乙烷(ΡΕ0),聚乙烯醇,或它們的組合。
[0038] -些實(shí)施例涉及制作包裝的方法,該方法包括:將至少一個(gè)作用劑布置在形狀記 憶聚合物內(nèi),其中形狀記憶聚合物適于響應(yīng)于刺激而釋放作用劑。如上所述,作用劑可以猝 發(fā)釋放方式或緩慢釋放方式從形狀記憶聚合物中釋放出。在一些實(shí)施例中,該方法進(jìn)一步 包括:將形狀記憶聚合物圍繞至少一個(gè)作用劑定形。在一些實(shí)施例中,形狀記憶聚合物可以 圍繞至少一個(gè)作用劑定形以形成膠囊。在一些實(shí)施例中,該方法進(jìn)一步包括:用密封劑涂敷 形狀記憶聚合物。在一些實(shí)施例中,密封劑可適于在形狀記憶聚合物經(jīng)歷形狀變化時(shí)破碎。 在一些實(shí)施例中,該方法進(jìn)一步包括封裝所述作用劑。該作用劑可以在布置于形狀記憶聚 合物中之前被封裝。在一些實(shí)施例中,該方法進(jìn)一步包括:布置形狀記憶聚合物以將作用劑 包封在親水基質(zhì)內(nèi),使得作用劑在從形狀記憶聚合物中釋放時(shí)與親水基質(zhì)反應(yīng),如上所述 的那樣。
[0039] -些實(shí)施例涉及使用包裝的方法,包括:提供包裝,該包裝具有布置在形狀記憶聚 合物內(nèi)的至少一個(gè)作用劑;以及提供使形狀記憶聚合物變形的刺激。在施加所述刺激時(shí),作 用劑可以從形狀記憶聚合物中釋放出。該方法可以進(jìn)一步包括提供親水基質(zhì),由此作用劑 在從形狀記憶聚合物中釋放出時(shí)與親水基質(zhì)反應(yīng)。
[0040] 在一些實(shí)施例中,提供刺激可以包括:升溫、降溫、將所述包裝暴露于紫外線(UV) 光、將所述包裝暴露于紅外線(IR)光、改變磁場、改變PH、改變離子濃度、改變水濃度、改變 電場或其組合。在一些實(shí)施例中,提供使形狀記憶聚合物變形的刺激可以導(dǎo)致形狀變化。
[0041 ] 示例
[0042] 示例1:冷卻裝飾性食物包裝
[0043]制備食物包裝,其中氯化鉀布置在花蕾狀的聚酯氨基甲酸乙酯基質(zhì)內(nèi)。在暴露于 20°C的目標(biāo)溫度時(shí),花蕾突然打開而將氯化鉀釋放到具有羥丙基纖維素的親水凝膠基質(zhì) 中。期望氯化鉀與羥丙基纖維素之間發(fā)生吸熱反應(yīng)來冷卻食物。突然釋放可以在購買和從 冰箱中移除之后發(fā)生。
[0044] 示例2:嗅覺溫補(bǔ)食物包裝
[0045]面食食物(pasta dish)被布置在雙層塑料托盤中,該雙層塑料托盤具有設(shè)置在兩 個(gè)塑料層之間的、由交聯(lián)的聚乙烯和聚乙烯/尼龍類6接枝共聚物構(gòu)成的形狀記憶聚合物。 由羥丙基纖維素構(gòu)成的親水基質(zhì)設(shè)置在形狀記憶聚合物上方的層中,硫酸鈣、檸檬香茅芳 香劑、以及加壓的二氧化碳膠囊設(shè)置在所述形狀記憶聚合物的下方。在微波加熱過程中,形 狀記憶聚合物經(jīng)歷形狀變化到一個(gè)臨時(shí)形狀,并且硫酸鈣被釋放到親水基質(zhì)中。硫酸鈣和 羥基纖維素被希望發(fā)生放熱反應(yīng)以使食物保持溫暖的溫度。突發(fā)釋放還釋放出檸檬香茅的 香味,和由于加壓的二氧化碳膠囊的釋放而彈出(噼里啪啦)的噪聲,以促進(jìn)消費(fèi)者的愉悅 的感官體驗(yàn)。
[0046] 示例3:熱檢測(cè)包裝
[0047]硝酸銨布置在高抗沖聚苯乙烯中的包裝用于食物的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸期 間,當(dāng)達(dá)到40°C的目標(biāo)溫度時(shí),吸熱劑被釋放到具有羥丙基甲基纖維素的親水基質(zhì)中,從而 冷卻包裝的內(nèi)容物。高抗沖聚苯乙烯的形狀變化也可通知接受者遭遇過度儲(chǔ)存溫度。
[0048] 示例4:加熱食物包裝
[0049] 制備硫酸鎂布置在形狀記憶聚合物中的食品包裝。形狀記憶聚合物包括偶氮苯。 如購買食物產(chǎn)品的過程中,通過將激光掃描器(紅外線光)指向包裝來釋放硫酸鎂。紅外線 光將引起硫酸鎂猝發(fā)釋放到具有聚環(huán)氧乙烷的親水凝膠基質(zhì)中,并且硫酸鎂和聚環(huán)氧乙烷 預(yù)期發(fā)生放熱反應(yīng)來加熱食物。
