COMPOSICIÓN CON UN POLÍMERO Y UN CATALIZADOR DE OXIDACIÓN.

Composición que contiene un polímero que contiene carbono y un componente que contiene al menos un resto 1,

2-dioxo de acuerdo con la fórmula I: Fórmula I donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente: X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O - M + ; en la cual R, R1, R2: un grupo, independientemente uno de otro, seleccionado de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcionalmente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido; M + : un catión de metal alcalino o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio y en donde cualquiera de X o Y puede estar representando un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente, y en donde el polímero que contiene carbono es un poliéster saturado, polímero de hidrocarburo saturado, o una mixtura de cualquiera de los polímeros anteriores

Composición con un polímero y un catalizador de oxidación La presente invención se refiere a una composición de polímero con una tasa incrementada de absorción de oxígeno por la presencia de un catalizador de oxidación. La invención se refiere además a un proceso para aumentar la tasa de absorción de oxígeno por una composición de polímero. La invención se refiere también a un proceso para aumentar la oxo-biodegradabilidad de una composición de polímero y al uso de una composición de este tipo para la preparación de un producto que tiene un periodo de vida controlado. La invención se refiere adicionalmente a un proceso para aumentar la tasa de eliminación de oxígeno en una composición que contiene un polímero que contiene carbono, la composición obtenida por este método y su uso en la preparación de un producto para eliminación de oxígeno. La presente invención se refiere adicionalmente a objetos que contienen una capa de eliminación de oxígeno que contiene una composición de este tipo.

El catalizador de oxidación incorporado en la composición de acuerdo con la presente invención acelera la absorción de oxígeno por el polímero que contiene carbono.

Se conoce, por ejemplo por el artículo “Oxidation Inhibition in Organic Materials, Vol. I, eds. Jan Pospisil y Peter Klemchuk, CRC Press Inc., Boca Raton, EE.UU., 1990, pag. 226, la adición de compuestos de metales de transición y más específicamente compuestos que contienen cobalto, a polímeros que contienen carbono para acelerar la tasa de absorción de oxígeno en los polímeros.

El uso de compuestos de metales de transición para este propósito está muy extendido; en la práctica, se utilizan casi exclusivamente compuestos de cobalto. No obstante, en los últimos años se ha iniciado un debate con objeto de minimizar o incluso prohibir el uso de compuestos de cobalto. La razón de esto es la preocupación concerniente a la toxicidad del cobalto y otros metales de transición en el medio ambiente. Por ejemplo, se sabe que el cobalto presenta toxicidad aguda y crónica para la vida acuática. Por esta razón el uso de cobalto es objeto de debate y son necesarias alternativas satisfactorias para reemplazar el cobalto en el campo de utilización arriba indicado. Existe, por tanto, necesidad de catalizadores de oxidación alternativos con efectos ambientales menos desventajosos. La finalidad de la invención es proporcionar una composición con una tasa incrementada de absorción de oxígeno, que contiene un polímero que contiene carbono y un catalizador de oxidación en el cual el catalizador de oxidación no contiene cobalto. Con “tasa incrementada” se entiende aquí y en lo sucesivo una tasa que es mayor cuando se determina en presencia de un catalizador de oxidación que la tasa en ausencia de un catalizador de oxidación.

Esta finalidad se consigue en el sentido de que el polímero que contiene carbono contiene además un componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo. Sorprendentemente, se ha encontrado que el componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo es una alternativa a un catalizador de metal de transición. Preferiblemente, el componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I:

donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente:

X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O-M+; en donde R, R1, R2: un grupo seleccionado independientemente uno de otro de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcionalmente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido;

M+: un catión de metal alcalino o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio, y en donde cualquiera de X o Y representan un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente.

Preferiblemente, X y/o Y son R. Más preferiblemente, X e Y son R. Aún más preferiblemente, X o Y son un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido o un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido; o X es un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido e Y es un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido. En otra realización preferida, X es OH

o un grupo alcoxi opcionalmente sustituido con 1-20 átomos de carbono e Y es un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido. En otra realización preferida de la invención, X y/o Y es un O-M+.

