CN102439058B - 含有蛋白的泡沫材料,它们的制造与用途 - Google Patents

Abstract

本发明总体上涉及含有蛋白的聚氨酯泡沫、用于制造该聚氨酯泡沫的方法和组合物、以及包括该聚氨酯泡沫的物品。

Description

含有蛋白的泡沫材料,它们的制造与用途

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年9月28日申请的共同未决的美国临时专利申请号61/246,215、2009年9月28日申请的共同未决的美国临时专利申请号61/246,208、并且要求于2009年3月6日申请的共同未决的美国临时专利申请号61/157,944的权益和优先权，将每个这些申请的全部内容通过引用结合在此。

发明领域

本发明总体上涉及含有蛋白的泡沫材料、它们的制造和它们的用途。

背景

泡沫材料用于广泛的工业和消费应用，包括例如泡沫绝缘层、包装泡沫、防震垫、地毯背衬、用于仿木家具的装饰泡沫、等。遍布世界，对这些泡沫材料的利用持续增长。除其他事项之外，该增长可以归因于它们轻的重量、好的强度重量比、它们的绝缘和隔音特性、以及泡沫材料的能量吸收特性。聚氨酯泡沫是非常普及的，并且可以被制成多种不同的形式。例如，聚氨酯泡沫可以与软质泡沫一起被制成柔性的、半刚性的、或刚性的形式，与硬质泡沫相比，软质泡沫一般更软，密度更小，更柔韧，并且在加载以后，更易受结构回弹。

在泡沫领域中，已经广泛讨论了聚氨酯泡沫的制备。然而，一种用于制造聚氨酯泡沫的普通方法是通过多元醇与异氰酸酯的反应，由此形成主链氨基甲酸酯基团。典型地，一种发泡剂(例如，惰性气体或产生气体的化合物)用于在泡沫材料内产生孔。可以在生产期间添加额外的调节剂例如催化剂和表面活性剂以调节生成的泡沫产品的特性。

最近，在生产聚氨酯泡沫中，已经在进行努力来用更通用的、可再生的、花费更少的、以及更环境友好的组分取代或减少聚酯或聚醚多元醇的使用。例如，已经使用衍生自植物的脂肪酸甘油三酯来生产泡沫材料。因为这些材料是可再生的、较便宜的、通用的、以及环境友好的，所以作为用于制造泡沫材料的成分，它们是希望的。

然而，对于发展可再生的、花费更少的、以及更环境友好的可以调节泡沫材料特性的试剂，仍存在需要。例如，可以用于改进泡沫材料特性(例如更高起泡、均匀的蜂窝结构、和/或更低密度的泡沫材料)的可再生材料将会是有利的。特别有用的将会是存在于废弃的副产品中的材料，它可以便宜并且大量地获得。

概述

本发明部分基于以下发现：某些衍生自多种起始材料例如废弃的植物生物质的蛋白组合物可以用于调节泡沫材料的特性、并且可以例如制造含有更大数量的更小更均匀孔的更低密度的泡沫材料。

一方面，本发明提供了一种能够稳定聚氨酯基泡沫材料的分离的、水溶性的多肽组合物。该分离的、水溶性的多肽部分包括一种或多种以下特征：(a)如通过固态傅里叶变换红外光谱(FTI R)确定，在约1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；(b)如通过固态FTIR确定，在约1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；(c)如通过固态FTIR确定，中央位于约3200cm^-1、以及中央位于约3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；(d)如通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在约94ppm和约100ppm的¹⁵N化学位移边界、以及在约7.6ppm和约8.1ppm的¹H化学位移边界限定的质子化的氮核的突出的簇；(e)在约600和约2,500道尔顿之间的平均分子量；(f)不能稳定化水包油乳液，其中，当包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)混合时，该水溶液和该PMDI产生了一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；(g)该水溶性的多肽组合物能够稳定化聚氨酯基泡沫材料，该泡沫材料相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的聚氨酯基泡沫材料；以及(h)相对于从相同起始组合物产生的聚氨酯基泡沫材料，但是该起始组合物缺少水溶性的多肽组合物，该水溶性多肽组合物能够将聚氨酯基泡沫材料的密度降低至少5％(例如至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％)。

另一方面，本发明提供了一种用于制备分离的、水溶性的多肽组合物的方法，该组合物用于制备泡沫材料。该方法包括：(a)将一种含有蛋白的起始材料分散在pH值大于约6.5的水溶液中至少5分钟，以产生含有微粒物质的悬浮液；(b)在步骤(a)以后，任选地将pH值降至约4.0-5.0；(c)并且然后从微粒物质分离水溶液，从而收获富含在此说明的水溶性的多肽组合物的溶液。

在某些实施方案中，该方法进一步包括一种或多种以下步骤：(i)在步骤(a)以前，用一种酶消化该起始材料；(ii)在步骤(a)以后，用一种酶消化该悬浮液；(iii)在步骤(b)以后，用一种酶消化该悬浮液；或者(iv)在步骤(c)以后，用一种酶消化富含该水溶性的多肽组合物的溶液。有用的酶包括例如丝氨酸-、亮氨酸-、赖氨酸-、或精氨酸-特异的蛋白酶。该方法任选地进一步包括将步骤(c)中收获的水溶性的多肽组合物进行干燥。

在每一这些方面，该水溶性的蛋白组合物可以衍生自动物材料(例如，奶和乳清，鱼粉、动物组织)或衍生自植物材料(例如，玉米、小麦、向日葵、棉花、油菜籽、低芥酸菜籽、蓖麻、大豆、亚麻荠、亚麻、麻风树、锦葵、花生、藻类、豆类、棕榈、烟草、甘蔗渣、以及它们的组合)。在某些其他实施方案中，在用于制造水溶性的蛋白组合物的方法中，该起始材料(该生物质)可以是乳清、低芥酸菜籽粉、低芥酸菜籽蛋白分离物、蓖麻粉、蓖麻蛋白分离物、大豆粉、大豆蛋白分离物、或它们的组合。

另一方面，本发明提供了使用在此说明的水溶性的蛋白组合物生产的一种泡沫材料。该泡沫材料可以是包括一种混合物的反应产物的聚氨酯泡沫，该混合物包括：(a)在此说明的水溶性的多肽组合物；(b)一种异氰酸酯基反应物；以及(c)一种任选的异氰酸酯反应性化合物。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。

另一方面，本发明提供了包括一种混合物的反应产物的一种聚氨酯泡沫，该混合物包括：(a)一种含有蛋白的组合物，(b)一种异氰酸酯基反应物，以及(c)一种任选的异氰酸酯反应性组分，其中相对于从相同混合物(但是该混合物缺少含有蛋白的组合物)生产的聚氨酯泡沫，该含有蛋白的组合物能够将聚氨酯泡沫的密度降低至少5％(例如，至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％)。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。

另一方面，本发明提供了包括一种混合物的反应产物的一种聚氨酯泡沫，该混合物包括：(a)一种含有分离的蛋白的组合物，其中该含有蛋白的组合物能够将PMDI分散在一种水性介质中，(b)一种异氰酸酯基反应物，以及(c)一种任选的异氰酸酯反应性组分。该含有蛋白的组合物包括一种非水溶性的/水可分散的蛋白部分，该蛋白部分或者单独存在，或者与一种水溶性的蛋白部分进行组合。在某些实施方案中，除其他事项之外，该混合物可以任选地进一步包括一种表面活性剂和/或一种催化剂和/或一种发泡剂。

在每一上述方面，该异氰酸酯基反应物可以是一种有机聚异氰酸酯，例如，聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4-甲代亚苯基二异氰酸酯、2，6-甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、1，3-亚苯基二异氰酸酯、4，4′-联苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、或它们的组合。可替代地或者此外，该异氰酸酯基反应物包括氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺(uetonimine)、异氰尿酸酯、或它们的组合。在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物可以是一种聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯。

该异氰酸酯反应性化合物可以是与一种异氰酸酯亲核反应的化合物。例如，该异氰酸酯反应性化合物可以是具有以下基团的化合物，例如，能够与异氰酸酯反应的羟基或氨基。在某些实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物是一种多元醇，例如衍生自蓖麻油、亚麻籽油、或大豆油的多元醇。在某些其他实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物是一种与选自下组的一种化合物一起起始的多元醇，该组由以下各项组成：甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨醇蔗糖、二胺、甲代亚苯基二胺、二氨基二苯基甲烷、多亚甲基多亚苯基聚胺、乙醇胺、二乙醇胺、或它们的混合物。此外，该异氰酸酯反应性化合物可以包括一种非水溶性的/水可分散的多肽组合物，单独使用或者与任何以上提到的异氰酸酯反应性化合物组合。该非水溶性的/水可分散的多肽组合物具有与该异氰酸酯基反应物一起分散并且变成生成的固化泡沫材料的完整结构组分的能力。然而，不像这些水溶性的多肽蛋白，该非水溶性的多肽组合物典型地并不降低生成的泡沫材料的密度。

可替代地或者此外，该异氰酸酯反应性化合物可以是一种羟基封端的聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃或聚硅氧烷、或通过一种二醇或更高官能度的多元醇与一种二羧酸的缩合作用获得的聚酯。在某些实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇、聚环氧丙烷-环氧乙烷、丙二醇、丙烷二醇、甘油、烷氧基化胺、或它们的混合物。在某些其他实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇。

在某些实施方案中，如通过ASTM D-7487确定，该泡沫材料具有在从约0.01g/cm³至约0.5g/cm³的范围内的密度。在某些实施方案中，该泡沫材料可以具有的密度是比从缺少在此说明的水溶性的多肽组合物或含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的一种泡沫的密度小从5％至80％，该含有蛋白的组合物含有的水溶性的蛋白的量足以降低生成的泡沫材料的密度。在某些其他实施方案中，如通过ASTMD-7487确定，该泡沫乳白时间小于一分钟。在某些其他实施方案中，如通过ASTM D7487确定，该泡沫自由起泡高度大于从缺少在此说明的水溶性的多肽组合物或含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的泡沫的泡沫自由起泡高度，该含有蛋白的组合物含有的水溶性的蛋白的量足以降低生成的泡沫材料的密度。例如，与从缺少这些蛋白的相同起始组合物产生的泡沫的泡沫自由起泡高度相比，该泡沫自由起泡高度可以大至少5％。在某些其他实施方案中，当与从缺少在此说明的水溶性的多肽组合物或含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的泡沫相比时，该泡沫材料具有更大数量的更小的、更均匀的孔，该含有蛋白的组合物含有的水溶性的蛋白的量足以降低生成的泡沫材料的密度。

另一方面，本发明提供了生产一种聚氨酯泡沫的方法，它包括以下步骤：(a)将一种含有蛋白的组合物(例如，像在此说明的水溶性的多肽组合物)与一种异氰酸酯基反应物进行混合以生产一种混合物；并且(b)允许该混合物产生一种聚氨酯泡沫。虽然并不需要分离水溶性的部分以有效降低生成的泡沫的密度，但是在某些情况下，希望分离水溶性的和非水溶性的蛋白部分并且以受控的比率添加它们来调节生成的泡沫的特性。在某些实施方案中，在步骤(a)中的混合物进一步包括一种异氰酸酯反应性化合物。该异氰酸酯基反应物和该异氰酸酯反应性化合物可以与以上对于本发明的其他方面所说明的那些相同。

步骤(a)中的混合物任选地进一步包括一种发泡剂或形成一种发泡剂的一种化合物。已理解，在某些情况下，水能够形成一种发泡剂。该水溶性的蛋白可以溶解、分散、或悬浮在水中、在含有异氰酸酯基反应物的溶液中、或在含有异氰酸酯反应性材料的溶液中。

在某些实施方案中，步骤(a)中的混合物可以进一步包括协助泡沫产生的一种催化剂。示例性的催化剂包括，例如，二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、三亚乙基二胺、2，2′-二甲氨基二乙醚、2-二甲基乙醇胺、辛酸亚锡、辛酸钾、羧酸的碱金属盐、或它们的组合。可替代地或者此外，步骤(a)中的混合物进一步包括一种表面活性剂，例如，一种聚醚硅酮。可替代地或者此外，步骤(a)中的混合物可以进一步包括一种选自下组的添加剂，该组由以下各项组成：阻燃剂、填充剂、强化物、消烟剂、杀生物剂、惰性增塑剂、抗静电剂、以及它们的组合。

在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些其他实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些其他实施方案中，该含有蛋白的组合物(例如，水溶性的多肽组合物)构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约0.01％(w/w)至约50％(w/w)。在某些其他实施方案中，以在从约250％至约800％的范围内的指数生产该泡沫材料。

另一方面，本发明提供了用于制备一种聚氨酯泡沫的一种预混合料，包括：一种含有蛋白的组合物(例如，在此说明的水溶性的多肽组合物、非水溶性的/水可分散的多肽组合物、或它们的混合物)和一种异氰酸酯基反应物。相对于从相同混合物(但是该混合物缺少含有蛋白的组合物)生产的聚氨酯泡沫，该含有蛋白的组合物特征在于能够降低聚氨酯泡沫的密度至少5％(例如，至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％)。除其他事项之外，该预混合料还可以包括一种异氰酸酯反应性化合物、一种发泡剂或形成一种发泡剂的一种化合物、一种表面活性剂、以及一种协助泡沫产生的催化剂。

该异氰酸酯基反应物、该异氰酸酯反应性化合物、该发泡剂或形成发泡剂的化合物、该表面活性剂、以及该催化剂可以与在这以上讨论的那些相同。在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物构成该预混合料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物构成该预混合料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些其他实施方案中，该含有蛋白的组合物(例如，水溶性的多肽组合物)构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约0.1％(w/w)至约99％(w/w)。

另一方面，本发明提供了一种包括在此说明的泡沫材料的物品。

附图简要说明

从优选的实施方案的如下说明，本发明的上述内容和其他目的、特征和优点将变得清楚，如附图中所示。这些附图不需要按比例绘制，反而将重点放在说明本发明的原理上，其中：

图1是一幅流程图，示出用于生产在本发明的实践中有用的分离的多肽组合物的示例性的方法的步骤；

图2示出从消化的蓖麻批号5-90分离的水溶性的和非水溶性的蛋白部分的重叠固态FTIR光谱；

图3示出了来自消化的蓖麻的分离的水溶性的以及非水溶性的部分的固态FTIR光谱，其中羰基酰胺区域扩大；

图4示出了来自消化的蓖麻的分离的水溶性的以及非水溶性的部分的固态FTIR光谱，其中N-H伸缩区域扩大；

图5示出了来自蓖麻蛋白(批号5-94)的分离的部分的重叠固态FTIR光谱，示出了羰基酰胺区域(水溶性的部分、和非水溶性的/水可分散的部分)的扩张；

图6示出了来自蓖麻蛋白(批号5-94)的分离的水溶性的以及非水溶性的部分的固态FTIR光谱，其中N-H和O-H伸缩区域扩大；

图7示出来自蓖麻蛋白(批号5-94)和来自酶消化的蓖麻(批号5-90)的分离的非水溶性的/水可分散的部分的重叠固态FTI R光谱；

图8示出了来自消化的大豆的分离的水溶性的和非水溶性的部分的重叠固态FTIR光谱，其中羰基酰胺区域扩展，其中该光谱被垂直定标以达到对于酰胺-I羰基伸缩的等值吸收强度；

图9示出了来自消化的大豆的分离的水溶性的以及非水溶性的部分的固态FTI R光谱，其中N-H伸缩区域扩大；

图10示出了来自消化的大豆和消化的蓖麻的分离的水溶性的多肽部分的重叠固态FTIR光谱；

图11示出了来自消化的大豆和大豆粉的分离的非水溶性的部分的重叠固态FTIR光谱；

图12示出了来自多重蛋白样品(消化的大豆批号5-81、大豆粉、蓖麻蛋白分离物批号5-94、消化的蓖麻批号5-90)的分离的非水溶性的/可分散的部分的重叠固态FTIR表面ATR光谱，其中羰基酰胺区域扩大；

图13是在d6-DMSO中，消化的蓖麻(批号5-83)的二维HSQC¹H-¹⁵NNMR光谱，示出了两个感兴趣的区域，表示为区域A和区域B；

图14是在d6-DMSO中，衍生自消化的蓖麻(批号5-83)的非水溶性的/可分散的多肽部分的二维HSQC¹H-¹⁵N NMR光谱，再一次示出区域A和区域B；

图5示出了根据实例5中的步骤生产的聚氨酯泡沫。

图16示出了根据实例9中的步骤生产的聚氨酯泡沫。

图17示出了根据实例10中的步骤生产的聚氨酯泡沫，其中图17(A)示出了9∶10比率的聚异氰酸酯∶PMDI并且图17(B)示出了10∶10比率的聚异氰酸酯∶PMDI。

图18示出了根据实例11中的步骤生产的聚氨酯泡沫。

图19示出了根据实例13中的步骤生产的聚氨酯泡沫。

本发明的详细说明

本发明部分基于以下发现：某些衍生自多种起始材料(例如，废弃的植物生物质)的蛋白部分可以用于调节泡沫材料的特性、并且可以例如制造含有更大数量的更小的、更均匀的孔的更低密度的泡沫材料。本发明提供了能够稳定化聚氨酯基泡沫材料的一种分离的、水溶性的多肽组合物，含有蛋白的聚氨酯泡沫，用于制备含有蛋白的聚氨酯泡沫的方法和组合物，以及包括所述聚氨酯泡沫的物品。该分离的水溶性的多肽组合物可以分离自多种来源，例如，植物物质(例如作为农业工业的废弃的副产品而生产的生物质)或动物物质(例如，奶或乳清、鱼粉、或动物组织)。

已经发现可以添加某些蛋白部分(它可以包括分离的水溶性的蛋白组合物和含有粗蛋白的组合物，该含有粗蛋白的组合物含有某一量的水溶性的蛋白)到聚氨酯泡沫形成组合物中，以改变生成的聚氨酯泡沫的特性。例如，相对于产生自缺少该蛋白部分的相同起始材料的泡沫材料，该生成的泡沫材料可以具有，例如，更低的密度和/或更小的、更均匀的孔大小。其结果是，可能生成需要更少原料(例如，异氰酸酯基反应物和/或异氰酸酯反应性化合物)的泡沫材料以填充给定的体积。其结果是，可能制备具有比缺少这些蛋白的泡沫材料更便宜的希望的物理特征的泡沫材料，并且还可能生产在配方中没有使用已知聚氨酯泡沫表面活性剂的泡沫材料。可以通过混合在此说明的某些蛋白组合物、一种异氰酸酯基反应物和一种任选的异氰酸酯反应性化合物以生产产生泡沫材料的预混合料，以此制备含有蛋白的聚氨酯泡沫。进一步说明了能够稳定化一种聚氨酯基泡沫材料的一种蛋白组合物、含有蛋白的聚氨酯泡沫，用于制备这些含有蛋白的聚氨酯泡沫的方法和组合物，以及包括以下提供的所述聚氨酯泡沫的物品。

I.多肽组合物

来源于动物和植物生物质的不同蛋白部分具有不同的物理和化学特性。其结果是，这些蛋白可以用于调节这些生成的泡沫材料的希望的特征。在与不用水溶性的蛋白部分制备的泡沫材料相比时，在此说明水溶性的蛋白提供了具有更低密度和/或更小的、更均匀的孔大小的聚氨酯泡沫。在某些实施方案中，还可以进一步添加一种非水溶性的/水可分散的蛋白部分到产生该泡沫材料的预混合料中。添加非水溶性的/水可分散的蛋白部分进一步改变了从该预混合料生产的泡沫材料的特性。添加非水溶性的/水可分散的蛋白可以给生成的泡沫材料提供结构刚度、和/或调节生成的泡沫材料的密度。此外，该非水溶性的/水可分散的蛋白部分和水溶性的蛋白部分两者可以单独使用或组合使用以生产粘合剂，在2010年三月8日提交的美国专利申请序列号12/719,521中对它作了详细说明，其披露内容通过引用结合在此。