[0050] 示例5:變色碗
[0051 ] -碗包括具有著色劑的螺旋盤繞聚酯氨基甲酸乙酯(polyesterurethane),所述 著色劑用來指示熱食物已經(jīng)冷卻到足以放心地吃。加熱如湯的熱食物之后,湯放置在碗,聚 酯氨基甲酸乙酯開始將著色劑釋放到碗內(nèi)的周邊凝膠基質(zhì)而使所述碗變色,指示何時(shí)湯足 夠冷卻來安全地喝。螺旋盤繞聚酯氨基甲酸乙酯釋放著色劑的展開可在示例4進(jìn)行說明。圖 4A-4D示出了響應(yīng)于溫度升高的聚酯氨基甲酸乙酯(聚(e-己內(nèi)酯)二甲基丙烯酸酯)從螺旋 結(jié)構(gòu)到臨時(shí)大致直的結(jié)構(gòu)的熱致過渡(Behl等,31^。6]\^111〇^?〇171116^311(13113卩6-Changing Polymers,Advances in Polymer Science,¥〇1.226,2010,卩卩.1_40)。圖4厶描繪 了呈螺絲錐狀螺旋形狀的形狀記憶聚合物,當(dāng)暴露于刺激時(shí),該形狀記憶聚合物如圖4B所 示緩慢地展開。圖4C是彎曲管狀,描繪了如圖4D所示展開而形成直的、固定的管狀形狀的形 狀記憶聚合物變形的進(jìn)一步階段。
[0052]在聚酯氨基甲酸乙酯中,聚酯切換鏈段,如聚(e_己內(nèi)酯)二甲基丙烯酸酯的臨時(shí) 固定,可以引起形狀變化;而聚氨酯提供硬鏈段。低聚(e_己內(nèi)酯)鏈段是切換鏈段。轉(zhuǎn)變溫 度Ttrans是低聚(e-己內(nèi)酯)鏈段的熔化溫度1"。彈性是由軟的、無定形聚(二甲基)結(jié)構(gòu)域提 供。第二臨時(shí)形狀由外部應(yīng)力施加給聚合物,引起聚合物的變形。臨時(shí)形狀保持,直至成型 體暴露于適當(dāng)?shù)拇碳?,誘導(dǎo)原始形狀的恢復(fù)。
[0053] 示例6:熱檢測(cè)包裝
[0054] 圖5A-5C示出了形狀記憶聚合物從臨時(shí)棒狀熱致過渡到永久螺絲錐狀螺旋(Behl 等,Shape Memory Polymers and Shape-Changing Polymers, Advances in Polymer Science,Vol. 226,2010,pp. 1-40)。圖5A示出了形狀記憶聚合物處于其臨時(shí)棒狀的形狀,其 在暴露于溫度的上升時(shí),如圖5B所示,開始向內(nèi)卷曲,如在圖5C中看到的,產(chǎn)生了永久螺絲 錐形狀。恢復(fù)過程在60°C下用了 35秒。隨著形狀記憶聚合物向內(nèi)卷曲,吸熱劑被釋放到具有 羥丙基甲基纖維素的親水性基質(zhì)中,從而冷卻包裝的內(nèi)容物。形狀記憶聚合物的形狀變化 也可通知接受者遭遇過度儲(chǔ)存溫度。
[0055] 示例6:磁感應(yīng)包裝
[0056]圖9A-9E示出了由脂肪族聚醚聚氨酯(TFX)和10%重量的磁性納米顆粒構(gòu)成的復(fù) 合物的螺絲錐狀螺旋的磁感應(yīng)開卷(Behl等,Soft Matter,Actively Moving Polymers, 2007,3:58-67) jehl公開了在交變磁場中熱誘導(dǎo)形狀記憶效應(yīng)的遠(yuǎn)程致動(dòng)在形狀記憶熱 塑性塑料和磁性納米顆粒的復(fù)合物中實(shí)現(xiàn)。在Behl中,納米顆粒在交變磁場中(f = 258kHz, H=30kA m21)的感應(yīng)加熱升高了樣本的溫度。熱塑性材料由任一可生物降解的多段共聚物 (PDC),與作為硬鏈段的聚(對(duì)-二惡烷酮)和作為切換鏈段的聚(e-己內(nèi)酯)組成,或由來自 甲基雙(P-環(huán)己基異氰酸酯)、丁二醇和四氫呋喃的脂肪族聚醚聚氨酯(TFX)組成。在二氧化 硅基質(zhì)中的鐵(III)氧化物磁芯的磁納米顆粒被并入在兩種聚合物中。雖然TFX具有非晶切 換相,但是roc具有可結(jié)晶的切換鏈段。形狀記憶作用可在兩個(gè)樣本中通過暴露于交變磁場 而被觸發(fā)。間接加熱樣本的R r值相當(dāng)于環(huán)境溫度已經(jīng)升高的樣本。隨著復(fù)合物開卷,放熱劑 被釋放到具有羥丙基甲基纖維素的親水基質(zhì)中,從而加熱包裝的內(nèi)容物。
