CN112368332A - 通过用封端剂封端来稳定聚丙内酯 - Google Patents
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Abstract
本文提供了一种用于生产热稳定的聚内酯聚合物的方法和系统,其包括将聚合物用封端剂来链终止以防止聚合物的断开。还提供了一种热稳定的聚内酯聚合物,其中该聚合物具有第一末端和第二末端,其中所述第一末端和第二末端中的至少之一以封端剂终止。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月14日提交的美国临时专利申请No.62/685,205的优先权和权益,其以整体作为参考并入本文中。
技术领域
本公开涉及更加热稳定的内酯系聚酯以及更加热稳定的内酯系聚酯的生产方法。
背景技术
通常,聚合物是由多个重复的称为单体的较小分子组成的较大分子。在聚合期间,单体彼此共价地结合而形成较大的聚合物链。单体的组成和排列决定了聚合物的特性。常规产品通常由石油系聚合物制成,这会对环境造成负面影响。
聚丙内酯(“PPL”)通常为由β-内酯单体形成的可生物降解的聚酯高分子,并且可用作很多商业和工业应用中的材料。例如,低分子量PPL可以有意地热分解以生产丙烯酸,丙烯酸为具有很多用途的商品化学品。在其它实例中,高分子量PPL聚合物因为聚合物的机械和化学性能而适合于在包装和热塑性塑料用途中使用。有利地,高分子量PPL可以作为例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等常规石油系聚合物的替代选择而使用,这是因为PPL的有利的阻隔性能、生物降解性和对环境的影响减小。
聚酯聚合物在较高温度下遭受的降解增加。PPL会在通常低于常规聚酯的温度下分解。依据其中涉及循环过渡状态的酯热解机理,如以下反应式1所示,可以解释PPL的相对低的降解温度。这导致两种聚合片段,其中一种(III)包含不饱和链末端并且另一种(II)为羧基链末端:
反应式1:
也可以在接着的步骤中形成具有羧基链末端的聚合片段和丙烯酸(IV)(反应式2):
反应式2:
因而,存在对于更加热稳定的高分子量PPL的需要。
发明内容
本发明通过提供封端的PPL聚合物和封端的PPL聚合物的生产方法来满足该需要。在一些方面中,本文中提供了更加热稳定的PPL聚合物和其生产方法。
在特定的方面中,还提供了用于以封端剂封端PPL以生产封端的PPL聚合物的方法和工艺。
在优选的实施方案中,大部分的PPL聚合物链的末端羧酸官能团用源自封端剂的非羧酸末端基团来代替。在特定的优选实施方案中,封端剂与PPL的羧酸酯官能团反应而生产封端的PPL聚合物。有利地,封端的PPL聚合物更加耐热降解。
附图说明
可以通过参考以下结合附图的描述而最好地理解本申请,其中,相同的部分可以用相同的标号表示。
图1描绘了用于生产封端的PPL的示例性系统。
图2为依照本发明的特征的、在80℃和120℃下60分钟获得的封端的和未封端的PPL的等温粘度曲线的图。
图3为描绘未封端的PPL开始降解的温度的热重量分析图。
图4为磷酸三甲酯封端的PPL开始降解的温度的热重量分析图。
具体实施方式
以下描述阐述了示例性系统、工艺、和参数等。然而,应当认识到,这样的描述不是旨在限制本公开的范围,反而是作为示例性实施方案的描述而提供。
无论是否明确指出,全部数值在本文中均被认为是由术语“约”修饰。术语“约”通常是指本领域技术人员将会认为等同于所描述的值的数字范围(例如,具有相同的功能或结果)。在很多情况下,术语“约”可以包括四舍五入到最接近的有效数字的数字。
