TWI726310B - 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法 - Google Patents

具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI726310B
TWI726310B TW108114478A TW108114478A TWI726310B TW I726310 B TWI726310 B TW I726310B TW 108114478 A TW108114478 A TW 108114478A TW 108114478 A TW108114478 A TW 108114478A TW I726310 B TWI726310 B TW I726310B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbonate
poly
oligomer
polyol
polyester
Prior art date
Application number
TW108114478A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202039624A (zh
Inventor
林江珍
李宗銘
呂奇明
沈聖彥
吳信忠
田玄昊
Original Assignee
多鏈科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 多鏈科技股份有限公司 filed Critical 多鏈科技股份有限公司
Priority to TW108114478A priority Critical patent/TWI726310B/zh
Priority to US16/532,716 priority patent/US10988574B2/en
Publication of TW202039624A publication Critical patent/TW202039624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI726310B publication Critical patent/TWI726310B/zh

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20General preparatory processes
    • C08G64/38General preparatory processes using other monomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/64Polyesters containing both carboxylic ester groups and carbonate groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183Terephthalic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20General preparatory processes
    • C08G64/30General preparatory processes using carbonates
    • C08G64/305General preparatory processes using carbonates and alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/44Polyester-amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C08L69/005Polyester-carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2115/00Oligomerisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法,其步驟包含:(1)於一反應器中添加高分子量之聚酯、反應性寡聚合物;(2)於該反應器中添加碳酸酯類化合物及一催化劑,經由一鍋原位(in situ)使聚多元醇與碳酸酯單體反應,以形成一粗產物;以及(3)將該粗產物注入水中,獲得一具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物。本發明之製備方法所產生之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物可應用於汽車工業、醫療器材及電線電纜等領域中。

