен полифенил полиизоцианаты; 2,4'-дифенилметан диизоцианат (2,4'-MDI); 4,4'-дифенилметан диизоцианат (4,4'-MDI); 2,2'-дифенилметан диизоцианат (2,2'-MDI); 3,3'-диметил-4,4'-бифенилендиизоцианат; их смеси и т.п. В определенных вариантах осуществления полиметилен полифенил полиизоцианаты (полиизоцианаты серии MDI), имеющие среднечисловую функциональность более чем 2, используются в качестве базового полиизоцианата.

[0138] В определенных вариантах осуществления базовый полиизоцианат MDI содержит общее содержание 2,4'-MDI и 2,2'-MDI менее чем 18,0%, менее чем 15,0%, менее чем 10,0% или менее чем 5,0%.

[0139] В других определенных вариантах осуществления MDI диизоцианатные изомеры, смеси этих изомеров с полиметилен полифенил полиизоцианатами с функциональностью три и выше, сами полиметилен полифенил полиизоцианаты с функциональностью три и выше и непреполимерные производные полиизоцианатов серии MDI (такие как карбодиимид, уретонимин и/или модифицированные изоциануратом производные) используются в качестве полиизоцианатов для применения в качестве базового полиизоцианата. В других определенных вариантах осуществления базовая полиизоцианатная композиция содержит алифатический полиизоцианат (например, в незначительном количестве), например, алифатический полиизоцианат, содержащий изофорондиизоцианат, 1,6-гексаметилен диизоцианат, 1,4-циклогексил диизоцианат или насыщенные аналоги указанных выше ароматических полиизоцианатов, или их смеси.

[0140] В других определенных вариантах осуществления базовый полиизоцианат содержит полимерный полиизоцианат, например, соединения полимерного дифенилметан диизоцианата (полиметилен полифенил полиизоцианата) с функциональностью 3, 4, 5 или выше. В определенных вариантах осуществления полимерные полиизоцианаты серии MDI содержат RUBINATE-M® полиизоцианат или смесь MDI диизоцианатных изомеров и высокофункциональные олигомеры серии MDI. В определенных вариантах осуществления продукт базового полиизоцианата имеет содержание свободного -NCO приблизительно 31,5% по массе и среднечисловую функциональность приблизительно 2,7.

[0141] В определенных вариантах осуществления преполимерами с концевой изоцианатной группой являются уретановые преполимеры. Их можно получать посредством реакции гидроксил-функционального соединения с изоцианат функциональным соединением. В других определенных вариантах осуществления используются аллофанатные преполимеры. Для аллофанатных преполимеров, как правило, требуются высокие температуры (или аллофанатные катализаторы) для способствования реакции полиола с полиизоцианатом для образования аллофанатного преполимера.

[0142] Полиизоцианаты, используемые в описанной композиции, могут иметь формулу R(NCO)_n, где n равно 2 и R может быть ароматическим, циклоалифатическим, алифатическим, каждый имеет от 2 до приблизительно 20 атомов углерода. Примеры полиизоцианатов в качестве неограничивающих примеров включают дифенилметан-4,4'-диизоцианат (MDI), толуол-2,4-диизоцианат (TDI), толуол-2,6-диизоцианат (TDI), метилен бис(4-циклогексилизоцианат (CHMDI), 3-изоцианатометил-3,5,5-триметил-циклогексил изоцианат (IPDI), 1,6-гексан диизоцианат (HDl), нафталин-1,5-диизоцианат (NDI), 1,3- и 1,4-фенилендиизоцианат, трифенилметан-4,4',4''-триизоцианат, полимерный дифенилметан диизоцианат (полиметилендифенилдиизоцианат), м-ксилол диизоцианат (XDI), 1,4-циклогексил диизоцианат (CHDl), изофорондиизоцианат, изомеры, димеры, тримеры и смеси или комбинации двух или более из указанных. Термин "полиметилендифенилдиизоцианат" включает полиметилендифенилдиизоцианатные смеси, в которых присутствует мономерный MDI, например, 4,4'-, 2,2'- и/или 2,4'-MDI. Полиметилендифенилдиизоцианат в одном из вариантов осуществления получают посредством фосгенирования соответствующего пиромеллитового диангидрида в присутствии инертного органического растворителя. Пиромеллитовый диангидрид в свою очередь получают посредством кислотной конденсации анилина и формальдегида, которую можно проводить в промышленных масштабах либо в непрерывном режиме, либо партиями. Количественное соотношение дифенилметандиаминов и гомологичных полифенилполиметиленполиаминов, и их позиционная изомерия в пиромеллитовом диангидриде контролируются посредством выбора соотношения анилина, формальдегида и кислотного катализатора и также посредством подходящей температуры и профиля продолжительности обработки. Высокое содержание 4,4'-дифенилметандиамина наряду с одномоментно низким количественным соотношением 2,4'-изомера дифенилметандиамина получают в промышленном масштабе посредством использования сильных неорганических кислот, таких как соляная кислота в качестве катализатора в конденсации анилин-формальдегид.

[0143] Таким образом, в определенных более конкретных вариантах осуществления реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианат, преполимер на основе эпоксида, преполимер на основе латекса, латексный преполимер или их сочетание. В других определенных вариантах осуществления реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата. В других определенных вариантах осуществления преполимером на основе полиизоцианата является органический полиизоцианат; или продукт реакции между органическим полиизоцианатом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксисодержащим соединением или их сочетание. В других определенных вариантах осуществления реактивным преполимером является полимерный дифенилметандиизоцианат.

[0144] Преполимером на основе эпоксида может быть эпоксидсодержащее соединение. Альтернативно, преполимером на основе эпоксида может быть продукт реакции между эпоксидом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксидсодержащим соединением или их сочетанием.

[0145] В определенных вариантах осуществления композицией является эпоксидная смола, содержащая свободные эпоксигруппы. Альтернативно, композицию эпоксидной смолы получают посредством комбинирования композиции предшественника эпоксидной смолы с выделенными и фракционированными полипептидными композициями, описываемыми в настоящем документе. Композиция эпоксидной смолы может содержать производные расщепляемых белков, как описано в настоящем документе.

[0146] Эпоксидные смолы относятся к молекулярным соединениям, содержащим два или более епоксидных (оксиранных) групп на молекулу. Эпоксидные смолы могут содержать моноэпоксиды в качестве реактивных разбавителей, но главными составляющими по массе таких смол являются также соединения с ди- и/или более высокой функциональностью (содержащие два или более эпоксидных групп на молекулу).

[0147] Эпоксидные смолы, являющиеся пригодными для предшественника эпоксидных смол, могут включать те, которые содержат дифункциональный эпоксид и/или полиэпоксидные соединения с более высокой функциональностью. Предшественники эпоксидных смол в качестве неограничивающих примеров включают диглицидиловый простой эфир бисфенола-A, диглицидиловые простые эфиры алкоксилатов бисфенола-A, эпоксиноволачные смолы, эпоксидированное соевое масло, эпоксидированное масло семян льна, эпихлофидрин, эпоксидная смола типа глицидилового простого эфира, полученная из полифенола посредством реакции с эпихлофидрином, и их сочетания. В другом варианте осуществления предшественники эпоксидных смол модифицируются посредством их комбинации с полипептидными композициями, описываемыми в настоящем документе, либо в потоке, либо в водной суспензии.

[0148] Модифицированные эпоксидные смолы можно использовать в адгезивных составах, активированных многоэлементным смешиванием. Альтернативно, многоэлементные составы могут содержать полиизоцианаты и/или известные эпоксиотвердители на основе амина в качестве дополнительных компонентов. Альтернативно, модифицированные эпоксидные смолы можно использовать с любыми катализаторами отверждения или другими добавками, известными в области эпоксидной смолы. Полипептидные композиции, описываемые в настоящем документе, содержат функциональные группы, вступающие в реакцию с эпоксидными группами в эпоксидной смоле. Степень этой реакции зависит от препаративных условий, использования или неиспользования катализаторов, конкретных смол и белкового компонента, выбранного и описываемого в настоящем документе и т.д.

[0149] Важную разновидность эпоксидных смол можно получить посредством реакции предшественника полиола с эпигалогенгидрином, таким как эпихлоргидрин. Продукты реакции называются глицидиловыми простыми эфирами (или иногда полиглицидиловыми простыми эфирами или диглицидиловыми простыми эфирами). В определенных вариантах осуществления все гидроксильные группы в предшественнике полиола преобразованы в соответствующие глицидиловые простые эфиры.

[0150] Важный класс эпоксидных смол типа глицидилового простого эфира получают из полифенолов посредством реакции с эпихлоргидрином. Начальными полифенолами являются фенолы с ди- или более высокой функциональностью. Важные в промышленном отношении примеры данного типа эпоксидной смола содержат, например, диглицидиловый простой эфир бисфенола-A (также известный как DGEB-A); диглицидиловый простой эфир 2,6,2',6'-тетрахлор бисфенола A; диглицидиловый простой эфир бисфенола-F (DGEB-F); эпоксиноволачные смолы; их смеси и т.п.

[0151] Также можно использовать частично или полностью насыщенные (гидрогенизированные) аналоги этих эпоксидных смол. Неограничивающим примером известной насыщенной эпоксидной смолы данного типа является DGEB-H, которые является полностью гидрогенизированным (цикл с насыщенными связями) алифатическим аналогом DGEB-A.

[0152] Амины, которые содержат активные атомы водорода, могут также вступать в реакцию с эпихлоргидрином для образования эпоксидных смол. Примеры этих типов смол включают, например, N,N,N',N'-тетраглицидил дифенилметан диамин (такой как 4,4' изомер); п-глицидилокси-N,N-диглицидиланилин; N,N- диглицидиланилин; их смеси; и т.п.

[0153] Гетероциклические азотные соединения, содержащие активные атомы водорода, могут также быть преобразованы в соответствующие эпоксидные смолы посредством реакции с эпихлоргидрином. Неограничивающие примеры таких смол включают, например, N,N',N''-триглицидил изоцианурат; N,N'-диглицидил-5,5-диметилгидантоин; их смеси; и т.п.

[0154] Известны многие другие виды эпоксидных смол, не получаемых посредством реакции активного предшественника водорода с эпигалогенгидрином. Неограничивающие примеры этих типов эпоксидных смол, известных в данной области, включают, например, дициклопентадиен диэпоксид (также известный как DCPD диоксид), винициклогексен диэпоксид (диоксид), эпоксидированные полиненасыщенные растительные масла (такие как эпоксидированное масло семян льна, эпоксидированное соевое масло и т.д.), эпоксидированное полидиеновые смолы (такие как эпоксидированные полибутадиены), 3,4-эпокси-6-метил циклогексилметил-3,4-эпокси-6-метил циклогексан карбоксилат, их смеси и т.п. По существу, любая молекула-предшественник, содержащая две или более единиц реактивной алифатической "C=C" ненасыщенности на молекулу может быть преобразована в эпоксидную смолу.

[0155] Следует понимать, что любую из базовых эпоксидных смол, известных в данной области, таких как перечисленные выше, часто модифицируют с помощью разбавителей, пластификаторов и/или других добавок. Возможный вариант использования одной или нескольких известных в области модификаторов или добавок, в дополнение к требуемым белковым производным, находится в пределах уровня знаний в данной области. Специалисты в данной области составления адгезивных систем с использованием эпоксидных смол поймут, как и когда использовать известные вспомогательные добавки и модификаторы.

[0156] Кроме того, преполимеры могут включать одно, два или более соединений полиола. Иллюстративные соединения полиола включают алкоксилат амина, полиоксипропиленгликоль, пропиленгликоль, полиоксиэтиленгликоль, политетраметилен гликоль, полиэтиленгликоль, пропан диол, глицерин или их смесь.

[0157] Полиолы, являющиеся пригодными для получения адгезивов, описываемых в настоящем документе, включают все известные полиолы, например, полиолы, используемые в полиуретановой области. В определенных вариантах осуществления полиол содержит первичные и/или вторичные гидроксильные (т.е. -OH) группы. В других определенных вариантах осуществления полиол содержит по меньшей мере две первичных и/или вторичных гидроксильных (т.е. -OH) группы на молекулу. Монофункциональные спирты (такие как алифатические спирты, ароматические спирты или гидроксил функциональные мономеры, такие как гидроксил функциональные акрилаты (для выхода УФ или термически отверждаемых материалов) можно использовать для перекрытия изоцианатной группы. В других определенных вариантах осуществления полиол содержит гидроксильную (т.е. -OH) группу с функциональностью от 1,6 до 10, от 1,7 до 6, от 2 до 4 или от 2 до 3. В других определенных вариантах осуществления средневзвешенная молекулярная масса для вспомогательных полиолов находится в диапазоне от 100 до 10000 г/моль, от 400 до 6000 г/моль или от 800 до 6000 г/моль.

[0158] В других определенных вариантах осуществления пригодными полиолами являются сложные полиэфирные полиолы или простые полиэфирные полиолы, такие как алифатический простой полиэфирный полиол. Одним иллюстративным алифатическим простым полиэфирным полиолом является полиоксипропиленгликоль со среднечисловой молекулярной массой в диапазоне от 1500 до 2500 г/моль.

[0159] В определенных вариантах осуществления общее количество всего полиола или полиолов в изоцианатном реактивном компоненте составляет от 1% до 80% или от 3% до 70% или от 5% до 60% по массе от общего количества.

[0160] В других определенных вариантах осуществления можно использовать алканоламины, содержащие первичные, вторичные и/или третичные аминные группы.

[0161] В определенных вариантах осуществления пригодные диспергируемые в воде полимерные латексы могут включать латексы полиметилметакрилата и его сополимеры, латексы полиметакрилата и его сополимеры, латексы поливинилхлорида и его сополимеры, латексы поливинилацетата и его сополимеры, поливиниловый спирт и его сополимеры и т.д.

[0162] Также, как указано выше, соединение преполимера может содержать концевой изоцианат. Здесь, например, полиол вступает в реакцию с базовой полиизоцианатной композицией до или во время смешивания с полипептидными фракциями в настоящем документе. Специалисты в данной области узнают многие варианты по использованию вспомогательных преполимеров в получении древесных адгезивных композиций.

[0163] Количество реактивного преполимера, используемого в адгезивной композиции, можно выбирать на основе желаемых свойств адгезивной композиции. Например, при оптимизации вязкости однокомпонентного адгезива, соотношение преполимера (например, полиметилендифенилдиизоцианата, эпоксида и т.п.) к белковому компоненту (т.е. перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции) может быть от приблизительно 10:1 и 4:1 с целью образования адгезивной композиция, являющейся относительно менее вязкой.

VIII. ДОБАВКИ

[0164] В адгезивную композицию можно включать одну или несколько добавок с целью достижения конкретных эксплуатационных свойств. Иллюстративные добавки включают интеркалированную глина, частично расшелушенную глину, расшелушенную глину, наночастицы целлюлозы, катализаторы, агенты липкости, разбавители, наполнители, загустители, поверхностно-активные вещества, усилители адгезии, антиоксиданты, противовспениватели, противомикробные средства, антибактериальные средства, фунгициды, пигменты, неорганические частицы, гелеобразующие средства, сшивающие средства, агенты, улучшающие влагостойкость, pH регуляторы, вещества, способствующие высвобождению композиционного материала, огнестойкие материалы и консерванты для древесины.

[0165] В определенных вариантах осуществления добавкой является диспергируемая в воде добавка или водорастворимая добавка. Водорастворимые добавки включают гидроксил-функциональные или амин-функциональные соединения (такие как глицерин, пропиленгликоль, полипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, триметилол пропан и его аддукты, фенолы, полифенолы и т.д.). Одним преимуществом использования глицерина и различных полиолов с низкой вязкостью является то, что они позволяют использовать меньшее количество воды в адгезивной композиции. Снижение количество воды при сохранении низкой вязкости адгезивной композиции при необходимости снижает риск повреждения образованного композиционного материала паром, генерируемым во время образования композиционного материала при высокой температуре.

[0166] В других определенных вариантах осуществления добавка является нелетучей (например, имеющей точку кипения более чем приблизительно 180°C при 760 мм рт.ст.), инертный разбавитель, снижающий вязкость. В других вариантах осуществления добавкой является антиоксидант, противовспениватель, антибактериальное средство, фунгицид, пигмент, загуститель, гелеобразующее средство, аэрозольный агент, неорганические частицы (например, диоксид титана, краситель оксида железа желтый, краситель оксида железа красный, краситель оксида железа черный, оксид цинка, оксид алюминия, алюминий тригидрат, карбонат кальция), глина, такая как монтмориллонит, средство для смачивания и т.п.

[0167] В определенных вариантах осуществления добавкой является агент, улучшающий влагостойкость. В других определенных вариантах осуществления добавкой является вещество, способствующее высвобождению композиционного материала (такое как вещество, способствующее высвобождению композиционного материала, выбранное из группы, состоящей из C_10-25 алкановой кислоты, соли C_10-25 алкановой кислоты, C_10-25 карбоновая кислота, соли C_10-25 карбоновой кислоты и силикона). В других определенных вариантах осуществления добавкой является pH регулятор. В других определенных вариантах осуществления добавкой является огнестойкий материал или консервант для древесины. В других определенных вариантах осуществления добавкой является огнестойкий материал, консервант для древесины, противомикробное средство, антибактериальное средство или фунгицид, любой из которых может быть в форме наночастиц.

[0168] Иллюстративные классы добавок более подробно описаны в разделах ниже.

Интеркалированная глина

[0169] Интеркалированные глины можно получать из коммерческих источников или получать посредством воздействия на глину интеркалятора. Иллюстративные типы глины, которые можно преобразовать в интеркалированную форму, включают, например, смектитовые глины, иллитовые глины, хлоритовые глины, слоистые полисиликаты, синтетической глины и филлосиликаты. Иллюстративные конкретные глины, которые можно преобразовать в интеркалированную форму, включают, например, монтмориллонит (например, монтмориллонит натрия, монтмориллонит магния и монтмориллонит кальция), бейделлит, пирофиллит, тальк, вермикулит, собокит, стевенсит, свинфордит, сауконит, сапонит, волконскоит, гекторит, нонтронит, каолинит, диккит, накрит, галлуазит, гизингерит, ректорит, таросовит, ледикит, амезит, байлихлор, бавалин, клинохлор, каммерерит, кукеит, корундофиллит, дафнит, делессит, гониерит, нимит, одинит, ортошамозит, пеннин, пенантит, рипидоит, прохлорит, судоит, тюрингит, канемит, макатит, илерит, октосиликат, магадиит и кеньяит. В определенных вариантах осуществления глиной, преобразованной в интеркалированную форму, является монтмориллонит.

[0170] Иллюстративные интеркаляторы включают, например, четвертичные аминные соединения (такие как соль тетра-алкиламмония), полимеры (например, поликапролактон, малеинированный полиэтилен или малеинированный полипропилен) акриловый мономер, соединения фосфония, соединения арсония, соединения стибония, соединения оксония, соединения сульфония, полипропен, сложные эфиры жирных кислот пентаэритрита, сложный эфир стеароил лимонной кислоты и спирты (такие как алифатические спирты, ароматические спирты (например, фенолы), арилзамещенные алифатические спирты, алкилзамещенные ароматические спирты и полигидриловые спирты).

[0171] Интеркалированные глины можно охарактеризовать, например, следующими физическими свойствами: межслойный интервал, межатомное расстояние, размер частиц глины, распределение размера частиц, пиковая температура деградации и толщина слоев. Иллюстративные физические свойства для интеркалированных глин, пригодность которых предполагается для использования в настоящем изобретении, включают, например, одно или несколько из следующего: (i) интеркалированная глина с межслоевым интервалом от приблизительно 0,5 Å до приблизительно 100 Å (или от приблизительно 1 Å до приблизительно 20 Å), (ii) средний размер частиц от приблизительно 1 мкм до приблизительно 150 мкм (или от приблизительно 20 мкм до приблизительно 100 мкм), (iii) распределение размера частиц, где от приблизительно 90 процентов до приблизительно 50 процентов частиц интеркалированной глины имеют размер частиц от приблизительно 20 мкм до приблизительно 100 мкм (или от приблизительно 85 процентов до приблизительно 65 процентов частиц интеркалированной глины имеют размер частиц от приблизительно 20 мкм до приблизительно 100 мкм), (iv) пиковая температура деградации от приблизительно 200°C до приблизительно 600°C (или от приблизительно 300°C до приблизительно 500°C), и (v) слои интеркалированной глины имеют толщину от приблизительно 0,5 Å до приблизительно 100 Å (или от приблизительно 5 Å до приблизительно 50 Å).

[0172] В других определенных вариантах осуществления интеркалированной глиной является интеркалированный монтмориллонит с размером частиц менее чем приблизительно 500 нм или менее чем приблизительно 100 нм. В других определенных вариантах осуществления интеркалированной глиной является интеркалированный монтмориллонит с размером частиц от приблизительно 60 нм до приблизительно 400 нм.

[0173] Глиной (например, интеркалированной глиной) может быть поверхность, обработанная органическим соединением, таким как гидрофобное органическое соединение или гидрофильное органическое соединение, с целью способствования диспергирования глины в составе, таком как адгезивная композиция, описываемая в настоящем документе. Способы обработки поверхности и композиции описаны в литературе и предполагается, что они пригодны для использования в настоящем изобретении.

[0174] Различные интеркалированные глины могут придавать различные эксплуатационные свойства адгезивной композиции. Таким образом, в определенных вариантах осуществления интеркалированной глиной является интеркалированный смектит. В других определенных вариантах осуществления интеркалированной глиной является смектит, интеркалированный с помощью соединения четвертичного аммония. В других определенных вариантах осуществления интеркалированной глиной является интеркалированный монтмориллонит. В других вариантах осуществления интеркалированной глиной является монтмориллонит, интеркалированный с помощью диметил-ди(C₁₄-C₁₈)алкиламмониевой соли.

Расшелушенная глина и частично расшелушенная глина

[0175] Расшелушенную глину и частично расшелушенная глину можно получать посредством воздействия на интеркалированную глину условий эксфолиации с использованием процессов, описанных в литературе. Одним процессом получения частично расшелушенной глины является воздействие на интеркалированную глину перемешивания при высоких сдвиговых нагрузках и/или соникации (например, с использованием ультразвука) до преобразования интеркалированной глины в частично расшелушенную. Процесс можно проводить, поместив интеркалированную глину (например, четвертичный аминный интеркалированный монтмориллонит) в гидрофобную жидкую среду (такую как минеральное масло, соевое масло, касторовое масло, силиконовое масло, терпеновое (например, лимонен), сложные алкильные эфиры растительного масла (например, сложный метиловый эфир сои и сложный метиловый эфир канолы), их смеси (например, смесь силиконового масла и лимонена) и т.д.) для образования смеси, а затем подвергнув смесь воздействию перемешивания при высоких сдвиговых нагрузках и/или ультразвука до преобразования интеркалированной глины в частично расшелушенную. Частичное расшелушивание происходит при отделении тромбоцитов глины от частиц интеркалированной глины. Частичное расшелушивание можно наблюдать макроскопически во многих случаях ввиду того, что оно может привести к низкой вязкости смеси интеркалированной глины и гидрофобной жидкой среды для образования геля. Этот гель можно добавлять к белковым адгезивам или компонентам, используемым для образования белкового адгезива, описываемого в настоящем документе. Альтернативно, интеркалированную глину можно добавлять к белковой адгезивной композиции, и белковая адгезивная композиция подвергается воздействию условий эксфолиации для образования частично расшелушенной глины in situ.