由端点描述的数值范围包括该范围内的全部数字(例如,1~5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如本文中所使用的,以单数叙述并且以单词“一(a)”或“一个(an)”引领的要素或步骤应被理解为不排除多个所述要素或步骤,除非明确地指出了这样的排除。如本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“或”通常以包括“和/或”的意义使用,除非上下文清楚地另外指出。
进一步,对本发明的“一个实施方案”的引用不是旨在被解释为排除也引入所叙述的特征的其它实施方案的存在。此外,除非有相反地明确说明,否则“包括”或“具有”包含特定性能的一个或多个要素的实施方案可以包括不具有该性能的另外的此类要素。
本发明提供了用于改善如PPL等聚内酯的热稳定性的方法和系统。聚内酯降解发生的程度部分地依赖于聚合物的末端基团的结构。聚合物降解可以明显地减少聚合物的分子质量(molecular mass),由此改变其性能。
以下图通常表示在聚丙内酯(PPL)与苯胺衍生物封端剂之间的反应,从而形成封端的PPL。PPL的末端羧酸官能团与封端剂反应而生产热稳定的PPL聚合物。
I.方法
在一个方面,提供了用于生产如封端的PPL等封端的聚内酯的一体化工艺和方法。在特定实施方案中,提供了用于由环氧乙烷生产封端的PPL的一体化工艺和方法。在特定实施方案中,提供了用于借助羰基化来使环氧乙烷转换为封端的PPL的一体化工艺,其中将羰基化溶剂在羰基化步骤之后且在PPL聚合之前除去。
在一些实施方案中,提供一种封端的PPL的合成方法,其包括:
使β-内酯聚合以制造具有末端羧酸或羧酸酯官能团的PPL;和
使PPL的末端羧酸或羧酸酯官能团与封端剂反应而生产热稳定的封端的PPL。
β-内酯聚合成PPL可以采用包括例如,胺类或聚胺类的许多聚合引发剂来进行。在一些实施方案中,引发剂可以为亲核试剂。在一些实施方案中,引发剂可以为硬脂酸钠、硬脂酸钙和硬脂酸镁。其它引发剂可以包括丙烯酸钠,乙酸钠,羧酸的钾盐与18-冠醚(crown)-6的结合,以及与四甲基铵、四苯基或1-丁基-3-甲基咪唑鎓阳离子的盐。
β-内酯聚合成PPL可以进一步在合适的聚合催化剂的存在下进行。各种催化剂可以用于聚合反应中,包括例如,金属(例如锂、钠、钾、镁、钙、锌、铝、钛、钴等)、金属氧化物、碱金属和碱土金属的碳酸盐、以及各种金属的硼酸盐和硅酸盐。在一些变形中,可以用于聚合反应中的催化剂包括例如,金属(例如锂、钠、钾、镁、钙、锌、铝、钛、钴等),金属氧化物,碱金属和碱土金属的盐(例如碳酸盐、硼酸盐、氢氧化物、醇盐和羧酸盐),以及其它金属的硼酸盐、硅酸盐或盐。
在所提供的方法的一些实施方案中,PPL的分子量可以为大于约100,000,改善的结果为大于约250,000。在一些实施方案中,PPL的分子量在约100,000与约1,000,000之间,并且更优选地在约200,000与约400,000之间。在一些实施方案中,PPL的分子量为大于约350,000。
在一个变形中,该方法进一步包括通过溶解PPL来预处理PPL。在一些实施方案中,PPL可以溶解于氯仿中。在一些实施方案中,PPL可以在约20℃与约150℃之间溶解。在一些实施方案中,PPL可以在约40℃下溶解。选择性地,可以加热PPL以产生PPL熔体。
PPL与一种以上的封端剂反应而生产热稳定的封端的PPL。适合的封端剂包括热稳定的苯胺衍生物,所述热稳定的苯胺衍生物与PPL的羧酸酯官能团反应。通常,这涉及非水系体系。这些封端剂降低在PPL链中的聚合物降解的程度。
热稳定的苯胺衍生物可以包括唑类,例如选自由苯并噻唑、苯并噁唑、苯并咪唑、2-氨基苯硫酚、邻苯二胺和2-氨基苯酚组成的组中的那些。
适合的封端剂可以进一步包括磷酸酯,例如选自由磷酸三甲酯和磷酸三苯酯组成的组中的那些。适合的封端剂甚至可以进一步包括其它添加剂和稳定剂,例如间苯二甲酸。
在一些实施方案中,封端剂可以以在约1.0与约2.0之间的摩尔比添加至PPL。在一些实施方案中,封端剂的摩尔比可以为约1.5。过量的封端剂确保充足的末端基团进入。