Description

具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法
本發明係關於一種寡聚物或聚合物的製備方法,特別關於一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法。
聚碳酸酯(polycarbonate,PC)是具有優異性能之工程塑膠,其具有一系列優點,如:耐水解性、高機械強度、耐衝擊、尺寸安定性佳、耐熱性佳、抗紫外光特性等性質。因此過去被廣泛地應用於汽車工業、電線電纜、電子產品及醫療器材等領域中。
傳統聚碳酸酯及聚碳酸酯二醇(polycarbonate diol,PCDL)之製造方法主要有:1.酯交換法;2.光氣法;3.環狀碳酸酯開環聚合法;4.二氧化碳與環氧化物共聚法;其中光氣法中所使用之光氣的毒性大且易造成汙染;環狀碳酸酯開環聚合法所使用的原料中所需之包含六元環以上的環狀碳酸酯在製備上較困難,且在開環過程中不易控制產物的分子量。因此,目前產業上主要以酯交換法來合成聚碳酸酯二醇或聚碳酸酯,其中聚碳酸酯二醇產品主要做為熱塑性聚氨酯之原料。
傳統聚碳酸酯(PC)應用於塑膠當中,主要皆以摻混方式將製備出之聚碳酸酯與其他高分子塑粒,如:PET、PVC、PE等,以射出成型之方式製備出PC/PET合金材。
然而,傳統之聚碳酸酯(PC)之製備方法在產率及原料成本上仍有值得改善的空間。
有鑑於上述先前技術中之聚碳酸酯(PC)之製備方法之缺點,本發明係提供一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法。
為達上述目的及其他目的,本發明係提供一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法,其步驟包含:(1)於一反應器中添加高分子量之聚酯、反應性寡聚合物,其中該高分子量之聚酯係具有下列式(A)之結構:
Figure 108114478-A0305-02-0003-1
R’係表示碳原子數1至6的支鏈或直鏈的亞烷基,以及其中該反應性寡聚合物係選自由聚多元醇及聚多元胺所組成的群組;(2)於該反應器中添加碳酸酯類化合物及一催化劑,經由一鍋原位(in situ)使聚多元醇與碳酸酯單體反應,生成寡聚聚碳酸酯二醇化合物(HO-R”-OC(O)-O-R”-OH),其中R”係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官能基團,並同時部分取代高分子量之聚酯中之化學結構(-O-R’-O-),並藉由真空蒸餾之調控,去除經酯交換反應取代後所產生之醇類(HO-R’-OH),以形成一粗產物;以及(3)將該粗產物注入水中,獲得一具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物。
上述之製備方法,其中該高分子量之聚酯係為聚對苯二甲酸乙二酯(PET),於步驟(2)中係使該反應性寡聚合物至少部分取代PET中的伸乙二氧基(-OCH2CH2O-)之化學結構,並藉由真空蒸餾,去除經取代後所產生之乙二醇,以形成一粗產物。
上述之製備方法,其中該碳酸酯類化合物係選自由碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate)、碳酸二苯酯(diphenyl carbonate)所組成之群組。
上述之製備方法,其中該聚多元醇係選自由聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol,PTMEG)、聚(丙二醇)(poly(propylene glycol))、聚(乙二醇)(poly(ethylene glycol))、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯聚醚多元醇(polyester-ether polyol)及三官能聚(氧化丙烯)多元醇(tri-functional poly(oxypropylene)polyol)所組成之群組。
上述之製備方法,其中該聚醚多元醇之分子量係為250至8000g/mol。
上述之製備方法,其中該高分子量之聚酯與反應性寡聚合物的重量比例係介於95:5至30:70之間。
上述之製備方法,其中該聚多元胺係選自由聚(氧丙烯)-二胺(poly(oxypropylene)-diamine)、聚(氧乙烯)-二胺(poly(oxyethylene)-diamine)、乙二胺(ethylene diamine)、二伸乙基三胺(diethylene-triamine)、三伸乙基四胺 (triethylene-tetra-amine)、四伸乙基五胺(tetra-ethylene-penta-amine)及1,6-己二胺(1,6-hexamethylene-diamine)所組成之群組。
上述之製備方法,其中該聚(氧化烯)-二胺之分子量係為250至6000g/mol。
上述之製備方法,其中該聚多元醇及聚多元胺之混合比例為1:9至9:1。
上述之製備方法,其中該步驟(1)係在一氮氣或抽氣真空環境中進行。
上述之製備方法,其中該催化劑係為鈦(Ti)或銻(Sb)。
上述之製備方法,其中該催化劑相對於該反應性寡聚合物之添加量係為30~1000ppm。
上述之製備方法,其中該反應性寡聚合物/高分子量之聚酯之重量比率係介於5至70%之間。
上述之製備方法,其中該PET係為固體之PET粒子、回收寶特瓶碎片或回收紡織衣物廢棄物。
本發明係提供一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法,其係藉由高分子量之聚酯(例如:回收PET)經由環狀碳酸酯單體及一種以上之二醇單體,進行單體間之酯化反應轉變產生成為聚碳酸酯二醇寡聚物,同時經由酯交換反應(ester-exchange reaction),嵌入聚酯高分子與製成高分子量之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物產物。
