CN102421820A - 低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法 - Google Patents

低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102421820A
CN102421820A CN2010800196676A CN201080019667A CN102421820A CN 102421820 A CN102421820 A CN 102421820A CN 2010800196676 A CN2010800196676 A CN 2010800196676A CN 201080019667 A CN201080019667 A CN 201080019667A CN 102421820 A CN102421820 A CN 102421820A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propylene glycol
glycol ester
ester terephthalate
gathering
oligopolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800196676A
Other languages
English (en)
Inventor
J·V·库里安
Y·梁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of CN102421820A publication Critical patent/CN102421820A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/88Post-polymerisation treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/88Post-polymerisation treatment
    • C08G63/90Purification; Drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料的制备,和测定PTT聚合物中低聚物减少度的方法,所述减少是在聚合物接触热源时发生的。这种减少使得聚合物起霜因聚合物中低聚物的减少而减少。

Description

低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法
发明领域
本发明涉及减少聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中低聚物和测定低聚物减少度的方法,所述减少是在使聚合物接触热源时发生的。这种减少使得产品起霜因聚合物中低聚物的减少而减少。
发明背景
“起霜”现象是聚合材料的常见问题。加入到聚合物中的不相容材料能够迁移到部件表面上,造成“起霜”或“混浊”。这些缺陷对材料的美观性具有不利的影响,并且有时能够影响材料的性能。在聚酯工艺中,起霜是聚(对苯二甲基乙二醇酯)(PET)膜和纤维中研究得很透彻的现象。就PET而言,起霜不是来自添加剂,而是来自逐步聚合期间形成的热力学副产物,一般为环状低聚物,其在熔融聚合过程期间与线型聚合物链平衡存在。已知熔融加工的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PTT)中存在类似的现象。包含高含量环状低聚物的PTT模塑制品在高湿度、高温、和长时间稳定性测试期间呈现出低聚物起霜。
环状低聚物在PTT的熔融聚合过程期间平衡存在,并且主要为环状二聚体。环状二聚体占PTT聚合物中环状低聚物的至多90%,并且其含量按聚合物和低聚物的总重量计一般为约2.8重量%。
环状低聚物在PTT聚合反应、加工和最终使用应用期间产生问题,所述应用包括注塑部件、衣物纤维、长丝和膜。环状低聚物浓度的降低可增强聚合物的一些特性(例如表面光泽和外观)。降低环状低聚物浓度可极大地影响聚合物产量,延长纤维纺丝期间的擦拭循环次数,注塑部件的低聚物起霜和膜发白。因此,需要低聚物减少的PTT和测定低聚物减少度的方法。
发明概述
本发明涉及降低聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中低聚物含量的方法,所述方法包括:
a.使所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料与热源接触一段时间;
b.对聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料实施溶剂萃取方法,从而使一种或多种低聚物从聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中分离出来,进入到萃取溶剂中。
所述方法进一步包括:
c.使所述低聚物与所述萃取溶剂分离;以及
d.分离出低聚物含量减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料,
其中所述聚合物粒料中的低聚物含量为0.05至2.2重量%。
本发明进一步涉及测定聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中低聚物含量减少度的方法,所述方法包括:
a.使所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物与热源接触一段时间;
b.对聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物实施萃取方法,从而使一种或多种低聚物从聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中分离出来,进入到萃取溶剂中;
c.使所述低聚物与所述萃取溶剂分离;以及