在所提供的方法的一些实施方案中,PPL与封端剂在约0℃与约200℃之间的温度下反应。在优选的实施方案中,PPL与封端剂在约20℃与约100℃之间的温度下反应。在一些实施方案中,PPL与封端剂在大约PPL聚合的温度下反应。例如,在一些实施方案中,PPL与封端剂在约60℃下反应。优选地,封端剂与PPL在低于PPL的分解温度的温度下反应。例如,封端剂可以与PPL在约25℃下反应。
在所提供的方法的一些实施方案中,PPL与封端剂反应约5分钟至约30分钟。在一些实施方案中,PPL与封端剂反应约10分钟至约25分钟。在一些实施方案中,PPL与封端剂反应约15分钟。
在所提供的方法的一些实施方案中,PPL可以与封端剂在反应器中反应。在一些实施方案中,反应器可以为挤出机,并且PPL可以在挤出期间与封端剂反应。在一些实施方案中,反应器可以为活塞流反应器(PFR),例如静态混合器或连续搅拌釜反应器(CSTR)或间歇混合器。
在特定实施方案中,本发明的工艺包括由环氧乙烷生产PPL,如记载于2016年2月12日提交且以整体作为参考并入本文中的美国申请序列号No.15/550234中。
在一些实施方案中,提供了一种封端的PPL的合成方法,其包括:
(a)提供环氧乙烷(EO)和一氧化碳的原料流,这两种原料流任选地组合;
(b)将原料流引导至第一反应区,其中它们与羰基化催化剂在羰基化溶剂的存在下接触且其中EO的至少一部分转换为包括BPL的β-丙内酯(BPL)产物流;
(c)将羰基化催化剂从β-内酯产物流中分离以提供羰基化催化剂回收流;
(d)将包括BPL和羰基化溶剂的β-丙内酯产物流引导至羰基化溶剂除去区,其中将羰基化溶剂从β-丙内酯产物流中除去;
(e)任选地,将第二溶剂在步骤(d)之后导入β-丙内酯产物流中并且将β-丙内酯产物流引导至第二反应区,其中BPL与聚合催化剂接触且其中BPL的至少一部分转换为包括PPL的PPL产物流;和
(f)将PPL产物流引导至第三反应区,其中PPL产物流与封端剂接触且其中PPL的至少一部分转换为封端的PPL。
在一些变形中,提供了一种封端的聚丙内酯(PPL)的合成方法,其包括:
提供环氧乙烷(EO)和一氧化碳的原料流,其中这两种原料流任选地组合;
将原料流引导至第一反应区;
使原料流在第一反应区中在羰基化溶剂的存在下与羰基化催化剂接触,从而将EO的至少一部分转换为β-丙内酯(BPL)产物流,其中BPL产物流包含BPL、羰基化催化剂和羰基化溶剂;
将羰基化催化剂的至少一部分从BPL产物流中分离,从而生产羰基化催化剂回收流和处理过的BPL产物流,其中处理过的BPL产物流包含BPL和羰基化溶剂;
将处理过的BPL产物流引导至羰基化溶剂除去区;
将羰基化溶剂的至少一部分从处理过的BPL产物流中除去,从而生产聚合原料流,其中聚合原料流包含BPL;
将聚合原料流引导至第二反应区;
使聚合原料流中的BPL在第二反应区中与聚合催化剂接触,从而将BPL的至少一部分转换为PPL产物流;
将PPL产物流引导至第三反应区;和
使PPL产物流在第三反应区中与封端剂接触,从而将PPL的至少一部分转换为封端的PPL。
在上述方法的一些变形中,该方法进一步包括:在使聚合原料流与聚合催化剂接触之前,将第二溶剂导入聚合原料流中。
在上述方法的一些变形中,BPL产物流可以通过使甲醛与烯酮反应来形成。在一个变形中,甲醛与乙烯酮反应从而生产β-丙内酯,如以下示例性反应机理所示。
在上述方法的一些变形中,该方法可以包括蒸馏步骤,由此将BPL从未反应的EO、羰基化溶剂、羰基化催化剂残留物,以及例如聚环氧乙烷、乙醛和琥珀酸酐等副产物中分离。
在所提供的方法的一些实施方案中,第三反应区包括反应器。在一些实施方案中,反应器可以为挤出机,并且PPL产物流可以在挤出期间与封端剂反应。在其它实施方案中,反应器可以为活塞流反应器(PFR),例如静态混合器或连续搅拌釜反应器(CSTR)或间歇混合器。
II.系统