本發明之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物之生產方法的步驟包含: (1)於一反應器中添加入高分子量之聚酯固體(包含PET或回收之PET廢料)及多元醇(例如:二甘醇(diethylene glycol,DEG)、乙二醇(ethylene glycol,EG)、聚酯多元醇(Polyester polyol)、聚醚多元醇(polyether polyols例如:PEG,PPG,PTMEG..),以及碳酸乙烯酯(ethylene carbonate,EC)或碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,DMC);(2)於該反應器中添加一催化劑,經由一鍋原位(in situ)使多元醇反應於碳酸酯單體生成寡聚聚碳酸酯二醇化合物(HO-R”-OC(O)-O-R”-OH),並同時部分取代高分子量之聚酯中之化學結構(-O-R’-O-),並藉由真空蒸餾之調控,去除經酯交換反應取代後所產生之醇類(HO-R’-OH),即PET結構中之EG(R’=CH2CH2)以形成一系列不同分子量之含碳酸酯官能基之聚酯高分子粗產物;將該高分子量之粗產物注入水中,可獲得一具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物。
於同一製程中,可選擇地(optionally)藉由真空蒸餾之調控,減少醇類(HO-R’-OH)之去除,而得該低分子量之粗產物經過濾後,可獲得一含碳酸酯官能基之聚酯塑化劑及二醇。
本發明之製備方法所產生之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物可形成一塑化劑或一熱塑性彈性體。其中,本發明之製備方法所產生之塑化劑及二醇則可應用於光學膜、仿木建材及樹脂等領域中;而本發明之製備方法所產生之熱塑性彈性體具有良好的物理及化學性質,可應用於汽車工業、醫療器材及電線電纜等領域中。
S101:步驟(1)
S102:步驟(2)
S103:步驟(3)
〔圖1〕係為本發明實施例之製備方法的流程圖;〔圖2〕係為實施例1所製得之熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體(TPECE)之外觀及撓曲的照片;〔圖3〕係為實施例2所製得之熱塑性聚酯彈性體(TPEE)與實施例1所製得之TPECE之外觀及撓曲的比較照片。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效,茲藉由下述具體之實施例,對本發明做一詳細說明,說明如後:如圖1所示,本發明係提供一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物之製備方法,其步驟包含:(1)於一反應器中添加高分子量之聚酯、反應性寡聚合物,其中該高分子量之聚酯係具有下列式(A)之結構:
Figure 108114478-A0305-02-0007-2
R’係表示碳原子數1至6的支鏈或直鏈的亞烷基,以及其中該反應性寡聚合物係選自由聚多元醇及聚多元胺所組成的群組S101;(2)於該反應器中添加碳酸酯類化合物及一催化劑,經由一鍋原位(in situ)使聚多元醇與碳酸酯單體反應,生成寡聚聚碳酸酯二醇化合物(HO-R”-OC(O)-O-R”-OH),其中R”係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官能基團,並同時部分取代高分子量之聚酯中之化學結構(- O-R’-O-),並藉由真空蒸餾之調控,去除經酯交換反應取代後所產生之醇類(HO-R’-OH),以形成一粗產物S102;以及(3)將該粗產物注入水中,獲得一具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物S103。
經上述方法所製備之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物可具有下列式I所示之結構:
Figure 108114478-A0305-02-0008-3
式I中,R1係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官能基團。
步驟(1)中,該高分子量之聚酯之形態可為固態之薄片、粒子或粉末,其來源可為以高分子量之聚酯為材質的回收瓶或其他容器,具體而言,該高分子量之聚酯可為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯。
該聚多元醇中,羥基的數量並不特別限定,舉例來說,該聚多元醇可為二元醇、三元醇或四元醇。較佳地,該聚醚多元醇的分子量可介於250至8000g/mol之間。具體而言,該聚多元醇可為聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol,PTMEG)、聚(丙二醇)(poly(propylene glycol))、聚(乙二醇)(poly(ethylene glycol))或三官能聚(氧化丙烯)多元醇(tri-functional poly(oxypropylene)polyol)及其混合物,但本發明並不限於此。其中,該聚(氧化烯)-二胺可為聚(氧丙烯)-二胺(poly(oxypropylene)-diamine)或聚(氧乙烯)-二胺(poly(oxyethylene)-diamine)及其混合物,但本發明並不限於此。較佳地,該聚(氧 化烯)-二胺之分子量可介於250至8000g/mol之間。式(A)中之x較佳係介於50~500之間,但本發明並不限於此。
步驟(1)中,該催化劑可為鈦(Ti)或銻(Sb),但本發明並不限於此。該催化劑亦可為鎂(Mg)、鋁(Al)、鈉(Na)、鉀(K)以及其他金屬鹽類及有機金屬化合物。
步驟(2)中,該碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)係可變化為碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate)、碳酸二苯酯(diphenyl carbonate)及其混合物,但本發明並不限於此。
