Секционированные полимерные таблетки

Секционированные полимерные таблетки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка на патент претендует на приоритет предварительной заявки на патент США, регистрационный номер 60/572225 от 18 мая 2004 года; предварительной заявки на патент США, регистрационный номер 60/605658 от 30 августа 2004 года; предварительной заявки на патент США, регистрационный номер 60/613097 от 25 сентября 2004 года; предварительной заявки на патент США, регистрационный номер 60/646329 от 24 января 2005 года, и предварительной заявки на патент США, регистрационный номер 60/677829 от 5 мая 2005 года. Идеи этих предварительных заявок на патент введены сюда посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к полимерным таблеткам, которые содержат по меньшей мере две секционированные зоны.

Уровень техники

Многие промышленные изделия состоят из нескольких компонентов, чтобы практично улучшить их свойства. Многокомпонентные изделия, сделанные из термопластичных и термоотверждающихся материалов, обычно производят с использованием экструдера, смешивающего конечный расплав, который однородно объединяет различные компоненты с получением такого изделия, как лист, пленку, волокно, емкость или отлитую под давлением деталь, часто называемую заготовкой. Изделие, в частности заготовка, зачастую обрабатывается далее с получением другого такого изделия, как бутылка, поддон, банка или мешок.

Поскольку требования к упаковкам становятся более сложными, требуется много компонентов, чтобы улучшить функциональные свойства упаковки. Одним из наиболее важных свойств является непроницаемость для пара или таких особых соединений, как кислород. Кислородонепроницаемые материалы дороги, и поэтому желательно свести до минимума их стоимость в конечной упаковке.

Пониженных скоростей пропускания кислорода можно достичь, используя методы пассивных или активных барьеров. Методы пассивных барьеров снижают скорость пропускания пара или жидкости в упаковку. Напротив, в методах активных барьеров в стенки упаковки включают материал(ы), который реагирует с рассматриваемым паром или жидкостью и таким путем предотвращает их прохождение через стенку резервуара.

Современные упаковки включают материал со свойствами пассивного барьера в отдельный слой в стенке резервуара. Это осуществляется с применением одного экструдера для расплавления основного компонента и формования изделия в то время, как второй экструдер расплавляет барьерный материал и вводит барьерный материал в отдельный слой изделия, образующий стенку резервуара. В патенте US 4501781, например, описывается улучшение пассивной непроницаемости путем введения полиамидного слоя и полиэфирного слоя, чтобы получить многослойный резервуар. Патент US 4501781 сообщает также, что полиамид может быть гомогенно смешан со сложным полиэфиром в стенке резервуара, в противоположность расположению полиамида в отдельном слое.

Как рассматривается в патенте US 5340884, полиамид можно смешивать со сложным полиэфиром на более поздних стадиях производства сложного полиэфира. Например, полиамид можно смешивать с расплавленным сложным полиэфиром при его выводе из реактора поликонденсации, чтобы образовать однородную смесь в одной таблетке. Как отмечено в патенте US 5340884, смешение с расплавленным сложным полиэфиром, когда его выводят из реактора поликонденсации, нежелательно, если смесь полиэфир/полиамид будет подвергаться такой дальнейшей термообработке, как твердофазная полимеризация, так как при длительном нахождении при повышенной температуре могут появиться нежелательный цвет и/или мутность. Поэтому целью данного изобретения является дать возможность закристаллизовать и/или заполимеризовать в твердой фазе таблетку, содержащую сложный полиэфир и полиамид, не оказывая отрицательного влияния на свойства какого-либо из материалов.

Метод активного барьера, как описано в патенте US 5021515, включает реакцию компонента с кислородом в стенке резервуара. Такая реакция стала известна как поглощение кислорода. Патенты US 5021515, 5049624 и 5639815 описывают упаковочные материалы и способы, использующие полимерные композиции, способные поглощать кислород; такие композиции содержат окисляемый органический полимерный компонент, предпочтительно полиамид (более предпочтительно м-ксилиленадипамид, обозначаемый обычно MXD6) и металлический промотор окисления (такой, как соединение кобальта).

