具体实施方式
除非本文另外指出或上下文明显矛盾,否则在描述发明的上下文中使用的术语“一种(a)”和“一个(an)”和“该(the)”和类似的指示物(尤其在以下权利要求的上下文中)应被解释为涵盖单数和复数。此外,应进一步注意,本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量、或重要性,而是用于区别一个要素与另一要素。
本发明人已经发现通过用链烷醇-水洗液液-液萃取由聚(苯醚)封端反应混合物产生具有低水平的剩余封端剂、封端副产物、和封端催化剂的高产量的封端的聚(苯醚)。特别出人意料的是,通过该方法使用显著少于抗溶剂沉淀方法的溶剂可以纯化聚(苯醚)封端反应混合物。抗溶剂用量的该降低导致原材料成本降低,和由于通过蒸馏回收的使用的抗溶剂的量降低的能源成本降低。该方法还需要少于抗溶剂沉淀方法的资本设备。为了进一步降低溶剂用量,该方法使用降低的体积比的链烷醇-水相与聚(苯醚)溶液相。此外,该方法没有将金属离子引入至封端的聚(苯醚)。在另一个有利的特征中,本发明人已经发现通过本方法产生的封端的聚(苯醚)具有足够的纯度以通过脱挥发挤出分离。
因此,在一个实施方式中,纯化封端的聚(苯醚)的方法,包括:混合包含封端的聚(苯醚)、封端剂、封端副产物、封端催化剂、和聚(苯醚)溶剂的封端的聚(苯醚)溶液和包含C1-C4链烷醇和水的第一洗涤溶剂,聚(苯醚)溶剂选自由以下组成的组:甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯乙烯、氯苯、二氯苯、氯仿、和它们的组合,以形成包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第一液相,和包含C1-C4链烷醇和水的第二液相;以及分离第一液相和第二液相;其中,第一液相和第二液相以1.5:1-10:1的体积比存在;其中,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇和水,组合的第一和第二液相包含:24-92摩尔百分数的聚(苯醚)溶剂,1-56摩尔百分数的C1-C4链烷醇,和3-74摩尔百分数的水;并且其中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
可以以重量百分数表示聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水的量。因此,在一些实施方式中,纯化封端的聚(苯醚)的方法包括:混合包含封端的聚(苯醚)、封端剂、封端副产物、封端催化剂、和聚(苯醚)溶剂的聚(苯醚)封端反应混合物和包含C1-C4链烷醇和水的第一洗涤溶剂,聚(苯醚)溶剂选自由以下组成的组:甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯乙烯、氯苯、二氯苯、氯仿和它们的的组合,以形成包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第一液相和包含C1-C4链烷醇和水的第二液相;以及分离第一液相和第二液相;其中,第一液相和第二液相以约1.5:1-约10:1的体积比存在;其中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇、和水,组合的第一和第二液相包含:约60-约98重量百分数的聚(苯醚)溶剂,约1-约32重量百分数的C1-C4链烷醇,和约1-约36重量百分数的水;并且其中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
与抗溶剂沉淀方法相比,本发明的一个有利特征是每单位重量的封端的聚(苯醚)的溶剂用量减少。因此,在一些实施方式中,组合的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇、和水与封端的聚(苯醚)以1:1-8:1,尤其是1.5:1-7:1,并且更尤其是2:1-6:1的重量比存在。
聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇和水的量是使得基于体积第一液相超过第二液相。例如,第一液相与第二液相的体积比可以是约1.5:1-约10:1,尤其是约2:1-约8:1,更尤其是约2:1-约7:1,以及还更尤其是约2:1-约6:1。在一些实施方式中,聚(苯醚)溶剂与C1-C4链烷醇和水的组合以0.75:1-3:1的摩尔比存在。在一些实施方式中,C1-C4链烷醇与水以0.5:1-3:1的摩尔比存在。
C1-C4链烷醇和水是用于封端的聚(苯醚)的抗溶剂,即,封端的聚(苯醚)不溶于C1-C4链烷醇或水。因此,当将C1-C4链烷醇和水添加至包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的聚(苯醚)封端反应混合物时,封端的聚(苯醚)可以沉淀。这是用于纯化聚(苯醚)的抗溶剂沉淀方法的基础,其中,例如,通过用甲醇稀释,聚(苯醚)从甲苯溶液沉淀。本发明人已经出人意料地确定,当基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相包含60-95重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-36重量百分数的水时,封端的聚(苯醚)的沉淀被最小化或完全避免,并且封端的聚(苯醚)保留在第一液相的溶液中。因此,在一些实施方式中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚),尤其是溶液中至少97重量百分数,更尤其是至少99重量百分数,以及还更尤其是100重量百分数的封端的聚(苯醚)。因此,该方法与以下的方法不同:其中,溶解在聚(苯醚)溶剂中的封端的聚(苯醚)与含C1-C4链烷醇的抗溶剂混合以有意沉淀封端的聚(苯醚)。
该方法包括混合聚(苯醚)封端反应混合物与第一洗涤溶剂以及分离第一液相和第二液相。在一些实施方式如逆流或并流萃取中,同时进行混合和分离。在一些实施方式中,混合和分离是单独的步骤。使用已知的液-液分离方法如重力分离、倾析、和离心可以进行分离。例如,可以使用的设备包括液-液离心机、倾析器、逆流或并流萃取设备、和上述设备的组合。当该方法以间歇模式进行时,用来混合聚(苯醚)封端反应混合物与第一洗涤溶剂以及分离第一和第二液相的设备也可以被用于随后的洗涤步骤。可替代地,当该方法以连续模式进行时,不同的设备被用于各自的洗涤步骤。