該反應性寡聚合物係選自由聚多元醇及聚多元胺所組成的群組,在使用聚多元醇及碳酸乙烯酯的情況下,藉由酯交換反應取代PET中的伸乙二氧基(-OCH2CH2O-)之化學結構,所獲得的具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物係為熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體(thermoplastic ester carbonate elastomer,TPECE);在使用聚多元胺及碳酸乙烯酯的情況下,所獲得的具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物係為熱塑性醯胺-碳酸酯彈性體(thermoplastic amide carbonate elastomer,TPACE);以及在使用聚多元醇、聚多元胺及碳酸乙烯酯之混合物的情況下,所獲得的具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物係為熱塑性聚醯胺-酯-碳酸酯彈性體(thermoplastic amide ester carbonate elastomer,TPAECE)。
在一實施方式中,本發明具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物之製備方法的反應式係如下列所示,所形成之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物係為具有下列式III所示之結構的聚酯碳酸酯彈性體(TPECE):
Figure 108114478-A0305-02-0010-4
其中,R1及R2係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官 能基團;R3係為碳原子數1至6的支鏈型或直鏈型亞烷基或
Figure 108114478-A0305-02-0010-6
Figure 108114478-A0305-02-0010-10
Figure 108114478-A0305-02-0010-8
Figure 108114478-A0305-02-0010-7
,其中p及q係為介於3~70 之間的整數;以及m係為介於3~50之間的整數。
在同時添加聚多元醇及聚多元胺的情況下,所形成之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物可具有如下列式IV所示之結構:
Figure 108114478-A0305-02-0010-11
其中,R1及R2係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官 能基團;R3係為碳原子數1至6的支鏈型或直鏈型亞烷基或
Figure 108114478-A0305-02-0010-13
Figure 108114478-A0305-02-0010-16
Figure 108114478-A0305-02-0010-15
Figure 108114478-A0305-02-0010-14
,其中p及q係為介於3~70 之間的整數;以及m係為介於3~50之間的整數。
較佳地,式III中之x+a+b+c+d可介於50~500之間;而式IV之x+a+b+c+d+e+f也可介於50~500之間,但本發明並不限於此。
上述之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物,其中x+a+b+c+d可介於10~30之間,以形成一塑化劑。
實施例1:r-PET/PTMEG/EC(重量比:68/29/3)之熱塑性彈性體
實施例1係在聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol,PTMEG)與聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之間的重量比例為30:70,且添加2.7wt%碳酸乙烯酯(ethylene carbonate,EC)的情況下(PTMEG與EC莫爾比為1:1),製造熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體(thermoplastic ester carbonate elastomer,TPECE)。
實施例1的熱塑性彈性體的具體製備流程如下:
於一具有機械攪拌器、加熱套、迪安-斯塔克裝置(Dean-Stark Trap)、水冷冷凝器及真空泵的三頸反應器中,填充PTMEG-1000(105g,0.105moles)、EC(9.24g,0.105moles)以及鈦(作為催化劑,其添加量係為最終產物重量的400ppm),並將其加熱至150℃。在攪拌中,將部分回收的PET回收料(245g)以分批的方式添加至其中。在攪拌及加熱中,PET回收料的片體緩慢地溶解且使得更多的片體得以被添加。該PET回收料係根據溶解速率分批添加。逐漸地,將溫度上升至達250℃,直到所有的PET片體係溶解於PTMEG。隨後,該反應器係藉由二個連續的幫浦,使其達高真空(小於10torr)。被聚碳酸酯二醇取代之沸點較低(196℃)的乙二醇(ethylene glycol,EG)係透過迪安-斯塔克分離器移除。在250℃下,經過3小時的期間,EG顯然被完全地移除,以及估計大約6.51g的EG係被回收。反應產物係隨後被快速地倒入具有10升的冷水的燒瓶中。該產物係以長條形的形式被收集,具有高強度及彈性之特性。
實施例1所製得之熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體之外觀及撓曲的照片係如圖1所示。
實施例2:r-PET/PTMEG(重量比:70/30)之熱塑性彈性體
實施例2係在聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol,PTMEG)與聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之間的重量比例為30:70的情況下,製造熱塑性聚酯彈性體(thermoplastic ester elastomer,TPEE)。
實施例2的熱塑性彈性體的具體製備流程如下:
於一具有機械攪拌器、加熱套、迪安-斯塔克裝置(Dean-Stark Trap)、水冷冷凝器及真空泵的三頸反應器中,填充PTMEG-1000(105g,0.105moles)以及鈦(作為催化劑,其添加量係為最終產物重量的300ppm),並將其加熱至150℃。在攪拌中,將部分回收的PET回收料(245g)以分批的方式添加至其中。在攪拌及加熱中,PET回收料的片體緩慢地溶解且使得更多的片體得以被添加。該PET回收料係根據溶解速率分批添加。逐漸地,將溫度上升至達250℃,直到所有的PET片體係溶解於PTMEG。隨後,該反應器係藉由二個連續的幫浦,使其達高真空(小於10torr)。被PTMEG取代之沸點較低(196℃)的乙二醇(ethylene glycol,EG)係透過迪安-斯塔克分離器移除。在250℃下,經過3小時的期間,EG顯然被完全地移除,以及估計大約6.51g的EG係被回收。反應產物係隨後被快速地倒入具有10升的冷水的燒瓶中。該產物係以長條形的形式被收集,具有彈性之特性。
