Polímero aromático parcialmente hidrogenado y procedimiento para la hidrogenación parcial de un polímero aromático.
Un polímero hidrogenado, que comprende:
al menos un bloque aromático de vinilo hidrogenado que tiene un anillo carbonado que se une a una cadena principal del polímero hidrogenado,
en el que
el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el bloque aromático de vinilo hidrogenado se encuentra entre el 20 % y el 80 %.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10174519.
Solicitante: TSRC CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Taiwan, Provincia de China.
Dirección: 18F, 95 Dunhua S Rd., Sec. 2 Taipei 106 TAIWAN.
Inventor/es: HOU,HUNG-CHIEH, LO,MAN-YIN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08F12/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y al menos uno estando terminado por un ciclo aromático carbocíclico.
- C08F297/04 C08F […] › C08F 297/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por sucesiva polimerización de diferentes sistemas monoméricos utilizando un catalizador de tipo iónico o de coordinación sin desactivar el polímero intermedio. › polimerizando monómeros aromáticos de vinilo y dienos conjugados.
- C08F8/04 C08F […] › C08F 8/00 Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C). › Reducción, p. ej. hidrogenación.
PDF original: ES-2536886_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Polímero aromático parcialmente hidrogenado y procedimiento para la hidrogenación parcial de un polímero aromático
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la hidrogenación parcial de un polímero insaturado, más en particular a un polímero insaturado que contiene grupos vinílicos aromáticos, bajo las condiciones de un catalizador heterogéneo.
Antecedentes de la invención
Los polímeros que contienen grupos dienos conjugados y vinilos aromáticos, tales como los copolímeros tribloque o pentabloque de estireno-butadieno o estireno-isopreno, ya han sido comercializados en muchas aplicaciones, por ejemplo, adhesivos, suelas, y mejoradores poliméricos. No obstante, el grupo dieno conjugado y el grupo vinilo aromático son propensos a la fracturación debido al calor o la oxidación si se exponen a luz ultravioleta u otro entorno desfavorable, y así se vuelven inestables.
La saturación sustancial de los polímeros mediante hidrogenación puede mejorar la estabilidad de los polímeros, que se usan ampliamente en materiales flexibles, materiales biomédicos, etc. Hay numerosas patentes involucradas en esta tecnología, tal como la patente de Estados Unidos 5.352.744 que desvela un polímero completamente hidrogenado que tiene un grado de saturación superior al 99,5 % para grupos aromáticos/polidieno. La patente de Estados Unidos 6.841.626 también desvela un polímero hidrogenado con un grado de saturación del grupo poliestireno del 98,4 %. En el documento JP 2002-082202 se desvela un polímero hidrogenado con un grado de saturación de los grupos estlreno de al menos el 80 % y preferentemente del 90 % o superior.
No obstante, en la actualidad la tecnología de saturación parcial proporciona polímeros con grados de saturación de grupos aromáticos excesivamente elevados o excesivamente bajos. Un grado de saturación superior al 90 % es poco favorable debido a la pérdida de flexibilidad de la cadena. Un grado de saturación Inferior al 20 % también es poco deseable debido a una estabilidad Insuficiente. Por tanto, existe la necesidad de proporcionar un nuevo polímero parcialmente hidrogenado con un grado de saturación apropiado que se ajuste a los requisitos de aplicación.
Sumario de la invención
Un aspecto de la presente invención es proporcionar un polímero parcialmente hidrogenado con un grado de saturación apropiado, es decir, la cantidad adecuada de dobles enlaces sobre el bloque aromático.
En una realización, la presente invención proporciona un polímero hidrogenado, que comprende al menos un bloque de dieno conjugado e hidrogenado; y al menos un bloque aromático de vinilo hidrogenado que tiene un anillo carbonado que se une a la cadena principal del polímero hidrogenado, en el que el porcentaje medio en peso del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que únicamente tiene uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30 % en peso, preferentemente entre el 2-20 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado.
Otro aspecto de la presente invención es la hidrogenación parcial del bloque de dieno conjugado y el bloque aromático de los polímeros usando un catalizador heterogéneo. Más en particular, el nivel de hidrogenación del bloque polimérico de dieno conjugado es superior al 95 % mientras que el grupo aromático se convierte en un resto tal como ciclohexeno, ciclohexano o ciclohexadieno mediante hidrogenación parcial. Para evitar las propiedades poco deseadas como se ha mencionado anteriormente, el nivel de hidrogenación del bloque aromático se encuentra entre el 20 %~80 %, más preferentemente entre el 25 %~80 %, y más preferentemente entre el 30 %~60 %. Esto es para mantener una cantidad apropiada de dobles enlaces sobre el anillo carbonado, para así facilitar las posteriores reacciones de funcionalización o reacciones de reticulación parcial.
En otra realización, la presente invención proporciona un polímero hidrogenado, que consiste esencialmente en al menos un bloque aromático de vinilo hidrogenado que tiene un anillo carbonado que se une a una cadena principal del polímero hidrogenado. Es decir, el polímero hidrogenado se encuentra en ausencia del bloque de dieno conjugado hidrogenado. El porcentaje en peso medio del bloque(s) aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30% en peso, preferentemente entre el 2-20 % en peso, lo más preferentemente entre el 2-15 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado.