在一些实施方式中,通过重力分离第一和第二液相。在重力分离中,允许组合的第一和第二相在无搅拌下静置直到形成两个不同的层。从分离容器的底部可以除去较高密度的底层。可替代地,通过从第一和第二液相的界面上虹吸可以除去较低密度的上层。重力分离可以在标准的反应容器中进行,并且需要少于离心的能量。为了重力分离可行,第一和第二液相应当在合理的时间段内分离。例如,第一和第二液相应当在小于或等于2小时,尤其是小于或等于1小时,更尤其小于或等于30分钟,以及还更尤其小于或等于15分钟内分离。在分离温度下,第一和第二液相之间的密度差必须足够大以实现小于或等于2小时的分离时间。例如,在65℃下,第一和第二液相之间的密度差必须是20-75千克/立方米,尤其是25-70千克/立方米,更尤其是30-65千克/立方米,以及还更尤其是35-60千克/立方米。
在一些实施方式中,包含聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第一液相具有高于包含C1-C4链烷醇和水的第二液相的密度,所以第一液相是底层。在其他实施方式中,第二液相具有高于第一液相的密度,所以第二液相是底层。当包含C1-C4链烷醇和水的第二液相具有高于第一液相的密度时,从第一液相分离和除去第二液相可以更有效。这对于重力分离及离心是合适的。
在一些实施方式中,使用液-液离心机分离第一和第二液相。例如,在Hemfort的美国专利号2,622,797、Zettier等人的4,614,598、和Gunnewig的4,755,165以及在大不列颠专利说明书号884,768中描述了合适的液-液离心机。例如,合适的液-液离心机是由GEA-Westfalia Separator AG商业可获的。液-液离心机对连续的分离过程特别有用。其他合适的分离装置包括聚结器、倾析器等。例如,在Whitney等人的美国专利号6,332,987 B1和Geibel等人的美国专利申请公开号US 2005/0178718 A1中描述了合适的聚结器。
有利地,离心可以比重力分离第一和第二液相快。用离心的相分离还可以更清洁,即,离心实现第一和第二液相的更完全的分离,其导致较高纯度的封端的聚(苯醚)。当采用离心时,由离心产生的力可以是1,000-15,000g-力,尤其是2,000-10,000g-力。
期望在室温以上进行混合和分离,以防止封端的聚(苯醚)从溶液沉淀,降低聚(苯醚)封端反应混合物的粘度,和/或促进第一和第二液相的分离。最低温度是在聚(苯醚)封端反应混合物的粘度足够高以允许容易地混合和分离第一和第二液层的温度。最大温度是通过第一和第二液相的最低沸腾组分的沸点部分地确定。最低沸腾组分可以是共沸混合物。期望使用处于或接近最低沸腾组分的沸点的温度,使得最小化或消除最低沸腾组分从第一和第二液相沸腾和蒸发。例如,当聚(苯醚)溶剂是甲苯并且C1-C4链烷醇是甲醇时,最低沸腾组分是甲醇,其在64-65℃沸腾。因此,当聚(苯醚)溶剂是甲苯并且C1-C4链烷醇是甲醇时,可以在30-70℃,尤其是50-70℃,更尤其是60-67℃,以及还更尤其是64-67℃下进行混合和分离。例如,当反应器配备有回流冷凝管使任何蒸发的溶剂回流至第一和第二液相时,稍微高于最低沸腾组分的沸点的温度可以是可接受的。
第一洗涤溶剂可以包含除了C1-C4链烷醇和水之外的溶剂。例如,为了防止聚(苯醚)从溶液沉淀,降低聚(苯醚)封端反应混合物的粘度以在没有应用过度扭矩的情况下促进混合,和促进第一和第二液相的重力分离,可能期望用聚(苯醚)溶剂稀释聚(苯醚)封端反应混合物。因此,在一些实施方式中,第一洗涤溶剂进一步包含聚(苯醚)溶剂。添加至第一洗涤溶剂的聚(苯醚)溶剂可以与聚(苯醚)溶液中的聚(苯醚)溶剂相同或不同。在一些实施方式中,与第一洗涤溶剂一起添加的聚(苯醚)溶剂可以是通过蒸馏废溶剂流得到的共沸混合物。例如,当聚(苯醚)溶剂是甲苯并且C1-C4链烷醇是甲醇时,聚(苯醚)溶剂可以是包含72重量百分数的甲醇和28重量百分数的甲苯的共沸混合物。本领域的技术人员将要了解的是,作为甲醇-甲苯共沸混合物添加的甲醇越多,需要添加以实现目标的甲醇含量的甲醇纯度越低。无论第一洗涤溶剂是否包含聚(苯醚)溶剂,组合的第一和第二液相仍包含60-95重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-36重量百分数的水。
期望组合的第一洗涤溶剂具有相对于聚(苯醚)封端反应混合物足够的体积,使得第二液相从第一液相容易分离以形成不同的层,并且使得杂质至第二液相的萃取最大化。因此,在一些实施方式中,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇和水,在组合的第一和第二液相中的C1-C4链烷醇和水的总量是至少25摩尔百分数。基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇和水,在组合的第一和第二液相中的C1-C4链烷醇和水的总量还可以是至少5重量百分数,尤其是至少8重量百分数,更尤其是至少10重量百分数。
在一些实施方式中,聚(苯醚)溶剂是甲苯并且C1-C4链烷醇是甲醇。在图中提供了示出了对于组合的第一和第二液相的合适量的甲苯、甲醇和水的相图。三角形的下水平线是0-100重量百分数的甲苯含量的坐标并且三角形的下右顶点代表100重量百分数的甲苯。三角形的右斜线是0-100重量百分数的甲醇含量的坐标并且三角形的上顶点代表100重量百分数的甲醇。三角形的下左斜线是0-100重量百分数的水含量的坐标并且三角形的下左顶点代表100重量百分数的水。基于相对于三个坐标的它的位置,在三角形区域内的每个点限定了具体的甲苯、甲醇和水的混合物。当聚(苯醚)溶剂是甲苯并且C1-C4链烷醇是甲醇时,实施例1-8和13-17的组合的第一和第二液相的组成通过图中的点1-5代表。