Ejemplos de sustituyentes para el grupo alquilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo son grupos tales como halógenos, grupos amina, alcoholes, éteres, ésteres, cetonas, aldehídos, residuos polialquileno-oxi, carboxilatos, anhídridos, amidas, ureas o uretanos.

Ejemplos de residuos polímeros son, por ejemplo, polietileno, polipropileno, poliestireno, poli (óxido de etileno) , poli (óxido de propileno) , policarbonato, poliuretano o poliéster.

Preferiblemente, desde un punto de vista de procesabilidad, la composición de la presente invención contiene un componente con al menos un resto 1, 2-dioxo que tiene un peso molecular de al menos 200 g/mol, más preferiblemente al menos 350 g/mol, aún más preferiblemente al menos 500 g/mol. El peso molecular del componente que contiene el resto 1, 2-dioxo se expresa como el peso molecular medio numérico (Mn) tal como se determina por espectrometría de masas. Más preferiblemente, la composición de la presente invención contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I como se describe arriba, con un peso molecular de al menos 200 g/mol, más preferiblemente al menos 350 g/mol y muy preferiblemente al menos 500 g/mol. Los componentes con pesos moleculares inferiores son menos preferidos, dado que son difíciles de utilizar en el proceso de preparación de la composición.

Ejemplos de componentes que contienen al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I que pueden emplearse convenientemente en la composición de acuerdo con la invención son, sin carácter limitante: 2, 3-butanodiona, 2, 3-pentanodiona, 2, 3-hexanodiona, 3, 4-hexanodiona, 2, 3-heptanodiona, 1-fenil-propanodiona, aldehído pirúvico, ácido pirúvico, piruvato de metilo, piruvato de etilo, 1-fenil-1, 2-propanodiona, formiato de metil-benzoílo, 12, 13tetracosadiona, acetato de octadecil-2-oxo-2-fenilo, 6, 7-dioxododecanodioato de dimetilo, 1, 2-bis (4-butil-fenil) -1, 2etanodiona, y 1-feniltridecano-1, 2-diona.

La cantidad del componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo en la composición puede variar dentro de límites bastante amplios y puede seleccionarse dependiendo de la clase de aplicación en la que se aplique la composición de la invención. El técnico experto puede evaluar fácilmente por experimentación de rutina, dependiendo del tipo de aplicación seleccionado, qué cantidad del mismo conduce a resultados satisfactorios.

Preferiblemente, la cantidad del componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo en la composición es al menos 0, 0001% en peso, preferiblemente al menos 0, 01% en peso y aún más preferiblemente al menos 0, 05% en peso, calculada respecto al peso total de la composición. Preferiblemente, la cantidad del componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo en la composición es menor que 80% en peso. Preferiblemente, la cantidad del resto 1, 2-dioxo está comprendida entre 0, 1% y 50% en peso, y más preferiblemente esta cantidad está comprendida entre 0, 2% en peso y 20% en peso. Aquí y en lo sucesivo, cuando se describen intervalos numéricos, los límites superior e inferior deben considerarse incluidos dentro del intervalo.

Como comprenderá inmediatamente el experto a partir de lo que antecede, es asimismo posible utilizar más de un componente que contenga al menos un resto 1, 2-dioxo. En dicha situación, las cantidades mencionadas se refieren al total de componentes que contienen al menos un resto 1, 2-dioxo.

Componentes adecuados que contienen al menos un resto 1, 2-dioxo pueden adquirirse en el comercio o prepararse de acuerdo con el método general siguiente.

Los componentes que contienen al menos un resto 1, 2-dioxo pueden prepararse por oxidación suave de su derivado 1-hidroxi-2-oxo correspondiente, que se puede preparar por condensación de los aldehídos apropiados utilizando cloruro de tiazolio como catalizador (H. Stetter y H. Kuhlmann, “Acyloin condensation by thiazolium ion catalysis”, Organic Syntheses, Col. Vol. 7, p. 95 (1990) ; Vol. 62, p. 170 (1984) ) .