d.测定从聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中萃取出的低聚物量。
发明详述
除非另有定义,本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾,以本说明书及其包括的定义为准。
商标以大写体表示,除非明确指出。
除非另行指出,所有百分比、份数、比率等均按重量计。
树脂组分
如上文所述,树脂组分(以及组合物整体)包含占优势量的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。
适用于本发明的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)是本领域熟知的,并且可方便地通过1,3-丙二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸等同物的缩聚反应来制备。
“对苯二甲酸等同物”是指在与聚合的乙二醇和二醇反应方面表现基本与对苯二甲酸一样的化合物,如相关领域的普通技术人员所通常认识到的那样。就本发明目的而言,对苯二甲酸等同物包括例如酯(诸如对苯二甲酸二甲酯),和形成酯的衍生物诸如酰卤(例如酰氯)和酸酐。
优选对苯二甲酸和对苯二甲酸酯,更优选二甲酯。制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的方法论述于例如US6277947、US6326456、US6657044、US6353062、US6538076、US2003/0220465A1和共同持有的美国专利申请11/638919(提交于2006年12月14日,名称为“Continuous Process forProducing Poly(trimethylene Terephthalate)”)中。
聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物树脂组合物包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)重复单元,并且为粒料或薄片形式。典型的聚合物粒料尺寸为4mm×3mm×3mm,并且重3.0-4.0g/100个粒料。生产出的初始聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物具有2.5-3.0重量%的环状低聚物组合物,其中约90%为环状二聚体。聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料具有0.40-1.2dL/g的初始特性粘度。
制备具有低含量环状低聚物的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物树脂的具体方法基本上包括:提供粒料或薄片形式的初始聚(对苯二甲酸丙二醇酯)树脂组合物,并且将所述粒料或薄片在相对较高的温度(>140摄氏度)下加热和搅拌一段选定的时间,以提供具有较低环状低聚物含量的高特性粘度的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)树脂粒料。加热温度可高达220摄氏度,取决于加热装置的设计和所期望的最终特性粘度。通过该方法,可将聚合物粒料中的环状低聚物含量降低至低达0.05重量%。还显示,可由溶剂萃取方法制备具有约0.05%至2.2%低含量低聚物的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料。
用于制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的1,3-丙二醇可得自石化源以及生物化学源。它优选以生化方式得自可再生源(“生物衍生的”1,3-丙二醇)。
尤其优选的1,3-丙二醇源是经由使用可再生生物源的发酵方法获得。作为得自可再生资源的原料的例证性实例,已经描述了获得1,3-丙二醇(PDO)的生物化学途径,所述途径利用由生物的且可再生的资源如玉米原料制得的原料。例如,能够将甘油转化为1,3-丙二醇的细菌菌株发现于菌种克雷伯氏菌属(Klebsiella)、柠檬酸细菌属(Citrobacter)、梭菌属(Clostridium)、和乳酸杆菌属(Lactobacillus)中。所述技术公开于几个公布中,包括前面并入的US5633362、US5686276和US5821092。US5821092特别公开了一种使用重组生物体由甘油生物制得1,3-丙二醇的方法。所述方法引入了对1,2-丙二醇具有特异性的异源pdu二醇脱水酶基因转化的大肠杆菌。转化的大肠杆菌在作为碳源的甘油存在下生长,并且从生长培养基中分离出1,3-丙二醇。由于细菌和酵母都能够将葡萄糖(例如玉米糖)或其它碳水化合物转化为甘油,因此公开于这些公布中的方法提供了快速、廉价并且环保的1,3-丙二醇单体源。
生物衍生的1,3-丙二醇,如通过上文描述和参考的方法制得的,包含由植物所吸收的来自大气二氧化碳的碳,所述植物构成制得1,3-丙二醇的原料。这样,优选用于本发明上下文的生物衍生的1,3-丙二醇仅包含可再生的碳,而不包含基于化石燃料或基于石油的碳。因此,基于利用生物衍生的1,3-丙二醇的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)对环境具有较小的影响,这是因为所使用的1,3-丙二醇没有耗减化石燃料,并且在降解时释放碳回到大气中以被植物再次利用。因此,本发明的组合物可表征为更加天然,并且对环境的影响比包含石油基二醇的类似组合物更小。