含义相同地使用术语“蛋白”和“多肽”，并且是指含有连接在一起的氨基酸的聚合物，例如，经由肽键或其他键连接，并且可以含有天然存在的氨基酸或修饰的氨基酸。多肽可以从天然来源分离或使用标准化学法合成。此外，或者可以通过天然过程(例如翻译后加工)、或者通过在本技术中熟知的化学修饰技术来修饰或衍生这些多肽。修饰或衍生作用可以发生在多肽中的任何地方，包括例如，肽主链、氨基酸侧链和氨基端或羧基端。修饰作用包括例如，环化作用、二硫键形成、脱甲基作用、去氨基作用、形成共价交联、形成焦谷氨酸酯、甲酰化、γ-羧化作用、糖基化、GPI锚点形成、羟基化、碘化、甲基化、豆蔻酰化、氧化、聚乙二醇化、蛋白水解消化、磷酸化、等。如贯穿全文使用的那样，术语“分离的”是指从它的最初环境(例如，如果它是天然存在的，那就是天然环境)中除去的材料。

用于生产分离的多肽组合物(它可以是一种粉状物或一种蛋白分离物)的起始材料可以衍生自植物材料(例如，以下各项中的一种或多种：玉米、小麦、向日葵、棉花、油菜籽、低芥酸菜籽、蓖麻、大豆、亚麻荠、亚麻、麻风树、锦葵、花生、棕榈、烟草、甘蔗渣、以及藻类)和/或动物材料(例如，奶、乳清、鱼粉、动物组织)。已理解，可以按多种方式生产该水溶性的蛋白部分，例如，如遍及这些实例所述。

例如，可以通过用水洗涤植物或动物材料来分离水溶性的蛋白，并且简单地获得溶解在水洗涤液中的这些蛋白。然而，已理解，生成的洗涤液可以含有除了水溶性的蛋白以外的化合物，例如，水溶性的碳水化合物(例如淀粉和糖、等)。然而，考虑到水溶性的蛋白部分与非水溶性的/水可分散的蛋白部分的比率可以取决于许多因素而变化，这些因素例如起始材料的来源连同在该起始材料上可能已经实现的处理步骤，并且考虑到该非水溶性的/水可分散的多肽并不协助密度降低并且甚至可能减少这一效果，优选分离两种不同的多肽部分，并且然后以受控的方式一起添加它们以控制生成的泡沫材料的物理和化学特性，并且以改进生成的泡沫材料的再生性。如果在感兴趣的泡沫材料中不需要密度降低，那么已理解可能从该组合物中减少或完全消除水溶性的多肽，并且可能使用该非水溶性的/水可分散的多肽作为该配制品中的唯一蛋白基组分。与可比较的不含有蛋白的泡沫材料相比，或者与可比较的含有任何量的水溶性的多肽部分的泡沫材料相比，在希望生产具有相等的或更高密度(这影响模量、强度、渗透性、等)的泡沫材料时，这可以是希望的。

类似地，已理解该非水溶性的/水可分散的蛋白部分可以通过多种方法生产，贯穿这些实例和在2010年3月8日提交的共同未决的美国专利申请序列号12/719,521中对它作了详细说明，其披露内容通过引用结合在此。例如，通过用水洗涤以从该大豆蛋白分离物除去水溶性的蛋白和水溶性的组分，可以从大豆蛋白分离物中分离粗的非水溶性的/水可分散的蛋白部分。虽然粗的非水溶性的/水可分散的蛋白部分可以分散许多油，但是取决于具体应用，它可以被有利地用于分离更纯的形式的非水溶性的/水可分散的蛋白部分。在图1中图解地示出了一种用于制备水溶性蛋白部分和非水溶性的/水可分散的蛋白部分两者的方法。

如图1中示出的那样，将该起始材料(例如，研磨的粉状物)分散在pH值为6.5-13的碱性的水性介质(例如，水)中至少5分钟、至少20分钟、至少40分钟或至少1小时，以形成混合物。没有限制，起始材料包括：乳清蛋白、低芥酸菜籽粉、低芥酸菜籽蛋白分离物、蓖麻粉、蓖麻蛋白分离物、大豆粉、或大豆蛋白分离物、或它们的一种组合。然后，任选地，通过添加酸来降低该混合物的pH值(以提供具有的pH值在例如4.0-5.0的范围内的一种混合物)，用来沉淀一部分水溶性的蛋白和非水溶性的蛋白这两者。就此，通过收获上清液，可以从沉淀物中分离这些水溶性的蛋白。已理解，在某些实施方案中，在降低pH值的步骤以前，可以获得该水溶性的蛋白部分(参见图1)。换句话说，使用常规分离技术，将起始材料分散在水性介质(例如，水)中，并且从非水溶性的材料中分离水溶性的材料(含有水溶性的蛋白部分)。可替代地，在pH值已经降低以后可以收获该水溶性的蛋白，或者可以从非水溶性的材料的洗涤液(例如，水洗涤液)中收获该水溶性的蛋白部分(参见图1)。已理解，通过结合两种或更多种在不同步骤获得的含有该水溶性的蛋白的水的部分，可以生产该水溶性的蛋白。

可以收获剩余的非水溶性的材料(即，沉淀物)。然后可以将所收获的材料用水洗涤(在某些情况下，彻底洗涤)并且收获剩余的非水溶性的/水可分散的材料。

可以改变以上说明的蛋白分离步骤以使用水醇混合物取代只用水。例如，可以通过用水醇混合物洗涤植物或动物材料来分离水溶性的蛋白，并且只需收获溶解在水醇混合物中的这些蛋白。考虑到多种醇符合这些分离条件。在某些实施方案中，该醇是脂肪族醇、芳香族醇、或多元醇(例如PPG-2000)。在某些实施方案中，在水醇混合物中，水与醇的比率是在从10∶1至5∶1、从5∶1至2∶1、从2∶1至1∶2、从1∶2至1∶5、或者从1∶5至1∶10的范围内。

已理解，该水溶性的蛋白部分和/或非水溶性的/水可分散的蛋白部分可以按原样使用、或者干燥并储存直到使用。可以通过本领域已知的技术进行干燥，包括喷雾干燥、冻结干燥、烘干、真空干燥、或暴露于脱水盐类(例如五氧化二磷或氯化锂)。

已理解本方法还可以包括一个或多个酶消化和/或化学水解步骤。可以使用一种或多种酶协助消化，并且可以使用一种或多种化学品协助水解，例如，酸基或碱基水解。例如，可以在碱性水性介质中培养起始材料之前或以后、或在培养之前和以后都将起始材料(例如，研磨的粉状物)暴露于酶消化。可替代地，或者此外，可以在添加酸以提供一种具有在4.0至5.0的范围内的pH值的混合物以后，在该材料上进行酶消化步骤。可替代地，或者此外，可以将所收获的水溶性的蛋白部分和/或非水溶性的/水可分散的材料在收获以后暴露于酶消化。然而，化学水解可以与上述酶消化步骤一起发生或取代该酶消化步骤。

在某些情况下，在化学消化的蛋白中存在的剩余碱类和碱金属不能与聚异氰酸酯共存，并且可能引起异氰酸酯基团的三聚，导致在最终聚异氰酸酯组合物中的稳定性问题。然而，酶消化可以用于避免或减少与一些化学水解步骤有关的异氰酸酯稳定性问题。

已理解在消化蛋白部分中有用的酶包括细菌的、真菌的、动物的、或植物来源的内切或外切蛋白酶或它们的混合物。有用的酶包括例如，一种丝氨酸-、亮氨酸-、赖氨酸-、或精氨酸-特异的蛋白酶。示例性的酶包括胰蛋白酶，糜蛋白酶A、B和C，胃蛋白酶，凝乳酶，微生物碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶，无花果蛋白酶，菠萝蛋白酶，组织蛋白酶B，胶原酶，微生物中性蛋白酶，羧肽酶A、B和C，肌肽酶，鹅肌肽酶，来自金黄色葡萄球菌的V8蛋白酶以及更多的在本领域中所已知的酶。还可以使用这些蛋白酶的组合。

同样在商业上可得的酶制品，例如像糜蛋白酶800s、(都可以从丹麦Novo Nordisk可得)、Protex 6.0L、肽酶FP、Purastar(从美国Genencor可得)、Corolase L10(德国Rohm)、胃蛋白酶(德国Merck)、木瓜蛋白酶、胰酶、proleatherN和蛋白酶N(日本Amano)、从Henkel可得的BLAP和BLAP变体、从KAO可得的K-16样蛋白酶、或它们的组合。表1说明了某些有用的内切核酸酶的氨基酸特异性。

表1

取决于选择的一种或多种酶，通常在适当pH条件下，在水性条件下进行酶消化(例如，取决于在中性或低pH值条件下酶或酶混合物)。在某些消化体系中，消化最佳发生在小于9、或小于8的pH条件下。对于某些应用，含水蛋白消化体系的pH值是在3-9、4-8或5-7.5的范围内。一旦消化进行到希望的程度，可以停止酶反应，并且生成的产物可以任选地洗涤，并且然后按原样使用或干燥至形成粉末。

将在以下更详细地说明生成的水溶性的蛋白部分和非水溶性的/水可分散的蛋白部分的物理和化学特性。

在某些实施方案中，在分离的蛋白部分中的蛋白被修饰。在文献中提供了用于修饰或衍生多肽部分的合适的方法。修饰的性质和程度将大部分取决于起始材料的构成。可以通过例如用羟基基团取代所述分离的蛋白的至少一部分伯胺基团、将该蛋白脱氨基、或用羧基基团取代该蛋白的一部分酰胺基团等来生产该衍生物。在其他实施方案中，通过使该蛋白与蛋白改性剂(例如，氧化亚氮、亚硝酸、亚硝酸的盐类、或它们的组合)进行反应来获得在此说明的分离的多肽组合物。

A.能够稳定化聚氨酯基泡沫材料的水溶性的多肽组合物

水溶性的蛋白部分，例如，按照在图1中阐明的实验方案分离的水溶性的蛋白部分，在水中基本或完全可溶。

水溶性的蛋白部分具有以下特征中的一种或多种：(a)如通过固态FTI R确定，在约1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带，(b)如通过固态FTIR确定，在约1,522cm^-1和1,560cm^-1之间的酰胺-II谱带，(c)如通过固态FTI R确定，中央位于约3200cm^-1、以及中央位于约3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带，(d)如通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在约94ppm和约100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在约7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的质子化的氮核的突出的簇，(e)例如像通过MALDI质谱法确定，在约600和约2,500道尔顿之间的平均分子量，以及(f)不能稳定化水包油乳液，其中，当包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份的蛋白的水溶液与按重量计14份的聚合的联苯甲烷二异氰酸酯(PMDI)混合时，该水性溶液和PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；(g)相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够稳定化聚氨酯基泡沫材料；以及(h)相对于从相同起始组合物(但是缺少水溶性的多肽组合物)产生的聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够能够降低聚氨酯基泡沫材料的密度至少5％(例如，至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％)。

在某些实施方案中，相对于该非水溶性的/水可分散的蛋白部分，该水溶性的多肽组合物含有大量伯胺、羧酸、胺盐、以及羧酸盐。如在图4、6、和9中见到的那样，相对于仲胺(在约3275cm^-1)，该水溶性的蛋白部分包括相对高浓度的伯胺(在约3300和3200cm^-1)。

B.非水溶性的/水可分散的多肽组合物

该非水溶性的/水可分散的多肽组合物特征在于若干物理和化学特性。

该非水溶性的/水可分散的蛋白部分的一个重要特性是能够将油分散或乳化在水中、或者将水可分散或乳化在油中(参见实例3)。具有这些特征的蛋白部分一般包括一种或多种如下特征：(a)如通过固态FTI R确定，酰胺-I吸收谱带在约1620cm^-1和1632cm^-1之间，并且酰胺-II谱带在约1514cm^-1和1521cm^-1之间，(b)如通过固态FTIR确定，一个突出的2°酰胺N-H伸缩吸收谱带中央位于约3272cm^-1，(c)平均分子量在约600和约2,500道尔顿之间，以及(d)如通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，两个质子化的氮簇通过在约86.2ppm和约87.3ppm的¹⁵N化学位移边界限定，对于第一簇而言¹H化学位移边界在约7.14ppm和7.29ppm处，并且对于第二簇而言¹H化学位移边界在约6.66ppm和6.81ppm处。

与该水溶性的蛋白组合物相反，该非水溶性的/水可分散部分能够将油分散或乳化到水中或将水分散或乳化到油中，以生产通过目测稳定至少5分钟的均匀的乳液。在某些实施方案中，在混合该多肽组合物与油以后，通过目测，该分散体或乳液基本表现为没有相分离至少10、15、20、25、或30分钟，或甚至1、2、3、4、5、6、9、12、18、或24小时。如实例3所示，该非水溶性的/水可分散的部分能够乳化或分散广泛选择的油，包括例如，有机聚异氰酸酯(例如，PMDI)矿物油、大豆油、衍生的大豆油、车用机油、蓖麻油、衍生的蓖麻油、邻苯二甲酸二丁基酯、环氧化的大豆油、玉米油、植物油、甘油三辛酸酯、桉树油、以及乙酰柠檬酸三丁酯。在一个示例性的化验中，将14份(按重量计)感兴趣的蛋白样品与86份(按重量计)水混合，并且将生成的溶液或分散体与14份(按重量计)油(例如，PMDI)混合。在这些条件下，在多肽组合物与油混合以后，通过目测，非水溶性的/水可分散的蛋白部分产生了分散体或乳液，该分散体或乳液表现为基本没有相分离至少5分钟。

在某些实施方案中，该非水溶性的/水可分散的部分基本不含有伯胺、羧酸、胺盐、以及羧酸盐类。相对于水溶性的蛋白部分，该非水溶性的蛋白/水可分散的蛋白部分具有更高比例的仲胺(参见实例1)。

该非水溶性的/水可分散的蛋白部分可以起到对于一种有机聚异氰酸酯(例如，PMDI)的表面活性剂的作用，将界面张力降到一个点，在该点非水溶性的有机聚异氰酸酯易于用最低能量输入来乳化，产生一种水包油乳液。当源材料是大豆蛋白时，可以使用基本未消化的不溶的(分级分离的)蛋白来获得稳定的乳液。在某些实施方案中，当分离的分级分离的多肽包括一种非水溶性的/水可分散的部分(或者单独组成，或者与水溶性的组分组合)时，可以实现一种在水中的聚异氰酸酯(例如，PMDI)的稳定的乳液。以它的干粉形式，该非水溶性的/水可分散的多肽还能够分散在油(例如PMDI)中。因此，在某些实施方案中，可以在没有水的情况下，在异氰酸酯基反应物中预分散该非水溶性的多肽。

在某些实施方案中，在此说明的水溶性的和/或非水溶性的多肽部分可以具有在约500和2,500道尔顿之间的重均分子量。有用的多肽部分可以具有在约600和2,500Da之间的、在约700和2,300Da之间的、在约900和2,100Da之间的、在约1,100和1,900Da之间的、在约1,300和1,700之间的、在约1,000和1,300Da之间的、在约2,000和2,500Da之间的、或在约1,000和2,500Da之间的重均分子量。

该分离的多肽组合物可以用于制造泡沫材料，如在此说明的那样，通过使它们与反应性预聚合物进行组合。反应性预聚合物可以选自下组，该组由以下各项组成：有机聚异氰酸酯；有机聚异氰酸酯与多肽、多元醇、基于胺的多元醇、含有胺的化合物、含有羟基的化合物、非水溶性的/水可分散的多肽组合物、水溶性的多肽、或它们的组合之间的反应产物。然而已理解，该泡沫材料不需要必需是基于异氰酸酯的。任选的泡沫材料可以包括在一种发泡剂存在的条件下能够聚合或凝胶化以形成刚性结构的任何液体、液体溶液，或液体混合物。液体混合物可以包括例如PVC增塑溶胶；液体可以包括可聚合的单体(例如苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯)；液体溶液可以包括溶解在溶剂中的聚合物(例如溶解在超临界CO₂或甲苯中的聚苯乙烯)。可替代地，或者此外，这些液体还可以包括预聚合物(例如含有环氧的化合物)；含有环氧的化合物与多肽、多元醇、基于胺的多元醇、含有胺的化合物、含有羟基的化合物、或它们的组合之间的反应产物；有机硅烷；聚合物胶乳；聚氨酯；以及它们的混合物。

在某些实施方案中，在制造这些泡沫材料时，该分离的多肽组合物能够在水性介质中分散反应性预聚合物以产生稳定的分散体或稳定的乳液。通过目测，在混合多肽组合物与反应性预聚合物之后，该分散体或乳液表现为基本至少5分钟没有相分离。在某些实施方案中，在混合该多肽组合物与反应性预聚合物以后，通过目测，该分散体或乳液表现为基本没有相分离至少10、15、20、25、或30分钟，或甚至1、2、3、4、5、6、9、12、18、或24小时。在某些实施方案中，在混合该多肽组合物与油以后，通过目测，该分散体或乳液表现为基本没有相分离至少10、15、20、25、或30分钟，或甚至1、2、3、4、5、6、9、12、18、或24小时。如实例3所示，该非水溶性的/水可分散的部分能够乳化或分散广泛选择的油，包括例如，有机聚异氰酸酯(例如PMDI)矿物油、大豆油、衍生的大豆油、车用机油、蓖麻油、衍生的蓖麻油、邻苯二甲酸二丁基酯、环氧化的大豆油、玉米油、植物油、甘油三辛酸酯、桉树油、以及乙酰柠檬酸三丁酯。在一个示例性的化验中，将14份(按重量计)感兴趣的蛋白样品与86份(按重量计)水混合，并且将生成的溶液或分散体与14份(按重量计)油(例如，PMDI)混合。在这些条件下，在多肽组合物与油混合以后，通过目测，非水溶性的/水可分散的蛋白部分产生了分散体或乳液，该分散体或乳液表现为基本没有相分离至少5分钟。

在某些实施方案中，该非水溶性的/水可分散的蛋白部分提供了一种稳定的乳液或分散体，例如，一种水性乳液或分散体，包括从约1％至约90％(w/w)的一种油和从约1％至约99％(w/w)的一种分离的多肽组合物，其中这种分离的多肽组合物产生一种在水性介质中的油的稳定乳液或分散体。该水性乳液或分散体任选地包括从约1％至约50％(w/w)的油和从约1％至约99％(w/w)的这种分离的多肽组合物。在关于这些分散体和乳液和使用术语“稳定的”时，是指对于旨在施加该分散体或乳液的持续时间，在此说明的多肽部分产生一种动态稳定的乳液的能力。在此可互换地使用术语“乳液”、“分散体”和“悬浮液”。

II.异氰酸酯基反应物

如在此使用的那样，术语“异氰酸酯基反应物”被理解为是指一种包括异氰酸酯基团的化合物。在本领域中已知广泛的含有异氰酸酯的化合物涉及制备聚氨酯泡沫，并且考虑到这些化合物在本发明的实践中是有用的。

在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物包括氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰尿酸酯、或它们的组合。当该异氰酸酯基反应物含有氨基甲酸酯时，可以通过有机异氰酸酯与多元醇或其他羟基化合物的反应生产这些化合物。

在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物是一种有机聚异氰酸酯。如在此使用的那样，术语“聚异氰酸酯”是指双官能的异氰酸酯类、更高官能度的异氰酸酯类、以及它们的混合物。取决于环境，该反应性聚异氰酸酯与在此说明的分离的和分级分离的多肽进行组合从而形成在此提供的组合物。可替代地，该异氰酸酯基反应物可以是通过有机聚异氰酸酯和含有亲核官能团的化合物反应形成的产物，该亲核官能团能够与异氰酸酯基团反应。示例性的含有能够与异氰酸酯基团反应的亲核官能团的化合物包括多肽、多元醇、基于胺的多元醇、含有胺的化合物、含有羟基的化合物、或它们的组合。在某些其他实施方案中，利用脲基甲酸酯预聚合物。脲基甲酸酯预聚合物典型地需要更高温度(或脲基甲酸酯催化剂)以协助多元醇与聚异氰酸酯反应来形成脲基甲酸酯预聚合物。

