Складнополіефірні композиції, які містять поглинаючі кисень полідієни, та спосіб їх одержання
Номер патенту: 90710
Опубліковано: 25.05.2010
Автори: Хергенроутер Уілльям, Грейвз Деніел, Полоу Джеймс
Формула / Реферат
1. Полімерна композиція, яка містить комбінацію або продукт взаємодії
(і) смоли на основі ароматичного складного поліефіру і
(іі) полідієну з кінцевими гідроксильними групами, причому щонайменше від 30 мол. % до менше ніж 70 мол. % мономерних ланок вказаного полідієну являють собою вінільні ланки або їх гідрований залишок, і де вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами являє собою гідрований полідієн, в якому після гідрування збережено від 60 до 80 % вихідних подвійних зв'язків.
2. Композиція за п. 1, в якій смола на основі ароматичного складного поліефіру включає поліетилентерефталат, полібутилентерефталат або їх співполімер, або їх суміші.
3. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами одержаний аніонною полімеризацією при використанні літійвмісного ініціатора, в присутності вінілового модифікатора.
4. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами характеризується середньомасовою молекулярною масою від приблизно 1 до приблизно 25 кг/моль.
5. Композиція за п. 2, в якій вказаний ароматичний складний поліефір являє собою поліалкілентерефталат і в якій поліалкілентерефталат має характеристичну в'язкість щонайменше 0,5 дл/г при 25 °С.
6. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами включає полідієн, що містить приблизно дві гідроксильні групи.
7. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами включає дигідроксиполібутадієн.
8. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами отриманий ініціюванням полімеризації 1,3-бутадієну дилітієвим ініціатором та обриванням реакції полімеризації алкіленоксидом.
9. Композиція за п. 1, яка включає щонайменше приблизно 0,5 мас. % полідієну з кінцевими гідроксильними групами з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру.
10. Композиція за п. 1, яка включає щонайменше приблизно 0,9 мас. % полідієну з кінцевими гідроксильними групами з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру.
11. Композиція за п. 1, яка додатково містить сполуку кобальту.
12. Композиція за п. 1, в якій вказаний співполімер на основі ароматичного складного поліефіру і вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами з'єднані ковалентно один з одним складноефірним зв'язком.
13. Композиція за п. 1, яка додатково містить продукт взаємодії або суміш з агентом розгалуження на основі ангідриду двоосновної кислоти.
14. Композиція за п. 1, в якій менше 10 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими.
15. Композиція за п. 14, в якій менше 1 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими.
16. Спосіб одержання полімерної композиції, який включає аніонну полімеризацію спряженого дієнового мономера з утворенням полідієну з кінцевими гідроксильними групами і змішування ароматичного складного поліефіру з полідієном з кінцевими гідроксильними групами, і в якому вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами являє собою полібутадієн з кінцевими гідроксильними групами, який характеризується функціональністю від 1,6 до 1,9, середньочисельною молекулярною масою від 2 кг/моль до 20 кг/моль і середньомасовою молекулярною масою від 2 до 20 кг/моль.
17. Спосіб за п. 16, в якому вказаний ароматичний складний поліефір включає смолу на основі поліалкілентерефталату.
18. Спосіб за п. 16, в якому смола на основі поліалкілентерефталату включає поліетилентерефталат, полібутилентерефталат або їх співполімер, або їх суміш.
19. Спосіб за п. 16, в якому вказана аніонна полімеризація включає одержання полідієну з кінцевими алкіленоксидними групами.
20. Спосіб за п. 16, в якому менше 10 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими.
21. Спосіб за п. 20, в якому менше 1 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими.
