Секционированные гранулы смолы для акцептирования кислорода

Секционированные гранулы смолы для акцептирования кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

Приоритеты и перекрестные ссылки

Данная патентная заявка относится к преимуществам приоритета предварительной патентной заявки Соединенных Штатов с регистрационным номером 60/677829, поданной 5 мая 2005 года, и предварительной патентной заявки Соединенных Штатов с регистрационным номером 60/738489, поданной 21 ноября 2005 года.

Область техники

Данное описание изобретения относится к гранулам смолы, которые состоят, по меньшей мере, из двух секционированных зон, расположенных в конфигурации «бок о бок».

Предпосылки изобретения

Множество промышленных изделий состоит из нескольких компонентов, что обеспечивает экономичное улучшение их свойств. Многокомпонентные изделия, полученные из термопластичных и термоотверждающихся материалов, в общем случае изготавливают при использовании экструдера для конечного перемешивания в расплаве, который гомогенно объединяет различные компоненты до получения изделия, такого как лист, пленка, волокно, бутылка или полученная по способу литьевого формования деталь, зачастую называемая предварительной заготовкой. Изделие, в частности предварительную заготовку, зачастую подвергают дополнительной переработке для получения другого изделия, такого как бутылка, лоток, банка или пакет.

Поскольку требования к упаковке становятся более сложными, для увеличения функциональных свойств упаковки необходимо использовать несколько компонентов. Одним из более важных данных свойств является непроницаемость по отношению к пару или конкретным соединениям, таким как кислород. Материалы, непроницаемые для кислорода, дорого стоят, и поэтому в конечной упаковке затраты на них желательно свести к минимуму.

Снижения степени проницаемости кислорода можно добиться при использовании методик пассивной или активной непроницаемости. Методики пассивной непроницаемости уменьшают степень прохождения пара или жидкости в упаковку. В противоположность этому, методики активной непроницаемости включают в стенку упаковки материал (материалы), который вступает в реакцию с интересующими паром или жидкостью и, таким образом, предотвращает их прохождение через стенку контейнера.

В современных упаковках материал, придающий пассивную непроницаемость, вводят в отдельный слой в стенке контейнера. Этого добиваются при использовании одного экструдера для плавления основного компонента и получения изделия, в то время как второй экструдер расплавляет материал, придающий непроницаемость, и вводит материал, придающий непроницаемость, в отдельный слой изделия, который образует стенку контейнера. Можно, например, улучшить характеристики пассивной непроницаемости в результате включения полиамидного слоя и слоя сложного полиэфира с получением многослойного контейнера или можно провести гомогенное перемешивание, обеспечив нахождение в стенке контейнера сложного полиэфира вместе с полиамидом в противоположность размещению полиамида в отдельном слое.

Методика активной непроницаемости включает прохождение реакции между компонентом в стенке контейнера и кислородом. Такая реакция получила название акцептирования кислорода. В патентах Соединенных Штатов 5021515, 5049624 и 5639815 описывают упаковочные материалы и способы использования полимерных композиций, способных акцептировать кислород; такие композиции включают окисляемый органический компонент, такой как полиамид, подобный м-ксилиленадипамиду (обычно обозначаемому как MXD6), и металлсодержащий промотор окисления (такой как соединение кобальта).

В патенте Соединенных Штатов 5529833 описывают еще одну органическую композицию, содержащую акцептор кислорода на основе углеводорода с ненасыщенностью этиленового типа, катализируемый промотором, таким как катализатор на основе переходного металла и противоион хлорид, ацетат, стеарат, пальмитат, 2-этилгексаноат, неодеканоат или нафтенат. Обычные соли металлов выбирают из 2-этилгексаноата кобальта (II) и неодеканоата кобальта (II).

В патентах Соединенных Штатов с номерами 6406766, 6558762, 6346308, 6365247 и 6083585 сообщают о функционализации окисляемого компонента, такого как олигомерный полибутадиен, и реакции для его введения в главную цепь матрицы основного полимера, такого как полиэтилентерефталат и/или его сополимеры, (обычно обозначаемого как ПЭТФ). Такую композицию можно включать в стенку контейнера в виде отдельного слоя стенки контейнера, или она может составлять всю стенку.

