DE69833558T2

DE69833558T2 - Hydroxyfunktionelle polyaminoethersalze

Info

Publication number: DE69833558T2
Application number: DE69833558T
Authority: DE
Inventors: B. Michael Lake Jackson CAVITT; M. John Lake Jackson BECKERDITE; E. Jerry Lake Jackson WHITE; Craig H. Midland SILVIS
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: JP2002526619A; DE69833558D1; EP1131370B1; EP1131370A1

Description

Die Erfindung betrifft Polyether mit Hydroxylseitengruppen und Verfahren zu deren Verwendung als Isolierprodukte, um sauerstoffempfindliche Materialien zu schützen. Insbesondere betrifft diese Erfindung Salze von hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminen.
Hydroxyfunktionalisierte Polyetheramine sind bekannt und werden zum Beispiel in den US-Patenten 5,275,853 und 5,464,924 beschrieben. Diese Polyetheramine zeigen Sauerstoffdurchlässigkeitsraten von 0,037 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (0,57 bis 19 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag) und sind nützlich bei der Fertigung von Isolierbehältern und Folien sowie als Press-, Extrusions- und Gießharze.
Die Europäische Patentveröffentlichung EP 0274355 A2 offenbart Tetracyanochinondimethan(TCNQ)-Salze von quartären linearen Additionspolymeren, die von Diglycidylverbindungen und primären Monoaminen hergeleitet sind. Bei diesen quartären Ammoniumsalzen tragen die Stickstoffatome in der Polyetherkette kein Wasserstoffatom.
Es wäre wünschenswert, neue hydroxyfunktionalisierte Polyetheramine bereitzustellen, deren Sauerstoffdurchlässigkeitsraten kleiner sind als 0,032 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (0,5 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag).
In einer ersten Ausgestaltung handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein Salz eines. hydroxyfunktionalisierten Polyetheramins, wobei mindestens eines der Stickstoffatome der Hauptkette vierfach koordiniert und positiv geladen ist und die positive Ladung insgesamt durch negativ geladene Gegenionen ausgeglichen wird.
In einer zweiten Ausgestaltung handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein Verfahren, bei dem ein hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin mit einer Brönsted-Säure in einer Menge und unter Reaktionsbedingungen in Kontakt gebracht wird, die ausreichen, um ein Salz eines hydroxyfunktionalisierten Polyetheramins mit einer Sauerstoffdurchlässigkeitsrate von weniger als etwa 0,5 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag zu bilden.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz der vorliegenden Erfindung hat Grundeinheiten, die durch eine der folgenden Formeln repräsentiert werden:

wobei R¹ eine Hydrocarbylgruppe oder Wasserstoff ist; R² eine Hydrocarbylgruppe oder eine substituierte Hydrocarbylgruppe ist; R³ Wasserstoff ist; R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Hydrocarbylenkomponenten sind; z eine Zahl von 0,01 bis 1 ist; w eine Zahl von 0 bis etwa 1 ist und y eine Zahl von 0 bis 1 ist, so dass (w + y) gleich 0,01 bis 1; n eine Zahl von 5 bis 1000 ist; und X ein negativ geladenes Gegenion oder eine Kombination solcher Ionen ist, die in ausreichender Menge vorhanden sind, um die gesamte positive Ladung der vierfach koordinierten Stickstoffatome auszugleichen.
Repräsentative zweiwertige organische Komponenten, die als R⁴ und R⁵ von Nutzen sind, sind Alkylen, Cycloalkylen, Alkylenarylen, Poly(alkylenoxyalkylen), Alkylenthioalkylen, Alkylensulfonylalkylen, mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Alkylen, mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Cycloalkylen, mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Alkylenarylen, mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Poly(alkylenoxyalkylen), mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Alkylenthioalkylen, mit mindestens einer Hydroxylgruppe substituiertes Alkylensulfonylalkylen; Arylen, Dialkylenarylen, Diarylenketon, Diarylensulfon, Diarylenoxid und Diarylensulfid.
Bei den mehr bevorzugten hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalzen ist R¹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl; R² ist Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 2-Acetamidoethyl oder eine Kombination dieser Komponenten; R³ ist Wasserstoff; und R⁴ und R⁵ sind unabhängig voneinander Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen, Pentamethylen, Hexamethylen, Heptamethylen, Octamethylen, Nonamethylen, Decamethylen, Dodecamethylen, 1,4-Cyclohexylen, 1,3-Cyclohexylen oder 1,2-Cyclohexylen, fakultativ substituiert mit mindestens einer Hydroxylgruppe, p-Phenylen, m-Phenylen oder 2,6-Naphthalen, Diphenylen-isopropyliden, Sulfonyldiphenylen, Carbonyldiphenylen, Oxydiphenylen oder 9,9-Fluorendiphenylen.
Im Allgemeinen können die hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, indem: (1) ein hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst wird und dann eine Brönsted-Säure, pur oder in einem geeigneten Lösungsmittel, bei einer Temperatur, einem Druck und für eine Zeit zugegeben wird, die ausreichen, um die gewünschte Reaktion herbeizuführen; und indem dann das resultierende Salz nach dem Fachmann vertrauten Verfahren isoliert wird; (2) ein hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin in Wasser gegeben wird, das eine Brönsted-Säure enthält, und indem man das feste Poly(hydroxyaminoether)-Polymer die Säure über einen Zeitraum absorbieren lässt, der ausreicht, um die Absorption stattfinden zu lassen; oder indem man (3) ein geschmolzenes hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin mit einer Brönsted-Säure in Kontakt kommen lässt.
Die hydroxyfunktionalisierten Polyetheramine, die bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze verwendet werden können, enthalten vorzugsweise entweder eine oder eine Kombination der folgenden Grundeinheiten:
wobei R¹, R², R⁴ und R⁵ der obigen Definition entsprechen.
Bevorzugte hydroxyfunktionalisierte Polyetheramine werden hergestellt, indem ein oder mehr Diglycidylether eines zweiwertigen Phenols mit einem Amin mit zwei Aminwasserstoffen unter Bedingungen in Kontakt gebracht werden, die ausreichen, damit die Aminkomponenten mit Epoxykomponenten reagieren können, um eine Polymerhauptkette mit Aminbindungen, Etherbindungen und Hydroxylseitengruppen zu bilden. Diese Polyetheramine werden in dem US-Patent 5,275,853 beschrieben.
Brönsted-Säuren, die bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze verwendet werden können, umfassen Bromwasserstoffsäure, Salzsäure, Flusssäure, Iodwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, phosphorige Säure, p-Toluolsulfonsäure, Trichloressigsäure, Dichloressigsäure, Chloressigsäure, Essigsäure, Benzoesäure, Stearinsäure, 1,4-Butandicarbonsäure, Zitronensäure, Benzolsulfonsäure und Dinitrobenzoesäure. Bevorzugte Brönsted-Säuren sind Salzsäure, Salpetersäure, p-Toluolsulfonsäure; mehr bevorzugt sind Salzsäure und p-Toluolsulfonsäure; und am meisten bevorzugt ist Salzsäure.
Während die Menge der verwendeten Brönsted-Säuren von einer Vielzahl von Faktoren abhängt, einschließlich des speziell verwendeten hydroxyfunktionalisier ten Polyetheramins und des gewünschten Verwendungszwecks der hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze, können die Brönsted-Säuren im Allgemeinen in einer Menge von 1 Säuregruppe auf jeweils 1 bis 30 Stickstoffatome, vorzugsweise 1 Säuregruppe auf jeweils 1 bis 10 Stickstoffatome und am meisten bevorzugt 1 Säuregruppe auf jeweils 1 bis 3 Stickstoffatome vorhanden sein.
Die Bedingungen, unter denen die Reaktion in besonders vorteilhafter Weise durchgeführt wird, richten sich nach einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich der speziell verwendeten Reaktionspartner, Lösungsmittel und ggf. Katalysatoren. Im Allgemeinen wird die Reaktion unter einer nichtoxidierenden Atmosphäre durchgeführt, zum Beispiel unter Stickstoff oder anderen Edelgasen, vorzugsweise bei einer Temperatur von 25°C bis 110°C, mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 25 bis 100°C und am meisten bevorzugt bei einer Temperatur von 25 bis 95°C. Die Reaktion kann bei geschmolzenen hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminen pur (ohne Lösungsmittel oder sonstige Verdünnungsmittel) zum Beispiel in einem Extruder durchgeführt werden, wo die Temperaturen merklich höher sein müssen. Oft ist es jedoch wünschenswert, inerte organische Lösungsmittel zu verwenden. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind N-Methylpyrrolidinon (NMP), Methylbenzoat, Ethylbenzoat, Butylbenzoat; Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cycloheptanon, Cyclooctanon, Cyclohexylpyrrolidinon; und Ether oder Hydroxyether wie zum Beispiel Diglyme, Triglyme, Diethylenglycolethylether, Diethylenglycolmethylether, Dipropylenglycolmethylether, Dipropylenglycoldimethylether, Propylenglycolphenylether, Propylenglycolmethylether und Tripropylenglycolmethylether; Toluol, Mesitylen, Xylol, Benzol, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, halogenierte Lösungsmittel wie zum Beispiel Dichlorbenzol, Propylencarbonat, Diphenylether, Butyrolacton, Dimethylacetamid, Dimethylformamid und Mischungen davon. Die bevorzugten Lösungsmittel sind Propylenglycolmethylether, erhältlich als DOWANOL PM bei The Dow Chemical Company, Dimethylformamid und Mischungen davon.