[0057] 示例8:帶有增強(qiáng)香味的湯包裝
[0058] 湯容器包括涂覆在容器內(nèi)側(cè)的擠出成型的馬鈴薯淀粉。隨著湯被加熱,擠出成型 的馬鈴薯淀粉卷曲并從容器的壁剝離,露出并且釋放位于淀粉涂層下方的精油,增強(qiáng)湯的 香氣。圖6示出了擠出成型的馬鈴薯淀粉從螺旋形到平坦形狀的形狀變化特性(Sjong, Chaunier,L.,Lourdin,S.,The shape memory of starch,Starch/Starke 61(2009)116-118)??墒车木酆衔镌诔跏紲囟认乱月菪螤铋_始,并且在溫度升高之后經(jīng)過溫度下降的 循環(huán)而返回其初始溫度。溫度變化導(dǎo)致可食聚合物在循環(huán)完成之后從螺旋形狀切換成平坦 形狀。當(dāng)經(jīng)過另一溫度變化循環(huán)時(shí),可食聚合物從平坦形狀切換返回到螺旋形狀。
[0059] 本公開不限于本文所描述的特定實(shí)施例,這些實(shí)施例意在各方面的示例。在不偏 離其精神和范圍的情況下能夠做出多種改進(jìn)和變型,這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易 見的。通過前面的說明,除了本文所列舉的那些之外,在本公開的范圍內(nèi)的功能上等同的方 法和裝置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。旨在使這些改進(jìn)和變型落在所附權(quán)利 要求書的范圍內(nèi)。本公開僅受所附權(quán)利要求書以及這些權(quán)利要求所給予權(quán)利的等同方案的 整個(gè)范圍所限制。應(yīng)當(dāng)理解的是,本公開不限于特定的方法、試劑、化合物組成或生物系統(tǒng), 當(dāng)然這些會(huì)變化。還應(yīng)理解的是,本文所使用的術(shù)語是僅僅是為了描述特定實(shí)施例的目的, 而不意在限制。
[0060] 關(guān)于本文中基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)上 下文和/或應(yīng)用適當(dāng)?shù)貜膹?fù)數(shù)變換成單數(shù)和/或從單數(shù)變換成復(fù)數(shù)。為了清晰的目的,本文 中明確地闡明了各單數(shù)/復(fù)數(shù)的置換。
[0061]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,一般地,本文所使用的術(shù)語,尤其是隨附權(quán)利要求(例如, 隨附權(quán)利要求的主體)中所使用的術(shù)語,通常意在為"開放式"術(shù)語(例如,術(shù)語"包括"應(yīng)當(dāng) 解釋為"包括但不限于",術(shù)語"具有"應(yīng)解釋為"至少具有",術(shù)語"包含"應(yīng)解釋為"包含但不 限于",等等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還理解,如果意圖表達(dá)引導(dǎo)性權(quán)利要求記述項(xiàng)的具體數(shù)量, 該意圖將明確地記述在權(quán)利要求中,并且在不存在這種記述的情況下,不存在這樣的意圖。 例如,為輔助理解,下面的隨附權(quán)利要求可能包含了引導(dǎo)性短語"至少一個(gè)"和"一個(gè)或多 個(gè)"的使用以引導(dǎo)權(quán)利要求記述項(xiàng)。然而,這種短語的使用不應(yīng)解釋為暗指不定冠詞"一"或 "一個(gè)"引導(dǎo)權(quán)利要求記述項(xiàng)將包含該所引導(dǎo)的權(quán)利要求記述項(xiàng)的任何特定權(quán)利要求局限 于僅包含一個(gè)該記述項(xiàng)的實(shí)施例,即使當(dāng)同一權(quán)利要求包括了引導(dǎo)性短語"一個(gè)或多個(gè)"或 "至少一個(gè)"以及諸如"一"或"一個(gè)"的不定冠詞(例如,"一"和/或"一個(gè)"應(yīng)當(dāng)解釋為表示 "至少一個(gè)"或"一個(gè)或多個(gè)");這同樣適用于對(duì)于用于