在一些实施方式中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相包含60-78重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和18-36重量百分数的水。还可以以摩尔百分数表示聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水的量。因此,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相可以包含23-43摩尔百分数的聚(苯醚)溶剂,4-29摩尔百分数的C1-C4链烷醇,和43-72摩尔百分数的水。
在一些实施方式中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相包含50-74重量百分数的聚(苯醚)溶剂,25-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-18重量百分数的水。还可以以摩尔百分数表示聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水的量。因此,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇和水,第组合的一和第二液相可以包含21-49摩尔百分数的聚(苯醚)溶剂,39-56摩尔百分数的C1-C4链烷醇,和3-39摩尔百分数的水。
在一些实施方式中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相包含60-98重量百分数的聚(苯醚)溶剂,1-25重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-18重量百分数的水。还可以以摩尔百分数表示聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水的量。因此,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,组合的第一和第二液相可以包含28-92摩尔百分数的聚(苯醚)溶剂,3-34摩尔百分数的C1-C4链烷醇,和5-43摩尔百分数的水。
在本方法中,第一液相富含聚(苯醚)溶剂,使得第一液相包含溶液中至少95重量百分数的聚(苯醚)。因此,基于在第一液相中的100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水,第一液相包含90-99.8重量百分数的聚(苯醚)溶剂,0.1-5重量百分数的C1-C4链烷醇,和0.1-5重量百分数的水。还可以以摩尔百分数表示聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇、和水的量。因此,基于100摩尔百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4醇和水,第一液相可以包含69-99摩尔百分数的聚(苯醚)溶剂,0.2-13摩尔百分数的C1-C4链烷醇,和0.5-21摩尔百分数的水。
第一洗涤溶剂包含C1-C4链烷醇和水。在一些实施方式中,预混合C1-C4链烷醇和水以形成洗涤溶液,然后将其与聚(苯醚)封端反应混合物混合。在其他实施方式中,顺序或同时使C1-C4链烷醇和水与聚(苯醚)封端反应混合物混合。当顺序混合洗涤溶剂与聚(苯醚)封端反应混合物时,可以以任何顺序混合洗涤溶剂。在一些实施方式中,除了C1-C4链烷醇和水,洗涤溶剂进一步包含聚(苯醚)溶剂。在将得到的溶剂混合物添加至聚(苯醚)溶液之前,聚(苯醚)溶剂可以与C1-C4链烷醇和水预混合,或在混合C1-C4链烷醇和水与聚(苯醚)封端反应混合物之前或之后,它可以单独地与聚(苯醚)封端反应混合物混合。与洗涤溶剂混合的聚(苯醚)溶剂可以与聚(苯醚)封端反应混合物中的聚(苯醚)溶剂相同,或它可以是不同的聚(苯醚)溶剂。
期望聚(苯醚)溶剂是(苯醚)的良溶剂。在一些实施方式中,聚(苯醚)溶剂选自由以下组成的组:甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯乙烯、氯苯、二氯苯、氯仿、和它们的组合。在一些实施方式中,聚(苯醚)溶剂包括甲苯。
C1-C4链烷醇可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、或它们的组合。在一些实施方式中,C1-C4链烷醇包括甲醇、异丙醇、或它们的组合。在一些实施方式中,C1-C4链烷醇是甲醇。水包括自来水、去离子水、蒸馏水、和多种其它的纯净水。在一些实施方式中,水是去离子水。去离子水可以具有在25℃根据ASTM D1193-91所测量的0.05-5微西门子/厘米,尤其是0.05-4微西门子/厘米,更尤其是0.05-1微西门子/厘米的电导率。期望使用去离子水,因为自来水可以将矿物质引入至封端的聚(苯醚)。
封端的聚(苯醚)具有以下结构:
Q-(J-X)u,
其中,Q是一元、二元、或多元酚的残基,尤其是一元或二元酚的残基。Q具有以下结构:
其中,Q1和Q2独立地选自由以下组成的组:卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、和其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;Q3和Q4独立地选自由以下组成的组:氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、和其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;u和v是1-100,尤其是1、2、或3,以及更尤其是1或2,条件是u等于v。
如本文使用的,术语“烃基”无论是单独使用还是作为前缀、后缀、或其他术语的片段,是指仅包含碳和氢的残基。残基可以是脂肪族或芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。它还可以包含脂肪族、芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和、或不饱和的烃部分的组合。然而,当烃基残基被描述为取代的时,可选地,它可以包含取代残基的碳和氢成分之上或以上的杂原子。然而,当具体地描述为取代的时,烃基残基还可以包含含一个或多个杂原子,如卤素、氧、氮、硫、硅、或磷。当它是取代的时,烃基残基还可以包含垂直于或烃残基的主链内的杂原子。作为一个实例,Q1可以是由端部1-羟基-2,6-二甲基亚苯基残基的甲基基团与氧化聚合催化剂的二正丁胺组分反应形成的二正丁基氨基甲基基团。