Die Polymere werden nach herkömmlichen Verfahren aus dem Reaktionsgemisch gewonnen. Das Reaktionsgemisch, in dem das Polymer als Niederschlag enthalten ist, kann zum Beispiel gefiltert werden, um das feste Polymer zu entfernen. Das feste Polymer kann dann mit Wasser, Methanol und Ether oder anderen Lösungsmitteln gespült werden, die für das Monomer Nichtlöser sind, für die Verunreinigungen aber gute Lösungsmittel sind.
Aus den hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalzen hergestellte Folien gemäß der vorliegenden Erfindung haben im Allgemeinen Sauerstoffdurchlässigkeitsraten (OTR) von weniger als 0,032 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (0,5 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag).
Die hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze der vorliegenden Erfindung eignen sich zur Verwendung bei der Fertigung geformter, extrudierter oder geschäumter Gegenstände, Behälter, Folien, Folienlaminate und wasserabsorbierender Gegenstände mit Hilfe herkömmlicher Fertigungstechniken wie zum Beispiel Extrudieren, Formpressen, Spritzgießen, Blasformen und ähnliche Fertigungstechniken, die für die Herstellung solcher Gegenstände allgemein üblich sind. Beispiele für solche Gegenstände sind Filme, Schaumstoffe, Folien, Rohre, Stangen, Beutel und Schachteln. Bei der Herstellung solcher Gegenstände können Zusatzstoffe wie Füllstoffe, Pigmente, Ruß, leitfähige Metallteilchen, Schleifmittel und polymere Schmierstoffe verwendet weren. Das Verfahren zum Einbringen der Zusatzstoffe ist nicht entscheidend, und diese Zusatzstoffe können dem Polymer praktischerweise vor der Herstellung des Gegenstands zugesetzt werden. Wenn das Polymer in fester Form hergestellt wird, können die Zusatzstoffe der Schmelze vor der Verarbeitung zu einem geformten Gegenstand zugesetzt werden.
Die hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze der vorliegenden Erfindung können in flüssiger Form nach einer Anzahl von Verfahren wie zum Beispiel Tauchbeschichten, Walzenbeschichten, Streichen (zum Beispiel als Lack), Sprühbeschichten, Dispersionssprühen, Lösungsgießen und Aufschlämmungssprühen oder in fester Form durch Pulverbeschichten, Trockenpulversprühen, Wirbelschichtverfahren und durch Extrudieren des geschmolzenen Polymers auf verschiedene Substrate aufgebracht werden.
Beim Aufbringen der hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalze der vorliegenden Erfindung in flüssiger Form richten sich die in höchst vorteilhafter Weise verwendeten speziellen Polymerisationsbedingungen und sonstigen Verfahrensparameter nach einer Vielzahl von Faktoren, insbesondere nach den speziell aufgebrachten hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalzen, den Beschichtungsbedingungen, der Beschichtungsqualität und -dicke und nach dem endgültigen Verwendungszweck.
Substrate, die mit den hydroxyfunktionalisierten Polyetheraminsalzen der vorliegenden Erfindung beschichtet werden können, können jedes Material sein, das intakt genug ist, um mit dem Polymer beschichtet zu werden. Repräsentative Beispiele für geeignete Substrate sind Holz, Metall, Keramik, Glas, sonstige Polymere, Papier, Pappe, Stoff, Fasergewebe, Faservliesmatten, synthetische Fasern, Kevlar^TM und Kohlefasern. Die verwendeten Substrate werden je nach der gewünschten Anwendung ausgewählt.
Das Substrat kann jede beliebige Form haben, und die Form richtet sich nach dem endgültigen Verwendungszweck. Zum Beispiel kann das Substrat als Draht, Schlauch, Platte, Kugel, Stange, Rohr, Zylinder, Ziegelstein, Faser, Web- oder Vliesstoff, Garn (einschließlich Mischgarne), geordnete Polymere und als Matte aus Web- oder Vliesstoff vorliegen. In jedem Fall kann das Substrat hohl oder massiv sein. Bei hohlen Gegenständen befindet sich die Polymerschicht (bzw. die Polymerschichten) auf der Innenseite oder Außenseite des Substrats oder sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite. Das Substrat kann eine poröse Schicht, wie zum Beispiel eine Graphitmatte oder ein Graphitgewebe, eine Glasmatte oder ein Glasfasergewebe, einen Gitterstoff, und disperses Material umfassen.
Die folgenden Arbeitsbeispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung und sollten nicht als ihren Umfang einschränkend verstanden werden. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentsätze Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent.
Beispiel 1
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin (Polymer A, mit der Struktur A) (24 g) und DOWANOL PM (40 ml) gegeben. Die Mischung wurde auf 110°C erwärmt und gerührt, bis sie sich aufgelöst hatte. Die Lösung wurde auf 30°C abkühlen gelassen. Der Lösung wurde konz. HCl (1 g) zugesetzt, und die Mischung wurde 30 Minuten gerührt, mit Dimethylformamid (10 g) verdünnt und auf 90°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 60°C abgekühlt. Das Polymer wurde isoliert, indem das Reaktionsgemisch langsam in einen Schnellmischer gegossen wurde, der eine Eismischung (1500 ml zerstoßenes Eis und 900 ml Wasser) enthielt. Das Polymer wurde abfiltriert und über Nacht im Vakuum bei 50°C getrocknet. Es hatte die folgende Strukturformel:
Das Polymer hat die folgenden Eigenschaften:

Prozent Cl: 1,8^a
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 104839^b
Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn): 63329^b
Zentrifugenmittel des Molekulargewichts (Mz): 144243^b
Glasübergangstemperatur (Tg): 78°C^c
^a Ermittelt nach ASTM E442-91
^b Ermittelt durch Gelchromatographie
^c Ermittelt durch den Betrieb eines Differentialscanninkalorimeters (DSC) von DuPont, Modell 2100, im Heizmodus mit 20°C/Minute

Beispiel 2
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde Polymer A (24 g) und DOWANOL^TM PM (40 ml) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf 110°C erwärmt, gerührt, bis es sich aufgelöst hatte und auf 30°C abkühlen gelassen. Dann wurde konzentriertes HCl (2 g) zugesetzt, und die Mischung wurde 30 Minuten gerührt, mit Dimethylformamid (10 g) verdünnt und auf 90°C erwärmt. Das Reaktionsprodukt wurde auf 60°C abgekühlt. Das hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz wurde isoliert, indem das Reaktionsgemisch langsam in einen Schnellmischer gegossen wurde, der eine Eismischung (1500 ml zerstoßenes Eis und 900 ml Wasser) enthielt. Das Salz wurde abfiltriert und über Nacht im Vakuum bei 50°C getrocknet. Es hatte die folgenden Eigenschaften (ermittelt wie in Beispiel 1):

Prozent Cl: 2,8
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 105722
Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn): 64638
Zentrifugenmittel des Molekulargewichts (Mz): 144643
Glasübergangstemperatur (Tg): 80°C