Акцепторы на основе элементарных или восстановленных металлов формируют еще одну методику активной непроницаемости. Данные металлы обычно в присутствии промотора, такого как хлорид натрия, не вступают в реакцию с кислородом до тех пор, пока не подвергнутся воздействию влаги, которая запускает реакцию. Преимущество металлсодержащего акцептора заключается в том, что гранулы, содержащие акцептор на основе металла, не будут вступать в реакцию с кислородом, если только не будут введены в контакт с влагой - компонентом, который является внешним для гранул. Использование агента, внешнего для композиции гранул, для инициирования реакции приводит к получению системы, запускаемой извне. Данный вариант противостоит обсуждавшимся ранее органическим системам, которые становятся активными, когда ингредиенты объединяют с получением контейнера или гранул. Следует отметить то, что существуют определенные соединения, вступающие в реакцию с кислородом, которые демонстрируют как собственную реакционноспособность по отношению к кислороду, так наряду с ней и реакционноспособность, промотируемую и/или запускаемую извне.

Твердофазная полимеризация эффективно увеличивает молекулярную массу согласно измерениям характеристической вязкости как сложных полиэфиров, так и полиамидов. В способе твердофазной полимеризации гранулы подвергают воздействию температур, меньших, чем температура, при которой гранулы становятся жидкими. Данное температурное воздействие оказывают в присутствии движущей силы, такой как инертный газ, или в вакууме. Из гранул удаляют побочные продукты реакции полимеризации, стимулируя, таким образом, равновесное увеличение молекулярной массы полимера. Поскольку во время изготовления гранулированию подвергают как сложный полиэфир, так и полиамид, в патенте Соединенных Штатов 5340884 высказываются в пользу их объединения в тот момент, когда производят резку одного или другого типа гранул во время их первоначального изготовления. Объединение сложного полиэфира и полиамида в тот момент, когда один или другой подвергают резке с получением гранул, устраняет последующую стадию экструдирования и резки. Однако объединение сложного полиэфира и полиамида на первой стадии резки требует последующего проведения для многокомпонентных гранул на основе сложного полиэфира-полиамида стадий тепловой обработки для кристаллизации, твердофазной полимеризации и высушивания и наличия у гранул способности выдерживать данную обработку. Данные стадии тепловой обработки можно проводить при температуре в диапазоне от 40°С до температуры, несколько меньшей температуры, при которой гранулы становятся жидкими, такой как температура, на 1°С или более часто по коммерческим причинам на 5°С меньшая температуры, при которой гранулы становятся жидкими.

В то время как в патенте Соединенных Штатов 5340884 высказываются в пользу объединения сложного полиэфира и полиамида на первой стадии резки, следует отметить, что гомогенно диспергированные комбинации полиамида и сложного полиэфира в маточных смесях, концентратах и предварительно составленных композициях нельзя подвергать воздействию условий твердофазной полимеризации без значительного уменьшения молекулярной массы полиамида и возникновения кардинальных изменений окраски. В патенте Соединенных Штатов 5340884 это сводят к минимуму в результате использования предварительно составленной композиции полиамидного концентрата, перемешиваемой со сложным полиэфиром. Несмотря на то, что предварительно составленная композиция концентрата может ослабить некоторые из эффектов последующей тепловой обработки, данный вариант не очень эффективен. Концентрату полиамида - сложного полиэфира свойственна та же самая проблема, что и раздельным гранулам сложного полиэфира и полиамида, высушенным совместно.

Проблема усугубляется в случае системы органического акцептирования, когда промотор окисления добавляют во время перемешивания полимеров в расплаве. Система вступает в реакцию с кислородом, и любую последующую тепловую обработку, и даже хранение, необходимо проводить в отсутствие кислорода.

В способе кристаллизации материал в гранулах переходит из состояния по существу аморфного в кристаллическое. Полимерные гранулы обычно являются аморфными, но будут кристаллизоваться при воздействии тепла и прохождении времени. Степень кристалличности зачастую выражают через процентную степень кристалличности и часто интерполируют, проводя деление разности между плотностью материала и плотностью аморфной фазы материала на разность между плотностью 100%-ной кристаллической фазы и плотностью аморфной фазы (степень кристалличности 0%). В случае полиэтилентерефталата или сополимера полиэтилентерефталата плотность аморфной фазы составляет 1,335 г/см³, плотность кристаллической фазы составляет 1,455 г/см³, и поэтому для данного образца выражение для процентной степени кристалличности имеет вид

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

где Ds представляет собой плотность образца в г/см³.

