對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2014年9月5日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/046,667的優(yōu)先權(quán),其全文經(jīng)此引用并入本文。
發(fā)明背景
量和質(zhì)量的損失影響在收割和消費(fèi)之間的新鮮水果、蔬菜、花、鱗莖、種子和堅(jiān)果、球莖、根莖、塊莖和其它類型的農(nóng)產(chǎn)品。新鮮農(nóng)產(chǎn)品中的收獲后損失幅度估計(jì)為5-50%,取決于地點(diǎn)、商品、栽培品種和操作條件。衰老是植物器官發(fā)育的最終階段,在此期間一系列不可逆事件造成植物細(xì)胞的破裂和死亡。在衰老過程中,園藝商品處在消耗氧氣和儲(chǔ)存的有機(jī)材料、同時(shí)釋放二氧化碳、水蒸氣、乙烯和其它揮發(fā)性化合物(酯、酮、茉莉酮酸酯等)的厭氧呼吸過程中。
為了降低與衰老相關(guān)的損失,應(yīng)該理解衰退中涉及的生物和環(huán)境因素以采用延遲衰老并保持盡可能最佳農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的收獲后技術(shù)(例如儲(chǔ)存技術(shù))。
公開概述
下面給出本公開的各種方面的簡化概述以提供這些方面的基本理解。這一概述不是本公開的深入綜述。其既無意指定本公開的關(guān)鍵或重要要素,也無意描繪本公開的具體實(shí)施方案的任何范圍或權(quán)利要求書的范圍。其唯一目的是作為稍后給出的更詳細(xì)描述的前序以簡化形式給出本公開的一些概念。
在本公開的一個(gè)方面中,食品儲(chǔ)存系統(tǒng)包括容器;和吸附劑材料,其中所述吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約500m2/g,且所述吸附劑材料的平均孔徑為至少大約0.3nm。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約700m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約900m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1100m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1500m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1700m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約2000m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約2500m2/g。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約10nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約2nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約0.7nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.9nm至大約1.5nm。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約50cm3/g的c2h4吸附容量。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約40cm3/g的co2吸附容量。
在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約8cm3/g的o2吸附容量。
在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有該吸附劑材料的總重量的至少大約15%的h2o吸附容量。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度為至少大約75%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度為大約80%至大約90%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度大于90%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。
在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約40℃,且其中所述壓力范圍為大約500mmhg至大約1000mmhg。在某些實(shí)施方案中,權(quán)利要求13的食品儲(chǔ)存系統(tǒng),其中所述壓力范圍為大約800mmhg至大約1000mmhg。在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約30℃。在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約10℃。
在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料布置在容器內(nèi)。在某些實(shí)施方案中,容器是密封的農(nóng)產(chǎn)品包裝。在某些實(shí)施方案中,該密封的農(nóng)產(chǎn)品包裝包括聚丙烯、聚丙烯纖維、聚乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維、聚酯、閃紡高密度聚乙烯、模制纖維、鋁、尼龍聚酰胺、壓縮紙板或它們的可生物降解變體的至少一種。在某些實(shí)施方案中,容器是船運(yùn)容器。在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料分散在容器內(nèi)。
在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料布置在容器內(nèi)的小袋內(nèi)。在某些實(shí)施方案中,小袋是多孔的。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料沿容器的內(nèi)表面布置。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料與容器的至少一個(gè)內(nèi)表面一體成型或擠出。在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料布置或分散在多層膜內(nèi)。
在某些實(shí)施方案中,容器容納農(nóng)產(chǎn)品、種子或堅(jiān)果的一種或多種。在某些實(shí)施方案中,容器容納農(nóng)產(chǎn)品,且該農(nóng)產(chǎn)品包括以下中的一種或多種:水果、蔬菜、香草、花或植物,并可包括以下中的一種或多種:香蕉、草莓、芒果、西瓜、橙子、菠蘿、葡萄、蘋果、桃、櫻桃、獼猴桃、樹莓、藍(lán)莓、石榴、檸檬、梨、百香果、李子、杏、黑莓、橘子、火龍果、葡萄柚、酸橙、哈密瓜、油桃、牛油果、番茄、椰子、馬鈴薯、苜蓿芽、玉米、胡蘿卜、洋蔥、西蘭花、萵苣、卷心菜、羽衣甘藍(lán)、芝麻菜、豌豆、大蒜、黃瓜、青豆、蘑菇、甘薯、胡椒、菠菜、蘆筍、橄欖、芹菜、菜花、抱子甘藍(lán)、筍瓜、西葫蘆、茄子、南瓜、甜菜、利馬豆、小蘿卜、歐防風(fēng)、芫荽或羅勒。在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料至少部分布置在農(nóng)產(chǎn)品上。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括金屬有機(jī)骨架(mof)、沸石、活性炭或高錳酸鉀中的至少一種。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括mof。在某些實(shí)施方案中,mof是粉末、丸粒、擠出物、顆?;蜃灾文さ男问?。在某些實(shí)施方案中,mof是mof粒子的形式。在某些實(shí)施方案中,mof粒子具有至少大約5μm的平均粒徑。在某些實(shí)施方案中,mof粒子具有至少大約1μm的平均粒徑。在某些實(shí)施方案中,mof粒子具有大約5μm至大約100μm的平均粒徑。
在某些實(shí)施方案中,mof粒子包括選自li、mg、ca、sc、y、zr、v、mn、fe、cu、zn、b、al及其組合的金屬。在某些實(shí)施方案中,mof粒子包括選自al、mg、zn、cu、zr及其組合的金屬。在某些實(shí)施方案中,mof粒子包括選自如下的結(jié)構(gòu)部分:苯基結(jié)構(gòu)部分、鏈烷結(jié)構(gòu)部分、炔結(jié)構(gòu)部分、咪唑結(jié)構(gòu)部分、吡啶結(jié)構(gòu)部分、吡唑結(jié)構(gòu)部分、氧雜環(huán)戊二烯(oxole)結(jié)構(gòu)部分及其組合。在某些實(shí)施方案中,mof粒子包括至少一個(gè)選自富馬酸、甲酸、2-甲基咪唑和苯均三酸的結(jié)構(gòu)部分。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括沸石。在某些實(shí)施方案中,沸石的化學(xué)式為mx/n[(alo2)x(sio2)y]·mh2o的形式,其中x、y、m和n是大于或等于0的整數(shù),且m是選自na和k的金屬。
在另一些實(shí)施方案中,吸附劑材料是具有由yo2和x2o3構(gòu)成的骨架結(jié)構(gòu)的沸石材料,其中y是四價(jià)元素且x是三價(jià)元素。在一個(gè)實(shí)施方案中,y選自si、sn、ti、zr、ge和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,y選自si、ti、zr和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,y是si和/或sn。在一個(gè)實(shí)施方案中,y是si。在一個(gè)實(shí)施方案中,x選自al、b、in、ga和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,x選自al、b、in和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,x是al和/或b。在一個(gè)實(shí)施方案中,x是al。