P是氢、未取代或取代的C1-C18烃基,或当v是2时,P具有以下结构:
其中,R7选自由氢和C1-C12烃基组成的组,并且每次出现的R8和R9独立地选自由氢和C1-C12烃基组成的组,或其中,R8和R9一起形成C4-C12亚烃基基团。
J包括具有以下结构的重复单元:
其中,每次出现的Z1独立地是卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、或其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;并且每次出现的Z2独立地是氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、或其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;并且w是1-200。
X具有以下结构:
其中,R1是C1-C12亚烃基;R2、R3和R4独立地是氢或C1-C18烃基;m是0或1;n是0或1;并且每次出现的p独立地是0、1、2、或3。
在一些实施方式中,封端的聚(苯醚)包括2,6-二甲基-1,4-苯醚单元、2,3,6-三甲基-1,4-苯醚单元、或它们的组合。在一些实施方式中,封端的聚(苯醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)。封端的聚(苯醚)可以包括具有通常位于羟基邻位的含氨基烷基的端基的分子。还经常存在的是四甲基联苯醌(TMDQ)端基,其通常由其中存在四甲基联苯醌副产物的含2,6-二甲基苯酚的反应混合物得到。封端的聚(苯醚)可以以均聚物、无规共聚物、接枝共聚物、离聚物、或嵌段共聚物、及包括上述至少一种的组合的形式。
封端的聚(苯醚)可以是双官能的封端的聚(苯醚),包括平均每分子大约两个端部羟基基团。在一个实施方式中,封端的聚(苯醚)包括具有以下结构的双官能的封端的聚(苯醚):
其中,每次出现的Q1和Q2独立地选自由以下组成的组:卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、和其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;每次出现的Q3和Q4独立地选自由以下组成的组:氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、和其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;并且x和y独立地是0-100,尤其是0-30,更尤其是0-20,还更尤其是0-15,再更尤其是0-10,甚至更尤其是0-8,条件是x和y的和是至少2,尤其是至少3,更尤其是至少4。在一些实施方式中,x和y的和是3-20,尤其是4-15。
L具有以下结构:
其中,每次出现的R5和R6独立地是氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基、或其中至少两个碳原子分离卤素和氧原子的C2-C12卤代烃氧基;并且Y具有以下结构:
其中,R7选自由氢和C1-C12烃基组成的组,并且每次出现的R8和R9独立地选自由氢和C1-C12烃基组成的组,或其中,R8和R9一起形成C4-C12亚烃基基团;并且z是0或1;并且,
X1和X2独立地是
其中,R1是C1-C12亚烃基;R2、R3和R4独立地是氢或C1-C18烃基;m是0或1;n是0或1;并且每次出现的p独立地是0、1、2、或3,条件是X1和X2不是H。
在一些实施方式中,每次出现的Q1和Q2是甲基,每次出现的Q3是氢,每次出现的Q4是氢或甲基,x和y的和是2-15,每次出现的R5是甲基,每次出现的R6是氢,Y具有以下结构:
其中,R8和R9是甲基,z是1,并且X1和X2各自独立地是H或以下结构的甲基丙烯酸根基团:
条件是X1和X2中的至少一个是甲基丙烯酸根基团。
在一些实施方式中,封端的聚(苯醚)是具有以下结构的双官能的聚(苯醚):
其中,每次出现的Q5和Q6独立地是甲基或二正丁基氨基甲基;并且每次出现的a和b独立地是0-20,条件是a和b的和是至少2,尤其是至少3,更尤其是至少4。
该方法适用于具有宽范围的封端的聚(苯醚)浓度的聚(苯醚)封端反应混合物。因此,在一些实施方式中,基于聚(苯醚)封端反应混合物的总重量,聚(苯醚)封端反应混合物包含5-80重量百分数,尤其是7.5-60重量百分数,更尤其是10-50重量百分数,以及还更尤其是15-40重量百分数的封端的聚(苯醚)。
该方法适用于具有具体范围的封端剂、封端剂副产物、和封端催化剂的聚(苯醚)封端反应混合物。因此,在一些实施方式中,基于聚(苯醚)封端反应混合物的总重量,聚(苯醚)封端反应混合物可以包含0.1-1重量百分数,尤其是0.15-0.75重量百分数,以及更尤其是0.2-0.6重量百分数的封端剂。基于聚(苯醚)封端反应混合物的总重量,聚(苯醚)封端反应混合物还可以包含0.1-5重量百分数,尤其是0.5-4重量百分数,以及更尤其是1-3重量百分数的封端剂副产物。基于聚(苯醚)封端反应混合物的总重量,聚(苯醚)封端反应混合物还可以包含0.01-1重量百分数,尤其是0.05-0.75重量百分数,以及更尤其是0.1-0.5重量百分数的封端催化剂。在一些实施方式中,基于聚(苯醚)封端反应混合物的总重量,聚(苯醚)封端反应混合物包含0.1-1重量百分数的封端剂,0.1-5重量百分数的封端剂副产物,和0.01-1重量百分数的封端催化剂。
如本文所使用的,术语“洗涤步骤”是用来表明混合包含聚(苯醚)、封端剂、封端副产物、封端催化剂、和聚(苯醚)溶剂的聚(苯醚)封端反应混合物与包含C1-C4链烷醇和水的第一洗涤溶剂以及分离第一液相和第二液相的组合步骤。没有设置可以使用的洗涤步骤的数目限制。在一些实施方式中,聚(苯醚)封端反应混合物可以被洗涤多次,或直到不能得到封端剂、封端剂副产物、封端催化剂、催化剂金属离子含量和/或颜色的进一步的降低。第一和随后的洗涤溶剂可以相同或不同,只要形成在每个洗涤步骤中的液相包含:基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇、和水,60-95重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-36重量百分数的水;第一液相和第二液相以1.5:1-10:1的体积比存在;并且第一液相包含溶液中至少95重量百分数的聚(苯醚)。
