RU2481358C2 - Amphiphilic copolymer material - Google Patents
Amphiphilic copolymer material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481358C2 RU2481358C2 RU2010121754A RU2010121754A RU2481358C2 RU 2481358 C2 RU2481358 C2 RU 2481358C2 RU 2010121754 A RU2010121754 A RU 2010121754A RU 2010121754 A RU2010121754 A RU 2010121754A RU 2481358 C2 RU2481358 C2 RU 2481358C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymeric material
- polymer
- amphiphilic
- maleic anhydride
- main chain
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 120
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims description 100
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 161
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 94
- 235000015218 chewing gum Nutrition 0.000 claims abstract description 89
- 229940112822 Chewing Gum Drugs 0.000 claims abstract description 87
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N Maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 49
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims abstract description 17
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 102000014961 Protein Precursors Human genes 0.000 claims description 42
- 108010078762 Protein Precursors Proteins 0.000 claims description 42
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 38
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 36
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 18
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 18
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 15
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 11
- -1 alkenyl acetate Chemical compound 0.000 claims description 11
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 claims description 11
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 claims description 11
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 claims description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N Octadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 68
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 46
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 39
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 33
- KJPRLNWUNMBNBZ-QPJJXVBHSA-N cinnamic aldehyde Natural products O=C\C=C\C1=CC=CC=C1 KJPRLNWUNMBNBZ-QPJJXVBHSA-N 0.000 description 32
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 30
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 28
- 230000001055 chewing Effects 0.000 description 27
- 230000018984 mastication Effects 0.000 description 27
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 26
- HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N Ibuprofen Chemical compound CC(C)CC1=CC=C(C(C)C(O)=O)C=C1 HEFNNWSXXWATRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229960001680 ibuprofen Drugs 0.000 description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 229940117916 cinnamic aldehyde Drugs 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 13
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 11
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 10
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 239000000120 Artificial Saliva Substances 0.000 description 8
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 8
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 8
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 8
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 8
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 8
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 7
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 7
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 7
- 239000002612 dispersion media Substances 0.000 description 7
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 7
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 6
- 229960002715 Nicotine Drugs 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethyl ester Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 229930015196 nicotine Natural products 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N oxane Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 5
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 5
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000041 non-steroidal anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 5
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 description 5
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 5
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 4
- 210000003296 Saliva Anatomy 0.000 description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 4
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229940021182 non-steroidal anti-inflammatory drugs Drugs 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical class OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 3
- 229920000578 graft polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000008172 hydrogenated vegetable oil Substances 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 3
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 3
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N (-)-α-pinene Chemical compound CC1=CC[C@@H]2C(C)(C)[C@H]1C2 GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 description 2
- 208000010228 Erectile Dysfunction Diseases 0.000 description 2
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical group CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940015001 Glycerin Drugs 0.000 description 2
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 2
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 2
- 210000001847 Jaw Anatomy 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 229960002639 Sildenafil citrate Drugs 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 2
- 230000000240 adjuvant Effects 0.000 description 2
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 230000003474 anti-emetic Effects 0.000 description 2
- 239000002111 antiemetic agent Substances 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N caffeine Chemical compound CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N=CN2C RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 2
- 201000001881 impotence Diseases 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate Chemical group CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003020 moisturizing Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001888 polyacrylic acid Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 2
- DEIYFTQMQPDXOT-UHFFFAOYSA-N sildenafil citrate Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O.CCCC1=NN(C)C(C(N2)=O)=C1N=C2C(C(=CC=1)OCC)=CC=1S(=O)(=O)N1CCN(C)CC1 DEIYFTQMQPDXOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- WTARULDDTDQWMU-RKDXNWHRSA-N (+)-β-pinene Chemical compound C1[C@H]2C(C)(C)[C@@H]1CCC2=C WTARULDDTDQWMU-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- WTARULDDTDQWMU-IUCAKERBSA-N (-)-Nopinene Natural products C1[C@@H]2C(C)(C)[C@H]1CCC2=C WTARULDDTDQWMU-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- JLPULHDHAOZNQI-ZTIMHPMXSA-N 1-hexadecanoyl-2-(9Z,12Z-octadecadienoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCCCCCC\C=C/C\C=C/CCCCC JLPULHDHAOZNQI-ZTIMHPMXSA-N 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100002719 ACSBG1 Human genes 0.000 description 1
- 101710004747 ACSBG1 Proteins 0.000 description 1
- 229940069428 ANTACIDS Drugs 0.000 description 1
- 206010002383 Angina pectoris Diseases 0.000 description 1
- GFJUOMJGSXRJJY-UHFFFAOYSA-N CC(C)=C.CC(C)=C Chemical compound CC(C)=C.CC(C)=C GFJUOMJGSXRJJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 240000002268 Citrus limon Species 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229940030606 DIURETICS Drugs 0.000 description 1
- 108010016626 Dipeptides Proteins 0.000 description 1
- CGHRJBLSXVCYQF-YXSUXZIUSA-N Dolasetron Chemical compound C1=CC=C[C]2C(C(O[C@@H]3C[C@@H]4C[C@@H]5C[C@@H](N4CC5=O)C3)=O)=CN=C21 CGHRJBLSXVCYQF-YXSUXZIUSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N Guaifenesin Chemical compound COC1=CC=CC=C1OCC(O)CO HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008528 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229940088597 Hormone Drugs 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- DKYWVDODHFEZIM-UHFFFAOYSA-N Ketoprofen Chemical compound OC(=O)C(C)C1=CC=CC(C(=O)C=2C=CC=CC=2)=C1 DKYWVDODHFEZIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004166 Lanolin Substances 0.000 description 1
- 229940039717 Lanolin Drugs 0.000 description 1
- 229940067606 Lecithin Drugs 0.000 description 1
- 241000005139 Lycium andersonii Species 0.000 description 1
- 229920002521 Macromolecule Polymers 0.000 description 1
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N Methyl vinyl ether Chemical compound COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VQENOYXMFIFHCY-UHFFFAOYSA-N Monoglyceride citrate Chemical compound OCC(O)COC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O VQENOYXMFIFHCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005483 OPIOID ANALGESICS Drugs 0.000 description 1
- 229940114930 POTASSIUM STEARATE Drugs 0.000 description 1
- 229920002732 Polyanhydride Polymers 0.000 description 1
- 229940080350 SODIUM STEARATE Drugs 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M Sodium stearate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229960004274 Stearic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920000147 Styrene maleic anhydride Polymers 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H Tricalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940088594 Vitamin Drugs 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229960001138 acetylsalicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005103 alkyl silyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229930006725 alpha-pinene Natural products 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003159 antacid agent Substances 0.000 description 1
- 239000000730 antalgic agent Substances 0.000 description 1
- 230000001458 anti-acid Effects 0.000 description 1
- 230000001396 anti-anti-diuretic Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 1
- 230000001387 anti-histamine Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory Effects 0.000 description 1
- 239000003472 antidiabetic agent Substances 0.000 description 1
- 239000000739 antihistaminic agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008122 artificial sweetener Substances 0.000 description 1
- 235000021311 artificial sweeteners Nutrition 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 229930006722 beta-pinene Natural products 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 235000010634 bubble gum Nutrition 0.000 description 1
- YAXKTBLXMTYWDQ-UHFFFAOYSA-N butane-1,2,3-triol Chemical compound CC(O)C(O)CO YAXKTBLXMTYWDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001948 caffeine Drugs 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N diclofenac Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001259 diclofenac Drugs 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002934 diuretic Substances 0.000 description 1
- 229960003413 dolasetron Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003974 emollient agent Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- YYXLGGIKSIZHSF-UHFFFAOYSA-N ethene;furan-2,5-dione Chemical compound C=C.O=C1OC(=O)C=C1 YYXLGGIKSIZHSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N ethenyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC=C GLVVKKSPKXTQRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N fumaric acid Chemical compound OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008173 hydrogenated soybean oil Substances 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229960000991 ketoprofen Drugs 0.000 description 1
- 235000019388 lanolin Nutrition 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 229920001427 mPEG Polymers 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000008204 materials by function Substances 0.000 description 1
- 239000002609 media Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000002670 nicotine replacement therapy Methods 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical group 0.000 description 1
- 229940121367 non-opioid analgesics Drugs 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 1
- 230000003364 opioid Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N p-acetaminophenol Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229960005489 paracetamol Drugs 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000007967 peppermint flavor Substances 0.000 description 1
- 239000012169 petroleum derived wax Substances 0.000 description 1
- 235000019381 petroleum wax Nutrition 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000000106 platelet aggregation inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing Effects 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 150000003097 polyterpenes Polymers 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- ANBFRLKBEIFNQU-UHFFFAOYSA-M potassium;octadecanoate Chemical compound [K+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ANBFRLKBEIFNQU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002335 preservative Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N propyl prop-2-enoate Chemical group CCCOC(=O)C=C PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- QEVHRUUCFGRFIF-MDEJGZGSSA-N reserpine Chemical compound O([C@H]1[C@@H]([C@H]([C@H]2C[C@@H]3C4=C(C5=CC=C(OC)C=C5N4)CCN3C[C@H]2C1)C(=O)OC)OC)C(=O)C1=CC(OC)=C(OC)C(OC)=C1 QEVHRUUCFGRFIF-MDEJGZGSSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 1
- 231100000486 side effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M sodium;2-phenylethenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000002459 sustained Effects 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003442 weekly Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к новому амфифильному сополимерному материалу, который представляет собой сополимер, включающий главную цепь из малеинового ангидрида и этиленненасыщенного мономера и имеющий множество боковых цепей, присоединенных к этой главной цепи. Этот новый материал обеспечивает снижение липкости или приставания к поверхности композиций, в которые он включен, в частности композиций жевательной резинки.The present invention relates to a new amphiphilic copolymer material, which is a copolymer comprising a main chain of maleic anhydride and ethylenically unsaturated monomer and having many side chains attached to this main chain. This new material reduces the stickiness or adherence to the surface of the compositions in which it is included, in particular chewing gum compositions.
Липкость жевательной резинки создает большую проблему для окружающей среды.The stickiness of chewing gum creates a big problem for the environment.
После жевания жевательной резинки обычного состава остается нерастворимая в воде часть, обычно называемая «жвачка». Основным компонентом жвачки является исходная основа жевательной резинки. Хотя жвачку можно, в принципе, легко утилизировать, ее несоответствующая утилизация приводит к ряду проблем для окружающей среды, где наиболее примечательны затраты, необходимые для удаления жвачек из общественных мест.After chewing a chewing gum of the usual composition, there remains a water-insoluble portion, commonly called “chewing gum”. The main component of chewing gum is the original base of chewing gum. Although chewing gum can, in principle, be easily disposed of, its inappropriate disposal leads to a number of environmental problems, where the costs associated with removing chewing gum from public places are most noteworthy.
В WO 2006/016179 раскрыты новые полимерные материалы, которые обладают сниженной липкостью. Показано, что эти новые полимерные материалы снижают липкость композиций жевательной резинки, в которые они включены. Эти полимерные материалы имеют прямую или разветвленную углерод-углеродную главную цепь полимера и множество боковых цепей, присоединенных к главной цепи. Эти боковые цепи образованы из алкилсилилполиоксиалкилена или полиоксиалкилена, например, связанные с главной цепью посредством привитых звеньев малеиновой кислоты/ангидрида.WO 2006/016179 discloses new polymeric materials that have reduced stickiness. It is shown that these new polymeric materials reduce the stickiness of the chewing gum compositions in which they are included. These polymeric materials have a straight or branched carbon-carbon polymer backbone and a plurality of side chains attached to the main chain. These side chains are formed from alkylsilyl polyoxyalkylene or polyoxyalkylene, for example, linked to the main chain via maleic acid / anhydride grafted units.
Сополимеры малеинового ангидрида вместе с этиленненасыщенным мономером хорошо известны в данной области техники и имеются в продаже. Например, поли(этилен-чер-малеиновый ангидрид) и поли(изобутилен-чер-малеиновый ангидрид) можно приобрести по каталогу фирмы Sigma-Aldrich.Maleic anhydride copolymers together with an ethylenically unsaturated monomer are well known in the art and are commercially available. For example, poly (ethylene-black-maleic anhydride) and poly (isobutylene-black-maleic anhydride) can be purchased from the catalog of Sigma-Aldrich.
Поли(этиленгликоль) сшивали с главной цепью некоторых полимеров поли(мономер-чер-малеиновый ангидрид). Например, Eckert et al. в Macromolecules (1996), 29, 560-567 описывают частичное прививание поли(стирол-чер-малеинового ангидрида) монометоксиполи(этиленгликолем). Полученный в результате продукт подвергали сшиванию с образованием микросфер гидрогеля. В ЕР 0945501 описаны сополимеры стирола и ангидрида, привитые полиэтиленгликолем. Подобным образом, Liming et al. в Chinese Journal of Polymer Science (1995), 13(3), 264-272 сообщают о прививании поли(этиленгликоль)-монометилового эфира на главную цепь поли(винилметиловый эфир-чер-малеинового ангидрида). В US 2006/0057209 описаны сополимеры на ангидридной основе и способы функционализации этих полимеров. В одном примере поли(стирол-со-малеиновый ангидрид) подвергают взаимодействию с аминосодержащим нуклеофилом, который может представлять собой, например, амино-функционализированное производное ПЭГ. Полимеры наносят в виде покрытия на поверхность в целях модификации гидрофильности поверхности.Poly (ethylene glycol) was crosslinked with the main chain of some polymers poly (monomer-black-maleic anhydride). For example, Eckert et al. Macromolecules (1996), 29, 560-567 describe partial grafting of poly (styrene-cher-maleic anhydride) monomethoxypoli (ethylene glycol). The resulting product was crosslinked to form hydrogel microspheres.
Известны способы получения композиций, содержащих привитые сополимеры на ангидридной основе, без использования растворителя. Например, в ЕР 0945473 описан такой способ, который включает смешивание этиленненасыщенного мономера, ангидридного мономера и либо монофункционального полигликоля, имеющего гидроксильную или аминную концевую группу, либо полифункционального полигликоля, и свободнорадикального инициатора с образованием смеси. Смесь нагревают с образованием смеси привитых сополимерных материалов полигликоля и этиленненасыщенного мономера, включающей привитый сополимерный продукт, который может быть полезен в качестве грязеотталкивающего агента в препаратах детергентов.Known methods for producing compositions containing grafted copolymers on an anhydride basis, without the use of a solvent. For example,
Способ по настоящему изобретению отличается от решения, описанного в ЕР 0945473, тем, что способ в последнем документе приводит в результате к множеству различных продуктов. Способ, используемый в данном изобретении, позволяет избежать этой проблемы за счет взаимодействия предварительно образованной главной цепи полимера с предшественниками боковых цепей.The method of the present invention differs from the solution described in EP 0945473 in that the method in the latter document results in many different products. The method used in this invention avoids this problem by reacting a preformed polymer backbone with side chain precursors.
Желательно получение новых дополнительных полимерных материалов, которые обладают сниженной липкостью, и синтез которых является дешевым и эффективным.It is desirable to obtain new additional polymeric materials that have a reduced stickiness, and the synthesis of which is cheap and effective.
В соответствии с первым аспектом изобретения предложен амфифильный полимерный материал общей формулы (I):In accordance with a first aspect of the invention, an amphiphilic polymeric material of the general formula (I) is provided:
где B представляет собой прямую или разветвленную главную цепь полимера, которая представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного алифатического углеводородного мономера, содержащего по меньшей мере три атома углерода, и малеинового ангидрида, и каждый OR представляет собой гидрофильную боковую цепь, присоединенную к главной цепи, где x обозначает число боковых цепей и находится в интервале от 1 до 5000.where B is a straight or branched polymer backbone, which is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbon monomer containing at least three carbon atoms, and maleic anhydride, and each OR is a hydrophilic side chain attached to the main chain, where x denotes the number of side chains and is in the range from 1 to 5000.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ получения амфифильного полимерного материала в соответствии с первым аспектом изобретения, где исходный сополимерный материал по меньшей мере одного этиленненасыщенного алифатического углеводородного мономера и малеинового ангидрида подвергают взаимодействию с предшественниками боковых цепей общей формулы (III), HO-R, с получением амфифильного полимерного материала общей формулы (I).According to a second aspect of the invention, there is provided a method for producing an amphiphilic polymer material according to a first aspect of the invention, wherein the starting copolymer material of at least one ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbon monomer and maleic anhydride is reacted with side chain precursors of the general formula (III), HO-R, to obtain an amphiphilic polymeric material of the general formula (I).
В соответствии с третьим аспектом изобретения предложен амфифильный полимерный материал, который имеет прямую или разветвленную главную цепь полимера и множество гидрофильных боковых цепей, присоединенных к главной цепи, где главная цепь представляет собой терполимер малеинового ангидрида, этилена и дополнительного этиленненасыщенного мономера.According to a third aspect of the invention, there is provided an amphiphilic polymer material that has a straight or branched polymer backbone and a plurality of hydrophilic side chains attached to the main chain, where the main chain is a terpolymer of maleic anhydride, ethylene and an additional ethylenically unsaturated monomer.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предложен способ получения амфифильного полимерного материала, который включает прямую или разветвленную главную цепь терполимера, которая находится в пределах объема третьего аспекта изобретения.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a method for producing an amphiphilic polymeric material, which comprises a straight or branched backbone of a terpolymer, which is within the scope of the third aspect of the invention.
В соответствии с пятым аспектом изобретения предложена основа жевательной резинки, которая включает амфифильный полимерный материал, имеющий прямую или разветвленную главную цепь полимера и множество гидрофильных боковых цепей, присоединенных к главной цепи, где главная цепь представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера и малеинового ангидрида.According to a fifth aspect of the invention, there is provided a chewing gum base which comprises an amphiphilic polymer material having a straight or branched polymer backbone and a plurality of hydrophilic side chains attached to the main chain, where the main chain is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated monomer and maleic anhydride .
В соответствии с шестым аспектом изобретения предложена композиция жевательной резинки, содержащая амфифильный полимерный материал, как определено в пятом аспекте изобретения, и один или более чем один подсластитель или корригент.In accordance with a sixth aspect of the invention, there is provided a chewing gum composition comprising an amphiphilic polymer material as defined in the fifth aspect of the invention and one or more than one sweetener or flavoring.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения предложена эмульсия, содержащая амфифильный полимерный материал, как определено в первом и третьем аспектах изобретения.In accordance with a seventh aspect of the invention, there is provided an emulsion comprising an amphiphilic polymeric material as defined in the first and third aspects of the invention.
Главная цепь полимерного материала согласно изобретению является гибкой и обеспечивает больше точек присоединения для боковых цепей, чем полимеры в WO 2006/016179, которые не имеют малеинового ангидрида в главной цепи. Новый полимерный материал может иметь разнообразие различных главных цепей полимера с варьирующими различными химическими функциональными группами и варьирующими долями малеинового ангидрида. Следовательно, возможно контролировать степень преобразования боковых цепей более точно, чем в полимерах по WO 2006/016179. Это дает возможность лучше контролировать физические свойства нового полимерного материала. Сомономеры этилена в главной цепи терполимера способствуют повышению химической стабильности главной цепи.The main chain of the polymer material according to the invention is flexible and provides more attachment points for side chains than polymers in WO 2006/016179 that do not have maleic anhydride in the main chain. The new polymer material may have a variety of different polymer backbones with varying different chemical functional groups and varying proportions of maleic anhydride. Therefore, it is possible to control the degree of conversion of the side chains more precisely than in polymers according to WO 2006/016179. This makes it possible to better control the physical properties of the new polymer material. The ethylene comonomers in the main chain of the terpolymer increase the chemical stability of the main chain.