В патенте US 5529833 описана композиция, содержащая в качестве поглотителя кислорода углеводород с этиленовой ненасыщенностью, катализированный таким промотором, как катализатор на основе переходного металла с хлоридным, ацетатным, стеаратным, пальмитатным, 2-этилгексаноатным, неодеканоатным или нафтенатным противоионом. Предпочтительные соли металлов выбраны из 2-этилгексаноата кобальта(II) и неодеканоата кобальта(II).

Патенты US 6406766, 6558762, 6346308, 6365247 и 6083585 сообщают о функционализации такого окисляемого компонента, как полибутадиеновый олигомер, и введении его путем реакции в основную цепь такого основного полимера, как полиэтилентерефталат (ПЭТ). Такая композиция может быть введена в стенку резервуара как отдельный слой стенки резервуара или составлять всю стенку.

Другим методом активного барьера являются элементарные или восстановленные металлические поглотители. Эти металлы, обычно в присутствии такого промотора, как хлорид натрия, не реагируют с кислородом, пока не будут подвергнуты воздействию влаги, которая запускает реакцию. Преимущество металлического поглотителя в том, что таблетка, содержащая поглотитель на основе металла, не будет реагировать с кислородом, пока не будет помещена в контакт с влагой - компонентом, внешним для таблетки. Использование агента, внешнего для состава таблетки, чтобы инициировать реакцию, делает ее системой, запускающейся извне. Это резко контрастирует с рассмотренными ранее органическими системами, которые являются активными, когда ингредиенты соединяют, чтобы сделать резервуар или таблетку. Следует отметить, что имеются несколько активных к кислороду соединений, которые имеют как внутреннюю химическую активность к кислороду, так и промотируемую и/или запускаемую активность.

При традиционном методе изготовления многокомпонентных объектов с пассивным барьерным материалом отдельные компоненты вводятся в горло единственного экструдера для смешения конечного расплава, чтобы получить однородную смесь. Часто компоненты являются несовместимыми, что означает, что они образуют по меньшей мере две фазы и образуют дисперсии неосновных компонентов в основном компоненте. В случае, когда компоненты растворимы и, следовательно, совместимы друг с другом, неосновные компоненты поглощаются основным компонентом с образованием одной фазы. Иногда компоненты взаимодействуют или реагируют друг с другом, как, например, в случае с термоотверждающимися изделиями.

Патент US 5627218 характеризует интерактивные/интерреактивные реакции как реакции, в которых после смешения расплава начинаются взаимодействия между содержащимися материалами. Кроме того, интерактивные/интерреактивные реакции охарактеризованы патентом US 5627218 как реакции, для которых "времена реакции реагентов, содержащихся в таблетке, обычно большие по сравнению со временем, требующимся для процесса формования или экструзии. Полученное в результате увеличение молекулярного размера и сложности сшивки улучшает физические свойства и имеет место в значительной степени после того, как материалу придана конечная форма. Отверждение после формования можно проводить медленно, или в любое время можно воздействовать на отверждение в печи".

Традиционный метод подачи компонентов в горло на конечной стадии смесительной экструзии расплава очень дорогой. Каждый компонент должен подаваться с точностью в каждый экструдер. Это создает много систем транспортировки и подачи для каждого экструдера. Поэтому желательно обеспечить единый сырьевой поток в экструдер, причем единый сырьевой поток содержит должным образом отмеренные количества разных компонентов в каждой таблетке.

Одним решением проблемы дозировки является предварительное смешение компонентов в большом, более экономичном экструдере и подача предварительно смешанного материала в большое число конечных экструдеров для смешения расплава, в которых производится изделие. Хотя предварительное смешение дает некоторую экономию денег, оно добавляет дополнительные стадии обработки.

В другом методе неосновные компоненты изделия предварительно смешиваются и концентрируются в маточную смесь или концентрат загружаемых таблеток, причем неосновные компоненты изделия находятся в намного более высоких уровнях, чем в готовом изделии. Действительно, неосновной компонент готового изделия может в реальности присутствовать в маточной смеси на уровне выше, чем основной компонент в готовом изделии. Затем концентрат физически смешивают с таблетками, состоящими по существу из основного компонента. Физическое смешение проводят в таких соотношениях, чтобы создать желаемое соотношение компонентов в готовом изделии. Затем физическую смесь можно добавлять в конечный экструдер для смешения расплава как единую загрузку. Альтернативно, концентрат и основной компонент могут добавляться в конечный экструдер для смешения расплава как две загрузки. Это уменьшает число сырьевых потоков и ошибку дозировки, когда количество неосновного компонента(ов) в конечном изделии очень мало.