Уровни степени кристалличности также можно определить по методу дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК или Д. С. К.), в котором соотносят количество тепла, необходимое для плавления материала, с количеством тепла, необходимым для плавления образца, имеющего степень кристалличности 100%.

Предварительному составлению композиции в случае примешивания к гранулам компонентов, вступающих в реакцию с кислородом, свойственны те же самые ограничения, что и в случае смеси сложный полиэфир-полиамид. Предварительное составление композиции с участием гранул, вступающих в реакцию с кислородом, обходится в особенности дорого, поскольку гранулы с предварительно составленной композицией вступают в реакцию с кислородом, и их необходимо перерабатывать, хранить и транспортировать в отсутствие кислорода. Поэтому гранулы, вступающие в реакцию с кислородом, упаковывают в отсутствие кислорода в атмосфере азота в запечатанные пакеты из фольги.

В дополнение к этому, вступающие в реакцию с кислородом гранулы с предварительно составленной композицией не пригодны для проведения последующих тепловых обработок, таких как высушивание, кристаллизация или твердофазная полимеризация. Предварительно составленную композицию из сложного полиэфира и материала, вступающего в реакцию с кислородом, необходимо высушивать до проведения конечного перемешивания в расплаве. Таким образом, гранулы должны быть способны выдерживать воздействие способа высушивания. Высушивание под действием горячего воздуха в значительной степени исчерпывает возможности материала, вступающего в реакцию с кислородом, по расходованию кислорода.

В патенте Соединенных Штатов 6406766 сообщают о том, что процессы, следующие за полимеризацией, такие как высушивание, удаление летучих компонентов, кристаллизация и твердофазная полимеризация, ухудшают способность акцептировать кислород и сообщают о том, что степень утраты активности по акцептированию кислорода можно свести к минимуму в результате проведения таких операций при строгом отсутствии кислорода и ограничении воздействия кислорода на сополимер после проведения таких операций.

Несмотря на свои ограничения, современный промышленный подход заключается в получении предварительно составленной композиции в виде материала, чувствительного к воздействию кислорода, вместе с промотором/катализатором в маточной смеси, содержащей основной компонент конечного изделия, что приводит к созданию материала, вступающего в реакцию с кислородом, транспортировании материала, вступающего в реакцию с кислородом, в пакетах из фольги и впоследствии высушивании маточной смеси в присутствии азота или в вакууме непосредственно перед добавлением в процесс экструдирования для конечного перемешивания в расплаве.

В одном альтернативном варианте используют раздельные гранулы: одни гранулы, содержащие компонент, чувствительный к кислороду, и другие гранулы, содержащие основной компонент и промотор. Точное дозирование компонентов проводить трудно вследствие расслаивания, обусловленного различными удельными массами и электростатическими свойствами гранул, а получение предварительно составленной композиции из компонента, чувствительного к воздействию кислорода, и других компонентов и добавление промотора/катализатора во время стадии конечного перемешивания в расплаве могут исключить затраты на хранение, но вновь вводят трудности с дозированием и использование систем с раздельными потоками подаваемого исходного сырья.