Beispiel 3
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde Polymer A (20 g) und DOWANOL^TM PM (50 g) gegeben. Die Mischung wurde auf 90°C erwärmt, gerührt, bis sie sich aufgelöst hatte und dann auf 30°C abgekühlt. Es wurde konzentriertes HCl (1,8 g) zugesetzt, und das Reaktionsgemisch wurde mit Dimethylformamid (50 g) verdünnt und dann auf 85°C erwärmt und 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Das Reaktionsprodukt wurde abgekühlt und gesammelt. Die Polymermischung wurde in einem Vakuumofen über Nacht bei 120°C getrocknet.
Sie hatte die folgenden Eigenschaften (ermittelt wie in Beispiel 1):

Prozent Cl: 4,0
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 105895
Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn): 59971
Zentrifugenmittel des Molekulargewichts (Mz): 145089
Glasübergangstemperatur (Tg): 75°C

Das feste hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz wurde zu Folien von 10,16 mm × 10,16 mm × 0,0254 mm (4 Inch × 4 Inch × 0,010 Inch) formgepresst, um die Sauerstoffdurchlässigkeit zu testen. Die Folien hatten eine Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (OTR) von 0,017 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (0,27 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag) bei 51,5% rel. Feuchte.
Eine Folie aus hydroxyfunktionalisiertem Polyetheramin, die nicht mit einer Brönsted-Säure oder einem Alkylhalogenid behandelt worden war, wurde unter identischen Bedingungen wie oben geformt. Die Folie wurde auf ihre Sauerstoffdurchlässigkeit geprüft, und es wurde eine Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (OTR) von 0,034 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (1,0 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag) bei 60% rel. Feuchte festgestellt.
Die Sauerstoffdurchlässigkeitsraten in diesem Beispiel und in den folgenden Beispielen wurden nach dem Verfahren ASTM D-3985-81 ermittelt.
Beispiel 4
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde Polymer A (24 g) und DOWANOL^TM PM (40 ml) gegeben. Die Mischung wurde auf 110°C erwärmt, gerührt, bis sie sich aufgelöst hatte und dann auf 30°C abgekühlt. Es wurde konzentriertes HCl (4 g) zugesetzt, und die Mischung wurde 30 Minuten gerührt, mit Dimethylformamid (25 g) verdünnt, auf 90°C erwärmt und dann auf 60°C abgekühlt. Das Polymer wurde isoliert, indem das Reaktionsgemisch langsam in einen Schnellmischer gegossen wurde, der eine Eismischung (1500 ml zerstoßenes Eis und 900 ml Wasser) enthielt. Das hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz (61,2 g) wurde abfiltriert und über Nacht im Vakuum bei 50°C getrocknet. Das getrocknete Polymer wog 11,8 Gramm (426 Prozent absorbiertes Wasser). Es hatte die folgenden Eigenschaften (ermittelt wie in Beispiel 1):

Prozent Cl: 5,2
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 109171
Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn): 68442
Zentrifugenmittel des Molekulargewichts (Mz): 146597
Glasübergangstemperatur (Tg): 81°C

Beispiel 5
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde Polymer A (24 g) und DOWANOL^TM PM (40 ml) gegeben. Die Mischung wurde auf 110°C erwärmt, gerührt, bis sie sich aufgelöst hatte und auf 30°C abkühlen gelassen. Es wurde konzentriertes HCl (6 g) zugesetzt, und die Mischung wurde 30 Minuten gerührt, mit Dimethylformamid (35 g) verdünnt, auf 90°C erwärmt und dann auf 60°C abgekühlt. Das Polymer wurde isoliert, indem das Reaktionsgemisch langsam in einen Schnellmischer ge gossen wurde, der eine Eismischung (1500 ml zerstoßenes Eis und 900 ml Wasser) enthielt. Das Polymer (120 g) wurde abfiltriert und über Nacht im Vakuum bei 50°C getrocknet. Das getrocknete Polymer wog 5,8 Gramm (1969 Prozent absorbiertes Wasser). Es hatte die folgenden Eigenschaften (ermittelt wie in Beispiel 1):

Prozent Cl: 8,6
Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw): 111897
Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn): 75827
Zentrifugenmittel des Molekulargewichts (Mz): 148522
Glasübergangstemperatur (Tg): 79°C

