[发明专利]用于制备聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)的方法

说明书

本文公开了一种方法，该方法包括：a)使包含呋喃二甲酸二烷基酯、1，3‑丙二醇、和金属催化剂的混合物在从160℃至220℃的范围内的温度下接触以形成预聚物，其中该呋喃二甲酸二烷基酯与该1，3‑丙二醇的摩尔比是在从1∶1.3至1∶2.2的范围内，并且金属催化剂的浓度是基于该混合物的总重量在从20ppm至400ppm的范围内；b)去除至少一部分未反应的1，3‑丙二醇；以及c)将该预聚物在减压下加热至在从230℃至260℃的范围内的温度以形成聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物，同时去除1，3‑丙二醇。该聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月14日提交的美国临时申请号62/408095的权益，将该临时申请的内容通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本文公开内容涉及一种包含聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)的组合物、以及用于制造该组合物的聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)的方法。

背景技术

聚酯是一类重要的工业上有意义的聚合物。聚酯可用于许多工业中，包括服装、地毯、包装膜、涂料、电子工业以及运输。典型地，通过将一种或多种二酸或其二酯与一种或多种二醇缩合来产生聚酯，其中起始材料衍生自石油。

聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)(PTF)是重要的新聚合物，其中起始材料呋喃二甲酸或其酯以及1，3-丙二醇可以由生物质进料产生。呋喃二甲酸(FDCA)可以由羟甲基糠醛(其可从许多来源例如生物质和/或高果糖玉米糖浆中容易地获得)的氧化产生并且1，3-丙二醇可以通过糖的发酵产生。这两种材料是开始于以工业上有意义量生产的可再生材料。

虽然PTF可由100％可再生材料制成，但聚合物的生产已经呈现出显著的挑战。一些挑战是(i)由熔融聚合生产具有所希望的分子量、高稳定性和低颜色的聚合物，(ii)由熔融聚合制备的聚合物主要是无定形的，不具有熔融温度，(iii)熔融聚合物可以是通过加热可结晶的，但是聚合物的结晶速率非常低，(iv)由于可结晶聚合物的低熔融温度和1，3-丙二醇副产物的相对低的挥发性，由熔融聚合物构建高分子量的固态聚合是非常耗时的，并且此步骤是相当昂贵的。对改进的PTF聚合物组合物以及由熔融聚合制造此种PTF聚合物的方法存在需求，该聚合物组合物具有更高的分子量、更高的稳定性、更快的结晶速率以及改进的颜色。

发明内容

本文公开了一种组合物，该组合物包含：聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物，其包含：

i)按重量计95％至99.9％的呋喃二甲酸三亚甲酯重复单元；

ii)按重量计小于或等于1％的在聚合物主链中的二-PDO重复单元；

iii)小于或等于20毫当量的烯丙基端基/千克的聚合物；

iv)小于或等于15毫当量的羧酸端基/千克的聚合物；

v)小于或等于10毫当量的烷基酯端基/千克的聚合物；

vi)按重量计小于或等于1％的环状二聚体低聚酯；

vii)小于或等于10毫当量的二-PDO端基/千克的聚合物；以及

viii)在从0.70至1.2dL/g的范围内的特性粘度；

其中重量百分比是基于该组合物中的聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物的总重量。

在另一个实施例中，该呋喃二甲酸二烷基酯是2，5-呋喃二甲酸二甲酯。

在又另一个实施例中，该聚(2，5-呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物具有在120℃下测量的小于或等于100分钟的半结晶时间。