Un proceso para proporcionar un artículo de fabricación ultra puro,

comprendiendo el tratamiento: A) suministrar material polimérico olefínico que contiene impurezas, B) someter el material polimérico olefínico a CO2 supercrítico a una presión mínima de 281,23 kg/cm 2 (4000 psi) a una temperatura desde 35ºC y superior, y en el que el material polimérico olefínico se somete al CO2 supercrítico en una serie de períodos alternantes de flujos de CO2 y períodos estáticos sin flu- jos de CO2, pero en un entorno de CO2 supercrítico, para extraer las impurezas del material polimérico olefínico y producir material polimérico olefínico ultra pu- ro, en el que el nivel de impurezas detectables en el material polimérico olefínico purificado es inferior a 5 ppm, y C) moldear un artículo de fabricación ultra puro a partir del material polimérico olefínico ultra puro y en el que las impurezas no se vuelven a producir

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a la preparación y fabricación de artículos de polímeros ultra puros. La invención desvela la separación de las impurezas de materiales polimé-ricos, tales como pastillas poliméricas, mediante el uso de extracción con CO2 super-5 crítico y el moldeo del material polimérico purificado para preparar artículos que son ultra puros. De acuerdo con la invención se descubrió inesperadamente que la elimi-nación eficiente de contaminantes orgánicos, tales como monómeros, oligómeros y polímeros de cadena corta, se puede conseguir cuantitativamente incluso sin el uso de aditivos orgánicos en los fluidos supercríticos, y que los artículos pueden ser moldeos 10 después de la eliminación de varios modificadores y cadenas poliméricas sin recurren-cia de las impurezas. Tales artículos moldeos no muestran recurrencia o lixiviación de los aditivos o impurezas, tales como cadenas poliméricas cortas, oligómeros, y aditivos. Los artículos poliméricos se pueden preparar moldeando material plástico ultra puro usando una variedad de técnicas, tales como el moldeo por inyección, moldeo por so-15 plado, y otros similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los materiales poliméricos contienen impurezas de bajo peso molecular que provienen de una variedad de fuentes. Por ejemplo, el proceso para la fabricación de 20 materiales poliméricos puede dar lugar a impurezas, tales como la presencia de monómeros residuales o impurezas no polimerizables presentes en los monómeros, oligómeros de cadena corta y productos resultantes de la descomposición de los pro-ductos añadidos a la mezcla de la polimerización para iniciar / catalizar o acelerar la reacción. Algunas veces, los disolventes orgánicos también se agregan a la mezcla de 25 polimerización para facilitar la capacidad de procesamiento (por ejemplo, para bajar la viscosidad) o para impartir ciertas características morfológicas al producto de material polimérico final. Además, a veces se añaden aditivos de bajo peso molecular a los materiales poliméricos para mejorar su rendimiento en uso. Estos aditivos incluyen plastificantes, antioxidantes, estabilizadores de luz, y otros similares. 30

Una vez que la materia prima polimérica ha sido incorporada o formada en un artículo de fabricación, estas impurezas pueden presentar un problema, que varía de leve a grave, dependiendo en particular de lo que es el artículo formado. Estas impu-rezas se pueden difundir fuera de la fase polímera en varias corrientes con las que el polímero entra en contacto. Esta posible contaminación es de particular trascendencia 35 para los artículos usados en aplicaciones médicas, tales como, por ejemplo, botellas y bidones que se van a utilizar como envase para los productos químicos o reactivos ultra puros, probetas, embudos, embudos de separación, reactores y cámaras, colum-nas de plástico, tubos, tuberías, conectores, pantallas y adaptadores para ser utiliza-dos en los equipos e instrumentos de laboratorio, bolsas de sangre, tubos de oxígeno, equipos intravenosos, alimentación enteral o bolsas de nutrición parental, implantes, envasado de alimentos, y juguetes y similares. Por ejemplo, se han expresado pre-5 ocupación recientemente por el uso de ftalatos como plastificantes en PVC; C & E News, 7 de agosto de 2000, 52 -54; Science News, 158, 152 - 154, septiembre de 2000. La contaminación de las corrientes que entran en contacto con un artículo de plástico es también motivo de preocupación en las aplicaciones de análisis o investi-gación médica, particularmente en artículos de "usar y tirar" después de un uso, que 10 suelen recibir poco acondicionado antes de su uso. Por ejemplo, se sabe que el esta-bilizador de luz Tinuvin 770 que eluye desde los tubos de polipropileno es un potente bloqueador de canal de tipo L Ca2+; H. S. Glossman et al, Proc. Natl. Acad. Sci. EE.UU.

Los métodos para la eliminación de impurezas de bajo peso molecular de los materiales poliméricos se han revisado recientemente en el documento de H. J. Van-denburg et al., Analyst 122, R 101 - 115R (1997). Un método de este tipo consiste en disolver el polímero y analizar el contenido del sobrenadante. Este método se ha utili-25 zado para analizar monómeros y oligómeros residuales en tereftalato de polietileno, plastificantes o estabilizadores en poli (cloruro de vinilo), aditivos en polietileno, poli-propileno, poliamidas, policarbonatos y polisulfonas. Aunque este enfoque de disolu-ción proporciona una separación rápida y completa de los componentes de bajo peso molecular de los materiales poliméricos, es evidente que no es aplicable cuando el 30 objetivo de la extracción sea producir un artículo polimérico más limpio en su forma física original (por ejemplo, pastillas para moldeo), ni es aplicable a los polímeros no solubles (por ejemplo, reticulados).