實施例2之熱塑性聚酯彈性體(thermoplastic ester elastomer,TPEE)係在未添加碳酸乙烯酯(ethylene carbonate,EC)的情況下製備。如圖2所示,可觀察到相較於實施例1之TPECE,實施例2之TPEE具有較差之韌性及彈性,因此物性偏脆易折斷。
下列之實施例3~13係使用與實施例1相同之反應流程。由於實施例3~12與實施例1之差異僅在於反應物之種類及添加比例,以下僅列出實施例3~12之反應物之種類及添加比例,不再詳細描述其反應流程。
實施例3:使用分子量650之PTMEG-650,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC,製造TPECE。
實施例4:使用分子量1000之PTMEG-1000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加1.3wt% EC,製造TPECE。
實施例5:使用分子量1000之PTMEG-1000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC,製造TPECE。
實施例6:使用分子量2000之PTMEG-2000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加1.3wt% EC,製造TPECE。
實施例7:使用分子量2000之PTMEG-2000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC及0.4wt%三羥甲基丙烷(trimethylolpropane,TMP),製造TPECE。
實施例8:使用分子量600之PEG-600,在PET/PEG的重量比例為70:30的情況下,添加1.3wt% EC,製造TPECE。
實施例9:使用分子量1000之PEG-1000,在PET/PEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC,製造TPECE。
實施例10:使用分子量2000之PEG-2000,在PET/PEG的重量比例為70:30的情況下,添加1.3wt% EC,製造TPECE。
實施例11:使用PET回收料/polyoxypropylene-diamine Jeffamine® D2000(購自亨斯邁公司(Huntsman Corp.)),重量比為70:30,添加2.7wt% EC,製造熱塑性醯胺-碳酸酯彈性體(thermoplastic amide carbonate elastomer,TPACE)。
實施例12:由PET回收料及polyoxypropylene-diamine Jeffamine® D2000/PTMEG(購自亨斯邁公司(Huntsman Corp.)),重量比為70:15:15,添加2.7wt% EC,製造熱塑性聚酯-碳酸酯-醯胺彈性體(thermoplastic ester carbonate amide elastomer,TPECAE)。
實施例13:由PET回收料及PTMEG1000,重量比為70:30,添加5wt% Caprolactam及1.5wt% EC,製造熱塑性聚酯-碳酸酯-醯胺彈性體(thermoplastic ester carbonate amide elastomer,TPECAE)。
實施例14:使用分子量1000之PTMEG-1000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC及10wt% Diethylene glycol,製造熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體(thermoplastic ester carbonate elastomer,TPECE)。
實施例15:使用分子量1000之PTMEG-1000,在PET/PTMEG的重量比例為70:30的情況下,添加2.7wt% EC、10wt% Diethylene glycol及10wt% 1,4-butanediol,製造熱塑性聚酯-碳酸酯彈性體(thermoplastic ester carbonate elastomer,TPECE)。
實施例16:使用分子量1000之PTMEG-1000,在EC/PTMEG/PET的重量比例為9/82/9的情況下製造出寡聚物塑化劑之聚酯聚碳酸酯(polyester polycarbonate,PEPC)。
實施例17:使用分子量1000之PTMEG-1000,在EC/PTMEG/PET的重量比例為4/19/77的情況下製造出寡聚物塑化劑之聚碳酸酯聚酯(polycarbonate polyester,PCPE)。
實施例18:取上述之二醇寡聚物(PCPE or PEPC)與二異氰酸酯及1,4-丁二醇反應,可製備出熱塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethane,TPU)。
相較於先前技術,本發明之具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法,經由將高分子量之聚酯轉變為具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的化學方法,可獲得具有高經濟價值的具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物,無需耗費大量的成本將高分子量之聚酯降解並重新聚合。本發明之製備方法所產生的具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物可應用於汽車工業、醫療器材及電線電纜等領域中。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
S101:步驟(1)
S102:步驟(2)
S103:步驟(3)