如上述内容，可以从“基础聚异氰酸酯”制备有机聚异氰酸酯。在此使用的术语“基础异氰酸酯”是指含有至少两个异氰酸酯基团的单体的或聚合物的化合物。可以选择具体的化合物用作基础聚异氰酸酯，以提供具有某些希望的特性的泡沫材料。例如，可以基于该化合物的数均异氰酸酯官能度选择基础聚异氰酸酯。例如，在某些实施方案中，该基础聚异氰酸酯可以具有2.0或更大，或大于2.1、2.3或2.4的数均异氰酸酯官能度。在某些实施方案中，该聚异氰酸酯组分的反应基团官能度的范围是从大于1至数百，2至20，或2至10。在某些其他实施方案中，该聚异氰酸酯组分的反应性基团官能度是至少1.9。在某些其他实施方案中，该聚异氰酸酯组分的反应基团官能度是约2。典型的商品化聚异氰酸酯(具有在2至3的范围内的异氰酸酯基团官能度)可以是纯的化合物、纯的化合物的混合物、低聚物的混合物(重要实例是聚合的MDI)、以及这些的混合物。

在一个实施方案中，有用的基础聚异氰酸酯具有从约100至约5,000g/mol，从约120至约1,800g/mol，从约150至约1,000g/mol，从约170至约700g/mol，从约180至约500g/mol，或从约200至约400g/mol的数均分子量。在某些其他实施方案中，将该基础聚异氰酸酯组合物的至少80摩尔百分比、或大于95摩尔百分比的异氰酸酯基团直接与一种芳香基团结合。在某些实施方案中，在此说明的泡沫材料具有的游离的有机结合的异氰酸酯(-NCO)基团浓度在从约5％至35％(wt/wt)、约7％至31％(wt/wt)、10％至25％(wt/wt)、10％至20％(wt/wt)、15％至27％(wt/wt)的范围内。

在某些实施方案中，该基础聚异氰酸酯是一种芳香族的聚异氰酸酯，例如对亚苯基二异氰酸酯；间亚苯基二异氰酸酯；2，4-甲苯二异氰酸酯；2，6-甲苯二异氰酸酯；萘二异氰酸酯；联茴香胺二异氰酸酯；多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯；2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(2，4′-MDI)；4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(4，4′-MDI)；2，2′-二苯甲烷二异氰酸酯(2，2′-MDI)；3，3′-二甲基-4，4′-亚联苯基二异氰酸酯；这些的混合物；以及类似物质。在某些实施方案中，利用具有大于2的数均官能度的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯(MDI系列聚异氰酸酯)作为基础聚异氰酸酯。

在某些实施方案中，该MDI基础聚异氰酸酯包括小于18.0％、小于15.0％、小于10.0％、或小于5.0％的组合的2，4′-MDI和2，2′-MDI含量。

在某些其他实施方案中，利用这些MDI二异氰酸酯异构体、这些异构体与三和更高官能度的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯的混合物、三或更高官能度的多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯自身、以及MDI系列的聚异氰酸酯的非预聚合物衍生物(例如碳二亚胺、脲酮亚胺、和/或异氰尿酸酯改性的衍生物)作为用作基础聚异氰酸酯的聚异氰酸酯。在某些其他实施方案中，该基础聚异氰酸酯组合物包括一种脂肪族的聚异氰酸酯(例如，以较少的量)，例如，异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-二异氰酸六亚甲酯、1，4-环己基二异氰酸酯、或以上提到的芳香族聚异氰酸酯的饱和类似物、或它们的混合物的脂肪族聚异氰酸酯。

在某些其他实施方案中，该基础聚异氰酸酯包括一种聚合的聚异氰酸酯，例如，官能度为3、4、5、或更大值的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯)类。在某些实施方案中，这些MDI系列的聚合的聚异氰酸酯包括聚异氰酸酯、或MDI二异氰酸酯异构体和更高官能度的MDI系列的低聚物的混合物。在某些实施方案中，该基础聚异氰酸酯产物具有按重量计约31.5％的游离的-NCO含量以及约2.7的数均官能度。

在某些实施方案中，该异氰酸酯基团封端的预聚合物是氨基甲酸酯预聚物。这些可以通过具有羟基官能团的化合物与具有异氰酸酯官能团的化合物反应来产生。在某些其他实施方案中，利用脲基甲酸酯预聚合物。脲基甲酸酯预聚合物典型地要求更高温度(或脲基甲酸酯催化剂)以协助多元醇与聚异氰酸酯反应来形成脲基甲酸酯预聚合物。

在这些说明的组合物中使用的聚异氰酸酯可以具有化学式R(NCO)_n，其中n是2并且R可以是芳香族的、脂环族的、脂肪族的，每一种具有从2个至约20个碳原子。聚异氰酸酯的实例包括，但是不局限于：二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)、甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)、甲苯-2，6-二异氰酸酯(TDI)、亚甲基二(4-环己基异氰酸酯)(Hi₂MDI)、3-异氰酸基甲基-3，5，5-三甲基-环己基异氰酸酯(IPDI)、1，6-己烷二异氰酸酯(HDI)、萘-1，5-二异氰酸酯(NDI)、1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯、三苯甲烷-4，4′，4″-三异氰酸酯、聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、间二甲苯二异氰酸酯(XDI)、1，4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、异佛尔酮二异氰酸酯、它们的异构体、二聚体、三聚体以及它们中的两种或更多种的混合物或组合。术语“PMDI”包括PMDI混合物，其中存在单体的MDI，例如4，4′-、2，2′-和/或2，4′-MDI。在一个实施方案中，通过在一种惰性有机溶剂存在的条件下、对应的PMDA的光气化作用制备PMDI。借助可以或者连续地或者分批地工业化进行的酸苯胺-甲醛缩合依次获得PMDA。通过选择苯胺、甲醛和酸催化剂的比率，并且还借助合适的温度和停留时间曲线，来控制PMDA中二苯甲二胺和同系物多苯基多亚甲基聚胺和它们的位置异构体(positional isomerism)的比例。通过使用强无机酸(例如盐酸)作为苯胺-甲醛缩合中的催化剂，在工业规模上获得与同时低比例的二苯甲二胺的2，4′异构体一起的高含量的4，4′-二苯甲二胺。

影响该泡沫材料的刚性的共价交联的水平可以受这些单体的反应性基团官能度的影响。在此讨论的反应性基团的官能度将被理解为聚合物的或低聚物的材料(例如聚合多元醇、聚异氰酸酯预聚合物、脲酮亚胺-碳二亚胺改性的聚异氰酸酯、以及MDI系列的聚合物的异氰酸酯)的数量平均以及纯的化合物的绝对值。该聚异氰酸酯组分的反应性基团官能度的范围是从大于1至几百、2至20、或2至10。在某些实施方案中，该聚异氰酸酯官能度是至少1.9、或至少2.0。

商业可得的聚异氰酸酯可以是纯的化合物、纯的化合物的混合物、低聚物混合物(一个重要的实例是聚合物的MDI)、以及上述物质的混合物。对于商品聚异氰酸酯而言，异氰酸酯基团官能度的范围在本领域被理解为是从2至3。用于该泡沫配制品的单体的反应性基团官能度越高，产生的交联密度将也越高。非常高度交联的聚氨酯泡沫倾向于刚性的(坚硬的)。

交联的程度不是决定多孔聚氨酯的刚性(或柔性)的唯一因素。通过前体单体的刚性决定的母体聚合物的主链刚性还可以影响该泡沫材料的刚性。具有高硬度的主链的单体可以生产未交联的、或轻度交联的硬质泡沫。较硬单体的实例包括具有高浓度芳环的那些化合物。芳香族聚异氰酸酯和芳香族多元醇的组合倾向于生产具有刚性主链的聚合物，因此该聚合物倾向于是刚性的，并且从它制造的泡沫材料是刚性的。

还通过二级链间力(例如氢键和结晶性)影响聚合物的柔性。因为从聚异氰酸酯和多官能活性氢单体的反应形成的聚氨酯和聚脲倾向于具有沿聚合物主链的高浓度“-NH”基团，所以它们通常用氢键连接。这些单体的等效重量决定了沿聚合物主链的“-NH”基团的数量。其结果是，使用具有更低官能团等效重量的单体生产在它的结构中具有更多“-NH”基团的聚合物。因此，这些化合物倾向于在链间具有更多氢键，并且因此通常更硬。在所有其他因素相等的情况下，使用具有更高等效重量的单体倾向于减少聚合物链间的氢键的量，产生更柔性的聚合物。与氨基甲酸酯基团相比，脲基团倾向于产生更多氢键连接，这样使得与只具有氨基甲酸酯基团的材料相比，在聚合物结构中的高脲浓度倾向于导致更硬的材料。

在本体材料中聚合物主链形成结晶的、或微晶的区域的能力对于该材料的刚性还可以具有显著影响。在聚氨酯中，这一能力有时被认为具有非常规则的重复结构，并且这些材料可以是高硬度的。然而，可以通过主链结构中的共价交联和其他不规则性很容易地破坏结晶性。这是一种情况的实例，其中一个因素(例如，结晶性)可以与另一因素(例如，交联)冲突。已理解，控制泡沫材料刚性程度的不同因素的效果并不总是附加的，而是使用本领域的那些技术人员已知的技术，可以被调节来赋予泡沫材料希望的特性。

III.异氰酸酯反应性化合物

如在此处使用的那样，术语“异氰酸酯反应性化合物”是指含有与异氰酸酯基团反应的化学官能度的化合物。在本领域已知多种异氰酸酯反应性化合物，并且考虑到它们在本发明的实践中是有用的。可以进行具体的异氰酸酯化合物和用于泡沫形成组合物的这些化合物的相对量的选择，以提供具有希望的化学和物理特征的泡沫材料。

A.异氰酸酯反应性化合物的类型

异氰酸酯反应性化合物典型地是具有异氰酸酯基反应物的亲核反应性组分。在制造聚氨酯泡沫中有用的异氰酸酯反应性化合物可以是含有多个活性氢基团的有机化合物，这些氢基团能够通过与异氰酸酯反应形成聚合物。考虑到符合本发明的反应性官能团包括例如，伯醇、仲醇、多元醇、伯胺、仲胺、以及羧酸。示例性的伯醇和仲醇包括脂肪醇，而伯胺和仲胺包括芳香族胺类和脂肪族胺类。此外，该异氰酸酯反应性化合物可以包括一种非水溶性的/水可分散的蛋白组合物和/或水溶性的蛋白组合物，或者单独使用或者与任何上述的异氰酸酯反应性化合物进行组合。

给定的异氰酸酯反应性化合物的选择可以影响生成的泡沫材料的特性。例如，柔性聚氨酯泡沫的有区别的特征是使用按重量计高浓度(相对于总配制品重量)的至少一种柔性多元醇。柔性多元醇可以构成泡沫材料组合物的例如从约25％至约90％(wt/wt)或从约50％至约70％(wt/wt)并且促成这些泡沫材料的柔性性质。这些柔性多元醇自身是聚合物材料，通常是液体或低熔点固体，在链末端含有羟基。示例性的柔性多元醇的分子量在1,500至12,000g/mol或2,000至8,000g/mol的范围内并且具有标称的为2至4的-OH官能度，通常是2至3。如它们的名字所示，这些柔性多元醇具有柔性主链并且主要是脂肪族的。该柔性主链是一种具有低玻璃化转变温度(例如，小于0℃，或小于-10℃)的聚合物。此外，希望在环境温度下，该化合物是液体。这些柔性多元醇可以按主链聚合物类型分为三类：聚醚、聚酯、和烃类。虽然这三种基本主链类型之一可以用于多元醇，但是考虑到某些多元醇含有两个或三个这些基本主链类型。此外，不同类型的柔性多元醇的混合物可以用于制备泡沫材料。烃主链类型的非限制性实例包括聚丁二烯和聚异戊二烯，以及它们的氢化衍生物。还可以使用丁二烯和异戊二烯的共聚物、以及这些共聚物的氢化物。聚醚主链类型的非限制性实例包括聚环氧丙烷、聚环氧乙烷、聚四甲撑、聚环氧丁烷、以及它们的任何可能的共聚物。优选的聚醚主链类型包括聚环氧丙烷、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷-聚环氧乙烷共聚物、以及聚四甲撑。

在某些实施方案中，异氰酸酯反应性化合物是一种聚环氧乙烷加盖的聚氧化丙烯多元醇，它主要是伯-OH封端的。

聚醚型多元醇最通常在催化剂存在的条件下，通过聚合具有低分子量的引发剂分子(例如水、氨、二醇、三元醇、或胺；它们具有小于150的分子量)的一种或多种环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、或四氢呋喃)来制作的。在合成中可以使用引发剂的混合物。

广泛使用的种类的聚醚型多元醇是聚环氧乙烷氧加盖的聚氧丙烯二元醇和三元醇，这些醇按重量计主要包括环氧丙烷。其他广泛使用的种类的聚醚型多元醇是聚氧丙烯二元醇和三元醇。在连续生产块状软质泡沫中，聚氧化丙烯多元醇是重要的。在模制软质泡沫应用中，聚环氧乙烷加盖的聚氧丙烯多元醇是重要的。这些聚环氧乙烷加盖的多元醇特别好地适合冷固化，由于存在作为主要异氰酸酯反应性官能团的伯-OH基团。聚酯型柔性多元醇的非限制性实例包括在促进羟基终止的条件下，从具有小于150的分子量的低分子量脂肪族二醇与具有小于300的分子量的脂肪族二羧酸缩合形成那些化合物。用于制造这些聚酯的优选的脂肪族二醇是二伯二醇。聚酯二醇的一些特定实例是聚(乙烯己二酸酯)、聚(丁烯己二酸酯)、聚(二甘醇己二酸酯)、以及这些物质的共聚物。这些脂肪族聚酯有时额外含有非常少量的三元醇，例如三羟甲基丙烷，以增加羟基官能度。衍生自环氧丙烷和/或环氧乙烷的聚醚型柔性多元醇是特别优选的，因为它们的低成本。

在制备在此说明的泡沫材料中有用的多元醇包括所有已知的多元醇，例如，在聚氨酯领域中使用的多元醇。在某些实施方案中，该多元醇包括伯和/或仲羟基(即，-OH)基团。在某些其他实施方案中，该多元醇每个分子包括至少两个伯和/或仲羟基。单官能团醇(例如脂肪醇、芳香醇、或羟基官能单体(例如羟基官能丙烯酸酯)(以生成UV或热固化材料))可以用于给异氰酸酯基团加盖。在某些其他实施方案中，该多元醇包括官能度从1.6至10、从1.7至6、在2至4之间、或从2至3的羟基。在某些其他实施方案中，任选多元醇的重均分子量范围是从100至10,000g/mol，从400至6,000g/mol，或者从800至6,000g/mol。

在某些其他实施方案中，有用的多元醇是聚酯型多元醇或聚醚型多元醇，例如脂肪族聚醚型多元醇。一个示例性的脂肪族聚醚型多元醇是具有从1,500至2,500g/mol的范围内的数均分子量的聚氧化丙烯二醇。

在某些实施方案中，按总重量计，在异氰酸酯反应性组分中的所有一种或多种多元醇的总量是从1％至80％，或从3％至70％，或从5％至60％。

在某些其他实施方案中，可以使用包括伯、仲、和/或叔胺基团的烷醇胺。

B.用于形成泡沫材料的异氰酸酯反应性化合物的量

用于形成泡沫材料的成分的相对量可以影响该泡沫材料的化学和物理特性。例如，在异氰酸酯基反应物中的异氰酸酯基团的数量与异氰酸酯反应性基团的总数(即，在处理条件下，希望将发生反应的异氰酸酯反应性官能团的总数，包括通过发泡剂促成的那些物质)的比率是一个重要参数。反应性当量的比率(异氰酸酯∶异氰酸酯反应性基团)被称为指数，并且可以表达为百分比。

从具有小于100％的指数的材料制备泡沫材料可以意味着由于存在未反应的链末端而导致的减少的交联，因此减小了交联的平均密度。然而，一个例外是当包括大大过量的水(一种发泡剂)时。在这种情况下，一些水分子行为像物理发泡剂(如果在发泡过程期间发泡反应的热量足以使它挥发)。另外，大大过量的水简单地保留在泡沫材料中(最后干燥掉)并且基本不需要增加未反应的聚合物链末端的数量。

从具有高于100％的指数的材料制备泡沫材料可以意味着额外的交联。额外的交联来自异氰酸酯基团(-NCO基团)的不同的自身反应连同脲基甲酸酯和双缩脲基团的形成。在泡沫材料处理中异氰酸酯基团的示例性的自身反应包括碳二亚胺形成、脲酮亚胺形成、以及异氰尿酸酯形成(三聚)。一些这些自身反应的产物还可以任选地存在于液体聚异氰酸酯前体流(基础聚异氰酸酯)，但是当计算氨基甲酸酯泡沫配制品的指数时只考虑保留的游离异氰酸酯基团。如果，例如在配制品(对应大于150％的指数)中存在大大过量的异氰酸酯(-NCO)基团并且存在用于异氰酸酯基团三聚的催化剂(三聚催化剂)，那么该泡沫材料将含有显著量的异氰尿酸酯连接。这些异氰尿酸酯连接实质上增加了交联密度。这些连接是耐热的并且通常结合到硬质泡沫中以增加阻燃性。

泡沫材料配制品的指数是该泡沫材料将有多少柔性或刚性的指示物。更多共价交联(更高指数)一般是指更大刚度。可以使用从10％或更少(在极端情况下，其中按非常大大过量使用水)直至150％、或者从70％至125％的指数范围制备柔性氨基甲酸酯泡沫。对于多数柔性热固性氨基甲酸酯泡沫而言，希望的指数范围是从80％至110％。这还是对于半刚性和半柔性泡沫材料而言最优选的指数范围。术语半刚性和半柔性可以互换使用。

可以使用从200％至2,500％、从250％至1,500％、或从250％至800％的指数范围来制备聚氨酯-聚异氰尿酸酯泡沫。这些泡沫材料可以是在建筑工业中用作绝缘泡沫材料的硬质氨基甲酸酯泡沫的重要亚类。然而，如果不希望有聚异氰脲酸酯连接，那么该指数范围可以是在从90％至150％、或从100％至125％的范围内。

适合用于泡沫配制品的一种或多种异氰酸酯反应性组分的有机异氰酸酯反应性(活性氢)单体的反应性基团官能度的范围是从大于1至数百，但是更一般是从1.5至20，更一般是从1.6至10。对于链延伸(增长/聚合)而言具有大于1.0的官能度是重要的，因为存在多于一个的要一起反应的基团。如果官能度是1.0，像一元醇，该异氰酸酯将变得被封端，并且该反应将停止，因为分子没有更多反应性基团。

在某些实施方案中，对于用于该配制品的所有聚合物形成异氰酸酯反应性种类而言，反应性基团官能度至少是1.5，并且理想地是至少2。然而，工业上重要种类的有用的异氰酸酯反应性单体具有在从1.5至2的范围内的官能度。这些是聚亚氧烷二醇(它正常是二醇)，但是实际上具有小于2的羟基官能度。

IV.发泡剂

在某些情况下，额外的发泡剂可以被包括在预混合料中以协助泡沫材料形成。在引起泡沫产品的聚合物中，该发泡剂产生泡(孔)。在本领域已知大量发泡剂，并且考虑到它们在本发明的实践中是有用的。例如，该发泡剂可以是物理发泡剂，它是在用于制备泡沫材料的条件下，是气体或转化为气体的挥发性组合物。可替代地，该发泡剂(例如，CO₂)可以在原位形成，在制备该泡沫材料期间，通过添加一种化合物(例如，水)到与预混合料的一种组分反应的预混合料中以形成发泡剂。这一类型的发泡剂是化学发泡剂。另一类发泡剂是在泡沫形成过程期间分解来释放气体的那些物质(例如，偶氮官能化合物，例如偶氮双二酰胺)。