El polímero que... [Seguir leyendo]

1. Composición que contiene un polímero que contiene carbono y un componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I:

Fórmula I

donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente:

X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O-M+; en la cual R, R1, R2: un grupo, independientemente uno de otro, seleccionado de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcional10 mente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido;

M+: un catión de metal alcalino o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio y en donde cualquiera de X o Y puede estar representando un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente, y en donde el polímero que contiene carbono es un poliéster saturado, polímero de hidrocarburo saturado, o una mixtura de cualquiera de los polímeros anteriores.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición contiene adicionalmente una sal de metal alcalino o sal de metal alcalinotérreo o una sal de amonio.

3. Proceso para aumentar la tasa de absorción de oxígeno en una composición de polímero que comprende al menos el paso de añadir un componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I como catalizador de oxidación a la composición de polímero:

Fórmula I donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente: X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O-M+; en donde R, R1, R2: un grupo seleccionado independientemente uno de otro de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcional25 mente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido;

M+: un catión de metal alcalino, o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio y en donde cualquiera de X o Y puede estar representado un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente.

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque se añade una sal de metal alcalino o sal de metal alcalinotérreo, o una sal de amonio.

5. Proceso para aumentar la oxo-biodegradabilidad de un polímero que contiene carbono, método que comprende al menos el paso de añadir un componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I como catalizador de oxidación al polímero que contiene carbono: Fórmula I

donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente:

X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O-M+; en donde R, R1, R2: un grupo seleccionado independientemente uno de otro de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo 5 C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcionalmente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido;

M+: un catión de metal alcalino, o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio y cualquiera de X o Y puede representar un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente y en donde el polímero que contiene carbono es una poliolefina saturada, polímeros que contienen enlaces éster, y polímeros que contienen enlaces amida, con exclusión de los poliésteres insaturados.

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque se añade una sal de metal alcalino o sal de metal alcalinotérreo o una sal de amonio.

7. Uso de la composición que puede obtenerse por el proceso de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6 para la preparación de un artículo con oxo-biodegradabilidad incrementada.

8. Artículo con oxo-biodegradabilidad incrementada obtenido a partir de una composición que puede obtenerse por el proceso de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6.

9. Proceso para aumentar la tasa de eliminación de oxígeno de un polímero que contiene carbono, proceso que comprende al menos el paso de añadir un componente que contiene al menos un resto 1, 2-dioxo de acuerdo con la fórmula I:

Fórmula I donde X e Y son idénticos o diferentes uno de otro, y representan respectivamente: X, Y: OR, SR, NR1R2, R, O-M+; en la cual R, R1, R2: un grupo seleccionado independientemente uno de otro de los grupos constituidos por H, un grupo alquilo C1-C20 opcionalmente sustituido, un grupo arilo C6-C20 opcionalmente sustituido, un grupo alquilarilo C7-C20 opcional25 mente sustituido, y un grupo arilalquilo C7-C20 opcionalmente sustituido;

M+: un catión de metal alcalino o catión de metal alcalinotérreo, o un ion amonio y en donde cualquiera de X o Y puede representar un residuo oligómero o polímero, que puede estar sustituido opcionalmente.

10. Proceso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque se añade una sal de metal alcalino o sal de me

tal alcalinotérreo o una sal de amonio.

11. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la cantidad de sal de metal alcalino o sal de metal alcalinotérreo o sal de amonio está comprendida entre 0, 2% en peso y 20% en peso.

12. Uso de una composición obtenida por el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9-10 en la preparación de un objeto para eliminación de oxígeno. 3.

13. Objeto para eliminación de oxígeno obtenido a partir de la composición que se obtiene por el proceso de acuerdo con la reivindicación 11.

14. Objeto que contiene una capa de eliminación de oxígeno producido a partir de una composición que se obtiene por el proceso de acuerdo con la reivindicación 11.