Однако подход с маточной смесью страдает тем, что имеется более одной подачи в конечный экструдер для смешения расплава. Также предварительное смешение не удается, когда таблетка, полученная с предварительным смешением, требует дополнительной обработки до конечной стадии смешения расплава. Часто при такой последующей обработке, как тепловое воздействие, из одного компонента образуются и выделяются соединения, которые ухудшают свойства другого компонента. Эти соединения могут быть классифицированы как побочные продукты термообработки.

Побочный продукт термообработки является соединением, содержащимся в компоненте и выделяющимся при термообработке, получающимся во время термообработки или тем и другим. Выделение побочного продукта термообработки означает, что соединение (побочный продукт) высвобождается или уносится из компонента во время термообработки.

Выделившись из первого компонента, побочный продукт контактирует и реагирует со вторым компонентом или побочным продуктом второго компонента, создавая такой отрицательный эффект, как нежелательное изменение цвета, запах или газ. Побочные продукты термообработки не ограничиваются продуктами реакции, ими могут быть непрореагировавшие мономеры, низкомолекулярные олигомеры, разлагающиеся стабилизаторы, катализаторы или другие добавки, высвобождающиеся при термообработке.

Представителями таких систем являются полиэфирно-полиамидные смеси. И сложные полиэфиры, и полиамиды чрезвычайно гигроскопичны. Влага, присутствующая в жидкой фазе, гидролизует полимерную цепь, уменьшает молекулярную массу и снижает прочность полимера. Поэтому оба они должны быть высушены перед финальным смешением в расплаве непосредственно перед формовкой изделия. При хранении в таких стандартных условиях, какие обычно имеют место в условиях склада (например, отн. влажность 50%, >25°C, воздух), сложный полиэфир и полиамид могут поглотить влагу до уровней, которые намного превышают допустимые в торговле пределы (>1000 ч./млн). Промышленной практикой является сушка соединения до содержания влаги менее 50 ч./млн. После предварительного компаундирования полиэфирно-полиамидные таблетки кристаллизуют и затем переносят в конечный экструдер для смешения в расплаве. Полиэфирно-полиамидные таблетки должны быть высушены непосредственно перед добавлением в экструдер для смешения в расплаве. При этой операции сушки обычно удаляется по меньшей мере 50% влаги, содержащейся в соединении до стадии термической сушки.

Сушка полиэфира в присутствии полиамида создает сильно окрашенный материал. Обесцвечивание конечного изделия происходит как тогда, когда таблетки с гомогенно смешанными сложным полиэфиром и полиамидом сушат и затем экструдируют в конечное изделие, так и тогда, когда отдельные полиэфирные таблетки сушат в присутствии полиамидных таблеток и затем экструдируют в конечное изделие.

Сушка в атмосфере азота не смягчает эту проблему, так как побочные продукты, образованные из компонентов при азотной сушке, являются теми же побочными продуктами, которые образуются при сушке горячим воздухом. Считается, что полиэфир при термообработке образует такие побочные продукты, как ацетальдегид, который удаляется в процессе сушки. Brandi и Schraldi (Polymer Preprints 2004 45(1), 992) указывают, что желтая окраска, вносимая сушкой, создается реакцией ацетальдегида, образованного при реакции полиэфира с концевыми аминогруппами полиамида.

Изменение цвета полиэфирно-полиамидной системы усиливается в промышленных приложениях, где сушилка содержит регенерационный слой, который удаляет воду из воздуха и возвращает безводный воздух, содержащий ацетальдегид и другие материалы. Хотя влага из рециркулирующего воздуха удалена, ацетальдегид и другие материалы остаются и возвращаются с безводным воздухом, еще больше усложняя проблему. Применение маточной смеси не влияет или почти не влияет на проблему. Считается, что тонкодиспергированные частицы полиамида имеют большую площадь поверхности для взаимодействия с побочными продуктами, образующимися в процессе сушки. Неясно также, является ли цвет следствием более одной такой реакции, как реакция с ацетальдегидом, за которой идет реакция с кислородом.