通常使用的物理发泡剂包括空气、氮气、以及二氧化碳，它们被搅入聚氨酯泡沫的液体化学前体。这一方法可以用于制备高密度泡沫材料。然而，这一步骤可能是次优的用于制备低密度泡沫材料。其他通常使用的物理发泡剂包括具有从0至50℃、从10℃至40℃、或从20℃至35℃的沸点(在1大气压下)的挥发性惰性有机化合物。在某些实例中，该有机物理发泡剂是C₁-C₅烃、C₁-C₅碳氟化合物、C₁-C₅氢氟烷、C₁-C₅氯烃、或它们的组合。这些物理发泡剂的非限制性实例包括四氟乙烷、五氟丙烷、二氯甲烷、正-戊烷、异戊烷、以及环戊烷。

一种常见化学发泡剂是水，其中水与两当量的有机异氰酸酯基团反应以释放一摩尔二氧化碳(每个水分子)并且形成一个脲连接。较不通常地使用的化学发泡剂包括羧酸化合物，它与异氰酸酯反应来释放二氧化碳并形成一个酰胺连接。

可以调整用于泡沫形成配制品的这些发泡剂的量来产生具有希望的密度的泡沫材料。多孔聚氨酯的密度范围是从低至0.11b每立方英尺直至任何除了全密度的量(全密度是该聚合物的天然密度，未经任何膨胀(即，没有鼓泡))。本领域的那些技术人员理解从给定泡沫材料配制品生产具有具体密度的泡沫材料所需的一种或多种发泡剂的量。在使用时，按从0.1至高达按重量计100％或更多反应性聚合物形成单体的量使用水，但是更典型地是从0.2％至20％。在使用时，以从按反应性(聚合物形成)单体的重量计1％至50％的量使用物理发泡剂，但是更典型地是从2％至30％。

V.添加剂

此外，可以添加添加剂至泡沫形成预混合料中以优化该泡沫材料的特性。示例性添加剂包括催化剂、增充剂、填充剂、表面活性剂、增稠剂、抗氧化剂、抗细菌剂、防霉剂、色素、无机微粒、以及交联剂。

在某些实施方案中，这些催化剂可以包括直至按泡沫形成组合物的重量计约5％。常用催化剂包括叔胺和某些有机金属化合物。例如，催化剂可以是三亚乙基二胺、2，2′-二甲氨基二乙醚、2-二甲基乙醇胺、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、或它们的组合。这些催化剂驱动异氰酸酯与醇以及与水的反应。其他催化剂驱动异氰酸酯基团的三聚以形成异氰尿酸酯基团。这些物质的实例包括辛酸钾(2-乙基己酸钾)、乙酸钾、以及其他可溶羧酸的碱金属盐。以下说明了考虑到适合制备在此说明的泡沫材料的额外催化剂。

额外的示例性的催化剂包括例如伯胺、仲胺、叔胺、有机金属化合物、或它们的组合。示例性的伯胺包括例如，甲胺、乙胺、丙胺、环己胺、和苄胺。示例性的仲胺包括例如，二甲胺、二乙胺、和二异丙胺。示例性的叔胺包括例如，二氮杂双环辛烷(Dabco)、三乙胺、二甲基苄胺、双-二甲基氨基乙基醚、四甲基胍、双-二甲基氨基甲基苯酚、2，2′-二吗啉基二乙基醚、2-(2-二甲基氨基乙氧基)-乙醇、2-二甲基氨基乙基-3-二甲基氨基丙基醚、双-(2-二氨基乙基)-醚、N，N-二甲基哌嗪、N-(2-羟基乙氧基乙基)-2-氮杂双环庚烷、Tacat DP-914(Texaco Chemical)、N，N，N，N-四甲基丁烷-1，3-二胺、N，N，N，N-四甲基丙烷-1，3-二胺、N，N，N，N-四甲基己烷-1，6-二胺、2，2′-二吗啉基二乙基醚(DMDEE)、或它们的混合物。示例性的有机金属化合物包括例如，二正辛基硫醇锡、二丁基马来酸锡、双乙酸盐、二月桂酸盐、二氯化物、双-十二烷基硫醇盐、乙酸锡(II)、乙基己酸盐和二乙基己酸盐、Fe⁺³ 2，4-戊二酮盐(FeAcAc)、或苯基乙基二硫代氨基甲酸铅。

示例性的增充剂类包括例如惰性增充剂或活性增充剂。在某些实施方案中，惰性增充剂是植物微粒物质、植物油、矿物油、二元酯、碳酸丙烯酯、非反应性的改性的芳香族石油烃类、以及一般而言含有任何非活性氢的可以结合到该泡沫材料中的液体。活性增充剂类可以是吡咯烷酮单体或聚合物、噁唑烷酮(oxizolidone)单体或聚合物、环氧化的油、或不饱和的油(例如亚麻籽油)。

此外，可以添加一种或多种表面活性剂到泡沫形成组合物中以改变该泡沫材料的化学和物理特性。在某些实施方案中，这些表面活性剂可以构成直至按泡沫形成的组合物的重量计约5％。示例性表面活性剂包括，例如，单体型的、聚合物型的、或它们的混合物。一种常用表面活性剂是有机官能的硅酮化合物，例如一种聚醚硅酮。在伴随打开这些孔(在开放孔泡沫中)的需要一起出现期间，可以选择不同硅酮的组合来平衡泡沫材料稳定性。

其他添加剂包括例如，抗氧化剂类、防沫剂类、抗细菌剂类、杀真菌剂类、色素类、稠化剂类、凝胶剂类、雾化剂类(aereosolozingagent)、无机微粒(例如，二氧化钛、氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑、氧化锌、氧化铝、三水合铝、碳酸钙)、粘土(例如蒙脱石)、加湿剂、以及类似物质。

在某些实施方案中，添加剂是水可分散的添加剂或水溶性的添加剂。水溶性的添加剂包括能够与聚合物的异氰酸酯(例如，PMDI)反应的羟基官能团的或胺基官能团的化合物(例如甘油、脲、丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷和它的加合物、等)。

在其他实施方案中，该添加剂可以是一种交联剂，例如可以用于将木质纤维素材料粘合到玻璃上的交联剂。示例性的交联剂包括有机硅烷，例如二甲基二氯硅烷(DMDCS)、烷基三氯硅烷、甲基三氯硅烷(MTCS)、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AAPS)、或它们的组合。在其他实施方案中，该多肽部分与一种有机硅烷组合。术语“有机硅烷”是指分子的任何基团，这些分子包括单体、水解的单体、水解的二聚体、低聚物、以及具有以下通式的三烷氧基硅烷缩合产物：

(RO)₃Si-R′

其中R优选是丙基、乙基、甲基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、或乙酰基基团，并且R′是有机官能基团(其中官能度可以包括氨基丙基基团、氨乙基氨基丙基基团、烷基基团、乙烯基基团、苯基基团、巯基基团、苯乙烯胺基团、甲基丙烯酰氧基丙基基团、缩水甘油氧基基团、异氰酸酯(isocyante)基团、或其他基团)。

类似地，或者单独使用或者与三烷氧基硅烷组合使用，具有通式(RO)₃Si-R′-Si(OR)₃的双-三烷氧基硅烷还可以用作“有机硅烷”，其中R优选是丙基、乙基、甲基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、或乙酰基基团，并且R′是一种桥接有机官能残基，它可以含有选自下组的官能度，该组由以下各项组成：氨基基团、烷基基团(alkygroup)、乙烯基基团、苯基基团、巯基基团、以及其他基团。类似地，或者单独使用或者与三烷氧基硅烷或双-三烷氧基硅烷组合使用，具有通式(RO)₄Si的四烷氧基硅烷还可以用作“有机硅烷”，其中R优选是丙基、乙基、甲基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、或乙酰基基团。

其他类型的添加剂，它们具有更任选的和应用特异的性质，包括阻燃剂、填充剂、强化物(例如玻璃纤维、矿物片晶(例如硅灰石、和纤维的预成型件))、消烟剂、杀生物剂、惰性增塑剂、抗静电剂、这些的组合、以及大量其他物质。基于希望的泡沫材料的特性，技术人员可以选择适当量的这些添加剂。例如，可以使用非常高水平的填充剂，并且在一些情况下，在该配制品中可以超过全部聚合物形成单体的重量。填充剂可以包括便宜的微粒，例如碳酸钙、黏土矿物、锯屑和木质纤维。在该配制品中，还可以按超过全部聚合物形成单体的重量的水平使用纤维增强物。在使用时总计，典型地以按全部聚合物配制品的水平的重量计小于15％或10％的水平使用其他类型的任选的添加剂。以按全部配制品的重量计小于5％的水平单独使用多数类型的任选的添加剂。

阻燃剂的实例包括有机磷化合物、卤化的有机磷化合物、卤化的芳香族化合物、三聚氰胺(作为填充剂)、石墨(填充剂)、三水合氧化铝(填充剂)、氧化锑、以及上述化合物的组合。这一列表不应解释为限制性的。可溶的阻燃剂一般是优选的并且可以在比填充剂类型阻燃剂更低的水平有效。

本领域的那些技术人员将理解在用于多孔聚氨酯的反应体系的配制品中适当使用添加剂。一些添加剂含有异氰酸酯反应性官能团，并且因此必须在计算含有这些添加剂的泡沫材料配制品的指数中加以说明。

VI.生成的泡沫材料的制造和特征

本发明提供了多种特征在于不同物理和化学特征的泡沫材料的制备。例如，该泡沫材料可以是热固性泡沫或热塑性泡沫。

典型地通过液体前体的反应制备热固性泡沫。混合这些前体(异氰酸酯基反应物、异氰酸酯反应性剂、发泡剂、以及多肽组合物)起始了聚合反应并且产生热量。反应的热量有助于泡沫材料膨胀。最终泡沫物品的成形发生在发泡和聚合过程期间，同时该反应混合物仍然是可流动的。在热固性氨基甲酸酯泡沫中，母体聚合物通常是交联的。交联的程度取决于聚合物形成反应的化学计量学和使用的单体的反应性基团官能度。交联的量可以显著变化，并且可以调整交联的量来优化泡沫材料的特性。例如，硬质氨基甲酸酯泡沫一般比柔性氨基甲酸酯泡沫具有更高的交联。

在制造热固性氨基甲酸酯泡沫时，异氰酸酯反应性成分通常与发泡剂(特别是如果发泡剂包括异氰酸酯反应性官能团，如水的情况下)和任选的添加剂进行组合以产生液体混合物。然后将该液体混合物与一种异氰酸酯基反应物混合，开始聚合和发泡。在这种一般过程的一些变体中，一部分异氰酸酯反应性成分可以任选地与化学计量过量的一种聚异氰酸酯预反应以形成液体异氰酸酯封端的预聚合物。在最终步骤(以完成聚合并起始发泡)中，该预聚合物稍后与剩余的异氰酸酯反应性成分反应。在关于该预聚合物方法的最常见变化中，该预聚合物还包括剩余单体的聚异氰酸酯种类(基础聚异氰酸酯)。这些物质有时被称为半预聚合物、假预聚合物、或类预聚合物。这些术语可以互换使用。如果异氰酸酯封端的预聚合物不含有单体聚异氰酸酯种类，那么它被称为全预聚合物。不论是否使用预聚合物，对于热固性氨基甲酸酯泡沫而言最常见的处理模式是使用两种液体组分(即，聚异氰酸酯组分，以及异氰酸酯反应性单体加发泡剂加任选的添加剂的共混物)。然而，对于这一规律存在一些重要例外。在软质泡沫块状物和硬质泡沫叠层材料的连续制造期间，通常使用三种或更多种组分。额外的组分可以包括该配制品反应性聚合物形成成分(例如聚异氰酸酯或多元醇)。

通常使用两步骤程序制备热塑性泡沫。例如，在某些实施方案中，聚合物形成成分被加工为固体小粒，它与任何希望的添加剂和发泡剂混合。通过施用外部热量，通常在一台挤出机中完成最终的成形和膨胀。外部热量通过挥发一种挥发发泡剂、通过分解化学发泡剂来释放气体、或这些方法的一些组合来驱动该膨胀过程。该热塑性泡沫在在模制工具中成型，并且在该母体聚合物冷却和固化时锁定该形状。虽然在成形过程期间可以发生有限的交联，但是热塑的氨基甲酸酯泡沫通常是直链的。

在此说明的泡沫形成材料可以用于制备软质泡沫、硬质泡沫、或半刚性泡沫。例如，从聚氨酯制造的软质泡沫通常具有是相分离的弹性体的聚合物基质。该聚合物的柔性相是衍生自柔性多元醇的部分。因为按聚合物重量计，这一柔性相通常是主要部分，所以它是连续相。该聚合物的非柔性部分衍生自聚异氰酸酯与水和(任选地)具有小于200分子量的低分子量二醇的反应。在聚合期间，该聚合物的这一“硬”相典型地分离自软相。虽然这些“相”彼此共价连接，但是它们的行为就像分开一样。因此，该母体聚合物是弹性体的，但是通过硬相和软相的相对比例确定它的硬度。通过选择按全部配制品的百分比使用的柔性多元醇的量，这些相对比例是可调整的。

软质泡沫配制品典型地大部分或唯一用水发泡(有时用注入液体化学前体流中的空气或二氧化碳扩张)。制备低密度泡沫材料典型地需要更多水(以产生用于膨胀的CO₂)，它在硬相中产生更多脲基团，因此该泡沫材料的硬度更高。如果希望获得硬并且弹性的软质泡沫，那么有时在该配制品中包括更少量的低分子量二醇(具有小于200的分子量，优选小于150)。这些二醇典型地小于全部配制品的10％，希望小于5％，并且有时称为链增长剂。这些优选的二醇是直链二伯二醇(例如乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、以及这些的组合)。这一类型的泡沫材料称为“高弹性”(或HR)泡沫材料。软质泡沫典型地具有小于51b s每立方英尺的密度，更典型地小于31bs每立方英尺，并且主要是开放孔的。

可以通过粉碎在它们的母体聚合物相中含有小量柔性多元醇的硬质泡沫来制备具有非常低的密度(小于11b每立方英尺)的软质泡沫。该粉碎具有破坏在该泡沫材料的孔之间形成边界的杆状区段(称为“支柱”)的效果。在汽车座椅、家具、以及床上用品中，这些软质泡沫可以用作缓冲材料。这些应用的泡沫材料密度的范围是从约1.5至约41b s每立方英尺，更典型地是1.8至31b s每立方英尺。

软质泡沫通常是开放孔泡沫，除了在非常高密度(大于4 1bs每立方英尺)下。由于它们的开放孔结构，水发泡是泡沫材料膨胀的优选模式。通常制造的软质泡沫具有柔性聚合物基质。在该聚合物基质中交联密度低并且该指数很少高于105％(通常低于100％)。用于软质泡沫的聚异氰酸酯的数均官能度低，通常是从2至2.4，更典型地从2至2.3。

硬质泡沫典型地具有硬质塑料基质。该母体聚合物典型地或者是聚氨酯或者是聚氨酯-聚异氰脲酸酯。在任何一种情况下，使用的这些多元醇与用于软质泡沫的这些类型相当不同。刚性多元醇与柔性多元醇在分子量上有一定程度的重叠，典型地范围是从400至2,000、更常见500至1,500。这些刚性多元醇可以分为两个宽泛的类。第一类是刚性主链，低官能度芳香族聚酯。这些典型地用于制备聚氨酯-聚异氰脲酸酯泡沫材料，并且典型地是二官能团的。第二类包括高官能度聚醚，具有3至10的官能度。

典型地从邻苯二甲酸酯型酸(三种商品异构体中的任意一种)、邻苯二甲酸酯型酯、邻苯二甲酸的酸酐、或邻苯二甲酸聚合物(例如PET)，通过它们与低分子量二醇(典型地小于200的分子量)的反应制备用于硬质泡沫的芳香族聚酯多元醇。为了这一目的，优选的二醇是二甘醇(DEG)。这种二醇倾向于生产液态的并且对于混合活化体系中的处理而言具有足够低的粘度的聚酯树脂。使用的DEG一般大大超过芳香族前体，并且因此对于羟基封端的聚酯树脂而言起到反应性溶剂的作用。

典型地通过环氧丙烷与高官能度引发剂反应制备高官能度聚醚型多元醇。这些刚性多元醇特征在于具有比柔性多元醇更低的等效重量(每-OH基团)。这是由于在更低分子量下更高的官能度。这些多元醇的等效重量典型地小于300，更典型地在50和200之间。这与柔性多元醇相比，它典型地具有大于500的羟基等效重量。这些典型地用于制备刚性聚醚型多元醇的引发剂包括糖(例如蔗糖)、和芳香族聚胺(例如甲苯二胺)以及甲醛与苯胺的低聚物缩合物。这些芳香族聚胺上的每一伯胺基团与两个或多个摩尔的环氧丙烷反应。这些刚性聚醚型多元醇，像芳香酯多元醇，典型地用低分子量二醇(例如DEG)稀释以达到对于混合活化处理而言足够低的粘度。

这些刚性多元醇(任何类型)通常进一步与更低分子量的脂肪族二醇、三醇、四醇、以及烷醇胺化合。这些更低分子量的多元醇(它们一般具有200以下的分子量)的实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、这些的混合物、以及类似物质。

使用硬质泡沫的聚合物基质几乎总是比用于软质泡沫的那些具有更高的交联。在这些聚合物中的很多交联来自聚异氰酸酯。用于硬质泡沫的聚异氰酸酯的数均官能度典型地范围是从2.5至3。刚性聚异氰脲酸酯-聚氨酯是非常高度交联的，由于该聚合物中的异氰尿酸酯(三聚物)连接。

在“柔性”和“刚性”之间存在连续的泡沫材料类型。这些可能称为半刚性或半柔性。可以通过使用刚性和柔性多元醇的组合制备这些泡沫材料，并且任何地方的聚异氰酸酯官能度是从2至3，但是最典型是从2.5至2.8。这些泡沫材料用于广泛范围的结构的、能量吸收的、以及装饰的应用。半刚性/半柔性泡沫材料的一个具体重要应用是汽车现场浇注仪表盘垫和护膝。典型地在装饰性柔性表面材料(例如织物或PVC)后面现场浇注这些泡沫材料。密度典型地范围是从2至10磅每立方英尺(有时更高)，取决于应用。因为这些是非绝缘应用，所以这些泡沫材料最典型地是水发泡的。

更高密度的多孔聚氨酯，具有的密度范围是从高于10磅每立方英尺至刚好小于全密度，有时被称为“微多孔”聚氨酯。这些被用于广泛范围的应用，它包括柔性鞋底到刚性合成木材代用品，以及在这些极端之间的连续半刚性/半柔性应用。微多孔柔性聚氨酯鞋底可以与整体外皮一起制备。这些外皮自发形成，由于将泡沫孔的塌陷局限在模具表面附近。泡沫材料的芯保持为多孔的。通过使用挥发性物理发泡剂(例如在环境温度下是液体的氢氟烷)促进整体外皮形成的机制。如果模具表面的温度低于物理发泡剂的沸点，那么发生自发的外皮形成。整体外皮泡沫材料还用于其他应用，例如汽车扶手和不同的家具应用。一般从完整地(或几乎完整地)由双官能单体组成的配制品制备鞋底泡沫材料。典型地，该指数是100％或有时略低(99％)。可以从柔性二醇(特别是聚酯)、低分子量二醇链增长剂(例如1，4-丁二醇或乙二醇)、和二异氰酸酯(例如4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)以及它们的半预聚合物制造这些聚合物。因此用于鞋底泡沫材料的聚合物基本是直链的。该发泡剂通常包括小量的水。与此相反，刚性和半刚性/半柔性微多孔泡沫材料是更加高度交联的。单体的选择类似更低密度的类似物。然而，更高密度的泡沫材料通常是关闭孔的。在聚氨酯泡沫密度谱的最高端是反应注塑模制(RIM)的弹性体。这些可以通过引入小量空气(或氮气)到该液体前体流中完整地发泡。这一引入的过程，有时称为成核作用，相当于在混合相对的流并且处理以前将气体搅入液体化学制品。典型地从包括柔性多元醇和链增长剂这二者的聚异氰酸酯反应性流形成RIM弹性体。调整链增长剂的量来控制该弹性体的刚度(或柔性)。用于制备这些弹性体的典型的链增长剂的实例包括低分子量二醇和芳族二胺。