[0176] Расшелушенную глину можно получать, подвергая интеркалированную глину воздействию перемешивания при высоких сдвиговых нагрузках и/или соникации (например, с использованием ультразвука) до расшелушивания по существу всей (например, более чем 90% масс./масс., 95% масс./масс. или 98% масс./масс.) интеркалированной глины. Процесс расшелушивания можно проводить, поместив интеркалированную глину (например, четвертичный аминный интеркалированный монтмориллонит) в гидрофобную жидкую среду (такую как минеральное масло, соевое масло, касторовое масло, силиконовое масло, терпеновое (например, лимонен), сложные алкильные эфиры растительного масла (например, сложный метиловый эфир сои и сложный метиловый эфир канолы), их смеси (например, смесь силиконового масла и лимонена) и т.д.) для образования смеси, а затем подвергнув смесь воздействию перемешивания при высоких сдвиговых нагрузках и/или соникации (например, с использованием ультразвука) до расшелушивания по существу всей интеркалированной глины. Альтернативно, интеркалированную глину можно добавлять к белковой адгезивной композиции, и белковая адгезивная композиция подвергается воздействию условий эксфолиации для образования расшелушенной глины in situ. Альтернативно, глину (такую как монтмориллонит натрия) можно добавлять к адгезивной композиции вместе с соединением четвертичного аммония и необязательно вместе с подходящим маслом-носителем (например, одним способным к сольватации четвертичного соединения), и полученная в результате адгезивная композиция подвергается условиям для интеркалирования глины и образования расшелушенной глины или частично расшелушенной глины in situ. Кроме того, при необходимости соединение четвертичного аммония можно предварительно растворить в масле-носителе до добавления его к адгезивной композиции вместе с глиной.

[0177] Иллюстративные частично расшелушенные глины, пригодность которых предполагается для применения в настоящем изобретении, включают частично расшелушенные формы смектитовой глины, иллитовой глины, хлоритовой глины, стоистых полиполисиликатов, синтетической глины и филлосиликатов. Иллюстративные конкретные частично расшелушенные глины, пригодность которых предполагается для применения в настоящем изобретении, включают частично расшелушенные формы, например, монтмориллонита (например, монтмориллонита натрия, монтмориллонита магния и монтмориллонита кальция), бейделлита, пирофиллита, талька, вермикулита, собокита, стевенсита, свинфордита, сауконита, сапонита, волконскоита, гекторита, нонтронита, каолинита, диккита, накрита, галлуазита, гизингерита, ректорита, таросовита, ледикита, амезита, байлихлора, бавалина, клинохлора, каммерерита, кукеита, корундофиллита, дафнита, делессита, гониерита, нимита, одинита, ортошамозита, пеннина, пенантита, рипидоита, прохлорита, судоита, тюрингита, канемита, макатита, илерита, октосиликата, магадиита и кеньяита. В определенных вариантах осуществления частично расшелушенной глиной является частично расшелушенный глинистый монтмориллонит.

[0178] Частично расшелушенную глину можно охарактеризовать, например, количеством частиц глины, находящихся в форме тромбоцитов. В определенных вариантах осуществления от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 40% масс./масс., от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 20% масс./масс., от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс., от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. или от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 20% масс./масс. частиц глины находятся в форме тромбоцитов. В определенных вариантах осуществления от приблизительно 0,1% масс./масс. до приблизительно 40% масс./масс. частиц глины находятся в форме тромбоцитов с размером от приблизительно 1 Å до приблизительно 50 Å, от приблизительно 30 Å до приблизительно 50 Å или от приблизительно 5 Å до приблизительно 20 Å.

[0179] Иллюстративные расшелушенные глины, пригодность которых предполагается для применения в настоящем изобретении, включают расшелушенные формы смектитовой глины, иллитовой глины, хлоритовой глины, стоистых полиполисиликатов, синтетической глины и филлосиликатов. Иллюстративные конкретные расшелушенные глины, пригодность которых предполагается для применения в настоящем изобретении, включают расшелушенные формы, например, монтмориллонита (например, монтмориллонита натрия, монтмориллонита магния и монтмориллонита кальция), бейделлита, пирофиллита, талька, вермикулита, собокита, стевенсита, свинфордита, сауконита, сапонита, волконскоита, гекторита, нонтронита, каолинита, диккита, накрита, галлуазита, гизингерита, ректорита, таросовита, ледикита, амезита, байлихлора, бавалина, клинохлора, каммерерита, кукеита, корундофиллита, дафнита, делессита, гониерита, нимита, одинита, ортошамозита, пеннина, пенантита, рипидоита, прохлорита, судоита, тюрингита, канемита, макатита, илерита, октосиликата, магадиита и кеньяита. В определенных вариантах осуществления расшелушенной глиной является расшелушенный смектит. В определенных вариантах осуществления расшелушенной глиной является расшелушенный монтмориллонит.

[0180] Расшелушенную глину можно охарактеризовать, например, размером тромбоцитов и соотношение ширины к длине тромбоцитов. В определенных вариантах осуществления размер тромбоцитов составляет от приблизительно 1 Å до приблизительно 50 Å, от приблизительно 30 Å до приблизительно 50 Å или от приблизительно 5 Å до приблизительно 20 Å. В определенных вариантах осуществления соотношение ширины к длине тромбоцитов составляет от приблизительно 100 до приблизительно 10000, от приблизительно 100 до приблизительно 5000 или от приблизительно 200 до приблизительно 2000. В других определенных вариантах осуществления расшелушенная глина имеет средний размер частиц менее чем приблизительно 500 нм, менее чем 100 нм или менее чем 25 нм. В других определенных вариантах осуществления расшелушенная глина имеет средний размер частиц от приблизительно 60 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 40 нм до приблизительно 200 нм или от приблизительно 20 нм до приблизительно 150 нм.

[0181] В других определенных вариантах осуществления частично расшелушенная глина образуется под воздействием на глину эффективного количества композиции растительного белка (например, выделенной полипептидной композиции) для образования смеси и под воздействием на смесь условий эксфолиации, таких как перемешивание при высоких сдвиговых нагрузках и/или соникация. В других определенных вариантах осуществления расшелушенная глина образуется под воздействием на глину эффективного количества композиции растительного белка (например, выделенной полипептидной композиции) для образования смеси и под воздействием на смесь условий эксфолиации, таких как перемешивание при высоких сдвиговых нагрузках и/или соникация.

Наночастицы целлюлозы

[0182] Наночастицы целлюлозы можно добавлять к адгезивной композиции для достижения определенных эксплуатационных свойств, таких как для обеспечения адгезиву повышенной прочности и/или прочности сцепления. Наночастицы целлюлозы можно получать из коммерческих источников или из отделенных с помощью кислотного гидролиза волокон на основе растений. Наночастицы целлюлозы можно охарактеризовать, например, размером наночастиц, формой поперечного сечения наночастицы и/или длиной поперечного сечения и соотношение ширины к длине наночастицы. Таким образом, в определенных вариантах осуществления размер наночастица целлюлозы составляет от приблизительно 1 нм до приблизительно 2000 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 500 нм или от приблизительно 10 нм до приблизительно 200 нм. В определенных вариантах осуществления форма поперечного сечения наночастицы может быть треугольной, квадратной, пятиугольной, шестиугольной, восьмиугольной, круглой или овальной. В других определенных вариантах осуществления средняя длина поперечного сечения целлюлоза наночастица составляет от приблизительно 0,1 нм до приблизительно 100 нм или от приблизительно 1 нм до приблизительно 10 нм.

[0183] Одним типом наночастиц целлюлозы, который может обеспечить определенные преимущества, является нановолокна целлюлозы. Иллюстративные нановолокна целлюлозы описаны в, например, публикации заявки на патент США № 2010/0233481, 2010/0240806 и 2010/0282422, каждая из которых, таким образом, включена посредством ссылки.

Катализатор

[0184] Катализатор можно добавлять к адгезивной композиции для способствования полимеризации. Иллюстративные катализаторы включают, например, первичный амин, вторичный амин, третичный амин, металлорганическое соединение или их сочетание. Иллюстративные первичные амины включают, например, метиламин, этиламин, пропиламин, циклогексиламин и бензиламин. Иллюстративные вторичные амины включают, например, диметиламин, диэтиламин и диизопропиламин. Иллюстративные третичные амины включают, например, диазабициклооктан (Dabco), триэтиламин, диметилбензиламин, простой эфир бис-диметиламиноэтила, тетраметилгуанидин, бис-диметиламинометил фенол, простой 2,2'-диморфолино-диэтиловый эфир, 2-(2-диметиламиноэтокси)этанол, простой эфир 2-диметиламиноэтил-3-диметиламинопропила, бис-(2-диаминоэтил)-простой эфир, N,N-диметилпиперазин, N-(2-гидроксиэтоксиэтил)-2-азанорборнан, Tacat DP-914 (Texaco Chemical), Jeffcat®, N,N,N,N-тетраметилбутан-1,3-диамин, N,N,N,N-тетраметилпропан-1,3-диамин, N,N,N,N-тетраметилгексан-1,6-диамин, простой 2,2'-диморфолино-диэтиловый эфир (DMDEE) или их смесь. Иллюстративные металлорганические соединения включают, например, ди-н-октил олово меркаприд, дибутилолово малеат, диацетат, дилаурат, дихлорид, бис-додецил меркаприд, олово(II)ацетат, этил гексоат и диэтил гексоат, Fe⁺³ 2,4-пентандионат (FeAcAc) или фенил этил дитиокарбамат свинца.

[0185] В других определенных вариантах осуществления катализатором являются ацетилацетонаты переходного металла, например, соединение ацетилацетоната, содержащее железо, медь или никель. В определенных вариантах осуществления ацетилацетонат переходного металла содержит третичный амин, например, простой 2,2'-диморфолино-диэтиловый эфир.

[0186] Количество катализатора, используемого в адгезивной композиции, может варьироваться с целью оптимизации характеристик адгезива. В определенных вариантах осуществления катализатор присутствует в менее чем 1% (масс./масс.), 0,5% (масс./масс.) (или 0,1% (масс./масс.) адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления катализатор присутствует в диапазоне от 0,001% (масс./масс.) до 0,75% (масс./масс.), от 0,001% (масс./масс.) до 0,01% (масс./масс.), от 0,01% (масс./масс.) до 0,05% (масс./масс.) или от 0,05% (масс./масс.) до 0,5% (масс./масс.) адгезивной композиции.

Агент липкости

[0187] Иллюстративные агенты липкости включают, например, глицерин, кукурузный сироп, соевое масло, поли(C₂-C₆)алкилен, минеральное масло, сополимер этилена/пропилена/стирола, сополимер бутилена/этилена/стирола или смесь одного или нескольких из указанных выше. Другими иллюстративными агентами липкости являются сополимеры, имеющие низкую температуру перехода (T_g) (например, акриловый сополимер на основе латекса с T_g менее чем приблизительно 0°C, и предпочтительно менее чем приблизительно -20°C). В определенных вариантах осуществления добавкой является полибутен. В определенных вариантах осуществления полибутен имеет средневзвешенную молекулярную массу от приблизительно 200 г/моль до приблизительно 20000 г/моль, от приблизительно 200 г/моль до приблизительно 10000 г/моль, от приблизительно 200 г/моль до приблизительно 5000 г/моль, от приблизительно 200 г/моль до приблизительно 2000 г/моль, от приблизительно 200 г/моль до приблизительно 1000 г/моль, от приблизительно 500 г/моль до приблизительно 2000 г/моль или от приблизительно 500 г/моль до приблизительно 1000 г/моль. Другие агенты липкости включают твердое вещество, выбранное из группы, состоящей из терпеновой смолы, производное сложного эфира канифоли и производное на основе углеводорода. Если агент липкости является твердым веществом, агент липкости может необязательно быть предварительно растворен в жировой фазе адгезивной композиции (например, в полиметилендифенилдиизоцианате). Альтернативно, твердый агент липкости может быть предварительно расплавлен и диспергирован в воде посредством белкового компонента, или твердый агент липкости можно перемолоть и диспергировать как тонкие частицы непосредственно в адгезивную композицию.

Разбавитель

[0188] Иллюстративные разбавители включают, например, инертные разбавители или активные разбавители. В определенных вариантах осуществления инертным разбавителем являются растительные твердые частицы, лимонен, растительное масло, минеральное масло, двуосновные сложные эфиры, пропиленкарбонат, нереактивные модифицированные ароматические нефтяные углеводороды, соевое масло, касторовое масло и в основном любой неактивный водород, содержащий жидкость, которую можно включить в состав адгезива на основе изоцианата. Другим инертным разбавителем является неактивный водород, содержащий твердое вещество, являющееся растворимым, например, растворимым в масле или растворимым в воде. Активным разбавителем может быть мономер или полимеры пирролидона, мономер или полимеры оксизолидона, эпоксидированное масло или насыщенный жир, такой как масло семян льна. Другим активным разбавителем является виниловый мономер или смесь виниловых мономеров.

Поверхностно-активные вещества и усилители адгезии

[0189] Иллюстративные поверхностно-активные вещества включают, например, мономерные виды, полимерные виды или их смеси. Иллюстративные усилители адгезии включают, например, органосиланы и титанаты.

Противомикробное средство

[0190] Предполагается, что противомикробные средства, которые известны в данной области и которые по существу не взаимодействуют с полиметилендифенилдиизоцианатом, являются пригодными для применения в адгезивных композициях и композиционных материалах, описываемых в настоящем документе. Одним иллюстративным противомикробным средством являются полимеры полиалкиленгликоля, такие как полипропиленгликоль.

Сшивающий агент

[0191] В других вариантах осуществления добавкой может быть сшивающий агент, например, сшивающий агент, который можно использовать для связывания лигноцеллюлозного материала со стеклом. Иллюстративные сшивающие агенты включают органосилан, такой как диметилдихлорсилан (DMDCS), алкилтрихлорсилан, метилтрихлорсилан (MTCS), N-(2-аминоэтил)-3-аминопропил триметоксисилан (AAPS) или их сочетание. В других вариантах осуществления полипептидные фракции вступают в соединение с органосиланом для образования адгезива для связывания одного или нескольких субстратов вместе в любой комбинации, указанные субстраты, включающие стекло, бумагу, древесину, керамику, сталь, алюминий, медь, латунь и т.д. Термин "органосилан" относится к любой группе молекул, включая мономеры, гидролизованные мономеры, гидролизованные димеры, олигомеры и продукты конденсации триалкоксисилана с общей формулой:

(RO)₃Si-R'

где R является предпочтительно пропилом, этилом, метилом, изопропилом, бутилом, изобутилом, втор-бутилом, трет-бутилом или ацетильной группой, и R' является органофункциональной группой, в которой функциональность может включать аминопропильную группу, аминоэтиламинопропильную группу, алкильную группу, винильную группу, фенильную группу, меркаптогруппу, стириламиногруппу, метакрилоксипропильную группу, глицидоксигруппу, изоцианатную группу или другие.

[0192] Аналогично, бис-триалкоксисилан с общей формулой (RO)₃Si-R'-Si(OR)₃ можно также использовать в качестве «органосилана» либо в отдельности или в комбинации с триалкоксисиланом, где R является предпочтительно пропилом, этилом, метилом, изопропилом, бутилом, изобутилом, втор-бутилом, трет-бутилом или ацетильной группой, и R' является мостикообразующим органофункциональным остатком, который может содержать функциональность, выбранную из группы, состоящей из аминогрупп, алкильных групп, винильных групп, фенильных групп, меркаптогрупп и других. Аналогичным образом, тетраалкоксисилан с общей формулой (RO)₄Si можно также использовать в качестве «органосилана» либо в отдельности или в комбинации с триалкоксисиланом или бис-триалкоксисиланом, где R является предпочтительно пропилом, этилом, метилом, изопропилом, бутилом, изобутилом, втор-бутилом, трет-бутилом или ацетильной группой.

Агент, улучшающий влагостойкость

[0193] К агентам, улучшающим влагостойкость, относятся те материалы, которые при добавлении к адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе, улучшают способность древесного композиционного материала, образованного от адгезива, к водостойкости, т.е. не поглощать воду. Иллюстративные виды агентов, улучшающих влагостойкость, включают фторированные соединения полиола, силиконы, силоксаны (включая функционализированные полимеры силоксана, такие как полимеры силоксана с концевыми гидрокси группами или полимеры гидроксил алкил силоксана), полиолефиновые полимеры, воск (например, жирные кислоты (такие как алкил карбоновая кислота), соли жирной кислоты (например, соль щелочного металла алкил карбоновой кислота), сложные эфиры жирной кислоты (например, сложный алкиловый эфир карбоновой кислоты, сложный ариловый эфир карбоновой кислоты, сложный алкиловый эфир алкановой кислоты или сложный ариловый эфир алкановой кислоты), жирные спирты, смеси гидрофобных углеводородов, эмульсии на водной основе, содержащие диспергированные в них гидрофобные углеводороды, углеводородный воск, воск фторалкилфосфата, фторированный углеводородный воск и фторалкильный функционализированный воск) и гидрофобные масла. Другим агентом, улучающим влагостойкость, является фторированный силикон. При присутствии в адгезивной композиции агента, улучшающего влагостойкость, при необходимости он присутствует в количестве, являющимся эффективным для повышения влагостойкости (например, повышения влагостойкости по меньшей мере на приблизительно 2%, 5%, 10% или 20% по сравнению с влагостойкостью композиционного материала, образованного от адгезивной композиции, в которой агент, улучшающий влагостойкость, присутствует в недостаточном количестве).

[0194] Агенты, улучающие влагостойкость, могут присутствовать в окончательном композиционном материале при процентах по массе в диапазоне от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 2% (масс./масс.), от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 1% (масс./масс.), от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 0,5%, от приблизительно 0,1% (масс./масс.) до приблизительно 2% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% (масс./масс.) до приблизительно 1% (масс./масс.) или от приблизительно 0,5% (масс./масс.) до приблизительно 1% (масс./масс.).

[0195] Одним иллюстративным фторированным соединением полиола является FluoroLink D-10 фторированный полиол, который коммерчески доступен от Solvay Solexis, Inc. Иллюстративные силиконы включают Dow Corning FS-1265 Fluid, 300 cST (трифторпропилметикон) от Dow Corning) и T-Sil-6011 SE Emulsion (60% твердых частиц) от Siovation, Inc., которая является эмульсией, содержащей 60% масс./масс. силиконов. Силикон может быть органически модифицированным, таким как C_20-24 алкилметикон, C_24-28 алкилметикон, C_30-45 алкилметикон, стеарил диметикон, бифенил диметикон, стеароксидиметикон, C_20-24 алкил диметикон или C_24-28 алкил диметикон.

[0196] Иллюстративные виды типы функционализированных полимеров силоксана включают (1) полимер силоксана с концевыми гидрокси-группами, такой как полидиметилсилоксан с концевыми гидрокси-группами (например, T-Sil-80, линейный полидиметилсилоксан с концевыми гидрокси-группами от Siovation, Inc.), (2) гидроксил алкил полидиметилсилоксан (например, Tego Protect-5000 функционализированная силиконовая жидкость, коммерчески доступная от Evonik Tego Chemie GmbH), и (3) фторированный силоксан. Иллюстративные воски включают Hexion EW-58H; BE Square 165 янтарный нефтяной микрокристаллический воск, коммерчески доступный от Baker Hughes, Inc., являющийся смесью, содержащей парафиновые, изопарафиновые и нафтеновые углеводороды; Masurf FS 115 эмульсия (дисперсия фторалкилфосфатного воска в воде - 28% твердых частиц), коммерчески доступная от Mason Chemical Company; карнаубский воск; канделильский воск; японский воск; пчелиный воск; воск рисовых отрубей; горный воск; парафин; церезин; ланолин; озокерит; сырой парафин (который является полуочищенным парафином с содержанием масла до приблизительно 30 процентов по массе, и часто получаемый охлаждением, и растворяющий отжатый на фильтр-прессе парафиновый дистиллят); полиэтиленовый воск; жирная кислота или ее соль (например, C_10-25 алкановая кислота, соль C_10-25 алкановой кислоты, C_10-25 карбоновая кислота, соль C_10-25 карбоновой кислоты;, такая как стеариновая кислота, стеарат цинка или лауриновая кислота), сложный эфир жирной кислоты (например, сложный эфир C_10-25 алкановой кислоты или C_10-25 карбоновой кислоты); или жирный спирт (например, C_10-25 гидрокси алкан или C_10-25 гидроксиалкен).

[0197] Иллюстративные гидрофобные полимеры включают полиолефин (например, полиэтилен, полипропилен, полибутилен, полистирол, сополимеры указанных выше, сополимер полиэтилена/поливинилацетата и сополимер полиэтилена/полиакриловой кислоты).

[0198] Иллюстративные гидрофобные масла включают соевый лецитин, касторовое масло и жидкий фторированный углеводород.

[0199] Другим агентом, улучшающим влагостойкость, является смесь силикона и терпенового соединения. Иллюстративным силиконом является Tego Protect-5000 функционализированная силиконоая жидкость, продаваемая Evonik Tego Chemie GmbH. Иллюстративные терпеновые соединения, предполагаемые для применения, включают терпеновые соединения, находящиеся в твердом состоянии при комнатной температуре, жидком состоянии при комнатной температуре и/или имеют молекулярную массу менее чем приблизительно 2000 г/моль, приблизительно 1000 г/моль, приблизительно 500 г/моль или приблизительно 200 г/моль. В определенных вариантах осуществления терпеновым соединением является лимонен. В определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является смесь Tego Protect-5000 функционализированного силиконового масла и лимонена. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является силикон и лимонен. Следует понимать, что агент, улучшающий влагостойкость, (например, силикон и лимонен) можно использовать в комбинации с другими добавками, такими как монтмориллонит, который был, по меньшей мере, частично расшелушен.

[0200] В определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является полимерный агент, улучшающий влагостойкость, восковой агент, улучшающий влагостойкость или их смесь. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является силикон, силоксан, фторированный полиол, сложный эфир фторалкилфосфата, карбоксиловый сложный эфир фторалкила, соль фторалкановой кислоты, воск, улучшающий влагостойкость, или их смесь. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является воск, улучшающий влагостойкость, такой как смесь гидрофобных углеводородов, эмульсии на водной основе, содержащие диспергированные в них гидрофобные углеводороды, воск фторалкилфосфата, фторированный углеводородный воск или фторалкильный функционализированный воск. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является силикон, силоксан, фторированный полиол, сложный эфир фторалкилфосфата, карбоксиловый сложный эфир фторалкила. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является силикон, силоксан, фторированный полиол, сложный эфир фторалкилфосфата, карбоксиловый сложный эфир фторалкила, соль фторалкановой кислоты или их смесь. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является силикон, силоксан, фторированный полиол, сложный эфир фторалкилфосфата, карбоксиловый сложный эфир фторалкила или воск, улучшающий влагостойкость. В других определенных вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является фторированный полиол, силикон, силоксан или воск, улучшающий влагостойкость. В других вариантах осуществления агентом, улучшающим влагостойкость, является смесь, содержащая гидрофобные углеводороды.

[0201] Термин «сложный эфир фторалкил фосфата» в рамках изобретения относится к соединению, содержащему фосфатную группу, связанную с, по меньшей мере, одной фторалкильной группой, такой как представлена P(O)(OR₁)(OR₂)₂, где R₁ является фторалкильная группа, и R₂ представляет независимо для каждого случая водорода, алкила, фторалкила, арила, аралкила, гетероалкила, гетероарила, гетероаралкила, щелочного металла, аммония или четвертичного амина, или двух случаев R₂, вместе взятых для образования щелочноземельного металла.

pH регулятор

[0202] pH регулятором может быть кислота или основа. В определенных вариантах осуществления pH регулятором является гидроксид щелочного металла (например, гидроксид натрия или гидроксид кальция) или соль щелочного металла органического соединения карбоксилата (например, соль щелочного металла цитрата, такого как ди-цитрат натрия).