在某些實(shí)施方案中,沸石是粒子、丸粒、擠出物、顆粒、粉末或自支撐膜的形式。在某些實(shí)施方案中,沸石是沸石粒子的形式。在某些實(shí)施方案中,沸石粒子具有至少大約1μm的平均粒徑。在某些實(shí)施方案中,沸石粒子的朗格繆爾表面積為大約500m2/g至大約700m2/g。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料是包括mof材料和非mof材料的復(fù)合材料。在某些實(shí)施方案中,mof材料的質(zhì)量與吸附劑材料的總質(zhì)量的比率大于0.5。在某些實(shí)施方案中,非mof材料是選自可生物降解的聚合物、不可生物降解的聚合物、沸石及其組合的材料。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的形態(tài)選自均勻混合物、層狀結(jié)構(gòu)、核-殼結(jié)構(gòu)、遞變(graduated)材料結(jié)構(gòu)、嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子、嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿、織造或非織造纖維織物和互穿網(wǎng)絡(luò)。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的形態(tài)是層狀結(jié)構(gòu),其中一個(gè)或多個(gè)mof材料層被一個(gè)或多個(gè)非mof材料層隔開。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括第一吸附劑組合物和第二吸附劑組合物。在某些實(shí)施方案中,第一吸附劑組合物包括第一種多個(gè)含鋁和富馬酸的mof粒子,且其中第二吸附劑組合物包括第二種多個(gè)含鋅和2-甲基咪唑的mof粒子。在某些實(shí)施方案中,第一吸附劑組合物與第二吸附劑組合物的質(zhì)量比為至少大約1。在某些實(shí)施方案中,第一吸附劑組合物包括第一種多個(gè)含鋁和富馬酸的mof粒子,且其中第二吸附劑組合物包括第二種多個(gè)含氧化鋁和氧化硅的沸石粒子。在某些實(shí)施方案中,第一吸附劑組合物與第二吸附劑組合物的質(zhì)量比為至少大約3。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的總質(zhì)量為至少大約500毫克。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的總質(zhì)量為至少大約250毫克。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的總質(zhì)量為至少大約100毫克。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的總質(zhì)量為至少大約50毫克。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合在容器中存在農(nóng)產(chǎn)品時(shí)將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.1%以下。在某些實(shí)施方案中,在將農(nóng)產(chǎn)品引入容器后將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.1%以下至少5天。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合在容器中存在農(nóng)產(chǎn)品時(shí)將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.05%以下。在某些實(shí)施方案中,在將農(nóng)產(chǎn)品引入容器后將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.05%以下至少5天。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括至少一種多孔mof材料,所述至少一種多孔mof材料包括至少一種配位到至少一個(gè)金屬離子上的雙齒有機(jī)化合物。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合吸附有機(jī)化學(xué)物類。在某些實(shí)施方案中,有機(jī)化學(xué)物類包括揮發(fā)性有機(jī)化合物。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合吸附包括至少一種酮、醛、酯、酚、醌、醇或其組合的化學(xué)物類。
在某些實(shí)施方案中,食品儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將食品儲(chǔ)存系統(tǒng)的溫度保持在大約273k至大約283k之間的制冷單元。
在本公開的另一方面中,食品儲(chǔ)存系統(tǒng)包括容器、布置在所述容器內(nèi)的吸附劑材料和布置在所述容器內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品,其中所述農(nóng)產(chǎn)品生成c2h4,且所述吸附劑材料適合保持容器內(nèi)的c2h4濃度。
在本公開的另一方面中,食品儲(chǔ)存系統(tǒng)包括容器、分散在所述容器內(nèi)的多個(gè)mof粒子和布置在所述容器內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品。
在本公開的另一方面中,一種延長農(nóng)產(chǎn)品的貯存壽命的方法包括將多個(gè)mof粒子分散在容器內(nèi)、將農(nóng)產(chǎn)品布置在所述容器內(nèi)和密封所述容器。在一個(gè)實(shí)施方案中,農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)特征保持一段時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方案中,品質(zhì)特征包括顏色或質(zhì)地的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方案中,一段時(shí)間為至少大約15天。在一個(gè)實(shí)施方案中,一段時(shí)間為至少大約20天。
附圖簡述
作為實(shí)例而非作為限制,在附圖中圖示說明本公開,其中:
圖1圖示說明在根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的示例性農(nóng)產(chǎn)品容器中的化學(xué)物類流程;
圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的若干吸附劑材料的乙烯吸附等溫線圖;
圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的若干吸附劑材料的二氧化碳吸附等溫線圖;
圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的若干吸附劑材料的氧氣吸附等溫線圖;
圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的若干吸附劑材料的水吸附等溫線圖;
圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的若干吸附劑材料的水吸附/解吸行為圖;
圖7顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的印刷在載體上的被吸附劑材料膜覆蓋的不同薄膜;
圖8a顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在玻璃容器中使用吸附劑材料的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖8b顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在密封聚乙烯袋中使用吸附劑材料的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖9a顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案使用吸附劑材料的不同混合物的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖9b顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案使用吸附劑材料的不同混合物的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖9c顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案使用吸附劑材料的不同混合物的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖10顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在標(biāo)準(zhǔn)包裝材料內(nèi)對(duì)不同類型的吸附劑材料的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果;
圖11a顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的示例性的一批小袋;
圖11a顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的示例性的另一批小袋;
圖12是根據(jù)本公開的實(shí)施方案制成的不同小袋的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖;
圖13顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案并入農(nóng)產(chǎn)品包裝或容器中的示例性吸附膜系統(tǒng);
圖14是根據(jù)本公開的實(shí)施方案制成的吸附膜的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖;
