[专利描述] 包装材料及其制备方法和用途
【背景技术】
[0001] 用于包装的温度控制系统可以帮助保持食品质量。 在冷藏地点之间运输或客户未立即冷藏的非理想包装的冷藏或冷冻食品将受益于更好的存储、运输和购买后处置隔热性能。 同样，自加热包装可以让消费者方便地享用需要加热的食物。 因此，需要一种与标准包装相比能够提高食品质量的食品包装解决方案。
发明内容
[0003] 本文中公开的实施例涉及一种包装，该包装具有设置在形状记忆聚合物内的至少一种药剂，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放该药剂。 例如，包装可以被配置为保存食物或饮料。 包装可用于例如检测运输或储存过程中的环境条件、维持食品温度以保持食品质量、或为顾客提供愉悦的感官体验。
[0004] 一些实施例涉及制造包装的方法，包括将至少一种药剂设置在形状记忆聚合物内，其中形状记忆聚合物适合于响应于刺激而释放药剂。
一些实施例涉及使用包装的方法，包括：提供具有布置在形状记忆聚合物内的至少一种药剂的包装； 并提供刺激以使形状记忆聚合物变形，从而使形状记忆聚合物从形状记忆聚合物变形。 释放代理。
[0006] 前述概述仅是示例性的并且不旨在以任何方式进行限制。 除了上述示例性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和下面的详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。
【图片说明】
[0007] 图1示出了具有圆柱形棒形状的形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，当暴露于刺激时该圆柱形棒打开以形成装饰形状。
[0008] 图2示出了具有形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，如左侧所示，其具有当暴露于刺激时收缩并向上卷曲的平板壁，形成如右侧所示的装饰花-示出了形状装饰，并且当封装形状记忆聚合物的密封剂因收缩而破裂时，该装饰导致试剂的突然释放（如星形爆发所示）。
[0009] 无花果。 图3A-3E示出了根据本文的实施例形成为各种形状的装饰件的形状记忆聚合物。 图3A示出了可以使用本文实施例的方法制造的叶子形状的装饰件的示例。 图3B示出了可以使用本文实施例的方法制造的形状为叶子的装饰件的示例。 图3C示出了成形为盛食物碗的叶形装饰元件的示例，其可以使用本文实施例的方法来制造。 图3D示出了本文实施例的叶子包装的示例，其作为寿司包装的一部分。 图3E示出了可以使用本文实施例的方法制造的形状像花的装饰件的示例。
[0010]图4A-4D描绘了根据本文实施例的示例性形状记忆聚合物在暴露于刺激时的转变阶段。 图 4A 描绘了螺旋形状的形状记忆聚合物，当受到刺激时，它会缓慢展开，如图 4B 所示。 图4C是描绘形状记忆聚合物转变的进一步阶段的弯曲管，其展开以形成直的、固定的管，如图4D中所示。
[0011]图5A-5C描绘了根据本文实施例的形状记忆聚合物在暴露于刺激时的转变阶段。 图5A显示了形状记忆聚合物的原始管状形状，当受到刺激时，它开始向内卷曲，如图5B所示，产生如图5(3)所示的最早的开瓶器形状。
[0012] 图图6示出了本文描述的实施例的形状记忆聚合物响应于温度变化的形状变化特性。 x 轴是时间，y 轴是温度。
[0013] 图7A-7D示出了接枝聚合物网络的光诱导SME的分子机制：图7A的光敏基团（空心三角形）共价连接至永久聚合物网络（实心圆圈，永久交联），形成光可逆交叉-链节(实心菱形)，如图7B所示； 图7C所示的临时形状的固定和图7D所示的修复体是通过适当波长的紫外光照射来实现的。
[00M]图8A-8C示出了形状记忆恢复过程的示意图，其中图8A示出了松弛切换链段的原始形状； 图8B显示了由于温度下降而固定在过渡中的开关链段的过渡形状。 ; 图8C显示了切换后的链段在再次松弛时反向返回到其原始形状。
[0015] 图9A-9E示出了由纳米颗粒形成的热塑性形状记忆复合材料在22秒内的磁致形状记忆效应，该纳米颗粒由二氧化硅基体中的氧化铁(II)颗粒和聚醚聚氨酯组成。
发明详述
[0017] 在下面的详细描述中，将参考形成其一部分的附图。 在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另有指示。 详细描述、附图和权利要求中描述的示例性实施例并不旨在进行限制。 在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以做出其他改变。 容易理解的是包装材料及其应用，如本文总体描述和附图所示，本公开的各方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本公开的范围内。 。