Claims (14)

  1. 一種具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法,其步驟包含:(1)於一反應器中添加高分子量之聚酯、反應性寡聚合物,其中該高分子量之聚酯係具有下列式(A)之結構:
    Figure 108114478-A0305-02-0016-5
    R’係表示碳原子數1至6的支鏈或直鏈的亞烷基,以及其中該反應性寡聚合物係選自由聚多元醇及聚多元胺所組成的群組,其中x係介於50~500之間;(2)於該反應器中添加碳酸酯類化合物及一催化劑,經由一鍋原位(in situ)使聚多元醇與碳酸酯單體反應,生成寡聚聚碳酸酯二醇化合物(HO-R”-OC(O)-O-R”-OH),其中R”係為衍生自多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之官能基團,並同時部分取代高分子量之聚酯中之化學結構(-O-R’-O-),並藉由真空蒸餾之調控,去除經酯交換反應取代後所產生之醇類(HO-R’-OH),以形成一粗產物;以及(3)將該粗產物注入水中,獲得一具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物。
  2. 如請求項1所述之製備方法,其中該高分子量之聚酯係為聚對苯二甲酸乙二酯(PET),於步驟(2)中係使該反應性寡聚合物至少部分取代PET中的伸乙二氧基(-OCH2CH2O-)之化學結構,並藉由真空蒸餾,去除經取代後所產生之乙二醇,以形成一粗產物。
  3. 如請求項1所述之製備方法,其中該碳酸酯類化合物係選自由碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate)、碳酸二苯酯(diphenyl carbonate)所組成之群組。
  4. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該聚多元醇係選自由聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol,PTMEG)、聚(丙二醇)(poly(propylene glycol))、聚(乙二醇)(poly(ethylene glycol))、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯聚醚多元醇(polyester-ether polyol)及三官能聚(氧化丙烯)多元醇(tri-functional poly(oxypropylene)polyol)所組成之群組。
  5. 如請求項4所述之方法,其中該聚醚多元醇之分子量係為250至8000g/mol。
  6. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該高分子量之聚酯與反應性寡聚合物的重量比例係介於95:5至30:70之間。
  7. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該聚多元胺係選自由聚(氧丙烯)-二胺(poly(oxypropylene)-diamine)、聚(氧乙烯)-二胺(poly(oxyethylene)-diamine)、乙二胺(ethylene diamine)、二伸乙基三胺(diethylene-triamine)、三伸乙基四胺(triethylene-tetra-amine)、四伸乙基五胺(tetra-ethylene-penta-amine)及1,6-己二胺(1,6-hexamethylene-diamine)所組成之群組。
  8. 如請求項7所述之方法,其中該聚(氧化烯)-二胺之分子量係為250至6000g/mol。
  9. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該聚多元醇及聚多元胺之混合比例為1:9至9:1。
  10. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該步驟(1)係在一氮氣或抽氣真空環境中進行。
  11. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該催化劑係為鈦(Ti)或銻(Sb)。
  12. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該催化劑相對於該反應性寡聚合物之添加量係為30~1000ppm。
  13. 如請求項1~3中任一項所述之方法,其中該反應性寡聚合物/高分子量之聚酯之重量比率係介於5至70%之間。
  14. 如請求項2所述之方法,其中該PET係為固體之PET粒子、回收寶特瓶碎片或回收紡織衣物廢棄物。
TW108114478A 2019-04-25 2019-04-25 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法 TWI726310B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108114478A TWI726310B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法
US16/532,716 US10988574B2 (en) 2019-04-25 2019-08-06 Method of producing oligomer or polymer with carbonate segment chemical structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108114478A TWI726310B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202039624A TW202039624A (zh) 2020-11-01
TWI726310B true TWI726310B (zh) 2021-05-01