圖15是比較粉狀吸附劑的水吸取與根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的吸附劑的自支撐膜的水吸取的水吸附/解吸等溫線圖;
圖16是比較粉狀吸附劑的水吸取與根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的吸附膜的水吸取的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖;
圖17是根據(jù)本公開的實(shí)施方案制成的帶有具有不同穿孔度的保護(hù)層的薄膜的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖;和
圖18是比較根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的mof粉末與mof涂層的水吸附等溫線圖。
詳述
管理衰老中涉及的生物因素可顯著延長收獲后貯存壽命和儲(chǔ)存或包裝的園藝商品的質(zhì)量。在儲(chǔ)存和裝卸(散裝和消費(fèi)包裝)過程中,乙烯會(huì)造成加速衰老,高二氧化碳會(huì)造成美觀和生理損傷,缺氧會(huì)造成厭氧呼吸以使該商品滯銷,高水蒸氣損失會(huì)造成萎蔫、可售重量損失,且包裝和儲(chǔ)存中的高水蒸氣可造成游離水積聚,這可促進(jìn)微生物生長而造成食品安全問題或商品損耗。
如今有一些貯存壽命延長技術(shù)可用于新鮮園藝商品的儲(chǔ)存、裝卸、包裝和運(yùn)輸。這些包括,受控氣氛貯藏和,受控氣氛包裝(低氧、高二氧化碳和水蒸氣)、乙烯和二氧化碳凈化和收獲后殺真菌劑和殺生物劑?;诮饘儆袡C(jī)骨架(mofs)的吸附劑材料具有替代、補(bǔ)充或改進(jìn)任何上列貯存壽命延長技術(shù)的潛力。使用mofs延長鮮切和完整園藝商品/農(nóng)產(chǎn)品的貯存壽命的具體策略包括在(1)將吸附劑材料并入包裝膜或包裝插入物中或直接施加到商品上的改進(jìn)氣氛包裝(map);(2)將吸附劑材料并入包裝材料或包裝插入物中或直接施加到產(chǎn)品上的消費(fèi)包裝;(3)將吸附劑材料并入散裝箱和容器襯里、散裝箱和容器插入物或蓋子中或直接施加到商品上的商業(yè)散裝搬運(yùn)箱/容器(一次性或可重復(fù)使用);(4)受控大氣(ca)或常規(guī)大氣(ra)儲(chǔ)存、船舶貨物集裝箱、半卡車集裝箱、軌道車輛、或消費(fèi)、零售或批發(fā)冷藏展示柜;和(5)乙烯和二氧化碳凈化、氧脫除或輸出、其它揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)輸出或凈化(芳香物質(zhì)、酯、酮)材料內(nèi),通過吸收/解吸的組合,單獨(dú)、聯(lián)合或組合地管理氣體交換和/或儲(chǔ)存環(huán)境氣氛二氧化碳、氧氣、乙烯、水蒸氣(相對(duì)濕度)和其它植物相關(guān)揮發(fā)物。
本公開的實(shí)施方案提供的各種優(yōu)點(diǎn)包括,但不限于,(1)延長整體、鮮切、盆栽植物或花形式的園藝商品的貯存壽命;(2)mof遞送系統(tǒng)以在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過程中使園藝商品成熟;(3)對(duì)園藝商品儲(chǔ)存環(huán)境的mof凈化系統(tǒng);(4)保護(hù)園藝商品免受與有毒儲(chǔ)存環(huán)境相關(guān)的生理病害;和(5)用于儲(chǔ)存和管理具有重復(fù)使用或再循環(huán)潛力的化合物,即二氧化碳、氧氣、乙烯、芳香物質(zhì)或香味vocs的mof系統(tǒng)。
mof材料通常為粒子形式,基本由兩種類型的構(gòu)造單元構(gòu)成:金屬離子(例如鋅、鋁)和有機(jī)化合物。各有機(jī)化合物可連向至少兩個(gè)金屬離子(至少雙齒),以充當(dāng)它們的連接子。由此展開三維的規(guī)則骨架,含有空隙和通道,其尺寸取決于有機(jī)連接子的尺寸。
本文所用的術(shù)語“吸附劑材料”是指可使氣體分子附著在其結(jié)構(gòu)內(nèi)以隨后用于某用途的材料(例如吸附劑粒子)。具體材料包括,但不限于,mof、活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩碳、沸石(例如分子篩沸石)、聚合物、樹脂和粘土。
本文所用的術(shù)語“吸附容量”是指吸附劑材料在特定溫度和壓力下可吸附的在平衡條件下的化學(xué)物類的最大量。以cm3/g給出的吸附容量單位對(duì)應(yīng)于在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力(stp)條件下的化學(xué)物類的量。
本文所用的術(shù)語“活化”是指以提高其儲(chǔ)存容量的方式處理吸附材料(例如mof)。通常,處理導(dǎo)致從吸附位點(diǎn)除去污染物(例如水、非水溶劑、硫化合物和高級(jí)烴)以提高該材料用于其預(yù)期用途的容量。
本文所用的術(shù)語“粒子”在涉及吸附劑材料如mof時(shí)是指各自具有0.1μm至50mm的最大維度的離散材料部分的集合。粒子形態(tài)可以是結(jié)晶、半結(jié)晶或非晶的。術(shù)語“粒子”也可包括半徑低至1nm的粉末。本文中公開的尺寸范圍可以是平均尺寸或中值尺寸。還要指出,粒子不需要是球形的,而是可以是立方體、圓柱體、圓盤或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到的任何其它合適形狀的形式。
本文所用的術(shù)語“整料”在涉及吸附劑材料時(shí)是指整塊的該材料。該整塊可以是例如磚塊、盤或桿的形式并可含有用于提高氣體流動(dòng)/分布的通道。在某些實(shí)施方案中,可以將多個(gè)整料布置在一起以形成所需形狀。
本文所用的術(shù)語“表面積”是指用于吸附化學(xué)物類的活性表面積。除非另行規(guī)定,“表面積”是指該材料的朗格繆爾表面積。
圖1圖示說明在根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的示例性農(nóng)產(chǎn)品容器中的化學(xué)物類流程。如所描繪,農(nóng)產(chǎn)品可能消耗氧氣(o2)并產(chǎn)生二氧化碳(co2)、乙烯(c2h4)和水(h2o)蒸氣。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料(例如丸?;蚍勰┬问降膍of粒子)可裝在小袋內(nèi)。吸附劑材料可有助于控制容器(例如包裝)中的氣體氣氛和濕度以防止由于例如低o2水平(這可能造成厭氧呼吸)或高co2水平而破壞農(nóng)產(chǎn)品。該吸附劑材料可吸附乙烯和可能造成農(nóng)產(chǎn)品異味的其它物類。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合吸附有機(jī)化學(xué)物類。在某些實(shí)施方案中,有機(jī)化學(xué)物類包括揮發(fā)性有機(jī)化合物。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合吸附包括至少一種酮、醛、酯、酚、醌或其組合的化學(xué)物類。
在本公開的一個(gè)方面中,食品儲(chǔ)存系統(tǒng)包括容器和吸附劑。吸附劑材料可以由一種或多種類型的吸附劑材料構(gòu)成。表1提供了可用作根據(jù)本文中所述的實(shí)施方案的吸附劑材料或可用作根據(jù)本文所述的實(shí)施方案的吸附劑材料的一部分的幾種示例性材料的數(shù)據(jù)。要指出,這些材料用于舉例說明,并且本文所述的實(shí)施方案不限于這些材料。
表1:示例性的吸附劑材料
該材料的表面積可以通過根據(jù)diniso9277:2003-05(其是din66131的修訂版)的bet(brunauer-emmett-teller)方法測定。比表面積通過在0.05–0.3p/p0相對(duì)壓力范圍內(nèi)的多點(diǎn)bet測量測定。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料具有至少大約500m2/g的朗格繆爾表面積。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約700m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約900m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1100m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1500m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約1700m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約2000m2/g。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的朗格繆爾表面積為至少大約2500m2/g。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為至少大約0.3nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約10nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約2nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.3nm至大約0.7nm。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的平均孔徑為大約0.9nm至大約1.5nm。
圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的(來自表1的)若干吸附劑材料的乙烯吸附等溫線圖。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約50cm3/g的c2h4吸附容量。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合在容器中存在農(nóng)產(chǎn)品時(shí)將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.1%以下。在某些實(shí)施方案中,在將農(nóng)產(chǎn)品引入容器后將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.1%以下至少5天。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料適合在容器中存在農(nóng)產(chǎn)品時(shí)將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.05%以下。在某些實(shí)施方案中,在將農(nóng)產(chǎn)品引入容器后將容器內(nèi)的c2h4濃度保持在大約0.05%以下至少5天。
圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的(來自表1的)若干吸附劑材料的二氧化碳吸附等溫線圖。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約40cm3/g的co2吸附容量。
圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的(來自表1的)若干吸附劑材料的氧氣吸附等溫線圖。在某些實(shí)施方案中,在合成空氣環(huán)境(例如20%o2和80%n2)中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有至少大約8cm3/g的o2吸附容量。
圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的(來自表1的)若干吸附劑材料的水吸附等溫線圖。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的溫度在一定溫度范圍內(nèi)且容器內(nèi)的空氣壓力在一定壓力范圍內(nèi)時(shí),吸附劑材料具有該吸附劑材料的總重量的至少大約15%的h2o吸附容量。
圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的(來自表1的)若干吸附劑材料的水吸附/解吸行為圖。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度為至少大約75%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度為大約80%至大約90%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)容器內(nèi)的相對(duì)濕度大于90%時(shí),h2o吸附容量為該吸附劑材料的總重量的至少大約15%。
在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約40℃,且其中所述壓力范圍為大約500mmhg至大約1000mmhg。在某些實(shí)施方案中,權(quán)利要求13的食品儲(chǔ)存系統(tǒng),其中所述壓力范圍為大約800mmhg至大約1000mmhg。在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約30℃。在某些實(shí)施方案中,所述溫度范圍為大約0℃至大約10℃。
圖7顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案印刷在載體上的被吸附劑材料膜覆蓋的不同薄膜。例如,mof材料(例如basolitetma520)被顯示為印刷在可沿容器內(nèi)表面布置的取向聚丙烯(opp)膜的表面上的薄膜。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料與容器的至少一個(gè)內(nèi)表面一體成型。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料布置在多層膜內(nèi)。例如,可以在多層膜的多個(gè)層上印刷吸附劑材料膜。
可將薄膜布置在農(nóng)產(chǎn)品容器(例如密封的農(nóng)產(chǎn)品包裝)內(nèi)。在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料布置在容器內(nèi)。在某些實(shí)施方案中,容器是密封的農(nóng)產(chǎn)品包裝。在某些實(shí)施方案中,該密封的農(nóng)產(chǎn)品包裝包括聚丙烯、聚丙烯纖維、聚乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維、聚酯、閃紡(flash-spun)高密度聚乙烯纖維、模制纖維、鋁、尼龍聚酰胺、壓縮紙板或它們的可生物降解變體的至少一種。在某些實(shí)施方案中,容器是船運(yùn)容器。在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料分散在容器內(nèi)(例如無規(guī)分布在容器內(nèi)或農(nóng)產(chǎn)品上)。
在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料布置在容器內(nèi)的小袋內(nèi)(例如如圖1中所示)。在某些實(shí)施方案中,小袋是多孔的。
在某些實(shí)施方案中,可將該吸附劑材料并入基質(zhì)材料中,然后引入容器中。該基質(zhì)可以是任何合適形式的塑料,如可例如通過擠出成形的片材。該材料可以是任選波紋的。該材料可以是輥軋的或以其它方式處理和并入容器中。在引入容器之前,該材料可通過聚合物纖維捆扎(bound)。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括mof、沸石、活性炭或高錳酸鉀的至少一種。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括mof。在某些實(shí)施方案中,mof是粉末、丸粒、擠出物、顆?;蜃灾文さ男问?。在某些實(shí)施方案中,mof是mof粒子的形式。在某些實(shí)施方案中,mof粒子具有至少大約5μm的平均粒徑。在某些實(shí)施方案中,mof粒子具有大約5μm至大約100μm的平均粒徑(例如參見表1)。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料包括沸石。在某些實(shí)施方案中,沸石的化學(xué)式為mx/n[(alo2)x(sio2)y]·mh2o的形式,其中x、y、m和n是大于或等于0的整數(shù),且m是選自na和k的金屬。
在另一些實(shí)施方案中,吸附劑材料是其骨架結(jié)構(gòu)由yo2和x2o3構(gòu)成的沸石材料,其中y是四價(jià)元素且x是三價(jià)元素。在一個(gè)實(shí)施方案中,y選自si、sn、ti、zr、ge和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,y選自si、ti、zr和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,y是si和/或sn。在一個(gè)實(shí)施方案中,y是si。在一個(gè)實(shí)施方案中,x選自al、b、in、ga和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,x選自al、b、in和其中兩種或更多種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中,x是al和/或b。在一個(gè)實(shí)施方案中,x是al。
在某些實(shí)施方案中,沸石是粉末、粒子、丸粒、擠出物、顆?;蜃灾文さ男问健T谀承?shí)施方案中,沸石是粒子的形式。在某些實(shí)施方案中,沸石粒子具有至少大約1μm的平均粒徑。在某些實(shí)施方案中,沸石粒子的朗格繆爾表面積為大約500m2/g至大約700m2/g(例如參見表1)。
金屬有機(jī)骨架化學(xué)
在某些實(shí)施方案中,mof包括選自li、mg、ca、sc、y、zr、v、mn、fe、co、ni、cu、zn、b、al、ti及其組合的金屬。在某些實(shí)施方案中,mof包括選自al、mg、zn、cu、zr及其組合的金屬。
在某些實(shí)施方案中,雙齒有機(jī)連接子具有至少兩個(gè)獨(dú)立地選自氧、硫和氮的原子,有機(jī)化合物可經(jīng)這些原子配位到金屬上。這些原子可以是有機(jī)化合物的骨架的一部分或可以是官能團(tuán)。在某些實(shí)施方案中,mof包括選自如下的結(jié)構(gòu)部分:苯基結(jié)構(gòu)部分、咪唑結(jié)構(gòu)部分、鏈烷結(jié)構(gòu)部分、炔結(jié)構(gòu)部分、吡啶結(jié)構(gòu)部分、吡唑結(jié)構(gòu)部分、氧雜環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)部分及其組合。在某些實(shí)施方案中,mof包括至少一個(gè)選自富馬酸、甲酸、2-甲基咪唑和苯均三酸的結(jié)構(gòu)部分。
作為可經(jīng)其形成上述配位鍵的官能團(tuán),例如可以特別提到:-oh、-sh、-nh2、-nh(-r-h)、-n(r-h)2、-ch2oh、-ch2sh、-ch2nh2、-ch2nh(-r-h)、-ch2n(-r-h)2、-co2h、cosh、-cs2h、-no2、-b(oh)2、-so3h、-si(oh)3、-ge(oh)3、-sn(oh)3、-si(sh)4、-ge(sh)4、-sn(sh)3、-po3h2、-aso3h、-aso4h、-p(sh)3、-as(sh)3、-ch(rsh)2、-c(rsh)3、-ch(rnh2)2、-c(rnh2)3、-ch(roh)2、-c(roh)3、-ch(rcn)2或-c(rcn)3,其中r可以是例如具有1、2、3、4或5個(gè)碳原子的亞烷基,例如亞甲基、亞乙基、亞正丙基、亞異丙基、亞正丁基、亞異丁基、亞叔丁基或亞正戊基,或具有1或2個(gè)芳環(huán),例如2個(gè)c6環(huán)的芳基,所述c6環(huán)如果適當(dāng)?shù)脑捒梢允浅砗系牟⒖梢员舜霜?dú)立地在每種情況下被至少一個(gè)取代基適當(dāng)取代和/或可以彼此獨(dú)立地在每種情況下包括至少一個(gè)雜原子,例如n、o和/或s。在類似的實(shí)施方案中,可以提到其中不存在上述基團(tuán)r的官能團(tuán)。在這方面,尤其可提到-ch(sh)2、-c(sh)3、-ch(nh2)2、-ch(nh(r-h))2、-ch(n(r-h)2)2、-c(nh(r-h))3、-c(n(r-h)2)3、-c(nh2)3、-ch(oh)2、-c(oh)3、-ch(cn)2、-c(cn)3。