[0018] 本文描述的实施例涉及具有布置在形状记忆聚合物内的至少一种药剂的包装，所述形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放药剂。 例如，包装可以被配置为保存食物或饮料。 在一些实施例中，药剂可以以突发释放方式从形状记忆聚合物中释放。 在一些实施例中，药剂可以以缓慢释放的方式从形状记忆聚合物中释放。 试剂可以包括冷却剂、芳香剂、加热剂、视觉指示器或辅助剂、抗菌剂、药物、药剂、噪音形成剂、或其组合。 例如，试剂可以包括当溶解在水中时能够发生放热反应的盐、当溶解在水、精油、加压二氧化碳中时能够发生吸热反应的盐、或其组合。
[0019] 在一些实施例中，药剂设置在形状记忆聚合物的表面上。 在图1所示的实施例中。 如图1所示，药剂102可以储存在形状记忆聚合物100的芯101中。 形状记忆聚合物100可以被成形为本体聚合物棒，并且药剂102在暴露于刺激时被释放并且由于致动而到达亲水基质。 例如，嵌段聚合物棒在暴露于刺激时打开并释放试剂102，例如冷却剂、香料、加热剂、视觉指示器或辅助剂、抗菌剂、药物、药剂、噪音形成剂或其组合，从而产生在感官体验中。 在一个替代实施例中，如图所示。 参照图2，试剂201可以储存在材料密封剂中并且施加到形状记忆聚合物200的表面203。 在图2中，当形状记忆聚合物收缩202时，当暴露于诸如温度变化的刺激时，形状记忆聚合物通过引起包封形状记忆聚合物200的胶囊204破裂而从平坦形状改变为螺旋形状。 脱模剂201。如图所示。 如图3所示，形状记忆聚合物可被成形为食品装饰物300，例如叶形状的食品装饰物(图3A至图3D)或花形状的食品装饰物(图3E)，并且形状变化可被设计为使得当物体从一种形状转变为另一种形状时，形状记忆聚合可以提供装饰性的“折纸”效果。
[0020] 在一些实施例中，试剂可以是当溶解在水中时能够发生吸热反应的盐。 在一些实施方案中，所述试剂可以选自：硝酸铵、氯化锂、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸铵、碘化钾、氯化铵、亚硝酸钠、硝酸钠、乙酸钠、碳酸钠，氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、山梨糖醇、甘油、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、唾液淀粉酶、脂肪酶、甘露糖、糖、碳水化合物及其组合。
[0021] 在一些实施例中，试剂可以是当溶解在水中时能够发生放热反应的盐。 例如，所述试剂可以选自：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、以及它们的组合。
在一些实施例中，所述试剂可以是选自以下的精油：琼脂油、欧芹油、当归根油、茴香油、阿魏、香脂油、罗勒油、月桂油、佛手柑油、黑胡椒精油、Buchu油、桦木油、樟脑、大麻花精油、香菜油、小豆蔻籽油、胡萝卜籽油、雪松油、洋甘菊油、菖蒲根、肉桂油、岩蔷薇油、香茅油、鼠尾草油、丁香油、芫荽油、咖啡、香菜、艾菊油、木香、蔓越莓籽油、管椒、小茴香油、丝柏、干莎草、咖喱叶、艾蒿油、莳萝油、土木香、桉树油、小茴香籽油、胡芦巴油、冷杉、乳香油、高良姜、白松香、天竺葵油、生姜油、黄花、葡萄柚油、指甲花油、蜡菊、柠檬烯、山核桃油、辣根油、牛膝草、爱达荷艾菊、茉莉油、杜松子油、薰衣草油、柠檬油、柠檬草、酸橙、苜蓿籽油、橘子、马郁兰、白千层、茶树油、柠檬香脂油、薄荷油、山留兰香、芥末油、艾蒿油、没药油、桃金娘、印楝油、橙花油、肉豆蔻、橙油、牛至油、鸢尾草油油、帕洛桑托、欧芹油、广藿香油、紫苏精油、海地油、薄荷油、橙叶、松油、罗威纳叶、铅笔丝柏、罗马洋甘菊、玫瑰油、玫瑰果油、迷迭香油、花梨木油、鼠尾草油、黄樟油、咸味油、檀香油、五味子油、留兰香油、甘松、云杉、八角茴香油、柑橘油、龙蒿油、百里香油、铁杉、姜黄、缬草、香根草油、omega-3油、亚麻籽油、鱼油、牛脂、桐油、香蕉油、西方笔柏、冬青、西洋蓍草油、依兰、莪术及其任意组合。
如本文所用，形状记忆聚合物是具有“记忆”宏观(永久)形状、在某些温度和压力条件下被操纵并固定成临时和休眠形状、并且当暴露于刺激时松弛成宏观形状的能力的聚合物。 。 与形状记忆合金（例如包装材料及其应用，诸如镍钛的金属合金）相比，本文描述的形状记忆聚合物可以有利地具有高弹性变形（对于大多数材料而言高达超过200%）、低密度、可生物降解和生物相容性、以及潜在的低弹性变形。成本。 该聚合物还可以针对不同的应用进行调整，并且易于加工。 这种形状记忆聚合物的高弹性变形允许在受到刺激时产生较大的收缩。 在一些实施例中，稳定临时形状的一个先决条件是将变形的形状构造临时固定在节段中。 在一些实施例中，临时的可逆交联可以是共价键或物理交联。 在一些实施例中，物理交联可以被改变为颗粒的粘性状态。
[0024] 在一些实施例中，变形导致形状记忆聚合物固定在第二临时形状中。 这种临时形状可以保持直到成形体受到适当的刺激，从而恢复原始形状。 在一些实施例中，一旦刺激结束，临时形状就可以恢复到其原始形状。 恢复过程中发生的运动可以预先定义，因为它们与导致临时形状的机械变形相反。 本文实施例的形状记忆聚合物具有重量轻且耐受高拉伸的优点。 分子结构的不同结构参数允许定制形状记忆聚合物，以满足特定食品和饮料包装应用的需求，例如调整用于引发形状变化的转变温度（T trans ），从而允许形状记忆聚合物的突发释放。 冷却剂封装在其中。例如，对于温度敏感的形状记忆聚合物，其中形状记忆