可通过双碳同位素指纹分析,对生物衍生的1,3-丙二醇和基于其的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)与由石化来源或由化石燃料碳制得的类似化合物加以区分。该方法可用于区别化学上相同的物质,并且通过生物圈(植物)组成的生长源(可能是年)来分配碳材料。同位素14C和13C带来了补充信息。放射性碳年代测定同位素(14C)(其核半衰期为5730年)明确地使得在化石(“死的”)和生物圈(“活的”)原料之间分配样本碳(Currie,L.A.,“Source Apportionment of Atmospheric Particles”,Characterization of  Environmental Particles,J.Buffle和H.P.van Leeuwen编辑,IUPACEnvironmental Analytical Chemistry系列第I卷第1集(Lewis Publishers,Inc)(1992)3-74)。放射性碳年代测定法的基本假设是大气中14C的浓度是恒定不变的,其使得活的生物体中14C恒定不变。当处理分离的样本时,样本的年代可通过如下关系近似地推导出:
t=(-5730/0.693)ln(A/A0)
其中t=年代,5730年是放射性碳的半衰期,而A和A0分别是样本和现代标准物的具体14C活性(Hsieh,Y.,“Soil Sci.Soc.Am J.”,56,460,(1992))。然而,由于从1950年开始的大气核试验和1850年开始的化石燃料燃烧,14C已获得了第二个地球化学时间特征。在20世纪60年代中期,在核试验高峰期,它在大气CO2中并因此在活的生物圈中的浓度近似翻倍。其逐渐回归到稳态具有大约7-10年的松弛“半衰期”ca.1.2×10-12的宇宙发生的(大气)基线同位素率(14C/12C)已经很久了。(该后者的半衰期一定不能采用文字上的;相反,人们必须从核时期开始以来,使用详细的大气核输入/衰变函数以追踪大气和生物圈14C变动。)正是后一种生物圈14C的时间特征呈现出了对近代生物圈碳进行年代测定的希望。可通过加速器质谱(AMS)来测定14C,结果以“现代碳的份数”(fM)为单位给出。fM由National Institute of Standards and Technology(NIST)标准参考物质(SRM)4990B和4990C(分别称为草酸标准物HOxI和HOxII)定义。基本定义涉及0.95乘以14C/12C同位素比率HOxI(参考AD 1950)。这大致等同于衰变校正过的工业革命前的木材。对于当前的活体生物圈(植物材料),fM≈1.1。
稳定的碳同位素比率(13C/12C)提供了源辨别和分配的补充途径。在给定的生物源物质中,13C/12C比率是在二氧化碳固定时大气二氧化碳中13C/12C的比率,并且还反映了精确的代谢途径。也发生了区域变化。石油、C3植物(阔叶)、C4植物(草本)、以及海相碳酸盐均在13C/12C和相应的δ13C值上显示出显著差异。此外,由于代谢途径的原因,C3和C4植物的类脂物质的分解与衍生自相同植物的碳水化合物组分的物质不同。在测量的精度内,由于同位素分馏效应13C显示出很大的变化,对于本发明来说最显著的是光合作用机制。植物中碳同位素比率差异的主要原因与植物中光合作用碳代谢途径的差异密切相关,尤其是在初级羧化反应期间所发生的反应,即,大气CO2的初始固定。两大类植物是参与“C3”(或Calvin-Benson)光合作用循环的那些和参与“C4”(或Hatch-Slack)光合作用循环的那些。如硬木和针叶的C3植物主要在温带气候区。在C3植物中,初级CO2固定或羧化反应涉及酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶,并且第一个稳定的产物是3-碳化合物。另一方面,C4植物包括如热带牧草、玉米和甘蔗的植物。在C4植物中,涉及另一种酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的另外的羧化反应是初级羧化反应。第一个稳定的碳化合物是4-碳酸,其随后被脱羧。由此释放的CO2通过C3循环再次固定。
C4和C3植物都表现出13C/12C同位素比率范围,但是典型的值为约千分之-10至-14(C4)和千分之-21至-26(C3)(Weber等人,“J.Agric.FoodChem.”,45,2042(1997))。煤和石油一般落在该后一个范围内。13C测量标度最初是以美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石(PDB)石灰岩为零来定义的,其中数值以与该材料的偏差的千分数给出。“δ13C”值是千分数(千分之几),缩写为‰,并且如下计算:
Figure BPA00001454570900061
由于PDB标准物质(RM)已耗尽,IAEA、USGS、NIST和其它所选择的国际同位素实验室合作开发出了一系列可供选择的RM。PDB每密耳偏差的符号为δ13C。经由高精度稳定比质谱(IRMS),测定质量为44、45和46的分子离子,对CO2进行测定。
因此,生物衍生的1,3-丙二醇,和包含生物衍生的1,3-丙二醇的组合物可根据14C(fM)和显示新物质组成的双碳同位素指纹分析而与石化衍生的与它们相当的物质完全区别开。区分这些产物的能力有利于在商业中跟踪这些物质。例如,包含“新”和“旧”两种碳同位素特征图的产品可与仅由“旧”物质制得的产品区别开。因此,可在商业中根据其独特的特征图来密切关注即用材料,并且用于限定竞争、确定储存寿命,并且尤其用于评估对环境的影响的目的。
根据气相色谱分析测定,在制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)时用作反应物或反应物组分的1,3-丙二醇将优选具有大于约99重量%,并且更优选大于约99.9重量%的纯度。尤其优选的是US7038092、US7098368、US7084311和US20050069997A1中所公开的纯化的1,3-丙二醇。
所述纯化的1,3-丙二醇优选具有下列特性:
(1)在220nm处的紫外吸收小于约0.200,并且在250nm处小于约0.075,并且在275nm处小于约0.075;和/或
(2)组合物具有的CIELAB“b*”色值小于约0.15(ASTM D6290),并且在270nm处的吸收小于约0.075;和/或
(3)小于约10ppm的过氧化物组合物;和/或