在另一方面中,提供了合成封端的PPL的系统。在特定实施方案中,本发明包括由环氧乙烷生产PPL的系统,如记载于2016年2月12日提交且以整体作为参考并入本文中的美国申请序列号No.15/550234中。
在一些实施方案中,将环氧乙烷转换为封端的聚丙内酯(PPL)的系统包括:
(a)环氧乙烷和一氧化碳;
(b)第一反应区,其中环氧乙烷和一氧化碳与羰基化催化剂在羰基化溶剂的存在下接触,其中将EO的至少一部分转换为β-丙内酯产物流;
(c)溶剂除去单元,其用于将羰基化溶剂从β-丙内酯产物流中除去;
(d)任选地,不同于羰基化溶剂的第二溶剂,该第二溶剂在溶剂除去之后导入β-丙内酯产物流中;
(e)第二反应区,其中β-丙内酯产物流与适合的聚合催化剂接触,其中β-丙内酯的至少一部分形成PPL产物流;和
第三反应区,其中PPL产物流与封端剂接触,其中PPL的至少一部分形成封端的PPL。
在一些变形中,提供了一种将环氧乙烷转换为PPL的系统,其包括:
环氧乙烷源;
一氧化碳源;
羰基化催化剂源;
羰基化溶剂源;
聚合催化剂源;
第一反应区,其构成为接收来自环氧乙烷源的环氧乙烷、来自一氧化碳源的一氧化碳、来自羰基化催化剂源的羰基化催化剂、和来自羰基化溶剂源的羰基化溶剂,并且输出由使环氧乙烷和一氧化碳在第一反应区中在羰基化溶剂的存在下与羰基化催化剂接触而得到的β-丙内酯(BPL)产物流,其中BPL产物流包含羰基化溶剂和BPL;
溶剂除去单元,其构成为将羰基化溶剂的至少一部分从BPL产物流中除去;
第二反应区,其构成为接收来自溶剂除去单元的BPL产物流、和来自聚合催化剂源的聚合催化剂,并且输出由使BPL产物流与聚合催化剂在第二反应区中接触而得到的PPL产物流,其中PPL产物流包含PPL;
封端剂源;和
第三反应区,其构成为接收来自第二反应区的PPL产物流、和来自封端剂源的封端剂,并且输出由使PPL产物流与封端剂在第三反应区中接触而得到的封端的PPL产物流,其中封端的PPL产物流包含封端的PPL。
在一个变形中,该系统进一步包括第二溶剂源,其中第二溶剂源构成为输出用于与BPL产物流组合的第二溶剂,其中第二溶剂不同于羰基化溶剂。
在上述系统的一些变形中,BPL产物流可以通过使甲醛与烯酮反应来形成。在一个变形中,甲醛与乙烯酮反应从而生产β-丙内酯,如以下示例性反应机理所示。
在一些实施方案中,第三反应区包含反应器。在一些实施方案中,反应器为挤出机,并且PPL产物流在挤出期间与封端剂反应。在一些实施方案中,反应器可以为活塞流反应器(PFR),例如静态混合器或连续搅拌釜反应器(CSTR)或间歇混合器。
通常应该理解的是,对于“第一反应区”、“第二反应区”或“第三反应区”等,或者“第一溶剂”和“第二溶剂”等,或者“第一溶剂源”和“第二溶剂源”等的指代不是必然地暗示反应区、溶剂或溶剂源的顺序。在一些变形中,此类指代的使用表示存在的反应区、溶剂或溶剂源的数量。在其它变形中,可以由其中构成或使用反应区、溶剂或溶剂源的上下文中暗示顺序。
例如,图1描绘了用于生产封端的PPL 132的示例性系统100。参考图1,将来自EO源102的环氧乙烷(EO)、来自CO源104的一氧化碳(CO)、来自催化剂槽106的羰基化催化剂、和来自溶剂源108的羰基化溶剂供给至内酯反应器110以生产BPL。离开内酯反应器110的产物流中的过量的一氧化碳116可以借助闪蒸罐112和冷凝器114来除去,而BPL产物流进入用于除去羰基化催化剂的纳米过滤系统120。在该系统的一些变形中,BPL产物流可以在进入纳米过滤单元120之前通过预过滤器118。羰基化催化剂循环回路121可以使回收的羰基化催化剂反馈回至内酯反应器110。然后离开纳米过滤单元120的过滤后的BPL产物流进入蒸馏单元122,其中将羰基化溶剂从BPL中除去,并且抽取的溶剂流可以贮存于回收贮存器124中和/或返回至内酯反应器110。来自PPL催化剂槽128的PPL催化剂与纯的BPL流126组合,并且它们共同地进入挤出机反应器130,任选地与第二溶剂一起(图1中未示出)进入。PPL合成在挤出机反应器130中发生。来自封端剂源131的封端剂在挤出机反应器130中与PPL组合,从而生产封端的PPL 132。