Твердофазная полимеризация эффективно повышает молекулярную массу (измеряемую по характеристической вязкости), и полиэфиров, и полиамидов. В процессе твердофазной полимеризации на таблетки действуют температуры, меньшие, чем температура, при которой таблетки становятся жидкими. Это температурное воздействие происходит в присутствии такой движущей силы, как инертный газ или вакуум. Побочные продукты реакции полимеризации удаляются из таблетки, таким образом сдвигая равновесие в сторону повышения молекулярной массы полимера. Так как и полиэфир, и полиамид таблетируют при производстве, патент US 5340884 пропагандирует объединять их в точке, где нарезают те или другие таблетки при их первоначальном изготовлении. Объединение полиэфира и полиамида там, где тот или другой нарезают на таблетки, исключает последующую стадию экструзии и нарезки. Однако объединение полиэфира и полиамида на первой стадии нарезки требует, чтобы полученная в результате многокомпонентная полиэфирно-полиамидная таблетка подвергалась стадиям термообработки, известным как стадии кристаллизации, твердофазной полимеризации и сушки, и выдерживала их. Эти стадии термообработки могут протекать три температурах от 40°C до температуры, чуть меньшей, чем температура, при которой таблетка становится жидкой, например, на 1°C или, что более типично из коммерческих соображений, на 5°C ниже температуры, при которой таблетка становится жидкой.

Хотя патент US 5340884 пропагандирует объединение полиэфира и полиамида на первой стадии резки, в нем отмечается, и приводимые ниже примеры демонстрируют, что гомогенно диспергированные комбинации полиамида и полиэфира в маточных смесях, концентратах и предварительных смесях нельзя подвергать условиям твердофазной полимеризации, не портя молекулярную массу полиамида и не внося сильного изменения цвета. Патент US 5340884 минимизирует это, используя для смешения с полиэфиром предварительно компаундированный концентрат полиамида. Хотя предварительное компаундирование концентрата может уменьшить некоторые из эффектов последующей термообработки, оно не очень эффективно. Полиамидно-полиэфирный концентрат страдает от тех же проблем, что и совместная сушка раздельных таблеток полиэфира и полиамида.

В процессе кристаллизации материал в таблетках трансформируется от по существу аморфного в кристаллический. Полимерные таблетки обычно аморфны, но будут кристаллизоваться под воздействием тепла и времени. Кристалличность часто выражают в процентах кристалличности, ее часто интерполируют, деля разность между плотностью материала и плотностью аморфного материала на разность между 100%-ной кристаллической плотностью и аморфной плотностью (0% кристалличности). Для полиэтилентерефталата, или сополимера полиэтилентерефталата, аморфная плотность равна 1,335 г/см³, кристаллическая плотность равна 1,455 г/см³, и следовательно, выражение для заданного образца имеет вид:

(Ds - 1,335)/(1,455 - 1,355),

где Ds - плотность образца в г/см³.

Степени кристалличности можно определить также с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), которая связывает количество тепла, необходимого для расплавления материала, с количеством тепла, требуемого для расплавления образца со 100%-ной кристалличностью.

Предварительное смешение активных к кислороду компонентов в таблетке страдает от тех же ограничений, что и полиэфирно-полиамидная смесь. Предварительное смешение активных к кислороду таблеток особенно дорого, так как предварительное смешанные таблетки активны к кислороду и должны храниться и перевозиться в отсутствие кислорода. Поэтому активные к кислороду таблетки упаковывают в отсутствие кислорода в атмосфере азота в запаянные мешки из пленки.

Кроме того, предварительно смешанные активные к кислороду таблетки не годятся для такой последующей термической обработки, как сушка. Предварительно объединенные полиэфир и активный к кислороду материал должны сушиться перед конечным смешением в расплаве. Таким образом, таблетки должны быть способны выдерживать процесс сушки. Сушка горячим воздухом значительно снижает способность активного к кислороду материала поглощать кислород.