已理解技术员使用在此说明的这些方法和组合物(例如，水溶性的蛋白部分和/或非水溶性的/水可分散的蛋白部分、某些异氰酸酯基反应物、某些异氰酸酯反应性化合物、和某些添加剂)可以产生具有希望的物理和化学特性(例如密度、硬度、可压缩性、弹性等)的泡沫材料。例如，如果希望泡沫材料具有更低密度，那么水溶性的蛋白组合物可以包括在该预混合料中。相反，与不用蛋白添加剂(例如，水溶性的蛋白)可以达到的结构完整性相比，包括非水溶性的/水可分散的蛋白部分可以用于产生具有更高密度和/或具有更多结构完整性。可替代地，非水溶性的/水可分散的蛋白的共混物可以用于产生具有必要特征的泡沫材料。

在某些实施方案中，该异氰酸酯基反应物构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些其他实施方案中，该异氰酸酯反应性化合物构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约10％(w/w)至约90％(w/w)。在某些其他实施方案中，该含有蛋白的组合物(例如，该水溶性的多肽组合物)构成用于制备泡沫材料的起始材料的从约0.01％(w/w)至约50％(w/w)或从约0.01％(w/w)至约30％(w/w)或从约0.01％(w/w)至约10％(w/w)。在某些其他实施方案中，以在从约250％至约800％的范围内的指数生产该泡沫材料。

还理解，例如，如实例11中证明的那样，对于生成的泡沫材料的物理特性，在该泡沫材料预混合料中的小量添加的蛋白组合物(例如，原料、蛋白分离物、或分离的水溶性的和/或非水溶性的蛋白)可以具有重大效果。在某些实施方案中，按重量计，该预混合料含有小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％的蛋白组合物。通过举例，在实例11中，含有按重量计约0.09％的水溶性的蛋白部分的该多元醇共混物(组分B)能够调节生成的泡沫材料的密度。

此外，可以设计该多肽组合物使具有特别的多分散性指数。此外，可以设计具有多分散性指数的多肽组合物和粘合剂组合物。术语多“分散性指数”(PDI)是指重均分子量与数均分子量之间的比率： $\mathrm{PDI}=\frac{{\stackrel{\‾}{M}}_w}{\stackrel{\‾}{M_n}}$

用符号Mn表示术语“数均分子量”并且用符号Mw表示“重均分子量”，如可以在公开文献中发现的那样，根据它们的常规定义使用。

此外，考虑到具有不同分子量的多肽组合物可以提供具有不同特性的粘合剂组合物。这样，在优化该粘合剂组合物的这些特征时，重均分子量、数均分子量、以及多分散性指数可以是重要的指示物。特别是，考虑到优化多肽组合物的分子量特征的能力在制备用于具体用途的粘合剂组合物时提供优点。其他优点包括获得具有类似特性的粘合剂组合物，即使该多肽组合物可以从不同来源(例如，大豆与蓖麻比较)获得，或者当在不同季节中，在变化的时间段，或者从世界的不同地区获得类似蛋白源时获得该多肽组合物。例如，可以制造分离自大豆和蓖麻的蛋白(每一种都具有不同分子量分布)，来通过在此说明的消化和分级分离方法而具有类似分子量分布。因此，在优化该粘合剂组合物的不同特征(例如，配制的粘合剂的物理特性和处理特征的长期可重现性)时，测量和控制分子量分布的一致性的能力被认为是有益的。通过让其中的这些蛋白经历根据在此说明的步骤的酶消化或分级分离，可以改变该多肽组合物的分子量特征。

在某些实施方案中，这些用于生产在此说明的泡沫材料组合物的预混合料的PDI是从约1至约3、从1至1.5、从1.5至2、从2至2.5、从2.5至3、从1至2、从1.5至2.5、或从2至3。

VII.泡沫材料的应用

在本领域已经说明了泡沫材料的很多应用，并且考虑在此说明的这些泡沫材料适合大量应用。例如，使用在此说明的方法制造的软质泡沫可以被模制(如在汽车座椅中)、或浇注为块状并且随后切割成形(如在家具和床上用品中)。柔性聚氨酯泡沫的其他重要应用包括地毯衬垫。

这些泡沫材料还可以用作绝缘层。已理解绝缘层泡沫材料的重要物理特性是热传导率。为了达到最低可能的热传导率，可以用挥发性氢氟烷(例如五氟丙烷)发泡硬质泡沫。这些物理发泡剂具有比空气或二氧化碳更低的热传导率。水可以用作二级发泡剂。刚性绝缘层泡沫材料的密度范围是从1.5至4或从2至2.5磅每立方英尺。硬质泡沫可以浇注或注射在位，但是更常见地生产为叠层的块状物。层压板随后被切割成形并且用于建筑物。刚性绝缘层泡沫材料典型地是关闭孔的泡沫材料，用来保留低热传导率(氢氟烷)发泡剂。

硬质泡沫还可以用于纯结构应用，其中热传导率不是一个因素。硬质泡沫的纯结构应用的一个重要实例是汽车内门板。这些材料被模制成形并且完全水发泡。它们还可以用玻璃纤维增强以加强结构强度。可以添加短玻璃纤维到液体前体流中，通常该流是异氰酸酯反应性组分。更常见地，以玻璃毡或预先放置在模具中的预成型坯的形式提供结构强化物。然后将反应的泡沫材料形成混合物浇注到该毡上(在模具关闭以前)或注射通过该毡。在模具内，该泡沫材料然后起泡并流过该毡。

泡沫材料还可以用作包装。用于包装的泡沫材料典型地是水发泡的、开放孔的，并且具有非常低的密度。在包装中泡沫材料的密度典型地低于2磅每立方英尺，并且可能小于1磅每立方英尺。可以围绕有待包装的物体来浇注或注射这些泡沫材料。

实例

现在总体说明本发明，将通过参考以下示例更易于理解，这些实例仅仅包括为了说明本发明的某些方面和实施方案的目的，并不旨在限制本发明。

实例1：分离多肽组合物

以下说明了用于分离并表征该水溶性的多肽组合物、非水溶性的多肽组合物、或它们的混合物的步骤。

步骤A：制备水溶性的多肽组合物和制备非水溶性的多肽组合物。

从以色列耶路撒冷的希伯来大学的应用生物学实验室的S.Braun教授(Prof.S.Braun at the Laboratory of the Department ofApplied Biology at the Hebrew University of Jerusalem，Israel)处获得艾威蛋白酶消化的来自蓖麻的蛋白(实验样品批号5-90)。可以按以下方法制备消化的蓖麻：按约1∶10w/w的比率将蓖麻粉悬浮在水中。添加氯化钙至约10mM的有效浓度，并且通过添加10N NaOH调整该悬浮液的pH值至pH 9。然后加热该反应至55℃，同时搅拌。接下来，按20g每kg蓖麻粉蛋白的比率添加艾威蛋白酶16L (NOVOZYMES’)，并且在相同温度下搅拌该混合物约4小时。最后，用柠檬酸调整生成的混合物至pH 3.5，并且喷雾干燥以提供一种粉末。

分级分离艾咸蛋白酶消化的来自蓖麻的蛋白(批号5-90)，以生产水溶性的部分，以及非水溶性的、可分散的部分。在第一步，将300g的消化的蓖麻在1升蒸馏水中制成淤浆。用手摇动该混合物，并且然后置于超声发生器浴中一个30分钟的时段。然后移走该淤浆并且允许静置直至两天的一个时段，来允许不溶的部分沉淀(在分离实验中，发现离心是同样适当的)。在那时，用移液器移走澄清的黄色/琥珀色上清液，并且保留用于将来使用。然后添加新鲜的蒸馏水到沉积物，来将总体积调回容器上的1升标志。然后重复摇动、超声处理、沉降、上清液提取、以及用新鲜的蒸馏水再装满(洗涤)的过程(总计6次)。在最后的步骤，从带灰色的-黑沉积物的顶部用移液器吸走水，并且然后在一个真空烘箱中，在45℃下干燥该沉积物。基于沉积物的干重，确定该非水溶性的/水可分散的多肽部分包括按重量计约50％的消化的蓖麻。分别地，结合第一和第二上清液，并且然后干燥以生产透明的、黄色的、水溶性的多肽部分。

在干燥这些部分以后，证实带灰色的-黑沉积物(非水溶性的并且分散的部分)在水中不能重新溶解。另一方面，该干燥的上清液部分(澄清的/琥珀色的、像玻璃的固体)在水中完全可溶。

通过固态FTIR分别分析这两部分(参见图2-4)。图2中的光谱示出羧酸盐和胺盐部分主要是与水溶性的部分相关的。图3示出了在水溶性的多肽部分，酰胺羰基伸缩谱带和酰胺N-H弯曲谱带移动到更高波数。这些组分还似乎存在于非水溶性的分散的多肽部分，但是主要的酰胺-I和酰胺-I I谱带移动到更低波数。除了氢键作用，这些差异还似乎与在水溶性的多肽部分中存在更高分数的伯酰胺基团有关，并且与水可分散的多肽部分(来自主链多肽链)中的更高分数的仲酰胺基团有关。通过在图4中描述的N-H伸缩区域证实了这点。

图4示出了来自消化的蓖麻的分离部分的固态FTIR光谱，其中来自图2的N-H伸缩区域被扩大了。对于中央在3275cm^-1的仲酰胺N-H伸缩谱带而言，垂直定标该光谱来达到等效吸收强度。如通过中央在3275cm^-1的单、高度对称的谱带证明，图4示出了水可分散的部分中的酰胺的主要类型是仲主链酰胺。如分别存在位于约3200cm^-1(对称的)和约3300cm^-1(不对称的)的两个伯N-H伸缩谱带证明，虽然水溶性的部分还含有这一类型的酰胺，但是它还含有显著更高分数的伯酰胺。

这些光谱示出水溶性的多肽部分结合相对高浓度的伯胺，游离的羧酸、酸式盐、以及胺盐。相反地，非水溶性的/水可分散的多肽部分具有更高分数的仲酰胺。此外，观察到对于非水溶性的/分散的部分而言，酰胺-I羰基吸收谱带出现在约1625cm^-1的波数，而观察到水溶性的部分的酰胺-I羰基吸收谱带出现在约1640cm^-1。如将在其他实例中讨论的那样，这一特征是水溶性的和非水溶性的多肽部分之间的区别差异之一；不但对于蓖麻蛋白，而且对于大豆蛋白也是如此。

步骤B：用于制备水溶性的多肽组合物和制备非水溶性的多肽组 合物的额外步骤。

从以色列耶路撒冷的希伯来大学的应用生物学实验室的S.Braun教授处那里获得消化的大豆蛋白作为实验样品(批号5-81)。按以下方法制备消化的大豆蛋白。按1∶10(w/w)的比率在水中悬浮大豆蛋白分离物(大豆蛋白分离物SOLPROSolbar Industries Ltd，POB2230，Ashdod 77121，以色列)。用10N NaOH调整悬浮液的pH值至pH 7，并且然后加热至55℃，同时搅拌。然后按20g每kg大豆蛋白的比率添加中性蛋白酶0.8(NOVOZYMES’)，在相同温度下搅拌该混合物4小时。喷雾干燥生成的混合物(pH 6.5)以生产浅棕色粉末。

分级分离消化的大豆(批号5-81)来生产水溶性的多肽部分、以及非水溶性的/水可分散的多肽部分。在第一步，将300g的消化的大豆在1升蒸馏水中制成淤浆。用手摇动该混合物，并且然后置于超声发生器浴中一个30分钟的时段。将多个等分部分置于离心管中，并且然后在3,400rpm的速度旋转这些离心管约35分钟的一个时段。从剩余的非水溶性的沉积物上倒出含有水溶性的部分的离心上清液，并且倒入分离容器用于稍后使用(这一澄清的黄色上清液置于一个开放的槽中并且允许在37℃的温度下蒸发干燥)。在该第一洗涤步骤以后，然后添加新鲜的蒸馏水到这些管中，并且借助用刮勺手动搅拌，将剩余的沉积物分散到水中。组合的离心、倾析、以及重新分散步骤进行总计5个循环。在最终循环后，从剩余膏状分散体(颜色是带黄色的-粉红色)轻轻倒出含有剩余水溶性的蛋白的游离液体。生成的分散体(重量分析测定为按重量计16.24％的固体)含有非水溶性的/水可分散的蛋白。

观察到该膏状分散体稳定数周的一个时段。还发现，该分散体可以易于与水溶性聚合物、并且与水可分散的聚合物胶乳结合。此外，该分散体易于与PMDI相容(在添加PMDI到淤浆时形成稳定的分散体，并且甚至在24小时以后，不存在PMDI相分离的迹象)。与此相反，来自消化的大豆的水溶性浸出物和消化的大豆自身都不能稳定PMDI在水中的分散体。

在干燥两部分的等分部分以后，证实黄色沉积物(非水溶性的/分散的提取物)在水中不能重新溶解。另一方面，该干燥的上清液部分(澄清的/黄色固体)在水中完全可溶。通过固态FTIR分别分析这两种干燥的提取物(参见图5-8)。图6示出了来自消化的大豆的分离部分的重叠固态FTIR光谱，其中N-H区域被扩大了。对于中央在3275cm^-1的仲酰胺N-H伸缩谱带而言，垂直定标该光谱来达到等效吸收强度。如通过中央在3275cm^-1的单、高度对称的谱带证明，图6示出了水可分散的部分中的酰胺的主要类型是仲主链酰胺。如分别存在位于约3200cm^-1(对称的)和约3300cm^-1(不对称的)的两个伯N-H伸缩谱带证明，虽然水溶性的部分还含有这一类型的酰胺，但是它还含有显著更高分数的伯酰胺。共同地，这些光谱揭示该水溶性的多肽部分包括相对高浓度的伯胺。相反地，非水溶性的、水可分散的多肽部分包括更高分数的仲胺。

如图5中示出的那样，在水溶性的部分中，酰胺羰基伸缩谱带和酰胺N-H弯曲谱带移动到更高波数。这些组分还似乎存在于非水溶性的可分散的部分，但是主要的酰胺-I和酰胺-I I谱带移动到更低波数。除了氢键作用，这些差异还似乎与在水溶性的多肽部分(来自更低分子量的氨基酸片段)中存在更高分数的伯酰胺基团(和/或伯胺)有关，并且与水可分散的多肽部分(来自主链多肽链)中的更高分数的仲酰胺基团有关。通过在图6中描述的N-H伸缩区域支持了这点。

如通过中央在3275cm^-1的单、高度对称的谱带证明，图6示出了水可分散的部分中的酰胺的主要类型是仲主链酰胺。如分别存在位于3200cm^-1(对称的)和约3300cm^-1(不对称的)的两个伯N-H伸缩谱带证明，虽然水溶性的部分还含有这一类型的酰胺，但是它还含有显著更高分数的伯胺。

虽然衍生自不同的植物来源，但是来自消化的大豆和来自消化的蓖麻的非水溶性的分散部分彼此惊人地相似(参见图7)。相反地，这些水溶性的多肽部分似乎具有不同的FTIR光谱特征(参见图8)。此外，MALDI质谱指出，来自消化的大豆和消化的蓖麻的水溶性的多肽部分具有不同的分子量特征。两种类型的水溶性的部分的共性是它们都似乎含有伯胺/酰胺。

步骤C：用于制备水溶性的多肽组合物和制备非水溶性的多肽组 合物的额外步骤

将蓖麻粉(4.0kg包含24.8％蛋白)以10∶1w/w粉对于碱的比率悬浮于0.1M NaOH中。在室温下将该悬浮液搅拌18小时并且然后通过离心去除固体。用10N HCl将上清液(约32升)酸化到pH 4.5。在约10℃下允许该蛋白沉降持续12小时，倾析出澄清的上清溶液，并且通过离心收集重沉淀物(约2kg)。将湿沉淀物进行冷冻干燥生成670g蛋白分离物。

通过用水提取得到非水溶性的以及水溶性的多肽部分。在第一步中，将10g蓖麻蛋白分离物(批号5-94)在50g蒸馏水中制成淤浆。通过机械搅拌2小时来分散该混合物。然后将多个等分部分置于离心管中，并且然后在3,400rpm下将这些管旋转约35分钟。将包含水溶性部分的离心的上清液倾析出剩余的非水溶性的沉降物，并且倒入分离容器中(将这种澄清的黄色上清液保留并且在37℃下干燥用于随后的分散实验以及固态FTIR分析)。在第一洗涤步骤之后，然后将新鲜的蒸馏水加入这些管中，并且通过用抹刀进行手动搅拌的方式将剩余的沉降物分散到水中。这些结合的离心、倾析、以及再分散的步骤执行总计13个循环。在最后循环之后，将游离液体倾析出剩余的糊剂样分散体(来自起始蓖麻蛋白的非水溶性的多肽部分)。当干燥时，确定该糊剂包含28.58％固态，并且确定非水溶性的部分的总产率是62.87％。因此，起始蓖麻蛋白本身包含62.87％非水溶性的多肽材料，以及37.12％水溶性的多肽材料。

步骤D：制备消化的乳清蛋白。

从以色列耶路撒冷的希伯来大学的应用生物学实验室的S.Braun教授处那里获得消化的乳清蛋白(批号5-72，在此称为消化的乳清蛋白pH 6.5)，并且按以下步骤制备；按1∶6(w/w)的比率将乳清蛋白(WPI-乳清蛋白分离物；Nutritteck，24Seguin Street，Rigaud，QC，Canada JOP 1P0)悬浮在水中。用5N NaOH调整悬浮液的pH值至pH 7，并且加热至55℃，同时搅拌。然后按20g每kg乳清蛋白的比率添加风味蛋白酶(来自NOVOZYMES’)，并且在相同温度下搅拌该混合物4小时。生成的水性混合物为pH 6.5。然后喷雾干燥生成的混合物来生产消化的乳清蛋白，为一种含有水溶性的和非水溶性的多肽的混合物的淡黄色粉末。

步骤E：制备与亚硝酸钠反应的消化的蓖麻蛋白。

按1∶10(w/w)的比率将蓖麻粉蛋白悬浮在水中。添加氯化钙至10mM的有效浓度，并且通过添加10N NaOH调整该悬浮液的pH值至pH 9。然后加热该反应至55℃，同时搅拌。然后按10g每kg蓖麻粉蛋白的比率添加艾威蛋白酶16L型(NOVOZYMES’)，在相同温度下搅拌该混合物4小时。然后添加L-乳酸(90％，120g每kg蓖麻蛋白)，来使该混合物至pH 4.4，随后逐步添加(超过一个20小时的时段)在水中的亚硝酸钠溶液(0.4kg/l，0.4升每kg蓖麻蛋白)，同时搅拌。然后该反应在环境温度下放置40小时。然后添加Na₂S₂O₅(0.2kg每kg蓖麻蛋白)，并且加热该反应至60℃并且搅拌15分钟。在冷却至环境温度以后，用浓HC l使该反应至pH 2.0。然后在10℃放置18小时，然后通过在24,000xg离心15分钟分离生成的沉淀物。将沉淀物重新悬浮在10mM柠檬酸(3体积每体积沉淀物)中，并且然后收集并随后冷冻干燥，以生产一种含有水溶性的和非水溶性的多肽的混合物的棕色粉末。