Вещество, способствующее высвобождению композиционного материала

[0203] Вещество, способствующее высвобождению композиционного материала, выступает в качестве усилителя высвобождения древесного композиционного материала из прессового оборудования, используемого для получения композиционного материала. В отсутствие вещества, способствующего высвобождению композиционного материала, определенные композиционные материалы могут прилипнуть к прессовому устройству, затрудняя отделение композиционного материала от прессового оборудования. Вещество, способствующее высвобождению композиционного материала, решает данную проблему посредством облегчения высвобождения древесного композиционного материала. Иллюстративные вещества, способствующие высвобождению композиционного материала, включают силиконы (например, силиконы, описанные выше), жирные кислоты, соль жирной кислоты, воски и амидные соединения. Иллюстративные жирные кислоты или их соли включают C_10-25 алкановую кислоту, соль C_10-25 алкановой кислоты, C_10-25 карбоновую кислоту, соль C_10-25 карбоновой кислоты; например, стеариновую кислоту, стеарат цинка, лауриновую кислоту, олеиновую кислоту или их соль (такую как соль щелочного металла олеиновой кислоты, такой как олеат калия). Следует понимать, что смесь двух или более из указанных выше иллюстративных веществ, способствующих высвобождению композиционного материала, также можно использовать в адгезивной композиции в настоящем документе. Иллюстративным амидным соединением является N,N'-этиленбисстеарамид. Иллюстративные воски включают те, что описаны выше для агента, улучшающего влагостойкость, и, в частности, Hexion EW-58H; E Square 165 янтарный нефтяной микрокристаллический воск, коммерчески доступный от Baker Hughes, Inc.; и Masurf FS 115 эмульсия (28% твердых частиц), коммерчески доступная от Mason Chemical Company. Одним дополнительным преимуществом белкового компонента в адгезивной композиции является то, что он способствует диспергированию вещества, способствующего высвобождению композиционного материала - данная характеристика позволяет использовать меньшее количество вещества, способствующего высвобождению композиционного материала, в адгезивной композиции и конечном композиционном продукте. Снижение количества вещества, способствующего высвобождению композиционного материала, представляет преимущество для агентов, которые являются относительно более дорогостоящими, таких как некоторые силиконовые вещества, способствующего высвобождению композиционного материала.

[0204] В определенных вариантах осуществления веществом, способствующим высвобождению композиционного материала, является силикон.

[0205] Также в определенных вариантах осуществления вещество, способствующее высвобождению композиционного материала, присутствует в конечном композиционном материале в диапазоне процентов по массе от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 2% (масс./масс.) или от приблизительно 0,01% (масс./масс.) до приблизительно 1% (масс./масс.).

Агент для извлечения формальдегида

[0206] Многие агенты для извлечения формальдегида описаны в литературе, и предполагается, что они являются пригодными для настоящего изобретения. Различные агенты для извлечения формальдегида имеют различные профили реактивности, и конкретный агент для извлечения формальдегида (например, H₂NC(O)NH₂, Me₂NC(O)NH₂ или CH₃CH₂NH₂) можно выбирать для оптимизации эксплуатационных свойств адгезивной композиции и/или композиции связывающего средства, образованной адгезивом. Таким образом, в определенных вариантах осуществления агент для извлечения формальдегида имеет формулу RNH₂, R₂NH, RC(O)NH₂, RN(H)C(O)NH₂, R₂NC(O)NH₂ или RN(H)C(O)N(H)R, где R представляет независимо для каждого случая H, алкила, арила или аралкила. В определенных вариантах осуществления агент для извлечения формальдегида имеет формулу RN(H)C(O)N(H)R, где R представляет независимо для каждого случая H, алкила, арила или аралкила. В других определенных вариантах осуществления агентом для извлечения формальдегида является H₂NC(O)NH₂, H₂NC(O)N(H)Me, MeN(H)C(O)N(H)Me, H₂NC(O)N(CH₃)₂, CH₃C(O)NH₂, CH₃CH₂C(O)NH₂, CH₃NH₂, CH₃CH₂NH₂, (CH₃)₂NH или (CH₃CH₂)₂NH. В других вариантах осуществления агентом для извлечения формальдегида является H₂NC(O)NH₂.

[0207] Термин «алкил» в рамках изобретения относится к насыщенному неразветвленному или разветвленному углеводороду, такому как неразветвленная или разветвленная группа из 1-12, 1-10 или 1-6 атомов углерода, обозначаемая в настоящем документе как C₁-С₁₂алкил, C₁-C₁₀алкил и C₁-C₆алкил соответственно. Иллюстративные алкильные группы в качестве неограничивающих примеров включают метил, этил, пропил, изопропил, 2-метил-1-пропил, 2-метил-2-пропил, 2-метил-1-бутил, 3-метил-1-бутил, 2-метил-3-бутил, 2,2-диметил-1-пропил, 2-метил-1-пентил, 3-метил-1-пентил, 4-метил-1-пентил, 2-метил-2-пентил, 3-метил-2-пентил, 4-метил-2-пентил, 2,2-диметил-1-бутил, 3,3-диметил-1-бутил, 2-этил-1-бутил, бутил, изобутил, трет-бутил, пентил, изопентил, неопентил, гексил, гептил, октил и т.д.

[0208] Термин «арил» в рамках изобретения относится к относится к моно-, би- или другой мулльтикарбоциклической, ароматической циклической системе. Если не указано иначе, ароматическое кольцо является необязательно замещенным в одной или нескольких кольцевых позициях заместителями, выбранными из алканоила, алкокси, алкила, алкенила, алкинила, амидо, амидино, амино, арила, арилалкила, азидо, карбамата, карбоната, карбокси, циано, циклоалкила, сложного эфира, простого эфира, формила, галогена, галогеналкила, гетероарила, гетероциклила, гидроксила, имино, кетона, нитро, фосфата, фосфонато, фосфинато, сульфата, сульфида, сульфонамидо, сульфонила и тиокарбонила. Термин «арил» также включает полициклические циклические системы с двумя или более циклическими кольцами, в которых два или более карбонов являются общими с двумя соседними кольцами (кольцами, являющимися «сочлененными кольцами»), где по меньшей мере одно из колец является ароматическим, например, другими циклическими кольцами могут быть циклоалкилы, циклоалкенилы, циклоалкинилы и/или арилы. Иллюстративные арильные группы в качестве неограничивающих примеров включают фенил, толил, антраценил, флуоренил, инденил, азуленил и нафтил, а также бензосочлененные карбоциклические молекулы, такие как 5,6,7,8-тетрагидронафтил. В определенных вариантах осуществления арильная группа не замещается, т.е. она является незамещенной.

[0209] Термин «аралкил» в рамках изобретения относится к арильной группе, имеющей, по меньшей мере, один алкильный заместитель, например, арил-алкил. Иллюстративные аралкильные группы в качестве неограничивающих примеров включают, арилалкилы с моноциклической ароматической циклической системой, в которой кольцо содержит 6 атома углерода. Например, «фенилалкил» включает фенилC₄алкил, бензил, 1-фенилэтил, 2-фенилэтил и т.д.

[0210] Количество агента для извлечения формальдегида в адгезивном составе можно корректировать для оптимизации эксплуатационных свойств адгезивной композиции и/или композиции связывающего средства, образованной адгезивом. В определенных вариантах осуществления соотношение молей агента для извлечения формальдегида к реактивному преполимеру составляет по меньшей мере приблизительно 0,1:1, по меньшей мере приблизительно 0,5:1, по меньшей мере приблизительно 1:1, по меньшей мере приблизительно 2:1, по меньшей мере приблизительно 3:1, по меньшей мере приблизительно 4:1 или по меньшей мере приблизительно 5:1. В определенных вариантах осуществления соотношение молей агента для извлечения формальдегида к реактивному преполимеру находится в диапазоне от приблизительно 0,01: до приблизительно 0,5:1, от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 5:1 или от приблизительно 1:1 до приблизительно 4:1. В других вариантах осуществления соотношение молей агента для извлечения формальдегида к реактивному преполимеру составляет по меньшей мере 0,05:1. В других вариантах осуществления соотношение молей агента для извлечения формальдегида к реактивному преполимеру составляет по меньшей мере 5:1.

[0211] В определенных вариантах осуществления агент для извлечения формальдегида присутствует в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 50% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 30% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 20% (масс./масс.), от приблизительно 5% до приблизительно 50% (масс./масс.), от приблизительно 5% до приблизительно 30% (масс./масс.), от приблизительно 5% до приблизительно 20% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 50% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 30% (масс./масс.) или от приблизительно 10% до приблизительно 20% (масс./масс.) адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления агент для извлечения формальдегида присутствует в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 50% (масс./масс.) адгезивной композиции. В других вариантах осуществления агент для извлечения формальдегида присутствует в количестве от приблизительно 2% до приблизительно 30% (масс./масс.) адгезивной композиции.

Дополнительные полимерные добавки

[0212] В определенных вариантах осуществления адгезивная композиция дополнительно содержит или смолу сополимера этилена, гидроксил функционализированный полимер или их смеси. Неограничивающие примеры подходящих смол сополимера этилена включают этиленвинилацетат (ЭВА), этилен-co-винилацетат-co-акриловую кислоту, этилен-co-винилацетат-co-метакриловую кислоту, этилен-co-винилацетат-co-виниловый спирт, карбоксилатные винилацетат-этилен сополимеры, и этилен виниловый спирт (EVOH). Неограничивающие примеры гидроксил функционализированных полимеров включают растворимые в воде или частично растворимые в воде полимеры, такие как поливиниловый спирт, поливинилбутирал-co-виниловый спирт, поливинилацетат-co- виниловый спирт и т.п.; и углеводы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, этилметилцеллюлоза, и т.д.

[0213] Сополимер этилена можно использовать в качестве диспергирующего в воде агента (т.е. латекс ЭВА). Диспергирующим агентом может быть полимерный латекс, содержащий карбоксилатный винилацетат-этилен терполимер, стабилизированный с помощью поли-(винилового спирта), коммерчески известного как AIRFLEX 426® от Air Products, Inc. (63% твердых частиц по массе). В других определенных вариантах осуществления диспергирующим агентом является Wacker VINNAPAS® 426, являющаяся карбоксилатной, высококонцентрированной дисперсией этилена и винилацетата, имеющей температуру стеклования (T_g) 0°C, продаваемой Wacker Chemie, AG. Сополимер этилена можно использовать при уровне от 5% до 50% по массе, от 10% до 40% по массе или от 15% до 30% по массе общего изоцианатного реактивного компонента (уровень сополимера этилена экспрессируеся на основе твердых частиц, и не включает уровень воды в латексе). Дополнительные латексные полимеры, которые можно использовать, включают, например, акриловые гомополимеры (например, поли(метилметакрилат) и поли(изобутилметакрилат)) и акриловые сополимеры (например, поли(изобутилметакрилат-co-метилакрилат) и поли(этилен-co-метилметакрилат)).

Огнестойкие материалы

[0214] Иллюстративные огнестойкие материалы включают, например, (i) фосфорную кислоту или ее соль, такую как фосфат моноаммония, фосфат диаммония, полифосфат аммония, фосфат меламина, фосфат гуанидина, фосфат мочевины, фосфат щелочного металла и фосфат щелочноземельного металла, (ii) галогенированное фосфатное соединение, (iii) сложный фосфатный эфир, такой как три-o-крезилфосфат и трис(2,3-дибромопропил) фосфат, (iv) хлорированное органическое соединение, такое как хлорированный углеводород или хлорированный парафин, (iv) бромированное органическое соединение, такое как бромированный углеводород, бромобисфенол A, тетрабромбисфенол A (TBBPA), простой эфир декабромобифенила, простой эфир октабромбифенила, простой эфир тетрабромбифенила, гексабромоциклододекан, бис(тетрабромофталимидо) этан, трибромфенол и бис(трибромофенокси) этан, (v) бромированный олигомер или бромированный полимер, такой как олигомер TBBPA поликарбоната, бромированный полистирол и TBBPA эпоксидный олигомер, (vi) соединение бората, такое как борат щелочного металла, борат аммония или смесь, содержащая одну или несколько буры, борной кислоты, оксида бора и динатрий октаборат, (vii) алюминиевые материалы, такие как тригидрат алюминия и гидроксид алюминия, (viii) гидроксид щелочноземельного металла, такой как гидроксид магния, (ix) бикарбонат щелочного металла, такой как бикарбонат натрия, (x) карбонат щелочноземельного металла, такой как карбонат кальция, (xi) трехокись сурьмы, (xii) гидратированный диоксид кремния, (xiii) гидратированный оксид алюминия, (xiv) дициандиамид, (xv) сульфат аммония и (xvi) смесь фосфата гуанилмочевины и борной кислоты, такая как те, что описаны в публикации международной заявки на патент № WO 02/070215, таким образом, включенной посредством ссылки, (xvii) графит, (xviii) меламин и (xix) фосфонатное соединение, такое как диэтил-N,N-бис(2-гидроксиэтил) аминоэтил фосфонат; диметил-N,N-бис(2-гидроксиэтил) аминометил фосфонат; дипропил-N,N-бис(3-гидроксипропил) аминоэтил фосфонат; и диметил-N,N-бис(4-гидроксибутил) аминометил фосфонат, такое, как описано в патенте США № 6713168, таким образом, включенное посредством ссылки.

[0215] В определенных вариантах осуществления огнестойким материалом является (i) фосфорная кислота или ее соль, такая как фосфат моноаммония, фосфат диаммония, полифосфат аммония, фосфат меламина, фосфат гуанидина, фосфат мочевины, фосфат щелочного металла и фосфат щелочноземельного металла (ii) сложный фосфатный эфир, такой как три-o-крезилфосфат и трис(2,3-дибромопропил) фосфат, тригидрат алюминия и гидроксид алюминия, (iii) гидроксид щелочноземельного металла, такой как гидроксид магния, (iv) бикарбонат щелочного металла, такой как бикарбонат натрия, (v) трехокись сурьмы или (vi) гидратированный оксид алюминия. В других определенных вариантах осуществления огнестойким материалом является колеманит (CaB₃O₄(OH)₃ - H₂O).

Консерванты для древесины

[0216] Иллюстративные консерванты для древесины включают, например, (i) хромированный арсенат меди (CCA), (ii) смесь щелочного медного комплекса и четверичного аммония, (iii) азол меди, (iv) консервирующее соединение бората, (v) консервирующее соединение на основе силиката натрия, (vi) консервирующее соединение на основе силиката калия, (vii) бифентриновое консервирующее соединение, (viii) каменноугольный креозот, (ix) масло семян льна, (x) тунговое масло и (xi) инсектицид, такой как органохлоридное соединение, органофосфатное соединение, карбаматное соединение, пиретроид, неониконтиноид и рианоид.

IX. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ ДЛЯ АДГЕЗИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

[0217] Адгезивная композиция может быть в форме жидкости или порошка. Адгезивы жидкой формы могут представлять преимущества для определенных применений, такие как те, где желательным является распределение тонкой пленки адгезива на большой площади поверхности. Адгезивы в виде сухой смеси могут представлять преимущества для определенных применений, такие как те, где желательно минимизировать количество испаряемых соединений (например, воды) в адгезивной композиции. Факторы, которые могут оказывать влияние на вязкость, влагостойкость, прочность сцепления и другие свойства адгезивной композиции, описаны ниже.

Сухая смесь адгезивной композиции

[0218] Адгезивная композиция может быть в форме сухой смеси. Первый тип сухой смеси адгезивной композиции может быть образован путем смешивания перемолотой муки из растительного сырья с одной или несколькими жидкими или твердыми добавками. Жидкие или твердые добавки, как правило, добавляют в количестве менее чем приблизительно 10% масс./масс. муки из растительного сырья. Альтернативно, жидкие или твердые добавки могут быть смешаны с мукой из растительного сырья во время помола для образования перемолотой муки из растительного сырья. Перемолотая мука из растительного сырья, содержащая одну или несколько добавков, желательно является сухим и текучим материалом. Иллюстративные добавки описаны выше в разделе VIII и включают интеркалированные глины, частично расшелушенные глины, расшелушенные глины, смесь силикона и терпенового соединения (например, лимонена), минерального масла, соевого масла, касторового масла, сложного метилового эфира сои, канолового метилового сложного эфира мочевины, глицерина, пропиленгликоля, пропилен карбоната, полиолов, кросслинкеров, таких как полиметилендифенилдиизоцианат, лигнин, эпоксиды, такие как глицидил присоединенных кольцевых функциональных групп поли(бисфенол-A-ко-эпихлоргидрина) (BPA) и простой эфир триметилолпропан триглицидила, полимерные латексы и катализаторы. В других определенных вариантах осуществления к муке из растительного сырья или перемолотой муке из растительного сырья можно добавлять фенолформальдегидную смолу или мочевиноформальдегидную смолу. В других вариантах осуществления к муке из растительного сырья или перемолотой муке из растительного сырья можно добавлять лигнин.

[0219] Второй тип сухой смеси адгезивной композиции может быть образован посредством смешивания перемолотой муки из растительного сырья с ингредиентом сухого порошка, таким как добавка, не являющаяся жидкой (например, глина (такая как интеркалированная глина, частично расшелушенная глина или расшелушенная глина), силикон, лигнин или смесь гидроксиароматического соединения и альдегидного соединения, такого как фенолформальдегидная смола).

[0220] Третий тип сухой смеси адгезивной композиции может быть образован посредством смешивания первого типа адгезива (как описано выше) с любым другим сухим или жидким ингредиентом, придающим благоприятные свойства адгезивной композиции.

[0221] Сухие адгезивы, описанные выше, можно использовать в качестве связывающих средств в получении древесных композиционных материалов. Такие древесные композиционные материалы можно получать, сначала смешав древесных частиц с сухой смесью адгезивной композиции для образования смеси, а затем подвергнув смесь воздействию повышенной температуры и давлению для способствования уплотнению и отверждению адгезива. Количество отвержденного адгезива в древесном композиционном материале может быть, например, от приблизительно 0,2% до 20% масс./масс. отвержденного композиционного материала.

Количество композиции растительного белка

[0222] Количество композиции растительного белка в адгезивной композиции можно корректировать для достижения конкретных эксплуатационных свойств. Например, в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит, не менее чем приблизительно 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% или 30% по массе композиции растительного белка (т.е. перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции), описываемого в настоящем документе (на основе сухой массы белкового компонента). Предельная нагрузка белкового компонента может основываться на, например, оптимизации стабильности и вязкости. В определенных вариантах осуществления общая концентрация композиции растительного белка может составлять до 35% (масс./масс.). Более высокая вязкость композиций, образованных от более высокой массовой доли композиции растительного белка, описываемой в настоящем документе, может быть выгодна в применениях, где желательно чтобы неотвержденный адгезив показал характеристики склеивания холодным способом, стойкости к текучести, устойчивости к провисанию и заполнения зазора.

Рассматриваемые факторы вязкости

[0223] Вязкость адгезива можно разработать с целях конкретного применения. В одном из вариантов осуществления, где необходимы заполняющие зазоры адгезивы, минимальная вязкость адгезива (например, полиизоцианатсодержащего адгезива) должна составлять не менее чем (NLT) 2000 Гц, 3000 Гц или NLT 4000 Гц, как измерено при 25°C. Вязкость адгезивной композиции (например, полиизоцианатсодержащего адгезива) можно оптимизировать посредством корректировки количества белкового компонента (т.е. перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции), описываемого в настоящем документе, и/или условий, используемых для получения композиции. Обычные условия находятся в диапазоне от 25 до 100°C при давлении внешней среды, с перемешиванием смеси до достижения в достаточно степени гомогенной композиции. Кроме того, вязкость адгезивной композиции можно оптимизировать посредством корректировки количества воды в адгезиве. Например, в определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит воду в количестве менее чем приблизительно 70% масс./масс., 60% масс./масс., 50% масс./масс., 40% масс./масс., 30% масс./масс., 20% масс./масс. или 10% масс./масс. адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления адгезивная композиция содержит воду в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 40% масс./масс., от приблизительно 20% масс./масс. до приблизительно 50% масс./масс., от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 60% масс./масс., от приблизительно 40% масс./масс. до приблизительно 70% масс./масс., от приблизительно 50% масс./масс. до приблизительно 80% масс./масс. или от приблизительно 50% масс./масс. до приблизительно 60% масс./масс. адгезивной композиции.

[0224] С целью оптимизации вязкости адгезивной композиции, адгезивная композиция может содержать перемолотую муку из растительного сырья в таком количестве, чтобы вязкость адгезивного состава повысилась не более чем на приблизительно 25% в пределах приблизительно 20 минут, или не более чем на приблизительно 50% в пределах приблизительно 20 минут, после смешивания преполимера и перемолотой муки из растительного сырья с нуклеофилом. В других определенных вариантах осуществления перемолотая мука из растительного сырья присутствует в таком количестве, чтобы вязкость адгезивного состава повысилась не более чем на приблизительно 40% в пределах приблизительно 30 минут (или не более чем на приблизительно 40% за приблизительно 100 минут) после смешивания преполимера и перемолотой муки из растительного сырья с нуклеофилом. В других определенных вариантах осуществления мука из растительного сырья присутствует в таком количестве, чтобы вязкость адгезивного состава осталась на уровне менее чем приблизительно 1100 Гц в пределах приблизительно 150 минут после смешивания, менее чем приблизительно 1100 Гц в пределах приблизительно 200 минут после смешивания, менее чем приблизительно 1500 Гц в пределах приблизительно 150 минут после смешивания, менее чем приблизительно 1500 Гц в пределах приблизительно 225 минут после смешивания, менее чем приблизительно 50000 Гц в пределах приблизительно 150 минут после смешивания, менее чем приблизительно 50000 Гц в пределах приблизительно 20 минут после смешивания, менее чем приблизительно 30000 Гц в пределах приблизительно 20 минут после смешивания, менее чем приблизительно 300000 Гц в пределах приблизительно 60 минут после смешивания или менее чем приблизительно 100000 Гц в пределах приблизительно 60 минут после смешивания преполимера и перемолотой муки из растительного сырья с нуклеофилом.

[0225] В определенных вариантах осуществления вязкость адгезивной композиции составляет не более чем 500000 Гц, не более чем 300000 Гц, не более чем 200000 Гц или не более чем 100000 Гц, ЯМР 50000 Гц, не более чем 25000 Гц, не более чем 10000 Гц или не более чем 5000 Гц, как измерено при 25°C до отверждения адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления вязкость всех типов полиизоцианатных композиций, как описано в настоящем документе, составляет не более чем 500000 Гц, не более чем 300000 Гц, не более чем 200000 Гц или не более чем 100000 Гц, ЯМР 50000 Гц, не более чем 25000 Гц, не более чем 10000 Гц или не более чем 5000 Гц, как измерено при 25°C до отверждения полиизоцианатной композиции.

[0226] Определенные адгезивы, описываемые в настоящем документе, являются жидкими с достаточно низкой вязкостью для того, чтобы считать их наливными, напыляемыми или пригодными для покрытия, наносимого наливом. Для наливных или напыляемых адгезивных композиций вязкость адгезивной композиции желательно должна составлять не более чем 500 Гц, не более чем 1000 Гц, не более чем 2000 Гц или не более чем 5000 Гц, как измерено при 25°C. Вязкость адгезивной композиции можно оптимизировать посредством корректировки белкового компонента (т.е. перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции), описываемого в настоящем документе, и/или условий, используемых для получения композиции. Альтернативно, некоторые адгезивы, описываемые в настоящем документе, являются неналивными, экструдируемыми, легко мажущимися гелями или пастами. Неналивные, экструдируемые, легко мажущиеся гели или пасты могут стать наливными, напыляемыми или пригодными для покрытия, наносимого наливом, жидкостями при повышении температуры и могут необязательно снова стать неналивными, экструдируемыми, легко мажущимися гелями или пастами при охлаждении.