所述至少兩個(gè)官能團(tuán)原則上可鍵合到任何合適的有機(jī)化合物上,只要確保包括這些官能團(tuán)的有機(jī)化合物能夠形成配位鍵并產(chǎn)生骨架。
包括所述至少兩個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)化合物衍生自飽和或不飽和脂族化合物或芳族化合物、或脂族和芳族化合物。
脂族化合物或脂族和芳族化合物的脂族部分可以是線性和/或支化和/或環(huán)狀的,也有可能每化合物多個(gè)環(huán)。脂族化合物或脂族和芳族化合物的脂族部分可包括1至18、1至14、1至13、1至12、1至11、或1至10個(gè)碳原子,例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個(gè)碳原子。例如,某些實(shí)施方案可尤其包括甲烷、金剛烷、乙炔、乙烯或丁二烯。
芳族化合物或芳族和脂族化合物的芳族部分可具有一個(gè)或多個(gè)環(huán),例如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)環(huán),這些環(huán)能夠互相分開存在和/或至少兩個(gè)環(huán)能夠以稠合形式存在。芳族化合物或脂族和芳族化合物的芳族部分可具有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)環(huán)。此外,化合物的各環(huán)可彼此獨(dú)立地包括至少一個(gè)雜原子,如n、o、s、b、p或si。芳族化合物或芳族和脂族化合物的芳族部分可包括一個(gè)或兩個(gè)c6環(huán);在兩個(gè)環(huán)的情況下,它們可互相分開存在或以稠合形式存在??梢蕴貏e提到的芳族化合物是苯、萘和/或聯(lián)苯和/或聯(lián)吡啶和/或吡啶基。
所述至少雙齒有機(jī)化合物可衍生自二元羧酸、三元羧酸或四元羧酸或其含硫類似物。含硫類似物是官能團(tuán)-c(=o)sh及其互變異構(gòu)體和-c(=s)sh,其可代替一個(gè)或多個(gè)羧酸基團(tuán)使用。
對(duì)本公開而言,術(shù)語“衍生”是指所述至少雙齒有機(jī)化合物可以以部分脫質(zhì)子或完全脫質(zhì)子的形式存在于mof子單元或mof基材料中。此外,所述至少雙齒有機(jī)化合物可包括進(jìn)一步的取代基,如-oh、-nh2、-och3、-ch3、-nh(ch3)、-n(ch3)2、-cn和鹵化物。在某些實(shí)施方案中,所述至少雙齒有機(jī)化合物可以是具有1至18個(gè)碳原子和另外僅有至少兩個(gè)羧基作為官能團(tuán)的脂族或芳族無環(huán)或環(huán)狀烴。
對(duì)本公開而言,可以舉例提到二元羧酸,其可用于實(shí)現(xiàn)本公開的任何實(shí)施方案,如草酸、琥珀酸、酒石酸、1,4-丁烷二甲酸、1,4-丁烯二甲酸、4-氧代吡喃-2,6-二甲酸、1,6-己烷二甲酸、癸烷二甲酸、1,8-十七烷二甲酸、1,9-十七烷二甲酸、十七烷二甲酸、乙炔二甲酸、1,2-苯二甲酸、1,3-苯二甲酸、2,3-吡啶二甲酸、吡啶-2,3-二甲酸、1,3-丁二烯-1,4-二甲酸、1,4-苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、咪唑-2,4-二甲酸、2-甲基喹啉-3,4-二甲酸、喹啉-2,4-二甲酸、喹喔啉-2,3-二甲酸、6-氯喹喔啉-2,3-二甲酸、4,4’-二氨基苯基甲烷-3,3’-二甲酸、喹啉-3,4-二甲酸、7-氯-4-羥基喹啉-2,8-二甲酸、二酰亞胺二甲酸、吡啶-2,6-二甲酸、2-甲基咪唑-4,5-二甲酸、噻吩-3,4-二甲酸、2-異丙基咪唑-4,5-二甲酸、四氫吡喃-4,4-二甲酸、苝-3,9-二甲酸、苝二甲酸、pluriole200-二甲酸、3,6-二氧雜辛烷二甲酸、3,5-環(huán)己二烯-1,2-二甲酸、辛二甲酸、戊烷-3,3-二甲酸、4,4’-二氨基-1,1’-聯(lián)苯-3,3’-二甲酸、4,4’-二氨基聯(lián)苯-3,3’-二甲酸、聯(lián)苯胺-3,3’-二甲酸、1,4-雙(苯基氨基)苯-2,5-二甲酸、1,1’-聯(lián)萘二甲酸、7-氯-8-甲基喹啉-2,3-二甲酸、1-苯胺基蒽醌-2,4’-二甲酸、聚四氫呋喃-250-二甲酸、1,4-雙(羧甲基)哌嗪-2,3-二甲酸、7-氯喹啉-3,8-二甲酸、1-(4-羧基)苯基-3-(4-氯)苯基吡唑啉-4,5-二甲酸、1,4,5,6,7,7-六氯-5-降冰片烯-2,3-二甲酸、苯基茚滿二甲酸、1,3-二芐基-2-氧代咪唑烷-4,5-二甲酸、1,4-環(huán)己烷二甲酸、萘-1,8-二甲酸、2-苯甲?;?1,3-二甲酸、1,3-二芐基-2-氧代咪唑烷-4,5-順式-二甲酸、2,2’-聯(lián)喹啉-4,4’-二甲酸、吡啶-3,4-二甲酸、3,6,9-三氧雜十一烷二甲酸、羥基二苯甲酮二甲酸、pluriole300-二甲酸、pluriole400-二甲酸、pluriole600-二甲酸、吡唑-3,4-二甲酸、2,3-吡嗪二甲酸、5,6-二甲基-2,3-吡嗪二甲酸、(雙(4-氨基苯基)醚)二酰亞胺-二甲酸、4,4’-二氨基二苯基甲烷二酰亞胺二甲酸、(雙(4-氨基苯基)砜)二酰亞胺二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,3-金剛烷二甲酸、1,8-萘二甲酸、2,3-萘二甲酸、8-甲氧基-2,3-萘二甲酸、8-硝基-2,3-萘甲酸、8-磺基-2,3-萘二甲酸、蒽-2,3-二甲酸、2’,3’-二苯基-對(duì)-三聯(lián)苯-4,4”-二甲酸、(二苯基醚)-4,4’-二甲酸、咪唑-4,5-二甲酸、4(1h)-氧代硫代苯并吡喃-2,8-二甲酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、7,8-喹啉二甲酸、4,5-咪唑二甲酸、4-環(huán)己烯-1,2-二甲酸、三十六烷二甲酸、十四烷二甲酸、1,7-庚二甲酸、5-羥基-1,3-苯二甲酸、2,5-二羥基-1,4-二甲酸、吡嗪-2,3-二甲酸、呋喃-2,5-二甲酸、1-壬烯-6,9-二甲酸、二十烯二甲酸、4,4’-二羥基二苯基甲烷-3,3’-二甲酸、1-氨基-4-甲基-9,10-二氧代-9,10-二氫蒽-2,3-二甲酸、2,5-吡啶二甲酸、環(huán)己烯-2,3-二甲酸、2,9-二氯熒紅環(huán)-4,11-二甲酸、7-氯-3-甲基喹啉-6,8-二甲酸、2,4-二氯二苯甲酮-2’,5’-二甲酸、1,3-苯二甲酸、2,6-吡啶二甲酸、1-甲基吡咯-3,4-二甲酸、1-芐基-1h-吡咯-3,4-二甲酸、蒽醌-1,5-二甲酸、3,5-吡唑二甲酸、2-硝基苯-1,4-二甲酸、庚烷-1,7-二甲酸、環(huán)丁烷-1,1-二甲酸、1,14-十四烷二甲酸、5,6-脫氫降冰片烷-2,3-二甲酸、5-乙基-2,3-吡啶二甲酸或樟腦二甲酸;三元羧酸,如2-羥基-1,2,3-丙烷三甲酸、7-氯-2,3,8-喹啉三甲酸、1,2,3-、1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-丁烷三甲酸、2-膦?;?1,2,4-丁烷三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1-羥基-1,2,3-丙烷三甲酸、4,5-二氫-4,5-二氧代-1h-吡咯并[2,3-f]喹啉-2,7,9-三甲酸、5-乙?;?3-氨基-6-甲基苯-1,2,4-三甲酸、3-氨基-5-苯甲?;?6-甲基苯-1,2,4-三甲酸、1,2,3-丙烷三甲酸或金精三甲酸;或四元羧酸,如1,1-二氧橋苝并[1,12-bcd]噻吩-3,4,9,10-四甲酸、苝四甲酸如苝-3,4,9,10-四甲酸或(苝1,12-砜)-3,4,9,10-四甲酸、丁烷四甲酸如1,2,3,4-丁烷四甲酸或均-1,2,3,4-丁烷四甲酸、癸烷-2,4,6,8-四甲酸、1,4,7,10,13,16-六氧雜環(huán)十八烷-2,3,11,12-四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、1,2,11,12-十二烷四甲酸、1,2,5,6-己烷四甲酸、1,2,7,8-辛烷四甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、1,2,9,10-癸烷四甲酸、二苯甲酮四甲酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸、四氫呋喃四甲酸或環(huán)戊烷四甲酸,如環(huán)戊烷-1,2,3,4-四甲酸。
某些實(shí)施方案可使用具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)環(huán)并且其中各環(huán)可包括至少一個(gè)雜原子的至少單取代的芳族二元羧酸、三元羧酸或四元羧酸,其中兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)能夠包括相同或不同的雜原子。例如,某些實(shí)施方案可使用單環(huán)二元羧酸、單環(huán)三元羧酸、單環(huán)四元羧酸、雙環(huán)二元羧酸、雙環(huán)三元羧酸、雙環(huán)四元羧酸、三環(huán)二元羧酸、三環(huán)三元羧酸、三環(huán)四元羧酸、四環(huán)二元羧酸、四環(huán)三元羧酸和/或四環(huán)四元羧酸。合適的雜原子是例如n、o、s、b和/或p。在這方面可提到的合適的取代基尤其是-oh、硝基、氨基或烷基或烷氧基。
在某些實(shí)施方案中,連接子可包括選自如下的結(jié)構(gòu)部分:苯基結(jié)構(gòu)部分、咪唑結(jié)構(gòu)部分、鏈烷結(jié)構(gòu)部分、炔結(jié)構(gòu)部分、吡啶結(jié)構(gòu)部分、吡唑結(jié)構(gòu)部分、氧雜環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)部分及其組合。在一個(gè)特定實(shí)施方案中,連接子可以是選自表1中所示的任何結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)部分。
表1:連接子結(jié)構(gòu)部分
mof可以是任何形式,例如丸粒、擠出物、珠粒、粉末、整料或任何其它輪廓分明或不規(guī)則的形狀。粒子可以是任何尺寸,例如大約.0001mm至大約10mm、大約.001mm至大約5mm、大約.01mm至大約3mm、或大約.1mm至大約1mm。
吸附劑材料的活化
為了提高用于本公開的實(shí)施方案的吸附劑材料的容量,可以將吸附劑材料活化?;罨砂ㄊ刮絼┎牧辖?jīng)受各種條件(包括但不限于環(huán)境溫度、真空、惰性氣流或它們的任何組合)足夠時(shí)間以活化該吸附劑材料。