Под "амфифильным" авторы изобретения подразумевают, что полимерный материал имеет отдельные гидрофильные и гидрофобные участки. "Гидрофильный" обычно означает участок, который внутримолекулярно взаимодействует с водой и другими полярными молекулами. "Гидрофобный" обычно означает участок, который взаимодействует преимущественно с маслами или жирами вероятнее, чем с водной средой. Обычно указанное отделение обеспечивают боковые цепи и главная цепь (где боковые цепи являются гидрофильными, а главная цепь гидрофобной). Степень гидрофобности главной цепи можно варьировать путем изменения доли малеинового ангидрида в главной цепи или природы сомономера. Боковые цепи и главная цепь могут быть ионными или неионными.By "amphiphilic" the inventors mean that the polymeric material has separate hydrophilic and hydrophobic sites. "Hydrophilic" usually means a site that interacts intramolecularly with water and other polar molecules. "Hydrophobic" usually means a site that interacts predominantly with oils or fats more likely than with an aqueous medium. Typically, side chains and a main chain (where the side chains are hydrophilic and the main chain hydrophobic) provide this compartment. The degree of hydrophobicity of the main chain can be varied by changing the proportion of maleic anhydride in the main chain or the nature of the comonomer. Side chains and the main chain can be ionic or non-ionic.
"Предшественники боковых цепей" представляют собой исходные вещества боковых цепей, которые становятся боковыми цепями в полимерном материале. "Исходный сополимерный материал" представляет собой сополимер малеинового ангидрида с одним или более чем одним другим мономером, который взаимодействует с предшественниками боковых цепей и становится главной цепью в полимерном материале. Подобным образом, "исходный терполимерный материал" представляет собой терполимер малеинового ангидрида, этилена и дополнительного этиленненасыщенного мономера, который взаимодействует с предшественниками боковых цепей с образованием главной цепи в полимерном материале. Терполимер представляет собой сополимер, образованный в результате полимеризации трех различных мономеров. Следовательно, термин "терполимер" находится в пределах объема термина "сополимер". Авторы изобретения используют термин "сополимер" в связи с первым аспектом изобретения, а термин "терполимер" - в связи с третьим аспектом изобретения. Однако первый аспект изобретения также охватывает терполимеры. Должно быть понятно, что в исходном материале находится много цепей сополимера/терполимера. Подобным образом, в полимерном материале должно быть много главных цепей полимера, присоединенных к боковым цепям."Side chain precursors" are side chain starting materials that become side chains in the polymer material. A “starting copolymer material” is a copolymer of maleic anhydride with one or more than one other monomer that interacts with side chain precursors and becomes the main chain in the polymer material. Similarly, the “terpolymer starting material” is a terpolymer of maleic anhydride, ethylene and an additional ethylenically unsaturated monomer, which reacts with side chain precursors to form a backbone in the polymer material. A terpolymer is a copolymer formed by the polymerization of three different monomers. Therefore, the term "terpolymer" is within the scope of the term "copolymer". The inventors use the term "copolymer" in connection with the first aspect of the invention, and the term "terpolymer" in connection with the third aspect of the invention. However, the first aspect of the invention also encompasses terpolymers. It should be understood that there are many chains of copolymer / terpolymer in the starting material. Similarly, in the polymer material there should be many polymer backbones attached to the side chains.
Боковые цепи в полимерном материале обычно присоединены к главной цепи полимера посредством звеньев, образованных из малеинового ангидрида.The side chains in the polymer material are usually attached to the polymer backbone via units formed from maleic anhydride.
Когда говорят о малеиновом ангидриде в главной цепи, имеют в виду звенья, образованные из малеинового ангидрида, который присутствует в сополимере или терполимере. В полимерном материале "главная цепь" включает звенья, образованные из малеинового ангидрида, вместе со звеньями, образованными из других мономеров, полимеризованных с образованием главной цепи полимерного материала. "Боковые цепи" включают остаточную структуру предшественников боковых цепей после того, как они провзаимодействовали с исходным сополимерным или терполимерным материалом.When talking about maleic anhydride in the main chain, we mean units formed from maleic anhydride, which is present in the copolymer or terpolymer. In the polymer material, the “main chain” includes units formed from maleic anhydride, together with units formed from other monomers polymerized to form the main chain of the polymer material. “Side chains” include the residual structure of the side chain precursors after they have reacted with the starting copolymer or terpolymer material.
Когда главная цепь представляет собой сополимер, полимерный материал общей формулы (I) включает от 1 до 5000 боковых цепей на главную цепь, предпочтительно от 1 до 1000, более предпочтительно от 1 до 500 или от 1 до 300, еще более предпочтительно от 1 до 150, от 1 до 100 или от 1 до 50. Понятно, что желаемое число боковых цепей, которые прививают на главную цепь, должно зависеть от молекулярной массы главной цепи и от желаемых свойств полученного в результате полимерного материала. В некоторых формах осуществления не все звенья, образованные из малеинового ангидрида в главной цепи, присоединены к боковым цепям. Каждое звено, образованное из малеинового ангидрида, может быть присоединено либо к одной, либо к двум боковым цепям.When the main chain is a copolymer, the polymeric material of the general formula (I) comprises from 1 to 5000 side chains per main chain, preferably from 1 to 1000, more preferably from 1 to 500 or from 1 to 300, even more preferably from 1 to 150 , from 1 to 100 or from 1 to 50. It is clear that the desired number of side chains that are grafted onto the main chain should depend on the molecular weight of the main chain and on the desired properties of the resulting polymer material. In some embodiments, not all units formed from maleic anhydride in the main chain are attached to the side chains. Each unit formed from maleic anhydride can be attached to either one or two side chains.
Когда главная цепь полимерного материала представляет собой терполимер, к этой главной цепи присоединено множество гидрофильных боковых цепей. Обычно к каждой главной цепи присоединено от 1 до 5000 боковых цепей, предпочтительно от 1 до 1000, от 1 до 500 или от 1 до 300, еще более предпочтительно от 1 до 150, от 1 до 100 или от 1 до 50.When the backbone of the polymer material is terpolymer, a plurality of hydrophilic side chains are attached to this backbone. Typically, from 1 to 5000 side chains are attached to each main chain, preferably from 1 to 1000, from 1 to 500, or from 1 to 300, even more preferably from 1 to 150, from 1 to 100, or from 1 to 50.
Боковые цепи амфифильного полимерного материала обычно являются гидрофильными. В полимерном материале общей формулы (I) каждая боковая цепь представлена формулой OR. В амфифильном полимерном материале, который имеет терполимерную главную цепь, боковые цепи могут быть связаны с главной цепью либо через атом азота, либо через атом кислорода. Соответственно, амфифильный полимерный материал может быть представлен общей формулой (IV)The side chains of the amphiphilic polymeric material are usually hydrophilic. In the polymer material of the general formula (I), each side chain is represented by the formula OR. In an amphiphilic polymer material that has a terpolymer backbone, side chains can be linked to the backbone either through a nitrogen atom or through an oxygen atom. Accordingly, the amphiphilic polymeric material may be represented by the general formula (IV)
где B1 представляет собой прямую или разветвленную главную цепь полимера, и каждый YR1 представляет собой гидрофильную боковую цепь, присоединенную к главной цепи, где Y представляет собой атом кислорода (O), или NR5, где R5 представляет собой H или C1-4 алкил, и x1 обозначает число боковых цепей и находится в интервале от 1 до 5000.where B 1 represents a straight or branched main chain of the polymer, and each YR 1 represents a hydrophilic side chain attached to the main chain, where Y represents an oxygen atom (O), or NR 5 , where R 5 represents H or C 1 -4 alkyl, and x 1 denotes the number of side chains and is in the range from 1 to 5000.
Y предпочтительно представляет собой кислородный радикал, O.Y is preferably an oxygen radical, O.
Не связываясь с теорией, когда материал включают в композицию, такую как резиновая основа, гидрофильные боковые цепи существенно снижают подвижность резиновой основы в сухом состоянии, что делает выброшенную жвачку тверже при высыхании, и ее легче удалить с поверхности. Кроме того, гидрофильные боковые цепи могут дать возможность слюне действовать в качестве пластификатора эластомера при жевании, что делает резинку более легко пережевываемой.Without being bound by theory, when a material is incorporated into a composition such as a rubber base, the hydrophilic side chains significantly reduce the mobility of the rubber base in the dry state, which makes the discarded chewing gum harder when dried and is easier to remove from the surface. In addition, hydrophilic side chains can enable saliva to act as an elastomer plasticizer during chewing, which makes the gum more easily chewed.
Гидрофильные боковые цепи придают поверхностно-активные свойства полимерному материалу. В резиновой основе полимерный материал с гидрофильными боковыми цепями становится поверхностно обогащенным во время жевания, образуя гидрофильное покрытие, которое не связывается с гидрофобными поверхностями, такими как асфальты и скользкие камни для мостовой. В присутствии воды полимерный материал легче удалить с наиболее распространенных поверхностей.Hydrophilic side chains impart surface-active properties to the polymer material. In a rubber base, a polymer material with hydrophilic side chains becomes surface enriched during chewing, forming a hydrophilic coating that does not bond with hydrophobic surfaces, such as asphalts and slippery stones for the pavement. In the presence of water, the polymer material is easier to remove from the most common surfaces.
Гидрофильные боковые цепи полимерного материала предпочтительно образованы из поли(этиленоксида) (ПЭО), поливинилового спирта, поли(стиролсульфоната) натрия, полиглицидила, белков/полипептидов, полисахарида (например, сахаров и крахмалов) или полиакриловой кислоты); наиболее предпочтительно из поли(этиленоксида). Боковые цепи до присоединения к главной цепи могут иметь концевые гидроксильные группы для образования сложноэфирных связей с мономерами малеинового ангидрида. Поли(этиленоксид) сильно связывается с простыми анионными сурфактантами, такими как используют в шампунях для волос и моющих жидкостях, с получением электролита. В присутствии таких анионных сурфактантов и воды полимерный материал отталкивается многими обычными анионными поверхностями, включая оксидные поверхности, хлопчатобумажная ткань и волосы. Это преимущественно дает возможность удаления резиновой основы, включающей новые полимеры с прививками, содержащими значительный процент поли(этиленоксид), промыванием мыльной водой.The hydrophilic side chains of the polymeric material are preferably formed from poly (ethylene oxide) (PEO), polyvinyl alcohol, poly (styrene sulfonate) sodium, polyglycidyl, proteins / polypeptides, polysaccharide (eg sugars and starches) or polyacrylic acid); most preferably from poly (ethylene oxide). The side chains, prior to joining the main chain, can have terminal hydroxyl groups for the formation of ester bonds with maleic anhydride monomers. Poly (ethylene oxide) binds strongly to simple anionic surfactants, such as those used in hair shampoos and washing fluids, to produce electrolyte. In the presence of such anionic surfactants and water, the polymeric material is repelled by many conventional anionic surfaces, including oxide surfaces, cotton and hair. This mainly makes it possible to remove the rubber base, including new polymers with vaccinations containing a significant percentage of poly (ethylene oxide), washing with soapy water.
Обычно добавляют достаточное количество предшественников боковых цепей, так чтобы их доля была достаточной для прививания двух боковых цепей на каждое звено малеинового ангидрида. Предпочтительно подвергают взаимодействию достаточное количество предшественников боковых цепей, чтобы гарантировать, что 1-100 мас.% звеньев малеинового ангидрида было преобразовано боковыми цепями, даже более предпочтительно 2-50%, в большинстве случаев 2-30%. Однако в некоторых формах осуществления изобретения добавляют достаточное количество предшественников боковых цепей, чтобы 100% звеньев малеинового ангидрида в главной цепи было дериватизировано. В другой форме осуществления можно добавлять достаточное количество предшественников боковых цепей, чтобы два или между одним и двумя предшественниками боковых цепей взаимодействовало с каждым звеном малеинового ангидрида.Typically, a sufficient number of side chain precursors are added so that their proportion is sufficient to inoculate two side chains on each unit of maleic anhydride. Preferably, a sufficient amount of side chain precursors is reacted to ensure that 1-100% by weight of maleic anhydride units is converted by side chains, even more preferably 2-50%, in most cases 2-30%. However, in some embodiments of the invention, a sufficient number of side chain precursors are added so that 100% of maleic anhydride units in the main chain are derivatized. In another embodiment, a sufficient number of side chain precursors can be added so that two or between one and two side chain precursors interact with each maleic anhydride unit.
В полимерном материале предпочтительно боковые цепи OR или OR1 предпочтительно имеют формулу IIIn the polymer material, preferably the side chains of OR or OR 1 preferably have the formula II
где каждый из Y и Z независимо представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 2 до 4 атомов углерода, и R3 представляет собой H или необязательно замещенную алкильную группу, имеющую 1-12 атомов углерода, или другую полимерную цепь, связанную через ацильную группу;where each of Y and Z independently represents an alkylene group having from 2 to 4 carbon atoms, and R 3 represents H or an optionally substituted alkyl group having 1-12 carbon atoms, or another polymer chain linked via an acyl group;
и каждое из a и b независимо представляет собой целое число от 1-200, при условии, что сумма a+b имеет значение в интервале 1-250.and each of a and b independently represents an integer from 1-200, provided that the sum of a + b has a value in the range of 1-250.
Два мономера YO и ZO могут быть полимеризованы с образованием блоксополимера (например, путем последовательного присоединения мономера к системе) или альтернативно могут образовать статистический, случайный или чередующийся сополимер. Другие формы осуществления могут иметь боковые цепи, включающие третий мономер.The two monomers YO and ZO can be polymerized to form a block copolymer (for example, by sequentially connecting the monomer to the system) or alternatively they can form a random, random or alternating copolymer. Other forms of implementation may have side chains including a third monomer.
Сумма a+b предпочтительно находится в интервале 5-200, более предпочтительно от 20-120.The sum of a + b is preferably in the range of 5-200, more preferably from 20-120.
Обычно в соединении формулы II обе алкиленовые группы Y и Z представляют собой -CH2-CH2. В одной форме осуществления в группе II группа R3 представляет собой H.Typically, in the compound of formula II, both alkylene groups Y and Z are —CH 2 —CH 2 . In one form of exercise in group II, group R 3 is H.
В другой форме осуществления R3 альтернативно представляет собой -CH3 или другую низшую алкильную (вплоть до 4 атомов углерода) группу.In another embodiment, R 3 is alternatively —CH 3 or another lower alkyl (up to 4 carbon atoms) group.
В первом аспекте данного изобретения главная цепь полимера представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного алифатического углеводородного мономера, содержащего по меньшей мере три атома углерода, и малеинового ангидрида. Сополимер обычно представляет собой биполимер, то есть включает два различных мономера (малеиновый ангидрид и один этиленненасыщенный мономер). Углеводородный мономер включает только атомы углерода и водорода. Наиболее предпочтительно этиленненасыщенный мономер выбран из изобутилена, 1,3-бутадиена, изопрена и октадецена. Предпочтительно этиленненасыщенный алифатический углеводородный мономер имеет 3-5 атомов углерода. Такой полимерный материал обычно обладает большей степенью гидрофильности, чем полимерный материал с углеводородным мономером, содержащим более чем 5 атомов углерода в главной цепи.In a first aspect of the invention, the polymer backbone is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbon monomer containing at least three carbon atoms and maleic anhydride. The copolymer is usually a bipolymer, that is, it includes two different monomers (maleic anhydride and one ethylenically unsaturated monomer). The hydrocarbon monomer includes only carbon and hydrogen atoms. Most preferably, the ethylenically unsaturated monomer is selected from isobutylene, 1,3-butadiene, isoprene and octadecene. Preferably, the ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbon monomer has 3-5 carbon atoms. Such a polymer material usually has a greater degree of hydrophilicity than a polymer material with a hydrocarbon monomer containing more than 5 carbon atoms in the main chain.
Альтернативно этиленненасыщенный мономер включает 7 или большее количество атомов углерода. Например, он может иметь 8-30 атомов углерода. Повышенное число атомов углерода в таких полимерных материалах придают главной цепи большую степень гидрофобности, что делает материал более пригодным для определенных применений. Обычно сополимер содержит 1-75 мас.% малеинового ангидрида, предпочтительно 1-50% или 5-50%, еще более предпочтительно 10-50%.Alternative ethylenically unsaturated monomer includes 7 or more carbon atoms. For example, it can have 8-30 carbon atoms. The increased number of carbon atoms in such polymeric materials gives the main chain a greater degree of hydrophobicity, which makes the material more suitable for certain applications. Typically, the copolymer contains 1-75 wt.% Maleic anhydride, preferably 1-50% or 5-50%, even more preferably 10-50%.
В третьем аспекте данного изобретения главная цепь полимера представляет собой терполимер малеинового ангидрида, этилена и дополнительного этиленненасыщенного мономера. Дополнительный этиленненасыщенный мономер обозначен как "дополнительный", чтобы отличить его от этилена (также "этиленненасыщенного мономера").In a third aspect of the invention, the polymer backbone is a terpolymer of maleic anhydride, ethylene and an additional ethylenically unsaturated monomer. An additional ethylenically unsaturated monomer is designated as “additional” to distinguish it from ethylene (also an “ethylenically unsaturated monomer”).
Обычно дополнительный этиленненасыщенный мономер представляет собой алкилакрилат, например, метил-, этил-, пропил- или бутилакрилат.Typically, the additional ethylenically unsaturated monomer is an alkyl acrylate, for example methyl, ethyl, propyl or butyl acrylate.
В другой форме осуществления дополнительный этиленненасыщенный мономер представляет собой алкенилацетат, предпочтительно винилацетат. Альтернативно он может представлять собой виниловый эфир.In another embodiment, the further ethylenically unsaturated monomer is alkenyl acetate, preferably vinyl acetate. Alternatively, it may be vinyl ether.
Особенно предпочтительные терполимерные главные цепи полимера представляют собой сополимеры этилена, бутилакрилата и малеинового ангидрида и сополимеры этилена, винилацетата и малеинового ангидрида.Particularly preferred terpolymer polymer backbones are copolymers of ethylene, butyl acrylate and maleic anhydride and copolymers of ethylene, vinyl acetate and maleic anhydride.
Сополимер этиленненасыщенного мономера и малеинового ангидрида может представлять собой случайный, статистический, чередующийся или блоксополимер, например, блоксополимеры A-B или A-B-A. В одной форме осуществления сополимер представляет собой чередующийся сополимер. В другой форме осуществления сополимер представляет собой случайный (или статистический) сополимер. Подобным образом, терполимер C-D-E может представлять собой случайный полимер или блоксополимер (где C представляет собой этилен, D представляет собой малеиновый ангидрид и E представляет собой дополнительный этиленненасыщенный мономер):The copolymer of ethylenically unsaturated monomer and maleic anhydride may be a random, statistical, alternating or block copolymer, for example, block copolymers A-B or A-B-A. In one embodiment, the copolymer is an alternating copolymer. In another embodiment, the copolymer is a random (or random) copolymer. Similarly, the terpolymer C-D-E may be a random polymer or block copolymer (where C is ethylene, D is maleic anhydride and E is an additional ethylenically unsaturated monomer):
. .
Обычно C присутствует в интервале 25-95 мас.%. D обычно присутствует в интервале 1-50 мас.%. E обычно присутствует в интервале 5-70 мас.%.Typically, C is present in the range of 25-95% by weight. D is usually present in the range of 1-50 wt.%. E is usually present in the range of 5-70 wt.%.
Терполимерный исходный материал, описанный в данном изобретении, обычно содержит 1-50 мас.% звеньев, образованных из малеинового ангидрида, более предпочтительно 1-30%, даже более предпочтительно 1-15 мас.% звеньев, образованных из малеинового ангидрида.The terpolymer starting material described in this invention typically contains 1-50% by weight of units derived from maleic anhydride, more preferably 1-30%, even more preferably 1-15% by weight, of units derived from maleic anhydride.
Перед взаимодействием с предшественниками боковых цепей молекулярная масса исходного материала сополимера/терполимера обычно находится в интервале 1000-1000000, более предпочтительно в интервале 2000-100000. Каждый предшественник боковой цепи обычно имеет молекулярную массу 200-100000, более предпочтительно 450-100000, предпочтительно 500-50000, наиболее предпочтительно 1000-10000.Before reacting with side chain precursors, the molecular weight of the copolymer / terpolymer starting material is usually in the range of 1000-1000000, more preferably in the range of 2000-100000. Each side chain precursor typically has a molecular weight of 200-100000, more preferably 450-100000, preferably 500-50000, most preferably 1000-10000.