[0227] Адгезивную композицию можно охарактеризовать в соответствии с процентами по массе перемолотой муки из растительного сырья в композиции. В определенных вариантах осуществления перемолотая мука из растительного сырья присутствует в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 90% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 70% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 50% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 30% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 90% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 70% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 50% (масс./масс.), от приблизительно 10% до приблизительно 30% (масс./масс.), от приблизительно 20% до приблизительно 90% (масс./масс.), от приблизительно 20% до приблизительно 70% (масс./масс.), от приблизительно 20% до приблизительно 50% (масс./масс.) или от приблизительно 20% до приблизительно 30% (масс./масс.) адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления перемолотая мука из растительного сырья присутствует в количестве от приблизительно 5% до приблизительно 35% (масс./масс.) или от приблизительно 5% до приблизительно 50% (масс./масс.), адгезивной композиции. В других вариантах осуществления перемолотая мука из растительного сырья присутствует в количестве от приблизительно 15% до приблизительно 25% (масс./масс.) адгезивной композиции.

[0228] В других определенных вариантах осуществления полипептидсодержащими адгезивами, описываемыми в настоящем документе, являются жидкости, гели или пасты, являющиеся в достаточной мере стабильными для хранения в течение по меньшей мере одной недели, по меньшей мере двух недель, по меньшей мере одного месяца или по меньшей мере трех месяцев при температуре окружающей среды (25°C) и защите от влаги. Термин «стабильный» по отношению к вязкости полиизоцианатной композиции относится к вязкости, которая не повышается на более чем 10%, 25% или 30% от изначального значения.

[0229] Кроме того, выделенную полипептидную композицию и адгезивную композицию можно разработать с индексом полидисперсности. Термин «индекс полидисперсности» относится к соотношению средневзвешенной молекулярной массы и среднечисловой молекулярной массы (т.е. индекс распределения белка=Mw/Mn).

[0230] Термин «среднечисловая молекулярная масса», обозначаемый символом Mn, и «средневзвешенная молекулярная масса», обозначаемый символом Mw, используют в соответствии с их общепринятыми определениями, которые можно найти в открытых источниках литературы. Средневзвешенную молекулярную массу и среднечисловую молекулярную массу можно определять с использованием аналитических процессов, описанных в данной области, например, методов хроматографии, методов седиментации, методов светорассеяния, методов определения вязкости раствора, методов анализа функциональной группы и методов масс-спектроскопии (например, масс-спектроскопии МАЛДИ). Например, как показано в примере 2, среднюю молекулярную массу и среднечисловую молекулярную массу полипептидной композиции определяли с помощью масс-спектроскопии МАЛДИ.

[0231] Также предусмотрено, что выделенные полипептидные композиции, имеющие различную молекулярную массу, могут обеспечивать адгезивные композиции с различными свойствами. Соответственно, средневзвешенная молекулярная масса, среднечисловая молекулярная масса и индекс полидисперсности могут быть важными индикаторами при оптимизации свойств адгезивной композиции. В частности, предусмотрено, что способность оптимизировать характеристики молекулярной массы выделенных полипептидных композиций обеспечивает преимущества при получении адгезивной композиции для конкретного использования. Другие преимущества включают получение адгезивных композиций со схожими свойствами даже несмотря на то, что выделенную полипептидную композицию можно получать из различных источников (например, соя vs. клещевина) или, когда схожие белковые источники отбирают для анализа во время различных сезонов, на протяжении различных периодов времени или из различных частей мира. Например, белки, выделенные из сои и клещевины (каждый с различным молекулярно-массовым распределением) можно получать со схожим молекулярно-массовым распределением несмотря на процессы расщепления и фракционирования, описываемые в настоящем документе (смотрите пример 2). Таким образом, предполагается, что способность измерять и контролировать постоянство молекулярно-массового распределения является выгодным при оптимизации различных свойств адгезивной композиции, например, длительной воспроизводимости физических свойств и технологических характеристик составленных адгезивов. Молекулярную массу характеристик перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции можно изменять, подвергнув белки ферментативному расщеплению или фракционированию в соответствии с процессами, описываемыми в настоящем документе.

[0232] В определенных вариантах осуществления индекс распределения белка адгезивов, представленных в настоящем документе, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 3, от 1 до 1,5, от 1,5 до 2, от 2 до 2,5, от 2,5 до 3, от 1 до 2, от 1,5 до 2,5 или от 2 до 3.

Сила липкости/прочность сцепления

[0233] Сила липкости и прочность сцепления адгезивов, чувствительных к давлению (PSA), можно контролировать несколькими способами, такими как смещение температуры стеклования (Tg) к более высоким или более низким значениям (посредством контроля мономерных и/или полимерных пластификаторов) или включение матирующих средств, таких как двуокись кремния, стеклосферы, глины и т.п.; посредством корректировки плотности сшивания на более высокие или более низкие значения; посредством повышения или понижения концентрации пластификатора; посредством смешивания с полимерами с более высокой или более низкой молекулярной массой; или посредством использования некоторой комбинации этих методов.

[0234] Следует понимать, что при оценке прочности сцепления и силы клейкости композиционного материала, образованного с использованием адгезива, максимально достижимая прочность композиционного материала обусловлена когезионной прочностью самой древесины. Для иллюстрации, если адгезив является когезионно более прочным, чем древесина, тогда результатом будет разрушение древесины. Кроме того, предусмотрено, что адгезивная композиция может быть специально приспособлена для обеспечения прочности сцепления, соответствующей конкретным областям применения посредством выбора полипептидных фракций, преполимеров, катализаторов, и/или других добавок.

[0235] В зависимости от применения, получаемые в результате адгезивы могут содержать от приблизительно 20% до приблизительно 80%, от приблизительно 30% до приблизительно 70%, от приблизительно 40% до приблизительно 60% (масс./масс.) преполимера в общей адгезивной (связывающей) композиции.

[0236] Кроме того, в зависимости от применения, полученное отвержденное изделие может содержать от приблизительно 0,05% до приблизительно 10%, от приблизительно 0,05% до приблизительно 5,0%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 4,0%, от приблизительно 0,2% до приблизительно 3,0% или от приблизительно 0,3% до приблизительно 2,0% (масс./масс.) преполимера. В определенных вариантах осуществления отвержденное изделие может содержать от приблизительно 0,05% до приблизительно 2,5% (масс./масс.) преполимера. В других вариантах осуществления отвержденное изделие может содержать от приблизительно 2,5% до приблизительно 4% (масс./масс.) преполимера.

[0237] Кроме того, изделие, полученное из одного или нескольких адгезивов, описываемых в настоящем документе, может содержать от приблизительно 1% до приблизительно 15% или от приблизительно 2% до приблизительно 10%, или от приблизительно 3% до приблизительно 8%, или от приблизительно 4% до приблизительно 7%, или от приблизительно 3% до приблизительно 6% (масс./масс.) связывающего средства (адгезива) на отвержденное изделие. В определенных вариантах осуществления изделие, полученное из адгезива может содержать более чем 5% (масс./масс.) связывающего средства на отвержденное изделие. В других определенных вариантах осуществления изделие содержит от приблизительно 1,5% до приблизительно 2,5% связывающего средства на отвержденное изделие.

[0238] Композиционные материалы могут содержать от приблизительно 5% до приблизительно 85% (масс./масс.), от приблизительно 15% до приблизительно 75% (масс./масс.), от приблизительно 30% до приблизительно 65% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 10%, от приблизительно 10% до приблизительно 20% или от приблизительно 20% до приблизительно 70% (масс./масс.) связывающего средства. Материалы ламината могут содержать от приблизительно 0,1% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5%, от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 10%, от приблизительно 20% до приблизительно 30% или от приблизительно 30% до приблизительно 70% (масс./масс.) связывающего средства.

[0239] В определенных вариантах осуществления адгезивы, описываемые в настоящем документе, можно использовать в производстве древесностружечной плиты, древесноволокнистой плиты средней плотности (МДФ), древесноволокнистой плиты высокой плотности (ХДФ) или ориентированной стружечной плиты (ОСП). В отношении получения влагостойких отвержденных композитов древесностружечной плиты, композиты могут содержать общий уровень связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% (масс./масс.) или от приблизительно 2,5% до приблизительно 4,5% (масс./масс.) отвержденного композита, где связывающее средство включает белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию) и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Количество полиметилендифенилдиизоцианата может составлять от приблизительно 5% до приблизительно 30% или от приблизительно 30% до приблизительно 70% по массе отвержденного связывающего средства. Фракция полиметилендифенилдиизоцианата может содержать от приблизительно 0,8% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,8% до приблизительно 4% (масс./масс.) или от приблизительно 1,3% до приблизительно 2,3% (масс./масс.) отвержденного композита. В определенных вариантах осуществления компонент полиметилендифенилдиизоцианата может быть заменен фенолформальдегидной смолой, лигнином или некоторым их сочетанием. В других вариантах осуществления полиметилендифенилдиизоцианат можно использовать в комбинации с фенолформальдегидной смолой, лигнином или обоими одновременно.

[0240] В другом варианте осуществления влагостойкие композиты можно получать с общим уровнем связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% (масс./масс.) или от приблизительно 1,5% до приблизительно 2,5% (масс./масс.) отвержденного композита, где связывающее средство включает белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию) и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Фракция полиметилендифенилдиизоцианата может содержать от приблизительно 0,1% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,2% до приблизительно 2,5% (масс./масс.) или от приблизительно 0,3% до приблизительно 1,4% (масс./масс.) отвержденного композита.

Влагоустойчивые адгезивные композиции

[0241] В другом варианте осуществления влагостойкий отвержденный композит древесностружечной плиты можно получать с содержанием общего уровня связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 15%, от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% или от приблизительно 2,5% до приблизительно 3,1% по массе отвержденного композита, где связывающее средство содержит белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию), необязательную фракцию полимерного латекса и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Полиметилендифенилдиизоцианат содержит от приблизительно 5% до приблизительно 65% по массе отвержденного связывающего средство и от приблизительно 0,1% до 10%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 5%, от приблизительно 0,2% до приблизительно 2,5% или от приблизительно 0,3% до приблизительно 2% по массе отвержденного композита. Необязательным полимерным латексом является латексный полимер ЭВА, содержащий от приблизительно 0% до приблизительно 45% по массе отвержденного связывающего средства и от приблизительно 0% до приблизительно 1,2% по массе отвержденного композита. В других определенных вариантах осуществления влагостойкий отвержденный композит МДФ, композит ХДФ или композит ОСП можно получать с содержанием общего уровня связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 15%, от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% или от приблизительно 2,5% до приблизительно 3,1% по массе отвержденного композита, где связывающее средство содержит белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию), необязательную фракцию полимерного латекса и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. В определенных вариантах осуществления компонент полиметилендифенилдиизоцианата можно заменить фенолформальдегидной смолой, лигнином или их сочетанием. В других вариантах осуществления полиметилендифенилдиизоцианат можно использовать в комбинации с фенолформальдегидной смолой, лигнином или обоими одновременно.

[0242] В другом варианте осуществления влагостойкий отвержденный композит древесностружечной плиты можно получать с общим уровнем связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 15%, от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% или от приблизительно 1,2% до приблизительно 2,5% по массе отвержденного композита. Связывающее средство содержит белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию), необязательную фракцию полимерного латекса и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Фракция полиметилендифенилдиизоцианата содержит от приблизительно 0,1% до приблизительно 10%, от приблизительно 1,5% до приблизительно 5% или от приблизительно 0,1% до приблизительно 1,1% по массе отвержденного композита. В других определенных вариантах осуществления влагостойкий отвержденный композит МДФ, композит ХДФ или композит ОСП можно получать с общим уровнем связывающего средства в диапазоне от приблизительно 1,5% до приблизительно 15%, от приблизительно 1,5% до приблизительно 11% или от приблизительно 1,2% до приблизительно 2,5% по массе отвержденного композита. В определенных вариантах осуществления компонент полиметилендифенилдиизоцианата можно заменить фенолформальдегидной смолой, лигнином или их сочетанием. В других вариантах осуществления полиметилендифенилдиизоцианат можно использовать в комбинации с фенолформальдегидной смолой, лигнином или обоими одновременно.

[0243] В случае если влагостойкость не является требованием для целевого применения, отвержденные композиты также можно получать с общим уровнем связывающего средства менее чем приблизительно 5% по массе отвержденного композита, где связывающее средство содержит белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию) и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Фракция полиметилендифенилдиизоцианата может содержать от приблизительно 0,05% до приблизительно 2,5% (масс./масс.) отвержденного композита. В зависимости от уровня воды, который можно допустить во время получения композита, можно также использовать уровень связывающего средства, составляющий более чем 5%, где фракция полиметилендифенилдиизоцианата содержит по меньшей мере 0,05% по массе отвержденного композита. В определенных вариантах осуществления компонент полиметилендифенилдиизоцианата можно заменить фенолформальдегидной смолой, лигнином или их сочетанием. В других вариантах осуществления полиметилендифенилдиизоцианат можно использовать в комбинации с фенолформальдегидной смолой, лигнином или обоими одновременно.

[0244] Соображения по схожему составу можно применить к изготовлению и получению композита фанеры. Например, влагостойкие отвержденные фанерные сборные изделия могут быть ламинированы при уровне адгезива для склеиваемой поверхности в диапазоне от приблизительно 0,008 фунтов/фут² до приблизительно 0,056 фунтов/фут², где адгезив включает белковый компонент (т.е. перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию), необязательную фракцию полимерного латекса и фракцию полиметилендифенилдиизоцианата с необязательным катализатором. Полиметилендифенилдиизоцианат может содержать от приблизительно 10% до приблизительно 80% (масс./масс.) или от приблизительно 20% до приблизительно 70% (масс./масс.) отвержденного адгезива. Необязательным полимерным латексом может быть полимерный латекс ЭВА, содержащий от приблизительно 0% до 45% отвержденного связывающего средства. Предусмотрено, что композиты фанеры, полученные с помощью этих типов адгезивных композиций, способны выдерживать кипящую воду и, таким образом, будут обладать необычайной влагостойкостью. В определенных вариантах осуществления компонент полиметилендифенилдиизоцианата можно заменить фенолформальдегидной смолой, лигнином или их сочетанием. В других вариантах осуществления полиметилендифенилдиизоцианат можно использовать в комбинации с фенолформальдегидной смолой, лигнином или обоими одновременно.

Температура отверждения адгезивной композиции

[0245] Адгезивы можно подвергать отверждению, оставляя адгезив при условиях окружающей среды, или адгезив можно отверждать, подвергая адгезив воздействию нагрева, давления или обоих одновременно. Кроме того, в определенных вариантах осуществления эти адгезивы являются стабильными, но могут отверждаться при воздействии влаги в воздухе. В других определенных вариантах осуществления адгезивные композиции холодного отверждения. В определенных вариантах осуществления адгезивы включают катализатор отверждения (например, диморфолинодиэтиловый эфир в случае адгезивов, содержащих полиизоцианат), способствующий отверждению в отсутствие применения нагрева. В определенных вариантах осуществления адгезивы (например, полиизоцианат содержащие адгезивы) отверждаются в присутствии влаги при температуре от приблизительно 10°C до приблизительно температуры окружающей среды (от 25°C до максимальной 30°C). В других определенных вариантах осуществления температурный диапазон холодного отверждения составляет от 20°C до 27°C. В других вариантах осуществления адгезивы отверждаются при нагревании, при температурах более чем 30°C. Отверждение при нагревании осуществляется при температурах в диапазоне от 50°C до 300°C или от 90°C до 275°C или от 110°C до 250°C.

X. ПРИМЕНЕНИЕ АДГЕЗИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

[0246] Адгезивные композиции, описываемые в настоящем документе, можно использовать в различных областях применения, включающих, например, связывание многих различных типов субстратов и/или создание композиционных материалов.

[0247] Таким образом, изобретение относится к способу связывания первого изделия со вторым изделием. Способ включает этапы (a) депонирования на поверхности первого изделия любой одной из вышеуказанных адгезивных композиций для создания участка связывания; и (b) контакта связывающей поверхности с поверхностью второго изделия для связывания таким образом первого изделия со вторым изделием. Способ необязательно также содержит этап, после этапа (b), допущения отверждения адгезивной композиции, которому может способствовать применение давления, нагрева и одновременно давления и нагрева.

[0248] Адгезивные композиции можно применять к поверхностям субстратов любым общепринятым способом. На поверхности можно нанести композицию посредством распыления, напыления щеткой, нанесения покрытия раклей, протирания, погружения, разливки, ленточного покрытия или комбинаций этих различных способов и т.п.

[0249] Изобретение также относится к способу получения композиционного материала. Способ включает этапы (a) комбинации первого изделия и второго изделия с любой одной из вышеуказанных адгезивных композиций для получения смеси; и (b) отверждение смеси, полученной на этапе (a), для получения композиционного материала. Отверждение может содержать применение давления, нагрева и одновременно давления и нагрева смеси.

[0250] Термины «субстрат», «адгерент» и «изделие» являются взаимозаменяемыми и относятся к веществам, соединяемым, сцепляемым вместе или приклеиваемым с использованием способов и композиций, описываемых в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления первым изделием, вторым изделием или как первым, так и вторым изделием являются лигнопродукты целлюлозы или композиционные материалы, содержащие лигноцеллюлозный материал. Кроме того, первое изделие, второе изделие или как первое, так и второе изделие может содержать металл, смолу, керамику, полимер, стекло или их сочетание. Следует понимать, что первым изделием, вторым изделием или как первым изделие, так и вторым изделием может быть композит.

[0251] Композиции можно использовать для сцепления различных лигнопродуктов целлюлозы (адгерентов) вместе для получения комбинированных древесных материалов. Кроме того, следует понимать, что по меньшей мере одним из связываемых вместе и/или включаемых в композиционный материал адгерентов может быть древесина, древесное волокно, бумага, рисовые отруби, стекловолокно, керамика, керамический порошок, пластмасса (например, термореактивная пластмасса), цемент, камень, ткань, стекло, металл, листовая обертка початка кукурузы, выжимки, скорлупа ореха, пленки или листы полимерной пены, полимерные пены, волокнистые материалы или их сочетания.

[0252] Количество адгезивной композиция, применяемой к адгезионному сцеплению между субстратами, может в значительной степени варьироваться от одного целевого применения или вида используемого адгезива или типа субстрата к другому. Количество адгезива можно быть достаточным для достижения желаемой прочности сцепления и стойкости сцепления при данном диапазоне условий тестирования.

[0253] Количество применяемой адгезивной композиции может находиться в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 50 граммов на квадратный фут, от приблизительно 8 до приблизительно 60 граммов на квадратный фут, от приблизительно 10 до приблизительно 30 граммов на квадратный фут, от приблизительно 20 до приблизительно 50 граммов на квадратный фут, от приблизительно 15 до приблизительно 40 граммов на квадратный фут площади поверхности связывания (т.е. площадью поверхности связывания является участок перекрытия между субстратами, подлежащими связыванию адгезивной композицией).

[0254] Адгезивные композиции можно использовать для изготовления полисубстратных композитов или ламинатов, в частности тех, которые содержат лигноцеллюлозные или целлюлозные материалы, таких как древесина или бумага. Адгезивы можно использовать для получения таких продуктов, как фанера, профилированный клееный брус (ПКБ), вафельная плита (также известная как древесностружечная плита или ОСП), древесностружечная плита, древесноволокнистая плита, стекловолокно, композитные деревянные двутавровые балки (несущие балки) и т.п.

[0255] Адгезивные композиции также можно использовать для изготовления композиционных материалов, которые включают, например, древесностружечную плиту, древесноволокнистую плиту, фанеру, профилированный клееный брус, клееную древесину, клееный цельный брус, комбинированный клееный брус, композитные деревянные двутавровые балки, древесноволокнистую плиту средней плотности, древесноволокнистую плиту высокой плотности, древесину экструзионного прессования или стекловолокно. Композитом может быть отверждающийся композиционный материал или термопластичный композиционный материал. Как описано выше, количество и идентичность компонентов, используемых для получения композиционного материала, можно выбирать для оптимизации эксплуатационных свойств композиционного материала. В одном из вариантов осуществления количество белкового компонента выбрано с целью оптимизации эксплуатационных свойств композиционного материала.

[0256] Таким образом, в других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,5% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 5% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) перемолотой муки из растительного сырья или выделенной полипептидной композиции. В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,1% до приблизительно 8% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) полимерного материала, образованного посредством реакции преполимера. В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,5% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 5% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) агента для извлечения формальдегида (например, H₂NC(O)NH₂). В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,5% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 10% (масс./масс.), от приблизительно 1% до приблизительно 5% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) разбавителя (например, глицерина, кукурузного сиропа или их смеси). В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,001% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,005% до приблизительно 4% (масс./масс.), от приблизительно 0,005% до приблизительно 2% (масс./масс.), от приблизительно 0,05% до приблизительно 1% (масс./масс.), от приблизительно 0,05% до приблизительно 2% (масс./масс.) или от приблизительно 0,05% до приблизительно 1% (масс./масс.) одной или нескольких добавок, таких как агент, улучшающий влагостойкость, pH регулятор, вещество, способствующее высвобождению композиционного материала, агент липкости, огнестойкий материал или консервант для древесины. В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,1% до приблизительно 8% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) лигнина. В других определенных вариантах осуществления композиционный материал содержит от приблизительно 0,1% до приблизительно 8% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,1% до приблизительно 3% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% (масс./масс.), от приблизительно 0,5% до приблизительно 3% (масс./масс.) или от приблизительно 1% до приблизительно 3% (масс./масс.) полимерного материала, образованного посредством реакции фенолформальдегидной смолы.

[0257] В определенных вариантах осуществления композиционный материал (или другой продукт, образованный с использованием адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе) содержит от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 20% масс./масс. связывающего средства, образованного от адгезивной композиции. В других определенных вариантах осуществления композиционный материал (или другой продукт, образованный с использованием адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе) содержит от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс., от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс., от приблизительно 1% масс./масс. до приблизительно 4% масс./масс., от приблизительно 2% масс./масс. до приблизительно 4% масс./масс., от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс., от приблизительно 6% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс. или от приблизительно 6% масс./масс. до приблизительно 8% масс./масс. связывающего средства, образованного от адгезивной композиции. В других вариантах осуществления композиционный материал (или другой продукт, образованный с использованием адгезивной композиции, описываемой в настоящем документе) содержит менее чем приблизительно 20% масс./масс., приблизительно 15% масс./масс., приблизительно 10% масс./масс., приблизительно 5% масс./масс. или приблизительно 1% масс./масс. связывающего средства, образованного от адгезивной композиции.

[0258] В определенных вариантах осуществления композиционный материал имеет внутреннюю прочность сцепления, составляющую по меньшей мере приблизительно 25 фунтов/дюйм², 40 фунтов/дюйм², 50 фунтов/дюйм², 70 фунтов/дюйм², 100 фунтов/дюйм², 120 фунтов/дюйм² или 150 фунтов/дюйм². В других определенных вариантах осуществления композиционный материал имеет эффективный модуль упругости, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 или 1500 фунтов/дюйм². В других определенных вариантах осуществления композиционный материал имеет эффективный модуль упругости в диапазоне от приблизительно 900 до приблизительно 1700 фунтов/дюйм², от приблизительно 1000 до приблизительно 1700 фунтов/дюйм², от приблизительно 1000 до приблизительно 1500 фунтов/дюйм², от приблизительно 1100 до приблизительно 1700 фунтов/дюйм², от приблизительно 1100 до приблизительно 1500 фунтов/дюйм² или от приблизительно 1200 до приблизительно 1500 фунтов/дюйм².