在某些實(shí)施方案中,活化包括從吸附位點(diǎn)除去水分子。在另一些實(shí)施方案中,活化包括從吸附位點(diǎn)除去在該吸附劑材料的制造中殘留的非水溶劑分子。在再一些實(shí)施方案中,活化包括從吸附位點(diǎn)除去硫化合物或高級(jí)烴。在活化過程中利用惰性氣體吹掃的實(shí)施方案中,也考慮后續(xù)溶劑回收步驟。在某些實(shí)施方案中,在分子層面從吸附材料中除去污染物(例如水、非水溶劑、硫化合物或高級(jí)烴)。
在一個(gè)特定實(shí)施方案中,活化包括從吸附劑材料的表面積中除去水分子。在活化后,吸附劑材料可具有該吸附劑材料的小于大約10%、小于大約8%、小于大約5%、小于大約3%、小于大約1%、小于大約0.8%、小于大約0.5%、小于大約0.3%或小于大約0.1重量%的濕含量。或者,吸附材料的可供吸附預(yù)期氣體的表面積為容許值(即不含吸附的污染物的理論表面積)的大于大約80%、大于大約85%、大于大約90%、大于大約95%或大于大約98%。材料的表面可以如上文所述測定。
在某些實(shí)施方案中,活化可以在將吸附劑材料布置在農(nóng)產(chǎn)品容器內(nèi)之前或之后進(jìn)行。在容器外活化吸附劑材料在某些情況中可能是有益的,因?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品容器可能具有阻礙該活化過程的溫度限制。由于在農(nóng)產(chǎn)品容器外對(duì)吸附劑材料施加更高溫度的能力,外部法也可產(chǎn)生更短的活化時(shí)間。
某些實(shí)施方案涉及本公開的吸附劑材料,如mofs(包括mof粒子、復(fù)合mof材料等)、沸石(包括沸石粒子、復(fù)合沸石材料等)等的活化。可以使吸附劑材料經(jīng)受適于從吸附位點(diǎn)除去污染物(例如水、非水溶劑、硫化合物和高級(jí)烴)的溫度。該活化可包括使吸附劑材料暴露在例如高于大約40℃、高于大約60℃、高于大約100℃、高于大約150℃、高于大約250℃或高于大約350℃的溫度。在另一些實(shí)施方案中,溫度可以為大約40℃至大約400℃、大約60℃至大約250℃、大約100℃至大約200℃、大約60℃至大約200℃、大約60℃至大約180℃、大約60℃至大約170℃、大約60℃至大約160℃、大約150℃至大約200℃或大約150℃至大約180℃。
吸附劑材料的活化可以是施以真空以從吸附位點(diǎn)除去污染物(例如水、非水溶劑、硫化合物和高級(jí)烴)。該真空可以例如比大氣壓低大約10%至大約80%、比大氣壓低大約10%至大約50%、比大氣壓低大約10%至大約20%、比大氣壓低大約20%至大約30%或比大氣壓低大約30%至大約40%。
吸附劑材料的活化還可包括使惰性氣體流過該材料以除去污染物(例如水、非水溶劑、硫化合物和高級(jí)烴)。惰性氣流可包括氮?dú)饣蛳∮袣怏w。用于吹掃的惰性氣體總量可以是用于活化吸附劑材料的任何合適的量。在一個(gè)特定實(shí)施方案中,氣體量至少為容納吸附劑材料(例如粒子)的容器的容積。在另一些實(shí)施方案中,氣體量為容器體積的至少2倍或容器體積的至少3倍。惰性氣體可流過吸附劑材料任何合適的時(shí)間,如至少大約1小時(shí)、至少大約6小時(shí)、至少大約8小時(shí)、至少大約16小時(shí)、至少大約24小時(shí)或至少大約48小時(shí)?;蛘?,時(shí)間可以為大約10分鐘至大約48小時(shí)、大約10分鐘至大約28小時(shí)、大約10分鐘至大約16小時(shí)、大約30分鐘至大約48小時(shí)、大約30分鐘至大約24小時(shí)、大約30分鐘至大約16小時(shí)、大約1小時(shí)至大約48小時(shí)、大約1小時(shí)至大約24小時(shí)、大約1小時(shí)至大約16小時(shí)、大約10分鐘至大約1小時(shí)、大約30分鐘至大約1小時(shí)、大約2小時(shí)至大約24小時(shí)、或大約4小時(shí)至大約16小時(shí)。在一些實(shí)施方案中,時(shí)間可以為至少大約5分鐘。
可根據(jù)本文所述的方法活化任何量的本文中公開的吸附劑材料(例如mof粒子)。在一個(gè)特定實(shí)施方案中,吸附劑材料可以為至少大約1克、至少大約500克、大約20克至大約500克、大約50克至大約300克、大約100克至大約200克或大于500克的量。
在另一實(shí)施方案中,吸附劑材料可以為至少大約1千克、至少大約500千克、大約20千克至大約500千克、大約50千克至大約300千克或大約100千克至大約200千克的量。
吸附劑材料的活化時(shí)間可以通過在真空中測量水或非水溶劑的流量(flow)而測定。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)水或溶劑含量為吸附劑材料的小于大約10重量%、小于大約8%、小于大約5%、小于大約3%、小于大約1%、小于大約0.8%、小于大約0.5%、小于大約0.3%或小于大約0.1%時(shí),終止該流。
任何合適的活化吸附劑材料的手段與本文所述的復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)相容。例如,粒子可以在形成復(fù)合材料前活化、在形成復(fù)合材料的同時(shí)原位活化或在形成復(fù)合材料后活化。
在一些實(shí)施方案中,可能必須在初始活化后的某一時(shí)間點(diǎn)將吸附劑材料再活化。再活化可包括使吸附劑材料經(jīng)受熱、真空和/或惰性氣流足以再活化的時(shí)間。再活化還可包括用非水溶劑或水洗滌和/或萃取吸附劑材料。
吸附劑材料的活化或再活化時(shí)間可以通過在真空中測量水或非水溶劑的流量(flow)而測定。在某些實(shí)施方案中,當(dāng)水或溶劑含量為吸附劑材料的小于大約10重量%、小于大約8%、小于大約5%、小于大約3%、小于大約1%、小于大約0.8%、小于大約0.5%、小于大約0.3%或小于大約0.1%時(shí),終止該流。
當(dāng)吸附劑材料在容器外活化時(shí),在并入吸附容器之前可能必須儲(chǔ)存和/或運(yùn)輸吸附劑材料。在某些實(shí)施方案中,將活化的吸附劑材料儲(chǔ)存在塑料貯藏器中,在貯藏器和吸附劑材料之間存在任選的阻隔層。阻隔層可包括例如一個(gè)或多個(gè)塑料層。
當(dāng)通過惰性氣流活化吸附劑材料時(shí),氣流可始于容器入口并終止于在不同于入口的位置的容器出口。在另一些實(shí)施方案中,惰性氣流始于和終止于容器上的相同位置。
惰性氣流可包括利用單個(gè)管引入和從容器中除去惰性氣體。在這樣的實(shí)施方案中,管可包括具有至少一個(gè)開口的外段(outersection)以允許惰性氣體進(jìn)入容器,和沒有開口的內(nèi)段(innersection)以允許從容器中除去惰性氣體。在另一些實(shí)施方案中,氣流可包括利用第一個(gè)管將惰性氣體引入容器和利用第二個(gè)管從容器中除去惰性氣體。
本文中的公開也被認(rèn)為適用于其它吸附劑材料,如活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩碳、沸石(例如分子篩沸石)、聚合物、樹脂和粘土。
如果適用,本文中關(guān)于吸附劑材料的公開也被認(rèn)為適用于該材料的整料。
復(fù)合mof材料
如本文所述的復(fù)合mof材料可以是由至少兩種不同材料制成的任何結(jié)構(gòu),其中一種材料是mof。結(jié)構(gòu)可以是,但不限于,粒子、薄膜、層、凝膠(包括水凝膠和氣凝膠)、交聯(lián)(包括化學(xué)或物理交聯(lián))材料或它們的任何合適組合的形式。各結(jié)構(gòu)可具有合適的形態(tài),包括但不限于,均勻混合物、層狀結(jié)構(gòu)、核-殼結(jié)構(gòu)、遞變材料結(jié)構(gòu)、嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子、嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿、織造或非織造纖維織物和互穿網(wǎng)絡(luò)。
在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料是包括mof材料和非mof材料的復(fù)合材料。在某些實(shí)施方案中,mof材料的質(zhì)量與吸附劑材料的總質(zhì)量的比率大于0.5。在某些實(shí)施方案中,非mof材料是選自可生物降解的聚合物、不可生物降解的聚合物、沸石及其組合的材料。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的形態(tài)選自均勻混合物、層狀結(jié)構(gòu)、核-殼結(jié)構(gòu)、遞變材料結(jié)構(gòu)、嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子、嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿、織造或非織造纖維織物和互穿網(wǎng)絡(luò)。在某些實(shí)施方案中,吸附劑材料的形態(tài)是層狀結(jié)構(gòu),其中一個(gè)或多個(gè)mof材料層被一個(gè)或多個(gè)非mof材料層隔開。
某些實(shí)施方案的非限制性實(shí)例包括具有基于至少mof和非mof材料的均勻混合物形態(tài)的粒子、具有基于至少mof和非mof材料的層狀結(jié)構(gòu)(例如mof和非mof材料的交替層)形態(tài)的粒子、具有基于至少mof和非mof材料的核-殼結(jié)構(gòu)形態(tài)的粒子(例如以非mof材料作為核和以mof作為殼,或以非mof材料作為殼和以mof作為核)、具有基于至少mof和非mof材料的遞變材料形態(tài)的粒子(例如mof或非mof材料的一種或多種的濃度在各處不等)、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子的基質(zhì)形態(tài)的粒子(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入粒子,或以非mof材料作為嵌入粒子和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿的基質(zhì)形態(tài)的粒子(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入纖維或桿,或以非mof材料作為嵌入纖維或桿和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的織造或非織造物形態(tài)的粒子(例如與非mof材料一起織造或非織造的mof)和具有基于至少mof和非mof材料的互穿網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的粒子(例如與交聯(lián)或非交聯(lián)的mof基質(zhì)互穿的交聯(lián)或非交聯(lián)的非mof材料基質(zhì))、或它們的任何合適的組合。