(4)当通过气相色谱测定时,总有机杂质(除1,3-丙二醇之外的有机化合物)的浓度小于约400ppm,更优选小于约300ppm,还更优选小于约150ppm。
可用于本发明中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可为聚(对苯二甲酸丙二醇酯)均聚物(基本上衍生自1,3-丙二醇与对苯二甲酸和/或等同物)和共聚物自身或共混物。可用于本发明的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)优选包含约70摩尔%或更高的重复单元,所述重复单元衍生自1,3-丙二醇和对苯二甲酸(和/或其等同物,如对苯二甲酸二甲酯)。
所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可包含至多30摩尔%的由其它二醇或二酸制得的重复单元。其它二酸包括例如间苯二甲酸、1,4-环己二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,3-环己二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1,12-十二烷二酸、以及它们的衍生物,如这些二元羧酸的二甲酯、二乙酯、或二丙酯。其它二醇包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、二甘醇、三甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-、1,3-和1,4-环己烷二甲醇、以及由二醇或多元醇与环氧烷烃的反应产物制得的更长链的二醇和多元醇。
可用于本发明中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物还可包括官能单体,例如至多约5摩尔%的可用于赋予阳离子可染性的磺酸盐化合物。优选的磺酸盐化合物的具体实例包括间苯二甲酸-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾、2,6-萘二甲酸-4-磺酸钠、3,5-二羧基苯磺酸四甲基
Figure BPA00001454570900071
3,5-二羧基苯磺酸四丁基
Figure BPA00001454570900072
3,5-二羧基苯磺酸三丁基甲基
Figure BPA00001454570900073
2,6-二羧基萘-4-磺酸四丁基
Figure BPA00001454570900081
2,6-二羧基萘-4-磺酸四甲基
Figure BPA00001454570900082
3,5-二羧基苯磺酸铵,及其酯衍生物,诸如甲酯、二甲酯等。
所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)更优选包含至少约80摩尔%,或至少约90摩尔%,或至少约95摩尔%,或至少约99摩尔%的衍生自1,3-丙二醇和对苯二甲酸(或等同物)的重复单元。最优选的聚合物是聚(对苯二甲酸丙二醇酯)均聚物(基本上仅是1,3-丙二醇与对苯二甲酸或等同物的聚合物)。
树脂组分可包含与聚(对苯二甲酸丙二醇酯)共混的其它聚合物,如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)、聚(乙烯)(PE)、聚(苯乙烯)(PS)、尼龙如尼龙-6和/或尼龙-6,6等,并且优选包含按所述树脂组分的重量计至少约70重量%,或至少约80重量%,或至少约90重量%,或至少约95重量%,或至少约99重量%的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。在本发明的一个优选的实施方案中,聚酯树脂包含90-100重量%的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚酯。
添加剂包
基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的本发明组合物可包含添加剂,如抗氧化剂、残余催化剂、去光剂(如TiO2、硫化锌或氧化锌)、着色剂(如染料)、稳定剂、填料(如碳酸钙)、抗微生物剂、防静电剂、光学增白剂、增量剂、加工助剂和其它功能性添加剂,下文称为“薄片添加剂”。当使用时,TiO2或类似化合物(如硫化锌和氧化锌)以通常用于制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物的量用作颜料或去光剂,即制备纤维时的用量为最多约5重量%或更高(基于总组合物重量),而在其它某一些最终用途中的用量更大。
有关“颜料”,参见本领域中通常称为颜料的那些物质。颜料是通常为干粉形式,向聚合物或制品(例如薄片或纤维)赋予颜色的物质。颜料可为无机的或有机的,并且可为天然的或合成的。一般来讲,颜料是惰性的(例如电中性,并且不与聚合物反应),并且不溶或相对不溶于它们所加入的介质中,在本发明情况下所述介质为聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物。在一些情况下,它们可为可溶解的。
未发现低浓度的这些添加剂(0-5%)对部件起霜有正面影响。本公开涵盖的方法可应用于包含这些添加剂包、玻璃纤维或矿物填料的PTT部件。
在本发明实施方案中,使聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物接触热源,所述热源包括但不限于烤炉或竖筒式烘干机或旋转式烘干机。可使用多种类型的烘干机,包括竖筒式或旋转式烘干机。在下文实施例中,所用的烘干机为具有约200磅容量的滚筒式烘干机(称为P-200烘干机)。在介于约110摄氏度和220摄氏度之间的温度下将所述聚合物加热介于约2小时和48小时之间的一段时间。就SPP条件(实施例8)而言,在212℃下运转具有10m3尺寸和6吨容量的滚筒式烘干机。与热的这种接触降低了聚合物中的低聚物量,这随后可由多种分析方法量化。尤其可用于量化低聚物减少度的方法是索氏萃取,这是因为所述技术简便。索氏萃取在聚合物工业中广泛用于量化低聚物和聚合物添加剂。NMR是另一种可用于量化聚合物中环状低聚物含量的方法。