[0259] Адгезивную композицию можно смешивать с целлюлозными компонентами, такими как древесные волокна, древесные опилки (иногда обозначаемые как «волокнистые материалы») или другими компонентами, а затем оставляют для отверждения для создания композиционного материала. Альтернативно, части A и B можно смешивать вместе до или во время добавления целлюлозных компонентов. Перемешивания можно осуществлять с использованием общепринятых смесителей, таких как смесители с лопастной мешалкой, статические смесители и т.п., в настоящее время известные в данной области. В определенных вариантах осуществления перемешивание проводят с использованием высокоскоростного смешивания с помощью лопастной мешалки (например, с помощью блендера Littleford или смесителя типа Henchel), многолопастного смесителя, ленточного смесителя и т.д. Дополнительные материалы также можно смешивать одновременно или последовательно со смесью, включая наполнители, такие как карбонат кальция, алюмосиликаты, кремнеземистая глина, наноразмерные неорганические частицы, латексные полимеры или противомикробные соединения и т.д.

[0260] Вязкость, способность наноситься распылением и/или растекаемость адгезивных компонентов можно контролировать, корректируя количество добавляемой воды (или других жидких разбавителей, таких как глицерин и кукурузный сироп).

[0261] Адгезивные композиции, полученные с использованием перемолотой муки из растительного сырья, могут обеспечить преимущества в определенных ситуациях ввиду того, что использование перемолотой муки из растительного сырья позволяет адгезивной композиции содержать меньшее количество воды. Часто желательным является использование адгезивной композиции, содержащей меньшее количество воды ввиду того, что при отверждении адгезива могут использоваться повышенные температуры, при которых происходит преобразование воды в пар, частично осложняя процессы, используемые для отверждения адгезива. Соответствующим преимуществом использования адгезивной композиции, содержащей перемолотую муку из растительного сырья, является то, что она позволяет применять большее количество адгезива к компонентам, связывающихся вместе. Это способствует обеспечению соответствующего покрытия адгезивом связывающихся вместе компонентов, способствуя сильной связи между компонентами при отверждении адгезива.

[0262] Композиционные продукты можно получать с использованием связывающего средства, содержащего агент для извлечения формальдегида, такого как мочевина. Количество мочевины можно корректировать на основе конкретного конечного применения композиционного материала, такого как внутреннее использование (при котором желательно большее количество агента для извлечения формальдегида для сведения к минимуму выбросов формальдегида) или внешнего использования (при котором может быть приемлемо меньшее количество агента для извлечения формальдегида ввиду того, что стандарты выбросов формальдегида менее критичны для внешнего применения).

[0263] При определенных обстоятельствах, давление и/или нагрев можно использовать для облегчения отверждения. Количество давления и временной период применения давления не ограничены и врем будет очевидно специалисту в данной области из настоящего раскрытия изобретения (смотрите различные примеры). В определенных вариантах осуществления давление от приблизительно 10 до 250 фунтов/дюйм² применяют от приблизительно 2 минут до приблизительно 2 часов, от приблизительно 10 минут до приблизительно 2 часов, от приблизительно 2 минут до приблизительно 30 минут или от приблизительно 10 минут до приблизительно 30 минут (в зависимости от температуры). Давление, нагрев или применение как давления, так и нагрева могут снизить вязкость адгезивных композиций, описываемых в настоящем документе, способствуя их течению в контактной поверхности, такой чтобы создать участок связывания, где континуум между адгерентами. Величину давления, времени нагрева или их комбинацию можно оптимизировать для обеспечения такого континуума, и они будут зависеть от физических или химических свойств адгерентов, а также от степени вязкости адгезива, образовавшейся на протяжении всего цикла отверждения.

[0264] В зависимости от используемого адгезива, полученное в результате изделие может быть влагостойким. Кроме того, изделие может оставаться интактным после кипения в воде в течение 5 минут, 10 минут, 30 минут, 1 часа, 2 часов или 3 часов. Кроме того, два или более компонентов изделия могут оставаться связанными после кипения в воде в течение 5 минут, 10 минут, 30 минут, 1 часа, 2 часов или 3 часов. Кроме того, изделие при кипении в воде в течение 5 минут, 10 минут или 30 минут может показать менее чем 20% увеличение или менее чем 10% увеличение объема относительно изделия до воздействия воды.

[0265] Кроме того, когда изделие (например, композиционный материал, ламинат или ламинат, содержащий композиционный материал) содержит лигноцеллюлозный материал, изделие показывает не менее чем 75% когезионного разрушения лигноцеллюлозного компонента при помещении изделия под воздействие нагрузки, достаточной для разлома изделия. В определенных вариантах осуществления, когда изделие (полученный в результате продукт) содержит лигноцеллюлозный материал, изделие имеет силу прочности на сдвиг, измеренную при D905 и D2559 стандартах ASTM, составляющих более чем 3000 фунтов, 4000 фунтов, 5000 фунтов или 6000 фунтов.

[0266] Дополнительные адгезивные композиции, эмульсии, способы получения адгезивных композиций, способы применения адгезивных композиций и изделия описаны в заявке на патент США с серийным номером 12/719521 и 13/154607, содержание которых включено таким образом, посредством ссылки.

[0267] В описании выше описаны многочисленные аспекты и варианты осуществления изобретения, включая адгезивные композиции, способы применения адгезивных композиций и изделия и композиционные материалы, полученные с использованием адгезивных композиций. В заявке на патент в особенности рассматриваются все комбинации сочетания аспектов и вариантов осуществления. Также на всем протяжении описания, где композиции описаны как имеющие, включающие или содержащие конкретные компоненты, или где процессы и способы описаны как имеющие, включающие или содержащие конкретные этапы, предусмотрено, что дополнительно имеются композиции по настоящему изобретению, в сущности состоящие или состоящие из перечисленных компонентов, и что имеются процессы и способы по настоящему изобретению, в сущности состоящие или состоящие из перечисленных этапов обработки.

[0268] Практика по изобретению будет в более полной мере понятна из указанных выше примеров, которые приведены в настоящем документе исключительно с иллюстративными целями и которые не должны подразумевать ограничение изобретения каким-либо образом.

ПРИМЕРЫ

Пример 1: выделение полипептидных композиций

[0269] Иллюстративные процессы изоляции и характеристики нерастворимой в воде полипептидной композиции, водорастворимой полипептидной композиции или их смеси описаны ниже.

Процесс A: получение нерастворимой в воде полипептидной композиции и получение водорастворимой полипептидной композиции

[0270] Everlase расщепляемый белок из клещевины (экспериментальная пробная партия 5-90) получали от профессора С. Брауна при лаборатории отделения прикладной биологии Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль. Расщепленную клещевину можно получать следующим образом: белок касторовой муки суспендируют в воде в соотношении приблизительно 1:10 масс./масс. Хлорид кальция добавляют к эффективной концентрации приблизительно 10 мМ, и уровень pH суспензии корректируют до уровня pH 9 посредством добавления 10 н. NaOH. Затем реакцию нагревают до 55°C при одновременном перемешивании. Затем Everlase 16 л Type EX® (NOVOZYMES') добавляют в соотношении 20 г на кг белка касторовой муки, и смесь перемешивают при той же температуре в течение приблизительно 4 часов. Наконец, полученную в результате смесь доводят до уровня pH 3,5 с помощью лимонной кислоты и высушивают распылением для обеспечения порошка.

[0271] Everlase расщепляемый белок из клещевины (партия 5-90) фракционировали для выхода водорастворимой фракции и нерастворимой в воде, диспергируемой фракции. На первом этапе 300 г расщепленной клещевины суспендировали в 1 литре дистиллированной воды. Смесь встряхивали вручную и затем помещали в ультразвуковую ванну на 30-минутный период. Затем взвесь удаляли и оставляли на режиме малого газа на период до двух суток для осаждения нерастворимой порции (в отдельных экспериментах выявлено, что центрифугирование было равномерным). В этот момент чистый желтый/янтарный супернатант отмеряли пипеткой и сохраняли для будущего использования. К осадку добавляли свежую дистиллированную воду, снова получая общий объем до отметки 1 литр на контейнере. Затем процесс встряхивания, диспергирования с помощью ультразвука, получения осадка, экстрагирования супернатанта и пополнение свежей дистиллированной водой (промывку) повторяли (всего 6 раз). На последнем этапе воду отмеряли пипеткой с верха серо-черного осадка, и затем осадок сушили в вакуумной печи при 45°C. Основываясь на сухой массе осадка, определяли, что нерастворимая в воде/диспергируемая в воде полипептидная фракция содержит приблизительно 50% по массе расщепленной клещевины. По отдельности 1-й и 2-й супернатанты объединяли и затем сушили для выхода прозрачной желто-окрашенной водорастворимой полипептидной фракции.

[0272] После сушки фракций проверяли возможность повторного растворения в воде серо-черного осадка (нерастворимой в воде и диспергируемой фракции). С другой стороны, высушенная фракция супернатанта (чистая/янтарная, стеклообразно твердая) была полностью растворима в воде.

[0273] Две фракции раздельно анализировали с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе (смотрите фиг. 2-4). Как показано на спектрах на фиг. 2, молекулы карбоксилатной и аминной соли преимущественно связаны с водорастворимой фракцией. На фиг. 3 представлено, что полоса амидного карбонила валентных колебаний и амидные поломы деформационных колебаний связи N-H сдвинулись к более высоким волновым числам в водорастворимой полипептидной фракции. Также видно, что эти компоненты присутствуют в нерастворимой в воде диспергируемой полипептидной фракции, но преобладающие полосы амид-I и амид-II сдвинуты к более низким волновым числам. Помимо эффекта образования водородных связей видно, что эти различия также связаны с присутствием более высокой фракции первичных амидных групп в водорастворимой полипептидной фракции, и с более высокой фракцией вторичных амидных групп в диспергируемой в воде полипептидной фракции (от полипептидной цепи главной цепи). Это подтверждено областью валентных колебаний связи N-H, изображенной на фиг. 4.

[0274] На фиг. 4 представлены ИК-Фурье спектры в твердой фазе выделенной фракции от расщепленной клещевины, где область валентных колебаний связи N-H от фиг. 2, расширена. Спектры были представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для полосы вторичного амида валентных колебаний связи N-H с центром при 3275 см^-1. На фиг. 4 представлено, что преобладающим типом амида в диспергируемой в воде фракции является вторичный амид главной цепи, что подтверждено одиночной высокосимметричной полосой с центром при 3275 см^-1. Несмотря на то что водорастворимая фракция также содержит этот тип амида, она также содержит значительно более высокие фракции первичных амидов, что подтверждено присутствием двух первичных полос валентных колебаний связи N-H при приблизительно 3200 см^-1 (симметричных) и при приблизительно 3300 см^-1 (асимметричных) соответственно.

[0275] На этих спектрах показано, что водорастворимая полипептидная фракция содержала относительно высокую концентрацию первичных аминов, свободных карбоновых кислот, кислых солей и аминных солей. В противоположность этому, нерастворимая в воде/диспергируемая в воде полипептидная фракция имела более высокую фракцию вторичных амидов. Кроме того, полосу поглощения амидного карбонила-I для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции наблюдали при волновом числе приблизительно 1625 см^-1, в то время как полосу поглощения амидного карбонила-I для водорастворимой фракции наблюдали приблизительно 1640 см^-1. Как будет обсуждено где-либо в другом месте, данная характеристика является одним из отчетливых различий между водорастворимыми и нерастворимыми в воде полипептидными фракциями; не только для белков клещевины, но также и для белков сои и белков канолы.

Процесс B: дополнительный процесс получения нерастворимой в воде полипептидной композиции и получения водорастворимой полипептидной композиции

[0276] Расщепляемый соевый белок получали в качестве экспериментального образца (партия 5-81) от профессора С. Брауна при лаборатории отделения прикладной биологии Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль. Расщепляемый соевый белок получали следующим образом. Изолят соевого белка (изолят соевого белка SOLPRO 958® Solbar Industries Ltd, POB 2230, Ashdod 77121, Израиль) суспендировали в воде в соотношении 1:10 (масс./масс.). Уровень pH суспензии корректировали до уровня pH 7 с помощью 10 н. NaOH и затем нагревали до 55°C при одновременном перемешивании. Затем добавляли нейтразу 0,8 л® (NOVOZYMES') в соотношении 20 г на кг соевого белка, и смесь перемешивали при той же температуре в течение 4 часов. Полученную в результате смесь (pH 6,5) высушивали распылением для выхода светлого желтовато-коричневого порошка.

[0277] Расщепленную сою (партия 5-81) фракционировали для выхода водорастворимой полипептидной фракции и нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции. На первом этапе 300 г расщепленной сои суспендировали в 1 литре дистиллированной воды. Смесь встряхивали вручную и затем помещали в ультразвуковую ванну на 30-минутный период. Аликвоты помещали в центрифужные пробирки, и затем пробирки вращали при 3400 об/мин в течение приблизительно 35-минутного периода. Центрифугированный супернатант, содержащий водорастворимую фракцию, декантировали из оставшегося в нерастворимого в воде осадка, и перелили в отдельный контейнер для последующего использования (этот чистый желтый супернатант помещали в открытый чрен и оставляли выпариваться досуха при температуре 37°C). После первого этапа промывки в пробирки добавляли свежую дистиллированную воду, и оставшийся осадок диспергировали с воде посредством перемешивания вручную шпателем. Объединенные процессы центрифугирования, декантирования и повторного диспергирования проводили за 5 циклов. По окончании последнего цикла свободную жидкость, содержащую остаточный водорастворимый белок, декантировали из оставшейся пастообразной дисперсии (желто-персикового цвета). Полученная в результате дисперсия (как гравиметрически определено, имеющую 16,24% твердых частиц по массе) содержала нерастворимые в воде/диспергируемые в воде белки.

[0278] Согласно наблюдениям пастообразная дисперсия была стабильной в течение нескольких недель. Было обнаружено, что дисперсию можно легко комбинировать с водорастворимыми полимерами и с диспергируемыми в воде полимерными латексами. Кроме того, дисперсия была легко совместима с полиметилендифенилдиизоцианатом (стабильная дисперсия образовалась при добавлении полиметилендифенилдиизоцианата добавляли к взвеси, и не было обнаружено признаков фазового расслоения полиметилендифенилдиизоцианата даже через 24 часа). В отличие от этого ни водорастворимый экстракт из расщепленной сои, ни сама расщепленная соя не были способны стабилизировать дисперсию полиметилендифенилдиизоцианата в воде.

[0279] После сушки аликвот обеих фракций было установлено, что желтый осадок (нерастворимый в воде/диспергируемый в воде экстракт) можно повторно растворить в воде. С другой стороны, высушенный супернатант фракции (чистый/желтый твердый) был полностью растворим в воде. Два высушенных экстракта раздельно анализировали с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе (смотрите фиг. 5-8). На фиг. 6 представлены наложенные ИК-Фурье спектры в твердой фазе выделенных фракций из расщепленной сои, где область связи N-H расширена. Спектры были представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для полосы вторичного амида валентных колебаний связей N-H с центром приблизительно 3275 см^-1. На фиг. 6 представлено, что преобладающим типом амида в диспергируемой в воде фракции является вторичный амид главной цепи, что подтверждено одиночной высокосимметричной полосой с центром при 3275 см^-1. Несмотря на то что водорастворимая полипептидная фракция также содержит этот тип амида, она также содержит значительно более высокие фракции первичных амидов присутствием двух первичных полос валентных колебаний связей N-H при 3200 см^-1 (симметричных) и при приблизительно 3300 см^-1 (асимметричных) соответственно. В совокупности этих спектров выявлено, что водорастворимая полипептидная фракция содержала относительно высокую концентрацию первичных аминов. И наоборот, нерастворимая в воде диспергируемая полипептидная фракция содержала более высокую фракцию вторичных аминов.

[0280] Как показано на фиг. 5, полоса амидного карбонила валентных колебаний и амидная полоса деформационных колебаний связи N-H сместились к более высоким волновым числам в водорастворимой фракции. Присутствие этих компонентов также наблюдается в нерастворимой в воде диспергируемой фракции, но главнейшие полосы амид-I и амид-II смещены к более низким волновым числам. Помимо эффекта образования водородных связей наблюдается связь этих различий с присутствием более высокой фракции первичных амидных групп (и/или первичных аминов) в водорастворимой полипептидной фракции (аминокислотных фрагментов с низкой молекулярной массой), и более высокой фракцией вторичных амидных групп в диспергируемой в воде полипептидной фракции (от полипептидной цепи главной цепи). Это подтверждается областью валентных колебаний связи N-H изображенной на фиг. 4.

[0281] На фиг. 6 показано, что преобладающим типом амида в диспергируемой в воде фракции является вторичный амид главной цепи, что подтверждено одиночной высокосимметричной полосой с центром при 3275 см^-1. Несмотря на то что водорастворимая фракция также содержит этот тип амида, она также значительно более высокие фракции первичных аминов, что подтверждено присутствием двух первичных полос валентных колебаний связей N-H при 3200 см^-1 (симметричных) и при приблизительно 3300 см^-1 (асимметричных) соответственно.

[0282] Несмотря на получение из различных растительных источников нерастворимые в воде диспергируемые фракции из расщепленной сои и расщепленной клещевины спектрально схожи друг с другом (смотрите фиг. 12). В противоположность этому, оказывается, что водорастворимые полипептидные фракции имеют различные ИК-Фурье спектральные характеристики (смотрите фиг. 10). Кроме того, согласно МАЛДИ масс-спектрометрии, водорастворимые полипептидные фракции из расщепленной сои и расщепленной клещевины имеют различные характеристики молекулярной массы. Общностью между двумя типами водорастворимых фракций является то, что, как оказывается, они обе содержат первичные амины/амиды.

Процесс C: дополнительный процесс получения нерастворимой в воде полипептидной композиции и получения водорастворимой полипептидной композиции

[0283] Касторовую муку (4,0 кг, содержащую 24,8% белка) суспендировали в 0,1 M NaOH в соотношении 10:1 масс./масс. муки к щелочи. Суспензию перемешивали в течение 18 часов при температуре окружающей среды и твердые частицы удаляли посредством центрифугирования. Супернатант (приблизительно 32 литра) подкисляли до уровня pH 4,5 с помощью 10 н. HCl. Белок оставляли для получения осадка при приблизительно 10°C в течение 12 часов, чистый раствор супернатанта декантировали, и тяжелый осадок (приблизительно 2 кг) собирали посредством центрифугирования. Влажный осадок лиофилизировали с выходом 670 г изолята белка.

[0284] Нерастворимые в воде и водорастворимые полипептидные фракции получали экстрагирования водой. На первом этапе 10 г изолята белка клещевины (партия 5-94) суспендировали в 50 г дистиллированной воды. Смесь диспергировали посредством механического перемешивания в течение 2 часов. Затем аликвоты помещали в центрифужные пробирки, и пробирки вращали при 3400 об/мин в течение приблизительно 35-минутного периода. Центрифугированный супернатант, содержащий водорастворимую фракцию, декантировали из оставшегося нерастворимого в воде осадка и перелили в отдельный контейнер (этот чистый желтый супернатант сохранили и высушили при 37°C последующего экспериментального диспергирования и анализа с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе). После первого этапа промывки в пробирки затем добавляли свежую дистиллированную воду и оставшийся осадок диспергировали в воде посредством перемешивания вручную шпателем. Объединенные процессы центрифугирования, декантирования и повторного диспергирования проводили за 13 циклов. По окончании последнего цикла свободную жидкость декантировали от остаточной пастообразной дисперсии (нерастворимой в воде полипептидной фракции от исходного белка клещевины). При сушке определили, что паста содержит 28,58% твердых частиц, и как определили, суммарный выход нерастворимой в воде фракции составил 62,87%. Таким образом, сам по себе исходный белок клещевины содержал 62,87% нерастворимого в воде полипептидного материала и 37,12% водорастворимого полипептидного материала.

Процесс D: получение расщепляемого сывороточного белка

[0285] Расщепляемый сывороточный белок (партия 5-72, обозначаемый в настоящем документе как расщепляемый сывороточный белок с pH 6,5) получали в качестве экспериментального образца от профессора С. Брауна при лаборатории отделения прикладной биологии Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль, следующим образом; сывороточный белок (WPI-95® изолят сывороточного белка; Nutritteck, 24 Seguin Street, Rigaud, QC, Канада J0P 1P0) суспендировали в воде в соотношении 1:6 (масс./масс.). Уровень pH суспензии корректировали до уровня pH 7 с помощью 5 н. NaOH и нагревали до 55°C при одновременном перемешивании. Затем добавляли FLAVOURZYME 500MG® (от NOVOZYMES') в соотношении 20 г на кг сывороточного белка, и смесь перемешивали при той же температуре в течение 4 часов. Полученная в результате водная смесь имела pH 6,5. Затем полученную смесь высушивали распылением для выхода расщепляемого сывороточного белка в виде бледно-желтого порошка, содержащего смесь водорастворимого и нерастворимого в воде полипептида.

Процесс E: получение белка расщепленной клещевины в реакции с нитритом натрия

[0286] Белок касторовой муки суспендировали в воде в соотношении 1:10 (масс./масс.). Хлорид кальция добавляли при эффективной концентрации, составляющей 10 мМ, и уровень pH суспензии корректировали до уровня pH 9 путем добавления 10 н. NaOH. Реакцию нагревали до 55°C при одновременном перемешивании. Everlase 16 л Type EX® (NOVOZYMES') затем добавляли в соотношении 10 г на кг белка касторовой муки, и смесь перемешивали при той же температуре в течение 4 часов. Затем добавляли L-молочную кислоту (90%, 120 г на кг белка клещевины), затем смесь доводили до уровня pH 4,4 с последующим постепенным добавлением (в течение 20-часового периода) раствора нитрита натрия в воду (0,4 кг/л, 0,4 литра на кг белка клещевины) при одновременном перемешивании. Затем реакцию оставляли при температуре окружающей среды в течение 40 часов. Затем добавляли Na₂S₂O₅ (0,2 кг на кг белка клещевины) и реакцию нагревали до 60°C и перемешивали в течение 15 минут. После охлаждения до температуры окружающей среды, реакцию доводили до уровня pH 2,0 с помощью концентрированной HCl. Затем оставляли при 10°C в течение 18 часов, и полученный осадок разделяли посредством центрифугирования в течение 15 минут при 24000xg. Осадок ресуспендировали в 10 мМ лимонной кислоты (3 об. на об. осадка), а затем собирали и лиофилизировали для выхода желто-коричневого порошка, содержащего смесь водорастворимого и нерастворимого в воде полипептида.

Процесс F: выделение нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и водорастворимой белковой фракции посредством промывки перемолотой соевой муки водой и их характеристика

Часть I: выделение нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и водорастворимой белковой фракции

[0287] Соевую муку (такую же, как в примере 1) с диапазоном размера частиц 20-70 мкм смешивали с дистиллированной водой (pH приблизительно 7) для выхода 27,83% дисперсии муки в воде (масс./масс.). На этапе первой «промывки» аликвоту дисперсии центрифугировали в течение 60 минут, и чистый супернатант, содержащий водорастворимую белковую фракцию, декантировали из влажной взвеси, оставшейся на дне центрифужной пробирки (в отдельном эксперименте при гравиметрическом определении влажная взвесь содержала приблизительно 33% твердых частиц в воде (масс./масс.); и при гравиметрическом определении супернатант содержал приблизительно 15% по массе твердых частиц (масс./масс.)). Выход нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, определенный после этапа первой «промывки», составил приблизительно 80% начальной массы муки.