某些實(shí)施方案的另一些非限制性實(shí)例包括具有基于至少mof和非mof材料的均勻混合物形態(tài)的薄膜、具有基于至少mof和非mof材料的層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)的薄膜(例如mof和非mof材料的交替層)、嵌有具有基于至少mof和非mof材料的核-殼結(jié)構(gòu)形態(tài)的粒子(例如以非mof材料作為核和以mof作為殼,或以非mof材料作為殼和以mof作為核)的薄膜、具有基于至少mof和非mof材料的遞變材料形態(tài)的薄膜(例如mof或非mof材料的一種或多種的濃度在各處不等)、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子的基質(zhì)形態(tài)的薄膜(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入粒子,或以非mof材料作為嵌入粒子和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿的基質(zhì)形態(tài)的薄膜(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入纖維或桿,或以非mof材料作為嵌入纖維或桿和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的織造或非織造物形態(tài)的薄膜(例如與非mof材料一起織造或非織造的mof)和具有基于至少mof和非mof材料的互穿網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的薄膜(例如與交聯(lián)或非交聯(lián)的mof基質(zhì)互穿的交聯(lián)或非交聯(lián)的非mof材料基質(zhì))、或它們的任何合適的組合。
某些實(shí)施方案的另一些非限制性實(shí)例包括具有基于至少mof和非mof材料的均勻混合物形態(tài)的層、具有基于至少mof和非mof材料的層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)的層(例如mof和非mof材料的交替層)、嵌有具有基于至少mof和非mof材料的核-殼結(jié)構(gòu)形態(tài)的粒子(例如以非mof材料作為核和以mof作為殼,或以非mof材料作為殼和以mof作為核)的層、具有基于至少mof和非mof材料的遞變材料形態(tài)的層(例如mof或非mof材料的一種或多種的濃度在各處不等)、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子的基質(zhì)形態(tài)的層(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入粒子,或以非mof材料作為嵌入粒子和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿的基質(zhì)形態(tài)的層(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入纖維或桿,或以非mof材料作為嵌入纖維或桿和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的織造或非織造物形態(tài)的層(例如與非mof材料一起織造或非織造的mof)和具有基于至少mof和非mof材料的互穿網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的層(例如與交聯(lián)或非交聯(lián)的mof基質(zhì)互穿的交聯(lián)或非交聯(lián)的非mof材料基質(zhì))、或它們的任何合適的組合。
某些實(shí)施方案的另一些非限制性實(shí)例包括具有基于至少mof和非mof材料的均勻混合物形態(tài)的凝膠、具有基于至少mof和非mof材料的層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)的凝膠(例如mof和非mof材料的交替凝膠)、具有基于至少mof和非mof材料的核-殼結(jié)構(gòu)形態(tài)的凝膠(例如以非mof材料作為核和以mof作為殼,或以非mof材料作為殼和以mof作為核)、具有基于至少mof和非mof材料的遞變材料形態(tài)的凝膠(例如mof或非mof材料的一種或多種的濃度在各處不等)、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子的基質(zhì)形態(tài)的凝膠(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入粒子,或以非mof材料作為嵌入粒子和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿的基質(zhì)形態(tài)的凝膠(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入纖維或桿,或以非mof材料作為嵌入纖維或桿和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的織造或非織造物形態(tài)的凝膠(例如與非mof材料一起織造或非織造的mof)和具有基于至少mof和非mof材料的互穿網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的凝膠(例如與交聯(lián)或非交聯(lián)的mof基質(zhì)互穿的交聯(lián)或非交聯(lián)的非mof材料基質(zhì))、或它們的任何合適的組合。
某些實(shí)施方案的另一些非限制性實(shí)例包括具有基于至少mof和非mof材料的均勻混合物形態(tài)的交聯(lián)材料、具有基于至少mof和非mof材料的層狀結(jié)構(gòu)形態(tài)的凝膠(例如mof和非mof材料的交替凝膠,其中這些層交聯(lián)在一起)、具有基于至少mof和非mof材料的核-殼結(jié)構(gòu)形態(tài)的交聯(lián)材料(例如以非mof材料作為核和以mof作為殼,或以非mof材料作為殼和以mof作為核)、具有基于至少mof和非mof材料的遞變材料形態(tài)的交聯(lián)材料(例如mof或非mof材料的一種或多種的濃度在各處不等)、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的球形或非球形粒子的基質(zhì)形態(tài)的交聯(lián)材料(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入粒子,或以非mof材料作為嵌入粒子和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的含有嵌在基質(zhì)內(nèi)的纖維或桿的基質(zhì)形態(tài)的交聯(lián)材料(例如以非mof材料作為基質(zhì)和以mof作為嵌入纖維或桿,或以非mof材料作為嵌入纖維或桿和以mof作為基質(zhì))、具有基于至少mof和非mof材料的織造或非織造物形態(tài)的交聯(lián)材料(例如與非mof材料一起織造或非織造的mof)和具有基于至少mof和非mof材料的互穿網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的交聯(lián)材料(例如與交聯(lián)或非交聯(lián)的mof基質(zhì)互穿的交聯(lián)或非交聯(lián)的非mof材料基質(zhì))、或它們的任何合適的組合。
貯存壽命評(píng)估
圖8a顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在玻璃容器中使用吸附劑材料的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果。玻璃容器各含有大約90克卷心萵苣并含有不同組成/形態(tài)的mofs(100mg)(表1的a520和z1200),將它們與未處理的對(duì)照(無mofs/吸附劑材料)相比較。在4-5℃培養(yǎng)20天后,mof處理的萵苣表現(xiàn)出比對(duì)照改進(jìn)的貯存壽命。
圖8b顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在密封聚乙烯袋中使用吸附劑材料的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果。將各袋密封并含有30克卷心萵苣,以及10mg、100mg和500mg量的不同mofs(a520和z1200)。對(duì)各樣品使用上文對(duì)圖8a描述的類似條件并與未處理的對(duì)照相比較。含有500mgmof粒子的各樣品帶來貯存壽命的最大改進(jìn)。
圖9a-9c顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案使用吸附劑材料的不同混合物的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果。在密封聚乙烯袋中用如上所述的類似培養(yǎng)條件進(jìn)行試驗(yàn)。使用吸附劑材料的不同混合物來處理樣品。在a520和z1200的混合物中(見圖9a),具有1:1的a520/z1200比(50mga520和50mgz1200)的混合物表現(xiàn)出產(chǎn)生最佳結(jié)果。在a520和沸石13x的混合物中(見圖9b),具有3:1的a520/沸石13x比(75mga520和25mg沸石13x)的混合物表現(xiàn)出產(chǎn)生最佳結(jié)果。在沸石13x和z1200的混合物中(見圖9c),這些混合物中的所有都沒有表現(xiàn)出呈現(xiàn)相對(duì)于彼此的改進(jìn)但產(chǎn)生比未處理的對(duì)照好的結(jié)果。