Family

ID=72921301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108114478A TWI726310B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10988574B2 (zh)
TW (1) TWI726310B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4328255A4 (en) * 2021-04-21 2024-10-23 Asahi Chemical Ind POLYCARBONATE DIOLS COMPOSITION

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104220476A (zh) * 2012-02-06 2014-12-17 陶氏环球技术有限责任公司 生产聚酯-共聚-碳酸酯多元醇的一锅法
US20170096581A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Resinate Materials Group, Inc. High performance coatings

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI613252B (zh) * 2016-11-15 2018-02-01 Lin Jiang Jen 經由高分子量之聚酯轉變為熱塑性彈性體的化學方法以及熱塑性彈性體

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104220476A (zh) * 2012-02-06 2014-12-17 陶氏环球技术有限责任公司 生产聚酯-共聚-碳酸酯多元醇的一锅法
US20170096581A1 (en) * 2015-10-02 2017-04-06 Resinate Materials Group, Inc. High performance coatings

Also Published As

Publication number Publication date
US10988574B2 (en) 2021-04-27
US20200339746A1 (en) 2020-10-29
TW202039624A (zh) 2020-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3795606B1 (en) Process for preparation of block copolymer
JP3510952B2 (ja) 大環状ポリエステルオリゴマーの重合方法
JP4799796B2 (ja) ポリ乳酸ブロック共重合体の製造方法
CN110050010B (zh) 包含无水糖醇衍生物的热塑性聚醚酯弹性体及其制备方法
KR101784221B1 (ko) 생분해성 수지 조성물 및 그로부터 제조되는 생분해성 필름
KR19980082073A (ko) 폴리에스테르 수지 조성물 및 그 제조방법
EP3048124B1 (en) Aliphatic polycarbonate having long chain branch and aromatic polyester copolymer thereof
TWI726310B (zh) 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物的製備方法
TWI613252B (zh) 經由高分子量之聚酯轉變為熱塑性彈性體的化學方法以及熱塑性彈性體
KR101693546B1 (ko) 가공성과 유연성이 우수한 폴리유산계 생분해성 수지 조성물 및 그로부터 제조되어진 생분해성 필름
JP2007100104A (ja) ポリ乳酸ブロック共重合体、その製造方法、成形品およびポリ乳酸組成物
US20190127519A1 (en) Methods of Forming Dynamic Cross-Linked Polymer Compositions Using Functional Monomeric Chain Extenders Under Batch Process
TWI731327B (zh) 具有碳酸酯鏈段化學結構之寡聚物或聚合物
CN109320699B (zh) 一种热塑性脂肪族-芳香族共聚酯弹性体及其制备方法
KR101941123B1 (ko) 생분해성 수지 및 이로부터 제조된 생분해성 필름
TWI603995B (zh) 以二甲基碳酸酯製備之共聚物及其製備方法
JP2006152196A (ja) 生分解性樹脂組成物
US20180251597A1 (en) Copolymer based on dimethyl carbonate and method of preparing the same
EP4108702B1 (en) Polylactide stereocomplex and preparation method therefor
CN103113563B (zh) 一种枝化脂肪族聚酯及其合成方法
KR102286854B1 (ko) 언하이드로헥시톨계 폴리카보네이트 디올을 함유한 열가소성 폴리에테르 에스테르 엘라스토머 및 이의 제조 방법
EP4215564A1 (en) Polyester including component from biomass and method for preparing same
KR101553333B1 (ko) 폴리락타이드 수지의 제조 방법
KR100308535B1 (ko) 폴리에스테르수지조성물및그제조방법
EP2033980A1 (en) Pdc-lactic acid copolyester and molded article thereof