[0288] На втором этапе фракцию с 33% твердых частиц от первого этапа промывки смешивали и диспергировали в свежей дистиллированной воде (pH приблизительно 7), и дисперсию центрифугировали во второй раз. Снова декантировали чистый супернатант, и оставшуюся взвесь подвергали третьему циклу промывки (добавление свежей дистиллированной воды с последующим центрифугированием). После третьего этапа «промывки» этап и декантирования супернатант, как гравиметрически определили, полученная в результате взвесь нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции содержала приблизительно 24% твердых частиц и, как определили, выход составил приблизительно 53% исходной массы муки. Таким образом, сама перемолотая соевая мука содержала приблизительно 53% нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и приблизительно 47% водорастворимой белковой фракции.

Часть II: анализ дисперсии нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, водорастворимой белковой фракции и перемолотой соевой муки

[0289] Аликвоту 24% дисперсии твердых частиц отделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции (промытую 3 раза, как указано выше) смешивали с полиметилендифенилдиизоцианатом в соотношении масс./масс. 1 части полиметилендифенилдиизоцианата к 1 части белковой фракции. Полученная в результате смесь образовала стабильную дисперсию и оставалась стабильной в течение 1-часового периода наблюдения без визуальных признаков фазового расслоения.

[0290] С целью тестированию способности диспергирования перемолотой соевой муки, дисперсию 24% (масс./масс.) перемолотой соевой муки в воде смешивали с полиметилендифенилдиизоцианатом в соотношении 1:1 масс./масс. полиметилендифенилдиизоцианата к твердым частицам соевой муки. Соевая мука содержала приблизительно 53% по массе нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и приблизительно 47% по массе водорастворимой белковой фракции. Смесь перемолотой муки и полиметилендифенилдиизоцианата образовала стабильную дисперсию, которая оставалась стабильной в течение 1-часового периода наблюдения без визуальных признаков фазового расслоения.

[0291] С целью тестированию способности диспергирования водорастворимой белковой фракции водорастворимую белковую фракцию, полученную из соевой муки (с помощью первой промывки соевой муки, затем выделения водорастворимой фракции посредством сушки супернатанта после центрифугирования) растворяли в воде для выхода 24% раствора твердых частиц (масс./масс.). Когда к этому раствору добавляли полиметилендифенилдиизоцианат (в массовом соотношении 1:1 полиметилендифенилдиизоцианата к водорастворимой белковой фракции), полученная смесь была нестабильной, и было очевидно фазовое расслоение - незамедлительно после смешивания.

[0292] Результаты экспериментов демонстрируют то, что эмульгированные в воде полиметилендифенилдиизоцианат-содержащие адгезивные композиции можно получать с помощью i) нерастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций, полученных посредством промывки перемолотой муки из растительного сырья, и ii) композиций перемолотой муки из растительного сырья, состоящих как из нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, так и водорастворимой белковой фракции. Водорастворимая белковая фракция не способствует диспергированию, но нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция присутствует в количестве, достаточном для способствования диспергированию.

[0293] Различные коммерчески доступные композиции, полученные из муки из растительного сырья, такой как соевая мука тонкого помола, экстрагированы с помощью растворителя, приводя к удалению нерастворимых в воде белковых компонентов. Такие композиции не могут способствовать диспергированию, и, таким образом, менее желательны для использовании в приготовлении адгезива.

Часть III: анализ с помощью Фурье-ИКС нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, водорастворимой белковой фракции и перемолотой соевой муки

[0294] Эксперименты с помощью спектрометрического нарушенного полного отражения для Фурье-ИКС поверхности в твердой фазе проводили на нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции (этот образец собирали после третьего цикла промывки и оставляли сохнуть при 23°C, и водорастворимой белковой фракции (этот образец собирали от чистого супернатанта после третьего цикла промывки и оставляли сохнуть при 23°C для выхода прозрачного янтарного твердого вещества), полученной посредством промывки соевой муки водой. Характеристики ИК-Фурье спектров описаны ниже.

[0295] На фиг. 16 представлены ИК-Фурье спектры в твердой фазе для отделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции от соевой муки вместе с водорастворимой белковой фракцией, где область валентных колебаний связи N-H была расширена. Спектры были представлены в вертикальном масштабе для достижения эквивалентной интенсивности светопоглощения для полосы вторичного амида валентных колебаний связей N-H с центром при 3275 см^-1. На фиг. 16 представлено, что преобладающим типом амида в нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции является вторичный амид главной цепи, что подтверждено одиночной высокосимметричной полосой с центром при 3275 см^-1. Несмотря на то что водорастворимая полипептидная фракция также содержит этот тип амида, она также содержит значительно более высокие фракции первичных амидов, что подтверждено присутствием двух первичных полос валентных колебаний связей N-H при 3200 см^-1 (симметричных) и при приблизительно 3300 см^-1 (асимметричных) соответственно.

[0296] Как показано на фиг. 17, полосу карбонильного поглощения амид-I для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции наблюдали при волновом числе приблизительно 1629 см^-1, в то время как полосу поглощения амидного карбонила-I для водорастворимой белковой фракции наблюдали при приблизительно 1650 см^-1. Данная характеристика является одним из отчетливых различий между водорастворимой белковой фракцией и нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракцией, не только для полипептидов, выделенных из белков клещевины и сои, но для белоксодержащих фракций, непосредственно выделенных из муки из растительного сырья, такой как соевая мука. Кроме того, полосу амид-II для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции наблюдали как широкую полосу с центром приблизительно 1526 см^-1, в то время как полосу амид-II водорастворимой белковой фракции наблюдали при приблизительно 1580 см^-1 вместе со слабым плечом приблизительно 1547 см^-1.

Пример 2: характеристика полипептидных композиций с помощью масс-спектрометрии

[0297] В этом примере описана характеристика различных белковых образцов с помощью МАЛДИ масс-спектрометрии с использованием прибора Ultraflex III от Bruker.

[0298] Прибор установили с положительным дихроизмом с целью детектирования положительных ионов, собираемых во время процесса ионизации. Напряжение, применяемое для ускорения иона в анализаторе по времени пролета, установили на 25 кВ. Анализ проводили с использованием прибора в режиме на отражение, улучшающим разрешение. Твердые образцы растворяли в ДМСО при концентрации 10 мг/мл. Водорастворимые фракции супернатанта, которые растворяли в воде.

[0299] Каждый анализируемый раствор смешивали с матричным раствором (в аналитических целях). Матрицей было инертное соединение с низкой молекулярной массой, поглощающим на той же длине волны лазера, Nd:YAG 355 нм. Использованными матрицами являлись: α-CHCA, альфа-циано-4-гидроксикоричная кислота, растворенные в растворе ACN/H₂O (70:30) с 0,1% ТФУК в концентрации 10 мг/мл; и DCTB, T-2-[3-(4-трет-бутил-фенил)-2-метил-2-пропенилиден]малононитрил, растворенные в ТГФ в концентрации 10 мг/мл. Первую матрицу в основном использовали для анализа пептидов и белков, в то время как вторая матрица, DCTB, подходила для анализа полимеров.

[0300] Матричные растворы и анализируемые растворы смешивали в соотношении объема 10:1 соответственно. Для анализа, в котором DCTB использовали в качестве матрицы, к матрице в виде твердого раствора/пробе добавляли трифторуксуснокислый натрий (10 мг/мл в ТФГ) в качестве агента катионизации в соотношении 10:2:1 по объему (матрица:проба:соль соответственно). 0,8 мкл полученных растворов были нанесены на целевую пластину, сделанную из полированной стали, и только после полного высушивания растворителей, исследуемый объект наносили на прибор. Спектры собирали и регулировали с использованием программного обеспечения FlexAnalysis, выпускаемого Bruker Daltonics.

[0301] Относительную интенсивность фрагмента нормализовали и использовали для расчета параметры среднечисловой (Mn), средней (Mw) и z-средней (Mz) молекулярной массы для различных проб. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 Описание пробы Mn Mw Mz Mw/Mn Партия изолята белка клещевины 5-94¹ 1149 1162 1179 1,01 Партия расщепленной клещевины 5-83² 951 1081 1250 1,13 Партия расщепленной клещевины 5-108³ 897 1011 1169 1,12 Нерастворимая в воде/диспергируемая фракция расщепленной клещевины (партия 5-108)³ 1009 1371 1928 1,35 Водорастворимый фракция расщепленной клещевины (партия 5-108)³ 1532 1697 1894 1,10 Изолят соевого белка 2023 2104 2161 1,03 Расщепленная соя (партия 5-81)⁴ 894 989 1104 1,10 Нерастворимая в воде/диспергируемая фракция расщепленной сои (партия 5-81)⁴ 910 1119 1512 1,22 Водорастворимая фракция расщепленной сои (партия 5-81)⁴ 837 888 941 1,06 ¹ Смотрите пример 1, процесс C
² Белок касторовой муки, расщепленной с помощью Everlast (номер партии 5-83) получали от проф. Сергея Брауна Еврейского университета в Иерусалиме
³ Смотрите пример 4
⁴ Смотрите пример 1, процесс B

[0302] Результаты указывают на то, что характеристики молекулярной массы (как определено с помощью МАЛДИ масс-спектроскопии) полипептидной композиции могут зависеть от процесса, используемого для получения полипептидной композиции. Например, наблюдали, что изолят белка клещевины имеет более высокую среднечисловую молекулярную массу, чем его расщепленный аналог. Кроме того, при расщеплении наблюдали уменьшение среднечисловой молекулярной массы и повышение полидисперсности. Ту же тенденцию наблюдали для изолята соевого белка и его расщепленного аналога.

[0303] Другие результаты экспериментов указывают на то, что белки в водорастворимой полипептидной композиции из расщепленной клещевины имеют более высокую среднечисловую молекулярную массу, чем изолят исходного белка. Однако белки в водорастворимой полипептидной композиции из расщепленной сои имели более низкую среднечисловую молекулярную массу, чем изолят исходного белка.

[0304] В совокупности эти результаты указывают на то, что является возможным получение композиций, которые одновременно i) имеют конкретные характеристики молекулярной массы, и ii) обладают способностью диспергировать масло в воде и воду в масле посредством выбора конкретного процесса получения полипептидной композиции.

Пример 3: характеристика полипептидных композиций с помощью двумерных корреляционных ЯМР-спектров протон-азот и характеристика нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции

[0305] Нерастворимые в воде и водорастворимые белковые фракции получали следующим образом. Расщепленную клещевину (партия 5-83) суспендировали в вода в соотношении 1:10 масс./масс. Хлорид кальция добавляли к эффективной концентрации, составляющей 10 мМ, и уровень pH суспензии корректировали до уровня pH 9 путем добавления 10 н. NaOH. Реакцию нагревали до 55°C при одновременном перемешивании. Everlase 16 л Type EX® (NOVOZYMES') затем добавляли в соотношении 10 г на кг белка касторовой муки, и смесь перемешивали при той же температуре в течение 4 часов. Затем полученную смесь доводили до уровня pH 3,5 с помощью лимонной кислоты и лиофилизировали для выхода желто-коричневого порошка. Затем нерастворимые в воде и водорастворимые белковые фракции собирали, как описано в примере 1 (процесс A) и затем оставляли сохнуть на воздухе при 23°C.

[0306] Сухой порошок, содержащий нерастворимую в воде белковую фракцию растворяли в d₆-ДМСО (6,8% по массе) для выхода красного гомогенного раствора (проба A). Аликвоту рабочей высушенной расщепленной клещевины также растворяли в d₆-ДМСО (6,8% твердых частиц по массе) для выхода сравнительного гомогенного красного раствора (проба B). Анализ Фурье-Икс в твердой фазе тех же высушенных порошков выявил отчетливые различия как в области валентных колебаний связи N-H, так и области валентных колебаний связи карбонила на ИК-Фурье спектрах в твердой фазе. Эти спектральные различия были отнесены к различиям в средах связывания для полипептидных N-H молекул, возможно обусловленных различиями во вторичной и третичной структуре. Одно из спектральных различий включало смещение к более низким волновым числам для полосы амидного карбонила-I в нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции. С целью дополнительной характеристики этих типов различий, использовали метод двумерного ЯМР с целью характеристики очень конкретной разновидности связанных атомных ядер; а именно, протонов, связанных с азотом.

[0307] Пробы растворяли в ДМСО-d6 и помещали в 5 мм пробирки. Все ¹H ЯМР-спектры были записаны на Varian INOVA 750 МГц спектрометре, оборудованном HCN-PFG (пульсирующий градиент напряжения) тройного резонанса Cryo Probe при 30°C. Для одномерных (1D) ¹H ЯМР-спектров использовали спектральное окно прозрачности 10000 Гц со временем исследования, составляющем 3 секунды и временем запаздывания, составляющем 5 секунд. Спектры были сигнал-усредненными для 16 переходных состояний с использованием рассеяния протона под углом 90° продолжительностью импульса 8,6 микросекунды. Спектральные данные были обнулены до 132k единиц и были обработаны 1 Гц расширением спектральной линии, затем корректировали исходную отметку и относили к внутреннему пику остаточного растворителя ДМСО-d₆ при 2,50 м.д. до интегрирования и нанесения графика.

[0308] Данные фазовой чувствительной двухмерной (2D) ¹H-¹⁵N градиентной HSQC (гетероядерной одноквантовой корреляции) отобраны с 2048 точек захвата в F2 измерении и 768 точек в частоте F1 (под углом 90° с продолжительностью импульса 6,3 микросекунды, и 33,5 микросекунды использовали для протона и азота соответственно) 48 переходных состояний отбирали для каждого интервала, с задержкой повтора на 1,2 секунды и временем захвата 0,124 секунды с помощью GARP развязки во время захвата. Полученные данные обрабатывали с помощью синусоидального взвешивания и обнуляли до 8196×8196 точек в частотах F2 и F1 до окончательной трансформации для получения данных 2D корреляции.

[0309] Результаты приведены на фиг. 13-15. На фиг. 13 представлен двумерный HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР-спектр для партии расщепленной клещевины 5-83 в d₆-ДМСО. На оси Y представлен масштаб химического сдвига ¹⁵N (м.д.), и на оси Х представлен масштаб химического сдвига ¹H (м.д.). Пики в пределах спектра представляют протонированные атомы азота от всех фракций, которые присутствовали в пределах рабочей расщепленной клещевины (т.е. нерастворимые в воде/диспергируемые в воде полипептидные фракции и водорастворимые полипептидные фракции). Наблюдали исчезновение многих пиков в области B наблюдали при удалении водорастворимых фракций (смотрите фиг. 14). Это указывает на то, что протонированный азот специфичен для водорастворимых полипептидных фракций, где по меньшей мере порция пиков в области A специфична для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции.

[0310] На фиг. 14 представлен двумерный HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР- спектр для нерастворимого в воде/диспергируемого в воде экстракта полипептида из партии расщепленной клещевины 5-83 в d₆-ДМСО. Ось Y представлена в масштабе химического сдвига ¹⁵N (м.д.), и ось Х представлена в масштабе химического сдвига ¹H (м.д.). Пики в пределах спектра представляют протонированные атомы азота из нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции. Согласно наблюдениям, пики в пределах области B очень слабые по сравнению с аналогичными пиками в пределах расщепленной клещевины до экстракции (смотрите фиг. 13). И наоборот, остальные пики были преимущественно из протонированного азота в области A. Это указывает на то, что конкретный протонированный азот является определенным для нерастворимых в воде полипептидных фракций. Увеличенное изображение данной области представленона фиг. 15.

[0311] Как показано на фиг. 14, пики в рамках спектра представляют протонированные атомы азота, которые определены для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции. При расширении два «пика» представлены как узкие кластеры, которые можно легко определить границами химического сдвига ¹⁵N и ¹H, определяющими их: границы ¹⁵N для обоих кластеров возникают при приблизительно 86,2 м.д. и 87,3 м.д.; и границы ¹H возникают при приблизительно 7,14 и 7,29 м.д. для первого кластера; и при приблизительно 6,66 и 6,81 м.д. для второго кластера.

[0312] Результаты исследования выявили то, что в то время как водорастворимая полипептидная фракция состояла из нескольких типов протонированных атомов азота (смотрите фиг. 13), нерастворимая в воде/диспергируемая в воде фракция содержала значительно меньше типов протонированного азота и преимущественно характеризовалась присутствием двух главных кросс-пик кластеров протон-азот (смотрите фиг. 14). Эти различия, как те, которые видны с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе, показывают то, что среды химического связывания в пределах водорастворимой полипептидной фракции, являются отчетливо различными от тех, которые существуют в пределах нерастворимой в воде/диспергируемой в воде фракции.

[0313] В совокупности, данные ИК-Фурье в твердой фазе и ЯМР характеризуют нерастворимую в воде/диспергируемую в воде полипептидную фракцию, в которой есть ИК-полоса поглощения в твердой фазе амида-I от 1620 до 1632 см^-1; ИК-полоса поглощения в твердой фазе амида-II от 1514 до 1521 см^-1; и в растворимой фазе пару протонированных азотных кластеров, как определено с помощью метода корреляции ¹H-¹⁵N ядерного магнитного резонанса. Более конкретно, при наблюдении за парой протонированных азотных кластеров посредством ЯМР с дейтерированным d₆-ДМСО в качестве растворителя с использованием метода двумерного HSQC ¹H-¹⁵N ЯМР, кластеры определены границами химического сдвига ¹⁵N и ¹H, определяющими их: ¹⁵N границы для обоих кластеров возникают при приблизительно 86,2 м.д. и 87,3 м.д.; и границы ¹H возникают при приблизительно 7,14 и 7,29 м.д. для первого кластера; и при приблизительно 6,66 и 6,81 м.д. для второго кластера.

[0314] В совокупности данные Фурье-ИКС в твердой фазе и ЯМР также характеризуют водорастворимую полипептидную фракцию, где имеется ИК полоса поглощения амида-I в твердой фазе от приблизительно 1633-1680 см^-1; ИК полоса поглощения амида-II в твердой фазе от 1522 до 1560 см^-1; две выраженные 1є амидные полосы поглощения валентных колебаний связи N-H с центром при приблизительно 3200 см^-1 и при приблизительно 3300 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе, и выраженный кластер протонированных ядер азота, определенный с помощью границ химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 94 м.д. и при приблизительно 100 м.д. и границ химического сдвига ¹H при приблизительно 7,6 м.д. и при приблизительно 8,1 м.д., как определено определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе.

Пример 4: характеристики дисперсии в масле водорастворимых и нерастворимых в воде/диспергируемых в воде белковых фракций

[0315] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде полипептидную фракцию и водорастворимую полипептидную фракцию выделяли из расщепленной клещевины (партия 5-108) на основе процессов, описанных в примере 1 (процесс A). Расщепленную клещевину можно получать следующим образом: белок касторовой муки суспендируют в воде в соотношении приблизительно 1:10 масс./масс. Хлорид кальция добавляют к эффективной концентрации, составляющей приблизительно 10 мМ, и уровень pH суспензии корректируют до уровня pH 9 путем добавления 10 н. NaOH. Затем реакцию нагревают до 55°C при одновременном перемешивании. Затем Everlase 16 л тип EX® (NOVOZYMES') добавляют в соотношении 10 г на кг белка касторовой муки, и смесь перемешивают при той же температуре в течение приблизительно 4 часов. Наконец, полученную смесь доводят до уровня pH 3,5 с помощью лимонной кислоты и высушивают распылением для обеспечения порошка.

[0316] Характеристики молекулярной массы по фрагментации МАЛДИ выделенных фракций представлены в примере 2. Спектроскопические характеристики поглощения по Фурье-ИКС в твердой фазе выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции соответствуют тем, которые описаны в фиг. 2-4, 7 и 9-12 (интервал поглощения амида-I: 1620-1632 см^-1; интервал поглощения амида-II: 1514-1521 см^-1). На двумерном ЯМР протон-азот в растворимой фазе на выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной фракции показано два протонированных азотных кластера, окруженных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и 87,3 м.д.; и границами химического сдвига ¹H при приблизительно 7,14 и 7,29 м.д. для первого кластера; и при приблизительно 6,66 и 6,81 м.д. для второго кластера. На двумерном ЯМР протон-азот в растворимой фазе на выделенной водорастворимой полипептидной фракции показан кластер протонированных ядер азота, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 94 м.д. и при приблизительно 100 м.д., и границами химического сдвига ¹H при приблизительно 7,6 м.д. и при приблизительно 8,1 м.д.

[0317] Нерастворимые в воде/диспергируемые в воде полипептидные фракции с этими спектральными характеристиками (в отличие от их водорастворимых аналогов) проявляют уникальную способность эмульгировать и стабилизировать дисперсии масла в воде и воды в масле. Эту уникальную способность диспергирования масла наблюдают у нерастворимых в воде/диспергируемых в воде полипептидных композиций, экстрагируемых и выделенных из многих источников, включая в качестве неограничивающих примеров (1) цельную муку или изоляты белка из либо сои, канолы, либо клещевины, из которых экстрагированы водорастворимые полипептидные компоненты при или вблизи pH-нейтральных условий; (2) цельную муку или изоляты белка из сои, канолы или клещевины, подвергаемых катализируемому основаниями гидролизу с последующим присоединением кислоты и последующей экстракций водорастворимых полипептидных компонентов; (3) цельную муку или изоляты белка из сои, канолы или клещевины подвергаемых кислотно-катализируемому гидролизу с последующим присоединением основания и последующей экстракцией водорастворимых полипептидных компонентов; (4) цельную муку или изоляты белка из сои, клещевины или канолы, подвергаемых комбинации катализируемого основаниями гидролиза с ферментативным расщеплением с последующим присоединением кислоты и последующей экстракцией водорастворимых полипептидных компонентов.

[0318] Следует понимать, что стабилизация эмульсии/дисперсии масло-в-воде или вода-в-масле зависит от нескольких факторов, включая в качестве неограничивающих примеров присутствие или отсутствие стабилизирующего соединения, такого как поверхностно-активное вещество или дисперсант; природа масла (т.е. его параметры полярности, гидрофильности, гидрофобности, растворимости и т.д.); природа поверхностно-активного вещества или дисперсанта (т.е. показатель гидрофильно-липофильного баланса, характеристики заряда, молекулярная масса, растворимость в воде, растворимость в масле, и т.д.); ионная сила водной фазы; присутствие или отсутствие добавок и примесей в либо масляной, либо водной фазах; концентрация масла (т.е. процент по массе в воде); и концентрация стабилизирующего соединения.

При этом также понимается, что об эффективности стабилизирующего соединения («стабилизирующим соединением» является дисперсант, эмульгатор, поверхностно-активное вещество или нерастворимая в воде/диспергируемая в воде полипептидная композиция по настоящему изобретению) часто судят по способности стабилизировать эмульсию на некоторый конкретный период времени (т.е. для предотвращения макроскопического фазового расслоения несмешивающихся компонентов масла и воды при сдвиге или при статичных условиях).