При способе получения полимерного материала согласно первому аспекту данного изобретения предшественники боковой цепи оканчиваются гидроксильными группами, HO-R. При способе получения амфифильного полимерного материала общей формулы (IV) B1-(YR1)x1 исходный материал терполимера малеинового ангидрида, этилена и дополнительного этиленненасыщенного мономера подвергают взаимодействию с предшественниками боковых цепей общей формулы (V), H-YR1, с получением амфифильного полимерного материала общей формулы (IV). Таким образом, в данной форме осуществления предшественники боковых цепей могут оканчиваться либо гидроксильными, либо аминогруппами. Материалы с гидроксильными функциональными группами обычно широко признаны как безопасные для потребления в умеренных количествах в пищевой промышленности. Однако, обычно предшественники боковых цепей, оканчивающиеся аминогруппами, легче взаимодействуют с предшественниками главной цепи, что дает возможность взаимодействия большего количества предшественников боковых цепей с каждым предшественником главной цепи.In the method for producing the polymeric material according to the first aspect of the present invention, side chain precursors terminate with hydroxyl groups, HO-R. In the method for producing an amphiphilic polymer material of the general formula (IV) B 1 - (YR 1 ) x 1, the starting material of the maleic anhydride terpolymer, ethylene and additional ethylenically unsaturated monomer is reacted with side chain precursors of the general formula (V), H-YR 1 , to obtain amphiphilic polymeric material of General formula (IV). Thus, in this embodiment, side chain precursors can terminate with either hydroxyl or amino groups. Hydroxyl functional materials are generally widely recognized as being safe for consumption in moderation in the food industry. However, typically side chain precursors terminating in amino groups more readily interact with main chain precursors, which allows the interaction of more side chain precursors with each main chain precursor.
Пригодные предшественники боковых цепей, которые представляют собой полиэфирные амины, имеются в продаже; ряд моно- и дифункционализированных аминных полимеров этиленоксида (ЭО) и пропиленоксида (ПО) продаются под торговым названием Jeffamine фирмой Huntsman. Взаимодействие между полимерами, функционализированными амином, с одним звеном малеинового ангидрида, например, может образовать любую из трех различных структур:Suitable side chain precursors, which are polyester amines, are commercially available; a number of mono- and difunctionalized amine polymers of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) are sold under the trade name Jeffamine by Huntsman. The interaction between amine functionalized polymers with one unit of maleic anhydride, for example, can form any of three different structures:
Структура, обозначенная С, может быть образована в результате внутримолекулярного взаимодействия А, сопровождающегося удалением H2O, и более вероятно осуществляется с помощью катализа (например, путем добавления кислоты). Как моно-, так и ди-, три-, тетрафункциональные аминные полимеры можно использовать в изобретении, некоторые из них имеются в продаже от Hunstman. В зависимости от условий реакции использование гидрофильных дифункциональных аминных предшественников боковых цепей может привести в результате к амфифильному полимерному материалу, который является сшитым или с удлиненной цепью. Альтернативно моно- и дифункциональные предшественники боковых цепей можно комбинировать для модификации свойств полученного в результате полимерного материала до требуемых свойств. Структура и свойства Jeffamine М-1000 и М-2070 особенно предпочтительны для предшественников боковых цепей:The structure denoted by C can be formed as a result of intramolecular interaction A, accompanied by the removal of H 2 O, and is more likely carried out by catalysis (for example, by adding acid). Both mono- and di-, tri-, tetrafunctional amine polymers can be used in the invention, some of which are commercially available from Hunstman. Depending on the reaction conditions, the use of hydrophilic difunctional amine side chain precursors may result in an amphiphilic polymeric material that is crosslinked or elongated. Alternatively, mono- and difunctional side chain precursors can be combined to modify the properties of the resulting polymeric material to the desired properties. The structure and properties of Jeffamine M-1000 and M-2070 are particularly preferred for side chain precursors:
[x=6; y=35, где R представляет собой смесь H для (ЭО), либо CH3 для (ПО) звеньев].[x = 6; y = 35, where R is a mixture of H for (EO) or CH 3 for (PO) units].
Jeffamine М-1000 представляет собой моноаминополиэфир с отношением ЭО:ПО 19:3 и молекулярной массой примерно 1000, М-2070 представляет собой моноаминополиэфир с отношением ЭО:ПО 31:10 и молекулярной массой примерно 2000. Вследствие относительно высоких долей этиленоксидных звеньев в этих полимерах их рассматривают как гидрофильные материалы. Обнаружено, что как М-1000, так и М-2070 эффективно взаимодействуют с PIP-gr-MA.Jeffamine M-1000 is a monoaminopolyester with an EO: PO ratio of 19: 3 and a molecular weight of about 1000, M-2070 is a monoaminopolyether with an EO: PO ratio of 31:10 and a molecular weight of about 2000. Due to the relatively high proportions of ethylene oxide units in these polymers they are considered as hydrophilic materials. It was found that both M-1000 and M-2070 interact effectively with PIP-gr-MA.
Предшественники боковых цепей обычно оканчиваются спиртовым звеном на одном конце и группой алкилокси на другом. MeO-PEO-OH является примером предпочтительного предшественника боковой цепи. В способе образования полимерного материала такие боковые цепи взаимодействуют со звеньями, образованными малеиновым ангидридом, посредством алкоголиза ангидрида с получением эфира карбоновой кислоты и карбоновой кислоты.Side chain precursors typically terminate with an alcohol link at one end and an alkyloxy group at the other. MeO-PEO-OH is an example of a preferred side chain precursor. In the method of forming the polymer material, such side chains interact with units formed by maleic anhydride by alcoholysis of the anhydride to produce a carboxylic acid ester and a carboxylic acid.
Взаимодействие малеинового ангидрида со спиртом представляет собой реакцию алкоголиза, результатом которой является образование эфира и карбоновой кислоты. Эта реакция также известна как этерификация. Эта реакция является относительно быстрой и не требует катализатора, хотя можно использовать кислотные или основные катализаторы.The interaction of maleic anhydride with alcohol is a reaction of alcoholysis, the result of which is the formation of ether and carboxylic acid. This reaction is also known as esterification. This reaction is relatively quick and does not require a catalyst, although acidic or basic catalysts can be used.
Чистая реакция может быть представлена, как показано ниже. Px и PY представляют собой остаток сополимера/терполимера, и ROH представляет собой репрезентативный предшественник боковой цепи.A pure reaction may be presented as shown below. P x and P Y are the copolymer / terpolymer residue, and ROH is a representative side chain precursor.
При способе два предшественника боковой цепи, представленные ROH, могут взаимодействовать при одном и том же мономере малеинового ангидрида с получением соединения общей формулыIn the method, two side chain precursors represented by ROH can be reacted with the same maleic anhydride monomer to give a compound of general formula
Альтернативно взаимодействует один предшественник боковой цепи на мономер малеинового ангидрида. Это оставляет звено, образованное из малеинового ангидрида, со свободной группой карбоновой кислоты, которая может быть преобразована в производное на более поздней стадии в способе. Эта группа может быть также депротонирована с получением ионной главной цепи в полимерном материале.Alternatively, one side chain precursor reacts on the maleic anhydride monomer. This leaves a unit formed from maleic anhydride with a free carboxylic acid group that can be converted to a derivative at a later stage in the process. This group can also be deprotonated to give an ionic backbone in the polymer material.
Предшественники боковых цепей нет необходимости подвергать непосредственному взаимодействию со звеньями, образованными из малеинового ангидрида, в главной цепи. Например, можно проводить предварительную стадию, где линкер повергают взаимодействию со звеньями, образованными из малеинового ангидрида. Линкер может представлять собой, например, короткоцепочечный углеводород, функционализированный при любом конце пригодными реакционными группами, такими как спирт, способными к взаимодействию с малеиновым ангидридом, и галогенид, способный к взаимодействию, катализируемому основанием, с гидроксильной группой ПЭГ. Затем предшественники боковых цепей подвергают взаимодействию с линкером на последующей стадии реакции. Реакцию можно проводить в растворе или с одним из реагентов, например ПЭГ, в качестве растворителя.Side chain precursors need not be directly reacted with units formed from maleic anhydride in the main chain. For example, a preliminary step may be carried out where the linker is reacted with units formed from maleic anhydride. The linker may be, for example, a short chain hydrocarbon functionalized at either end with suitable reaction groups, such as an alcohol capable of reacting with maleic anhydride, and a halide capable of reacting with a base catalyzed reaction with a PEG hydroxyl group. The side chain precursors are then reacted with a linker in a subsequent reaction step. The reaction can be carried out in solution or with one of the reagents, for example PEG, as a solvent.
При способе согласно данному изобретению предшественники боковых цепей могут иметь гидроксильные группы на каждом из их концов, и каждый конец взаимодействует со звеном, образованным из малеинового ангидрида, в различных главных цепях с образованием сшитого полимерного материала.In the method of the invention, side chain precursors can have hydroxyl groups at each of their ends, and each end interacts with a unit formed from maleic anhydride in different main chains to form a crosslinked polymeric material.
После взаимодействия предшественников боковых цепей с сополимерным или терполимерным исходным материалом какие-либо не прореагировавшие звенья, образованные из малеинового ангидрида, в главной цепи можно подвергать размыканию кольца. Это можно осуществить путем гидролиза или с использованием основания. Полученный в результате продукт может быть ионизируемым. Эта дополнительная стадия реакции обладает особой пользой, когда в главной цепи присутствует большая доля малеинового ангидрида, например, в чередующемся сополимере.After the interaction of the side chain precursors with the copolymer or terpolymer starting material, any unreacted units formed from maleic anhydride in the main chain can be subjected to ring breaking. This can be done by hydrolysis or using a base. The resulting product may be ionizable. This additional reaction step is particularly useful when a large proportion of maleic anhydride is present in the main chain, for example, in an alternating copolymer.
Поскольку способы по данному изобретению пригодны для получения новых полимерных материалов согласно изобретению, каждый из предпочтительных признаков полимерного материала, обсужденных выше, в равной степени применим к полимерному материалу, полученному данным способом.Since the methods of this invention are suitable for producing new polymeric materials according to the invention, each of the preferred features of the polymeric material discussed above is equally applicable to the polymeric material obtained by this method.
Альтернативные способы получения амфифильного полимерного материала включают способ, при котором предшественники боковых цепей подвергают взаимодействию с мономерами малеинового ангидрида, которые затем полимеризуют с этиленненасыщенными мономерами на последующей стадии с образованием полимерного материала.Alternative methods for producing an amphiphilic polymeric material include a process in which side chain precursors are reacted with maleic anhydride monomers, which are then polymerized with ethylenically unsaturated monomers in a subsequent step to form a polymeric material.
Исходный материал полимера можно приобрести у соответствующей химической фирмы-поставщика, такой как фирма Sigma-Aldrich. Например, обе фирмы, Sigma-Aldrich и Kuraray Co. Ltd, поставляют поли(изобутилен-чер-малеиновый ангидрид), Kuraray Co. Ltd, под торговым названием ISOBAM.The polymer starting material can be obtained from an appropriate chemical supplier, such as Sigma-Aldrich. For example, both firms, Sigma-Aldrich and Kuraray Co. Ltd supply poly (isobutylene-cher-maleic anhydride), Kuraray Co. Ltd, under the trade name ISOBAM.
Что касается поли(малеиновый ангидрид-чер-октадецен), Chevron Philips Chemical Company LLC изготавливает ряд материалов в ассортименте их полиангидридных смол РА18, которые являются пригодными.Regarding poly (maleic anhydride-cher-octadecene), Chevron Philips Chemical Company LLC manufactures a range of materials in the range of their PA18 polyanhydride resins, which are suitable.
Сополимеры поли(этилен-со-бутилакрилат-со-малеиновый ангидрид) могут быть получены от Arkema и продаются под торговым названием Lotader (например, марок 2210, 3210, 4210 и 3410). Сополимеры, в которых бутилакрилат заменен другими алкилакрилатами (включая метилакрилат [марок 3430, 4404 и 4503] и этилакрилат [марок 6200, 8200, 3300, ТХ 8030, 7500, 5500, 4700 и 4720), также доступны и также продаются в ассортименте Lotader.Copolymers of poly (ethylene-butyl acrylate-co-maleic anhydride) can be obtained from Arkema and are sold under the trade name Lotader (e.g. grades 2210, 3210, 4210 and 3410). Copolymers in which butyl acrylate is replaced with other alkyl acrylates (including methyl acrylate [grades 3430, 4404 and 4503] and ethyl acrylate [grades 6200, 8200, 3300, TX 8030, 7500, 5500, 4700 and 4720) are also available and are also sold in the Lotader range.
Ряд материалов Orevac (марок 9309, 9314, 9307 Y, 9318, 9304, 9305) являются пригодными терполимерами этилена, винилацетата и малеинового ангидрида.A number of Orevac materials (grades 9309, 9314, 9307 Y, 9318, 9304, 9305) are suitable terpolymers of ethylene, vinyl acetate, and maleic anhydride.
Подобным образом, пригодные предшественники боковых цепей, такие как монометоксиполи(этиленгликоль) (МПЭГ) поливиниловый спирт) и полиакриловая кислота) можно, например, приобрести от фирмы Sigma-Aldrich.Similarly, suitable side chain precursors such as monomethoxypoly (ethylene glycol) (MPEG) polyvinyl alcohol) and polyacrylic acid) can, for example, be obtained from Sigma-Aldrich.
Предшественники боковых цепей подвергают взаимодействия с сополимерным/терполимерным исходным материалом, как подробно описано в Примерах. Для этой реакции сополимерный/терполимерный исходный материал и предшественники боковых цепей обычно растворяют в подходящем растворителе. Часто подходящей является, например, смесь ДМФ (диметилформамида) и толуола. Затем смесь нагревают, предпочтительно до температуры образования флегмы (от ~110 до 120°С) в инертной атмосфере в течение примерно 24 часов. Предпочтительно инертную атмосферу обеспечивают инертным газом, таким как азот или аргон. Воду можно удалять из реакционной смеси, используя перегонку, например, используя азеотропную перегонку. Это не является необходимым, когда сополимерный/терполимерный исходный материал и предшественники боковых цепей являются безводными. Полученный в результате полимерный материал охлаждают, а затем отделяют от раствора растворителя. Осаждение, фильтрование и высушивание являются типичными стадиями выделения.Side chain precursors are reacted with the copolymer / terpolymer starting material, as described in detail in the Examples. For this reaction, the copolymer / terpolymer starting material and side chain precursors are usually dissolved in a suitable solvent. Often suitable, for example, is a mixture of DMF (dimethylformamide) and toluene. The mixture is then heated, preferably to a reflux temperature (from ~ 110 to 120 ° C.) in an inert atmosphere for about 24 hours. Preferably, an inert atmosphere is provided with an inert gas such as nitrogen or argon. Water can be removed from the reaction mixture using distillation, for example, using azeotropic distillation. This is not necessary when the copolymer / terpolymer starting material and side chain precursors are anhydrous. The resulting polymer material is cooled and then separated from the solvent solution. Precipitation, filtration and drying are typical stages of isolation.
Альтернативно сополимерный/терполимерный исходный материал и предшественники боковых цепей можно подвергать взаимодействию в отсутствие растворителя, например, реакции можно осуществлять путем перемешивания расплавленной смеси сополимерного/терполимерного исходного материала и предшественников боковых цепей вместе при соответствующей температуре (то есть наиболее предпочтительно при 100-200°C). В другой форме осуществления процесс можно проводить путем добавления сополимерного/терполимерного исходного материала и предшественников боковых цепей вместе или индивидуально в горячий экструдер; а затем проводить процесс путем реакционной экструзии. Обычно предпочтительно проводить эти реакции в атмосфере инертного газа (например, азота) или в вакууме для предотвращения разложения полимеров.Alternatively, the copolymer / terpolymer starting material and side chain precursors can be reacted in the absence of solvent, for example, the reactions can be carried out by mixing the molten mixture of the copolymer / terpolymer starting material and side chain precursors together at an appropriate temperature (i.e., most preferably at 100-200 ° C ) In another embodiment, the process can be carried out by adding the copolymer / terpolymer starting material and side chain precursors together or individually to the hot extruder; and then carry out the process by reactive extrusion. It is usually preferable to carry out these reactions in an atmosphere of inert gas (for example, nitrogen) or in vacuum to prevent decomposition of the polymers.
Реакционная смесь в конце реакции обычно содержит не прореагировавшие исходные материалы, которые могут включать свободный предшественник боковой цепи и предшественник главной цепи. Может присутствовать некоторое остаточное количество катализатора, если он использован в реакции. Эта реакция обычно не образует побочных продуктов. Амфифильный полимерный материал не нуждается в очистке из реакционной смеси, поскольку может быть предпочтительным наличие свободных предшественников боковых цепей в конечной композиции. Свободный предшественник боковой цепи может взаимодействовать с амфифильным полимерным материалом и посредством этого улучшать его свойства.The reaction mixture at the end of the reaction usually contains unreacted starting materials, which may include a free side chain precursor and a main chain precursor. Some residual amount of catalyst may be present if used in the reaction. This reaction usually does not form by-products. The amphiphilic polymeric material does not need to be purified from the reaction mixture, since it may be preferable to have free side chain precursors in the final composition. The free side chain precursor can interact with the amphiphilic polymeric material and thereby improve its properties.
Наиболее предпочтительно амфифильный полимерный материал включают в композицию жевательной резинки, как определено в шестом аспекте данного изобретения. В данном аспекте амфифильный полимерный материал имеет прямую или разветвленную главную цепь полимера и множество гидрофильных боковых цепей, присоединенных к главной цепи. Главная цепь представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера и малеинового ангидрида. Термин сополимер охватывает как биполимеры, так и терполимеры. Предпочтительно мономер представляет собой углеводородный мономер. Под термином "этиленненасыщенный полимеризуемый углеводородный мономер" авторы изобретения подразумевают полимеризуемый углеводород, содержащий по меньшей мере одну углерод-углеродную двойную связь, который способен полимеризоваться с образованием прямоцепочечного или разветвленного углеводородного полимера, имеющего углерод-углеродную главную цепь полимера. Согласно одной предпочтительной форме осуществления этиленненасыщенный полимеризуемый углеводородный мономер содержит 4 или 5 атомов углерода и представляет собой, например, изобутилен (2-метилпропен). Этиленненасыщенный мономер может альтернативно представлять собой конъюгированный диеновый углеводородный мономер, в частности, содержащий 4 или 5 атомов углерода, такой как 1,3-бутадиен или изопрен. Главная цепь может представлять собой терполимер, как описано в третьем аспекте данного изобретения. Этиленненасыщенный мономер может альтернативно представлять собой 1-октадецен.Most preferably, the amphiphilic polymeric material is included in the chewing gum composition as defined in the sixth aspect of the present invention. In this aspect, the amphiphilic polymeric material has a straight or branched polymer backbone and a plurality of hydrophilic side chains attached to the main chain. The main chain is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated monomer and maleic anhydride. The term copolymer covers both bipolymers and terpolymers. Preferably, the monomer is a hydrocarbon monomer. By the term "ethylenically unsaturated polymerizable hydrocarbon monomer", we mean a polymerizable hydrocarbon containing at least one carbon-carbon double bond that is capable of polymerizing to form a straight-chain or branched hydrocarbon polymer having a carbon-carbon polymer backbone. According to one preferred embodiment, the ethylenically unsaturated polymerizable hydrocarbon monomer contains 4 or 5 carbon atoms and is, for example, isobutylene (2-methylpropene). The ethylenically unsaturated monomer may alternatively be a conjugated diene hydrocarbon monomer, in particular containing 4 or 5 carbon atoms, such as 1,3-butadiene or isoprene. The main chain may be a terpolymer as described in a third aspect of the invention. The ethylenically unsaturated monomer may alternatively be 1-octadecene.