Текст
1. Полімерна композиція, яка містить комбінацію або продукт взаємодії (і) смоли на основі ароматичного складного поліефіру і (іі) полідієну з кінцевими гідроксильними групами, причому щонайменше від 30 мол. % до менше ніж 70 мол. % мономерних ланок вказаного полідієну являють собою вінільні ланки або їх гідрований залишок, і де вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами являє собою гідрований полідієн, в якому після гідрування збережено від 60 до 80 % вихідних подвійних зв'язків. 2. Композиція за п. 1, в якій смола на основі ароматичного складного поліефіру включає поліетилентерефталат, полібутилентерефталат або їх співполімер, або їх суміші. 3. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами одержаний аніонною полімеризацією при використанні літійвмісного ініціатора, в присутності вінілового модифікатора. 4. Композиція за п. 1, в якій вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами характеризується середньомасовою молекулярною масою від приблизно 1 до приблизно 25 кг/моль. 5. Композиція за п. 2, в якій вказаний ароматичний складний поліефір являє собою поліалкілентере 2 (19) 1 3 90710 4 гідроксильними групами, і в якому вказаний полідієн з кінцевими гідроксильними групами являє собою полібутадієн з кінцевими гідроксильними групами, який характеризується функціональністю від 1,6 до 1,9, середньочисельною молекулярною масою від 2 кг/моль до 20 кг/моль і середньомасовою молекулярною масою від 2 до 20 кг/моль. 17. Спосіб за п. 16, в якому вказаний ароматичний складний поліефір включає смолу на основі поліалкілентерефталату. 18. Спосіб за п. 16, в якому смола на основі поліалкілентерефталату включає поліетилентерефта лат, полібутилентерефталат або їх співполімер, або їх суміш. 19. Спосіб за п. 16, в якому вказана аніонна полімеризація включає одержання полідієну з кінцевими алкіленоксидними групами. 20. Спосіб за п. 16, в якому менше 10 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими. 21. Спосіб за п. 20, в якому менше 1 мол. % вказаних вінільних ланок у вказаному полідієні не є гідрованими. Дана заявка зберігає пріоритет попередньої заявки США № 60/657291, поданої 1 березня 2005 року, яка включена в цей документ за допомогою посилання. Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід належить до композицій на основі складних поліефірів, які включають полідієни. Передумови створення винаходу Смоли на основі складних поліефірів, таких як полі(етилентерефталат), широко застосовують у виробництві пакувальних контейнерів, які можуть бути використані для упаковування продуктів харчування і напоїв. Дані смоли, однак, мають обмежений термін служби як упаковки, особливо при упаковці продуктів харчування і напоїв, чутливих до дії кисню. Щоб подолати згадані недоліки, дані смоли змішували або здійснювали їх взаємодію з такими насиченими полімерами, як полібутадієн. Вважають, що ненасичений зв'язок, що міститься всередині полімеру, служить як акцептор кисню, який проникає через упаковку. На жаль, присутність даних ненасичених полімерів всередині композиції на основі складних поліефірів ускладнює їх повторну переробку. А саме, дані композиції не бажані для вторинної переробки внаслідок виникнення фарбування в процесі циклу сушіння. Зокрема, для даних композицій характерне утворення червоного і жовтого фарбування. Оскільки використання даних складних поліефірів залишається бажаним, а здатність до вторинної переробки даних смол є технологічно важливою, то існує необхідність в розв'язанні даних проблем, пов'язаних з виникненням фарбування всередині даних смол. Короткий виклад суті винаходу У одному або декількох варіантах здійснення винаходу даний винахід належить до композиції, що включає (і) смолу на основі ароматичного складного поліефіру і (іі) полідієн, в якому більше ніж 20мол. % ланок названого полідієну має мікроструктуру 1,2 або її гідрований залишок. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу даний винахід також належить до способу одержання полімерної композиції, спосіб включає здійснення аніонної полімеризації сполученого дієнового мономера з утворенням полідієну і вве дення ароматичного складного поліефіру і полідієну. Докладний опис ілюстративних варіантів здійснення винаходу Один або декілька варіантів здійснення даного винаходу належать до композиції зі смоли на основі ароматичного складного поліефіру, яка містить полідієн. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієн може бути одержаний методами аніонної полімеризації. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієн містить більше ніж 20% ланок у вініловому положенні або гідрованому залишку вінілової ланки. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиція одержана об'єднанням смоли на основі ароматичного складного поліефіру і полідієну, що містить щонайменше одну гідроксильну групу. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смола на основі ароматичного складного поліефіру і полідієн ковалентно сполучені з утворенням співполімеру. Практика даного винаходу не обмежена вибором конкретної смоли на основі ароматичного складного поліефіру. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смоли на основі ароматичних складних поліефірів утворені ароматичними дикарбоновими кислотами і діолами. Приклади дикарбонових кислот включають терефталеву кислоту, ізофталеву кислоту, нафталіндикарбонову кислоту, дифеніловий простий ефір карбонової кислоти, дифенілдикарбонову кислоту, дифенілсульфондикарбонову кислоту, дифеноксіетандикарбонову кислоту і їх суміші. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу складні поліефіри можуть бути утворені похідними даних кислот, такими як їх диметилові складні ефіри. Приклади діолів включають етиленгліколь, триметиленгліколь, тетраметиленгліколь, неопентилгліколь, гексаметиленгліколь, циклогександиметанол, трициклодекандиметанол, 2,2-біс(4гідроксіетоксифеніл)пропан, 4,4'біс(гідроксіетокси)дифенілсульфон, діетиленгліколь і їх суміші. Приклади ароматичних складних поліефірів, які можуть бути використані в одному або декількох варіантах здійснення винаходу, включають полі(алкілентерефталат)ні смоли, такі як полі(етилентерефталат), полі(бутилентерефталат) і 5 полі(циклогександиметилентерефталат). Інші включають полі(алкіленнафталат)ні смоли, такі як полі(етиленнафталат), полі(бутиленнафталат) і полі(циклогександиметиленнафталат). У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смола на основі ароматичного складного поліефіру може мати характеристичну в'язкість, яка перевищує 0,5дл/г, в інших варіантах здійснення винаходу перевищує 0,6дл/г і ще в інших варіантах здійснення винаходу перевищує 0,7дл/г, при цьому характеристичну в'язкість вимірюють при 25°С в суміші 50/50 фенолу і 1,1,2,2тетрахлоретану. У даних або інших варіантах здійснення винаходу смола на основі ароматичного складного поліефіру може мати характеристичну в'язкість, яка складає менше 1,2дл/г, в інших варіантах здійснення винаходу складає менше 1,0дл/г і в інших варіантах здійснення винаходу складає менше 0,95дл/г. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смола на основі ароматичного складного поліефіру може мати температуру плавлення, яка перевищує 200°С, в інших варіантах здійснення винаходу перевищує 220°С і в інших варіантах здійснення винаходу перевищує 230°С. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смоли на основі ароматичних складних поліефірів включають ті з них, які одержані з диметилтерефталату і етиленгліколю двостадійним процесом етерифікації. Інші включають ті, які одержані прямою етерифікацією двоосновної кислоти діолом або етерифікацією двоосновної кислоти етиленоксидом. Відомі також і інші методи одержання бажаних смол для використання в даному винаході, як ті, що описані в патенті США №6083585, який введений в цей документ посиланням. Придатні для використання полі(алкіленові терефталат)ні смоли можуть бути одержані під торговою маркою Mylar(DuPont), Dacron(DuPont), Terylene(ICI Chemicals). У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієн містить мономерні ланки бутадієнілу, пентадієнілу і ізопренілу. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієн також містить стирольні ланки. Приклади полідієнів включають полі(бутадієн), полі(ізопрен), співполімер (бутадієн-ізопрен), співполімер (стиролбутадієн), співполімер (стирол-ізопрен), співполімер (стирол-ізопрен-бутадієн) і їх суміші. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть мати мікроструктуру, в якій більше ніж 20% її мономерних ланок розташовуються у вініловій конфігурації (тобто 1,2 конфігурації у випадку полібутадієну або 1,2 або 3,4 конфігурації у випадку поліізопрену) або в гідрованому залишку вінілової ланки. Фахівцям в даній галузі техніки буде зрозуміло, що гідрований залишок вінілової ланки являє собою бічну вінілову ланку (або ізопропілову групу у випадку 3,4 конфігурації поліізопрену). У інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 22%, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 25%, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 30% і в інших варіантах здійснення винаходу що 90710 6 найменше 35%, і в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 40% мономерних ланок полідієну можуть бути розташовані у вініловій конфігурації або в її гідрованому залишку. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть мати мікроструктуру, в якій менше 85% мономерних ланок розташовані у вініловій конфігурації або в її гідрованому залишку. У даних або інших варіантах здійснення винаходу менше 70%, в інших варіантах здійснення винаходу менше 65%, в інших варіантах здійснення винаходу менше 60%, в інших варіантах здійснення винаходу менше 55% і в інших варіантах здійснення винаходу менше 40% мономерних ланок полідієну можуть бути розташовані у вініловій конфігурації або в її гідрованому залишку. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть мати середньочисельну молекулярну масу (Мn) щонайменше 0,5кг/моль, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 1кг/моль, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 1,5кг/моль і в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 2,0кг/моль. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть мати середньочисельну молекулярну масу менше 100кг/моль, в інших варіантах здійснення винаходу менше 80кг/моль, в інших варіантах здійснення винаходу менше 60кг/моль і в інших варіантах здійснення винаходу менше 40кг/моль. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть мати молекулярномасовий розподіл (Mw/Mn) від приблизно 1,01 до приблизно 2, в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 1,05 до приблизно 1,9 і в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 1,1 до приблизно 1,8. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни містять щонайменше одну гідроксильну групу. У деяких варіантах здійснення винаходу полідієни включають дві кінцеві гідроксильні групи, причому кожна гідроксильна група розташовується на одному з двох кінців лінійного полідієну. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу число гідроксильних груп може чисельно визначатися функціональним номером. У одному варіанті здійснення винаходу полідієн характеризується функціональністю щонайменше 0,8, в інших варіантах здійснення винаходу функціональністю щонайменше 1,4 і в інших варіантах здійснення винаходу функціональністю щонайменше 1,6. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть бути частково гідрованими. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу ступінь гідрування може чисельно характеризуватися числом подвійних зв'язків (тобто олефінових подвійних зв'язків), що залишаються після гідрування. У одному варіанті здійснення винаходу після гідрування залишається від приблизно 20 до приблизно 60 подвійних зв'язків на 100 повторюваних ланок, в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 30 до приблизно 60, в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 35 до приблизно 50, в інших варіантах здійс 7 нення винаходу після гідрування залишається від приблизно 30 до приблизно 50 подвійних зв'язків на 100 повторюваних ланок і в інших варіантах здійснення винаходу після гідрування залишається від приблизно 35 до приблизно 45 подвійних зв'язків на 100 повторюваних ланок. У інших варіантах здійснення винаходу ступінь гідрування може бути виражений в одиницях процентного вмісту подвійних зв'язків (тобто вихідних олефінових подвійних зв'язків), що залишаються після гідрування. У одному варіанті здійснення винаходу і після гідрування залишається щонайменше 20%, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 30% і в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 40% вихідних подвійних зв'язків. У даних або інших варіантах здійснення винаходу після гідрування залишається до 90%, в інших варіантах здійснення винаходу до 80%, в інших варіантах здійснення винаходу до 70% і в інших варіантах здійснення винаходу до 60% вихідних подвійних зв'язків. У даних або інших варіантах здійснення винаходу полідієн гідрований від приблизно 10% до приблизно 90, в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 30 до приблизно 80% і в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 50 до приблизно 70%. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу ступінь гідрування може бути кількісно виражений числом вінілових ланок, що залишаються після гідрування. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу число вінілових ланок, що залишаються після гідрування, складає менше 10мол. %, в інших варіантах здійснення винаходу менше 5мол. %, в інших варіантах здійснення винаходу менше 2мол. %, в інших варіантах здійснення винаходу менше 1мол. %, в інших варіантах здійснення винаходу менше 0,5мол. %, в інших варіантах здійснення винаходу менше 0,25мол. % і в інших варіантах здійснення винаходу менше 0,1мол. %. У одному варіанті здійснення винаходу рівень гідрування такий, що всі вінілові ланки гідровані, і тому полімер позбавлений вінілових ланок (тобто залишається тільки гідрований залишок вінілових ланок). Як буде зрозуміло фахівцям в даній галузі, мол. % належить до числа вінілових ланок, що містяться в полімері, з розрахунку на загальне число подвійних зв'язків (тобто олефінових подвійних зв'язків) в полімері. Один конкретний полідієн включає полі(бутадієн), відмінний гідроксильною функціональністю від приблизно 1,6 до приблизно 1,9, вмістом вінілу від приблизно 20 до приблизно 70, середньочисельною молекулярною масою від приблизно 2кг/моль до приблизно 10кг/моль, середньомасовою молекулярною масою від приблизно 2кг/моль до приблизно 20кг/моль і кількістю вихідних подвійних зв'язків, що залишилися після гідрування, від приблизно 60 до приблизно 80%. Полідієни можуть бути одержані при використанні традиційної технології аніонної полімеризації. Живі полімери аніонної полімеризації можуть бути утворені при взаємодії аніонних ініціаторів з деякими ненасиченими мономерами, що супроводжується ростом полімерної структури. Під час формування і росту полімеру структура полімеру 90710 8 може бути аніонною і "живою". Нова порція мономера, додана потім в реакційну суміш, може додати "живі" кінці до існуючих ланцюгів і збільшити ступінь полімеризації. Живий полімер, тому, включає полімерний сегмент, що містить живий або реакційноздатний кінець. Аніонна полімеризація додатково описана в публікаціях Georege Odian, Principles of Polymerization, ch. 5 (3rd Ed. 1991) або Panek, 94 J. Am. Chem. Soc, 8768 (1972), введених в цей документ за допомогою посилань. Мономери, які