Beispiel 6
In einen mit Rührwerk, Stickstoffanschluss, Kondensator und Temperaturregler ausgestatteten 150 ml-Reaktionskolben wurde Polymer A (20 g) und DOWANOL^TM PM (50 g) gegeben. Die Mischung wurde auf 90°C erwärmt, gerührt, bis sie sich aufgelöst hatte und dann auf 30°C abgekühlt. Nach Zugabe von 1,6 g Wasser wurde eine 70%ige Lösung von HNO₃ (1,6 g) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde mit Dimethylformamid (6 g) verdünnt und dann 30 Minuten gerührt. Das Polymerprodukt wurde abgekühlt und abfiltriert. Das Polymer wurde in einem Vakuumofen über Nacht bei 120°C getrocknet. Das feste hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz wurde zu Folien von 10,16 mm × 10,16 mm × 0,0254 mm (4 Inch × 4 Inch × 0,010 Inch) formgepresst, um die Sauerstoffdurchlässigkeit zu testen. Die Folien hatten eine Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (OTR) von 0,022 cm-mil/m²-atm(O₂)-Tag (0,34 cm³-mil/100 in²-atm(O₂)-Tag) bei 51,5% rel. Feuchte.

Claims

Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz, das repräsentiert wird durch die Formeln I, II oder III:

wobei R¹ eine Hydrocarbylgruppe oder Wasserstoff ist; R² eine Hydrocarbylgruppe oder substituierte Hydrocarbylgruppe ist; R³ Wasserstoff ist; R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Hydrocarbylenkomponenten sind; z eine Zahl von 0,01 bis 1,0 ist; w eine Zahl von 0 bis 1,0 ist und y eine Zahl von 0 bis 1,0 ist, so dass (w + y) gleich etwa 0,01 bis 1,0; n eine Zahl von 5 bis 1000 ist und X ein negativ geladenes Gegenion oder eine Kombination solcher Ionen ist, die in ausreichender Menge vorhanden sind, um die gesamte positive Ladung der vierfach koordinierten Stickstoffatome auszugleichen.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach Anspruch 1, bei dem R¹ Alkyl oder Wasserstoff ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach Anspruch 1 oder 2, bei dem R² Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Benzyl, Phenyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 2-Acetamidoethyl oder eine Kombination dieser Komponenten ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem R⁴ Ethylen, Propylen, Butylen, Ethylenoxyethylen, Propylenoxypropylen, 1,3-Phenylen, 1,4-Phenylen, Isopropylidendiphenylen, Oxydiphenylen, Thiodiphenylen, Carbonyldiphenylen, Methylendiphenylen oder eine Kombination dieser Komponenten ist.
Hydroxfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem R⁵ Ethylen oder 1,2-Propylen ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem X ein Halogenid, Nitrat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem X ein Carboxylat, polyfunktionelles Carboxylat, Sulfonat oder polyfunktionelles Sulfonat ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach Anspruch 7, bei dem X Acetat, Benzoat, Stearat, 1,4-Butandicarboxylat, Citrat, Benzolsulfonat oder p-Toluolsulfonat ist.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das gebildet wird durch Umsetzen einer Brönsted-Säure mit einem hydroxyfunktionalisierten Polyetheramin, das entweder eine sich wiederholende Einheit oder eine Kombination von sich wiederholenden Einheiten enthält:

wobei R¹, R², R⁴ und R⁵ der obigen Definition entsprechen.
Verfahren, bei dem ein hydroxyfunktionalisiertes Polyetheramin bei einer Temperatur von 25°C bis 110°C mit einer Brönsted-Säure in Kontakt gebracht wird, um das hydroxyfunktionalisierte Polyetheraminsalz nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das hydroxyfunktionalisierte Polyetheramin geschmolzen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das hydroxyfunktionalisierte Polyetheramin in einem Lösungsmittel gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das hydroxyfunktionalisierte Polyetheramin in einer wässrigen Brönsted-Säure suspendiert wird.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Form eines Films, Überzugs, Laminats, Klebstoffs, Schaums, geformten Gegenstands, extrudierten Gegenstands, biegsamen Behälters oder steifen Behälters oder Verpackungsmaterials.
Hydroxyfunktionalisiertes Polyetheraminsalz nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Form eines wasserabsorbierenden Gegenstands.