圖10顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案在標(biāo)準(zhǔn)包裝材料內(nèi)對(duì)不同類型的吸附劑材料下的卷心萵苣貯存壽命試驗(yàn)的結(jié)果。將各吸附劑材料布置在含有500mg吸附劑材料的小袋中。將這些小袋各自置于含有150克卷心萵苣的標(biāo)準(zhǔn)包裝中并在4-5℃下培養(yǎng)17天。a520和沸石13x表現(xiàn)出導(dǎo)致最佳貯存壽命增強(qiáng)。
吸附劑容器和載體
在某些實(shí)施方案中,將吸附劑材料裝在小袋中。在某些實(shí)施方案中,小袋可以是自由形式的小袋、密封的、粘貼的或作為包裝或蓋子的一部分并入多層膜中(例如熱熔或永久粘合到硬殼容器或袋薄膜中)。在某些實(shí)施方案中,小袋可以由可生物降解的材料(例如
小袋可具有各種形狀之一,包括正方形、矩形、六邊形、三角形等,并在一些實(shí)施方案中在尺寸(例如長度/寬度)上可以為0.25英寸至12英寸。在一些實(shí)施方案中,小袋可具有印刷在其上的警告標(biāo)簽(例如不要食用或吸入內(nèi)容物的警告)。
在一些實(shí)施方案中,小袋可包括為控制各種氣體進(jìn)出小袋的質(zhì)量傳遞以使其中所含的吸附劑材料的吸附分布(profile)最大化而設(shè)置的穿孔。在一些實(shí)施方案中,穿孔可以5個(gè)針眼/cm2至10個(gè)針眼/cm2(例如8個(gè)針眼/cm2)、20個(gè)針眼/cm2至40個(gè)針眼/cm2(例如30個(gè)針眼/cm2)或50個(gè)針眼/cm2至70個(gè)針眼/cm2(例如63個(gè)針眼/cm2)存在。
現(xiàn)在描述示例性小袋。如圖11a中所示制備第一批(“批次1”)小袋,各小袋含有0.84g至0.95g吸附劑/小袋,basolitetma520吸附劑粉末/小袋。還如圖11b中所示制備第二批(“批次2”)小袋,各小袋含有0.91g至0.99gbasolitetma520吸附劑粉末/小袋。批次1和批次2的一些小袋以制成態(tài)使用,而另一些在真空下在100℃下活化10小時(shí)。
圖12是批次1和2在rh97%和室溫下的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖。水吸取基于小袋+其中所含的吸附劑的總重量或基于吸附劑本身的總重量計(jì)算。批次1在活化前和后表現(xiàn)出類似的水吸取,而批次2在活化前和后表現(xiàn)出顯著的水吸取差異。
表2:不同小袋批次的水吸取
在某些實(shí)施方案中,可以將吸附劑材料并入薄膜(例如固態(tài)原纖化薄膜(ssff)),如
圖13顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案并入農(nóng)產(chǎn)品包裝或容器中的示例性吸附膜系統(tǒng)1300。該系統(tǒng)1300包括包封在保護(hù)膜1304內(nèi)的吸附膜1302(例如mof-teflon膜)。在一些實(shí)施方案中,保護(hù)膜是雙軸取向聚丙烯(bopp)膜。吸附膜1302和保護(hù)膜1304可以一起經(jīng)粘合劑1306粘貼到離型襯里1306上。在一些實(shí)施方案中,粘合劑是丙烯酸系粘合劑(例如
在一些實(shí)施方案中,吸附膜厚度為1μm至1000μm、250μm至750μm、或400μm至6000μm(例如500μm)。在一些實(shí)施方案中,吸附膜的長度和寬度可以各自獨(dú)立地為小于1英寸至12英寸。吸附膜內(nèi)的吸附劑(例如mof)總重量可以為0.1g至1kg。
圖14是根據(jù)本公開的實(shí)施方案制成的吸附膜的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖以評(píng)估bopp保護(hù)層的性能。上曲線對(duì)應(yīng)于集成到密封包裝中的活化(即非溶劑化)形式的a520teflon膜,而下曲線對(duì)應(yīng)于通過bopp保護(hù)層密封的a520teflon膜。測得bopp膜的水蒸氣透過速率在23℃、85%rh下為0.6g/(m2d)至1.7g/(m2d)。在一些實(shí)施方案中,在大約14天的水吸取率為5重量%至10重量%。
圖15是比較a520自支撐膜(1297m2/g的表面積)與a520粉末(1200m2/g的表面積)的水吸取的水吸附/解吸等溫線圖。在一些實(shí)施方案中,自支撐膜的平均表面積大于1200m2/g,或?yàn)?200m2/g至1400m2/g。圖16是比較a520自支撐膜(a520,90重量%,1069m2/g的表面積)、結(jié)構(gòu)化a520自支撐膜(a520,90重量%,1062m2/g的表面積)和a520粉末(1200m2/g的表面積)的水吸取的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖。
圖17是根據(jù)本公開的實(shí)施方案制成的帶有具有不同穿孔度的保護(hù)層的薄膜的水吸取動(dòng)力學(xué)的圖。所用穿孔密度為8個(gè)針眼/cm2、30個(gè)針眼/cm2和63個(gè)針眼/cm2。帶有具有8個(gè)針眼/cm2的穿孔的保護(hù)層的薄膜表現(xiàn)出比帶有具有更高穿孔度的保護(hù)層的薄膜低和慢的水吸取。帶有具有30個(gè)針眼/cm2和63個(gè)針眼/cm2的保護(hù)層的薄膜在第一天幾乎沒有表現(xiàn)出差異,但隨后飽和至與無保護(hù)層的a520teflon膜類似的容量。
在某些實(shí)施方案中,可以將mof并入墨水或涂層(例如印刷墨)中。在某些實(shí)施方案中,墨水或涂層可包括例如一種或多種粘合劑制劑、一種或多種分散劑或附加組分(例如表面活性劑,如糖基表面活性劑)。粘合劑的實(shí)例包括水性粘合劑制劑、聚偏二氟乙烯(pvdf)粘合劑制劑(例如20%濕,在opp和低密度聚乙烯(ldpe)上)和
在某些實(shí)施方案中,涂層的厚度可以為0.01μm至50μm。在某些實(shí)施方案中,涂層的表面積可以為300m2/g至700m2/g(例如520m2/g)。
在一些實(shí)施方案中,薄膜或墨水可以以0.1g至2g的量存在于包裝或容器中。
在一些實(shí)施方案中,涂層可以是可uv固化涂層。例如,mof可以與聚合物(低聚物)和光引發(fā)劑混合以在紫外線(uv)燈下施加以提供該涂層的快速固化。可uv固化涂層組合物的一個(gè)實(shí)例包括與丙烯酸系單體和n-乙烯基化合物(例如n-乙烯基己內(nèi)酰胺)混合的a520mof(在1%濃度下)。
在一些實(shí)施方案中,吸附劑(例如mof)粒子可以均勻分布在涂層或墨水內(nèi)。在一些實(shí)施方案中,吸附劑粒子可以不均勻分布,具有大粒子到小粒子的梯度(例如從薄膜的一個(gè)表面到薄膜的另一表面)??梢岳缤ㄟ^使用多層沉積法施加不同尺寸的粒子來制備梯度分布。
圖18是比較根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案制成的mof粉末與mof涂層的水吸附等溫線圖。該粉末對(duì)應(yīng)于具有1200m2/g的表面積的a520粉末,且該涂層對(duì)應(yīng)于在opp上的a520印刷涂層(例如20重量%濕、65重量%干)。
在一些實(shí)施方案中,吸附膜可以是根據(jù)配混法(例如通過直接添加,如預(yù)混或單獨(dú)進(jìn)料,至最終濃度,或借助母料)制成的共擠膜,如mof共擠膜。在一些實(shí)施方案中,母料可含有被聚合物浸漬的0.1重量%至20重量%mof。合適的聚合物可包括,但不限于,pp、opp、pe、ldpe(例如ribleneff29)、聚氯乙烯、聚碳酸酯、polyeurothene、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚氨酯、pmma、氯化聚合物、鹵化聚合物、硅基聚合物、可堆肥聚合物,以及共聚物和它們的組合。在一些實(shí)施方案中,可包括一種或多種共添加劑,包括但不限于,抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、填料、著色劑、纖維、加工助劑、成核劑、導(dǎo)電和抗靜電劑、增容劑、分散助劑、酸清除劑、阻燃劑、交聯(lián)劑、氧降解劑、以及它們的組合。可以由母料通過在單或雙螺桿擠出機(jī)上與附加聚合物(例如ldpe)配混制造mof共擠膜。其它形式的吸附劑材料或膜包括連續(xù)形狀,例如流延膜(例如可能隨后壓縮成型或真空成型)、取向膜(例如單取向、雙取向)、吹塑膜、纖維膜(例如織造和非織造物)和通過研磨(例如室溫研磨、低溫研磨)制造以供隨后加工(例如燒結(jié)板或通過流化床法的線涂布)的形式。其它形式的吸附劑材料或薄膜包括非連續(xù)形狀,例如注射成型或吹塑材料/薄膜。
在上文的描述中,描述了許多具體細(xì)節(jié),如具體材料、尺寸、工藝參數(shù)等,以提供對(duì)本公開的實(shí)施方案的充分理解。具體要素、結(jié)構(gòu)、材料或特征可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中以任何合適的方式組合。詞語“實(shí)例”或“示例性”在本文中用于表示充當(dāng)一個(gè)實(shí)例、例子或例證。本文中被描述為“實(shí)例”或“示例性”的任何方面或設(shè)計(jì)不一定被解釋為比其它方面或設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利。相反,詞語“實(shí)例”或“示例性”的使用意在以具體方式提出概念。本申請(qǐng)中所用的術(shù)語“或”意在表示可兼的“或”而非排他的“或”。也就是說,除非另行規(guī)定或從上下文中清楚可見,“x包括a或b”意在表示任何天然可兼排列。也就是說,如果x包括a;x包括b;或x包括a和b,則在任一上述情況下都符合“x包括a或b”。此外,本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書中所用的冠詞“a”和“an”通常應(yīng)被解釋為是指“一種或多種”,除非另行規(guī)定或從上下文中清楚可見是指單數(shù)形式。
在本說明書通篇提到的“一種實(shí)施方案”、“某些實(shí)施方案”或“一個(gè)實(shí)施方案”是指聯(lián)系該實(shí)施方案描述的具體要素、結(jié)構(gòu)或特征包括在至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此,術(shù)語“一種實(shí)施方案”、“某些實(shí)施方案”或“一個(gè)實(shí)施方案”在本說明書通篇各處的出現(xiàn)不一定都是指同一實(shí)施方案,這樣的提及是指“至少一個(gè)”。