В данном аспекте изобретения этиленненасыщенный мономер может быть ароматическим и/или содержать атомы, иные, чем водород и углерод. Пригодные этиленненасыщенные мономеры включают стирол и винилметиловый эфир.In this aspect of the invention, the ethylenically unsaturated monomer may be aromatic and / or contain atoms other than hydrogen and carbon. Suitable ethylenically unsaturated monomers include styrene and vinyl methyl ether.
Боковые цепи обычно являются гидрофильными. Предшественники боковых цепей, которые взаимодействуют с сополимерным/терполимерным исходным материалом, могут оканчиваться либо гидроксильными, либо аминными группами. Особенно предпочтительный амфифильный полимерный материал имеет общую формулу B2-(Y2R2)x2, где B2 представляет собой прямую или разветвленную главную цепь полимера, которая представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера и малеинового ангидрида или терполимер, как описано выше, Y2 представляет собой O или NR5 и x2 представляет собой число боковых цепей и находится в интервале от 1 до 1000. R5 представляет собой H или C1-4 алкил, и каждый Y2R2 представляет собой гидрофильную боковую цепь.Side chains are usually hydrophilic. Side chain precursors that interact with the copolymer / terpolymer starting material can terminate with either hydroxyl or amine groups. A particularly preferred amphiphilic polymeric material has the general formula B 2 - (Y 2 R 2 ) x 2 , where B 2 is a straight or branched polymer backbone which is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated monomer and maleic anhydride or terpolymer as described above, Y 2 represents O or NR 5 and x 2 represents the number of side chains and is in the range from 1 to 1000. R 5 represents H or C 1-4 alkyl, and each Y 2 R 2 represents a hydrophilic side chain .
Типичный исходный сополимерный материал содержит от 1 до 50 мас.% малеинового ангидрида.A typical starting copolymer material contains from 1 to 50 wt.% Maleic anhydride.
Предпочтительно полимерный материал является таким, как определено в первом или третьем аспекте данного изобретения.Preferably, the polymeric material is as defined in the first or third aspect of the present invention.
Вследствие самой их природы композиции жевательной резинки являются липкими. Композиции жевательной резинки обычно содержат часть водорастворимого наполнителя, нерастворимую в воде основу жевательной резинки и корригенты. Резиновая основа обычно содержит смесь эластомеров, виниловых полимеров, эластомерных пластификаторов (или растворителей), эмульгаторов, наполнителей и смягчителей (пластификаторов). Известно, что все эластомеры, воски, эластомерные пластификаторы и виниловые полимеры вносят вклад в липкость резиновой основы.Due to their very nature, chewing gum compositions are sticky. Chewing gum compositions typically contain a portion of a water-soluble filler, a water-insoluble chewing gum base, and flavoring agents. The rubber base usually contains a mixture of elastomers, vinyl polymers, elastomeric plasticizers (or solvents), emulsifiers, fillers and softeners (plasticizers). It is known that all elastomers, waxes, elastomeric plasticizers and vinyl polymers contribute to the stickiness of the rubber base.
Амфифильный полимерный материал может быть включен в основу жевательной резинки, изготавливаемой в соответствии со стандартными технологиями, известными в данной области техники, которые дополнительно описаны в WO 2006/016179. Амфифильный полимерный материал можно альтернативно включать в композицию жевательной резинки независимо от резиновой основы. В предпочтительной форме осуществления изобретения амфифильный полимерный материал находится как в резиновой основе, так и в композиции жевательной резинки.An amphiphilic polymeric material can be incorporated into a chewing gum base manufactured in accordance with standard technologies known in the art, which are further described in WO 2006/016179. Amphiphilic polymeric material can alternatively be included in the chewing gum composition, regardless of the rubber base. In a preferred embodiment of the invention, the amphiphilic polymeric material is in both the rubber base and the chewing gum composition.
Включение полимерного материала в резиновую основу в дополнение или вместо части или всего воска, эластомерного материала и/или эластомерного растворителя уменьшает липкость резиновой основы и дает возможность значительно легче удалить жвачку с поверхностей. Резиновые основы можно, таким образом, выгодно удалять путем промывания водой или в слабом растворе детергента. Кроме того, в противоположность резиновым основам предшествующего уровня техники, твердость резиновой основы изменена за счет сольватации (пластификации) полимерного материала вероятнее, чем только за счет повышения температуры во рту. Ингредиенты резиновой основы можно варьировать в соответствии с данным изобретением, чтобы получить разнообразие резиновых основ и композиций для соответствия широкому ряду поверхностей и условий окружающей среды в природе.The incorporation of the polymeric material into the rubber base in addition to or instead of part or all of the wax, elastomeric material and / or elastomeric solvent reduces the stickiness of the rubber base and makes it easier to remove chewing gum from the surfaces. The rubber base can thus be advantageously removed by washing with water or in a mild detergent solution. In addition, in contrast to the rubber bases of the prior art, the hardness of the rubber base is changed due to the solvation (plasticization) of the polymer material is more likely than only due to an increase in temperature in the mouth. The ingredients of the rubber base can be varied in accordance with this invention to obtain a variety of rubber bases and compositions to suit a wide range of surfaces and environmental conditions in nature.
Конечно, все соединения резиновой основы должны быть приемлемыми для потребления человеком, например, они должны иметь пищевую или фармацевтическую категорию.Of course, all compounds of the rubber base must be acceptable for human consumption, for example, they must have a food or pharmaceutical category.
Обычно полимерный материал составляет 3-90 мас.% основы жевательной резинки, предпочтительно 3-15 мас.%. Полимерный материал может действовать в качестве заменителя для части или для всех ингредиентов в резиновой основе, которые вносят вклад в липкость.Typically, the polymeric material comprises 3-90 wt.% The basis of chewing gum, preferably 3-15 wt.%. The polymer material may act as a substitute for part or all of the rubber-based ingredients that contribute to tack.
Основа жевательной резинки может содержать от 0 до 6 мас.% воска. Примеры восков, которые могут присутствовать в резиновой основе, включают микрокристаллический воск, натуральный воск, нефтяной воск, парафиновый воск и их смеси. Воски обычно способствуют отвердеванию резиновых основ и улучшению срока хранения и текстуры, а также обеспечению регуляции скорости высвобождения корригентов. Также обнаружено, что воски смягчают основную смесь и улучшают эластичность во время жевания.The base of the chewing gum may contain from 0 to 6 wt.% Wax. Examples of waxes that may be present in a rubber base include microcrystalline wax, natural wax, petroleum wax, paraffin wax, and mixtures thereof. Waxes typically contribute to the hardening of rubber substrates and to an improvement in shelf life and texture, as well as in controlling the release rate of flavoring agents. It has also been found that waxes soften the base blend and improve elasticity during chewing.
Предпочтительно резиновая основа, по существу, не содержит воска, и эти свойства обеспечиваются полимерным материалом.Preferably, the rubber base is substantially wax free, and these properties are provided by the polymeric material.
Эластомерный материал обеспечивает желаемую эластичность и текстурные свойства, а также наполнитель. Пригодные эластомерные материалы включают синтетический и натуральный каучук. Более конкретно эластомерный материал выбран из сополимеров бутадиена и стирола, полиизобутилена и сополимеров изобутилена и изопрена. Обнаружено, что, если суммарное количество эластомерного материала является слишком низким, в резиновой основе отсутствует эластичность, жевательная текстура и связующая способность, тогда как, если содержание является слишком высоким, резиновая основа является твердой и каучукообразной. Типичные резиновые основы содержат 10-70 мас.% эластомерного материала. Обычно полимерный материал должен составлять по меньшей мере 1 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 10 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% эластомерного материала в основе жевательной резинки. В некоторых формах осуществления полимерный материал полностью заменяет эластомерный материал в основе жевательной резинки.The elastomeric material provides the desired elasticity and texture properties, as well as a filler. Suitable elastomeric materials include synthetic and natural rubber. More specifically, the elastomeric material is selected from copolymers of butadiene and styrene, polyisobutylene and copolymers of isobutylene and isoprene. It has been found that if the total amount of elastomeric material is too low, the rubber base lacks elasticity, chewing texture and bonding ability, whereas if the content is too high, the rubber base is solid and rubbery. Typical rubber bases contain 10-70 wt.% Elastomeric material. Typically, the polymeric material should comprise at least 1 wt.%, Preferably at least 10 wt.%, More preferably at least 50 wt.% Of the chewing gum base elastomeric material. In some embodiments, the polymeric material completely replaces the chewing gum base elastomeric material.
Эластомерные пластификаторы способствуют смягчению эластомерного материала и включают метилглицериновые или пентаэритритовые эфиры смол или модифицированных смол, таких как гидрогенизированные, димеризованные или полимеризованные смолы или их смеси. Примеры эластомерных пластификаторов, пригодных для использования в основе жевательной резинки по настоящему изобретению, включают пентаэритритовый эфир частично гидрогенизированной древесной смолы, пентаэритритовый эфир древесной смолы, глицериновый эфир частично димеризованной смолы, глицериновый эфир полимеризованной смолы, глицериновый эфир смолы таллового масла, глицериновый эфир древесной смолы и частично гидрогенизированной древесной смолы и частично гидрогенизированный метиловый эфир смолы; терпеновые смолы, включая политерпен, и полимеры α-пинена или β-пинена и их смеси. Эластомерные пластификаторы можно использовать вплоть до 30 мас.% резиновой основы. Предпочтительный диапазон эластомерного растворителя, однако, составляет от 2 до 18 мас.%. Предпочтительно он составляет менее чем 15 мас.%. Альтернативно эластомерный растворитель можно не использовать.Elastomeric plasticizers soften the elastomeric material and include methyl glycerol or pentaerythritol esters of resins or modified resins, such as hydrogenated, dimerized or polymerized resins, or mixtures thereof. Examples of elastomeric plasticizers suitable for use in the chewing gum base of the present invention include pentaerythritol ether of partially hydrogenated wood resin, pentaerythritol ether of wood resin, glycerin ether of partially dimerized resin, glyceric ether of polymerized resin, glyceric ether of resin tall oil resin, glyceric ether partially hydrogenated wood resin and partially hydrogenated methyl ester resin; terpene resins, including polyterpene, and polymers of α-pinene or β-pinene and mixtures thereof. Elastomeric plasticizers can be used up to 30 wt.% Rubber base. The preferred range of elastomeric solvent, however, is from 2 to 18 wt.%. Preferably, it is less than 15% by weight. Alternatively, the elastomeric solvent may not be used.
Массовое отношение эластомера вместе с полимерным материалом к эластомерному пластификатору предпочтительно находится в интервале (от 1 до 50): 1, предпочтительно (от 5 до 25): 1.The mass ratio of the elastomer together with the polymer material to the elastomeric plasticizer is preferably in the range (1 to 50): 1, preferably (5 to 25): 1.
Основа жевательной резинки предпочтительно содержит нетоксичный виниловый полимер. Такие полимеры обладают сродством к воде и включают поливинилацетат, сополимеры этилен/винилацетат и виниллаурат/винилацетат. Предпочтительно нетоксичный виниловый полимер представляет собой поливинилацетат. Предпочтительно нетоксичный виниловый полимер присутствует в количестве 15-45 мас.% основы жевательной резинки. Нетоксичный виниловый полимер должен иметь молекулярную массу по меньшей мере 2000.The chewing gum base preferably contains a non-toxic vinyl polymer. Such polymers have an affinity for water and include polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymers and vinyl laurate / vinyl acetate. Preferably, the non-toxic vinyl polymer is polyvinyl acetate. Preferably, the non-toxic vinyl polymer is present in an amount of 15-45% by weight of a gum base. A non-toxic vinyl polymer must have a molecular weight of at least 2000.
Основа жевательной резинки предпочтительно также содержит наполнитель. Наполнители используют для модификации текстуры резиновой основы и помогают при ее обработке. Примеры типичных наполнителей включают карбонат кальция, тальк, аморфный кремнезем и трикальция фосфат. Предпочтительно наполнитель представляет собой кремнезем. Размер частиц наполнителя обладает эффектом на связующую способность, плотность и технологические характеристики резиновой основы при компаундировании. Показано, что меньшие частицы наполнителя уменьшают липкость резиновой основы.The chewing gum base also preferably contains a filler. Fillers are used to modify the texture of the rubber base and help with its processing. Examples of typical fillers include calcium carbonate, talc, amorphous silica and tricalcium phosphate. Preferably, the filler is silica. The particle size of the filler has an effect on the bonding ability, density and technological characteristics of the rubber base during compounding. Smaller filler particles have been shown to reduce the stickiness of the rubber base.
Предпочтительно основа жевательной резинки содержит смягчитель. Смягчители используют для регуляции связующей способности, для модификации текстуры и для введения резких фазовых переходов плавления во время жевания продукта. Смягчители обеспечивают тщательное смешивание резиновой основы. Типичными примерами смягчителей являются гидрогенизированные растительные масла, ланолин, стеариновая кислота, стеарат натрия, стеарат калия и глицерин. Смягчители обычно используют в количествах от примерно 15% до примерно 40 мас.% основы жевательной резинки, и предпочтительно в количествах от примерно 20% до примерно 35% основы жевательной резинки.Preferably, the chewing gum base contains a softener. Softeners are used to regulate the binding ability, to modify the texture, and to introduce sharp melting phase transitions during chewing of the product. Softeners provide thorough mixing of the rubber base. Typical examples of emollients are hydrogenated vegetable oils, lanolin, stearic acid, sodium stearate, potassium stearate and glycerin. Softeners are typically used in amounts of from about 15% to about 40% by weight of the gum base, and preferably in amounts of from about 20% to about 35% of the gum base.
Предпочтительная основа жевательной резинки содержит эмульгатор. Эмульгаторы способствуют диспергированию несмешиваемых ингредиентов композиции жевательной резинки в единой стабильной системе. Пригодными примерами являются лецитин, глицерин, глицерина моноолеат, молочнокислые эфиры жирных кислот, лактилированные жирно-кислотные эфиры глицерина и пропиленгликоля, моно-, ди- и тристеарилацетаты, моноглицерида цитрат, стеариновая кислота, стеарилмоноглицеридилцитрат, стеарил-2-молочная кислота, триацетил глицерин, триэтил цитрат и полиэтиленгликоль. Эмульгатор обычно составляет от примерно 2% до примерно 10%, и предпочтительно от примерно 4% до примерно 6% основы жевательной резинки.A preferred chewing gum base comprises an emulsifier. Emulsifiers contribute to the dispersion of the immiscible ingredients of the chewing gum composition in a single stable system. Suitable examples are lecithin, glycerin, glycerol monooleate, lactic fatty acid esters, lactilated fatty acid esters of glycerol and propylene glycol, mono-, di- and tristearyl acetates, monoglyceride citrate, stearic acid, stearyl monoglyceride-glyceryl glycerol-2-acetyl triethyl citrate and polyethylene glycol. An emulsifier typically comprises from about 2% to about 10%, and preferably from about 4% to about 6%, of a gum base.
Композиция жевательной резинки содержит основу жевательной резинки и один или более чем один подсластитель и корригент. Композиция жевательной резинки может дополнительно содержать биологически активный ингредиент. Амфифильный полимерный материал регулирует высвобождение активного ингредиента из композиции жевательной резинки.The chewing gum composition comprises a chewing gum base and one or more than one sweetener and flavoring. The chewing gum composition may further comprise a biologically active ingredient. Amphiphilic polymeric material regulates the release of the active ingredient from the chewing gum composition.
Биологически активный ингредиент представляет собой любое вещество, которое модифицирует химический или физический процесс в организме человека или животного. Предпочтительно он представляет собой фармацевтически активный ингредиент и выбран, например, из антиагрегантных лекарств, лекарств против эректильной дисфункции, НСПВЛ, доноров NO для стенокардии, не опиоидных анальгетиков, антибактериальных лекарств, антацидов, диуретиков, противорвотных средств, антигистаминных средств, противовоспалительных средств, противокашлевых средств, противодиабетических средств (например, инсулина), опиоидов, гормонов и их комбинаций. Предпочтительно активный ингредиент представляет собой стимулятор, такой как кофеин или никотин. Альтернативно активный ингредиент представляет собой анальгетик. Дополнительным примером активного ингредиента является инсулин.A biologically active ingredient is any substance that modifies a chemical or physical process in the human or animal body. Preferably, it is a pharmaceutically active ingredient and is selected, for example, from antiplatelet drugs, drugs against erectile dysfunction, NSAIDs, NO donors for angina pectoris, non-opioid analgesics, antibacterial drugs, antacids, diuretics, antiemetics, antihistamines, anti-inflammatory drugs, antidiabetic agents (e.g., insulin), opioids, hormones, and combinations thereof. Preferably, the active ingredient is a stimulant such as caffeine or nicotine. Alternatively, the active ingredient is an analgesic. An additional example of the active ingredient is insulin.
В одной форме осуществления изобретения биологически активный ингредиент представляет собой нестероидное противовоспалительное лекарство (НСПВЛ), такое как диклофенак, кетопрофен, ибупрофен или аспирин. Альтернативно активный ингредиент представляет собой парацетамол (который обычно не относят к классу НСПВЛ).In one embodiment, the biologically active ingredient is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) such as diclofenac, ketoprofen, ibuprofen or aspirin. Alternatively, the active ingredient is paracetamol (which is usually not classified as NSAID).
В другой форме осуществления изобретения биологически активный ингредиент представляет собой витамин, минерал или другую пищевую добавку.In another embodiment, the biologically active ingredient is a vitamin, mineral, or other nutritional supplement.
Биологически активный ингредиент может представлять собой противорвотное средство, например, доласетрон. Альтернативно биологически активный ингредиент представляет собой лекарство против эректильной дисфункции, такое как силденафила цитрат.The biologically active ingredient may be an antiemetic, for example, dolasetron. Alternative biologically active ingredient is a medicine against erectile dysfunction, such as sildenafil citrate.
Как правило, композиция жевательной резинки содержит 0,01-20 мас.% активного ингредиента, более предпочтительно 0,1-5 мас.%. Композиция жевательной резинки может находиться в форме стандартной дозируемой формы, пригодной для перорального введения. Эта стандартная дозируемая форма предпочтительно имеет массу в интервале 0,5-4,5 г, например, около 1 г. Как правило, композиция жевательной резинки содержит 1-400 мг биологически активного ингредиента, более предпочтительно 1-10 мг, в зависимости от активного ингредиента. Когда активным ингредиентом, например, является никотин, композиция жевательной резинки обычно содержит 1-5 мг никотина. Когда активным ингредиентом является нестероидное противовоспалительное лекарство, такое как ибупрофен, композиция обычно содержит 10-100 мг активного ингредиента.Typically, the chewing gum composition contains 0.01-20 wt.% The active ingredient, more preferably 0.1-5 wt.%. The chewing gum composition may be in the form of a unit dosage form suitable for oral administration. This unit dosage form preferably has a weight in the range of 0.5-4.5 g, for example, about 1 g. Typically, the chewing gum composition contains 1-400 mg of biologically active ingredient, more preferably 1-10 mg, depending on the active ingredient. When the active ingredient, for example, is nicotine, the chewing gum composition typically contains 1-5 mg of nicotine. When the active ingredient is a non-steroidal anti-inflammatory drug, such as ibuprofen, the composition usually contains 10-100 mg of the active ingredient.