在一些实施方式中,使用了两个洗涤步骤。具体地,混合从一次洗涤分离的第一液相和包含C1-C4链烷醇和水的第二洗涤溶剂,以形成包括包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第三液相和包含C1-C4链烷醇和水的第四液相的第二混合物;以及分离第一液相和第二液相;其中,以1.5:1-10:1的体积比混合分离的第一液相和第二洗涤溶剂;其中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇、和水,第二混合物包含60-95重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-36重量百分数的水;并且其中,第三液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
在一些实施方式中,使用了三个洗涤步骤。具体地,混合从二次洗涤分离的第三液相和包含C1-C4链烷醇和水的第三洗涤溶剂,以形成包括包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第五液相和包含C1-C4链烷醇和水的第六液相的的第三混合物;并且分离第五液相和第六液相;其中,以1.5:1-10:1的体积比混合分离的第三液相和第三洗涤溶剂;其中,基于100重量百分数的总的聚(苯醚)溶剂、C1-C4链烷醇、和水,第三混合物包含60-95重量百分数的聚(苯醚)溶剂,4-32重量百分数的C1-C4链烷醇,和1-36重量百分数的水;并且其中,第五液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
通过包括以下的方法形成封端的聚(苯醚)反应混合物:在聚(苯醚)溶剂和封端催化剂的存在下,使聚(苯醚)与封端剂反应。聚(苯醚)包括能够与封端剂反应的至少一个酚羟基基团。聚(苯醚)可以具有以下结构:
Q-(J-H)u,
其中,Q是一元、二元、或多元酚的残基,尤其是一元或二元酚的残基,其中,u是1-100。Q和J如以上对Q-(J-X)u所定义。
在一些实施方式中,聚(苯醚)包括2,6-二甲基1,4-苯醚单元、2,3,6-三甲基-1,4-苯醚单元、或它们的组合。在一些实施方式中,聚(苯醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)。如以上所指出的,聚(苯醚)可以包括具有通常位于羟基邻位的含氨基烷基的端基的分子。还经常存在的是四甲基联苯醌(TMDQ)端基,其通常由其中存在四甲基联苯醌副产物的含2,6-二甲基苯酚的反应混合物得到。聚(苯醚)可以以均聚物、无规共聚物、接枝共聚物、离聚物、或嵌段共聚物、及包括上述至少一种的组合的形式。
聚(苯醚)可以包括一个或多个酚羟基基团。当聚(苯醚)包括一个酚羟基基团时,它被称作单官能的聚(苯醚)。当聚(苯醚)包括多个酚羟基基团时,它被称作多官能的聚(苯醚)。在一些实施方式中,多官能的聚(苯醚)是双官能的聚(苯醚)(即,具有两个酚羟基基团的聚(苯醚)),并且具有以下结构:
其中,Q1、Q2、Q3、Q4、L、x和y如以上所定义。
在一些实施方式中,每次出现的Q1和Q2是甲基,每次出现的Q3是氢,每次出现的Q4是氢或甲基,x和y的和是2-15,每次出现的R5是甲基,每次出现的R6是氢,并且Y具有以下结构:
其中,R8和R9是甲基,并且z是1。
在以上的双官能的聚(苯醚)结构中,存在对变量x和y的限制,其对应于在双官能的聚(苯醚)分子的两个不同位置的苯醚重复单元的数目。在该结构中,x和y独立地是0-100,尤其是0-30,更尤其是0-20,还更尤其是0-15,甚至更尤其是0-10,以及再更尤其是0-8。x和y的和是至少2,尤其是至少3,更尤其是至少4。通过质子核磁共振光谱(1H NMR)可以分析特定的多官能的聚(苯醚),以确定平均来说这些限制是否符合整个树脂。具体地,1HNMR可以区别与内部和端部苯醚基团、多元酚的内部和端部残基、及其他端部残基相关的质子之间的共振。因此,可以确定每分子中苯醚重复单元的平均数目,和衍生自二元酚的内部和端部残基的相对丰度。
在一些实施方式中,多官能的聚(苯醚)是具有以下结构的双官能的聚(苯醚):
其中,每次出现的Q5和Q6独立地是甲基或二正丁基氨基甲基;并且每次出现的a和b独立地是0-20,条件是a和b的和是至少2,尤其是至少3,更尤其是至少4。可以通过在包括二正丁氨的催化剂存在下,氧化共聚2,6-二甲苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷合成具有该结构的双官能的聚(苯醚)。
通过氧化聚合包括一元酚如2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚、或它们的混合物的单体制备聚(苯醚)。许多其他合适的一元酚是本领域已知的。通过氧化共聚一元酚和多元酚可以制备多官能的聚(苯醚)(即,具有两个或更多个酚羟基基团的聚(苯醚))。例如,合适的多元酚包括3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯酚、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环庚烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环庚烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环辛烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环辛烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环壬烷、11,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环壬烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环癸烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