实例2：通过质谱法表征多肽组合物

本实例使用来自Bruker的Ultraflex III仪器通过MALDI质谱分析法说明了不同蛋白样品的特征。

该仪器被设置于正模式以检测在电离过程期间产生的阳离子。用于加速离子进入TOF分析器的电压被设置在25KV。通过使用该仪器在反射模式下进行分析，该反射模式提高了解析度。将这些固体样品以10mg/mL的浓度溶于DMSO中。水溶性的上清液部分在水中被溶剂化。

将各样品溶液与基质溶液(用于分析目的)相混合。该基质是一种低分子量的惰性化合物，该化合物在激光相同波长下产生吸收(Nd：YAG 355nm)。使用的基质是：α-CHCA，α-氰基-4-羟基桂皮酸，以10mg/mL的浓度溶于具有0.1％TFA的ACN/H₂O(70∶30)的溶液中；以及DCTB、T-2-[3-(4-叔丁基-苯基)-2-甲基-2-亚丙烯基]丙二腈，以10mg/mL的浓度溶于THF中。该第一基质主要用于分析肽类以及蛋白类而第二基质，DCTB，适合用于分析聚合物。

以10∶1体积比率将基质溶液和样品溶液对应地进行混合。对于其中DCTB用作基质的分析而言，将NaTFA(10mg/mL在THF中)作为阳离子化试剂以按体积计10∶2∶1比率(对应地是基质∶样品∶盐)加入该溶液基质/样品中。将0.8μL得到的溶液点到由抛光的钢材制造的靶板上，并且仅在这些溶剂完全干燥之后将该靶加载到该仪器中。收集这些光谱并且使用由Bruker Daltonics发行的FlexAnalysis软件进行处理。

将相关碎片强度进行归一化处理并且用来计算不同样品的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、以及z均分子量(Mz)参数。这些结果汇总于表2中。

表2

¹参见实例1，步骤C

²参见实例6

³参见实例3

⁴参见实例1，步骤B

这些结果表明多肽组合物的分子量特征(如通过MALDI质谱所确定的)可能依赖用于获得多肽组合物的方法。例如，观察到蓖麻蛋白分离物具有比其消化的对应物更高的数均分子量。进一步地，当消化时，观察到当多分散性增加时该数均分子量降低。对于大豆蛋白分离物及其消化的对应物而言，观察到同样的趋势。

其他实验结果表明来自消化的蓖麻的水溶性的多肽组合物中的蛋白具有比其母蛋白分离物更高的数均分子量。然而，来自消化的大豆的水溶性的多肽组合物中的蛋白具有比其母大豆蛋白分离物更低的数均分子量。

尽管如此，与不用多肽组合物制备的泡沫材料相比，这些水溶性的多肽组合物中的每一种都能协助减小聚氨酯泡沫的密度。此外，水溶性的多肽组合物具有通过酶消化大豆和蓖麻蛋白分离物可以获得的类似分子量和分子量分布(虽然在酶消化以前，大豆蛋白分离物具有比以上和蓖麻蛋白分离物更高分子的蛋白)。共同地，这些结果指出，可能从多种多肽组合物制备减小的密度的泡沫材料。

实例3：水溶性的和非水溶性的蛋白部分的油分散特征

基于在实例1中说明的步骤(步骤A)，从消化的蓖麻(批号5-108)分离非水溶性的/水可分散的多肽部分和水溶性的多肽部分。可以按以下方法制备消化的蓖麻：按约1∶10w/w的比率将蓖麻粉悬浮在水中。添加氯化钙至约10mM的有效浓度，并且通过添加10N NaOH调整该悬浮液的pH值至pH 9。然后加热该反应至55℃，同时搅拌。接下来，按10g每kg蓖麻粉蛋白的比率添加艾威蛋白酶16L Type(NOVOZYMES’)，并且在相同温度下搅拌该混合物约4小时。最后，用柠檬酸调整生成的混合物至pH 3.5，并且喷雾干燥以提供一种粉末。

在实例2(表2)中提供了分离的部分的MALDI碎裂分子量特征。分离的非水溶性的/水可分散的多肽部分的固态FTIR光谱吸收特征与图2、3、4、7、9、10、11和12(酰胺-I吸收范围：1620-1632Gm^-1；酰胺-I I吸收范围：1514-1521cm^-1)中所描述的那些相一致。分离的非水溶性的/水可分散的多肽部分的溶液态二维质子-氮耦合NMR示出在约86.2ppm以及87.3ppm处在被¹⁵N化学位移边界包围的两个质子化的氮簇；并且具有对于第一簇在约7.14以及7.29ppm；以及对于第二簇在约6.66以及6.81ppm处的¹H化学位移边界。在分离的水溶性的多肽部分上的溶液态二维质子-氮偶联的NMR示出通过在约94ppm和在约100ppm的¹⁵N化学位移边界，和在约7.6ppm和在约8.1ppm的¹H化学位移边界限定的质子化氮核簇。

出人意料的是，具有这些光谱特性的非水溶性的/水可分散的多肽部分(与它们的水溶性的对应物不同)显示乳化和稳定水包油以及油包水的分散体的独特的能力。这些非水溶性的/水可分散的多肽组合物观察到这种独特的分散油能力，这些组合物是从多种来源提取并且分离的，包括但不限于(1)来自在或接近pH中性条件下提取了它们的水溶性的多肽成分的或者大豆、低芥酸菜籽，或者蓖麻的全粉或蛋白分离物；(2)来自大豆、低芥酸菜籽或蓖麻的全粉或蛋白提取物，该大豆、低芥酸菜籽或蓖麻经受碱催化水解，紧接着酸加成并且随后提取水溶性的多肽成分；(3)来自大豆、低芥酸菜籽或蓖麻的全粉或蛋白分离物，该大豆、低芥酸菜籽或蓖麻经受酸催化水解紧接着碱加成并且随后提取它们的水溶性的多肽成分；(4)来自大豆、蓖麻，或低芥酸菜籽的全粉或蛋白分离物，该大豆、蓖麻，或低芥酸菜籽经受碱催化水解和酶消化的组合紧接着酸加成并且随后提取水溶性的多肽成分。

应当理解的是水包油或油包水乳液/分散体的稳定取决于多种因素，包括但不限于稳定实体(例如表面活性剂或分散剂)的存在与否；油的本性(即，它的极性、亲水性、疏水性、溶度参数、等)；表面活性剂或分散剂的本性(即，HLB值、电荷特征、分子量、水溶性、油溶性、等)；水相的离子强度；在油相或水相之一中添加剂以及杂质的存在与否；油的浓度(即，它在水中的重量百分比)；以及稳定实体的浓度。进一步应当理解的是通常根据它稳定乳液持续某一特定时间期间的能力(即，在剪切或在静置条件下防止不互溶的油和水成分发生宏观相分离)来判断稳定实体的效率(“稳定实体”是一种分散剂、一种乳化剂、一种表面活性剂、或本发明的非水溶性的/水可分散的多肽组合物)。

为了进一步证明本发现的一般性，使用一种从消化的蓖麻蛋白中分离的非水溶性的/水可分散的多肽组合物来制备数种水包油型分散体。以水中糊剂样分散体形式分离该非水溶性的/水可分散的部分。用水将该糊剂稀释成16％固体含量，并且分别地稀释成14％固体含量。在下一个步骤中，分别地将3克等分部分的各糊剂称量到15mL塑料烧杯中。接着，按重量计以1份油相对1份固体的比率将表3中所示的等分部分的油分别地加至各自糊剂等分部分非水溶性的/水可分散的多肽组合物中(总计20个混合物)。用抹刀手动搅拌这些混合物，并且观察到形成均匀乳膏。这些乳膏保持均匀无宏观相分离的明显迹象持续混合之后的延长的时间期间，包括时间期间范围从混合之后1分钟，混合之后5分钟，混合之后10分钟，混合之后15分钟，混合之后30分钟，混合之后1小时，以及混合之后2小时。作为比较，来自消化的蓖麻的类似的水溶性的提取物不能稳定这些水包油型分散体。

表3

未富集该非水溶性的/水可分散的部分的蛋白组合物不能分散这些油。例如，在pH约4至6(JM-570-1)下通过加入32克大豆蛋白分离物至168克水中来制备大豆蛋白分离物的16％固体分散体，批号Lot 5-81(以色列阿什杜德77121，POB 2230，Solbar Industries公司的大豆蛋白分离物SOLPRO蛋白含量约90％)将七个10克等分部分的JM-570-1称量到20mL一次性烧杯中。一个10克等分部分包含1.6克大豆蛋白分离物以及8.4克水。以1份油相对1份蛋白固体的w/w比率分别加入(将1.6克油加入各10克等分部分中)七种不同油(即，PMDI、矿物油、大豆油、车用机油、蓖麻油、邻苯二甲酸二丁酯以及环氧化的大豆油，参见表53)。用刮刀手动搅拌这些混合物。观察到这些油中没有一种可以分散在该大豆蛋白分离物的16％固体分散体中。

实例4：通过二维质子-氮NMR相关光谱表征多肽组合物和表征非水溶性的/水可分散的多肽部分

按以下步骤制备非水溶性的和水溶性的蛋白部分。按1∶10w/w的比率将消化的蓖麻(批号5-83)悬浮在水中。添加氯化钙至10mM的有效浓度，并且通过添加10N NaOH调整该悬浮液的pH值至pH 9。然后加热该反应至55℃，同时搅拌。然后按10g每kg蓖麻粉蛋白的比率添加艾威蛋白酶16L型(NOVOZYMES’)，在相同温度下搅拌该混合物4小时。用柠檬酸调整生成的混合物至pH 3.5，并且喷雾干燥以生产一种棕色粉末。然后，如实例1(步骤A)中说明的那样获得非水溶性的和水溶性的蛋白部分，并且允许在23℃下风干。

将含有非水溶性的蛋白部分的干燥的粉末溶于d6-DMSO(按重量计6.8％)中从而生成一种红色均匀溶液(样品A)。还将一个等分部分的如此制造的干的消化的蓖麻溶于d6-DMSO(按重量计6.8％固体)中从而生成一种比较均匀的红色溶液(样品B)。相同干粉末的固体FTIR分析显示该固态FTIR光谱的N-H伸缩与羰基伸缩区二者中存在显著差异。这些光谱差异被归因于多肽N-H部分的结合环境的不同，这可能源于二级和三级结构的不同。这些具体差异之一涉及对于非水溶性的/水可分散的部分中酰胺-I羰基键而言移位到较低波数。为了进一步表征这些类型的差异，为了表征一个非常特别亚组的键连的原子核的目的(即，质子键连到氮原子上)，使用一种二维NMR技术。

将这些样品溶于DMSO-d6中并且置于5mm NMR管中。在30℃下在配备有一个HCN-PFG(脉冲场梯度)三重共振Cryo Probe的VarianINOVA 750MHz光谱仪上记录全¹H NMR谱。对于一维(1D)¹H NMR谱而言，使用10000Hz的谱窗，其中收集时间为3秒，并且弛豫延迟为5秒。该光谱是使用8.6微秒的质子90°脉冲宽度的16个瞬时信号的信号平均。将这些光谱数据零填充到132k点并且用1Hz谱线展宽进行处理，然后在积分并且绘图之前进行基线校正并且与2.50ppm处一个内部残留溶剂DMSO-d6峰进行参照。

收集相敏感的二维(2D)¹H-¹⁵N梯度-HSQC(异核单量子相干)数据，其中在F2维中有2048个收集点并且在F1维中有768个点(对于质子和氮原子而言对应地使用6.3微秒以及33.5微秒的90°脉冲宽度，)，针对各增量收集48个瞬时值，其中重复延迟为1.2秒并且采集时间为0.124秒，其中在采集期间将GARP断开联系。用正弦钟形加权来处理得到数据并且在最终转化以生成2D相关数据之前在F2和F1维中将零填充到8196×8196个点。

这些结果被表示于图13和14中。图13表示d6-DMSO中消化的蓖麻批号5-83的二维HSQC¹H-¹⁵N NMR光谱。y轴表示¹⁵N化学位移标度(ppm)，并且x轴表示¹H化学位移标度(ppm)。光谱中的峰表示来自所有这些存在于如此制造的消化的蓖麻中的部分(即，非水溶性的/水可分散的多肽部分加上水溶性的多肽部分)的质子化的氮原子。观察到当去除水溶性的部分时，区域B中多个峰消失(参见图14)。这表明这些质子化的氮对于水溶性的多肽部分是特异性的，而区域A中的至少一部分峰对于非水溶性的/水可分散的部分是特异性的。

图14表示d6-DMSO中来自消化的蓖麻批号5-83的非水溶性的/水可分散的多肽提取物的二维HSQC¹H-¹⁵N NMR光谱。y轴表示¹⁵N化学位移标度(ppm)，并且x轴表示¹H化学位移标度(ppm)。该光谱中的多个峰表示来自非水溶性的/水可分散的多肽部分的质子化的氮原子。观察到区域B中的多个峰与提取之前消化的蓖麻中类似峰相比较是非常弱的(参见图13)。相反地，剩余的峰主要是来自区域A中质子化的氮。这表明这些特别的质子化的氮对于非水溶性的多肽部分是特异性的。

在图14中所示，该光谱中的多个峰表示对于非水溶性的/水可分散的多肽部分是特异性的质子化的氮原子。当展开时，这两个“峰”显示为窄的簇，这些窄簇可以容易地通过定义它们的¹⁵N和¹H化学位移边界来定义：对于这两个簇¹⁵N边界出现在约86.2ppm以及87.3ppm处；并且对于第一簇而言¹H边界出现在约7.14以及7.29ppm处；并且对于第二簇而言在约6.66以及6.81ppm处。

这些研究的结果显示当该水溶性的多肽部分是由多种类型的质子化氮原子(参见图13)组成的时，非水溶性的/水可分散的部分包含显著地更少类型的质子化的氮，并且主要特征为存在两种主要的质子-氮交叉峰簇(参见图14)。这些差异，类似于通过固态FTI R所看到的那些，说明该水溶性的多肽部分内的化学结合环境与非水溶性的/水可分散的部分内存在的环境是截然不同的。

总之，固态FTIR以及NMR数据还表征非水溶性的/可分散的多肽部分，其中存在在1620-1632cm^-1之间一个固态红外酰胺-I吸收谱带；1514-1521cm^-1之间一个固态红外酰胺-I I吸收谱带；以及通过一种¹H-¹⁵N核磁共振相干技术所确定的质子化的氮簇的一个溶液态对。更确切地说，使用一种二维HSQC¹H-¹⁵N NMR技术通过NMR方式(使用氘化的d6-DMSO作为溶剂)当来观察这对质子化的氮簇时，这些簇通过定义它们的¹⁵N以及¹H化学位移边界条件来定义：对于这两个簇¹⁵N边界出现在约86.2ppm以及87.3ppm处；并且对于第一簇而言¹H边界出现在约7.14以及7.29ppm处；并且对于第二簇而言在约6.66以及6.81ppm处。

总共，该固态FTI R和NMR数据表征该水溶性的多肽部分，其中在约1633-1680cm^-1之间存在固态红外酰胺-I吸收谱带；在1522-1560cm^-1之间存在固态红外酰胺-II吸收谱带；如通过固态FTIR确定，两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带中央在约3200cm^-1、和约3300cm^-1，并且如通过溶液态、二维质子-氮偶联的NMR确定，在约94ppm和在约100ppm的¹⁵N化学位移边界，和在约7.6ppm和在约8.1ppm的¹H化学位移边界限定的突出的质子化氮核簇。

实例5：制备含有蛋白的聚氨酯泡沫

在这一实例中，制备并表征含有水溶性的消化的蓖麻蛋白的聚氨酯泡沫。

A-通过多元醇共混物提取蛋白

通过添加45份多元醇(即来自Huntsman Corporation的JEFFOLPPG-2000)到玻璃反应器中制备样品JM-69-1。然后，使用高速回转圆筒混合机，同时加热，在搅拌下添加5克消化的蓖麻蛋白(批号5-83)到多元醇中，并且在95℃的温度下保持一个小时的总反应时间。

通过添加43份多元醇(即来自Huntsman Corporation的JEFFOLPPG-2000)和2份蒸馏水到玻璃反应器中制备样品JM-69-2。使用一台高速回转圆筒混合机搅拌该多元醇/水共混物直到它变得同质并且透明。然后，添加5克的消化的蓖麻蛋白(批号5-83)，同时搅拌该共混物。然后使用高速回转圆筒混合机，同时加热，搅拌该样品，并且在95℃的温度下保持一个小时的总反应时间。

同时在反应期间和反应以后，样品JM-69-1是均匀的、褐色半透明材料。相反，在反应期间，样品JM-69-2行为非常不同。在反应开始，该样品看起来类似JM-69-1。在约85℃的温度下，观察到相分离，并且该蓖麻蛋白附聚并沉淀离开澄清的、略黄的上清液材料。在放置在台子顶部24小时并且沉降以后，在沉积物以上样品JM-69-1具有浑浊的上清液，并且JM-69-2样品看起来与它刚反应完时的表现一样。

观察到样品JM-69-3和JM-69-4具有相同的上清液趋势，它们都是在室温下制备(不是如JM-69-1&JM-69-2中那样，加热并且反应)。唯一的视觉差异似乎是在含有水的样品中，消化的蓖麻蛋白并不以与加热并且反应的样品(JM-69-2)相同的方式附聚。

在随后系列的实验中，使用说明用于样品JM-69-2的方法制备消化的大豆蛋白(批号5-81)和消化的乳清蛋白(批号5-80)。在这些实验中，在反应期间，蛋白并不附聚和沉淀。然而，在放置在台子顶部并且冷却以后，这些大豆和乳清蛋白确实沉降至该反应器的底部，导致在沉降的蛋白顶部上的一层上清液。

B-制备聚氨酯泡沫

为了证实从该蛋白组合物提取的化学种类适合泡沫材料的发泡，从样品JM-69-2、JM-71-1、和JM-71-2的上清液制备若干泡沫材料样品。使用该上清液，因为不希望受具体理论束缚，认为上清液含有已经通过多元醇提取的水溶性的多肽(参见实例14)。此外，以与样品JM-69-2、JM-71-1、和JM-71-2相同的方式制备对照样品，除了没有添加水溶性的蛋白到多元醇/水共混物中。使用以上说明的相同加热曲线加热该对照多元醇/水共混物。对照共混物贴上样品JM-74-1的标签。

通过混合以下组分制备泡沫材料75-3：在一个150ml一次性烧杯中加入7.1克对照共混物JM-74-1、1.6克来自HuntsmanCorporation的Jeffol A-630、0.06克的来自Huntsman Corporation的JEFFCAT DMDLC、和0.06份来自Air Products & Chemicals，Inc的二月桂酸二丁基锡。用刮勺和漩涡混合器充分混合该多元醇共混物。然后，添加9克PMDI(来自Huntsman Corporation的RUBINATE-M)到该烧杯中，并且用刮勺手动充分混合，以及然后允许在烧杯中自由起泡。

以相同方式制备泡沫材料JM-75-4，除了代替JM-74-1，使用7.1克的来自样品JM-69-2的上清液。代替JM-74-1，泡沫材料JM-75-5使用7.1克的来自样品JM-71-1的上清液，并且代替JM-74-1，泡沫材料JM-75-6使用7.1克的来自样品JM-71-2的上清液。