索氏萃取
本发明的实施方案采用索氏萃取来萃取和量化聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中的低聚物。
在该方法中,将含有聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的固体粒料(0.033克/粒料)放入到套管中,所述套管已称重,从而提供自重。一般而言,套管由过滤器介质制得,然后将它载入到索氏萃取器的主室中。接着将索氏萃取器放入到包含萃取溶剂的烧瓶中。就本文包括的实施方案而言,使用二氯甲烷(CH2Cl2)作为溶剂,然而还可使用其它溶剂。就PTT粒料中低聚物的分离和量化而言,优选的溶剂是二氯甲烷。用于萃取的其它有机溶剂可包括甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、***、THF、石油醚、甲苯、二甲苯等。然后使索氏萃取器配备冷凝器。
将溶剂加热回流。溶剂蒸汽上行至蒸馏臂,然后涌入到容纳固体聚(对苯二甲酸丙二醇酯)套管的室中。冷凝器确保冷却任何溶剂蒸汽,并且使其滴落回到容纳固体聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的室中。
包含固体聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的室被温热的溶剂慢慢充满。随后一部分所期望的低聚化合物溶于温热的溶剂中。当索氏萃取器的室几乎充满时,由虹吸侧壁将所述室自动清空,同时溶剂回落至蒸馏烧瓶中。将该循环在几小时或几天内重复许多次。在本发明实施例中,萃取一般在24小时时间内完成。
在每个循环期间,一部分非挥发性低聚化合物溶于溶剂中。许多循环后,所期望的化合物浓缩于蒸馏烧瓶中。该***的优点在于,仅循环一批溶剂,而不是使许多批温热的溶剂通过样品。
萃取后,通常经由旋转蒸发器除去溶剂,获得萃取出的低聚化合物。被萃取固体的不溶性部分保留于套管中,然后称重,由重量差计算低聚化合物的量,并且一般报告为基于聚合物和低聚材料总重量的重量百分比。
本发明中用作聚酯的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可以商品名Sorona
Figure BPA00001454570900101
从E.I.DuPont de Nemours and Company(Wilmington,DE)和以商品名Corterra
Figure BPA00001454570900102
从Shell Chemicals(Houston,TX)商购获得。这些材料可以多种IV(特性粘度)获得。
所有其它化学物质和试剂按从Sigma-Aldrich Company(Milwaukee,WI)获得的原样使用。
实施例
聚(对苯二甲酸丙二醇酯)低聚物的索氏萃取通用方法有用于测定塑料中添加剂和可萃取物的ASTM方法。例如参见ASTM D5227-95和ASTMD7210。本文所用的索氏萃取方法示出聚合物特性和低聚物溶解度的差异。在下文实施例中,向Ahlstrom萃取套管(Ahlstrom 7100纤维素萃取套管,43×123mm)中加入20g聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料(粒料尺寸:3mm×3mm×4mm),使用分析天平称重(精确至小数点后至多第4位),然后将该套管放在500mL圆底烧瓶上,向所述圆底烧瓶中加入300mL二氯甲烷(CH2Cl2)。将烧瓶加热并且使其回流,然后用CH2Cl2萃取24小时。用旋转蒸发器将圆底烧瓶内容物蒸干,从烧瓶中收集萃取出的低聚物,干燥并且称重。将重量差量化,并且将残余低聚物的总量以百分比形式报告。
下列实施例示出了如上所述的降低聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中低聚物含量的方法。在下表1中,术语“CP”是指“连续聚合管”。
表1:索氏萃取
(用CH2Cl2萃取24小时)
如上文实施例所示出,在如表1所示的不同时间和温度下加热聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料后,与无热处理的实施例(实施例1)相比,实施例2至8中的低聚物量显著降低。

Claims (15)

1.降低聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中低聚物含量的方法,所述方法包括:
a.使所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料与热源接触一段时间;
b.对所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料实施溶剂萃取方法,从而使一种或多种低聚物从所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料中分离出来,进入到萃取溶剂中。
2.权利要求1的方法,所述方法还包括:
c.使所述低聚物与所述萃取溶剂分离;以及
d.分离出低聚物含量减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物粒料,其中所述聚合物粒料中的低聚物含量为0.05-2.2重量%。
3.测定聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中低聚物含量减少度的方法,所述方法包括:
a.使所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物与热源接触一段时间;
b.对所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物实施萃取方法,从而使一种或多种低聚物从所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中分离出来,进入到萃取溶剂中;