Патент US 6406766 сообщает, что такие пост-полимеризационные процессы, как сушка, удаление летучих компонентов, кристаллизация и твердофазная полимеризация, уменьшают способность поглощать кислород, и сообщает, что потеря активности к поглощению кислорода может быть минимизирована путем проведения таких операций при строгом отсутствии кислорода и ограничении воздействия на сополимер кислорода после таких операций.

Несмотря на его ограниченность, в современном промышленном подходе чувствительный к кислороду материал предварительно смешивают с промотором/катализатором в маточной смеси, содержащей основной компонент готового изделия, чтобы образовывать активный к кислороду материал, перевозят активный к кислороду материал в пленочных мешках и затем сушат маточную смесь в присутствии азота или в вакууме непосредственно перед добавлением на конечный процесс экструзии для смешения в расплаве.

В одной альтернативе используются раздельные таблетки: одна таблетка, содержащая чувствительный к кислороду компонент, а другая таблетка, содержащая основной компонент и промотор. При этой альтернативе возникает несколько проблем. Во-первых, точная дозировка компонентов трудна из-за расслоения, вызванного разной удельной массой и электростатическими свойствами таблеток. Во-вторых, предварительное компаундирование чувствительного к кислороду компонента с другими компонентами и добавление промотора/катализатора на конечной стадии смешения в расплаве может исключить затраты на хранение, но снова вводит сложности дозировки и раздельных систем подачи.

В патенте US 5627218 и дополняющем его патенте US 5747548 описаны секционированные (разделенные на зоны) таблетки, в которых интерактивные или интерреактивные компоненты содержатся в разных секциях или зонах таблетки до конечной стадии смешения в расплаве. Интерактивные/интерреактивные компоненты представляют собой химические реагенты, которые активируются термически, чтобы принять участие в химической реакции после использования таблеток в операции формования. Интерактивным или интерреактивным считается тип реакции, если ее компоненты имеют реакции, которые нужно провести до завершения так, чтобы продукты могли быть приведены в соответствие со стандартом, и рост макромолекул при формовке был ограничен, чтобы не допустить того, чтобы продукт стал слишком жестким для формовки. Напротив, состав секционированной таблетки из патента US 5627218 использует медленность реакций, чтобы сделать заполнение формы легким, пока реакция не превратит легкотекучие материалы в менее легкотекучие материалы. Скорости реакции интерактивных/интерреактивных соединений почти всегда низкие. После смешения в расплаве начинаются взаимодействия между содержащимися материалами. Времена реакций содержащихся в таблетке реагентов обычно большие по сравнению со временем, необходимым для процесса формования или экструзии. Полученные в результате повышение молекулярного размера и усложнение связей улучшают физические свойства и происходят почти всегда после того, как материалу придана конечная форма. Отверждение после формования должно проводиться медленно или должно быть возможным в любой момент воздействовать на отверждение в печи.

Реактивная экструзионная обработка является типичной для реактопластов. Хотя теоретически некоторые полиэфирно-полиамидные смеси могут чуть-чуть реагировать, что известно как трансаминирование, эта реакция будет слишком быстрой и определенно не будет образовывать молекулярную массу или повышать вязкость, а также не будет продолжаться после стадии экструзии расплава. Известно, что полиэтилентерефталат не реагирует с поли-м-ксилиленадипамидом (MXD6).

В патентах US 5627218 и US 5747548 сообщается, что секционированные таблетки содержат один или более химических реагентов, которые активируются термически, чтобы участвовать в химической реакции после использования таблеток на операции формования. Могут также быть включены катализаторы, которые усиливают реакцию. Помимо по меньшей мере двух химических реагентов, в этих патентах рассматриваются также такие химически неактивные добавки, как армирующие волокна, краски, смазки и им подобное.

Благодаря удержанию интерактивных/интерреактивных компонентов раздельно до смешения в расплаве используется одна таблетка, и можно избежать сложных систем подачи, связанных с конечной стадией смешения в расплаве. Ни в патенте US 5627218, ни в патенте US 5747548 не рассматривается или не описывается применение секционированной таблетки, когда идет реакция с побочным продуктом термообработки другого компонента или с таким соединением, внешним для таблетки, как кислород.