Как правило, композицию жевательной резинки следует жевать вплоть до часа, хотя чаще вплоть до 30 минут. Предпочтительно после 30 минут жевания по меньшей мере 40%, более предпочтительно по меньшей мере 45%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50% активного ингредиента, присутствующего в композиции жевательной резинки, высвобождается во рту. В зависимости от природы активного ингредиента и его назначения высвобождение может осуществляться за относительно более длительный или более короткий период. Для некоторых активных ингредиентов, например, предпочтительно медленное пролонгированное высвобождение, поскольку это может снизить побочные эффекты активного ингредиента. Этот так в случае силденафила цитрата, как описано в US 6592850. В таких случаях предпочтительно, чтобы высвобождалось не более 50% активного ингредиента после 15 минут жевания, и чтобы высвобождение активного ингредиента все еще продолжалось между 15 и 30 минутами после прекращения жевания.As a rule, the chewing gum composition should be chewed up to an hour, although more often up to 30 minutes. Preferably, after 30 minutes of chewing, at least 40%, more preferably at least 45%, most preferably at least 50% of the active ingredient present in the chewing gum composition is released in the mouth. Depending on the nature of the active ingredient and its purpose, the release may take place over a relatively longer or shorter period. For some active ingredients, for example, a slow, sustained release is preferable, as this can reduce the side effects of the active ingredient. This is the case for sildenafil citrate, as described in US 6,592,850. In such cases, it is preferable that no more than 50% of the active ingredient is released after 15 minutes of chewing, and that the release of the active ingredient still continues between 15 and 30 minutes after the termination of chewing.
Альтернативно может быть предпочтительно более быстрое высвобождение. Например, курящие люди, применяющие заместительную терапию никотина, предпочли бы более быструю доставку никотина для удовлетворения их никотинового голода. В таких случаях предпочтительно, чтобы 25-100% активного ингредиента высвобождалось после 10 минут жевания. Более предпочтительно 35-65% активного ингредиента высвобождается после 10 минут жевания. Композиция жевательной резинки быстрого высвобождения, которая обеспечивает более высокое суммарное высвобождение никотина после разумного периода жевания, обладает тем преимуществом, что потребителю необходимо покупать и жевать меньшее количество жевательной резинки (то есть меньшее число резинок или резинки с меньшей массой). Альтернативно и как преимущество для изготовителя, в композицию жевательной резинки необходимо добавлять меньшее количество активного ингредиента.Alternatively, a faster release may be preferable. For example, smokers using nicotine replacement therapy would prefer faster delivery of nicotine to satisfy their nicotine hunger. In such cases, it is preferred that 25-100% of the active ingredient is released after 10 minutes of chewing. More preferably, 35-65% of the active ingredient is released after 10 minutes of chewing. A quick release chewing gum composition that provides a higher total nicotine release after a reasonable chewing period has the advantage that the consumer needs to buy and chew less chewing gum (i.e., fewer gum or less gum). Alternatively and as an advantage for the manufacturer, a smaller amount of the active ingredient must be added to the chewing gum composition.
Подсластитель может быть выбран из широкого ряда веществ, включающих водорастворимые искусственные подсластители, водорастворимые агенты и дипептидные подсластители, включая их смеси. Корригенты могут быть выбраны из синтетических вкусовых липидов и/или масел, выделенных из растений, листьев, цветков, фруктов (и т.д.) и их комбинаций. Пригодные подсластители и корригенты дополнительно описаны в US 4518615.The sweetener can be selected from a wide range of substances, including water-soluble artificial sweeteners, water-soluble agents and dipeptide sweeteners, including mixtures thereof. Flavoring agents may be selected from synthetic flavoring lipids and / or oils isolated from plants, leaves, flowers, fruits (etc.) and combinations thereof. Suitable sweeteners and flavoring agents are further described in US 4,518,615.
Композиция жевательной резинки по настоящему изобретению может содержать дополнительный амфифильный полимерный материал (то есть дополнительно к полимерному материалу, который может присутствовать в основе жевательной резинки) в дополнение к основе жевательной резинки, подсластителю и корригенту. Предпочтительно этот дополнительный полимерный материал, если присутствует, составляет 1-20%, более предпочтительно 3-15 мас.% композиции жевательной резинки. Он может быть растворим или нерастворим в воде.The chewing gum composition of the present invention may contain additional amphiphilic polymeric material (that is, in addition to the polymeric material that may be present in the chewing gum base) in addition to the chewing gum base, sweetener and flavoring agent. Preferably, this additional polymeric material, if present, is 1-20%, more preferably 3-15% by weight of the chewing gum composition. It may be soluble or insoluble in water.
Способ изготовления композиции жевательной резинки обычно включает смешивание резиновой основы с биологически активным ингредиентом, а также подсластителями и корригентами. Стандартные способы получения композиций жевательной резинки описаны в Formulation and Production of Chewing and Bubble Gum. ISBN: 0-904725-10-3, которые включают изготовление жевательных резинок с покрытиями и с жидкими сердцевинами.A method of manufacturing a chewing gum composition typically involves mixing a rubber base with a biologically active ingredient, as well as sweeteners and flavoring agents. Standard methods for preparing chewing gum compositions are described in Formulation and Production of Chewing and Bubble Gum. ISBN: 0-904725-10-3, which include the manufacture of coated chewing gums and liquid cores.
Обычно композиции жевательной резинки готовят путем смешивания резиновой основы с подсластителями и корригентами в расплавленной форме с последующим охлаждением смеси.Typically, chewing gum compositions are prepared by mixing the rubber base with sweeteners and flavoring agents in molten form, followed by cooling the mixture.
Пригодное устройство для формования основы жевательной резинки и композиции включает устройство, способное смешивать компоненты вместе при повышенной температуре. Смесь может быть подогрета, но более предпочтительно смеситель нагревают с помощью рубашки вокруг смесительного бачка или полости. В лаборатории HAAKE MiniLab Micro Compounder (Thermo Fisher Corporation) можно использовать для получения как резиновой основы, так и композиции жевательной резинки. В промышленном масштабе особенно пригоден соответствующий червячный (или шнековый) смесительный аппарат, аппарат с Z-образными лопастями или двойными сигмовидными лопастями.A suitable device for forming a chewing gum base and composition includes a device capable of mixing the components together at an elevated temperature. The mixture may be heated, but more preferably, the mixer is heated with a jacket around the mixing tank or cavity. In the HAAKE laboratory, the MiniLab Micro Compounder (Thermo Fisher Corporation) can be used to produce both a rubber base and a chewing gum composition. On an industrial scale, a suitable worm (or screw) mixing apparatus, apparatus with Z-shaped blades or double sigmoid blades is particularly suitable.
В случае резиновой основы ингредиенты обычно смешивают вместе путем их ступенчатого добавления в диапазоне 80-120°C, обычно около 100°C. После получения резиновой основы материал экструдируют из Minilab.In the case of a rubber base, the ingredients are usually mixed together by adding them stepwise in the range of 80-120 ° C, usually about 100 ° C. After obtaining the rubber base, the material is extruded from Minilab.
Композиции жевательной резинки может требоваться нагревание до температуры около 100°C (например, в диапазоне 80-120°C) для однородного смешивания компонентов. Это может составлять проблему, когда в композиции жевательной резинки присутствует биологический активный ингредиент, и он является термочувствительным, то есть нестабильным при таких высоких температурах. Если активный ингредиент является термочувствительным, предпочтительно смешивание основы жевательной резинки с одним или более чем одним подсластителем и/или корригентом и нагревание до температуры в диапазоне 80-120°C (предпочтительно 100°C). Обычно смесь охлаждают до температуры в диапазоне 40-80°C, предпочтительно 50-70°C. Затем смесь охлаждают до температуры, при которой активный ингредиент стабилен, и к охлажденной смеси добавляют активный ингредиент, необязательно вместе с одним или более чем одним дополнительным подсластителем и корригентом, с образованием композиции жевательной резинки. Амфифильный полимерный материал, как определено выше в первом аспекте изобретения, добавляют либо на стадии формования резиновой основы, либо на стадии (ii), когда формуют композицию жевательной резинки. Полимерный материал можно добавлять на протяжении обеих этих стадий.Chewing gum compositions may require heating to a temperature of about 100 ° C (for example, in the range of 80-120 ° C) for uniform mixing of the components. This can be a problem when a biologically active ingredient is present in the chewing gum composition and is thermosensitive, i.e. unstable at such high temperatures. If the active ingredient is thermosensitive, it is preferable to mix the gum base with one or more sweetening and / or flavoring agents and heat to a temperature in the range of 80-120 ° C (preferably 100 ° C). Typically, the mixture is cooled to a temperature in the range of 40-80 ° C, preferably 50-70 ° C. The mixture is then cooled to a temperature at which the active ingredient is stable, and the active ingredient is added to the cooled mixture, optionally together with one or more additional sweetening and flavoring agents, to form a chewing gum composition. The amphiphilic polymeric material, as defined above in the first aspect of the invention, is added either at the stage of molding the rubber base, or at stage (ii) when the chewing gum composition is formed. Polymer material can be added during both of these steps.
После завершения смешивания композицию жевательной резинки экструдируют.After mixing, the chewing gum composition is extruded.
Дозируемую форму композиции жевательной резинки можно получать путем экструдирования жевательной резинки и формования экструдата в желаемую форму. Единичная дозируемая форма обычно имеет массу в интервале 0,5-2,5 г, обычно около 1 г. Единичная дозируемая форма может иметь форму цилиндрического или сферического тела или таблетки.The dosage form of the chewing gum composition can be obtained by extruding the chewing gum and molding the extrudate into the desired shape. The unit dosage form usually has a weight in the range of 0.5-2.5 g, typically about 1 g. The unit dosage form may be in the form of a cylindrical or spherical body or tablet.
Обычно композиция жевательной резинки содержит 5-95 мас.%, предпочтительно 10-50 мас.%, более предпочтительно 15-45% основы жевательной резинки. Дополнительный полимерный материал может быть также добавлен для получения композиции жевательной резинки в таком количестве, что оно составляет 1-15%, более предпочтительно 3-15% композиции жевательной резинки.Typically, the chewing gum composition contains 5-95 wt.%, Preferably 10-50 wt.%, More preferably 15-45% of the gum base. Additional polymeric material may also be added to obtain a chewing gum composition in such an amount that it is 1-15%, more preferably 3-15% of the chewing gum composition.
Стадии получения композиции жевательной резинки можно осуществлять последовательно в одном и том же аппарате, либо можно осуществлять в различных местах, и в этом случае можно чередовать стадии охлаждения и нагревания.The steps for preparing a chewing gum composition can be carried out sequentially in the same apparatus, or can be carried out in different places, in which case cooling and heating steps can be alternated.
Хотя полезные свойства нового полимерного материала особенно очевидны в отношении основ жевательной резинки, также должно быть понятно, что новые полимеры придадут свои полезные свойства другим композициям, которые требуют сниженной адгезионной способности или модифицированного гидрофильного/гидрофобного баланса. Поскольку новые полимеры считают нетоксичными, их можно включать в композиции, которые применяют в контакте с организмом человека.Although the useful properties of the new polymeric material are particularly evident with respect to chewing gum bases, it should also be understood that the new polymers will give their useful properties to other compositions that require reduced adhesion or a modified hydrophilic / hydrophobic balance. Since new polymers are considered non-toxic, they can be included in compositions that are used in contact with the human body.
Новый полимерный материал может иметь применения для личной гигиены, например, в моющих средствах для тела и/или волос, косметике, средствах ухода за кожей и против солнца. Полимерный материал можно также применять в качестве эмульгатора в пищевых продуктах. Одно из особенно предпочтительных применений полимерного материала составляет эмульгатор, диспергирующий агент или адъювант в косметических изделиях, либо применение в качестве стабилизатора. Альтернативно полимерный материал может иметь применение в домашнем хозяйстве, как, например, в детергентах, моющих средствах для ковров, тканей, окон, ванной, кухни, а также многоцелевых очистителях. Полимерные материалы могут быть также полезны в качестве сурфактантов или чистящих средств для применений в личной гигиене или домашнем хозяйстве.The new polymeric material can be used for personal hygiene, for example, in detergents for the body and / or hair, cosmetics, skin care products and against the sun. The polymeric material can also be used as an emulsifier in food products. One particularly preferred use of the polymeric material is an emulsifier, dispersing agent or adjuvant in cosmetic products, or use as a stabilizer. Alternatively, the polymeric material can be used in the household, such as in detergents, detergents for carpets, fabrics, windows, bathrooms, kitchens, as well as multi-purpose cleaners. Polymeric materials may also be useful as surfactants or cleaning products for personal care or household applications.
Показано, что новый полимерный материал влияет на взаимодействие воды с поверхностями. Это означает, что полимерный материал можно применять для покрытия тканей, стекла и поверхностей архитектурных сооружений. Этот полимерный материал можно, кроме того, применять в композиции покрытия, предотвращающего запотевание стекла.It is shown that a new polymer material affects the interaction of water with surfaces. This means that the polymer material can be used to cover fabrics, glass and surfaces of architectural structures. This polymeric material can also be used in a coating composition that prevents glass from fogging.
Покрытия из этих привитых сополимеров могут оказаться полезными при защите ряда поверхностей, например, тротуаров, дорог, поверхностей архитектурных сооружений, таких как цемент, бетон, стекло, металл, кирпич, камень, гранит, керамическая плитка и другие кирпичные кладки и ткани.Coatings from these grafted copolymers can be useful in protecting a number of surfaces, for example, sidewalks, roads, surfaces of architectural structures, such as cement, concrete, glass, metal, brick, stone, granite, ceramic tiles and other brickwork and fabrics.
В альтернативной форме осуществления новый полимерный материал применяют в качестве увлажняющего агента, например, на поверхности контактных линз, или применяют в качестве адъюванта для сельскохозяйственных опрыскивателей (увлажняющего агента для листьев).In an alternative embodiment, the new polymeric material is used as a moisturizing agent, for example, on the surface of contact lenses, or is used as an adjuvant for agricultural sprayers (moisturizing agent for leaves).
В шестом аспекте данного изобретения предложена эмульсия, содержащая амфифильный материал, как описано выше в отношении композиции жевательной резинки, где амфифильный материал обычно действует в качестве эмульгатора. Эмульсия может представлять собой эмульсию масло-в-воде или вода-в-масле. Эмульсию можно применять в косметических изделиях или альтернативно изделиях для домашнего хозяйства, таких как краски. Амфифильный полимерный материал может действовать в качестве сурфактанта для стабилизации эмульсии.In a sixth aspect of the present invention, there is provided an emulsion comprising an amphiphilic material as described above with respect to a chewing gum composition, wherein the amphiphilic material generally acts as an emulsifier. The emulsion may be an oil-in-water or water-in-oil emulsion. The emulsion can be used in cosmetic products or alternatively household products such as paints. Amphiphilic polymeric material can act as a surfactant to stabilize the emulsion.
В данной форме осуществления особенно предпочтительно, что в процессе получения полимерного материала не прореагировавший малеиновый ангидрид в главной цепи полимера подвергают открытию кольца (например, путем гидролиза или использования основания). В эмульсии обычно полимерный материал составляет от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно около 1 мас.% масляной фазы, но его можно варьировать для модификации стабильности эмульсии. В данном контексте под маслом авторы изобретения подразумевают относительно гидрофобную жидкость, которая не смешиваема с водой. Масло может представлять собой, например, силиконовое масло или толуол. Соотношения воды и масла обычно варьируют в соответствии с применением и могут варьировать между основанными преимущественно на воде и преимущественно на масле. Растворимость полимерного материала в воде и в маслах определяет способ получения композиции и структуру эмульсии. Как правило, эмульсия, стабилизированная использованием эмульгатора, растворимого в масляной фазе, приведет к эмульсии вода-в-масле, тогда как эмульсия, образованная с использованием водорастворимого материала, приведет к эмульсии масло-в-воде. Как подробно описано выше, выбор главной цепи полимера определяет его гидрофильность и степень возможного преобразования гидрофильными боковыми цепями. Полимерные материалы с более гидрофобными главными цепями (или менее гидрофильными боковыми цепями) должны быть склонны к стабилизации эмульсий вода-в-масле, тогда как более гидрофильные главные цепи (или полимерные материалы с большим количеством боковых цепей) должны быть склонны к стабилизации эмульсий масло-в-воде.In this embodiment, it is particularly preferred that, in the process of producing the polymer material, unreacted maleic anhydride in the polymer backbone is subjected to ring opening (eg, by hydrolysis or using a base). In an emulsion, typically the polymeric material comprises from 0.1 to 10 wt.%, Preferably about 1 wt.% Of the oil phase, but it can be varied to modify the stability of the emulsion. In this context, by oil, the inventors mean a relatively hydrophobic liquid that is not miscible with water. The oil may be, for example, silicone oil or toluene. The ratios of water to oil usually vary according to application and may vary between those based primarily on water and mainly on oil. The solubility of the polymer material in water and in oils determines the method for preparing the composition and the structure of the emulsion. Typically, an emulsion stabilized using an oil-soluble emulsifier will result in a water-in-oil emulsion, while an emulsion formed using a water-soluble material will result in an oil-in-water emulsion. As described in detail above, the choice of the main chain of the polymer determines its hydrophilicity and the degree of possible conversion by hydrophilic side chains. Polymeric materials with more hydrophobic backbones (or less hydrophilic side chains) should be prone to stabilize water-in-oil emulsions, while more hydrophilic main chains (or polymeric materials with a large number of side chains) should be prone to stabilize oil-in-oil emulsions. in water.
Значение ГЛБ (гидрофильно-липофильного баланса) полимерного материала может дать хорошее указание на способность этого материала действовать в качестве эмульгатора. Значения ГЛБ более подробно описаны в Colloid & Surface Chemistry, Duncan J. Shaw, 4th edition, ISBN: 0750611820. Как правило, если полимерный материал имеет значение ГЛБ в интервале от 3 до 6, он образует эмульсию вода-в-масле, а если значение ГЛБ находится в интервале от 8 до 15, полимерный материал образует эмульсию масло-в-воде.The value of HLB (hydrophilic-lipophilic balance) of the polymer material can give a good indication of the ability of this material to act as an emulsifier. HLB values are more fully described in Colloid & Surface Chemistry, Duncan J. Shaw , 4 th edition, ISBN: 0750611820. Typically, if the polymeric material has an HLB value ranging from 3 to 6, it forms a water-in-oil emulsion, and if the HLB value is in the range from 8 to 15, the polymer material forms an oil-in-water emulsion.
Далее в изобретении предложено применение амфифильного полимерного материала, как описано выше по отношению к композиции жевательной резинки, в качестве сурфактанта для чистки и мытья. Предпочтительно в данной форме осуществления не прореагировавший малеиновый ангидрид в главной цепи подвергают размыканию кольца, как подробно описано выше, используя основание, например, NaOH. Наиболее предпочтительно амфифильный полимерный материал представляет собой натриевую или калийную соль.The invention further provides the use of an amphiphilic polymeric material, as described above with respect to a chewing gum composition, as a surfactant for cleaning and washing. Preferably, in this embodiment, the unreacted maleic anhydride in the main chain is subjected to ring opening, as described in detail above, using a base, for example, NaOH. Most preferably, the amphiphilic polymeric material is a sodium or potassium salt.
Теперь изобретение проиллюстрировано приведенными ниже Примерами, которые относятся к фиг.1-3, на которых:The invention is now illustrated by the following Examples, which refer to figures 1-3, in which:
На фиг.1 показаны измерения угла контакта для различных привитых сополимеров.1 shows contact angle measurements for various grafted copolymers.
На фиг.2 показано высвобождение коричного альдегида из жевательных резинок.Figure 2 shows the release of cinnamaldehyde from chewing gum.
На фиг.3 показано высвобождение ибупрофена из образцов.Figure 3 shows the release of ibuprofen from samples.
Контрольный пример 1.0 - Главные цепи полимераReference Example 1.0 - Polymer backbones
1.1 Сополимеры малеинового ангидрида1.1 Copolymers of maleic anhydride
Поли(изобутилен-чер-малеиновый ангидрид):Poly (isobutylene-cher-maleic anhydride):
Две молекулярные массы (Mn: 6000, 60000 г/моль, как описано поставщиком), оба получены от фирмы Sigma-Aldrich.Two molecular weights (M n : 6000, 60,000 g / mol, as described by the supplier), both obtained from Sigma-Aldrich.
Поли(малеиновый ангидрид-чер-октадецен):Poly (maleic anhydride-cher-octadecene):
Молекулярная масса 30-50000 г/моль (как заявлено поставщиком); получен от фирмы Sigma-Aldrich.Molecular weight of 30-50000 g / mol (as stated by the supplier); obtained from Sigma-Aldrich.
