Procedimiento de producción de polímeros de condensación mediante extensión de cadena en reactor y productos de los mismos.

Un procedimiento que comprende:

añadir un extensor de cadena durante el proceso de polimerización de un polímero de condensación, proporcionando un polímero de condensación de cadena extendida, en el que el extensor de cadena comprende un producto de polimerización de

al menos un monómero

(met)acrílico funcional y

al menos un monómero de estireno, monómero de estireno sustituido, monómero (met)acrílico o una mezcla de dos cualesquiera o más de los mismos; y

procesar el polímero de condensación de cadena extendida mediante polimerización en estado sólido;

en el que:

el monómero (met)acrílico funcional tiene función epóxido, anhídrido, carboxílica o hidroxilo y el polímero de condensación es un poliéster, poliamida, policarbonato o biopoliéster.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/042722.

Solicitante: BASF CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 Park Avenue Florham Park, NJ 07932 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VILLALOBOS, MARCO, A., DEETER,GARY A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F283/00 (Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros previstos por la subclase C08G)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Copolímeros de compuestos que tienen uno o más... > C08F212/08 (Estireno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Copolímeros de compuestos que tienen uno o más... > C08F220/18 (con ácidos acrílico o metacrílico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización... > C08F290/06 (Polímeros previstos en la subclase C08G)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/38 (Polimerización utilizando reguladores, p. ej. agentes de cierre de cadena)

PDF original: ES-2457552_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de producción de polímeros de condensación mediante extensión de cadena en reactor y productos de los mismos Antecedentes Muchos polímeros de condensación o de crecimiento por etapas, incluyendo poliésteres, poliamidas y policarbonatos, se usan ampliamente para fabricar productos plásticos, tales como películas, botellas y otros productos moldeados. Las propiedades mecánicas y físicas de estos polímeros son altamente dependientes de sus pesos moleculares. Se han dedicado muchos esfuerzos para desarrollar policondensados de la siguiente generación aumentando el peso molecular e introduciendo ramificación. Sin embargo, aumentar el peso molecular durante el proceso de polimerización inicial requiere generalmente tiempos de reacción largos y altas temperaturas, dando como resultado la degradación del polímero, mal rendimiento de aplicación y mala apariencia de la pieza acabada. Además, en muchos casos, las limitaciones del reactor restringen los pesos moleculares máximos que pueden conseguirse durante el proceso de polimerización inicial, limitando así el intervalo de aplicaciones de dichos polímeros. Puede usarse la polimerización en estado sólido (PES) para procesar adicionalmente el polímero sintetizado y aumentar el peso molecular. Sin embargo, la PES consume tiempo y es cara.

Típicamente, las reacciones de policondensación son reversibles y están sujetas a un equilibrio dinámico a mayores conversión de grupo reactivo y peso molecular del policondensado. La retirada constante del producto o productos de condensación se vuelve necesaria para desplazar el equilibrio hacia los productos, potenciando por tanto las velocidades de reacción directa, aumentando el peso molecular del producto y la productividad del reactor. Es necesaria la operación a altas temperaturas y condiciones de vacío extremo para eliminar los productos de condensación de la mezcla de reacción, para conseguir mayores pesos moleculares (o viscosidad intrínseca V.I.) en un tiempo adecuado. Dada la naturaleza asintótica del aumento de peso molecular del policondensado con el tiempo de reacción, los intentos de producir productos de mayor peso molecular dan como resultado tiempos de reacción más largos, reducciones de la productividad del reactor y costes de energía y laborales añadidos. Los pesos moleculares mayores son deseables para un mayor rendimiento de producto, aunque inalcanzables económicamente con la técnica actual. Además, es conocido en la técnica que los tiempos de polimerización prolongados conducen a una variedad de subproductos de degradación que afectan al rendimiento y apariencia de estos productos El documento WO 03/066704 da a conocer extensores de cadena que son idénticos a los presentes compuestos y que se usan para extender las cadenas de polímeros tales como poliésteres, poliamidas o policarbonatos. El documento US2004147678 tiene una divulgación equivalente.

El presente procedimiento difiere del procedimiento del documento WO 03/066704 en que el extensor de cadena se añade a la mezcla de polimerización durante la polimerización del polímero de condensación. Según el documento WO 03/066704, se mezclan el polímero de condensación acabado y el extensor de cadena y se tratan en un extrusor, donde tienen lugar simultáneamente la despolimerización y extensión de cadena.

Sumario En un aspecto, se proporcionan procedimientos de fabricación de polímeros de condensación. Los procedimientos implican añadir ciertos extensores de cadena poliméricos durante el proceso de polimerización del polímero de condensación, proporcionando un polímero de condensación de cadena extendida. Los procedimientos pueden reducir los tiempos de polimerización y/o aumentar el peso molecular del polímero de condensación de cadena extendida en comparación con los tiempos de polimerización para el polímero de condensación formado en ausencia de los extensores de cadena. En otras palabras, los procedimientos proporcionan polímeros de condensación de cadena extendida que tienen altos pesos moleculares usando tiempos de polimerización más cortos que los anteriormente posibles. Por consiguiente, dichos procedimientos aumentan la eficacia y capacidad de las plantas de polimerización que emplean los procedimientos, dando como resultado ahorros de costes significativos. De forma similar, debido a que se reducen los tiempos de polimerización, es posible evitar una o más de degradación de polímero, mal rendimiento de aplicación y mala apariencia de pieza acabada, asociadas a polímeros formados usando procedimientos convencionales que tienen tiempos de reacción largos y altas temperaturas.

Debido a que los procedimientos dados a conocer proporcionan polímeros de condensación de cadena extendida que tienen altos pesos moleculares, los procedimientos pueden reducir los tiempos de polimerización por PES para los polímeros de condensación de cadena extendida procesados en comparación con los tiempos de polimerización por PES para el polímero de condensación procesado formado en ausencia de los extensores de cadena.