В патенте US 6669986 описано использование секционированной таблетки для облегчения сушки некристаллизуемых полиэфиров, окружая их кристаллизуемым полиэфиром, чтобы избежать забивки или засорения. Чтобы осуществить это, в патенте US 6669986 сообщается, что компоненты должны быть сходными по химической природе, и обсуждается проблема, как защитить физическую форму некристаллизуемого полиэфира от слипания между собой. В патенте US 6669986 не раскрывается и не рассматривается использование секционированной таблетки для защиты продуктов от химической реакции, в частности реакции с побочными продуктами термообработки или реакции с таким внешним соединением, как кислород воздуха.

В патенте US 6669986 описана также защита ингредиентов таблетки от воды, когда вода запускает реакцию поглотителя кислорода на основе металла. Как обсуждалось ранее, это является защитой от механизма запуска, а защита от взаимодействия с соединением или в случае, когда промотор находится внутри таблетки, не описывается. Однако патент US 6669986 не сообщает о защите компонентов от реакции с кислородом или побочными продуктами других компонентов.

Патенты US 5747548 и US 6669986, оба описывают, как сделать такие разделенные на секции или зоны таблетки. Примерами составов, не рассматриваемых в предшествующем уровне техники, являются такие составы таблетки, где по меньшей мере один компонент реагирует с побочными продуктами другого компонента, где такие побочные продукты являются продуктами такой дополнительной обработки, как термообработка, или когда по меньшей мере один из компонентов реагирует с такими соединениями окружающей среды, как кислород, находящийся в воздухе.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к способу и необходимым условиям для одновременной термической обработки по меньшей мере двух соединений, когда одно из соединений реагирует с побочным продуктом термообработки или соединением в окружающей среде. Способ включает создание таблетки с различными областями, причем компоненты размещены в этих областях так, чтобы контролировать деструкцию соединений в таблетке на последующих стадиях обработки, в том числе при хранении таблеток в такой кислородсодержащей среде, как воздух. В частности, структура таблетки позволяет термически обрабатывать материалы и минимизирует или предотвращает химические реакции с побочными продуктами, образованными при термообработке, минимизирует или предотвращает реакцию компонентов в таблетке с такими соединениями окружающей среды, как кислород, который находится в воздухе, и контролирует повышение молекулярной массы одного из соединений относительно другого.

Более конкретно, настоящее изобретение раскрывает полимерную таблетку, содержащую чувствительный к кислороду компонент, инертный к кислороду компонент и промотор реакции, причем чувствительный к кислороду компонент находится в первой секционированной зоне, а инертный к кислороду компонент находится во второй секционированной зоне.

Объект изобретения относится, кроме того, к полимерной таблетке, содержащей активный к кислороду компонент и инертный к кислороду компонент, причем активный к кислороду компонент находится в первой секционированной зоне, а инертный к кислороду компонент находится во второй секционированной зоне.

Объект изобретения относится, кроме того, к полимерной таблетке, содержащей первый компонент и второй компонент, причем первый компонент при термообработке выделяет побочный продукт, который является активным ко второму компоненту и/или побочному продукту, выделяемому вторым компонентом, причем первый компонент находится в первой секционированной зоне, а второй компонент находится во второй секционированной зоне.

Объект изобретения относится, кроме того, к полимерной таблетке, которая состоит из первой секционированной зоны и второй секционированной зоны, причем первая секционированная зона состоит из термопластичного сложного полиэфира, а вторая секционированная зона состоит из полиамида, причем первая секционированная зона составляет по меньшей мере 0,1 процента от полного объема полимерной таблетки, и вторая секционированная зона составляет по меньшей мере 0,1 процента от полного объема полимерной таблетки.