1.2 Терполимеры этилена - малеинового ангидрида1.2 Ethylene Maleic Anhydride Terpolymers
Эти полимеры представляют собой случайные сополимеры этилена, малеинового ангидрида и другого мономера.These polymers are random copolymers of ethylene, maleic anhydride and another monomer.
Поли(этилен-со-бутилакрилат-со-малеиновый ангидрид)Poly (ethylene-co-butyl acrylate-co-maleic anhydride)
Этот полимер представляет собой сополимер этилена (91 мас.%), N-бутилакрилата (6%) и малеинового ангидрида (3%). Этот материал был получен от Sigma-Aldrich (информация о молекулярной массе является закрытой и собственной).This polymer is a copolymer of ethylene (91 wt.%), N-butyl acrylate (6%) and maleic anhydride (3%). This material was obtained from Sigma-Aldrich (molecular weight information is proprietary and proprietary).
Поли(этилен-со-винилацетат-со-малеиновый ангидрид)Poly (ethylene-co-vinyl acetate-co-maleic anhydride)
Этот полимер представляет собой сополимер этилена, винилацетата и малеинового ангидрида. Полимер был получен от Arkema и имеется в продаже под торговым названием Orevac (использовали марку 9304).This polymer is a copolymer of ethylene, vinyl acetate and maleic anhydride. The polymer was obtained from Arkema and is commercially available under the trade name Orevac (used brand 9304).
Контрольный пример 2.0 - Предшественники боковых цепейTest Example 2.0 - Side Chain Precursors
Во всех случаях привитый компонент сополимера представлял собой метоксиполи(этиленгликоль) (МПЭГ), также известный как поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (ПЭГМЭ). Материал был получен от двух поставщиков, фирмы Sigma-Aldrich и Clariant (имеется в продаже как Polyglykol М 2000S). В обоих случаях полимеры были проданы как имеющие молекулярную массу 2000, и считают, что они обладают очень сходной химической структурой и свойствами. Полимеры 1, 3-5 и 7 (Таблица 1) синтезировали, используя материал Aldrich, другие синтезировали, используя материал Clariant.In all cases, the graft component of the copolymer was methoxypoly (ethylene glycol) (MPEG), also known as poly (ethylene glycol) methyl ether (PEGME). The material was obtained from two suppliers, Sigma-Aldrich and Clariant (commercially available as Polyglykol M 2000S). In both cases, the polymers were sold as having a molecular weight of 2000, and are believed to have very similar chemical structures and properties.
Контрольный пример 3.0 - Привитые сополимерыReference Example 3.0 - Grafted Copolymers
Под "привитым сополимером" авторы изобретения подразумевают "полимерный материал", и эти два термина используют взаимозаменяемо.By “grafted copolymer,” we mean “polymeric material,” and the two terms are used interchangeably.
Был синтезирован ряд привитых сополимеров путем прививания МПЭГ на главные цепи, описанные в контрольных примерах 1 и 2.A number of grafted copolymers were synthesized by grafting MPEG onto the backbones described in Control Examples 1 and 2.
"Количество МА в главной цепи" означает процент молярной массы главной цепи, которая состоит из МА. "Целевой МА" означает процент общего числа моль МА в главной цепи, который следует ожидать для взаимодействия с МПЭГ, добавленным в реакционную смесь. В случае полимеров, где это значение составляет 100, было добавлено достаточно МПЭГ для прививания цепи ПЭГ на каждое звено МА на главной цепи."The amount of MA in the main chain" means the percentage of the molar mass of the main chain, which consists of MA. “Target MA” means the percentage of the total number of moles of MA in the backbone that would be expected to interact with MPEG added to the reaction mixture. In the case of polymers where this value is 100, enough MPEG was added to inoculate the PEG chain on each MA link on the main chain.
Как должно быть очевидно из таблицы 1, часто не весь МА был нацелен на взаимодействие. Например, в случае образцов полимера 1-5 взаимодействовала только доля малеинового ангидрида в альтернативной главной цепи сополимера. В связи с этим остается ряд колец малеинового ангидрида, присутствующих на главных цепях, которые сами могут быть использованы путем размыкания кольца (см. раздел, относящийся к эмульгированию). Можно отметить, что в некоторых случаях не весь малеиновый ангидрид, нацеленный на взаимодействие с МПЭГ, может прореагировать.As should be obvious from table 1, often not all MA was aimed at interaction. For example, in the case of polymer samples 1-5, only the proportion of maleic anhydride in the alternative backbone of the copolymer interacted. In this regard, there remains a number of rings of maleic anhydride present on the main chains, which themselves can be used by opening the ring (see the section related to emulsification). It can be noted that in some cases, not all maleic anhydride, aimed at interacting with MPEG, can react.
3.1 Синтез привитого сополимера3.1 Synthesis of grafted copolymer
Полимер 1:Polymer 1:
Поли(изобутилен-чер-малеиновый ангидрид) (Mn: 6000 г/моль, 40 г) и поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 50 г) растворяли в смеси ДМФ (100 мл) и толуола (100 мл) в реакционной колбе. Колбу нагревали при температуре образования флегмы в атмосфере газообразного азота в течение 24 ч, удаляя какую-либо присутствующую воду из реакционной смеси с помощью азеотропной дистилляции и сбора в аппарате Дина-Старка. Полученный в результате раствор полимера охлаждали и осаждали в диэтиловый эфир, полимер выделяли, используя фильтрование, и высушивали для удаления следов растворителя. Прививание МПЭГ на главную цепь было подтверждено с использованием инфракрасной спектроскопии, в которой использовали спектрофотометр Bruker, путем наблюдения изменений в области 1700-1850 см-1, связанной со звеньями малеинового ангидрида.Poly (isobutylene-cher-maleic anhydride) (M n : 6000 g / mol, 40 g) and poly (ethylene glycol) methyl ether (M n : 2000 g / mol, 50 g) were dissolved in a mixture of DMF (100 ml) and toluene (100 ml) in a reaction flask. The flask was heated at reflux temperature in an atmosphere of gaseous nitrogen for 24 hours, removing any water present from the reaction mixture by azeotropic distillation and collection in a Dean-Stark apparatus. The resulting polymer solution was cooled and precipitated in diethyl ether, the polymer was isolated using filtration, and dried to remove traces of solvent. The grafting of MPEG on the main chain was confirmed using infrared spectroscopy, which used a Bruker spectrophotometer, by observing changes in the region of 1700-1850 cm -1 associated with units of maleic anhydride.
Концентрацию малеинового ангидрида (МА) в главной цепи сначала определяли путем растворения образца в хлороформе и измерения коэффициента пропускания при 1830 и 1790 см-1. В случае чистого растворителя в этих точках обычно наблюдают коэффициент пропускания примерно 83%. Присутствие МА вызывает снижение коэффициента пропускания инфракрасного излучения в данных точках, где это снижение прямо пропорционально концентрации МА в полимере. Поскольку концентрация МА снижается в результате процесса прививания, ожидают, что коэффициент пропускания снова возрастает. Таким образом, путем сравнения коэффициента пропускания в этих двух точках до и после взаимодействия возможно оценить, был ли процесс прививания успешным.The concentration of maleic anhydride (MA) in the main chain was first determined by dissolving the sample in chloroform and measuring the transmittance at 1830 and 1790 cm -1 . In the case of a pure solvent, a transmittance of about 83% is usually observed at these points. The presence of MA causes a decrease in the transmittance of infrared radiation at these points, where this decrease is directly proportional to the concentration of MA in the polymer. As the concentration of MA decreases as a result of the grafting process, it is expected that the transmittance increases again. Thus, by comparing the transmittance at these two points before and after the interaction, it is possible to assess whether the grafting process was successful.
Полимер 2:Polymer 2:
Полимер 2 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: г/моль, 110 г) в качестве привитого компонента сополимера. Реакции давали возможность продолжаться всего в течение 36 ч. Полимер был охарактеризован так же, как полимер 1.
Полимер 3:Polymer 3:
Полимер 3 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя поли(изобутилен-чер-малеиновый ангидрид) (Mn: 60000 г/моль, 40 г) в качестве главной цепи. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.
Полимер 4:Polymer 4:
Полимер 4 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя поли(малеиновый ангидрид-чер-октадецен) (Mn: 30-50000 г/моль, 50 г) в качестве главной цепи и поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 30 г) в качестве привитого компонента. Толуол (200 мл) использовали в качестве растворителя реакционной смеси; в этом случае раствор полимера осаждали в воде. Амфифильная природа полученного в результате привитого сополимера привела к низкому выходу (25% теоретического). Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.
Полимер 5:Polymer 5:
Полимер 5 синтезировали таким же путем, как полимер 4, за исключением того, что раствор полимера не осаждали в воде, вместо этого реакционный растворитель удаляли в вакууме. Вследствие этого материал был выделен при более высоком выходе, чем P4, и может быть пригоден для применений, где избыток ПЭГ в конечном продукте не имеет критического значения. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.Polymer 5 was synthesized in the same way as
Полимер 6:Polymer 6:
Полимер 6 синтезировали таким же путем, как полимер 4, используя поли(малеиновый ангидрид-чер-октадецен) (Mn: 30-50000 г/моль, 20 г), поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 136 г) в качестве привитого компонента. Толуол (500 мл) использовали в качестве реакционного растворителя; раствор полимера осаждали в гексане. Реакции давали возможность идти в течение в целом 36 ч. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1. Избыток ПЭГ можно удалить из полимера посредством диализа или подобной методологии.Polymer 6 was synthesized in the same way as
Полимер 7:Polymer 7:
Полимер 7 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя поли(этилен-со-бутилакрилат-со-малеиновый ангидрид) (40 г) в качестве главной цепи и поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 30 г) в качестве привитого компонента. Смесь ксилола (100 мл) и толуола (100 мл) использовали в качестве реакционного растворителя; в этом случае раствор полимера осаждали в этаноле. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.Polymer 7 was synthesized in the same way as
Полимер 8:Polymer 8:
Полимер 8 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя поли(этилен-со-винилацетат-со-малеиновый ангидрид) (40 г) в качестве главной цепи и поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 13 г) в качестве привитого компонента. Смесь ксилола (125 мл) и толуола (125 мл) использовали в качестве реакционного растворителя; в этом случае раствор полимера осаждали в этаноле. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.
Полимер 9:Polymer 9:
Полимер 9 синтезировали таким же путем, как полимер 8, используя поли(этиленгликоль)-метиловый эфир (Mn: 2000 г/моль, 39 г) в качестве привитого компонента. Полимер тщательно промывали дополнительным количеством этанола после фильтрования для удаления ПЭГ из полимера. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.Polymer 9 was synthesized in the same way as
Полимер 10:Polymer 10:
Полимер 10 синтезировали таким же путем, как полимер 1, используя (изобутилен-чер-малеиновый ангидрид) (Mn: 6000 г/моль, 20 г) и Jeffamine M-1000 (функционализированный амином полиэфир, Mn: 1000 г/моль, 129 г) в качестве привитого компонента. Реакции давали возможность идти в течение в целом 24 ч и использовали толуол (200 мл) в качестве растворителя. Полученный в результате раствор полимера охлаждали и осаждали в гексан при 0°C. Полимер был охарактеризован подобно полимеру 1.
Пример 4: Испытания примененияExample 4: Application Tests
Во всех случаях за исключением испытания 2 (испытаний на адгезию, 4.2) все испытания основаны на свойстве, которое является результатом амфифильности привитых сополимеров.In all cases, with the exception of test 2 (adhesion tests, 4.2), all tests are based on a property that results from the amphiphilicity of the grafted copolymers.
4.1 Применение полимеров в качестве эмульгаторов/сурфактантов - Испытание 14.1 The use of polymers as emulsifiers / surfactants -
4.1.1 Цель4.1.1 Purpose
Для измерения способности полимеров к действию в качестве эмульгаторов (демонстрации поверхностной активности) для эмульсий двух несмешиваемых жидкостей. Поскольку амфифильный полимерный материал действует в качестве сурфактанта (поверхностно-активного агента), он должен присутствовать на границах раздела между двумя фазами. Гидрофильные участки (ПЭГ) и возможно гидролизованные звенья МА должны находиться в водной фазе или примыкать к водной фазе, тогда как углеводородные участки главной цепи полимера должны быть ассоциированы с маслом (которое обычно не полностью смешиваемо с водой).To measure the ability of polymers to act as emulsifiers (demonstrating surface activity) for emulsions of two immiscible liquids. Since the amphiphilic polymeric material acts as a surfactant (surfactant), it must be present at the interfaces between the two phases. Hydrophilic sites (PEGs) and possibly hydrolyzed MA units should be in the aqueous phase or adjacent to the aqueous phase, while the hydrocarbon sections of the polymer backbone should be associated with oil (which is usually not completely miscible with water).
4.1.2 Методология4.1.2 Methodology
МатериалыMaterials
2 M раствор NaOH: NaOH (8 г, Aldrich, степени чистоты, соответствующей стандарту ACS) растворяли в воде (100 мл).A 2 M NaOH solution: NaOH (8 g, Aldrich, ACS grade) was dissolved in water (100 ml).
Силиконовое масло: Dow Corning Corporation 200® жидкость, вязкость 5 сСт (25°C).Silicone oil: Dow Corning Corporation 200® liquid, viscosity 5 cSt (25 ° C).
Эмульсия вода-в-маслеWater-in-oil emulsion
Применима, где привитый сополимер растворим в масле (в данном случае продемонстрировано с толуолом), но обладает более низкой или незначительной растворимостью в воде (этот тип растворения является распространенным для всех привитых сополимеров, описанных в примерах, до некоторой степени за исключением 6), что продемонстрировано здесь с полимером 9. Не связываясь с теорией, считают, что образовавшаяся коллоидная смесь масла и воды имеет масло в качестве дисперсионной среды и воду в качестве дисперсной фазы; и может быть, следовательно, описана как эмульсия вода-в-масле. Общепризнано, что фаза, в которой эмульгатор (сурфактант) является более растворимым, склонна находиться в качестве дисперсионной среды (это обобщение известно как правило Банкрофта). Следовательно, эмульсия вода-в-масле обычно образуется, когда образование эмульсии успешно происходит в результате добавления воды к раствору относительно гидрофобного или нерастворимого в воде сурфактанта в масле, как в данном случае. Информация о том, масло или вода является дисперсионной средой в эмульсии, может быть получена специалистами в данной области техники различными способами. Они описаны, например, в Introduction to Colloid & Surface Chemistry (Duncan J. Shaw, 4th edition, ISBN: 0750611820). В один из описанных пригодных способов вовлечено добавление воды и масла (или масляной смеси) к двум различным аликвотам эмульсии. Если эмульсия может легко смешиваться с маслом (то есть без образования отдельного слоя масла), то дисперсионной средой является масло, и эмульсия имеет структуру вода-в-масле; если эмульсия может смешиваться с водой, то дисперсионной средой является вода, и эмульсия представляет собой эмульсию масло-в-воде.It is applicable where the grafted copolymer is soluble in oil (in this case demonstrated with toluene), but has a lower or insignificant solubility in water (this type of dissolution is common for all grafted copolymers described in the examples, to some extent with the exception of 6), which demonstrated here with polymer 9. Without being bound by theory, it is believed that the resulting colloidal mixture of oil and water has oil as a dispersion medium and water as a dispersed phase; and can therefore be described as a water-in-oil emulsion. It is generally accepted that the phase in which the emulsifier (surfactant) is more soluble tends to be a dispersion medium (this generalization is known as Bancroft's rule). Therefore, a water-in-oil emulsion is usually formed when the formation of the emulsion is successful as a result of adding water to the solution of a relatively hydrophobic or water-insoluble surfactant in oil, as in this case. Information about whether oil or water is a dispersion medium in an emulsion can be obtained by specialists in this field of technology in various ways. They are described, for example, in Introduction to Colloid & Surface Chemistry (Duncan J. Shaw, 4 th edition, ISBN: 0750611820). One suitable method described is the addition of water and oil (or an oil mixture) to two different aliquots of the emulsion. If the emulsion can be easily mixed with oil (that is, without the formation of a separate layer of oil), the dispersion medium is oil, and the emulsion has a water-in-oil structure; if the emulsion can be mixed with water, the dispersion medium is water, and the emulsion is an oil-in-water emulsion.
Полимер 9 (0,44 г) и толуол (44 г, 50 мл) взвешивали в 100 мл химический стакан, и полимер растворяли путем нагревания смеси при 80°C в водяной бане. Деионизованную воду (50 мл) нагревали в отдельном стакане в той же водяной бане. Затем оба стакана извлекали из водяной бани, и в раствор помещали лопастную мешалку, управляемую мешалкой, расположенной сверху. Пока оба раствора были еще горячими, деионизованную воду постепенно добавляли в энергично перемешиваемый раствор в толуоле. Как только добавление было завершено (~2 мин), эмульсию перемешивали со срезывающим усилием, используя лабораторный эмульгатор Silverson, в течение 1 мин. Затем снова начинали перемешивание лопастной мешалкой и поддерживали до тех пор, пока эмульсия не достигала комнатной температуры. Затем образец эмульсии помещали в герметичную банку с завинчивающейся крышкой и проводили визуальный мониторинг через определенные промежутки времени (1 ч, 24 ч, 1 неделя).Polymer 9 (0.44 g) and toluene (44 g, 50 ml) were weighed into a 100 ml beaker, and the polymer was dissolved by heating the mixture at 80 ° C. in a water bath. Deionized water (50 ml) was heated in a separate glass in the same water bath. Then, both glasses were removed from the water bath, and a paddle mixer controlled by a mixer located on top was placed in the solution. While both solutions were still hot, deionized water was gradually added to the vigorously stirred solution in toluene. Once the addition was complete (~ 2 min), the emulsion was mixed with shearing force using a Silverson laboratory emulsifier for 1 min. Then, stirring was started again with a paddle stirrer and maintained until the emulsion reached room temperature. Then the emulsion sample was placed in a sealed jar with a screw cap and visual monitoring was carried out at certain intervals (1 h, 24 h, 1 week).
Одну аликвоту эмульсии смешивали с толуолом, и одну с водой. Эмульсия легко смешивалась с толуолом, но не смешивалась с водой, которая образовывала отдельный слой. Поэтому полученную в результате коллоидную смесь считали эмульсией вода-в-масле, в которой сурфактант составляет 0,5 мас.% суммарной эмульсии.One aliquot of the emulsion was mixed with toluene, and one with water. The emulsion was easily mixed with toluene, but not mixed with water, which formed a separate layer. Therefore, the resulting colloidal mixture was considered a water-in-oil emulsion in which the surfactant was 0.5% by weight of the total emulsion.
Эмульсия масло-в-водеOil-in-water emulsion
Применима, где дальнейшая модификация привитого сополимера собственно растворима в воде (в данном случае продемонстрировано с толуолом), но обладает более низкой (как в данном случае) или незначительной растворимостью в масле. Не связываясь с теорией, считают, что образовавшаяся коллоидная смесь масла и воды имеет воду в качестве дисперсионной среды и масло в качестве дисперсной фазы; и может быть, следовательно, описана как эмульсия масло-в-воде. Эта структура обычно встречается, когда эмульсия образована посредством добавления масла к раствору относительно гидрофильного сурфактанта в воде.It is applicable where further modification of the grafted copolymer is actually soluble in water (in this case, demonstrated with toluene), but has lower (as in this case) or insignificant solubility in oil. Without being bound by theory, it is believed that the resulting colloidal mixture of oil and water has water as a dispersion medium and oil as a dispersed phase; and can therefore be described as an oil-in-water emulsion. This structure usually occurs when an emulsion is formed by adding oil to a solution of a relatively hydrophilic surfactant in water.