Como se observa anteriormente, los procedimientos implican añadir un extensor de cadena durante el proceso de polimerización de un polímero de condensación, proporcionando un polímero de condensación de cadena extendida. El extensor de cadena incluye un producto de polimerización de al menos un monómero (met) acrílico funcional con función epóxido, anhídrido, carboxílica o hidroxilo y al menos un monómero estirénico y/o (met) acrílico.

En un aspecto, se proporciona un procedimiento que incluye añadir un extensor de cadena durante el proceso de polimerización de un polímero de condensación, proporcionando un polímero de condensación de cadena extendida, en el que el extensor de cadena incluye un producto de polimerización de al menos un monómero (met) acrílico funcional según la reivindicación 1 y al menos un monómero estirénico y/o (met) acrílico. El al menos un monómero (met) acrílico funcional incluye al menos un grupo funcional seleccionado de un grupo epóxido, un grupo anhídrido, un grupo ácido carboxílico y un grupo hidroxilo. En algunas realizaciones, el extensor de cadena tiene una funcionalidad de 2 o más. En algunas realizaciones, el extensor de cadena tiene una funcionalidad de 2 a 30. En algunas realizaciones, el extensor de cadena tiene una funcionalidad mayor de 2. En algunas realizaciones, el extensor de cadena tiene una funcionalidad mayor de 2, pero menor o igual a 30. En algunas realizaciones, el monómero (met) acrilico funcional es un monómero (met) acrílico con función epóxido. En algunas realizaciones, el monómero (met) acrílico con función epóxido es metacrilato de glicidilo.

En otras realizaciones, el monómero estirénico es estireno y el monómero (met) acrílico se selecciona de acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo o (met) acrilato de metilo. En algunas realizaciones, el al menos un monómero (met) acrílico funcional está presente en una cantidad de 0, 5 a 75 % en peso del peso de los monómeros en el extensor de cadena. En algunas realizaciones, el al menos un monómero estirénico y/o (met) acrílico está presente en una cantidad de 95, 5 a 25 % en peso del peso total de los monómeros en el extensor de cadena. En algunas realizaciones, el extensor de cadena se añade al polímero de condensación en una cantidad de 0, 03 a 10 % en peso del peso total del extensor de cadena y los componentes del polímero de condensación.

El polímero de condensación se selecciona de poliésteres, poliamidas o policarbonatos. En algunas realizaciones, el polímero de condensación es un poliéster. En algunas realizaciones, el polímero de condensación es un biopoliéster. En algunas realizaciones, el biopoliéster se selecciona de poli (ácido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento que comprende:

añadir un extensor de cadena durante el proceso de polimerización de un polímero de condensación, proporcionando un polímero de condensación de cadena extendida, en el que el extensor de cadena comprende un producto de polimerización de al menos un monómero (met) acrílico funcional y

al menos un monómero de estireno, monómero de estireno sustituido, monómero (met) acrílico o una mezcla de dos cualesquiera o más de los mismos; y

procesar el polímero de condensación de cadena extendida mediante polimerización en estado sólido;

en el que:

el monómero (met) acrílico funcional tiene función epóxido, anhídrido, carboxílica o hidroxilo y

el polímero de condensación es un poliéster, poliamida, policarbonato o biopoliéster.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el extensor de cadena tiene una funcionalidad de 2 o más.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el extensor de cadena tiene una funcionalidad de más de

2.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el monómero (met) acrílico funcional es un monómero (met) acrílico con función epóxido.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el monómero (met) acrílico con función epóxido es metacrilato de glicidilo.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el monómero de estireno es estireno y el monómero (met) acrílico es acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo o (met) acrilato de metilo.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el extensor de cadena se añade al polímero de condensación en una cantidad de aproximadamente 0, 03 a aproximadamente 10 % en peso del peso total del extensor de cadena y los componentes del polímero de condensación.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero de condensación está seleccionado de poliésteres, poliamidas o policarbonatos.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero de condensación es un poliéster.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero de condensación es un biopoliéster.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que el biopoliéster es poli (ácido láctico) , poli (ácido 2hidroxibutírico) u otros biopoliésteres, comprendiendo los productos de polimerización de monómeros de fórmula general CH3-CH (OH) - (CH2) n-COOH o CH2 (OH) - (CH2) n-COOH, en las que n es mayor o igual a 1.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el monómero (met) acrílico funcional está seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido maleico, anhídrido itacónico y anhídrido citracónico, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de 3cloro-2-hidroxipropilo, acrilato de 2-hidroxibutilo, acrilato de 6-hidroxihexilo, metacrilato de 2-hidroximetilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 6-hidroxihexilo, metacrilato de 5, 6-dihidroxihexilo, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, alilglicidiléter, etacrilato de glicidilo e itaconato de glicidilo.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el monómero (met) acrílico está seleccionado del grupo que consiste en acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de i-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de sec-butilo, acrilato de i-butilo, acrilato de terc-butilo, acrilato de n-amilo, acrilato de i-amilo, acrilato de isobornilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de 2-etilbutilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de n-octilo, acrilato de n-decilo, acrilato de metilciclohexilo, acrilato de ciclopentilo, acrilato de ciclohexilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de i-propilo, metacrilato de i-butilo, metacrilato de namilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de i-amilo, metacrilato de sec-butilo, metacrilato de terc-butilo, metacrilato de 2-etilbutilo, metacrilato de metilciclohexilo, metacrilato de cinamilo, metacrilato de crotilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de ciclopentilo, metacrilato de 2-etoxietilo, metacrilato de isobornilo y mezclas de los mismos.