Объект изобретения относится, кроме того, к полимерной таблетке, содержащей первый компонент и второй компонент, причем первый компонент выбран из группы, состоящей из чувствительного к кислороду соединения, активного к кислороду соединения, инертного к кислороду соединения, промотора реакции, соединения, выделяющего при термообработке побочный продукт, который активен ко второму компоненту и/или побочному продукту, выделяемому вторым компонентом, а второй компонент отличается от первого компонента и выбран из группы, состоящей из чувствительного к кислороду соединения, активного к кислороду соединения, инертного к кислороду соединения, промотора реакции, соединения, которое при термообработке выделяет побочный продукт, являющийся активным к первому компоненту и/или побочному продукту, выделяемому первым компонентом, причем первый компонент находится в первой секционированной зоне, а второй компонент находится во второй секционированной зоне.

Объект изобретения относится, кроме того, к способу термической обработки полимерной таблетки, содержащей первый компонент и второй компонент, причем первый компонент выбран из группы, состоящей из чувствительного к кислороду соединения, активного к кислороду соединения, инертного к кислороду соединения, промотора реакции, соединения, выделяющего при термообработке побочный продукт, который активен ко второму компоненту и/или побочному продукту, выделяемому вторым компонентом, а второй компонент отличается от первого компонента и выбран из группы, состоящей из чувствительного к кислороду соединения, активного к кислороду соединения, инертного к кислороду соединения, промотора реакции, соединения, которое при термообработке выделяет побочный продукт, являющийся активным к первому компоненту и/или побочному продукту, выделяемому первым компонентом, и причем первый компонент находится в первой секционированной зоне, а второй компонент находится во второй секционированной зоне, включающему нагрев полимерной таблетки до температуры, лежащей в диапазоне от 40°C до температуры, которая по меньшей мере на 1°C ниже температуры, при которой таблетка становится жидкой.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана полимерная таблетка с двумя секциями или зонами в конфигурации ядро-оболочка.

На фиг.2 показана полимерная таблетка с двумя секциями или зонами в конфигурации ядро-оболочка, где ядро инкапсулировано, окружено или заключено в наружный оболочечный слой.

На фиг.3 показана полимерная таблетка с тремя секциями или зонами в многослойной конфигурации или конфигурации типа сандвич.

На фиг.4 показана полимерная таблетка из трех секционированных зон, конфигурированная в два концентрических слоя, окружающих ядро.

Подробное описание изобретения

Одно преимущество изобретения относится к термообработке композиции, в которой по меньшей мере одно соединение при термообработке создает и высвобождает побочный продукт(ы), который влияет на свойства конечной композиции. Благодаря размещению компонентов в разные секции сводится к минимуму взаимодействие с образованными побочными продуктами.

Кроме того, преимуществом настоящего изобретения является то, что оно позволяет подвергать активные к кислороду системы таким последующим операциям термообработки, как сушка, удаление летучих компонентов, кристаллизация, твердофазная полимеризация, и хранению в такой среде кислорода, как воздух.

Сушка, кристаллизация и твердофазная полимеризация являются термическими процессами, которые получают преимущества от данного изобретения. Термообработка, предусматриваемая в данном изобретении, проводится ниже температуры, при которой содержимое таблетки становится достаточно жидким, чтобы вызвать смешение зон.

Нагревание таблетки до тех пор, пока все термопластичные компоненты в таблетке станут жидкими, известно как экструзионная обработка. Хотя экструзионная обработка относится к термообработке, она не относится к типу термообработки, осуществляемой в соответствии с настоящим изобретением, и поэтому исключена. Следовательно, используемое здесь выражение "быстрый нагрев таблетки, чтобы достаточное количество содержимого таблетки стало по существу жидким, так, что зоны смешиваются," не является термической обработкой, предусматриваемой для изобретения.

Особый вариант реализации изобретения представляет собой внутреннее отделение, окруженное наружным отделением. Следует понимать, что в таком варианте реализации воздействие температуры может расплавить или превратить в жидкость материал в инкапсулированном ядре, не расплавляя окружающую ядро оболочку. Эта таблетка с ожиженным внутренним отделением и твердой оболочкой не считается жидкой таблеткой.