Полимер 6 (2 г) и деионизованную воду (50 мл) добавляли в 100 мл химический стакан, и полимер растворяли путем перемешивания смеси магнитной мешалкой. Затем раствор полимера перемешивали со срезывающим усилием, используя лабораторный эмульгатор Silverson, в то время как в него постепенно добавляли силиконовое масло (50 мл). Как только добавление было завершено (~2 мин), образец эмульсии помещали в герметичную банку с завинчивающейся крышкой и проводили визуальный мониторинг через определенные промежутки времени (1 ч, 24 ч, 1 неделя).Polymer 6 (2 g) and deionized water (50 ml) were added to a 100 ml beaker, and the polymer was dissolved by stirring the mixture with a magnetic stirrer. The polymer solution was then mixed with shearing force using a Silverson laboratory emulsifier, while silicone oil (50 ml) was gradually added to it. As soon as the addition was completed (~ 2 min), the emulsion sample was placed in a sealed jar with a screw cap and visual monitoring was carried out at regular intervals (1 h, 24 h, 1 week).
Одну аликвоту эмульсии смешивали с силиконовым маслом, а одну с водой. Эмульсия легко смешивалась с водой, но не смешивалась с силиконовым маслом, которое образовало отдельный слой. Поэтому полученную в результате коллоидную смесь считали эмульсией масло-в-воде, в которой сурфактант составляет примерно 2 мас.% суммарной эмульсии.One aliquot of the emulsion was mixed with silicone oil, and one with water. The emulsion was easily mixed with water, but not mixed with silicone oil, which formed a separate layer. Therefore, the resulting colloidal mixture was considered an oil-in-water emulsion in which the surfactant is about 2% by weight of the total emulsion.
Эмульсия масло-в-воде с использованием привитых сополимеров с разомкнутым кольцомOil-in-water emulsion using open ring grafted copolymers
В этих случаях, хотя сополимеры являются амфифильными, они недостаточно растворимы в воде для растворения при полезных концентрациях, чтобы служить в качестве эмульгаторов. Поэтому не прореагировавший малеиновый ангидрид, присутствующий на главных цепях, подвергают размыканию кольца путем гидролиза, наиболее предпочтительно используя помощь основания. Кислотные или солевые группы с разомкнутым кольцом способствуют при растворении привитого сополимера. Не связываясь с теорией, считают, что образовавшаяся коллоидная смесь масла и воды имеет воду в качестве дисперсионной среды и масло в качестве дисперсной фазы; и может быть, следовательно, описана как эмульсия масло-в-воде.In these cases, although the copolymers are amphiphilic, they are not sufficiently soluble in water to dissolve at useful concentrations to serve as emulsifiers. Therefore, unreacted maleic anhydride present on the main chains is subjected to ring opening by hydrolysis, most preferably using the aid of a base. The acid or salt groups with an open ring contribute to the dissolution of the grafted copolymer. Without being bound by theory, it is believed that the resulting colloidal mixture of oil and water has water as a dispersion medium and oil as a dispersed phase; and can therefore be described as an oil-in-water emulsion.
Полимер 3 (2 г) и 2 M раствор NaOH (50 мл) добавляли в 100 мл химический стакан, и полимер растворяли путем перемешивания смеси магнитной мешалкой. Затем раствор полимера перемешивали со срезывающим усилием, используя лабораторный эмульгатор Silverson, в то время как к нему постепенно добавляли силиконовое масло (50 мл). Как только добавление было завершено (~2 мин), образец эмульсии помещали в герметичную банку с завинчивающейся крышкой и проводили визуальный мониторинг через определенные интервалы времени (1 ч, 24 ч, 1 неделя).Polymer 3 (2 g) and a 2 M NaOH solution (50 ml) were added to a 100 ml beaker, and the polymer was dissolved by stirring the mixture with a magnetic stirrer. Then the polymer solution was mixed with shearing force using a Silverson laboratory emulsifier, while silicone oil (50 ml) was gradually added to it. As soon as the addition was completed (~ 2 min), the emulsion sample was placed in a sealed jar with a screw cap and visual monitoring was carried out at certain intervals (1 h, 24 h, 1 week).
Одну аликвоту эмульсии смешивали с силиконовым маслом, а одну - с водой. Эмульсия легко смешивалась с водой, но не смешивалась с силиконовым маслом, которое образовало отдельный слой. Поэтому полученную в результате коллоидную смесь считали эмульсией масло-в-воде, в которой сурфактант составляет примерно 2 мас.% суммарной эмульсии.One aliquot of the emulsion was mixed with silicone oil, and one with water. The emulsion was easily mixed with water, but not mixed with silicone oil, which formed a separate layer. Therefore, the resulting colloidal mixture was considered an oil-in-water emulsion in which the surfactant is about 2% by weight of the total emulsion.
4.1.3 Результаты4.1.3 Results
Эмульсии приготовлены тремя различными способами. Эмульсию вода-в-масле стабилизировали полимером 9, а эмульсию масло-в-воде стабилизировали полимером 6. В случае полимера 3 привитый полимер растворяли путем размыкания кольца остаточного малеинового ангидрида в главной цепи полимера, используя основание. Эмульсии оказались стабильными в течение недельного периода, в случае эмульсии полимера 6 после этого периода наблюдали небольшое количество разделения, которое было сразу легко повторно диспергировано путем мягкого встряхивания смеси вручную. Стабильность эмульсий зависит от ряда факторов, включая концентрацию сурфактанта (эмульгатора), и может быть, следовательно, до некоторой степени изменена путем изменения ее концентрации. Можно ожидать, что использование большего количества эмульгатора увеличит длительность стабильности эмульсий. В некоторых случаях использование другого сурфактанта (например, ионного сурфактанта, подобного додецилсульфату натрия, или неионного сурфактанта, подобного этоксилату спирта) можно применять для повышения стабильности эмульсий, содержащих эти сурфактанты. Должно быть очевидно, что в промышленном или потребительском применении эмульсии могут быть усилены рядом других ингредиентов, которые могут включать функциональные или активные ингредиенты, специфичные для применения, стабилизаторы, консерванты, пигменты и красители, ароматизаторы, загустители, пеногасители, пленкообразующие агенты, среди прочих ингредиентов. Амфифильная природа привитых сополимеров приводит к их поверхностной активности и активности в качестве эмульгаторов. Поскольку гидрофильность полимерного материала можно варьировать, они обладают потенциалом применения для стабилизации эмульсий различных масел и воды, которые могут иметь структуру как масло-в-воде, так и вода-в-масле.Emulsions are prepared in three different ways. The water-in-oil emulsion was stabilized by polymer 9, and the oil-in-water emulsion was stabilized by polymer 6. In the case of
4.1.4 Выводы4.1.4 Conclusions
Возможно применение привитых сополимеров в качестве сурфактантов для эмульсий масла и воды. Эти полимеры можно использовать без модификации или в форме разомкнутого кольца. Привитые сополимеры с высокой степенью прививания ПЭГ обычно обладают лучшей растворимостью в воде, чем в масле, и поэтому, более вероятно, полезны в качестве эмульгаторов масло-в-воде. Напротив, полимеры с более низкими степенями прививания гидрофилом, более вероятно, находят применение в качестве сурфактантов для эмульсий вода-в-масле. Растворимость полимеров в воде может быть повышена путем размыкания кольца остаточного малеинового ангидрида в этих случаях, что дает возможность применения полученного в результате материала в качестве эмульгатора масло-в-воде.Grafted copolymers can be used as surfactants for oil and water emulsions. These polymers can be used without modification or in the form of an open ring. Highly grafted PEG grafted copolymers typically have better solubility in water than in oil, and are therefore more likely to be useful as oil-in-water emulsifiers. In contrast, polymers with lower degrees of hydrophilic grafting are more likely to be used as surfactants for water-in-oil emulsions. The solubility of the polymers in water can be increased by opening the ring of residual maleic anhydride in these cases, which makes it possible to use the resulting material as an oil-in-water emulsifier.
Пример 4.2.0 Испытания адгезии - Испытание 2Example 4.2.0 Adhesion Tests -
4.2.1 Цель4.2.1 Purpose
Для измерения способности пленок привитых сополимеров к уменьшению способности липкого вещества (коммерческой жевательной резинки) к приклеиванию к субстрату, образуя, таким образом, не липкую поверхность.To measure the ability of grafted copolymer films to decrease the ability of a sticky substance (commercial chewing gum) to adhere to a substrate, thereby forming a non-sticky surface.
4.2.2 Методология4.2.2 Methodology
Приготовление дисковCooking discs
Серию гладких дисков диаметром 5 см и толщиной 3 мм создавали путем нарезания палочек нейлона, ПТФЭ (политетрафторэтилена), латуни и нержавеющей стали до соответствующего размера. Затем готовили растворы испытуемых полимеров. Полимер 1 растворяли в ТГФ (5 мас.% раствор); 3 растворяли в ТГФ (3,3 мас.% раствор); 6 в ТГФ (2,5 мас.% раствор); полимеры 2, 7, 8 и 9 растворяли в толуоле (5 мас.% растворы), и 4 растворяли в этилацетате (2,5 мас.% раствор). Затем все еще теплые растворы осторожно наносили на диски с помощью небольшой кисточки, покрывая по одному из каждого субстрата каждым раствором. Диски оставляли по меньшей мере на 30 минут для высыхания, после чего покрывали повторно. Суммарное число покрытий регулировали в соответствии с концентрациями растворов, так что, например, всего 4 покрытия наносили в случае 5 мас.% растворов, восемь в случае 2,5 мас.% растворов. Диски оставляли на ночь в вытяжном шкафу для полного высыхания.A series of smooth disks with a diameter of 5 cm and a thickness of 3 mm was created by cutting sticks of nylon, PTFE (polytetrafluoroethylene), brass, and stainless steel to an appropriate size. Then prepared solutions of the tested polymers.
Условия испытанияTest conditions
Кусочки жевательной резинки (торговой марки Wrigley's Extra со вкусом перечной мяты) жевали в течение 5 мин, и только что разжеванный кусочек наносили на каждый сухой диск. Затем квадратный кусочек пленки ПТФЭ помещали сверху резинки, и груз, представляющий собой 1 л стеклянную бутылку, наполненную 1 л воды, помещали сверху квадрата ПТФЭ.Pieces of chewing gum (Wrigley's Extra trademark with peppermint flavor) were chewed for 5 minutes, and a freshly chewed piece was applied to each dry disk. Then, a square piece of PTFE film was placed on top of the gum, and a load of 1 liter glass bottle filled with 1 liter of water was placed on top of the square of PTFE.
Образцы оставляли на три ночи, после чего грузы удаляли, а затем квадраты ПТФЭ (с прикрепленными жвачками резинки) осторожно отслаивали, используя руку человека для калибровки силы, с которой жвачки приклеились к поверхности дисков. ПТФЭ использовали, поскольку он создает тонкий инертный слой, который легко удалить.The samples were left for three nights, after which the goods were removed, and then the PTFE squares (with the gum chewing gum attached) were carefully peeled off using a human hand to calibrate the force with which the gum stuck to the surface of the disks. PTFE was used because it creates a thin inert layer that is easy to remove.
4.2.3 Результаты4.2.3 Results
Девять полимеров было испытано на четырех поверхностях, липкость резинки к поверхностям оценивали по шкале между 1-5, где один представляет собой испытание с очень низкой адгезией между жвачкой резинки и поверхностью субстрата, пять представляет собой поверхность с очень высокой адгезией между двумя поверхностями (таблица 2). Были также проведены контрольные эксперименты, в которых полимерное покрытие отсутствовало, с целью определения эффекта покрытия при снижении адгезии по сравнению с незащищенной поверхностью.Nine polymers were tested on four surfaces, the adhesion of the gum to the surfaces was evaluated on a scale between 1-5, where one is a test with very low adhesion between the chewing gum of the gum and the surface of the substrate, five is a surface with very high adhesion between the two surfaces (table 2 ) Control experiments were also carried out in which there was no polymer coating in order to determine the effect of the coating with a decrease in adhesion compared to an unprotected surface.
На основании контроля ясно, что между четырьмя субстратами и жвачками резинки обычно наблюдают высокую адгезию. Все привитые сополимеры пригодны для снижения адгезионной способности поверхностей. Во всех случаях, за единственным исключением полимера 7, привитые сополимеры создавали не липкую поверхность на нейлоне; за исключением полимеров 3 и 7, они создавали не липкую поверхность или поверхность с пониженной липкостью на дисках ПТФЭ. Все привитые сополимеры создавали не липкую поверхность или поверхность с пониженной липкостью на поверхностях обоих металлов.Based on the control, it is clear that high adhesion is usually observed between the four substrates and gum chewing gum. All grafted copolymers are suitable for reducing the adhesion ability of surfaces. In all cases, with the only exception of polymer 7, grafted copolymers created a non-sticky surface on nylon; with the exception of
4.2.4 Вывод4.2.4 Conclusion
Привитые сополимеры пригодны для снижения липкости поверхностей. Универсально они снижали липкость металлических поверхностей, и почти во всех случаях снижали липкость резинки к полимерным субстратам.Grafted copolymers are suitable for reducing the stickiness of surfaces. Universally, they reduced the stickiness of metal surfaces, and in almost all cases they reduced the stickiness of gum to polymer substrates.
Пример 4.3.0 Измерения угла контакта - Испытание 3Example 4.3.0 Contact Angle Measurement -
4.3.1 Цель4.3.1 Purpose
Для измерения способности привитых сополимеров модифицировать свойства поверхности путем использования различной гидрофильности материалов для получения либо водоотталкивающих поверхностей, либо для смачивающихся поверхностей.To measure the ability of grafted copolymers to modify surface properties by using different hydrophilicity of materials to produce either water-repellent surfaces or wettable surfaces.
4.3.2 Методология4.3.2 Methodology
Гладкие стеклянные диски диаметром 5 см и толщиной 3 мм готовили путем нарезания стеклянных палочек до подходящего размера. Их покрывали, используя растворы, приготовленные подобно испытанию 2 (4.2.2). Концентрации всех растворов составляли 2,5 мас.%, полимеры 1-3 и 6 растворяли в ТГФ; 4 растворяли в этилацетате, и 7-9 растворяли в толуоле.Smooth glass disks with a diameter of 5 cm and a thickness of 3 mm were prepared by cutting glass rods to a suitable size. They were coated using solutions prepared similar to test 2 (4.2.2). The concentration of all solutions was 2.5 wt.%, Polymers 1-3 and 6 were dissolved in THF; 4 was dissolved in ethyl acetate, and 7-9 was dissolved in toluene.
Во всех случаях еще теплые растворы осторожно наносили на стеклянные диски с помощью небольшой кисточки. Диски оставляли по меньшей мере на 30 минут для высыхания, после чего покрывали повторно. Общее число покрытий регулировали в соответствии с концентрацией растворов, так что, например, всего четыре покрытия наносили в случае 5 мас.% растворов, восемь в случае 2,5 мас.% растворов. Диски оставляли на ночь в вытяжном шкафу для полного высыхания.In all cases, still warm solutions were carefully applied to glass disks with a small brush. The discs were left to dry for at least 30 minutes, after which they were re-coated. The total number of coatings was adjusted according to the concentration of the solutions, so that, for example, only four coatings were applied in the case of 5 wt.% Solutions, eight in the case of 2.5 wt.% Solutions. The discs were left overnight in a fume hood to dry completely.
После этого на каждый диск помещали каплю воды и измеряли угол контакта между водой и субстратом, используя гониометр угла контакта для анализа формы капли фирмы Kruss (модель №DSA 10-Mk2).After that, a drop of water was placed on each disk and the contact angle between the water and the substrate was measured using a goniometer of the contact angle to analyze the Kruss drop shape (model No. DSA 10-Mk2).
4.3.3 Результаты4.3.3 Results
Угол контакта капли воды измеряли на пленках полимеров и на контрольном стекле без покрытия каждые 30 с в течение 10 мин. В некоторых случаях угол контакта капли воды уменьшался так быстро, что было невозможно измерить его значение за полный десятиминутный период. В этих случаях предпринимали попытку измерить начальные углы контакта.The contact angle of the water droplet was measured on polymer films and on a control glass without coating every 30 s for 10 min. In some cases, the contact angle of a drop of water decreased so quickly that it was impossible to measure its value over a full ten-minute period. In these cases, an attempt was made to measure the initial contact angles.
Данные угла контакта легче всего сравнить и увидеть на фиг.1.The contact angle data is easiest to compare and see in FIG.
Наблюдали, что вода создает угол контакта со стеклом примерно 42° после 0 мин и 35° после 4 мин. На фиг.1 изображен угол контакта воды с дисками, покрытыми рядом различных полимеров. Хотя на дисках происходит некоторое увлажнение поверхности, видно, что привитые сополимеры увеличивают угол контакта воды с дисками, что указывает на то, что они обеспечивают некоторую степень отталкивания воды от поверхности. Полимеры 7, 8 и 9 обеспечивают самые высокие степени отталкивания воды, вероятно, за счет их высокой гидрофобности как материалы, имеющие весьма низкое содержание ПЭГ. В целом материалы с более низкой гидрофобностью имеют меньший угол контакта. Хотя образцы P3 и P4 имели сходное содержание ПЭГ, образцы в P4 имели длинноцепочечные алкильные октадеценовые группы, которые должны влиять на общий гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) привитых сополимеров, и это объясняет их меньший угол контакта, чем наблюдали на пленках P3. Таким образом, амфифильные сополимеры являются либо более гидрофильными, либо более гидрофобными, и последующее поведение привитых сополимеров может быть изменено путем изменения главной цепи и содержания ПЭГ до требуемого. Угол контакта 0° был зарегистрирован после 2 мин на диске, покрытом P6 (не показано на фиг.1). Это (без связи с теорией) преимущественно связано с тем, что водорастворимый полимер растворился на этой стадии или адсорбировал воду. Следует отметить, что главная цепь P4 и P6 идентична, различаясь только содержанием ПЭГ (которая в Р6 в пять раз выше). Это позволяет предположить, что гидрофильность привитых сополимеров можно регулировать таким образом, чтобы сделать их либо смачивающими, либо водоотталкивающими агентами.It was observed that water creates an angle of contact with glass of about 42 ° after 0 min and 35 ° after 4 min. Figure 1 shows the contact angle of water with disks coated with a number of different polymers. Although some wetting of the surface occurs on the disks, it is seen that the grafted copolymers increase the contact angle of water with the disks, which indicates that they provide some degree of water repulsion from the surface.
4.3.4 Выводы4.3.4 Conclusions
Перестраиваемая амфифильная природа привитых сополимеров означает, что взаимодействие воды с поверхностями, покрытыми ими, может быть изменено путем изменения главной цепи и содержания амфифила, привитого на главную цепь.The tunable amphiphilic nature of the grafted copolymers means that the interaction of water with the surfaces coated with them can be changed by changing the main chain and the content of amphiphil grafted onto the main chain.
Пример 4.4.0 Применение амфифильных привитых сополимеров, чтобы опосредовать высвобождение химического вещества из жевательной резинкиExample 4.4.0 Use of amphiphilic grafted copolymers to mediate the release of a chemical from chewing gum
4.4.1 Цели4.4.1 Objectives
Демонстрация того, что привитые сополимеры в жевательной резинке опосредуют высвобождение химического вещества (в данном случае коммерческого корригента коричного альдегида).Demonstration that grafted copolymers in chewing gum mediate the release of a chemical (in this case, commercial cinnamaldehyde flavoring).
4.4.2 Методология4.4.2 Methodology
Химические реактивыChemical reagents
Все вещества, карбонат кальция (CaCO3), этерифицированная канифоль, гидрогенизированное растительное масло (HVO, гидрогенизированное соевое масло), полиизобутилен (ПИБ молекулярной массы 51000), поли(винилацетат) (PVAc молекулярной массы 26000), глицеромоностеарат (ГМС), микрокристаллический воск (Microwax т.пл. 82-90°C), сорбит жидкий и сорбит твердый, имели пищевое качество и получены от Gum Base Company. Коричный альдегид (98+%) был получен от фирмы Fisher-Scientific UK.All substances, calcium carbonate (CaCO 3 ), esterified rosin, hydrogenated vegetable oil (HVO, hydrogenated soybean oil), polyisobutylene (PIB molecular weight 51000), poly (vinyl acetate) (PVAc molecular weight 26000), glyceromonostearate (HMS), microcrystalline wax (Microwax mp 82-90 ° C), liquid sorbitol and solid sorbitol, were food grade and obtained from the Gum Base Company. Cinnamaldehyde (98 +%) was obtained from Fisher-Scientific UK.