通常应该理解的是,一个以上的单元可以省略,或者添加至图1中示出的示例性系统100。例如,在一些变形中,催化剂槽106可以省略,而有利于在内酯反应器110中的固定床配置中使用异质的羰基化催化剂。在其它变形中,预过滤器118可以省略,并且BPL产物流可以直接地通过进入纳米过滤单元120。在其它变形中,羰基化催化剂循环回路112可以在返回至内酯反应器110之前在另外的纯化单元(包括例如,另外的蒸馏单元)中进一步纯化。
通常应该理解的是,本文描述的该方法的任意的变形和实施方案也可以应用于本文描述的系统。
要进一步理解的是,以上描述意欲是说明性的,而不是限制性的。例如,上述实施方案(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外,可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导,而不脱离本发明的范围。尽管本文中描述的材料的尺寸和类型意欲限定本发明的参数,但是它们绝不是限制性的,反而是示例性的实施方案。在回顾以上描述时,许多其它实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求授权的等效物的全部范围来确定。在所附权利要求中,术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等效词。此外,在所附权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”仅用作标记,并且不意欲对其对象强加数值要求。
如本领域技术人员将会理解的,出于任何目的和所有目的,特别是就提供书面描述而言,本文中公开的所有范围也涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围可以容易地识别为充分描述并且能够使同一范围分解为至少相等的两份、三份、四份、五份、十份等。作为非限制性实例,本文中讨论的各范围可以容易地分解为下部三分之一、中间三分之一和上部三分之一等。如本领域的技术人员还将会理解的,例如“最多”,“至少”,“大于”,“小于”,“多于”等等的所有语言包括所叙述的数字并且如上文所讨论的,是指可以随后分解为子范围的范围。以相同的方式,本文中公开的所有比率还包括落入较宽比率内的所有子比率。
本领域技术人员还将会容易地认识到,在以常见方式将成员分组在一起,例如,在马库什(Markush)组中,本发明不仅涵盖作为整体列出的整个组,而且还单独地涵盖该组的每个成员以及主要组的所有可能的子组。因此,出于所有目的,本发明不仅涵盖主要组,而且还涵盖不存在一个以上的组成员的主要组。本发明还设想,明确排除在要求保护的发明中的一个以上的任意的组成员。
实施例
以下实施例仅是说明性的,并不意味着以任何方式限制本公开的任何方面。
实施例1
高分子量(例如,MW>450,000)PPL在40℃下溶解于溶剂(例如,氯仿)中。3重量%的溶液通过分别地将3.76gPPL溶解于121.59g CHCl3中并将4.57g PPL溶解于147.76g CHCl3中而准备于两个单独的广口瓶中。在三个单独的小瓶中,采用40g的PPL溶液(即,1.2g的纯聚合物基础)并且将1.5摩尔比的封端剂在室温下溶解于PPL溶液中。随后将溶剂在加热至80℃之前通过在真空下蒸发而除去。选择50%过量的封端剂以确保充足的末端基团的进入。
实施例2
将0.00075mg的2-氨基苯硫酚添加至1.2g的450,000MW PPL并且加热至80℃持续45分钟–如实施例1中所述。扩散NMR结果示出,加热后的未封端的PPL的分子量为220,000,而2-氨基苯硫酚封端的PPL的分子量为450,000。