Таким образом, проблемы реакции побочного продукта, связанные с термообработкой, как определено в данной заявке, и реакция с кислородом при хранении могут быть существенно уменьшены, если не устранены, путем соответствующего размещения компонентов в зонах или секциях таблетки с секционированной или зонной структурой. В одном варианте осуществления секционированная таблетка сводит к минимуму воздействие на различные компоненты побочных продуктов термообработки. В другом варианте осуществления чувствительные к кислороду компоненты остаются неактивными к таким внешним материалам, как кислород, до конечного смешения в расплаве. В третьем варианте осуществления инертный к кислороду компонент окружает активный к кислороду компонент и предотвращает доступ кислорода к активному к кислороду компоненту.

В четвертом варианте осуществления побочный продукт чувствительного компонента окружен соединением, которое химически сходно с материалом, образующим побочный продукт, но окружающий материал не образует побочных продуктов. Затем эту таблетку помещают вместе с таблетками из материала, дающего побочный продукт, и обрабатывают термически. Модификацией четвертого варианта осуществления является вариант, когда химически сходный материал помещают между материалом, активным к побочному продукту, и материалом, образующим побочный продукт.

Пятым вариантом осуществления является дополнительная секционированная таблетка с высокой концентрацией одного компонента, окруженного защитным слоем другого компонента. Например, может применяться таблетка с 95%-ной полиамидной центральной зоной, окруженная 5%-ной полиэфирной оболочечной зоной. Эту таблетку можно подвергать всем термическим процессам полиэфирных таблеток или ее можно добавлять в сушилку, питающую экструдер.

В шестом варианте осуществления в таблетку помещают по меньшей мере один поглотитель ацетальдегида, держат его по существу отдельно от образуемого ацетальдегида и удаляют при термообработке. После термообработки поглотитель распределяется в полимере во время конечной экструзии со смешением в расплаве и поглощает остаточный ацетальдегид, оставшийся после твердофазной полимеризации, и ацетальдегид, образованный на стадии экструзии расплава. Для гомогенно распределенной таблетки может потребоваться больше реагента или катализатора. Это связано с тем, что содержание ацетальдегида в полиэфире сразу после стадии полимеризации в расплаве очень высоко.

Патенты US 5258233, 5340884 и 5650469, идеи которых введены сюда посредством ссылки, сообщают о применении полиамида для взаимодействия с и поглощения ацетальдегида из полиэфирного полимера. Таким образом, специалисту будет очевидным, что, хотя в детальном описании изобретения используется сложный полиэфир и полиамид, полиамид может быть замещен любым соединением, которое реагирует с или катализирует реакцию ацетальдегида. Например, патент US 6274212, идеи которого введены сюда посредством ссылки, сообщает об использовании органических поглотителей, содержащих гетероатом, которые реагируют с ацетальдегидом с образованием не соединенных мостиковыми связами 5- или 6-членных циклов, причем предпочтительным поглотителем является антраниламид. В патенте US 6569479 сообщается об использовании катализаторов для инициирования реакции ацетальдегида с кислородом. Другими примерами соединений, используемых для уменьшения уровня ацетальдегида, являются активные катализаторы окисления, которые катализируют реакцию ацетальдегида с кислородом, и катализаторы гидридного переноса, которые катализируют реакцию гидридного переноса между ацетальдегидом и такой органической молекулой-донором, как 1,8-диаминонафталин, 3,4-диаминобензойная кислота, антраниламид, биурет, малонамид, аллантоин, салициламид, салициланилид, о-фенилендиамин, 3,4-диаминобензойная кислота, 1,8-диаминонафталин, o-меркаптобензамид, N-ацетилглицинамид, малонамид, 3-меркапто-1,2-пропандиол, 4-амино-3-гидроксибензойная кислота, 4,5-дигидрокси-динатриевая соль 2,7-нафталиндисульфоновой кислоты, биурет, 2,3-диаминопиридин, 1,2-диаминоантрахинон, дианилиноэтан, аллантоин, 2-аминобензолсульфонамид и 2-амино-2-метил-1,3-пропандиол, или активный катализатор окисления, выбранный из группы, состоящей из кобальтовой соли, марганцевой соли и соединения, содержащего амин, фосфин или комплекс спирта с металлом переменной валентности. Катализатор гидридного переноса может быть выбран из группы, состоящей и