环癸烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环十一烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环十一烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环十二烷、1,1-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)环十二烷、1,1-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-2,6-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羟基苯基)乙烷、1,3,5-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基-1-酮)苯、1,3,5-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基-1-异亚丙基)苯、2,2,4,4-四(3-甲基-4-羟基苯基)戊烷、2,2,4,4-四(3,5-二甲基-4-羟基苯基)戊烷、1,1,4,4-四(3-甲基-4-羟基苯基)环己烷、1,1,4,4-四(3,5-二甲基-4-羟基苯基)环己烷、1,3,5-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)苯、1,3,5-三(3-甲基-4-羟基苯基)苯、2,6-双(2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基-3-甲基苯基)-2-庚烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-庚烯,4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基-3-甲基苯基)庚烷、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基-3-甲基苯基)庚烷、2,4-双(4-羟基-3-甲基苯基异丙基)苯酚、2,4-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基异丙基)苯酚、四(4-羟基-3-甲基苯基)甲烷、四(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷、四(4-[4-羟基-3-羟基苯基异丙基]苯氧基)甲烷、四(4-[4-羟基-3,5-二甲基苯基异丙基]-苯氧基)甲烷、和它们的混合物。在一些实施方式中,多元酚包括每分子3-8个酚羟基基团。在一些实施方式中,多官能的聚(苯醚)是由氧化共聚2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷制备的双官能的聚(苯醚)。
在包括催化剂金属离子和催化剂胺配体、氧的聚合催化剂和聚(苯醚)溶剂的存在下,通过氧化聚合至少一种一元酚,可选地与至少一种二元或多元酚组合可以制备聚(苯醚)。通过混合催化剂金属离子和催化剂胺配体可以原位制备聚合催化剂。聚(苯醚)溶剂可以是苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、氯苯、二氯苯、氯仿、或它们的组合。在一些实施方式中,聚(苯醚)溶剂包括甲苯。例如,可以以纯化的形式或以空气提供分子氧。
用于制备聚(苯醚)的催化剂金属离子可以包括至少一种重金属离子如铜、锰或钴。可以起催化剂金属离子源作用的金属盐包括氯化亚铜、氯化铜、溴化亚铜、溴化铜、碘化亚铜、碘化铜、硫酸亚铜、硫酸铜、硫酸四胺合亚铜、硫酸四胺合铜、乙酸亚铜、乙酸铜、丙酸亚铜、丙酸铜、丁酸铜、月桂酸酮、棕榈酸亚铜和苯甲酸亚铜;和类似的锰盐和钴盐。合适的催化剂胺配体包括二烷基胺(如二正丁胺,或DBA)、三烷基胺(如N,N-二甲基丁胺,或DMBA)、和亚烷基二胺(如N,N’-二叔丁基亚乙基二胺,或DBEDA)。代替直接加入任何以上示例性的金属盐,还可以添加金属或金属氧化物和无机酸、有机酸或这种酸的含水溶液以原位形成相应的金属盐或水合物。
还可以通过包括以下的方法制备聚(苯醚):在适于形成相应的聚(苯醚)和相应的联苯醌的条件下,在催化剂的存在下,氧化聚合一元酚;分离聚(苯醚)和联苯醌与催化剂;以及平衡聚(苯醚)和联苯醌以形成具有两个端部羟基基团的聚(苯醚)。相应的聚(苯醚)的示例性实例是由氧化聚合2,6-二甲苯酚制备的聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)。相应的联苯醌的示例性实例是由氧化2,6-二甲苯酚形成的3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯醌。当使用该制备方法时,可能需要纯化双官能的聚(苯醚),以实现小于2.2的多分散性指数。
还可以通过所谓的再分配反应制备聚(苯醚),其中,可选地在氧化剂的存在下,单官能的聚(苯醚)与多元酚平衡。再分配反应在本领域中是已知的并且,例如,在美国专利号Cooper等人的3,496,236和Liska等人的5,880,221中被描述。当使用该制备方法时,可能需要纯化多官能的聚(苯醚),以实现小于2.2的多分散性指数。
制备封端的聚(苯醚)的方法适用于具有宽范围的固有粘度的聚(苯醚)。例如,聚(苯醚)可以具有在25℃在氯仿中所测量的0.04-1分升/克(dL/g),尤其是0.06-0.6dL/g,更尤其是0.09-0.4dL/g,还更尤其是0.09-0.3dL/g,甚至更尤其是0.09-0.2dL/g,再更尤其是0.09-0.15dL/g,以及甚至更尤其是0.09-0.12dL/g的固有粘度。这些固有粘度限制也适用于封端的聚(苯醚)。