В патенте Соединенных Штатов 5627218 и патенте Соединенных Штатов 5747548 описывают секционированные (зонированные) гранулы, в которых взаимодействующие или взаимореагирующие компоненты удерживают в раздельных секциях или зонах гранул вплоть до стадии конечного перемешивания в расплаве. Взаимодействующие/взаимореагирующие компоненты представляют собой химические реагенты, которые термически активируют для их участия в химической реакции при использовании гранул в операции формования. К типу реагента, классифицируемому как взаимодействующий или взаимореагирующий, относятся те компоненты, которые участвуют в реакции, которые должны быть проведены до завершения таким образом, чтобы продукты могли бы быть стандартизованными и демонстрирующими ограниченный рост макромолекул во время формования для того, чтобы предотвратить возникновение чрезмерной для формования жесткости продукта. В противоположность этому, в композиции секционированных гранул из патента Соединенных Штатов 5627218 используют медленность реакций, что позволяет легко заполнять форму до того, как реакция превратит легкотекучие материалы в менее легкотекучие материалы. Скорости реакций для взаимореагирующих/взаимодействующих соединений почти что в любом случае невелики. При перемешивании в расплаве начинаются реакции друг с другом между содержащимися в гранулах материалами. Времена реакций для реагентов, содержащихся в гранулах, в общем случае велики в сопоставлении со временем, необходимым для процесса формования или экструдирования. Получающееся в результате увеличение размера молекул и сложности связей приводит к улучшению физических свойств и в основном происходит после того, как материалу при формовании будет придана конечная форма. Можно сделать возможным медленное прохождение отверждения после формования, или же в любой момент можно провести отверждение в печи.

Для термоотверждающихся материалов типичной является переработка по способу реакционного экструдирования. Несмотря на то, что в теории определенные сложные полиэфиры-полиамиды в незначительной степени могут вступать в реакцию, которая известна как трансаминирование, реакция будет очень быстрой и, разумеется, как не приведет к повышению молекулярной массы или увеличению вязкости, так и не продолжится по завершении стадии экструдирования в расплаве. Известно, что полиэтилентерефталат не вступает в реакцию с поли-м-ксилиленадипамидом - MXD6.

В патентах Соединенных Штатов 5627218 и 5747548 сообщают о том, что секционированные гранулы содержат один или несколько химических реагентов, которые термически активируют для участия в химической реакции после использования гранул в операции формования. Также можно включить и катализаторы, которые ускоряют реакцию. В дополнение, по меньшей мере, к двум химическим реагентам патенты также предусматривают и добавки, не вступающие в химические реакции, такие как армирующие волокна, красители, смазки и тому подобное.

Благодаря удерживанию взаимодействующих/взаимореагирующих компонентов отдельно друг от друга вплоть до перемешивания в расплаве используют один тип гранул и делают ненужным использование усложненных систем потоков подаваемого исходного сырья, связанных со стадией конечного перемешивания в расплаве. Ни в патенте Соединенных Штатов 5627218, ни в патенте Соединенных Штатов 5747548 как не предусматривают, так и не описывают использования секционированных гранул для случая проведения реакции с соединением, внешним для гранул, таким как кислород.

В патенте Соединенных Штатов 6669986 описывают использование секционированных гранул для содействия высушиванию некристаллизуемых сложных полиэфиров в результате окружения их кристаллизуемым сложным полиэфиром для предотвращения склеивания или слипания. Как сообщают в патенте Соединенных Штатов 6669986, для осуществления этого компоненты должны быть химически подобны друг другу, что сделает их подходящими для использования при последующей переработке в расплаве. В патенте Соединенных Штатов 6669986 как не описывают, так и не предусматривают использования секционированных гранул для предохранения продуктов от участия в реакции с внешним соединением, таким как кислород в воздухе.

В патенте Соединенных Штатов 6669986 также описывают защиту ингредиентов гранул от воды, если вода будет запускать реакцию для акцептора кислорода на основе металла. Как обсуждалось ранее, это защита от механизма запускания, и здесь отсутствует описание защиты от реакции с соединением или для случая нахождения промотора внутри гранул. Однако в патенте Соединенных Штатов 6669986 не сообщают о защите компонентов от участия в реакции с кислородом.

В патентах Соединенных Штатов как 5747548, так и 6669986 описывают типы секционированных или зонированных гранул и то, как получают такие секционированные или зонированные гранулы. Примерами композиций, не предусматриваемых на предшествующем уровне техники, являются те композиции гранул, у которых, по меньшей мере, один из компонентов вступает в реакцию с соединениями в окружающей среде, такими как кислород, находящийся в воздухе.