[0319] С целью дополнительной демонстрации общности этого открытия, несколько дисперсий масла в воде получали с нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композицией, которую выделяли из белка расщепленной клещевины. Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде полипептидную фракцию выделяли в виде пастообразной дисперсии в воде. Пасту разбавляли водой до 16% твердых частиц, и раздельно до 14% твердых частиц. На следующем этапе аликвоты по 3 грамма каждой пасты раздельно взвешивали и помещали в 15 мл пластиковые химические стаканы. Затем аликвоты масел, показанные в таблице 3, раздельно добавляли к отдельным аликвотам пасты в соотношении 1 части масла к 1 части твердого вещества нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композиции на основе массы (всего 20 смесей). Смеси перемешивали вручную с помощью шпателя и наблюдали до образования гомогенных кремов. Кремы оставались гомогенными без визуальных признаков макроскопического фазового расслоения на пролонгированные периоды времени после перемешивания, включая периоды в диапазоне от 1 минуты после перемешивания, 5 минут после перемешивания, 10 минут после перемешивания, 15 минут после перемешивания, 30 минут после перемешивания, 1 часа после перемешивания и 2 часов после перемешивания. В отличие от этого аналогичный водорастворимый экстракт из расщепленной клещевины был неспособен стабилизировать дисперсии масел в воде.

Таблица 3 Тип масла Источник Полиметилендифенилдиизоцианат Rubinate-M от Huntsman Corporation Минеральное масло Drakeol 35 от Penreco Соевое масло RBD от ADM Processing Co. Моторное масло Castrol Syntec, 5W-50 Касторовое масло Светлое касторовое масло, полученное прессованием, от Alnor Oil Company, Inc. Дибутилфталат 99% от Acros Эпоксидированное соевое масло от Aldrich Каприловый триглицерид Neobee M-5 от Stepan Co. Эвкалиптовое масло от Aromas Unlimited Трибутил o-ацетилцитрат 98% от Aldrich

[0320] Белковые композиции, не обогащенные для нерастворимых в воде/диспергируемых в воде фракций, неспособны диспергировать масла. Например, дисперсия с 16% твердых частиц изолята соевого белка, партия 5-81, (изолят соевого белка SOLPRO 958® Solbar Industries Ltd, POB 2230, Ashdod 77121, Израиль; содержание белка приблизительно 90%) получали путем добавления 32 граммов изолята соевого белка к 168 граммам воды при уровне pH от приблизительно 4 до 6 (JM-570-1). Семь аликвот по 10 грамм JM-570-1 помещали в 20 мл одноразовые химические стаканы. 10-граммовая аликвота содержала 1,6 граммов изолята соевого белка и 8,4 граммов воды. Семь различных масел (а именно, полиметилендифенилдиизоцианат, минеральное масло, соевое масло, моторное масло, касторовое масло, дибутилфталат и эпоксидированное соевое масло) добавляли раздельно в соотношении масс./масс. 1 части масла к 1 части твердых частиц белка (1,6 граммов масла добавляли к каждой 10-граммовой аликвоте). Смеси перемешивали вручную с помощью шпателя. Не наблюдалось диспергирование ни одного масла в дисперсии 16% твердых частиц изолята соевого белка.

Пример 5: физическая характеристика с помощью гравиметрического анализа, ИК-Фурье спектроскопии и способность к диспергированию масла перемолотой каноловой муки, нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, экстрагированной из перемолотой каноловой муки, и водорастворимой белковой фракции, экстрагированной из перемолотой каноловой муки

[0321] Перемолотую каноловую муку, нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию, которую экстрагировали из перемолотой каноловой муки, и водорастворимую белковую фракцию, которую экстрагировали из перемолотой каноловой муки, подвергали физической характеристики с помощью гравиметрического анализа, ИК-Фурье спектроскопии и способности к диспергированию масла. Экспериментальные процессы и результаты приведены ниже.

Общий экспериментальный процесс

[0322] Нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракцию и водорастворимую белковую фракцию выделяли из перемолотой каноловой муки с использованием способа выделения, описанного в процессе F примера 1. ИК-Фурье-спектры получали с использованием процесса Фурье-ИКС в твердой фазе, изложенного в части III примера 1. Способность перемолотой муки из растительного сырья и способность отдельных белковых фракций (или смеси отдельных белковых фракций) диспергировать полиметилендифенилдиизоцианат в воде тестировали с использованием процессов, описанных в части III примера 1.

Гравиметрический анализ твердых частиц

[0323] После промывки и декантирования супернатанта (3 цикла по протоколу в процессе F примера 1), полученную в результате взвесь нерастворимых в воде/диспергируемых в воде компонентов (около 35% высушенных в печи твердых частиц по массе) гравиметрически корректировали для достижения дисперсии, содержащей приблизительно 26% твердых частиц по массе (путем добавления воды по мере необходимости). Определенная общая доля выхода нерастворимых в воде/диспергируемых в воде компонентов составила приблизительно 55% по массе начальной массы муки. Таким образом, перемолотая каноловая мука содержала (i) приблизительно 55% по массе нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и (ii) приблизительно 45% по массе водорастворимой фракции.

ИК-Фурье спектроскопический анализ

[0324] Для дальнейшей характеристики экстрактов из перемолотой каноловой муки проводили эксперименты с помощью спектрометрического нарушенного полного отражения для Фурье-ИКС поверхности в твердой фазе на нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции (этот образец собирали после третьего цикла промывки и оставляли высыхать при 23°C) и на водорастворимой белковой фракции (этот образец собирали из чистого супернатанта после третьего цикла промывки и оставляли высыхать при 23°C для выхода прозрачного янтарного твердого вещества).

[0325] На фиг. 18 представлены ИК-Фурье спектры в твердой фазе для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, отделенной от каноловой муки вместе с водорастворимой белковой фракцией, где область валентных колебаний связей N-H расширена. На этой фигуре показано, что преобладающим типом амида в нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции является вторичный амид главной цепи, что подтверждено одиночной высокосимметричной полосой валентных колебаний связей N-H с центром около 3275 см^-1. Несмотря на то что водорастворимая белковая фракция также содержит этот тип амида, она содержит значительно большее количество аминных солей (что подтверждено поглощением в области, проходящей от приблизительно 2670-2750 см^-1) и первичных амидов, что подтверждено присутствием двух первичных полос валентных колебаний связей N-H при приблизительно 3200 см^-1 (симметричных) и при приблизительно 3330 см^-1 (асимметричных) соответственно. На спектрах также выявлено то, что обе фракции содержат отчетливые спектроскопические сигнатуры белков, даже несмотря на то что обе фракции выделяли из сырьевой муки (сырьевая мука содержит другие остатки водорастворимых и нерастворимых в воде компонентов, таких как зерновые оболочки, углеводы, сахара и масла).

[0326] Кроме того, как показано на фиг. 19, наблюдали, что полоса карбонильного поглощения амид-I нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции выступает в качестве главнейшего компонента при волновом числе приблизительно 1634 см^-1, в то время как полосу карбонильного поглощения водорастворимой белковой фракции наблюдали в качестве плеча малой интенсивности при приблизительно 1650 см^-1. Как указано где-либо в другом месте, данная характеристика отличает нерастворимую в воде/диспергируемую в воде белковую фракции от водорастворимой белковой фракции, не только для отделенных белковых фракций от белков клещевины и белков сои, но и для белоксодержащих фракций, непосредственно отделенных от муки из растительного сырья, такой как соевая мука и каноловая мука. Кроме того, наблюдали, что полоса амида-II для нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции выступает в качестве широкой полосы с центром приблизительно 1530 см^-1, в то время как полосу амида-II водорастворимой белковой фракции наблюдали при приблизительно 1588 см^-1 вместе со слабым плечом при приблизительно 1550 см^-1.

Анализ способности диспергировать масло перемолотой муки и растительного сырья и отделенных белковых фракций:

[0327] Дисперсию 26% (масс./масс.) перемолотой цельной каноловой муки в воде смешивали с полиметилендифенилдиизоцианатом в масс./масс. соотношении полиметилендифенилдиизоцианата к твердым веществам каноловой муки 1:1. Каноловая мука содержала (i) приблизительно 55% по массе нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и (ii) приблизительно 45% по массе водорастворимой белковой фракции. Дисперсия перемолотой цельной каноловой муки образовала стабильную дисперсию, оставшуюся стабильной в течение 1-часового периода наблюдения без визуальных признаков фазового расслоения.

[0328] Аликвоту 26% по массе дисперсии твердых частиц нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции (полученной от каноловой муки из растительного сырья посредством промывки три раза за протокол, описанный в процессе F примера 1) смешивали с полиметилендифенилдиизоцианатом в масс./масс. соотношении 1 части полиметилендифенилдиизоцианата к 1 части нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции (на основе масс./масс. полиметилендифенилдиизоцианата/твердых частиц белковой фракции). Эта полученная в результате смесь образовала стабильную дисперсию, оставшуюся стабильной в течение 1 часа периода наблюдения без визуальных признаков фазового расслоения.

[0329] Водорастворимую белковую фракцию (полученную путем экстракции каноловой муки и сушки супернатанта после центрифугирования) растворяли в вода для получения выхода 26% (масс./масс.) раствора твердых частиц. При добавлении полиметилендифенилдиизоцианата к данному раствору (в массовом отношении полиметилендифенилдиизоцианата к твердому материалу водорастворимой белковой фракции 1:1), полученная в результате смесь была нестабильной, и в ней произошло фазовое расслоение сразу после перемешивания.

[0330] Приведенные выше результаты показывают, что эмульгированные в воде адгезивные композиции, содержащие полиметилендифенилдиизоцианат, можно получать с использованием нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, полученной от перемолотой муки из растительного сырья. Кроме того, приведенные выше результаты показывают, что эмульгированные в воде адгезивные композиции, содержащие полиметилендифенилдиизоцианат, можно получать с использованием композиций перемолотой муки из растительного сырья (содержащих достаточное количество нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции; следует понимать, что композиция перемолотой муки из растительного сырья также содержит некоторое количество водорастворимой белковой фракции). Хотя водорастворимый белковая фракция сама по себе не способствовала диспергированию в этих экспериментах, понятно, что дисперсии полиметилендифенилдиизоцианата (и других масел) можно достигнуть при условии присутствия достаточного количества нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции в адгезивной композиции (или перемолотой муке из растительного сырья, использованной в адгезивной композиции).

[0331] Для дальнейшей иллюстрации способности диспергирования масла смеси, содержащей достаточное количество нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, характеристики диспергирования масла, муки, содержащей большое количество нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции сравнивали с характеристиками диспергирования масла коммерчески доступного продукта соевой муки тонкого помола, содержащей относительно небольшое количество нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции. Использованным коммерчески доступным продуктом соевой муки тонкого помола являлся Prolia PDI-90, который является обезжиренной соевой мукой тонкого помола, полученной от Cargill).

[0332] Исходя из этого различные коммерчески доступные производные от муки из растительного сырья являются экстрагированными с помощью растворителя (например, соевая мука тонкого помола), приводя к удалению значительного количества нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции. Обнаружено, что такие композиции не способствуют диспергированию масла, и, таким образом, менее желательны для применения в приготовлении адгезива. Например, при добавлении полиметилендифенилдиизоцианата к дисперсии соевой муки тонкого помола с 26% по массе твердых частиц в воде в соотношении 1/1 (масс./масс.) соевой муки тонкого помола/полиметилендифенилдиизоцианата, наблюдали, что незамедлительное фазовое расслоение полиметилендифенилдиизоцианата от смеси. В отличие от этого из соевой муки, использованной при схожих условиях в примере 1, получили стабильную дисперсию.

[0333] При экстрагировании соевой муки тонкого помола с использованием процессов, обсужденных в настоящем документе, выделенная нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция была способна диспергировать полиметилендифенилдиизоцианат в воде. Однако, согласно гравиметрическому определению, эта фракция содержала только приблизительно 10% по массе исходной смеси соевой муки тонкого помола. Таким образом, компонент, необходимый для диспергирования масла, присутствовал в исходной соевой муке тонкого помола, но его эффективная концентрация была слишком низкой для диспергирования соевой мукой полиметилендифенилдиизоцианата в воде. ИК-Фурье спектры для выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции и водорастворимой белковой фракции, экстрагированной из соевой муки тонкого помола, представлены на фиг. 20.

[0334] В отличие от соевой муки тонкого помола, нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция является главным компонентом в соевой муке грубого помола (на уровне приблизительно 50% по массе), таким образом представляя соевую муку в качестве эффективного диспергирующего средства для полиметилендифенилдиизоцианата в воде. При выделении наблюдали, что нерастворимая в воде/диспергируемая в воде белковая фракция, экстрагированная как от соевой муки грубого помола, так и от соевой муки тонкого помола (обе из которых могут способствовать диспергированию полиметилендифенилдиизоцианата в воде) содержит схожие спектральные характеристики, как измерено с помощью Фурье-ИКС. Фурье-ИКС в твердой фазе нерастворимой в воде/диспергируемой в воде белковой фракции, полученной из соевой муки тонкого помола и соевой муки грубого помола, представлен на фиг. 21.

Пример 6: композиты древесностружечной плиты, полученные с использованием лигнинсодержащих адгезивных композиций

[0335] Лигнин и лигнин с эпоксидными добавками использовали в качестве альтернативы полиметилендифенилдиизоцианату в белковой адгезивной композиции. Адгезивные композиции (описанные в таблице 4) получали с целью создания композитов древесностружечной плиты (композиции представлены в таблицах 5 и 6). Эпоксидные добавки в этом примере смешивали вместе для образования 50/50 (масс./масс.) смеси глицидил присоединенных кольцевых функциональных групп поли(бисфенол-A-co-эпихлоргидрина) (Бисфенол-A; CAS# 25036-25-3; Aldrich Chemical) и триглицидилового простого эфира триметилолпропана (TMPGE; CAS# 3454-29-3; Aldrich Chemical). Уровни ингредиентов контролировали с целью обеспечения постоянного уровня связывающего средства с конечными композитами (общий уровень связывающего средства=7,65% на основе сырой древесины).

[0336] Пробу с частично расшелушенной I-44P глиной (TP-11, Nanomer I-44 P от Nanocor, Inc., Arlington Heights, штат Иллинойс) получали путем добавления предварительно смешанной 30/70 масс./масс. амальгамы I-44P в масле-носителе (где маслом-носителем была 50/50 масс./масс. смесь Tego-Protect-5000 силикона с (R)-(+)-лимоненом (Sigma-Aldrich, Corp)) для образования смеси и воздействия на смесь условий для достижения, по меньшей мере, частичного расшелушивания. В частности, амальгаму получали на основе следующего общего процесса:30/70 смесь (масс./масс.) наномера I-44P/масла-носителя получали посредством смешивания 30 грамм I-44P от Nanocor, Inc. в 70 граммах масла-носителя для образования смеси. Затем смесь смешивали с использованием лабораторной мешалки и лопасти для смешивания дисперсии. Затем смесь смешивали при условиях с большим усилием сдвига, затем накрывали и помещали в ультразвуковую ванну для способствования дальнейшему расшелушиванию. Частичное расшелушивание глины в масле-носителе было доказательно подтверждено образованием гелеобразной амальгамы.

[0337] Кроме того, объединенные уровни лигнина и эпоксида пропорционально снизили для обеспечения присутствия глины (это было сделано для сохранения постоянного общего уровня связывающего средства). Таким образом, в том случае, когда глину добавляли к связывающему средству, общее содержание органических веществ в связывающем средстве было ниже по сравнению с контрольным образцом (TP-10).

[0338] Композиты древесностружечной плиты получали в соответствии со следующим процессом. 100 г влажного адгезива медленно добавляли к 600 г древесных частиц, и композицию смешивали с помощь механической мешалки. Формовочный ящик для древесины размером 9×9×9 дюймов помещали в центре пластины из нержавеющей стали размером 12×12×1/8 дюйма, которую накрывали алюминиевой фольгой. Обработанную древесину добавляли медленно в формовочный ящик с попыткой получения равномерной плотности покрытой адгезивом древесной стружки. После добавления всей обработанной древесины композицию прессовали вручную с помощью фанерной плиты размером 8-7/8×8-7/8×1/4 дюйма, и формовочный ящик аккуратно удаляли, чтобы не повредить обработанную матовую древесностружечную плиту. Плиту удаляли с верха матовой поверхности и отрезок алюминиевой фольги помещали наверх вместе с пластиной из нержавеющей стали размером 12×12×1/8 дюйма. Матовую древесностружечную плиту прессовали и отверждали до толщины 3/4 дюйма с использованием следующих условий: давление 117 фунтов/дюйм² в течение 10 минут при температуре плиты пресса 205°C. Композиты нарезали на образцы размером 6 дюймов на 4 дюйма. Количественные наблюдения представлены в таблице 7, и прессованные композиты показаны на фиг. 22.

[0339] Композиты древесностружечной плиты, полученные с помощью только лигнина или с помощью только белка, когезионно деинтегрировались при удалении из пресса (TP-12 и TP-13). Удивительным образом, однако, наблюдали, что композиты, полученные с помощью комбинаций белка и лигнина, остаются когезионно интактными. Таким образом, комбинация муки из растительного сырья и лигнина привела к неожиданной и удивительной ответной реакции, которую не мог обеспечить ни один компонент в отдельности. А именно, при использовании в комбинации белковую муку и лигнин можно использовать для составления адгезивных связывающих средств для получения древесно-слоистых композиционных материалов, остающихся когезионно интактными после прессования.

Таблица 4
Влажные адгезивные композиции* Номер образца Описание: каноловая белковая мука; другие добавки и масло-носитель Процент по массе компонентов во влажной адгезивной композиции Вода Каноловая мука Мочевина Лигнин Эпоксид бисфенола А TMPGE эпоксид Nanocor I-44P Масло-носитель TP-9 белок + лигнин 55,28 20,45 0,90 23,37 0 0 0 0 TP-10 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/эпоксид 55,28 20,45 0,90 11,69 5,84 5,84 0 0 TP-11 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/эпоксид с 70/30 масс./масс. I44P/(50/50 масс./масс. Tego/лимонен) 55,28 20,45 0,90 10,23 5,11 5,11 0,88 2,04 TP-12 только лигнин 72,60 0 0,55 26,85 0 0 0 0 TP-13 только белковая мука 71,59 27,84 0,57 0 0 0 0 0 * Выраженные в процентах по массе.

Таблица 5
Количество влажных адгезивов из таблицы 4, добавляемое к 600 граммам древесины для получения композитов древесностружечной плиты Номер образца Компоненты в адгезивной композиции: каноловая белковая мука; другие добавки и масло-носитель Масса древесины Масса влажного адгезива в граммах TP-9 белок + лигнин 600 111,21 TP-10 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/epoxy 600 111,21 TP-11 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/эпоксид с 70/30 масс./масс. I44P/(50/50 масс./масс. Tego/лимонен) 600 111,22 TP-12 Только лигнин 600 181,48 TP-13 Только белок 600 175,03 * Композиты имели постоянный уровень связывающего средства 7,65% по массе.

Таблица 6
Сухие/отвержденные композиции древесностружечной плиты с использованием влажных адгезивов, описанных в таблице 4 Номер образца Описание адгезива (каноловая белковая мука, другие добавки и масло-носитель) Процент по массе компонентов в сухой/отвержденной композиции древесностружечной плиты Древесина Каноловая мука Мочевина Лигнин Эпоксид бисфенола А TMPGE эпоксид Nanocor I-44P Маслоноситель TP-9 белок + лигнин 92,35 3,50 0,15 4,00 0 0 0 0 TP-10 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/эпоксид 92,35 3,50 0,15 2,00 1,00 1,00 0 0 TP-11 белок + 50/50 масс./масс. лигнин/эпоксид с 70/30 масс./масс. I44P/(50/50 масс./масс. Tego/лимонен) 92,35 3,50 0,15 1,75 0,875 0,875 0,15 0,35 TP-12 только лигнин 92,35 0 0,15 7,50 0 0 0 0 TP-13 только белок 92,35 7,50 0,15 0 0 0 0 0 * Композиты имели постоянный уровень связывающего средства 7,65% по массе. Количество компонентов в адгезивной композиции присутствует в процентах по массе адгезивной композиции.

Таблица 7
Наблюдение за влажным адгезивом и полученными из него композитами древесностружечной плиты Номер образца Наблюдения по смешиванию Качество плиты TP-9 Состав тщательно смешивали с помощью механической мешалки. Полученная в результате смесь являлась вязкой, смолоподобной жидкостью. Плита являлась жестким твердым композитом с измеренной плотностью 0,57 г/см³ (35,86 фунт/фут³) TP-10 Состав легко смешивали с помощью механической мешалки. Полученная в результате смесь являлась наливной жидкостью со степенью вязкости от низкой до средней. Плита являлась жестким твердым композитом с измеренной плотностью 0,56 г/см³ (34,99 фунт/фут³) TP-11 Состав легко смешивали с помощью механической мешалки. Полученная в результате смесь являлась наливной жидкостью со средней степенью вязкости. Плита являлась жестким твердым композитом с измеренной плотностью 0,55 г/см³ (34,64 фунт/фут³)

TP-12 Состав легко смешивали с помощью механической мешалки. Полученная в результате смесь являлась наливной жидкостью со степенью вязкости от низкой до средней. Поверхности оставались слитными, но центр плиты расслоился. Центральная часть плиты состояла из очень свободных древесных стружек (когезионное разрешение). TP-13 Состав легко смешивали с помощью механической мешалки. Полученная в результате смесь являлась наливной жидкостью со степенью вязкости от низкой до средней. Поверхности оставались слитными, но центр плиты расслоился. Центральная часть плиты состояла из очень свободных древесных стружек (когезионное разрешение).

Пример 7: композиты древесностружечной плиты, полученные с использованием двухкомпонентной адгезивной композиции, содержащей фенол-формальдегид

[0340] Фенолформальдегидную (ФФ) смолу (Woodweld™ GP190C80 от Georgia Pacific) использовали вместе с мочевиной (от Sigma-Aldrich), полиметилендифенилдиизоцианатом (Mondur™ 541 от Bayer) и перемолотой каноловой мукой (20-70 микрометров, полученной от Columbia Innovations, подразделением Columbia Forest Products, Inc.) для создания серии двухкомпонентных адгезивных композиций. Компоненты «части B» двухкомпонентного адгезива сначала предварительно перемешали (т.е. воду, каноловую муку, ФФ и мочевину), и затем комбинировали с компонентом «части А» (полиметилендифенилдиизоцианатом) для выхода влажной адгезивных композиций, как описано в таблице 1. Эти адгезивы затем использовали для получения композитов древесностружечной плиты (композиции представлены в таблицах 2 и 3).

[0341] Композиты древесностружечной плиты получали в соответствии со следующим процессом. Соответствующую аликвоту влажного адгезива (таблица 2) медленно добавляли посредством распыления смеси во вращающийся сушильный барабан с 4-фунтовым диаметром, содержащей 12,315 килограмма частиц композиции с древесной целлюлозой (желтая сосна, содержание влаги в древесине=8,5% по массе) на период от приблизительно 1 до 2 минут с использованием пневматического распылителя (профессиональный краскораспылитель C.M.T.™, оборудованный 5/16-дюймовой латунной форсункой для подачи воздуха с использованием 38-40 фунтов/дюйм² сжатого воздуха). Обработанную древесину оставляли во вращающемся барабане на приблизительно 5-10 минут до удаления. Приблизительно 3,837 г обработанной композиции с древесной целлюлозой добавляли в формовочный ящик для достижения равномерного распределения покрытой адгезивом древесной стружки (это была масса, необходимая для достижения 2'×2' плиты с целевой толщиной 5/8» и с целевой плотностью около 45 фунтов на квадратный фут). Предварительную заготовку вставляли в пресс (гидравлический пресс 36×36 дюймов), и внутреннее давление газа и температуру контролировали с использованием системы наблюдения Pressman™ с начальной температурой плиты=330°F для времени выдержки, составившем приблизительно 3 минут и 40 секунд (плиты были защищены прокладочной бумагой с силиконовым покрытием, и общее время цикла составило от приблизительно 4,5 до 5 минут). Плотность конечных композитов измеряли, и несколько отобранных образцов срезали с плит с целью измерения физических свойств (например, эффективного модуля упругости и модуль продольной упругости). Данные физических свойств представлены в таблице 11.