通过包括以下的方法形成封端的聚(苯醚)反应混合物:在聚(苯醚)溶剂和封端催化剂的存在下,使聚(苯醚)与封端剂反应。能够与聚(苯醚)反应形成封端的(苯醚)的封端剂是本领域已知的。例如,参见美国专利号:Percec的4,562,243和4,634,742和4,665,137,Percec等人的4,663,402,Braat等人的6,306,978B1和6,384,176,Yeager等人的6,627,704B2,和Yeager的6,962,965;和Fan的美国依法注册发明规范H521。例如,可以使用的封端剂的类型是卤代烃(如氯甲基苯乙烯和烯丙基氯)、羧酸卤化物(如乙酰氯、丙烯酰氯、和甲基丙烯酰氯)、羧酸酯(如水杨酸苯酯)、羧酸酐(如乙酸酐、丙烯酸酐、和甲基丙烯酸酐)、碳酸酯(如碳酸二苯酯与双(4-乙烯基苯基)碳酸酯)、异氰酸酯(包括二异氰酸酯)、和表氯醇。
选择封端剂与聚(苯醚)上的酚羟基基团的摩尔比来平衡快速和完全封端的需要(其偏向高比率)与避免引入增加聚(苯醚)封端反应混合物中存在的杂质的量的过量试剂的需要(其偏向低比率)。已经观察到选择1-3,尤其是1.05-2,更尤其是1.1-1.5的封端剂与聚(苯醚)上的羟基基团的摩尔比产生这些竞争性要求之间的良好平衡。
在聚(苯醚)溶剂的存在下,使聚(苯醚)与封端剂反应。合适的聚(苯醚)溶剂包括甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯乙烯、氯苯、二氯苯、氯仿、和它们的组合。在一些实施方式中,溶剂是甲苯。
聚(苯醚)与封端剂的反应也在封端催化剂的存在下进行。使用的封端催化剂的类型将取决于使用的封端剂的类型。例如,当封端剂是卤代烃、羧酸卤化物、羧酸酯或羧酸酐时,封端催化剂通常是Bronsted-Lowry碱(即,能够接受聚(苯醚)的端部羟基基团的质子的碱)。例如,Bronsted-Lowry碱包括碱金属氢氧化物(如氢氧化锂、氢氧化钠、和氢氧化钾等)、未取代的和取代的氢氧化铵(如氢氧化铵和氢氧化四甲基铵)和胺(包括伯、仲、和尤其是叔胺,如4-(N,N-二甲基氨基)吡啶)。
形成的封端副产物的类型也将取决于使用的封端剂的类型。当封端剂是卤代烃或羧酸酰卤时,封端副产物将通常是卤素离子(如氯离子)。当封端剂是羧酸酯或碳酸酯时,封端副产物将是醇(如甲醇、或苯酚)。当封端剂是羧酸酐时,封端副产物将是羧酸(如乙酸酐的乙酸、丙烯酸酐的丙烯酸、或甲基丙烯酸酐的甲基丙烯酸)。
在一些实施方式中,封端剂是(甲基)丙烯酸酐,封端副产物是(甲基)丙烯酸,封端催化剂是4-(N,N-二甲基氨基)吡啶,并且聚(苯醚)溶剂是甲苯。聚(苯醚)可以是氧化共聚包括2,6-二甲苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的产物,并且(甲基)丙烯酸酐与聚(苯醚)上的羟基基团的摩尔比可以是1-3。因此,在一些实施方式中,封端的聚(苯醚)是在聚(苯醚)溶剂和封端催化剂的存在下,聚(苯醚)与封端剂反应的产物;其中,聚(苯醚)是氧化共聚包括2,6-二甲苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的产物;其中,封端剂是(甲基)丙烯酸酐;其中,(甲基)丙烯酸酐与聚(苯醚)上的羟基基团的摩尔比是1-3;其中,聚(苯醚)溶剂是甲苯;其中,封端催化剂是4-(N,N-二甲基氨基)吡啶;并且其中,封端副产物是(甲基)丙烯酸。如本文所使用的,术语(甲基)丙烯酸酐是指丙烯酸酐或甲基丙烯酸酐,以及术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
在一些实施方式中,对包括氧化聚合催化剂金属离子(如铜或锰)的聚合反应混合物进行封端步骤。因此,该方法可以包括在聚(苯醚)溶剂和催化剂金属离子的存在下,氧化聚合一元酚以形成包含聚(苯醚)、聚(苯醚)溶剂、和催化剂金属离子的聚合反应混合物。在一些实施方式中,在封端步骤之前,从聚合反应混合物除去聚(苯醚)溶剂。通过用含水螯合剂萃取聚(苯醚)在聚(苯醚)溶剂中的溶液可以降低聚(苯醚)中的催化剂金属离子,例如铜离子的量。例如,参见Bennett的美国专利号3,838,102。例如,合适的螯合剂包括聚亚烷基多胺多羧酸、氨基多羧酸、氨基羧酸、聚羧酸、上述酸的碱金属盐、上述酸的碱土金属盐、混合的上述酸的碱金属-碱土金属盐、和它们的组合。具体的螯合剂的实例是次氨基三乙酸的碱金属盐、乙二胺四乙酸的碱金属盐、和它们的组合。螯合剂的具体实例是次氨基三乙酸三钠。可以以每摩尔催化剂金属离子1-15摩尔的量使用螯合剂。
在封端反应之前,通过螯合作用可以降低在聚合反应混合物中的催化剂金属离子的量。可替代地,在封端反应之后和在链烷醇-水洗涤之前,通过螯合作用可以降低催化剂金属离子的量。因此,在一些实施方式中,在与第一洗涤溶剂混合之前,基于聚(苯醚)的重量,聚(苯醚)封端反应混合物包含小于或等于按重量计900份每百万,尤其是小于或等于按重量计700份每百万,更尤其是小于或等于按重量计500份每百万,以及还更尤其是小于或等于按重量计300份每百万的催化剂金属离子。
该方法有效地将催化剂金属离子的量降低至与通过抗溶剂-沉淀方法得到的那些可比较的水平。然而,通过添加螯合剂至第一和随后的洗涤溶剂中的任何一种或其组合可以实现催化剂金属离子的进一步的降低。螯合剂可以以1:1-10:1,尤其是1:1-7:1,以及更尤其是1:1-4:1的螯合剂的摩尔与催化剂金属离子的比值溶解在第一洗涤溶剂中。因此,在一些实施方式中,聚(苯醚)封端反应混合物包括催化剂金属离子,并且螯合剂溶解在第一洗涤溶剂中,其中,组合的第一和第二液相包含1:1-10:1的螯合剂的摩尔与催化剂金属离子的摩尔的比值。
该方法适用于已经用含水螯合剂洗涤除去催化剂金属离子的聚(苯醚)封端反应混合物,并且适用于包含相对低浓度的催化剂金属离子的其他封端的聚(苯醚)溶液。例如,该方法适用于由已经从聚(苯醚)封端反应混合物分离的固体封端聚(苯醚)制备的封端的聚(苯醚)溶液。例如,当期望进一步降低固体封端的聚(苯醚)中的封端剂、封端剂副产物、封端催化剂、和/或催化剂金属离子时,或当固体封端的聚(苯醚)的颜色是不可接受的时,这是期望的。在一些实施方式中,在与第一洗涤溶剂混合之前,基于封端的聚(苯醚)的重量,封端的聚(苯醚)溶液中的催化剂金属离子的浓度可以小于或等于按重量计100份每百万,尤其是小于或等于按重量计50份每百万,更尤其是小于或等于按重量计30份每百万,以及还更尤其是小于或等于按重量计10份每百万。
在一些实施方式中,没有添加螯合剂至洗涤溶剂。在一些实施方式中,基于第一洗涤溶剂的总重量,小于按重量计10份每百万,尤其是小于按重量计5份每百万,以及更尤其是小于按重量计1份每百万的螯合剂溶解在第一洗涤溶剂中。在一些实施方式中,第一洗涤溶剂中不包含螯合剂。