c.使所述低聚物与所述萃取溶剂分离;以及
d.测定从所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物中萃取出的低聚物量。
4.权利要求1的方法,其中所述热源为烤炉、竖筒式烘干机、或旋转式烘干机。
5.权利要求3的方法,其中所述热源为烤炉、竖筒式烘干机、或旋转式烘干机。
6.权利要求1的方法,其中所述加热时间介于2和48小时之间。
7.权利要求3的方法,其中所述加热时间介于2和48小时之间。
8.权利要求1的方法,其中所述热源提供介于110-220℃之间的温度。
9.权利要求3的方法,其中所述热源提供介于110-220℃之间的温度。
10.权利要求1的方法,其中所述萃取溶剂为二氯甲烷。
11.权利要求3的方法,其中所述萃取溶剂为二氯甲烷。
12.包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的粒料,所述粒料如由索氏萃取测得具有0.05-2.2重量%的低聚物含量。
13.权利要求12的粒料,所述粒料进一步包含玻璃纤维或矿物填料。
14.通过模塑权利要求12的粒料制得的制品,其中所述制品表现出减低的表面起霜度。
15.通过熔体纺丝权利要求12的粒料制得的纤维。
CN2010800196676A 2009-03-03 2010-03-02 低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法 Pending CN102421820A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15694409P 2009-03-03 2009-03-03
US61/156944 2009-03-03
PCT/US2010/025914 WO2010101913A1 (en) 2009-03-03 2010-03-02 Poly(trimethylene terephthalate) pellets with reduced oligomers and method to measure oligomer reduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102421820A true CN102421820A (zh) 2012-04-18

Family

ID=42115446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800196676A Pending CN102421820A (zh) 2009-03-03 2010-03-02 低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110313125A1 (zh)
EP (1) EP2403895A1 (zh)
JP (1) JP2012519756A (zh)
KR (1) KR20110131256A (zh)
CN (1) CN102421820A (zh)
BR (1) BRPI1006518A2 (zh)
CA (1) CA2754231A1 (zh)
WO (1) WO2010101913A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106142794A (zh) * 2016-06-29 2016-11-23 安徽国风塑业股份有限公司 一种电子胶带用双向拉伸聚酯薄膜的制备方法及其薄膜
CN107955149A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 中国石油化工股份有限公司 低环状二聚体含量的聚对苯二甲酸丙二醇酯的生产方法
CN107955148A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 中国石油化工股份有限公司 生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂及制备方法和应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103214665A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 大连合成纤维研究设计院股份有限公司 用于聚对苯二甲酸丙二醇树脂增粘的一种预处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1723230A (zh) * 2003-01-22 2006-01-18 旭化成化学株式会社 聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂及其制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5633362A (en) 1995-05-12 1997-05-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Production of 1,3-propanediol from glycerol by recombinant bacteria expressing recombinant diol dehydratase
US5686276A (en) 1995-05-12 1997-11-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism
ES2195465T3 (es) * 1999-04-22 2003-12-01 Zimmer Ag Procedimiento para producir poli(tereftalato de trimetileno) (ptt).
