[发明专利]由可再生材料获得的嵌段共聚物和用于制备这种嵌段共聚物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及热塑性弹性体聚合物(TPE)，尤其用于不同领域(如电子学、汽车或者运动)的高附加值(valeur ajoutée)的工程聚合物。本发明更特别地涉及由可再生原材料获得的热塑性弹性体聚合物。本发明目的还为制备所述来自可再生材料的热塑性弹性体聚合物的方法。

在传统的热塑性弹性体中，我们基本上找到石油来源的成分或者合成来源的成分。它们的获得方式有时认为是对环境污染性的。

实际上，用于这些成分的合成的原材料通过石油馏分的蒸汽裂化或者催化裂化获得。这些材料的使用促进温室效应的增大。由于世界石油储量的降低，这些原材料的来源逐渐耗尽。

由生物质获得的原材料是可再生来源的并且对环境具有降低的影响。它们不需要任何消耗能量的石油产品的精炼步骤。减少CO2的产生，使得它们对全球变热贡献更小。

它因此显示出需要提出不依赖于化石来源的原材料而使用可再生来源的原材料的合成方法。

现在，使用TPEs的制备商越来越多地采用生态措施并且研究植物来源的高附加值的塑料。

而且，在竞争市场(如运动或者汽车工业)中，制备商必须满足消费者对结合了技术和环境性能的聚合物材料的要求。然而，所述性能依赖于使用的原材料和方法。

本发明的目的因此为提供同时在机械性能、耐化学性或者耐老化性方面和在生态学和生物学方面满足这些要求的TPE。

现有技术

热塑性弹性体聚合物(TPE)表示包括交替的被称为硬的或者刚性的(更确切地具有热塑性能的)嵌段或者链段和被称为柔性的或者挠性的(更确切地具有弹性体性能的)嵌段或者链段的嵌段聚合物。柔性嵌段通常基于聚醚(PE)，其选自聚(乙二醇)(PEG)，聚(1，2-丙二醇)(PPG)，聚(1，3-丙二醇)(PO3G)，聚(丁二醇)(PTMG)和其共聚物或者混合物。刚性嵌段通常基于聚酰胺、聚氨酯、聚酯或者这些聚合物的混合物。

作为具有刚性嵌段和具有柔性嵌段的共聚物的实例，可以分别地提及(a)具有聚酯嵌段和聚醚嵌段的共聚物(还被称为COPE或者共聚醚酯)，(b)具有聚氨酯嵌段和聚醚嵌段的共聚物(还被称为TPU，是热塑性聚氨酯的缩写)和(c)具有聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物(根据IUPAC还被称为PEBA)。

在热塑性弹性体(如TPU或者COPE)领域中，制备的产品部分地来自最近销售的可再生来源的原材料。举例来说，由Merquinsa以商标名称ECO-D12T95销售的TPU声称根据ASTM-D6866的可再生碳比例为38％。我们还可以提及由Dupont以商标名称RS销售的COPE系列。这种COPE包括替换石化多元醇的由可再生资源获得的PO3G。

至于PEBA，它们主要地从化石来源的原材料获得，其仅仅可以获得在某些应用所要求的成本/性能折衷。

实际上，PEBA或者聚醚-嵌段-酰胺，如由Arkema公司以名称销售的那些，是不含增塑剂的热塑性弹性体，其属于工程聚合物种类。它们可以通过型材或者膜的注塑和挤压容易地进行处理。它们还可以以用于编织物和非编织物的丝、线和纤维形式进行使用。它们用于高附加值的应用中，特别地：

-高水平运动，尤其作为用于短跑、足球、橄榄球、网球、篮球、跑步、高山或者北欧滑雪的鞋的鞋底元件，以及在高尔夫球中和在许多其它运动制品中的元件；

-在工业中，尤其作为传送带，作为透气雨衣或者作为抗静电添加剂；

-在医学领域中，尤其作为导液管、血管成形术气球导管(ballond’angioplastie)、蠕动带；

-汽车，尤其作为合成皮革、皮肤(peaux)、仪表板、气囊部件等等。

它们可以在同一聚合物中使无出其右的机械性能和很好的耐热老化性或者耐UV老化性以及密度低结合。它们因此可以生产重量轻的部件。特别地，在相当的硬度，它们消耗比其它材料更低的能量，其赋予给它们很好的抗弯曲或者拉伸动态应力性，它们具有特别的弹性回弹性质。

自从2007，由Arkema销售的″Rnew″系列是唯一提供工程热塑性弹性体系列，根据在热塑性弹性体中可再生来源的聚酰胺的含量，其可再生来源的碳的比例为约20％-95％。实际上，传统的PEBA是从用于刚性嵌段的聚酰胺12(或者从聚酰胺6)和从用于柔性嵌段的PTMG获得的热塑性弹性体，其中这两种嵌段由化石来源的材料制成。