制备另一泡沫材料对照样品(JM-75-2)，具有以下配方：7.1克的来自Huntsman Corporation的JEFFOL PPG-2000，1.6克的来自Huntsman Corporation的JEFFOL A-630，0.06克的来自HuntsmanCorporation的JEFFCAT DMDLC，和0.06份来自Air Products &Chemicals，Inc.的二月桂酸二丁基锡，以及0.39克的蒸馏水。在一个150mL一次性烧杯中制备该多元醇共混物，并且用刮勺和漩涡混合器充分混合。然后，添加9克PMDI(来自Huntsman Corporation的RUBINATE-M)到该烧杯中，并且用刮勺手动充分混合，以及然后允许在烧杯中自由起泡。如用于制备对照多元醇共混物JM-74-1那样，这一对照配制品使用相同的水与多元醇比率，除了这一样品未被“煮熟”。

使用蛋白上清液获得的泡沫材料，每一种都具有高的起泡和紧密的蜂窝结构。在图16提供了这些泡沫材料的图，并且在下表4中提供了来自实验的进一步观察。

表4

这些数据指出，从衍生自消化的蓖麻的上清液获得的水溶性的蛋白增强了聚氨酯泡沫的起泡，并且协助该泡沫材料中的非常均匀的、小的蜂窝结构。不希望受理论束缚，认为该蛋白起到表面活性剂的作用，允许有效混合反应组分和释出的二氧化碳气体的成核作用，从而允许高的起泡、均匀的蜂窝结构、和更低密度的泡沫材料(除了多肽，没有材料用于制备被认为起到表面活性剂作用的泡沫材料)。

实例6：制备含有消化的蛋白的聚氨酯泡沫

在这一实例中，通过结合异氰酸酯、多元醇共混物、和分散的农业蛋白制备一系列聚氨酯泡沫。分散的蛋白的存在导致聚氨酯泡沫起泡至更高高度并且具有更小的孔结构以及更低的密度。

用于“A”组分的异氰酸酯是RUBINATE-M，来自HuntsmanCorporation的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)。多元醇共混物的组合物或“B”组分含有71.4份来自Huntsman Corporation的JEFFOL PPG-2000，15.6份来自Huntsman Corporation的JeffolA-630，3.0份蒸馏水，0.6份来自Huntsman Corporation的JEFFCATDMDLC，以及0.6份来自Air Products & Chemicals，Inc.的二月桂酸二丁基锡。“B”组分表示为样品JM-37-1。从耶路撒冷的希伯来大学的Sergei Braun教授那里获得消化的大豆蛋白分离物(批号5-81)、用风味蛋白酶分解的乳清蛋白(批号5-80)、以及用Everlast消化的蓖麻粉蛋白(批号5-83)。

通过添加9克上述多元醇共混物(样品JM-37-1)到250ml一次性烧杯，并且然后添加1克来自上述列表的特定蛋白制备一系列比较杯的泡沫材料样品。使用刮勺和漩涡混合器混合这些蛋白/多元醇共混物来分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。该含有蛋白的泡沫材料与对照泡沫材料比较，该对照泡沫材料由与10克的PMDI反应的10克的上述多元醇共混物(JM-37-1)组成。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料反应都在环境温度下进行。

含有分散的大豆、乳清、和蓖麻蛋白的泡沫材料比对照泡沫材料起泡更高。在表5中列出了这些泡沫材料的生成的密度。

表5

样品	说明	密度(g/cm)
			JM-67-1	多元醇共混物JM-37-1+大豆蛋白	0.042
JM-67-3	多元醇共混物JM-37-1+乳清蛋白	0.034
			JM-67-5	多元醇共混物JM-37-1+蓖麻蛋白	0.035
JM-67-7	多元醇共混物JM-37-1对照	0.056

除了密度变化，在生成的泡沫材料的蜂窝结构中还存在差异。如与都具有更大、更粗的蜂窝结构的用蓖麻蛋白制造的泡沫材料(JM-67-5)和对照(JM-67-7)相比，用大豆和乳清蛋白制造的泡沫材料(分别是JM-67-1和JM67-3)具有更小并且更紧密的孔。

实例7：或者使用消化的蓖麻蛋白、或者使用衍生的、消化的蓖麻蛋白制备的泡沫材料

在这一实例中，使用消化的蓖麻蛋白和使用衍生的、消化的蓖麻蛋白制备聚氨酯泡沫。

通过添加9克在实例-6中说明的多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加1克的消化的蓖麻蛋白(批号5-83)或衍生的、消化的蓖麻蛋白(批号5-82)制备一系列的比较杯的泡沫材料样品。使用刮勺和漩涡混合器混合这些蛋白和多元醇共混物来分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。将含有蛋白的泡沫材料与两种对照泡沫材料比较：对照-1由9克的与10克的PMDI反应的上述多元醇共混物(JM-37-1)组成，以及对照2由10克的与10克的PMDI反应的上述多元醇共混物(JM-37-1)组成。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料形成反应都在环境温度下进行。

含有分散的蓖麻蛋白的泡沫材料比对照泡沫材料起泡更高。在表6中可见这些泡沫材料的生成的密度。

表6

实例8：在生成的泡沫材料上不同加载的消化的乳清蛋白的比较

在这一实例中，使用或者10％(wt/wt)或者20％(wt/wt)的消化的乳清蛋白制备聚氨酯泡沫。

制备两个比较杯的泡沫材料样品。通过添加在实例-6中说明的9克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加1克的风味蛋白酶消化的乳清蛋白(批号5-80)到多元醇共混物中，制备一个第一样品，JM-43-1。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。

通过添加在实例-2中说明的8克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加2克的风味蛋白酶消化的乳清蛋白(批号5-80)到多元醇共混物中，制备一个第二样品，JM-43-2。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料反应都在环境温度下进行。

与多元醇/蛋白共混物JM-43-1相比，用于样品JM-43-2的多元醇/蛋白共混物粘度更高。然而，这些生成的泡沫材料起泡至大约相同的高度。每一种泡沫材料的蜂窝结构都是类似的。在表7中列出了每一种样品的中段的对应的堆密度，其中M1表示在起泡的泡沫材料的中央下方切下的一英寸厚的截面，并且M2表示在起泡的泡沫材料的中央上方切下的一英寸厚的截面。

表7

在生成的泡沫材料中，该杯泡沫材料的底段约为1英寸厚，M-1是底段以上的泡沫材料的第一中段，约为1英寸厚，并且M-2是M-1以上的泡沫材料的第二中段并且约为1英寸厚。认为多元醇共混物从消化的乳清蛋白中提取水溶性的蛋白，并且有助于有效起泡和小的蜂窝结构。在这些泡沫材料与实例7中的对照泡沫材料(JM-59-3和JM-59-4)相比时，观察到表7中的所有泡沫材料的密度都具有比对照泡沫材料更低的密度。

实例9：使用具有不同pH值的风味蛋白酶消化的乳清蛋白制造聚氨酯泡沫。

这一实例描述了制备和表征使用具有不同pH值的风味蛋白酶消化的乳清蛋白的聚氨酯泡沫。

制备一系列杯的泡沫材料样品，与以两种方式制备的风味蛋白酶消化的乳清蛋白比较。通过添加在实例6中说明的9克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加1克的风味蛋白酶消化的乳清蛋白(批号5-72)到多元醇共混物中，制备一个第一样品，JM-40-1。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。

通过添加在实例6中说明的9克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加1克的风味蛋白酶消化的乳清蛋白(批号5-80)到多元醇共混物中，制备一个第二样品，JM-40-2。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料反应都在环境温度下进行。

通过添加在实例-6中说明的8克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加2克的风味蛋白酶消化的乳清蛋白(批号5-80)到多元醇共混物中，制备一个第三样品，JM-40-5。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料反应都在环境温度下进行。

将含有蛋白的泡沫材料与两种对照泡沫材料比较：对照-1(JM-40-3)含有9克的与10克的PMDI反应的上述多元醇共混物(JM-37-1)，以及对照-2(JM-40-4)含有10克的与10克的PMDI反应的上述多元醇共混物(JM-37-1)。所有用于这些实验的组分都在环境温度下(23℃)。所有的泡沫材料反应都在环境温度下进行。

图17中示出了从以上步骤生产的泡沫材料的图像。用风味蛋白酶消化的乳清蛋白批号5-80制备泡沫材料，(样品JM-40-2和JM-40-5)，它具有约3.5的pH值，与用具有约6.0的pH值的风味蛋白酶消化的乳清蛋白批号5-72制备的样品JM-40-1相比，它起泡更高。此外，用风味蛋白酶消化的蛋白批号5-80制备的泡沫材料，(样品JM-40-2和JM-40-5)，它具有约3.5的pH值，比对照泡沫样品(即JM-40-3和JM-40-4)起泡更高。表8中列出了每一种泡沫材料样品的密度。

表8

实例10：使用从消化的蓖麻蛋白获得的水溶性的多肽组合物制备的泡沫材料

这一实例说明了制备使用从消化的蓖麻蛋白获得的水溶性的多肽组合物制备的聚氨酯泡沫。

A-制备多肽组合物

获得如来自以色列耶路撒冷的希伯来大学的应用生物学实验室的S.Braun教授的实验样品(“消化的蓖麻”)的消化的蓖麻蛋白(批号5-108)。可以按以下方法制备消化的蓖麻：按1∶10w/w的比率将蓖麻粉蛋白悬浮在水中。添加氯化钙至10mM的有效浓度，并且通过添加10N NaOH调整该悬浮液的pH值至pH 9。然后加热该反应至55℃，同时搅拌。然后按10g每kg蓖麻粉蛋白的比率添加艾威蛋白酶16L型(NOVOZYMES’)，在相同温度下搅拌该混合物4小时。然后用柠檬酸降低生成的混合物至pH 3.5，并且喷雾干燥以生产一种棕色粉末。

分级分离消化的蓖麻来生产水溶性的多肽部分、以及非水溶性的/水可分散的多肽部分。在第一步，将100g的消化的蓖麻悬浮在0.5升蒸馏水中。用一台机械搅拌器混合该混合物一个30分钟的时段。然后在3,400rpm下离心等分部分的该淤浆一个约15分钟的时段。生成的上清液含有水溶性的多肽部分，在这一实例中，倒出该上清液并且用于泡沫材料实验。用中性水洗涤剩余的非水溶性的沉积物并且再次离心。对于非水溶性的沉积物而言，重复这一步骤5次。获得非水溶性的沉积物。

在烘箱中干燥样品以后，对于洗涤的、非水溶性的/水可分散的部分而言，测量固体百分比。发现固体百分比为16.36％。还从第一离心循环分离水溶性的部分(如上所述)，在烘箱中干燥它。为了与非水溶性的、分散的部相分离比，收集并使用干燥的、水溶性的剩余物来制造13.36％的固体溶液。通过混合3.272克的消化的蓖麻(批号5-108)与16.728克的水来制备一种第三16.36％固体样品，来生产16.36％固体混合物，它固有地含有水溶性的和非水溶性的分散的部分这二者。

B-制备聚氨酯泡沫

然后通过结合异氰酸酯、多元醇共混物、和不同的消化的蓖麻多肽部分制备一系列的聚氨酯泡沫。用于这些实验的多元醇共混物类似在实例6中说明的那些，除了使用的水含有消化的蓖麻蛋白的分离的部分。以适当的水浓度制备对照样品，以在所有多元醇共混物中提供相同的含水量。在表9中示出了不同的配制品。

表9

用于“A”组分的异氰酸酯是RUBINATE-M，来自HuntsmanCorporation的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)。对于对照或3.0份的含有16.36％固体的部分而言，含有多元醇共混物的组合物或“B”组分含有71.4份来自Huntsman Corporation的JEFFOLPPG-2000，15.6份来自Huntsman Corporation的Jeffol A-630，0.6份来自Huntsman Corporation的JEFFCAT DMDLC，和0.6份来自AirProducts & Chemicals，Inc的二月桂酸二丁基锡，以及2.51份蒸馏水。

按两种比率混合异氰酸酯(“A”组分)和多元醇共混物(“B”组分)，9份“B”与10份“A”，以及10份“B”与10份“A”，它们会呈现两种不同的异氰酸酯指数。这些混合物生产的泡沫材料具有不同的特征。在图18中示出了这些泡沫材料的图像，其中图18A代表含有9份“B”∶10份“A”的样品，表示为9/10 PolyI/PMDI，并且图18B代表含有10份“B”∶10份“A”的样品，表示为10/10PolyI/PMDI。如与这些对照相比，按这两种多元醇/异氰酸酯比率，水溶性的多肽的存在导致显著起泡并且具有更小的孔结构的聚氨酯泡沫。含有非水溶性的分散的部分的样品(JM-582-4)并不像含有水溶性的多肽部分的样品起泡那样高。因为不希望受理论束缚，可能用于非水溶性的多肽部分的泡沫材料的高度中的增加可以归因于在非水溶性的蛋白组合物中小量的水溶性的蛋白。

实例11：从衍生自蓖麻粉或低芥酸菜籽粉的水溶性的多肽组合物制备的泡沫材料。

在这一实例中，使用从蓖麻粉或低芥酸菜籽粉获得的水溶性的多肽组合物制备聚氨酯泡沫。

A-制备多肽组合物

在相同条件下制备两种样品，一种使用全低芥酸菜籽粉，并且另一种用全蓖麻粉制造。可以按以下方法制备低芥酸菜籽制品：将全低芥酸菜籽粉(低芥酸菜籽粉MA Viterra 00200，报告含有按重量计约37％蛋白，从Viterra Canola Processing，Ste Agatha，MB获得)分散在1.0％氢氧化钠溶液中，并且然后与1M HCl溶液混合至最终pH值为约4至5。类似地，将全蓖麻粉(来自印度，Kopco OilProducts，Rajkot)分散在1.0％氢氧化钠溶液中，并且然后与1M HCl溶液混合至最终pH值为约4至5。

允许在台子顶部静置该蓖麻和低芥酸菜籽样品。含有非水溶性的/水可分散的多肽的组分沉降，同时水溶性的多肽部分被观察为上清液。通过在一台烘箱中干燥样品确定上清液的固体分。该蓖麻粉上清液具有2.85百分比的固体分，并且该低芥酸菜籽粉上清液具有3.25百分比的固体分。对于泡沫材料实验，用蒸馏水稀释该低芥酸菜籽上清液至达到2.85％的固体分，以等于该蓖麻样品的固体分。

B-制备聚氨酯泡沫

通过结合异氰酸酯、多元醇共混物、和不同的上清液部分制备一系列的聚氨酯泡沫。在这些实验中使用的多元醇共混物类似在实例10中说明的那些。以适当的水浓度制备对照样品，以在所有多元醇共混物中提供相同的含水量。在表10中列出了比较的配制品。

表10

样品	多元醇共混物水部分
		JM-587-1	蒸馏水
JM-587-2	蓖麻粉的可溶部分的2.85％溶液
		JM-587-3	低芥酸菜籽粉的可溶部分的2.85％溶液

用于“A”组分的异氰酸酯是RUBINATE-M，来自HuntsmanCorporation的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)。多元醇共混物的组合物或“B”组分含有71.4份来自Huntsman Corporation的JEFFOL PPG-2000，15.6份来自Huntsman Corporation的JeffolA-630，0.6份来自Huntsman Corporation的JEFFCAT DMDLC，和0.6份来自Air Products & Chemicals，Inc的二月桂酸二丁基锡，以及2.91份蒸馏水或3.0份2.85％含有固体的可溶部分。

以7份“B”与10份“A”的比率混合异氰酸酯(“A”组分)和多元醇共混物(“B”组分)。

图19中示出了通过以上步骤生产的泡沫材料的图像。如与缺少水溶性的蛋白部分的对照相比，存在水溶性的多肽部分导致起泡至更高高度并且具有更小的孔结构的聚氨酯泡沫。

实例12：使用衍生自消化的蓖麻粉的水溶性的多肽组合物制备的泡沫材料。

在这一实例中，使用从消化的蓖麻粉获得的水溶性的多肽组合物制备聚氨酯泡沫。

分级分离消化的蓖麻(批号5-108)来生产水溶性的部分、和使用如实例10中报告的分离步骤的非水溶性的/水可分散的部分。通过倒出用于泡沫材料实验和剩下非水溶性的沉积物获得含有水溶性的多肽部分的上清液，并且收集到一个分离容器中。在实例10中，收集并干燥这些上清液部分以制造水溶性的多肽部分的16.36％溶液。与此相反，在这一实例中，收集来自第一离心循环的上清液并且按原样使用，不用干燥。通过在一台烘箱中干燥一个等分部分确定消化的蓖麻上清液的固体分。如发现的那样，来自第一离心步骤的消化的蓖麻上清液具有8.93％的固体分。

通过结合异氰酸酯、多元醇共混物、和上清液部分制备一系列的聚氨酯泡沫。在这些实验中使用的多元醇共混物类似在实例10中说明的那些。以适当的水浓度制备对照样品，以在这两种多元醇共混物中提供相同的含水量。在表11中可见不同的配制品。

表11

样品	多元醇共混物水部分
		JM-561-1	蒸馏水
JM-559-1-2	消化的蓖麻(批号5-108)的可溶的部分的8.93％溶液

按两种比率混合异氰酸酯(“A”组分)和多元醇共混物(“B”组分)，9份“B”与10份“A”，以及8份“B”与10份“A”，它们会呈现两种不同的异氰酸酯指数。

如与对照相比，存在水溶性的多肽部分导致起泡至更高高度并且具有更小的孔结构的聚氨酯泡沫。这两种混合物：9份“B”与10份“A”和8份“B”与10份“A”行为类似。

实例13：使用全、研磨的蓖麻粉或消化的蓖麻粉制备的泡沫材料

在这一实例中，使用全、研磨的蓖麻粉或消化的蓖麻粉制备聚氨酯泡沫。

使用一台Retch工业磨床将全低芥酸菜籽粉(低芥酸菜籽粉MAViterra 00200，报告含有按重量计约37％蛋白，从Viterra CanolaProcessing，Ste Agatha，MB获得)研磨至80微米颗粒大小。如实例10中说明的那样制备消化的蓖麻(批号5-108)。在这一实例中，该全、研磨的粉末和消化的蓖麻样品是含有水溶性的多肽组合物和非水溶性的/水可分散的多肽组合物这二者的干燥固体粉末。

通过结合异氰酸酯、多元醇共混物，并且添加干蓖麻颗粒至该多元醇共混物制备聚氨酯泡沫。用于这些实验的多元醇共混物类似在实例6中说明的那些。

特别地，制备两个比较杯的泡沫材料样品。通过添加在实例-6中说明的9克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加1克的80微米全蓖麻粉到多元醇共混物中，制备一个第一样品，JM-560-1。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。

通过添加在实例6中说明的9克多元醇共混物(样品JM-37-1)到250mL一次性烧杯中，并且然后添加2克消化的蓖麻(批号5-108)到多元醇共混物中，制备一个第二样品，JM-555-3。在添加蛋白到多元醇共混物以后，使用刮勺和漩涡混合器混合该组合物以分散蛋白。这些多元醇/蛋白“B”组分的总样品重量为10克。然后，添加10克的组分“A”(PMDI)到烧杯中的“B”组分，并且用刮勺手动充分混合，并且然后允许在烧杯中自由起泡。

这两种样品与对照泡沫材料(JM-37-1)相比，对照泡沫材料不含有添加的干燥的含有蛋白的粉末。

如与对照相比，存在含有蛋白的粉末导致起泡至更高高度并且具有更小的孔结构的聚氨酯泡沫。

实例14：表征通过添加蛋白组合物到多元醇组合物形成的混合物

为了调查在这些组分之间是否会发生某些化学反应的目的，在存在和不存在水的条件下，将多元醇化合物PPG 200和蛋白组合物(例如，消化的蓖麻、消化的大豆、和消化的乳清)混合在一起。特别是，因为FTIR之处在消化的蛋白中存在游离的羧酸官能度，所以进行研究来实验和鉴别在多元醇的羟基端基和消化的蛋白的游离酸部分之间存在酯化反应。这是在不含有异氰酸酯组分的条件下进行，这样可以分离潜在的反应。在实例5中报告了用于混合多元醇和蛋白组合物的这些步骤，连同该多元醇/蛋白混合物的物理观察。