Los componentes o impurezas de bajo peso molecular se pueden extraer de polímeros, en un modo de equilibrado por lotes o de extracción continua sin afectar 35 irreversiblemente la forma física de estos últimos, poniendo en contacto los citados polímeros con solventes que no producen su disolución. Aunque han sido discutidos numerosos ejemplos de este método, incluyendo la extracción por aditivos del polieti-leno y del polipropileno, estos métodos se relacionan principalmente con el análisis de aditivos en oposición a los monómeros u oligómeros residuales.

Todos los métodos de extracción que se han descrito con anterioridad son pro-cedimientos analíticos para la identificación y cuantificación de la cantidad de contami-5 nantes de bajo peso molecular presentes en los materiales poliméricos y no para pro-porcionar materiales y artículos poliméricos fabricados a partir de los mismos.

Aunque la extracción con disolvente puede ser un procedimiento de limpieza efectivo, un cierto número de problemas también se asocian con la misma. La opera-ción del proceso de extracción por disolvente por lo general requiere el uso de canti-10 dades grandes de disolventes. En primer lugar, esto tiene un impacto negativo en el costo, tanto en la compra de los disolventes como en la eliminación o reciclado de los disolventes. En segundo lugar, dependiendo de la naturaleza del disolvente utilizado para el procedimiento, la inflamabilidad, la emisión de VOC u otros problemas ambien-tales pueden entrar en juego. Además, suelen ser necesarios largos procedimientos 15 para eliminar totalmente del material polimérico la misma sustancia que se utiliza para la limpieza del mismo, lo que resulta en una mayor complejidad y mayores costos ope-rativos.

Varias de las cuestiones asociadas con la limpieza de los materiales poliméri-cos usando disolventes orgánicos se pueden evitar por medio del uso de corrientes 20 acuosas o de vapor. Sin embargo, debido a que las impurezas que se están tratando de eliminar a menudo son de naturaleza hidrófoba, y debido a que el agua no suele ser un agente de hinchamiento especialmente bueno para la fase de polímero presen-te, su eliminación con agua no es particularmente eficiente. El vapor puede ser más efectivo, pero, con la mayoría de los materiales poliméricos, existe una limitación en la 25 temperatura máxima que se puede utilizar ya sea por degradación de la morfología del polímero o por la aparición de descomposición química. Aunque la extracción de las impurezas del volumen de los polímeros finamente dividido por soluciones acuosas que contienen peróxidos ha sido divulgada en la publicación de patente europea número EP 0 652 283, la mayor parte de las veces los procedimientos acuosos se 30 utilizan para limpiar la superficie de los materiales poliméricos en lugar de hacerlo para extraer los contaminantes del interior de la fase de polímero. La limpieza de las super-ficies poliméricas por distintas corrientes de base acuosa ha sido revisada en el docu-mento de B. Weiss, Oberflasche JOT 26 (9), 27 - 34 (1989).

Si se utiliza agua o el vapor para la eliminación de contaminantes, el material 35 polimérico limpiado es recuperado típicamente mojado con agua, y, si se desea un producto final en forma seca, los procedimientos de secado se implican más y son más consumidores de energía que en el caso de los disolventes orgánicos.

La eliminación y recuperación de los monómeros sin reaccionar de los coágu-los de látex utilizando agua caliente se ha descrito en la patente norteamericana número 3.954.910, pero el enfoque parece estar limitado a los monómeros hidrófilos 5 tales como los nitrilos monoinsaturados.

La...

1. Un proceso para proporcionar un artículo de fabricación ultra puro, comprendiendo el tratamiento:

A) suministrar material polimérico olefínico que contiene impurezas, B) someter el material polimérico olefínico a CO2 supercrítico a una presión 5 mínima de 281,23 kg/cm2 (4000 psi) a una temperatura desde 35ºC y superior, y en el que el material polimérico olefínico se somete al CO2 supercrítico en una serie de períodos alternantes de flujos de CO2 y períodos estáticos sin flu-jos de CO2, pero en un entorno de CO2 supercrítico, para extraer las impurezas del material polimérico olefínico y producir material polimérico olefínico ultra pu-10 ro, en el que el nivel de impurezas detectables en el material polimérico olefíni-co purificado es inferior a 5 ppm, y

C) moldear un artículo de fabricación ultra puro a partir del material polimérico olefínico ultra puro y en el que las impurezas no se vuelven a producir.

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2. Un proceso de acuerdo con que la reivindicación 1, en el que el CO2 supercrítico está a una presión desde 281,23 kg/cm2 (4000 psi) a 703,67 kg/cm2 (10000 psi) a una temperatura desde 50ºC a 120ºC.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 en el que el CO2 supercrítico 20 está a una presión de 667,92 kg/cm2 (9500 psi) y a una temperatura desde 100ºC a 120ºC.

4. Un proceso de acuerdo con que la reivindicación 1 ó 3, en el que el polímero olefí-nico se selecciona del grupo constituido por polietileno, polipropileno, polibuteno y 25 polimetilpenteno.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el polímero olefíni-co es polipropileno.

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6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el material polimérico olefínico se somete a CO2 supercrítico con un caudal de CO2 desde 10 a 20 L / min.

7. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el proceso proporciona un artículo de fabricación ultra puro seleccionado del grupo 35 que consiste en: botellas y bidones para ser utilizados como envase para los pro-ductos químicos o reactivos ultra puros, probetas, embudos, embudos de separa-ción, reactores y cámaras, columnas de plástico, tubos, tuberías, conectores, pan-tallas y adaptadores para ser utilizados en los equipos e instrumentos de laborato-rio, bolsas de sangre, tubos de oxígeno, equipos intravenosos, alimentación ente-ral o bolsas de nutrición parental, implantes, envasado de alimentos y juguetes.

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