[发明专利]缩聚物聚合物树脂用封端添加剂

说明书

本申请是基于申请日为2009年05月29日、优先权日为2008年6月16日、申请号为200980131879.0(国际申请号：PCT/US2009/045615)、发明名称为“缩聚物聚合物树脂用封端添加剂”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

总体而言，本发明涉及聚合物。具体来说，本发明涉及用于使聚碳酸酯和其它材料链增长的低分子量封端化合物(end-caps)，以及由这些材料制备的制品。

发明背景

许多缩合或逐步增长的聚合物，包括聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯以及聚氨酯被广泛地用来制造塑料产品，例如膜、瓶子以及其它模制产品。这些聚合物的机械和物理性质很大程度上取决于它们的分子量。

在产品生命周期中，这些材料在合成步骤之后，可经历挤出步骤以及最终的加工步骤，最终加工步骤可以是进一步的复配/挤出操作，之后进行片材(profile)或精密片材成型、热成型、吹塑、或纤维纺丝，或者这些材料可以在熔融状态注射成型或模塑成型。通常，所有这些步骤都在高温下进行。此外，近年来，更加关注改进回收和再循环由这些聚合物制备的塑料的方法上，目标在于资源保存和环境保护。再循环这些聚合物中采用的加工步骤也涉及高温操作。

在所有这些高温步骤中，特别是在复配/加工以及回收/再循环过程中，会发生一定程度的聚合物分子量降低(molecular weight degradation)。这样的分子量降低可能由下述机理引发：高温水解、醇解或其它存在于这种缩聚物中的熟知的解聚过程。已知分子量降低会对材料的机械、热和流变学性质产生负面影响，因此，当用于需要的用途时，应避免分子量降低，或者在进行大量再循环以用于它们的原始用途时应避免分子量降低。目前，在需要的用途中，仅可以使用非常少部分的经再循环或经再处理的分子量受损的缩聚物，或者在用量极少的用途中大比例使用。例如，由于分子量降低，经再循环的瓶子级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)大部分只能用于纤维以及其它低端用途。类似地，从光碟(CD)废料中再循环的聚碳酸酯大部分用于低端用途。出于上述原因，目前的再循环技术局限于范围较窄的用途中。

目前，在本领域中存在相当多的针对处理或再循环过程的方法，这些方法用来使分子量损失最小化以及维持或甚至增加缩聚物的分子量。大部分上述这些路线使用下述仪器作为主要的处理仪器：挤出机或固态缩聚反应器，或两者按顺序使用，或设计用于熔融或高粘度材料处理的类似仪器。将在本领域中作为“扩链剂(chain extender)”已知的化学反应物用作在任何上述这些方法中发挥作用的部分。大部分扩链剂是包含多于两个官能团的分子，作为添加剂包含在反应器或挤出机中，在上述处理步骤中的任一步或者所有步骤中，以“再偶联”已被解聚到一定程度的缩聚物链为目的。通常来说，扩链剂具有两个或更多官能团，该官能团会与分子量降低过程中形成的化学基团反应。利用扩链剂分子与两个或更多缩聚物片段反应，可以再偶联这些片段(通过桥连这些片段)，从而减少或甚至于回溯分子量降低过程。在本领域中，存在多种扩链剂种类和扩链剂组合物、缩聚物制剂、以及针对上述目标描述的处理条件。例如，美国专利6,984,694代表扩链剂的一种类型，在此将其引入作为参考。

但是，扩链剂在解决再加工聚合物中的分子量降低这一问题上取得的成功是有限的。共聚物扩链剂具有缺点的原因，至少部分可以归结于它们是由生产具有非常高分子量的共聚物的传统聚合技术所生产的，当与缩聚物偶联时能够显著地增加分子量，导致局部胶凝以及物理特性方面的其它缺陷，这些缺陷限制了它们作为扩链剂的能力。

大部分已知的扩链剂在加工过程中需要使用预干燥的缩聚物材料、在高真空条件下操作、以及改变催化剂和稳定剂的量。不具备上述这些特征时，分子量增加的范围受到限制，并且得到的产物显示出较低的分子量和低于预期的性质。