Otro aspecto de la presente invención es la hidrogenación parcial del bloque aromático del polímero en ausencia de dieno conjugado usando un catalizador heterogéneo. Más en particular, el grupo aromático se convierte en un resto tal como ciclohexeno, ciclohexano o ciclohexadieno mediante hidrogenación parcial. Para evitar las propiedades poco deseadas como se ha mencionado anteriormente, el nivel de hidrogenación del bloque aromático se encuentra entre el 20 %~80 %, más preferentemente entre el 25 %~80 %, y más preferentemente entre el 30 %~60 %. Es decir, el nivel de hidrogenación del grupo aromático se optimiza para mantener una cantidad adecuada de dobles
enlaces sobre el anillo carbonado, para asi facilitar las posteriores reacciones de funcionalizaclón o reacciones de reticulación parcial.
La Invención además incluye otros aspectos para resolver otros problemas, algunos de los cuales se describirán con detalle junto con los aspectos anteriormente mencionados en la siguiente descripción detallada.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra algunas realizaciones ejemplares de los primeros polímeros hidrogenados de acuerdo con la presente invención.
La Figura 2 muestra un procedimiento para la fabricación del primer polímero hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 3 muestra un procedimiento para la fabricación del segundo polímero hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 4 muestra los espectros de FT-IR del polímero base (es decir, el polímero sin hidrogenar) y el copolímero en bloque hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 5 muestra el espectro de RMN H del copolímero en bloque hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 6 muestra el espectro de RMN H de poliestireno parcialmente hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 7 muestra el espectro de RMN H del copolímero trlbloque hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 8 muestra el espectro 2D H-MBC (coherencia de múltiples enlaces heteronucleares) del copolímero tribloque hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 9 muestra el espectro 2D COSY (espectroscopia de correlación) del copolímero tribloque hidrogenado de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán ahora con mayor detalle en referencia a los dibujos que acompañan la presente solicitud. Se omiten las descripciones de componentes, materiales, y técnicas de procesamiento muy conocidos para así no oscurecer innecesariamente las realizaciones de la invención.
Primer polímero hidrogenado
Los polímeros hidrogenados de la presente invención se pueden clasificar en dos clases. La primera clase es un primer polímero hidrogenado que incluye al menos un bloque aromático de vinilo hidrogenado y al menos un bloque de dieno conjugado hidrogenado. El peso molecular promedio en peso total (PM) del primer polímero hidrogenado es de 5000 a 400.000, más preferentemente de 5000 a 200.000, lo más preferentemente de 20.000 a 100.000. El peso molecular promedio en peso total (PM) se determina mediante cromatografía de exclusión molecular (GPC) que es conocida por el experto en la materia. El primer polímero hidrogenado se caracteriza porque el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30 % en peso, preferentemente entre el 2-20 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado, que se determina usando un aparato de resonancia magnética nuclear (RMN). A este porcentaje en peso medio para determinar la cantidad de un doble enlace y dos dobles enlaces sobre el bloque aromático se puede hacer referencia de aquí en lo sucesivo como % de DE. El procedimiento de determinación del % de DE se describe en los... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un polímero hidrogenado, que comprende:
al menos un bloque aromático de vlnllo hidrogenado que tiene un anillo carbonado que se une a una cadena principal del polímero hidrogenado, en el que
el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado, en el que el nivel de hidrogenaclón promedio para el bloque aromático de vinilo hidrogenado se encuentra entre el 20 % y el 80 %.
2. Un polímero hidrogenado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el bloque aromático de vlnllo hidrogenado se encuentra entre el 25 % y el 80 %.
3. Un polímero hidrogenado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el bloque aromático de vlnllo hidrogenado se encuentra entre el 20 % y el 60 %.
4. Un polímero hidrogenado de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el bloque aromático de vlnllo hidrogenado se encuentra entre el 30 % y el 60 %.
5. Un polímero hidrogenado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que además comprende al menos un bloque de dleno conjugado hidrogenado.
6. Un polímero hidrogenado de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el bloque de dleno conjugado hidrogenado es superior al 95 %.
7. Un polímero hidrogenado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 2-20 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado.
8. Un procedimiento para la hidrogenación parcial de un polímero, que comprende:
el suministro de un polímero que tiene al menos un bloque aromático de vinilo; y la hidrogenación del polímero en presencia de un catalizador heterogéneo sobre un soporte seleccionado del grupo que consiste en BaS04, AI2O3, Ti02, Zr02, carbón activo, y cualquiera de sus combinaciones para obtener un polímero hidrogenado, en el que el polímero hidrogenado comprende al menos un bloque aromático de vinilo hidrogenado que tiene un anillo carbonado que se une a una cadena principal del polímero hidrogenado, en el que
el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 1-30 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado, en el que el soporte únicamente tiene tamaños de poro distribuidos por debajo de 500
A.
9. Un procedimiento para la hidrogenación parcial de un polímero de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el polímero que tiene al menos un bloque aromático de vinilo además tiene al menos un bloque de dieno conjugado.
10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el polímero hidrogenado tiene un nivel de hidrogenación promedio para el bloque de dieno conjugado hidrogenado superior al 95 %.
11. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el porcentaje en peso medio del bloqueo bloques aromático de vinilo hidrogenado que tiene únicamente uno y dos dobles enlaces sobre el anillo carbonado se encuentra entre el 2-20 % en peso en base al peso total del polímero hidrogenado.
12. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que el polímero hidrogenado obtenido tiene un nivel de hidrogenación promedio para el bloque aromático de vinilo hidrogenado de entre el 20 % y el 90 %.
13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el
bloque aromático de vinilo hidrogenado se encuentra entre el 25 % y el 80 %.
14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el nivel de hidrogenación promedio para el
bloque aromático de vinilo hidrogenado se encuentra entre el 30 % y el 60 %.
15. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, en el que el catalizador heterogéneo comprende un metal seleccionado del grupo que consiste en paladio, rutenio, níquel, y cualquiera de sus combinaciones.
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