实施例3
将0.0005mg的邻苯二胺添加至1.2g的450,000MW PPL并且加热至80℃持续45分钟—如实施例1中所述。扩散NMR结果示出,加热后的未封端的PPL的分子量为220,000,而邻苯二胺封端的PPL的分子量为450,000。
表1和2分别地显示在72℃和120℃下的ATP-封端的聚合物和OPD-封端的聚合物的稳定性试验。
表1:72℃的水中的水解稳定性试验
聚合物 | 在72℃下在热水中搅拌1小时之后的MW |
对照PPL | 180,000 |
ATP-PPL | 364,000 |
OPD-PPL | 382,000 |
表2:在120℃下加热1小时后的聚合物的分子量
聚合物 | 在120℃下加热1小时后的MW |
ATP-PPL | 362,000 |
OPD-PPL | 323,000 |
这些结果示出,在热试验之后,封端聚合物的分子量比未封端的聚合物高得多。数据示出,苯胺封端的PPL不像未封端的PPL那样容易地降解。
图2为在约80℃至约120℃的温度范围内的ATP-封端的PPL的动态粘度值的图。图2显示,在高温下,ATP-封端的PPL与未封端的PPL相比降解的程度更低。具体地,图2示出,ATP-封端的PPL在加热至约80℃和约120℃之后与未封端的PPL相比维持更高的粘度。
以上描述涵盖不含钠高分子量PPL的封端。使用由硬脂酸钠引发剂制成的且用氨基苯硫酚封端的PPL,完成更多的实验。利用使用硬脂酸钠引发剂制成的180,000–190,000MW PPL,以与上述相同的方式来进行实验。结果的概要在以下表3中示出。
表3:在40℃、80℃和120℃的热处理下的氨基苯硫酚封端的PPL
表3说明在加热后的ATP-封端的PPL与未封端的PPL之间的分子量差异。PPL的初始分子量在约180,000与190,000之间。观察到的是,在加热至40℃过夜之后且在加热至120℃持续30分钟之后,ATP-封端的PPL具有比对照PPL高的分子量。这些结果显示,在高温(T=120℃)下,ATP-封端的PPL与未封端的PPL相比降解的程度低得多。该图的纵坐标为泊(P)并且横坐标的单位为秒。
实施例4
将20mL的约10wt%的PPL氯仿溶液用五滴纯磷酸三甲酯处理。将混合物搅拌过夜。然后,将PPL在50mL异丙醇中沉淀。PPL与磷酸三甲酯之间的反应在以下图中示出。
图3为示出未封端的PPL的降解起始温度(205.78℃)的TGA图。图4为示出磷酸三甲酯封端的PPL的降解起始温度(225.51℃)的TGA图。磷酸三甲酯封端的PPL的降解起始温度与未封端的PPL相比高20℃。这些结果显示封端的PPL的热稳定性增加。
Claims (22)
1.一种热稳定的聚内酯聚合物,其中所述聚合物具有第一末端和第二末端,并且其中所述末端中的至少之一以封端剂终止。
2.根据权利要求1所述的聚合物,其中所述封端剂为唑类。
3.根据权利要求2所述的聚合物,其中所述唑类为苯并噻唑、苯并噁唑、苯并咪唑、2-氨基苯硫酚、邻苯二胺、或2-氨基苯酚、或其任意组合。
4.根据权利要求1所述的聚合物,其中所述封端剂为磷酸三甲酯。
5.根据权利要求1所述的聚合物,其中所述封端剂为磷酸三苯酯。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚合物,其中所述聚合物在约0℃与约100℃之间的温度下的分子量在约100,000与约1,000,000之间。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的聚合物,其中所述聚合物在约0℃与约100℃之间的温度下的分子量在约200,000与约400,000之间。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的聚合物,其中所述聚合物在水系体系和非水系体系中均是稳定的。