можуть бути використані при одержанні живих полімерів аніонною полімеризацією, включають будь-який мономер, здатний до полімеризації згідно з технологією аніонної полімеризації. Дані мономери включають ті, які приводять до утворення еластомерних гомополімерів або співполімерів. Придатні мономери включають, але не обмежують об'єму домагань, сполучені C4С12 дієни, С8-С18 моновінілові ароматичні мономери і С6-С20 триєни. Приклади зв'язаних дієнових мономерів включають, без обмеження об'єму домагань, 1,3-бутадієн, ізопрен, 1,3-пентадієн, 2,3диметил-1,3-бутадієн і 1,3-гексадієн. Не обмежуючим об'єму домагань прикладом триєну є мірцен. Будь-який аніонний ініціатор може бути використаний, щоб ініціювати утворення і ріст живих полімерів. Приклади аніонних ініціаторів включають, але не обмежують об'єму домагань, алкіллітієві ініціатори, такі як н-бутиллітій, ареніллітієві каталізатори, амінолітійалкіли, захищені літійгідроксіалкіли і оловолітійалкіли. Ініціатори, які включають захищені функціональні групи, такі як захищені гідроксильні групи, розкриті в патентах США № 5362699, 5331058, 5565526 і 5922810, введених в цей документ за допомогою посилання. Кількість ініціатора, використаного при проведенні аніонної полімеризації, може широко варіюватися з розрахунку на бажані характеристики полімеру. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу використовується від приблизно 0,1 до приблизно 100 і необов'язково від приблизно 0,33 до приблизно 10 ммоль літію на 100г мономера. Аніонні полімеризації звичайно проводять в середовищі полярного розчинника, такого як тетрагідрофуран (ТГФ), або неполярного вуглеводню, такого як різні циклічні і ациклічні гексани, гептани, октани, пентани, їх алкіловані похідні і їх суміші, а також бензол. Щоб прискорити рандомізацію при співполімеризації і контролювати вміст вінілу, в інгредієнти полімеризації може бути додана полярна координуюча сполука. Кількість змінюється в межах від 0 до 99 або більше еквівалентів на еквівалент літію. Кількість залежить від кількості бажаного вінілу і температури полімеризації, а також природи використаної конкретної полярної координуючої сполуки (модифікатора). Придатні модифікатори полімеризації включають, наприклад, прості ефіри або аміни, щоб забезпечити бажану мікроструктуру і рандомізацію ланок співмономера. Сполуки, використані як полярні координуючі сполуки, включають ті сполуки, які містять гетероатом кисню або азоту і незв'язану пару електронів. Приклади включають прості діалкілові ефіри моно 9 і олігоалкіленгліколів; прості краунефіри; третинні аміни, такі як тетраметилетилендіамін (TMEDA); лінійні THF олігомери; і тому подібне. Конкретні приклади сполук, які використовуються як полярні координуючі сполуки, включають тетрагідрофуран (THF), лінійні і циклічні олігомерні оксоланілалкани, такі як 2,2-біс(2'-тетрагідрофурил)пропан, дипіперидилетан, дипіперидилметан, гексаметилфосфорамід, iV-iNT'-диметилпіперазин, діазабіциклооктан, простий диметиловий ефір, простий діетиловий ефір, трибутиламін і тому подібне. Лінійні і циклічні олігомерні оксоланілалканові модифікатори розкриті в патенті США № 4429091. введеному в цей документ за допомогою посилання. Живі полімери аніонної полімеризації можуть бути одержані періодичним, напівбезперервним або безперервним методами. Періодичну полімеризацію починають із завантаження суміші мономера(ів) і нормального алканового розчинника у придатну реакційну місткість, з подальшим додаванням полярної координуючої сполуки (якщо використовується) і ініціюючої сполуки. Реагенти нагрівають при температурі від приблизно 20 до приблизно 130°С і проводять полімеризацію протягом від приблизно 0,1 до приблизно 24 годин. Внаслідок даної реакції утворюється реакційноздатний полімер, який має реакційноздатний або живий кінець. Переважно щонайменше приблизно 30% молекул полімеру містять живий кінець. Більш переважно щонайменше 50% молекул полімеру містять живий кінець. Ще більш переважно щонайменше 80% молекул полімеру містять живий кінець. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть бути одержані при використанні багатофункціонального ініціатора. Використання багатофункціональних ініціаторів в аніонній полімеризації в основному відоме з патенту США №3652516, введеного в цей документ за допомогою посилання. У деяких варіантах здійснення винаходу полідієни одержують при використанні дилітієвого ініціатора, такого як той, що одержаний при взаємодії 1,3-діізопропенілбензолу з втор-бутиллітієм. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть бути одержані за альтернативною аніонною технологією, яка використовує радикальний аніонний ініціатор. Дані методи загалом відомі в даній галузі з патенту США №5552483, введеного в цей документ за допомогою посилання. У одному варіанті здійснення винаходу технологія радикальної аніонної полімеризації передбачає використання нафталінового аніона-радикала, який, як вважають, доставляє електрон мономеру, такому як 1,3-бутадієн, з одержанням бутадієнілового радикала-аніона. Нафталіновий радикал-аніон може бути утворений в результаті взаємодії лужного металу, такого як натрій, з нафталіном. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу бутадієніловий радикал-аніон димеризується з утворенням дикарбаніону. Вважають, що додавання додаткового мономера перетворює дикарбаніон на подвійний живий полімер. 90710 10 У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни включають одну або декілька кінцевих гідроксильних груп. Винахід не обмежений яким-небудь конкретним способом введення функціональних гідроксильних груп в полідієн. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієн з функціональними гідроксильними групами утворюється при обриванні ланцюга живого полімеру алкіленоксидом (тобто епоксидом), таким як оксид етилену або оксид пропілену. Якщо полідієн являє собою подвійний живий, тоді обривання ланцюга достатньою кількістю алкіленоксиду може привести до утворення дигідроксиполідієну, з гідроксильними групами на кожному кінці полідієну. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полімер аніонної полімеризації може бути витягнутий або відділений від розчинника, в якому може бути полімеризований при використанні звичайних технологій. Дані технології можуть включати десольватацію і сушіння, таку як десольватація парою або коагуляцію гарячою водою з подальшою фільтрацією. Залишковий розчинник може бути видалений при використанні звичайних технологій сушіння, таких як пічне сушіння або барабанне сушіння. У альтернативному варіанті клейка речовина може бути висушена на плівкових випарниках. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу можуть бути прикладені зусилля для видалення залишкового літію з полідієнового продукту. Можуть бути використані звичайні методи для видалення залишкових металів з полімерних композицій. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієни можуть бути гідровані обробкою полідієну гомогенною або гетерогенною каталітичною системою на основі перехідних металів. У альтернативному варіанті можуть бути використані органічні системи, такі як діімідні системи (наприклад, гідразин). Методи гідрування і каталізатори, що використовуються при гідруванні, добре відомі і описані в публікаціях "Chemical Modification of Polymers: Catalytic Hydrogenation and Related Reactionary McManus et al., JM.S.-Rev. Macromol Chem. Phys., C35(2), 239-285 (1995), "Coordination Catalyst for the Selective hydrogenation of Polymeric Unsaturation", Falk, Journal of Polymer Science: Part A-i, Vol.9, 2617-2623 (1971), "The Hydrogenation of HO-Terminated Telechelic Polybutadienes in the Presence of a Homogeneous Hydrogenation Catalyst Based on Tris(triphenylphosphine)rhodiurn Chloride", Bouchal et al. Institute of Macromolecular Chemistry, Die Angewandte Makromolekular Ch.em.ie 165, 165180 (Nr. 2716) (1989), Hydrogenation of Low Molar Mass OH-Telechelic Polybutadienes Catalyzed Homogeneous Ziegler Nickel Catalysts, Sabata et al., Journal of Applied Polymer Science, Vol.85, 11851193 (2002), "An Improved Method for the Diimide Hydrogenation of Butadiene and Isoprene Containing Polymers, Habn, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, Vol.30, 397-408 (1992), and Hydrogenation of Low-Molar-Mass, OH-Telechelic Polybutadienes. I. Methods Based on Diimide", Holler, Journal of Applied Polymer Science, Vol.74, 11 3203-3213 (1999), введених в цей документ за допомогою посилань. Часткове гідрування сполучених дієнів описане в патентах США № 4590319, 5242986 і 6184307, введених в цей документ за допомогою посилання. Часткове гідрування ароматичних вуглеводнів з утворенням циклоалкенів більш повно описане в патентах США №4197415, 4392001 і 5589600, введених в цей документ за допомогою посилання. У одному або декількох варіантах здійснення даного винаходу композиції можуть бути одержані змішуванням або перемішуванням смол на основі ароматичних складних поліефірів і полідієнів. Методи змішування відомі в даній галузі, і даний винахід необов'язково обмежений вибором конкретного методу. У одному варіанті здійснення винаходу змішування відбувається в реактивному екструдері, такому як двошнековий екструдер. Змішування або перемішування смоли на основі складного поліефіру і полідієну може відбуватися в широкому інтервалі умов. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу змішування або перемішування може відбуватися при температурі від приблизно 230°С до приблизно 310°С і в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 250°С до приблизно 290°С. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу час знаходження в екструдері складає від приблизно 2 до приблизно 6 хвилин, а в інших варіантах здійснення винаходу - від приблизно 3 до приблизно 5 хвилин. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу смола на основі складного поліефіру і полідієн можуть бути змішані або перемішані в присутності каталізаторів, модифікаторів, теплостабілізаторів, антиоксидантів, барвників, зародкоутворювачів кристалізації, наповнювачів, прискорювачів біорозкладання або додаткових складових, які можуть бути введені до складу композиції. Загалом, композиції на основі ароматичних складних поліефірів відомі з патенту США №6083585, введеного в цей документ посиланням. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції на основі ароматичних складних поліефірів додатково включають каталізатор на основі перехідного металу, такого як каталізатор-акцептор кисню. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу складну поліефірну смолу і полідієн змішують або перемішують в присутності каталізатора-акцептора кисню. Придатний для використання каталізатор-акцептор кисню включає сполуки кобальту. Придатні для використання сполуки кобальту включають карбоксилати кобальту, органофосфати кобальту, органофосфонати кобальту, органофосфінати кобальту, карбамати кобальту, дитіокарбамати кобальту, ксантати кобальту, (3-дикетонати кобальту, алкоксиди або арилоксиди кобальту, галогеніди кобальту, псевдогалогеніди кобальту, оксигалогеніди кобальту і органокобальтові сполуки. Придатні для використання карбоксилати кобальту включають октоат кобальту, 2етилгексаноат кобальту, неодеканоат кобальту, нафтенат кобальту, стеарат кобальту і їх суміші. 90710 12 У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції на основі ароматичних складних поліефірів даного винаходу включають від приблизно 0,05 до приблизно 0,15мас. % кобальту з розрахунку на масу полідієну. У інших варіантах здійснення винаходу композиція включає від приблизно 0,07 до приблизно 0,12мас. % і в інших варіантах здійснення винаходу від приблизно 0,09 до приблизно 0,11мас. % кобальту з розрахунку на масу полідієну. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції на основі ароматичних складних поліефірів можуть включати або бути модифіковані конденсаційними агентами розгалуження або агентами сполучення, які змінюють характеристичну в'язкість композицій. Іншими словами, композиція включає продукт взаємодії агента розгалуження і ароматичного складного поліефіру і/або полідієну. Дані агенти можуть включати поліконденсаційні агенти розгалуження. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу дані агенти розгалуження можуть включати тримелітовий ангідрид, аліфатичні діангідриди або ароматичні діангідриди. У одному з варіантів здійснення винаходу використовується піромелітовий діангідрид (тобто діангідрид бензол-1,2,4,5-тетракарбонової кислоти). Численні фактори можуть змінювати кількість розгалужувального агента, що може бути бажаним, або змінювати застосування розгалужувальних агентів, що також може бути бажаним. У одному варіанті здійснення винаходу кількість однофункціонального полідієну, присутнього в композиції, може впливати на кількість використовуваного розгалужувального агента. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиція даного винаходу включає або модифікована від приблизно 0,01 до приблизно 0,15мас. % розгалужувальним агентом з розрахунку на масу полідієну. У інших варіантах здійснення винаходу композиція включає від приблизно 0,05 до приблизно 0,12мас. %, в інших варіантах здійснення винаходу композиція включає від приблизно 0,09 до приблизно 0,11мас. % розгалужувального агента з розрахунку на масу полідієну. У одному або декількох варіантах здійснення даного винаходу композицію, що містить смолу на основі ароматичного складного поліефіру і полідієн, одержують у вигляді концентрату або маточної суміші, які можуть бути потім введені в інші термоформовні смоли (наприклад, смоли на основі ароматичних складних поліефірів) для використання при одержанні конкретних виробів. При одержанні даних концентратів, які часто знаходяться в формі гранул, композиція даного винаходу може включати щонайменше 1%, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 5% і в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 10мас. % полідієну з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру. У даних або інших варіантах здійснення винаходу дані концентрати або гранульовані маточні суміші включають менше 30% і в інших варіантах здійснення винаходу менше 20%, і в інших варіантах здійснення винаходу менше 13 15мас. % полідієну з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру. У одному або декількох варіантах здійснення даного винаходу, особливо в тих, де композиція використана в процесах термоформування (на відміну від виробництва концентратів або гранульованих маточних сумішей), композиції включають щонайменше 0,05%, в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 0,5% і в інших варіантах здійснення винаходу щонайменше 0,9мас. % полідієну з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру. У даних або інших варіантах здійснення винаходу термоформівна композиція включає щонайменше менше 5%, в інших варіантах здійснення винаходу менше 3% і в інших варіантах здійснення винаходу менше 1,5мас. % полідієну з розрахунку на загальну масу полідієну і смоли на основі ароматичного складного поліефіру. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиція даного винаходу включає продукт реакції між смолою на основі ароматичного складного поліефіру і полідієном з кінцевими гідроксильними групами. Вважають, що складний поліефір і полідієн з кінцевими гідроксильними групами взаємодіють по реакції конденсації. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції даного винаходу включають матрицю зі смоли на основі ароматичного складного поліефіру, що містить дисперговані в ній домени полідієну. Як буде ясно фахівцям в даній галузі, характеристики, особливо розмір цих полідієнових доменів, можуть бути відрегульовані на основі умов змішування і/або функціональності полідієну. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу полідієнові домени характеризуються середнім діаметром менше 400 нанометрів, в інших варіантах здійснення винаходу менше 300 нанометрів і в інших варіантах здійснення винаходу менше 200 нанометрів. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції даного винаходу є, переважно, термоформівними і тому можуть бути використані в різних відомих технологіях термоформування, таких як лиття під тиском, формування роздуванням і компресійне формування, але не обмежуючи ними об'єму домагань. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції даного винаходу також можуть бути екструдовані. У одному або декількох варіантах здійснення винаходу композиції можуть бути використані для виробництва пакувальних напівпроникних плівок і пакувальних виробів. У деяких варіантах здійснення винаходу дані пакувальні вироби включають ті, які використовуються для зберігання швидкопсувних продуктів і напоїв, особливо тих продуктів і напоїв, які швидко псуються в присутності кисню. Більшість пакувальних виробів для даних галузей застосування відомі і описані в патенті США № 6083585, введеному в цей документ за допомогою посилання. У одному випадку застосування композиції даного винаходу можуть бути використані для виро 90710 14 бництва пляшок. У інших варіантах здійснення винаходу композиції можуть використовуватися для виробництва пакувальних плівок. Композиції згідно з одним або декількома варіантами здійснення даного винаходу є переважно вторинно перероблюваними без виникнення небажаного фарбування. Для того щоб продемонструвати практичне здійснення даного винаходу, були наведені наступні приклади. Приклади, проте, не треба розглядати як такі, що обмежують об'єм домагань даного винаходу. Винахід визначено прикладеною формулою винаходу. Приклади Одержання дилітієвого ініціатора У сухій 300мл круглодонній колбі, що продувається азотом, з кришкою з нітрильного каучуку, об'єднували 8мл (7,4г, 47 ммоль) сухого перегнаного 1,3-діізопропенілбензолу і 13,2мл (9,6г, 94 ммоль) сухого перегнаного триетиламіну. За допомогою шприца до вмісту колби додавали 65,0мл 1,44М втор-BuLi (94 ммоль). Відразу після додавання алкіллітію розчин негайно забарвився в темно-червоний колір. Вміст колби нагрівали при 50°С протягом 2 годин, одержуючи двофункціональний літієвий ініціатор в концентрації 0,54М. Розчин ініціатора потім негайно використовували для аніонної полімеризації. Синтез низькомолекулярного телехелатного БК з кінцевими гідроксильними групами і середнім вмістом вінілу Завантажувальну суміш, що включає 3,71кг сухого гексану і 0,43кг розчину 1,3-бутадієну в гексані з концентрацією 21,4мас. %, завантажували в 7-літровий реактор і перемішували (2,5% сухого залишку). У посудину завантажували приблизно 0,23кг полярного модифікатора ТГФ (3,2 моль, 45:1 ТГФ:Lі), і вміст реактора нагрівали. Коли температура одержаної суміші досягала 50°С, до розчину мономера додавали 66,5мл розчину дилітієвого ініціатора (72ммоль Li) з концентрацією 0,54М. Протягом 5 хвилин починалася полімеризація мономера, і спостерігали підвищення температури реакції до 55°С. Одержану в'язку масу потім перемішували при постійній температурі 50°С ще протягом 2 годин. У цей момент в полімерний розчин додавали 7,0г (150 ммоль) сухого оксиду етилену і перемішували при 75°С, щоб здійснити введення функціональних груп в кінцеві сегменти полімеру по місцях аніонного літію. Після додавання оксиду етилену помітно зростала в'язкість полімерного розчину внаслідок утворення іонних зв'язків. Через 12 годин до вмісту реактора додавали 10г ізопропанолу, щоб зупинити реакцію, що знизило в'язкість даного розчину нижче в'язкості літієвого полімеру. Одержаний полімер мав наступні характеристики: Мn=2,9кг/моль; Mw/Mn=1,5; вміст 1,2-вінілу=70%; і/=1,7 (функціональність). Різні модифікації і зміни, які не порушують суті і об'єму домагань винаходу, будуть зрозумілі фахівцям в даній галузі. Даний винахід не обмежується тільки ілюстративними варіантами здійснення винаходу, вказаними вище. 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 90710 Підписне 16 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюEster compositions comprising oxygen-capturing polydienes and process for the preparation thereof
Автори англійськоюPawlow James, Hergenrother William, Graves Daniel
Назва патенту російськоюСложнополиэфирные композиции, которые содержат поглощающие кислород полидиены, и способ их получение
Автори російськоюПолоу Джеймс, Хергенроутер Уилльям, Грейвз Дениэл
МПК / Мітки
МПК: C08L 9/00, C08K 5/098, C08G 81/00
Мітки: одержання, спосіб, кисень, складнополіефірні, містять, полідієни, композиції, поглинаючі
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-90710-skladnopoliefirni-kompozici-yaki-mistyat-poglinayuchi-kisen-polidiehni-ta-sposib-kh-oderzhannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Складнополіефірні композиції, які містять поглинаючі кисень полідієни, та спосіб їх одержання</a>