紧接着完成混合步骤以后，允许将这些样品罐在环境条件下静置若干天。一旦沉淀的组分从这些不同的混合物中已经沉降到容器底部，上清液的等分部分与沉淀的产品的某些样品一起恢复。经由溶液态FTI R分析生成的等分部分，并且为了测试提取的和/或反应的组分存在或不存在的目的产生差谱(subtraction spectra)。

通过从上清液光谱减去纯PPG 2000的光谱产生该差谱(乘法因子＝1)。为了测试化学转化反应产物的可能性的目的，然后重叠生成的差谱并且与起始成分比较(PPG 2000和消化的蛋白)。

来自用在醇与水中消化的蓖麻制成的混合物的上清液的差谱解释在上清液中存在一种化合物。通过比较该差谱与纯消化的蓖麻的光谱，发现在约3540cm^-1和3423cm^-1，该上清液化合物具有主要吸收谱带。在起始消化的蓖麻化合物中，3423cm^-1基团只出现作为肩部(在消化的蓖麻中，主要N-H伸缩出现在约3270cm^-1)。此外，在纯消化的蓖麻中，主要N-H谱带不存在于上清液化合物中。此外，虽然含有主要的消化蓖麻的上清液化合物谱带中央接近1638cm^-1，但是没有在1717cm^-1的羰基的证据(在消化的蓖麻中在1717cm^-1的吸收与存在一种游离羧酸一致)。反而，该上清液化合物示出存在显著不同的在1739cm^-1的羰基伸缩，这与存在一种酯一致。

重要地，确定接近1639cm^-1的峰的吸收强度与接近1739cm^-1的酯的峰的吸收强度的比率为约2/1，这接近与在消化的蓖麻中的1639cm^-1峰与接近1717cm^-1的羰基峰的吸收强度的可比较比率相同。此外，出现在消化的蓖麻光谱中的1531cm^-1峰从上清液化合物中消失。如通过接近3550cm^-1的宽的峰、并且通过在2300cm^-1和1900cm^-1之间的峰的集合证明，该上清液显示出存在水。

上清液化合物光谱与PPG 2000多元醇光谱的重叠示出在上清液化合物中明显缺少中央接近3474cm^-1的多元醇羟基峰。共同地，这些光谱的比较示出该上清液化合物或者是起始消化的蓖麻蛋白自身的溶解的分级分离组分，或者是溶解的消化的蓖麻组分和该多元醇化合物之间的反应产物。

为了确定关于这些发现的水的潜在效应，在不存在水的条件下制造与消化的蓖麻和PPG 2000类似的混合物的上清液。在该上清液中没有检测到化合物。分别收集和经由FTIR分析从JM-69-2样品(参见实例5)沉淀出的材料，并且它的光谱与起始消化的蓖麻材料的光谱、以及PPG 2000多元醇的光谱重叠。光谱分析揭示在组合物中，该沉淀物非常类似起始消化的蓖麻蛋白。未洗涤该沉淀物，并且它含有在1092cm^-1的光谱组分，与存在多元醇杂质一致。

在与消化的乳清和消化的大豆蛋白类似的实验中，类似地收集这些上清液并且经由FTIR分析。在与用消化的蓖麻制造的上清液化合物的光谱重叠时，该生成的差谱示出这些上清液化合物似乎具有显著类似的结构属性。通过重叠羟基区域，以及羰基区域，进一步例证这些相似性。

如在实例5中讨论的那样，大批添加消化的蛋白到聚氨酯泡沫配制品(按泡沫材料的重量计约5％)中导致泡沫材料密度的惊人降低。鉴于这些观察，并且鉴于如通过FTIR可见的上清液化合物之间的惊人相似性，通过使用这些上清液化合物代替大批蛋白自身，进行研究来生产泡沫状聚氨酯配制品。用这些上清液化合物制造的泡沫材料都具有惊人低的密度。因此，虽然大批添加优选的消化的蛋白可以导致有利的结果，但是借助添加低浓度的具有类似在来自本实例的上清液中发现的那些的结构属性的化合物，可以惊人地达到类似结果。因此，在缺少非水溶性的蛋白部分(即，如从使用多元醇和水的混合物的消化的蛋白提取的水溶性的部分)的条件下，借助简单地添加溶剂化的上清液化合物再现了借助大批添加消化的蛋白所观察到的趋势，在缺少沉淀自多元醇/水的共混物的非水溶性的部分的条件下，产生密度降低的希望效果。

通过引用进行的结合

出于所有的目的，在此所提到的专利文献和科学文件中的每一篇的完整披露内容均通过引用结合在此。

等效物

可以用其他的具体形式实施本发明而不背离其精神或本质特征。因此，上述的实施方案必须被认为在所有方面是用作说明的而不是对在此所说明的本发明进行限制。因此，本发明的范围是由所附的权利要求书而不是通过上述的说明书来指明的，并且在该权利要求书的等效性的含义和范围之内的所有变化均旨在被包括在其中。

Claims (70)

1.一种由于水溶性的蛋白组合物的存在而具有降低的密度的聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫是使用分离的、水溶性的能够稳定化聚氨酯基泡沫的多肽组合物产生的，所述多肽组合物包括一种或多种以下特征：

(a)通过固态FTIR确定，一个在1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；

(b)通过固态FTIR确定，一个在1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；

(c)通过固态FTIR确定，中央位于3200cm^-1、以及中央位于3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；

(d)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在94ppm和100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的一个质子化的氮核的一个突出的簇；

(e)在600道尔顿和2,500道尔顿之间的平均分子量；

(f)不能稳定化一种水包油乳液，其中当将包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份PMDI混合时，该水溶液和该PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；

(g)相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够稳定化一种聚氨酯基泡沫材料；或

(h)相对于从缺少水溶性的多肽组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够降低一种聚氨酯基泡沫材料的密度至少5％。

2.一种聚氨酯泡沫，其由于含有蛋白的组合物的存在而具有降低的密度，所述聚氨酯泡沫包括一种混合物的一种反应产物，该混合物包括：

(a)一种异氰酸酯基反应物；

(b)一种任选的异氰酸酯反应性化合物；以及

(c)一种含有蛋白的组合物，包括：

i.分离的、水溶性的能够稳定化聚氨酯基泡沫的多肽组合物，所述多肽组合物包括一种或多种以下特征：

(a)通过固态FTIR确定，一个在1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；

(b)通过固态FTIR确定，一个在1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；

(c)通过固态FTIR确定，中央位于3200cm^-1、以及中央位于3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；

(d)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在94ppm和100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的一个质子化的氮核的一个突出的簇；

(e)在600道尔顿和2,500道尔顿之间的平均分子量；

(f)不能稳定化一种水包油乳液，其中当将包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份PMDI混合时，该水溶液和该PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；

(g)相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够稳定化一种聚氨酯基泡沫材料；或

(h)相对于从缺少水溶性的多肽组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够降低一种聚氨酯基泡沫材料的密度至少5％，或

ii.一种含有蛋白的组合物，相对于从相同但是缺少这种含有蛋白的组合物的混合物生产的一种聚氨酯泡沫，这种含有蛋白的组合物能够降低该聚氨酯泡沫的密度至少5％。

3.一种聚氨酯泡沫，该泡沫包括一种混合物的一种反应产物，该混合物包括

(a)一种含有分离的蛋白的组合物，其中该蛋白能够将PMDI分散在一种水性介质中并且所述含有分离的蛋白的组合物具有一种或多种以下特征：

(i)通过固态FTIR确定，酰胺-I吸收谱带在1620cm^-1和1632cm^-1之间，并且酰胺-II谱带在1514cm^-1和1521cm^-1之间，

(ii)通过固态FTIR确定，一个突出的2°酰胺N-H伸缩吸收谱带中央位于3272cm^-1，

(iii)平均分子量在600和2,500道尔顿之间，以及

(iv)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，两个质子化的氮簇通过在86.2ppm和87.3ppm的¹⁵N化学位移边界限定，对于第一簇而言¹H化学位移边界在7.14ppm和7.29ppm处，并且对于第二簇而言¹H化学位移边界在6.66ppm和6.81ppm处；

(b)一种异氰酸酯基反应物；以及

(c)一种任选的异氰酸酯反应性化合物。

4.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯基反应物是一种有机聚异氰酸酯。

5.如权利要求4所述的聚氨酯泡沫，其中该有机聚异氰酸酯是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、或它们的组合。

6.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯基反应物包括一种氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰尿酸酯、或它们的组合。

7.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯基反应物是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯。

8.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是能与一种异氰酸酯亲核反应的。

9.如权利要求8所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种具有能够与该异氰酸酯反应的一个羟基或一个氨基的化合物。

10.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种多元醇。

11.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种衍生自蓖麻油、亚麻籽油、或大豆油的多元醇。

12.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种与选自下组的一种化合物一起起始的多元醇，该组由以下各项组成：甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨醇蔗糖、二胺、甲代亚苯基二胺、二氨基二苯基甲烷、多亚甲基多亚苯基聚胺、乙醇胺、二乙醇胺、或它们的混合物。

13.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种羟基封端的聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃或聚硅氧烷、或者是一种通过一种二醇或更高官能度的多元醇与一种二羧酸的缩合作用获得的聚酯。

14.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇、聚环氧丙烷-环氧乙烷、丙二醇、丙烷二醇、甘油、一种烷氧基化胺、或它们的混合物。

15.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇。

16.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该混合物进一步包括一种表面活性剂。

17.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中通过ASTM D-7487确定，该泡沫具有在从0.01g/cm³至0.5g/cm³的范围内的密度。

18.如权利要求2所述的聚氨酯泡沫，其中该泡沫材料具有的密度是比从缺少该水溶性的多肽组合物或该含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的一种泡沫材料的密度小从5％至80％。

19.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中通过ASTM D-7487确定，该泡沫乳白时间小于一分钟。

20.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中通过ASTM D7487确定，该泡沫自由起泡高度是比从缺少该水溶性的多肽组合物或该含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的一种泡沫的自由起泡高度更大的。

21.如权利要求20所述的聚氨酯泡沫，其中通过ASTM D7487确定，该泡沫自由起泡高度是比从缺少该水溶性的多肽组合物或该含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的一种泡沫的自由起泡高度大至少5％。

22.如权利要求2或3所述的聚氨酯泡沫，其中该泡沫材料当与从缺少该水溶性的多肽组合物或该含有蛋白的组合物的相同起始组合物产生的一种泡沫材料相比时具有更大数量的小的、均匀的孔。

23.一种生产聚氨酯泡沫的方法，所述泡沫由于含有蛋白的组合物的存在而具有降低的密度，所述方法包括以下步骤：

(a)将一种含有蛋白的组合物和一种异氰酸酯基反应物进行混合以生产一种混合物；并且

(b)允许该混合物来生产一种聚氨酯泡沫，其中相对于从相同但是缺少该含有蛋白的组分的混合物生产的一种聚氨酯泡沫，该含有蛋白的组合物能够降低该聚氨酯泡沫的密度至少5％；其中该含有蛋白的组合物包括分离的、水溶性的能够稳定化聚氨酯基泡沫的多肽组合物，所述多肽组合物包括一种或多种以下特征：

(a)通过固态FTIR确定，一个在1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；

(b)通过固态FTIR确定，一个在1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；

(c)通过固态FTIR确定，中央位于3200cm^-1、以及中央位于3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；

(d)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在94ppm和100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的一个质子化的氮核的一个突出的簇；

(e)在600道尔顿和2,500道尔顿之间的平均分子量；

(f)不能稳定化一种水包油乳液，其中当将包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份PMDI混合时，该水溶液和该PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；

(g)相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够稳定化一种聚氨酯基泡沫材料；或

(h)相对于从缺少水溶性的多肽组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够降低一种聚氨酯基泡沫材料的密度至少5％。

24.如权利要求23所述的方法，其中步骤(a)中的混合物进一步包括一种异氰酸酯反应性化合物。

25.如权利要求23所述的方法，其中该异氰酸酯基反应物是一种有机聚异氰酸酯。

26.如权利要求25所述的方法，其中该有机聚异氰酸酯是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、或它们的组合。

27.如权利要求23所述的方法，其中该异氰酸酯基反应物包括一种氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰尿酸酯、或它们的组合。

28.如权利要求23所述的方法，其中该异氰酸酯基反应物是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯。

29.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是能与一种异氰酸酯亲核反应的。

30.如权利要求29所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种具有能够与该异氰酸酯反应的一个羟基或一个氨基的化合物。

31.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种多元醇。

32.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种衍生自蓖麻油、亚麻籽油、或大豆油的多元醇。

33.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种与选自下组的一种化合物一起起始的多元醇，该组由以下各项组成：甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨醇蔗糖、二胺、甲代亚苯基二胺、二氨基二苯基甲烷、一种多亚甲基多亚苯基聚胺、乙醇胺、二乙醇胺、或它们的混合物。

34.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种通过一种二醇或更高官能度的多元醇与一种二羧酸的缩合作用获得的聚酯；或一种羟基封端的聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃或聚硅氧烷。

35.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇、聚环氧丙烷-环氧乙烷、丙二醇、丙烷二醇、甘油、一种烷氧基化胺、或它们的混合物。

36.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇。

37.如权利要求23所述的方法，其中步骤(a)中的混合物进一步包括一种发泡剂或一种形成发泡剂的化合物。

38.如权利要求37所述的方法，其中该形成发泡剂的化合物是水。

39.如权利要求23所述的方法，其中该水溶性的多肽组合物溶解、分散、或悬浮在水中、在含有该异氰酸酯基反应物的溶液中、或在含有该异氰酸酯反应性材料的溶液中。

40.如权利要求23所述的方法，其中步骤(a)中的混合物进一步包括一种协助产生泡沫的催化剂。

41.如权利要求40所述的方法，其中该催化剂是二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、三亚乙基二胺、2,2'-二甲氨基二乙醚、2-二甲基乙醇胺、辛酸亚锡、辛酸钾、一种羧酸的一种碱金属盐、或它们的组合。

42.如权利要求23所述的方法，其中步骤(a)中的混合物进一步包括一种表面活性剂。

43.如权利要求42所述的方法，其中该表面活性剂是一种聚醚硅酮。

44.如权利要求23所述的方法，其中步骤(a)中的混合物进一步包括一种选自下组的添加剂，该组由以下各项组成：阻燃剂、填充剂、强化物、消烟剂、杀生物剂、惰性增塑剂、抗静电剂、以及它们的组合。

45.如权利要求23所述的方法，其中该异氰酸酯基反应物构成用于制备该泡沫材料的起始材料的从10％(w/w)至90％(w/w)。

46.如权利要求24所述的方法，其中该异氰酸酯反应性化合物构成用于制备该泡沫材料的起始材料的从10％(w/w)至90％(w/w)。

47.如权利要求23所述的方法，其中按在从250％至800％的范围内的一个指数生产该泡沫材料。

48.如权利要求23所述的方法，其中该水溶性的多肽组合物或该含有蛋白的生物质构成用于制备该泡沫材料的起始材料的从0.1％(w/w)至50％(w/w)。

49.一种用于制备聚氨酯泡沫的预混合料，所述泡沫由于含有蛋白的组合物的存在而具有降低的密度，所述预混合料包括：

(a)一种含有蛋白的组合物；以及

(b)一种异氰酸酯基反应物，其中相对于从相同但是缺少该含有蛋白的组分的混合物生产的一种聚氨酯泡沫，该含有蛋白的组合物能够降低该聚氨酯泡沫的密度至少5％；其中该含有蛋白的组合物包括分离的、水溶性的能够稳定化聚氨酯基泡沫的多肽组合物，所述多肽组合物包括一种或多种以下特征：

(a)通过固态FTIR确定，一个在1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；

(b)通过固态FTIR确定，一个在1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；

(c)通过固态FTIR确定，中央位于3200cm^-1、以及中央位于3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；

(d)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在94ppm和100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的一个质子化的氮核的一个突出的簇；

(e)在600道尔顿和2,500道尔顿之间的平均分子量；

(f)不能稳定化一种水包油乳液，其中当将包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份PMDI混合时，该水溶液和该PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离；

(g)相对于从缺少水溶性的蛋白组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够稳定化一种聚氨酯基泡沫材料；或

(h)相对于从缺少水溶性的多肽组合物的相同起始组合物产生的一种聚氨酯基泡沫材料，该水溶性的多肽组合物能够降低一种聚氨酯基泡沫材料的密度至少5％。

50.如权利要求49所述的预混合料，其中该异氰酸酯基反应物是一种有机聚异氰酸酯。

51.如权利要求50所述的预混合料，其中该有机聚异氰酸酯是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、或它们的组合。

52.如权利要求49所述的预混合料，其中该异氰酸酯基反应物包括一种氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰尿酸酯、或它们的组合。

53.如权利要求49所述的预混合料，其中该异氰酸酯基反应物是聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯。

54.如权利要求49所述的预混合料，进一步包括一种异氰酸酯反应性化合物。

55.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是能与一种异氰酸酯亲核反应的。

56.如权利要求55所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种具有能够与该异氰酸酯反应的一个羟基或一个氨基的化合物。

57.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种多元醇。

58.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种衍生自蓖麻油、亚麻籽油、或大豆油的多元醇。

59.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种与选自下组的一种化合物一起起始的多元醇，该组由以下各项组成：甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨醇蔗糖、二胺、甲代亚苯基二胺、二氨基二苯基甲烷、一种多亚甲基多亚苯基聚胺、乙醇胺、二乙醇胺、或它们的混合物。

60.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是一种通过一种二醇或更高官能度的多元醇与一种二羧酸的缩合作用获得的聚酯；或一种羟基封端的聚硫醚、聚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃或聚硅氧烷。

61.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇、聚环氧丙烷-环氧乙烷、丙二醇、丙烷二醇、甘油、一种烷氧基化胺、或它们的混合物。

62.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物是聚氧化丙烯二醇。

63.如权利要求49所述的预混合料，进一步包括一种发泡剂或一种形成发泡剂的化合物。

64.如权利要求49所述的预混合料，进一步包括一种协助产生泡沫的催化剂。

65.如权利要求49所述的预混合料，其中该异氰酸酯基反应物构成该预混合料的从10％(w/w)至90％(w/w)。

66.如权利要求54所述的预混合料，其中该异氰酸酯反应性化合物构成该预混合料的从10％(w/w)至90％(w/w)。

67.如权利要求49所述的预混合料，其中该含有蛋白的组合物构成用于制备该泡沫材料的起始材料的从0.1％(w/w)至99％(w/w)。

68.一种物品，包括如权利要求2-22中任意一项所述的聚氨酯泡沫。

69.如权利要求2所述的聚氨酯泡沫或如权利要求49所述的预混合料，其中该含有蛋白的组合物进一步包括一种能够将PMDI分散在一种水性介质中的蛋白。

70.如权利要求2所述的聚氨酯泡沫，其中该蛋白具有一种或多种以下特征：

(a)通过固态FTIR确定，在1633cm^-1和1680cm^-1之间的酰胺-I吸收谱带；

(b)通过固态FTIR确定，在1522cm^-1和1560cm^-1之间的酰胺-II谱带；

(c)通过固态FTIR确定，中央位于3200cm^-1、以及中央位于3300cm^-1的两个突出的1°酰胺N-H伸缩吸收谱带；

(d)通过溶液态的、二维质子-氮耦合的NMR确定，通过在94ppm和100ppm的¹⁵N化学位移边界，以及在7.6ppm和8.1ppm的¹H化学位移边界限定的质子化的氮核的一个突出的簇；

(e)在600道尔顿和2,500道尔顿之间的平均分子量；

(f)不能稳定化一种水包油乳液，其中当将包括溶解或分散在按重量计86份水中的按重量计14份蛋白的一种水溶液与按重量计14份PMDI混合时，该水溶液和该PMDI产生一种不稳定的悬浮液，该悬浮液在混合以后五分钟内在静止条件下宏观上相分离。