US6277947B1 (en) 2000-04-21 2001-08-21 Shell Oil Company Process of producing polytrimethylene terephthalate (PTT)
US6255442B1 (en) * 2000-02-08 2001-07-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Esterification process
US6353062B1 (en) 2000-02-11 2002-03-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for producing poly(trimethylene terephthalate)
WO2001058981A1 (en) 2000-02-11 2001-08-16 E.I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for producing poly(trimethylene terephthalate)
US6403762B1 (en) * 2000-08-21 2002-06-11 Shell Oil Company Solid state polymerization process for poly(trimethylene terephthalate) utilizing a combined crystallization/preheating step
US6646134B2 (en) * 2001-02-28 2003-11-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Manufacture of cyclic ester oligomers
ES2284857T3 (es) * 2001-10-11 2007-11-16 Asahi Kasei Fibers Corporation Granulos de poli(tereftalato de trimetileno) y procedimiento para su preparacion.
US6657044B1 (en) 2001-10-30 2003-12-02 Shell Oil Company Process for making polytrimethylene terephthalate
ITTO20021124A1 (it) * 2002-12-24 2004-06-25 Giuliano Cavaglia Reattore e metodo per polimerizzare in continuo in fase solida il polietilentereftalato (pet).
WO2004101479A2 (en) 2003-05-06 2004-11-25 E.I. Dupont De Nemours And Company Purification of biologically-produced 1,3-propanediol
CA2522774A1 (en) 2003-05-06 2004-11-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrogenation of biochemically derived 1,3-propanediol
US7084311B2 (en) 2003-05-06 2006-08-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrogenation of chemically derived 1,3-propanediol
DE602005016274D1 (en) * 2004-07-20 2009-10-08 Solotex Corp Polytrimethylenterephthalat
US7531617B2 (en) * 2005-12-21 2009-05-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for producing poly(trimethylene terephthalate)
JP2009150023A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Toray Ind Inc ポリトリメチレンテレフタレート繊維

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1723230A (zh) * 2003-01-22 2006-01-18 旭化成化学株式会社 聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂及其制造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106142794A (zh) * 2016-06-29 2016-11-23 安徽国风塑业股份有限公司 一种电子胶带用双向拉伸聚酯薄膜的制备方法及其薄膜
CN107955149A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 中国石油化工股份有限公司 低环状二聚体含量的聚对苯二甲酸丙二醇酯的生产方法
CN107955148A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 中国石油化工股份有限公司 生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂及制备方法和应用
CN107955148B (zh) * 2016-10-18 2020-04-17 中国石油化工股份有限公司 生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的催化剂及制备方法和应用
CN107955149B (zh) * 2016-10-18 2020-04-17 中国石油化工股份有限公司 低环状二聚体含量的聚对苯二甲酸丙二醇酯的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110313125A1 (en) 2011-12-22
KR20110131256A (ko) 2011-12-06
CA2754231A1 (en) 2010-09-10
BRPI1006518A2 (pt) 2016-02-10
EP2403895A1 (en) 2012-01-11
JP2012519756A (ja) 2012-08-30
WO2010101913A1 (en) 2010-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110213056A1 (en) Copolyesters with enhanced tear strength
US8759565B2 (en) Polytrimethylene ether glycol esters
US8530558B2 (en) Plasticizers comprising poly(trimethylene ether) glycol esters
US20110213055A1 (en) Copolyesters with enhanced tear strength
CN102421820A (zh) 低聚物减少的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料和测定低聚物减少度的方法
US20110207859A1 (en) Copolyesters with enhanced tear strength
US8198360B2 (en) (Meth)acrylic esters of poly(trimethylene ether) glycol and uses thereof
US20130129951A1 (en) Polymerization with enhanced glycol ether formation
US8362291B2 (en) Acrylic and methacrylic esters of poly(trimethylene ether) glycol
US20100152329A1 (en) Poly(trimethylene terephthalate) polymer blends that have reduced whitening
US20100152412A1 (en) Reduction of whitening of poly(trimethylene terephthalate) parts by solvent exposure
WO2010077907A1 (en) Poly(trimethylene terephthalate) with reduced whitening
US20100160672A1 (en) Process for the production of acrylic and methacrylic esters of poly(trimethylene ether) glycol
US8163868B2 (en) Reduction of whitening of polymer parts

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120418