9.一种热稳定的聚内酯聚合物的生产方法,其包括将聚内酯聚合物用封端剂来链终止以防止聚合物的断开。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述封端剂为唑类。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述唑类为苯并噻唑、苯并噁唑、苯并咪唑、2-氨基苯硫酚、邻苯二胺、或2-氨基苯酚、或其任意组合。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述封端剂为磷酸三甲酯。
13.根据权利要求9所述的方法,其中所述封端剂为磷酸三苯酯。
14.根据权利要求9~13中任一项所述的方法,其中所述封端剂在聚合物形成期间与聚合物反应。
15.根据权利要求9~13中任一项所述的方法,其中所述封端剂与已形成的聚合物反应。
16.根据权利要求9~15中任一项所述的方法,其中链终止在室温下发生。
17.一种封端的聚丙内酯(PPL)的生产方法,其包括:
提供环氧乙烷(EO)和一氧化碳的原料流,其中所述原料流任选地组合;
将所述原料流引导至第一反应区;
使所述原料流在所述第一反应区中在羰基化溶剂的存在下与羰基化催化剂接触,从而将EO的至少一部分转换为β-丙内酯(BPL)产物流,其中所述BPL产物流包含BPL、羰基化催化剂和羰基化溶剂;
将羰基化催化剂的至少一部分从所述BPL产物流中分离,从而生产羰基化催化剂回收流和处理过的BPL产物流,其中所述处理过的BPL产物流包含BPL和羰基化溶剂;
将所述处理过的BPL产物流引导至羰基化溶剂除去区;
将所述羰基化溶剂的至少一部分从所述处理过的BPL产物流中除去,从而生产聚合原料流,其中所述聚合原料流包含BPL;
将所述聚合原料流引导至第二反应区;
使所述聚合原料流中的BPL在所述第二反应区中与聚合催化剂接触,从而将BPL的至少一部分转换为PPL产物流;
将所述PPL产物流引导至第三反应区;和
使所述PPL产物流在所述第三反应区中与封端剂接触,从而将PPL的至少一部分转换为封端的PPL。
18.根据权利要求17所述的方法,其进一步包括:在使所述聚合原料流与所述聚合催化剂接触之前,将第二溶剂导入所述聚合原料流中。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述第三反应区为挤出机。
20.一种将环氧乙烷转换为封端的聚丙内酯(PPL)的系统,其包括:
环氧乙烷源;
一氧化碳源;
羰基化催化剂源;
羰基化溶剂源;
聚合催化剂源;
第一反应区,其构成为接收来自所述环氧乙烷源的环氧乙烷、来自所述一氧化碳源的一氧化碳、来自所述羰基化催化剂源的羰基化催化剂、和来自所述羰基化溶剂源的羰基化溶剂,并且输出由使环氧乙烷和一氧化碳在第一反应区中在羰基化溶剂的存在下与羰基化催化剂接触而得到的β-丙内酯(BPL)产物流,其中所述BPL产物流包含羰基化溶剂和BPL;
溶剂除去单元,其构成为将所述羰基化溶剂的至少一部分从所述BPL产物流中除去;
第二反应区,其构成为接收来自所述溶剂除去单元的BPL产物流、和来自所述聚合催化剂源的聚合催化剂,并且输出由使所述BPL产物流与所述聚合催化剂在第二反应区中接触而得到的PPL产物流,其中所述PPL产物流包含PPL;
封端剂源;和
第三反应区,其构成为接收来自所述第二反应区的所述PPL产物流、和来自所述封端剂源的封端剂,并且输出由使所述PPL产物流与所述封端剂在第三反应区中接触而得到的封端的PPL产物流,其中所述封端的PPL产物流包含封端的PPL。
21.根据权利要求20所述的系统,其进一步包括第二溶剂源,其中所述第二溶剂源构成为输出用于与所述BPL产物流组合的第二溶剂,其中所述第二溶剂不同于所述羰基化溶剂。
22.根据权利要求20所述的系统,其中所述第三反应区为挤出机。
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