Краткое изложение изобретения

Описываются способ и скомпонованные изделия для случая одновременной тепловой обработки, по меньшей мере, трех соединений, когда три соединения включают компонент, чувствительный к кислороду, компонент, инертный по отношению к кислороду, и промотор реакции, где компонент, чувствительный к кислороду, присутствует в первой секционированной зоне, и где компонент, инертный по отношению к кислороду, присутствует во второй секционированной зоне, и первая секционированная зона и вторая секционированная зона скомпонованы в конфигурации «бок о бок», при этом ни одна из зон не окружает другую зону ни в одной из плоскостей гранулы. Предпочтительный вариант реализации гранул изобретения состоит по существу из двух секций, а более предпочтительно - только из двух секций. В предпочтительном варианте данные секции имеют непрерывную структуру.

Кроме того, описание изобретения выявляет способ тепловой обработки гранул смолы, содержащих соединение, чувствительное к кислороду, соединение, инертное по отношению к кислороду, и промотор реакции, где соединение, чувствительное к кислороду, присутствует в первой секционированной зоне, и где соединение, инертное по отношению к кислороду, присутствует во второй секционированной зоне, включающий нагревание гранул смолы до температуры, которая находится в пределах диапазона от 40°С до температуры, которая, по меньшей мере, на 1°С меньше температуры, при которой гранулы становятся жидкими.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает гранулу смолы, имеющую две секции или зоны, скомпонованные в конфигурации «ядро-оболочка», которая не соответствует настоящему изобретению;

Фиг. 2 изображает гранулу смолы, имеющую две секции или зоны, скомпонованные в конфигурации «ядро-оболочка», не соответствующей настоящему изобретению, где ядро инкапсулируют, окружают или охватывают слоем внешней оболочки;

Фиг. 3 изображает гранулу смолы, имеющую три секции или зоны, скомпонованные в многослойной или сэндвичевой конфигурации;

Фиг. 4 изображает гранулу смолы, имеющую три секционированные зоны, скомпонованные в конфигурации, не соответствующей настоящему изобретению, в виде двух концентрических слоев, окружающих ядро;

Фиг. 5А, 5В, 5С изображают примеры различных конфигураций гранул смолы, имеющих две секции, где секции располагают одну рядом с другой, получая то, что называют конфигурацией «бок о бок».

Подробное описание

Секционированная конфигурация, подробно описанная далее, является подходящей для использования в системах, вступающих в реакцию с кислородом, благодаря тому что она позволяет подвергать их впоследствии воздействию операций последующей тепловой обработки в кислородсодержащей окружающей среде, такой как воздух, которые включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: высушивание, удаление летучих компонентов, кристаллизация, твердофазная полимеризация и хранение.

Гранулы, скомпонованные в секционированной конфигурации, содержат, по меньшей мере, один полимер, инертный по отношению к кислороду, такой как сложный полиэфир, по меньшей мере, один компонент, чувствительный к кислороду, такой как полиамид или сложный полиэфир, содержащий мономеры полибутадиена, и, по меньшей мере, один промотор реакции, такой как соединение кобальта, который в случае введения упомянутого промотора реакции в контакт с компонентом, чувствительным к кислороду, может инициировать и/или катализировать прохождение реакции между компонентом, чувствительным к кислороду, и кислородом и, таким образом, превращать компонент, чувствительный к кислороду, в компонент, вступающий в реакцию с кислородом.

Для целей данного описания изобретения компонент, который вступает в реакцию с кислородом, называют компонентом, вступающим в реакцию с кислородом, или акцептором кислорода. Прохождение реакции между компонентом и кислородом зачастую промотируют при использовании дополнительного компонента, который также присутствует в стенке упаковки. Компонент, который в присутствии промотора становится реакционноспособным по отношению к кислороду, называют компонентом, чувствительным к кислороду. Промотор обычно инициирует, а зачастую катализирует прохождение реакции между компонентом, чувствительным к кислороду, и кислородом. После того как компонент, чувствительный к кислороду, будет подвергнут воздействию промотора и станет реакционноспособным по отношению к кислороду, компонент, чувствительный к кислороду, станет компонентом, вступающим в реакцию с кислородом. Компонент, чувствительный к кислороду/вступающий в реакцию с кислородом может быть органическим, неорганическим или металлом в восстановленном валентном состоянии.