Изготовление жевательной резинкиChewing gum making
Основа жевательной резинки имела композицию, как показано в таблице ниже:The gum base has a composition as shown in the table below:
Вещества резиновой основы смешивали на микрокомпаундере Haake Minilab фирмы Thermo Electron Corporation, который представляет собой маломасштабный лабораторный смеситель/экструдер. Ингредиенты смешивали вместе в четыре стадии, где резину экструдировали только после конечной стадии. Резиновую основу смешивали при 100°C.The rubber base materials were mixed on a Haake Minilab microcompounder from Thermo Electron Corporation, which is a small-scale laboratory mixer / extruder. The ingredients were mixed together in four stages, where the rubber was extruded only after the final stage. The rubber base was mixed at 100 ° C.
Жевательную резинку смешивали в соответствии с приведенной ниже таблицей.Chewing gum was mixed in accordance with the table below.
Резину смешивали, используя такое же оборудование, как для основы, и экструдировали после конечной стадии. Резину смешивали при 60°C. На стадии 1 жидкий и порошкообразный сорбит предварительно смешивали перед добавлением их к резине.The rubber was mixed using the same equipment as for the base, and extruded after the final stage. Rubber was mixed at 60 ° C. In
Экспериментальный методExperimental method
Каждую предварительно формованную резинку взвешивали перед жеванием и регистрировали массу, чтобы дать возможность оценки суммарного количества лекарства в каждой резинке.Each preformed gum was weighed before chewing and weight was recorded to allow an estimate of the total amount of drug in each gum.
Использовали жевательный аппарат 'ERWEKA DRT-1' от фирмы АВ FIA, который работает путем чередующегося сжатия и скручивания резинки между двумя плетеными сетками. Водяную рубашку с температурой воды, установленной на 37°C, использовали для регулирования температуры в жевательной ячейке до температуры, ожидаемой при жевании in vivo, и скорость жевания была установлена на 40 'жеваний' в минуту. Щель между челюстями была установлена на 1,6 мм.Used chewing machine 'ERWEKA DRT-1' from the company AB FIA, which works by alternately compressing and twisting the gum between two woven nets. A water jacket with a water temperature set to 37 ° C was used to control the temperature in the chewing cell to the temperature expected by in vivo chewing, and the chewing rate was set to 40 'chewing' per minute. The gap between the jaws was set at 1.6 mm.
В жевательную ячейку добавляли 40 мл искусственной слюны (состоящей из водного раствора различных солей, примерно при pH 6 - см. ниже, таблица 6), затем на ее дно помещали пластмассовую сетку. Резинку известной массы помещали на центр сетки, а вторую сетку накладывали сверху.40 ml of artificial saliva (consisting of an aqueous solution of various salts, approximately at pH 6 — see below, table 6) was added to the chewing cell, then a plastic net was placed on its bottom. Gum of known mass was placed on the center of the grid, and a second grid was placed on top.
Методика анализа профилей высвобождения активных ингредиентов из резинкиMethodology for the analysis of the profiles of the release of active ingredients from gum
При жевании всегда использовали параметры, приведенные в таблице 7, если не отмечено иное.When chewing always used the parameters shown in table 7, unless otherwise noted.
В начале каждого опыта ячейку, содержащую искусственную слюну и резинку, оставляли на 5 минут, чтобы система могла уравновеситься до 37°C. Затем резинку жевали. Затем объем образца 0,5 мл извлекали из испытательной ячейки периодически во время опыта по высвобождению (5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 и 60 минут).At the beginning of each experiment, a cell containing artificial saliva and gum was left for 5 minutes so that the system could balance to 37 ° C. Then chewing gum. Then, a 0.5 ml sample volume was removed from the test cell periodically during the release experiment (5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, and 60 minutes).
Затем все образцы анализировали с помощью ВЭЖХ, используя типичную систему Perkin Elmer ВЭЖХ серии 200, оборудованную автоматическим дозатором, насосом и цифровым диодным детектором. Данные по обращению и контролю инструмента были предоставлены посредством программного обеспечения Totalchrom v 6.2.All samples were then analyzed by HPLC using a typical Perkin Elmer Series 200 HPLC system equipped with an automatic dispenser, pump and digital diode detector. Instrument handling and control data was provided through Totalchrom v 6.2 software.
Резинки (кусочки известной массы примерно 1 г) помещали между двумя пластиковыми сетками и жевали механически в искусственной слюне. Все они были проанализированы с использованием хроматографа ВЭЖХ. Подробное описание этого оборудования приведено ниже.Gum (pieces of known mass of about 1 g) was placed between two plastic nets and chewed mechanically in artificial saliva. All were analyzed using an HPLC chromatograph. A detailed description of this equipment is given below.
Типичная система Perkin Elmer ВЭЖХ - обработка данных и контроль прибора с использованием программы Totalchrom v 6.2. Система основана на системе серии 200, оборудованной автоматическим дозатором, насосом и цифровым диодным детектором.A typical Perkin Elmer HPLC system is data processing and instrument monitoring using Totalchrom v 6.2 software. The system is based on the 200 Series system, equipped with an automatic dispenser, pump and digital diode detector.
В данном случае с помощью ВЭЖХ анализировали свободный коричный альдегид в растворе, который высвобождался в результате жевания. Совокупность условий для коричного альдегида является следующей:In this case, HPLC was used to analyze free cinnamaldehyde in solution, which was released as a result of chewing. The set of conditions for cinnamaldehyde is as follows:
Колонка: Varian Polaris 5u С18-А 250×4,6 ммColumn: Varian Polaris 5u C18-A 250 × 4.6 mm
Подвижная фаза: Ацетонитрил/0,05% ортофосфорная кислота (60/40)Mobile phase: Acetonitrile / 0.05% phosphoric acid (60/40)
Скорость тока: 1 мл/минFlow rate: 1 ml / min
Обнаружение: УФ 250 нмDetection: UV 250 nm
Объем впрыска: 5 мклInjection Volume: 5 μl
Образцы в слюне впрыскивали в чистом виде после фильтрования через 10 мм ПТФЭ фильтр Акродиск шприцевой.Samples in saliva were injected neat after filtering through a 10 mm PTFE Akrodisk syringe filter.
Образцы сравнивали со стандартами (приготовленными в искусственной слюне), охватывающими диапазон 0,02-1,00 мг/мл. Время удерживания коричного альдегида было определено как 4,9 мин на данном оборудовании, следовательно, пик при данном времени удерживания использовали для обнаружения высвобожденного коричного альдегида. Образцы жевали два или три раза, и во всех случаях строили две согласованные кривые высвобождения. Все образцы разгоняли в двух повторах на аппарате ВЭЖХ, указывая на то, что результаты были высоковоспроизводимы.Samples were compared with standards (prepared in artificial saliva) covering a range of 0.02-1.00 mg / ml. The retention time of cinnamaldehyde was determined to be 4.9 min on this equipment, therefore, the peak at a given retention time was used to detect released cinnamaldehyde. Samples were chewed two or three times, and in all cases two consistent release curves were constructed. All samples were dispersed in duplicate on an HPLC apparatus, indicating that the results were highly reproducible.
4.4.3 Результаты4.4.3 Results
Резинки были изготовлены из полимеров 1-4 и 6-9 и пережеваны в искусственной слюне. Высвобождаемый коричный альдегид анализировали с помощью ВЭЖХ. Был также получен контроль (S3), в котором привитые сополимеры были заменены Microwax, и проанализирован таким же путем (фиг.2).Gum was made from polymers 1-4 and 6-9 and chewed in artificial saliva. Released cinnamaldehyde was analyzed by HPLC. A control (S3) was also obtained in which the grafted copolymers were replaced by Microwax and analyzed in the same way (FIG. 2).
Наблюдали, что контроль (S3) давал достаточно стабильное высвобождение коричного альдегида с кульминацией примерно 60% высвобождения после 60 мин. Хотя резинки, содержащие два (P8 и P9) привитых сополимера, имели профили высвобождения, подобные материалу Microwax, большинство имело профили высвобождения коричного альдегида либо с более быстрым и более высоким максимумом, либо с более медленным и низким максимумом. Например, полимер 8 высвобождает только 40% коричного альдегида в резинке после 60 мин; по сравнению с 50% в случае контроля. Напротив, высвобождение коричного альдегида из резинки, изготовленной с использованием P4, по-видимому, достигло плато высвобождения примерно 70% коричного альдегида до 30 мин. Скорость высвобождения из резинки, содержащей РЗ, было более медленным, но максимальное высвобождение было сравнимым или несколько более высоким.It was observed that control (S3) gave a fairly stable release of cinnamaldehyde, culminating in approximately 60% release after 60 minutes. Although gum containing two (P8 and P9) grafted copolymers had release profiles similar to Microwax, most had cinnamaldehyde release profiles either with a faster and higher maximum, or with a slower and lower maximum. For example,
4.4 Выводы4.4 Conclusions
Путем изменения главной цепи и степени прививки (следовательно, гидрофильности) амфифила возможно изменение профиля высвобождения химических веществ из жевательной резинки, в данном случае продемонстрированного на примере коричного альдегида. Скорость высвобождения, по-видимому, определяется рядом факторов, включая химическую идентичность главной цепи и степень прививки, приводящих в результате к изменению взаимодействия со слюной и другими ингредиентами резинки. Таким образом, раскрыты системы привитых сополимеров с диапазоном различных скоростей высвобождения, потенциально доступные для включения в композицию жевательной резинки.By changing the main chain and the degree of grafting (hence hydrophilicity) of amphiphilus, it is possible to change the release profile of chemicals from chewing gum, in this case demonstrated by the example of cinnamaldehyde. The release rate is apparently determined by a number of factors, including the chemical identity of the main chain and the degree of grafting, resulting in a change in interaction with saliva and other gum ingredients. Thus, graft copolymer systems are disclosed with a range of different release rates that are potentially available for inclusion in a chewing gum composition.
4.5.0 Применение амфифильных привитых сополимеров, чтобы опосредовать высвобождение активного ингредиента4.5.0 Use of amphiphilic grafted copolymers to mediate the release of the active ingredient
4.5.1 Цели4.5.1 Objectives
Продемонстрировать применение амфифильных привитых сополимеров для доставки и высвобождения активных ингредиентов, продемонстрированного путем наблюдения за высвобождением ибупрофена из твердых смесей полимеров и ибупрофена, то есть, в которые включен ибупрофен. Под включением авторы изобретения подразумевают, что активный ингредиент физически покрыт привитым сополимером или заключен в него.Demonstrate the use of amphiphilic grafted copolymers for the delivery and release of active ingredients, demonstrated by observing the release of ibuprofen from solid blends of polymers and ibuprofen, that is, those containing ibuprofen. By inclusion, the inventors mean that the active ingredient is physically coated or enclosed by the grafted copolymer.
4.5.2 Методология4.5.2 Methodology
МатериалыMaterials
Ибупрофен (марки 40) был получен от фирмы Albemarle.Ibuprofen (grade 40) was obtained from Albemarle.
Получение твердых смесей полимера и ибупрофенаObtaining solid mixtures of polymer and ibuprofen
Порошкообразный привитый сополимер и ибупрофен взвешивали в химический стакан так, чтобы ибупрофен составлял 1 мас.%. Эти два ингредиента предварительно смешивали шпателем с получением грубо однородной смеси, а затем перемешивали и экструдировали, используя микрокомпаундер Haake Minilab, при 60°C. В случае полимера 2 использовали 3,96 г полимера и ибупрофен (0,04 г); в случае полимера 3 использовали 2,97 г полимера и ибупрофен (0,03 г).The powdered graft copolymer and ibuprofen were weighed into a beaker so that ibuprofen was 1% by weight. The two ingredients were pre-mixed with a spatula to give a roughly uniform mixture, and then mixed and extruded using the Haake Minilab microcompound at 60 ° C. In the case of
Способ испытанияTest method
Образцы включенного ибупрофена (примерно 1 г вещества известной массы) помещали между двумя пластиковыми сетками и жевали механически в искусственной слюне. Подробности жевания включенного ибупрофена идентичны использованным для жевательной резинки с коричным альдегидом (4.4.2), причем образцы брали через 5 мин, 10 мин, 15 мин, 20 мин, 25 мин, 30 мин, 40 мин, 50 мин и 60 мин. После этого их готовили для анализа ВЭЖХ путем фильтрования через 10 мм ПТФЭ шприцевой фильтр Акродиск. Образцы анализировали, используя хроматограф ВЭЖХ, как описано выше (4.4.2), используя нижеописанное подробное описание эксперимента.Samples of included ibuprofen (approximately 1 g of a substance of known mass) were placed between two plastic nets and chewed mechanically in artificial saliva. The chewing details of included ibuprofen are identical to those used for chewing gum with cinnamaldehyde (4.4.2), with samples taken after 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes and 60 minutes. After that, they were prepared for HPLC analysis by filtration through a 10 mm PTFE syringe filter Akrodisk. Samples were analyzed using an HPLC chromatograph as described above (4.4.2) using the detailed experimental description below.
Подробное описание ВЭЖХ ибупрофена: (Колонка: Hypersil С18 BDS, 150×4,6 мм; подвижная фаза: ацетонитрил/0,05% водная ортофосфорная кислота в соотношении 60/40; 1 мл/мин; УФ-детектор, длина волны - 220 нм).Detailed description of ibuprofen HPLC: (Column: Hypersil C18 BDS, 150 × 4.6 mm; mobile phase: acetonitrile / 0.05% aqueous phosphoric acid in a ratio of 60/40; 1 ml / min; UV detector, wavelength - 220 nm).
Образцы включенного ибупрофена жевали два или три раза, и во всех случаях строили две согласованные кривые высвобождения. Все образцы разделяли на аппарате ВЭЖХ в двух повторах, указывая на то, что результаты были высоковоспроизводимы.Samples of included ibuprofen were chewed two or three times and, in all cases, two consistent release curves were constructed. All samples were separated on an HPLC apparatus in duplicate, indicating that the results were highly reproducible.
4.5.3 Результаты4.5.3 Results
Для включения ибупрофена использовали два различных полимера, оба жевали, и мониторинг профиля высвобождения проводили с помощью ВЭЖХ (фиг.3).Two different polymers were used to incorporate ibuprofen, both were chewed, and the release profile was monitored by HPLC (FIG. 3).
Обе смеси полимер/ибупрофен высвобождали ибупрофен в раствор во время жевания, и высвобождали сходные суммарные количества ибупрофена в слюну - около 60% суммарного максимума, точки, в которой высвобождение выглядит выходящим на плато в двух испытанных примерах. Интересно, что высвобождение ибупрофена идет намного быстрее в случае полимера 2, чем полимера 3. Хотя оба полимера имеют химически сходные главные цепи, количество МПЭГ, привитого на главную цепь, значительно выше в случае 2. Возможное объяснение, таким образом, состоит в том, что повышение гидрофильности полимеров способствует разрыхлению включенных образцов, приводя в результате к более быстрому высвобождению в процессе жевания/измельчения (полимеры являются твердыми веществами).Both polymer / ibuprofen mixtures released ibuprofen into the solution during chewing, and similar total amounts of ibuprofen were released into saliva — about 60% of the total maximum, the point at which the release appeared to plateau in the two tested examples. Interestingly, the release of ibuprofen is much faster in the case of
4.5.4 Выводы4.5.4 Conclusions
Ибупрофен был включен в два образца привитых сополимеров и высвобождался в результате жевания образцов в искусственной слюне. Привитый сополимер 2 высвобождает ибупрофен быстрее, чем привитый сополимер 3; первый также содержит большее количество ПЭГ и является более гидрофильным. Видно, что путем регуляции гидрофильности амфифильных привитых сополимеров возможно изменять скорость высвобождения ибупрофена.Ibuprofen was included in two samples of grafted copolymers and was released by chewing samples in artificial saliva.
Claims (26)
где В представляет собой прямую или разветвленную главную цепь полимера, которая представляет собой сополимер по меньшей мере одного этиленненасыщенного алифатического углеводородного мономера, содержащего по меньшей мере 3 атома углерода, и малеинового ангидрида, и каждый OR представляет собой гидрофильную боковую цепь, присоединенную к главной цепи, где х обозначает число боковых цепей и находится в интервале от 1 до 5000.1. Amphiphilic polymeric material of General formula (I):
where B is a straight or branched polymer backbone, which is a copolymer of at least one ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbon monomer containing at least 3 carbon atoms and maleic anhydride, and each OR is a hydrophilic side chain attached to the main chain, where x denotes the number of side chains and is in the range from 1 to 5000.
где каждый из Y и Z независимо представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 2 до 4 атомов углерода, и R3 представляет собой Н, возможно замещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 12 атомов углерода;
и каждое из а и b независимо представляет собой целое число от 1 до 200, при условии, что сумма а+b имеет значение в интервале от 1 до 250.7. The amphiphilic polymeric material according to claim 1, where the R group has the general formula (II)
where each of Y and Z independently represents an alkylene group having from 2 to 4 carbon atoms, and R 3 represents H, an optionally substituted alkyl group having from 1 to 12 carbon atoms;
and each of a and b independently represents an integer from 1 to 200, provided that the sum of a + b has a value in the range from 1 to 250.
где В1 представляет собой прямую или разветвленную главную цепь полимера, и каждый YR1 представляет собой гидрофильную боковую цепь, присоединенную к главной цепи, где Y представляет собой О или NR5, где R5 представляет собой Н или С1-4 алкил, и х1 обозначает число боковых цепей и находится в интервале от 1 до 5000, а R1 имеет такое же значение, как R, определенное выше.17. Amphiphilic polymer material according to any one of paragraphs.14-16 of the General formula (IV):
where B 1 represents a straight or branched main chain of the polymer, and each YR 1 represents a hydrophilic side chain attached to the main chain, where Y represents O or NR 5 , where R 5 represents H or C 1-4 alkyl, and x 1 denotes the number of side chains and is in the range from 1 to 5000, and R 1 has the same meaning as R defined above.
Applications Claiming Priority (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP07121564 | 2007-11-26 | ||
EP07121564.4 | 2007-11-26 | ||
EPPCT/EP2008/052326 | 2008-02-26 | ||
EPPCT/EP2008/052325 | 2008-02-26 | ||
PCT/EP2008/052325 WO2008104546A1 (en) | 2007-02-26 | 2008-02-26 | Chewing gum composition |
EP08157684 | 2008-06-05 | ||
EP08157683.7 | 2008-06-05 | ||
EP08157684.5 | 2008-06-05 | ||
PCT/EP2008/063879 WO2009050203A1 (en) | 2007-10-15 | 2008-10-15 | Solvent-free synthesis of amphiphilic polymeric material |
EPPCT/EP2008/063879 | 2008-10-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010121754A RU2010121754A (en) | 2012-01-10 |
RU2481358C2 true RU2481358C2 (en) | 2013-05-10 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9732177B2 (en) | Amphiphilic copolymeric material | |
US20100215799A1 (en) | Chewing gum composition | |
JP4733113B2 (en) | Biodegradable graft copolymer | |
JP2014087356A (en) | Medicinal chewing gum | |
JP2017528548A (en) | Encapsulated beneficial ingredient particles | |
TW200404820A (en) | Aqueous nanoparticle dispersions | |
RU2481358C2 (en) | Amphiphilic copolymer material | |
JP5373803B2 (en) | Solvent-free synthesis of amphiphilic polymer materials | |
EP1409571A1 (en) | Aqueous compositions comprising a chemical microgel associated with an aqueous polymer | |
JPH0597630A (en) | Water-based nail enamel | |
JPH0966095A (en) | Liquid to gelatinous aromatic agent | |
WO2009038567A1 (en) | Stable copolymers |