在一些实施方式中,例如,其中封端的聚(苯醚)的预期用途是用于热固性树脂的添加剂,可以期望的是从包含封端的聚(苯醚)和聚(苯醚)溶剂的第一或随后的液相中分离以固体形式的封端的聚(苯醚)。因此,在一些实施方式中,该方法进一步包括从分离的第一液相分离封端的聚(苯醚)。存在用于从聚(苯醚)封端反应混合物分离固体封端的聚(苯醚)的多种方法。一个方法包括用抗溶剂沉淀。然而,该方法经受固体处理设备的高资本成本,就能量和循环周期而言的用于加工固体封端的聚(苯醚)的相对高成本,所需的大体积的抗溶剂,和通过蒸馏用于回收抗溶剂所需要的能量。
通过总的分离方法也可以分离封端的聚(苯醚)。术语“总的分离方法”是指除去挥发性组分的分离方法。合适的总的分离方法包括脱挥发挤出、喷雾干燥、刮膜蒸发(wipedfilm evaporation)、片状蒸发、闪速脱挥发(例如,使用具有熔体泵的闪蒸器)、和上述方法的组合。其他分离方法包括用热水的蒸汽沉淀和碎屑形成。在一些实施方式中,总分离方法包括脱挥发挤出。
在一些实施方式中,纯化封端的聚(苯醚)的方法,包括:混合包含封端的聚(苯醚)、封端剂、封端副产物、封端催化剂、和甲苯的封端的聚(苯醚)溶液和包含甲醇和水的第一洗涤溶剂,以形成包含封端的聚(苯醚)和甲苯的第一液相和包含甲醇和水的第二液相;以及分离第一液相和第二液相;其中,封端的聚(苯醚)是在甲苯和封端催化剂的存在下,聚(苯醚)与封端剂反应的产物;其中,第一液相和第二液相以2:1-7:1的体积比存在;其中,基于100摩尔百分数的总的甲苯、甲醇、和水,组合的第一和第二液相包含:24-92摩尔百分数的甲苯,1-56摩尔百分数的甲醇,和3-74摩尔百分数的水;并且其中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。第一液相与第二液相的体积比可以是约1.5:1-约10:1,尤其是约2:1-约8:1,更尤其是约2:1-约7:1,以及还更尤其是约2:1-约6:1。基于100摩尔百分数的总的甲苯、甲醇、和水,组合的第一和第二液相中的甲醇和水的总量可以是至少25摩尔百分数。甲苯与甲醇和水的组合可以以0.75:1-3:1的摩尔比存在。甲醇与水可以以0.5:1-3:1的摩尔比存在。
在一个具体的实施方式中,纯化封端的聚(苯醚)的方法,包括:混合包含封端的聚(苯醚)、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸、4-(N,N-二甲基氨基)吡啶、和甲苯的封端的聚(苯醚)溶液和包含甲醇和水的第一洗涤溶剂,以形成包含封端的聚(苯醚)和甲苯的第一液相和包含甲醇和水的第二液相;以及分离第一液相和第二液相;其中,封端的聚(苯醚)是在甲苯和4-(N,N-二甲基氨基)吡啶的存在下,聚(苯醚)与(甲基)丙烯酸酐反应的产物,其中,(甲基)丙烯酸酐与聚(苯醚)上的羟基基团的摩尔比是1:1-3:1;其中,聚(苯醚)是氧化共聚包括2,6-二甲基苯酚和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的产物;其中,第一液相和第二液相以2:1-7:1的体积比存在;其中,基于100摩尔百分数的总的甲苯、甲醇和水,组合的的第一和第二液相包含:24-92摩尔百分数的甲苯,1-56摩尔百分数的甲醇,和3-73摩尔百分数的水;其中,基于100摩尔百分数的总的甲苯、甲醇和水,在组合的第一和第二液相中的甲醇和水的总量是至少25摩尔百分数;其中,甲苯与甲醇和水的组合以0.75:1-3:1的摩尔比存在;其中,甲醇和水以0.5:1-3:1的摩尔比存在;并且其中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
甲苯、甲醇、和水的量可以以重量百分数表示。因此,纯化封端的聚(苯醚)的方法,包括:混合包含封端的聚(苯醚)、(甲基)丙烯酸酐、(甲基)丙烯酸、4-(N,N-二甲基氨基)吡啶、和甲苯的封端的聚(苯醚)溶液与包含甲醇和水的第一洗涤溶剂,以形成包含封端的聚(苯醚)和甲苯的第一液相和包含甲醇和水的第二液相;以及分离第一液相和第二液相;其中,封端的聚(苯醚)是在甲苯和4-(N,N-二甲基氨基)吡啶的存在下,聚(苯醚)与(甲基)丙烯酸酐反应的产物;其中,聚(苯醚)是氧化共聚包括2,6-二甲苯和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷的单体的产物;其中,(甲基)丙烯酸酐与聚(苯醚)上的羟基基团的摩尔比是1:1-3:1;其中,第一液相和第二液相以2:1-7:1的体积比存在;其中,基于100重量百分数的总的甲苯、甲醇、和水,组合的第一液相和第二液相包含60-98重量百分数的甲苯,1-25重量百分数的甲醇,和1-18重量百分数的水;并且其中,第一液相包含溶液中至少95重量百分数的封端的聚(苯醚)。
该方法提供了高纯度的封端的聚(苯醚)。例如,该方法可以提供包含以下的(甲基)丙烯酸酯封端的聚(苯醚):小于或等于按重量计4,000份每百万,尤其是小于或等于按重量计3,000份每百万,更尤其是小于或等于按重量计2,500份每百万,以及还更尤其是小于或等于按重量计2,000份每百万的(甲基)丙烯酸。该方法还可以提供具有以下的(甲基)丙烯酸酯封端的聚(苯醚):小于或等于按重量计1,000份每百万,尤其是小于或等于按重量计800份每百万,以及更尤其是小于或等于按重量计500份每百万的(甲基)丙烯酸酐。该方法还可以提供具有以下的(甲基)丙烯酸酯封端的聚(苯醚):小于或等于按重量计1,500份每百万,尤其是小于或等于按重量计1,200份每百万,更尤其是小于或等于按重量计1,000份每百万,以及还更尤其是小于或等于按重量计800份每百万的4-(N,N-二甲基氨基)吡啶。
该方法对于降低催化剂金属离子和有色杂质含量也是有效的。在一些实施方式中,该方法提供了具有以下的封端的聚(苯醚):基于封端的聚(苯醚)的重量,小于或等于按重量计100份每百万,尤其是小于或等于按重量计50份每百万,更尤其是小于或等于按重量计10份每百万,以及还更尤其是小于或等于按重量计2份每百万的催化剂金属离子。在一些实施方式中,该方法提供了具有根据ASTM E 313-00和D 1925-70所测量的小于或等于30,尤其是小于或等于26,更尤其是小于或等于24,以及还更尤其是小于或等于22的黄度指数的封端的聚(苯醚)。
本发明包括至少以下实施方式。