Таблица 8
Влажные адгезивные композиции* Номер образца Материалы, комбинированные с каноловой мукой, и соотношения процентов по массе компонентов во влажной адгезивной композиции Процент по массе компонентов во влажной адгезивной композиции Вода Каноловая мука Мочевина ФФ смола Полимерный МДИ TP23-10 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ=1/5; pH нейтральный 58,56 14,64 2,19 4,10 20,51 TP23-2 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ=1/1; pH нейтральный 64,71 17,20 1,74 8,17 8,17 TP23-3 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=0,95/1; ФФ/полимерный МДИ=0; pH нейтральный 58,11 20,42 2,07 0,00 19,40 TP23-4 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/9; pH нейтральный 59,61 15,84 2,37 2,22 19,96 TP23-5 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/4; pH нейтральный 61,07 15,27 2,28 4,28 17,10 * Выраженные в процентах по массе после смешивания частей A+B.

ТАБЛИЦА 9
Количество влажных адгезивов из таблицы 8, добавляемое к 12,315 килограмма композиции с древесной целлюлозой для получения композитов древесностружечной плиты Номер образца Материалы, комбинированные с каноловой мукой и соотношения Масса древесины (в килограммах) Масса влажного адгезива (в граммах) TP23-10 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ= 1/5; pH нейтральный 12,315 929,01 TP23-2 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ=1/1; pH нейтральный 12,315 1,168,21 TP23-3 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=0,95/1; ФФ/полимерный МДИ=0; pH нейтральный 12,315 984,18 TP23-4 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/9; pH нейтральный 12,315 856,13 TP23-5 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/4; pH нейтральный 12,315 888,43

Таблица 10
Сухие/отвержденные древесностружечные композиции с использованием влажных адгезивов,
описанных в таблице 8 (на основе абсолютно сухого веса) Номер образца Материалы, комбинированные с каноловой мукой, и соотношения Процент по массе компонентов в сухой/отвержденной композиции древесностружечной плиты Древесина Каноловая мука Мочевина ФФ смола Полимерный МДИ Связывающее средство* TP23-10 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ=1/5; pH нейтральный 96,97 1,07 0,16 0,30 1,50 3,03 TP23-2 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,68/1; ФФ/полимерный МДИ=1/1; pH нейтральный 96,76 1,58 0,16 0,75 0,75 3,24 TP23-3 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=0,95/1; ФФ/полимерный МДИ=0; pH нейтральный 96,76 1,58 0,16 0,00 1,50 3,24

TP23-4 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/9; pH нейтральный 97,27 1,07 0,16 0,15 1,35 2,73 TP23-5 (Полимерный МДИ+ФФ)/мука=1,4/1; ФФ/полимерный МДИ=1/4; pH нейтральный 97,27 1,07 0,16 0,30 1,20 2,73 * Процент по массе связывающего средства является суммой процентов по массе каноловой муки, мочевины, ФФ смолы и полиметилендифенилдиизоцианата

Таблица 11
Физические свойства композитов (средние и стандартные отклонения нескольких образцов,
отобранных со 2 по 3 плиты в качестве типа образца) Номер образца Плотность (фунт/фут²) Модуль упругости при изгибе (фунт/дюйм²) Эффективный модуль упругости (фунт/дюйм²) Количество образцов Количество плит Процент по массе связывающего средства TP23-10 44,3±1,3 290000±30000 1410±220 12 3 3,03% TP23-2 42,4±1,5 215000±30000 840±130 8 2 3,24% TP23-3 44,7±1 290000±19000 1400±100 12 3 3,24% TP23-4 44,1±1 273000±14000 1300±120 12 3 2,73% TP23-5 46,6±1,1 319000±25000 1490±120 8 2 2,73%

[0342] Согласно результатам экспериментов (например, данным в таблице 4) комбинированные плиты имели хорошую механическую прочность. Сравнение данных физических свойств из образцов под номерами TP23-10, TP23-2 и TP23-3 указывает на то, что ФФ можно включать в муку из растительного сырья/на основе полиметилендифенилдиизоцианата до определенного количества без побочного влияния на прочность композита. Например, образец композита под номером TP23-3 (который не содержал ФФ) имел эффективный модуль упругости, составляющий 1400±100 фунт/дюйм² и образец композита под номером TP23-10 (который содержал ФФ) имел эффективный модуль упругости, составляющий 1410±220 фунт/дюйм², но эффективный модуль упругости был меньше для образца композита под номером TP23-2 (который содержал большее количество ФФ, чем образцы под номерами TP23-10 и TP23-3).

[0343] Другим наблюдением из данных в таблице 4 является то, что количество адгезива, необходимого для образования древесного композиционного материала, моет быть уменьшено при использовании адгезива на основе муки из растительного сырья/полиметилендифенилдиизоцианата, содержащего ФФ. Например, образец композита под номером TP23-5 имел самый эффективный модуль упругости среди приготовленных образцов, несмотря на то что он содержал только 2,73 процента по массе связывающего средства.

[0344] Следует понимать, что адгезивы вида, описанного в этом примере, можно получать различными способами. Например, вместо предварительного диспергирования или растворения ФФ в дисперсии части B (т.е. вместо предварительного смешивания ФФ с мукой из растительного сырья, водой и мочевиной), сухой ФФ порошок можно смешивать с композицией с древесной целлюлозой до применения остальных смешанных влажных адгезивных компонентов к древесине.

[0345] Предусмотрено, что адгезивы, описанные в этом примере, можно использовать для получения других видов древесных композиционных материалов, таких как, например, ориентированная стружечная плита и древесноволокнистая плита средней плотности.

ВКЛЮЧЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ССЫЛКИ

[0346] Полное раскрытие каждого из патентных и научных документов, указанных выше, включено в настоящий документ посредством ссылки для всех целей.

ЭКВИВАЛЕНТЫ

[0347] Изобретение может быть осуществлено в других конкретных формах без отступления от его существа или основных характеристик. Указанные выше варианты осуществления, таким образом, могут считаться во всех отношениях иллюстративными, нежели ограничивающими изобретение, описываемое в настоящем документе. Объем изобретения, таким образом, обозначен приложенной формулой изобретения, нежели указанным выше описанием, и подразумевается включение в него всех изменений, возникающих в рамках значения и серии эквивалентов формулы изобретения.

Изобретение относится к белковым адгезивам, к способам их получения и применения и могут применяться в древесной промышленности. Один тип белкового адгезива содержит лигнин и перемолотую муку из растительного сырья или выделенную полипептидную композицию, полученную из биомассы растений. Другие типы белковых адгезивов содержат композицию растительного белка и либо компонент гидроксиароматического соединения/альдегида, либо мочевины/альдегида, либо амина/альдегида. Изобретения позволяют получать влагоустойчивые и прочные изделия. 17 н. и 86 з.п. ф-лы, 22 ил., 11 табл., 7 пр.

1. Адгезивная композиция, содержащая:

(a) лигнин, который присутствует в количестве от приблизительно 5% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. адгезивной композиции; и

(b) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из:

- перемолотой муки из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, и

- выделенная нерастворимая в воде/диспергируемая в воде полипептидная композиция, содержащая одну или более из следующих характеристик:

(i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Фурье-ИКС) в твердой фазе,

(ii) выраженная 2° полоса поглощения амида валентных колебаний связи N-H с помощью приблизительно 3272 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе,

(iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 Дальтон,

(iv) два протонированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д. и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, и

(v) способность диспергировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной эмульсии, остающейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

2. Композиция по п. 1, где выделенную нерастворимую в воде/диспергируемую в воде полипептидную композицию получают из кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семени рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика, льна, ятрофы, просвирника, арахиса, морских водорослей, выжимки сахарного тростника, табака, молочной сыворотки или их сочетания.

3. Композиция по п. 1, где перемолотая мука из растительного сырья имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм приблизительно до 200 мкм.

4. Композиция по п. 1, где лигнином является лигнин, полученный из лиственного дерева.

5. Композиция по п. 1, где лигнином является лигнин, полученный из хвойного дерева.

6. Композиция по п. 1, где лигнин имеет средневзвешенную молекулярную массу, составляющую от приблизительно 10000 г/моль до приблизительно 70000 г/моль.

7. Композиция по п. 1, где композиция находится в форме жидкости.

8. Композиция по п. 1, также содержащая воду.

9. Композиция по п. 8, где вода присутствует в количестве от приблизительно 30% масс./масс. до приблизительно 65% масс./масс. адгезивной композиции.

10. Композиция по п. 1, где композиция находится в форме сухой смеси.

11. Композиция по п. 1, также содержащая по меньшей мере одну добавку.

12. Композиция по п. 1, также содержащая агент для извлечения формальдегида.

13. Композиция по п. 12, где агентом для извлечения формальдегида является H₂NC(O)NH₂.

14. Композиция по п. 1, также содержащая интеркалированную глину, частично расшелушенную глину или расшелушенную глину.

15. Композиция по п. 1, также содержащая силикон и атерпеновое соединение.

16. Композиция по п. 1, также содержащая силикон и лимонен.

17. Композиция по п. 1, также содержащая силикон, лимонен и монтмориллонит, который был по меньшей мере частично расшелушен.

18. Композиция по п. 1, также содержащая эпоксидное соединение.

19. Композиция по любому из пп. 1-18, также содержащая реактивный преполимер.

20. Композиция по п. 19, где реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата, преполимер на основе эпоксида, преполимер на основе латекса, латексный преполимер или их сочетание.

21. Композиция по п. 19, где реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата.

22. Композиция по п. 21, где преполимером на основе полиизоцианата является органический полиизоцианат; или продукт реакции между органическим полиизоцианатом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксисодержащим соединением или их сочетание.

23. Композиция по п. 19, где реактивным преполимером является полимерный дифенилметан диизоцианат.

24. Композиция по п. 1, где композиция растительного белка присутствует в количестве от приблизительно 15% масс./масс. до приблизительно 35% масс./масс. адгезивной композиции.

25. Композиция по п. 1, также содержащая гидроксиароматическое соединение и источник альдегида.

26. Композиция по п. 1, также содержащая соединение мочевины и источник альдегида.

27. Композиция по п. 1, также содержащая (i) аминное соединение, выбранное из группы, состоящей из первичного аминного соединения и вторичного аминного соединения, и (ii) источник альдегида.

28. Композиция по п. 1, также содержащая источник альдегида.

29. Гидроксиароматическая альдегидная адгезивная композиция, содержащая:

(a) гидроксиароматическое соединение;

(b) источник альдегида; и

(c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из

- перемолотой муки из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, и

- выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композиции, содержащей одну или более из следующих характеристик:

(i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Фурье-ИКС) в твердой фазе,

(ii) выраженная 2° полоса поглощения амида валентных колебаний связи N-H с помощью приблизительно 3272 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе,

(iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 Дальтон,

(iv) два протонированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д. и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера, и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, и

(v) способность диспергировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной эмульсии, остающейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

30. Композиция по п. 29, где гидроксиароматическим соединением является фенол.

31. Адгезивная композиция соединения мочевины - альдегида, содержащая:

(a) соединение мочевины;

(b) источник альдегида; и

(c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из

- перемолотой муки из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, и

- выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композиции, содержащей одну или более из следующих характеристик:

(i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Фурье-ИКС) в твердой фазе,

(ii) выраженная 2° полоса поглощения амида валентных колебаний связи N-H с помощью приблизительно 3272 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе,

(iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 Дальтон,

(iv) два протонированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д. и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, и

(v) способность диспергировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной эмульсии, остающейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

32. Композиция по п. 31, где соединением мочевины является H₂NC(O)NH₂.

33. Адгезивная композиция аминного соединения - альдегида, содержащая:

(a) аминное соединение, выбранное из группы, состоящей из первичного аминного соединения и вторичного аминного соединения;

(b) источник альдегида; и

(c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из

- перемолотой муки из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, и

- выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композиции, содержащей одну или более из следующих характеристик:

(i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Фурье-ИКС) в твердой фазе,

(ii) выраженная 2° полоса поглощения амида валентных колебаний связи N-H с помощью приблизительно 3272 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе,

(iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 Дальтон,

(iv) два протонированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д. и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, и

(v) способность диспергировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной эмульсии, остающейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут.

34. Композиция по п. 33, где аминным соединением является первичное аминное соединение.

35. Композиция по п. 33, где аминным соединением является первичный алкиламин, первичный ариламин, первичный гетероариламин или первичный аралкиламин.

36. Композиция по п. 33, где аминным соединением является меламин.

37. Композиция по п. 29, где источником альдегида является соединение альдегида или параформальдегид.

38. Композиция по п. 29, где источником альдегида является моноальдегид алкила, диальдегид алкила, моноальдегид гидроксиалкила, диальдегид гидроксиалкила, моноальдегид ацила или диальдегид ацила.

39. Композиция по п. 29, где источником альдегида является формальдегид, ацетальдегид, глиоксаль, метилглиоксаль, глиоксальдегид, пропандиаль, пропионовый альдегид, бутиральдегид, пентаналь, гексаналь, додеканаль, октадеканаль, циннамальдегид, фурфурол, бензальдегид или глутаральдегид.

40. Композиция по п. 29, где источником альдегида является НС(O)Н.

41. Композиция по п. 29, где выделенную нерастворимую в воде/диспергируемую полипептидную композицию получают из кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семени рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика, льна, ятрофы, просвирника, арахиса, морских водорослей, выжимки сахарного тростника, табака, молочной сыворотки или их сочетания.

42. Композиция по п. 29, где композицией растительного белка является перемолотая мука из растительного сырья.

43. Композиция по п. 42, где перемолотая мука из растительного сырья имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 200 мкм.

44. Композиция по п. 29, также содержащая по меньшей мере одну добавку.

45. Композиция по п. 29, также содержащая интеркалированную глину, частично расшелушенную глину или расшелушенную глину.

46. Композиция по п. 29, также содержащая силикон и терпеновое соединение.

47. Композиция по п. 29, также содержащая силикон и лимонен.

48. Композиция по п. 29, также содержащая силикон, лимонен и монтмориллонит, который был по меньшей мере частично расшелушен.

49. Композиция по любому из пп. 29-48, также содержащая реактивный преполимер.

50. Композиция по п. 49, где реактивным преполимером является органический полиизоцианат.

51. Композиция по п. 49, где реактивным преполимером является полимерный дифенилметан диизоцианат.

52. Композиция по п. 29, где композиция содержит H₂NC(O)NH₂.

53. Композиция по п. 44, где по меньшей мере одной добавкой является огнестойкий материал или консервант для древесины.

54. Композиция твердого связывающего средства, образованная посредством отверждения композиции по любому из пп. 1-53.

55. Способ связывания первого изделия со вторым изделием, содержащий:

(а) депонирование на поверхности первого изделия адгезивной композиции по любому из пп. 1-53 для создания таким образом участка связывания; и

(b) контакта связывающей поверхности с поверхностью второго изделия для связывания таким образом первого изделия со вторым изделием.

56. Способ по п. 55, также содержащий этап, после этапа (b), допущения отверждения адгезивной композиции.

57. Способ получения композиционного материала, содержащий:

(a) комбинацию первого изделия и второго изделия с адгезивной композицией по любому из пп. 1-53 для получения смеси; и

(b) отверждение смеси, полученной на этапе (а), для получения композиционного материала.

58. Способ по п. 57, где отверждение содержит применение давления, нагрева или одновременно давления и нагрева смеси.

59. Способ по п. 55, где первым изделием, вторым изделием или как первым, так и вторым изделием являются лигноцеллюлозные материалы или композиционные материалы, содержащие лигноцеллюлозный материал.

60. Способ по п. 55, где первое изделие, второе изделие или как первое, так и второе изделия содержат металл, смолу, керамику, полимер, стекло или их сочетание.

61. Изделие, полученное способом по любому из пп. 55-60.

62. Изделие, содержащее два или более компонента, связанных вместе с использованием адгезивной композиции по любому из пп. 1-53.

63. Изделие по п. 62, где связанные компоненты выбраны из группы, состоящей из бумаги, дерева, стекла, металла, стекловолокна, древесного волокна, керамики, керамического порошка, пластмассы и их сочетания.

64. Изделие по п. 63, где пластмассой является термореактивная пластмасса.

65. Изделие, полученное с использованием адгезивной композиции по любому из пп. 1-53.

66. Изделие по п. 65, где изделием является композит.

67. Изделие по п. 66, где композитом является неупорядоченный неориентированный однородный композиционный материал, ориентированный композиционный материал или многослойный композит.

68. Изделие по п. 66, где композитом является древесностружечная плита, древесноволокнистая плита, фанера, профилированный клееный брус, клееная древесина, клееный цельный брус, комбинированный клееный брус, композитные деревянные двутавровые балки, древесноволокнистая плита средней плотности, древесноволокнистая плита высокой плотности, ориентированная стружечная плита, древесина экструзионного прессования или стекловолокно.

69. Изделие по п. 66, где композитом является отверждающийся композиционный материал или термопластичный композиционный материал.

70. Изделие по п. 65, где изделием является композит древесностружечной плиты.

71. Изделие по любому из пп. 61-70, где изделие содержит лигноцеллюлозный компонент.

72. Изделие по любому из пп. 61-70, где изделие содержит бумагу, древесину, стекло, стекловолокно, древесное волокно, керамику, керамический порошок или их сочетание.

73. Адгезивная композиция фенолформальдегидного растительного белка, содержащая:

(a) фенол;

(b) формальдегид;

(c) композицию растительного белка, выбранную из группы, состоящей из

- перемолотой муки из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, и

- выделенной нерастворимой в воде/диспергируемой в воде полипептидной композиции, содержащей одну или более из следующих характеристик:

(i) полоса поглощения амид-I от приблизительно 1620 см^-1 до 1632 см^-1 и полоса амид-II от приблизительно 1514 см^-1 до 1521 см^-1, как определено с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Фурье-ИКС) в твердой фазе,

(ii) выраженная 2° полоса поглощения амида валентных колебаний связи N-H с помощью приблизительно 3272 см^-1, как определено с помощью Фурье-ИКС в твердой фазе,

(iii) средняя молекулярная масса от приблизительно 600 до приблизительно 2500 Дальтон,

(iv) два протонированных азотных кластера, определенных границами химического сдвига ¹⁵N при приблизительно 86,2 м.д. и приблизительно 87,3 м.д. и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 7,14 м.д. и 7,29 м.д. для первого кластера и границами химического сдвига ¹Н при приблизительно 6,66 м.д. и 6,81 м.д. для второго кластера, как определено двумерным ЯМР протон-азот в растворимой фазе, и

(v) способность диспергировать масло в воде или воду в масле для получения гомогенной эмульсии, остающейся стабильной в течение по меньшей мере 5 минут; и

(d) реактивный преполимер;

где соотношение (i) процента по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции составляет более чем 1:1.

74. Композиция по п. 73, где соотношение (i) процента по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 20:1.

75. Композиция по п. 73, где соотношение (i) процента по массе реактивного преполимера в адгезивной композиции к (ii) проценту по массе композиции растительного белка в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4.

76. Композиция по п. 73, также содержащая воду.

77. Композиция по п. 76, где вода присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции.

78. Композиция по п. 73, также содержащая мочевину.

79. Композиция по п. 78, где мочевина присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции.

80. Композиция по п. 73, где реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата, преполимер на основе эпоксида, преполимер на основе латекса, латексный преполимер или их сочетание.

81. Композиция по п. 73, где реактивным преполимером является преполимер на основе полиизоцианата.

82. Композиция по п. 81, где преполимером на основе полиизоцианата является органический полиизоцианат; или продукт реакции между органическим полиизоцианатом и полипептидом, полиолом, полиолом на основе амина, аминсодержащим соединением, гидроксисодержащим соединением или их сочетание.

83. Композиция по п. 73, где реактивным преполимером является полимерный дифенилметандиизоцианат.

84. Композиция по п. 73, где композицией растительного белка является перемолотая мука из растительного сырья.

85. Фенолформальдегидная адгезивная композиция растительного белка, содержащая:

(a) фенол и формальдегид, которые вместе составляют от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 10% масс./масс. адгезивной композиции;

(b) перемолотую муку из растительного сырья, которая представлена перемолотой каноловой мукой или перемолотой рапсовой мукой, в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции;

(c) полимерный дифенилметандиизоцианат в количестве в диапазоне от приблизительно 10% масс./масс. до приблизительно 30% масс./масс. адгезивной композиции; и

(d) воду в количестве в диапазоне от приблизительно 45% масс./масс. до приблизительно 75% масс./масс. адгезивной композиции.

86. Композиция по п. 85, также содержащая мочевину в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5% масс./масс. до приблизительно 5% масс./масс. адгезивной композиции.

87. Композиция по п. 85, где соотношение (i) процента по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) сумме процентов по массе фенола и формальдегида в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 2:1 до приблизительно 5:1.

88. Композиция по п. 85, где соотношение (i) процента по массе полимерного дифенилметандиизоцианата в адгезивной композиции к (ii) процента по массе композиции растительного белка в адгезивной композиции находится в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 1:2.

89. Композиция по п. 85, где перемолотая мука из растительного сырья имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 200 мкм.

90. Композиция по п. 85, где перемолотая мука из растительного сырья имеет размер частиц в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 100 мкм.

91. Композиция по п. 73, где выделенную нерастворимую в воде/диспергируемую в воде полипептидную композицию получают из кукурузы, пшеницы, подсолнечника, хлопка, семени рапса, канолы, клещевины, сои, рыжика, льна, ятрофы, просвирника, арахиса, морских водорослей, выжимки сахарного тростника, табака, молочной сыворотки или их сочетания.

92. Композиция твердого связывающего средства, образованная посредством отверждения композиции по любому из пп. 73-91.

93. Способ связывания первого изделия со вторым изделием, содержащий:

(a) депонирование на поверхности первого изделия адгезивной композиции по любому из пп. 73-91 для создания таким образом участка связывания; и

(b) контакт связывающей поверхности с поверхностью второго изделия для связывания таким образом первого изделия со вторым изделием.

94. Способ по п. 93, также содержащий этап, после этапа (b), допущения отверждения адгезивной композиции.

95. Способ получения композиционного материала, содержащий:

(а) комбинацию первого изделия и второго изделия с адгезивной композицией по любому из пп. 73-91 для получения смеси; и

(b) отверждение смеси, полученной на этапе (а), для получения композиционного материала.

96. Способ по п. 95, где отверждение содержит применение давления, нагрева или одновременно давления и нагрева смеси.

97. Способ по любому из пп. 93-96, где первым изделием, вторым изделием или как первым, так и вторым изделием являются лигноцеллюлозные материалы или композиционные материалы, содержащие лигноцеллюлозный материал.

98. Изделие, полученное способом по любому из пп. 93-97.

99. Изделие, полученное с использованием адгезивной композиции по любому из пп. 73-91.

100. Изделие по п. 99, где изделием является композит.

101. Изделие по п. 100, где композитом является неупорядоченный неориентированный однородный композиционный материал, ориентированный композиционный материал или многослойный композит.

102. Изделие по п. 100, где композитом является древесностружечная плита, древесноволокнистая плита, фанера, профилированный клееный брус, клееная древесина, клееный цельный брус, комбинированный клееный брус, композитные деревянные двутавровые балки, древесноволокнистая плита средней плотности, древесноволокнистая плита высокой плотности, ориентированная стружечная плита, древесина экструзионного прессования или стекловолокно.

103. Изделие по п. 99, где изделием является композит древесностружечной плиты.