В противоположность этому компонент, инертный по отношению к кислороду, означает компонент, который не становится реакционноспособным по отношению к кислороду при введении в контакт с промотором при уровнях содержания, которые превращают компонент, чувствительный к кислороду, в компонент, вступающий в реакцию с кислородом. Это легко можно определить в результате объединения компонента, чувствительного к кислороду, с промотором и измерения расходования кислорода. После этого предложенный компонент, инертный по отношению к кислороду, объединяют только с промотором и измеряют реакционноспособность по отношению к кислороду. Согласно наблюдениям большинство органических соединений демонстрирует определенный, очень небольшой уровень собственной реакционноспособности по отношению к кислороду. В присутствии промотора компонент, инертный по отношению к кислороду, должен демонстрировать незначительное увеличение уровня реакционноспособности по отношению к кислороду. Хорошим ориентиром является вариант, когда компонент, инертный по отношению к кислороду, в присутствии промотора будет демонстрировать всего лишь в два раза больший уровень реакционноспособности по отношению к кислороду в сопоставлении с тем, что имеет место в случае компонента, инертного по отношению к кислороду, в отсутствие промотора. Несмотря на то, что в два раза больший уровень реакционноспособности по отношению к кислороду у компонента, инертного по отношению к кислороду, является приемлемым, предпочтительный уровень реакционноспособности по отношению к кислороду соответствует случаю, когда компонент, инертный по отношению к кислороду, в присутствии промотора будет приводить к менее чем 20%-ному, а предпочтительно к менее чем 10%-ному увеличению и предпочтительно не будет приводить к увеличению расходования кислорода в сопоставлении с тем, что имеет место в случае компонента, инертного по отношению к кислороду, в отсутствие промотора. Незначительно повышенное увеличение может быть обусловлено следовыми количествами катализатора, загрязнителей или даже промотора, который в небольшой степени сам по себе и без помощи извне может вступать в реакцию с кислородом.

В базовом концептуальном варианте реализации фигуры 1 полимер, инертный по отношению к кислороду, компонент, чувствительный к кислороду, и промотор, не допуская их перемешивания, размещают в зонах или секциях гранул таким образом, чтобы количество промотора, находящегося в непосредственном контакте с компонентом, чувствительным к кислороду, было бы недостаточным для существенного инициирования или катализирования прохождения реакции с кислородом, но чтобы количество промотора было бы более чем достаточно для этого при гомогенизации ингредиентов во время их перемешивания на стадии конечного экструдирования из расплава.

Промотор и компонент, чувствительный к кислороду, можно, по существу не допуская их перемешивания, разместить в гранулах в противоположность гомогенным диспергированию или солюбилизации друг в друге. В одном варианте реализации компонент, чувствительный к кислороду, размещают в одной секции (см., например, элементы 5А1, 5В1 и 5С1 на фигурах 5А, 5В и 5С), а промотор диспергируют в компоненте, инертном по отношению к кислороду, обозначенном как 5А2, 5В2 и 5С2 на фигурах 5А, 5В и 5С, в количествах, достаточных для инициирования и/или катализирования прохождения реакции между компонентом, чувствительным к кислороду, и кислородом во время переработки гранул на стадии конечного перемешивания в расплаве. В случае данной конфигурации компонент, чувствительный к кислороду, должен оставаться по существу нереакционноспособным по отношению к кислороду вплоть до его объединения с промотором во время конечного перемешивания в расплаве. Теперь гранулы изобретения можно будет хранить в кислородсодержащей окружающей среде, такой как воздух, и подвергать воздействию тепловых обработок в присутствии кислорода, поскольку соединение, чувствительное к кислороду, будет демонстрировать незначительную реакционноспособность или не будет демонстрировать никакой реакционноспособности по отношению к кислороду вплоть до конечного перемешивания в расплаве.

Соединением, вступающим в реакцию с кислородом, может быть одно из множества соединений. Соединением, вступающим в реакцию с кислородом данного конкретного варианта реализации, является компонент, чувствительный к кислороду, который для инициирования или катализирования прохождения реакции с кислородом требует наличия промотора реакции. В работе Active Food Packaging, M. L. Rooney ed., 1995, p. 74-110, которая является ссылкой, описывают различные типы окисляемых органических соединений, чувствительных к кислороду. В общем случае соединениями, чувствительными к кислороду, являются органические соединения с ненасыщенностью этиленового типа, и они могут иметь, по меньшей мере, один аллильный водород, который отщепляется в присутствии кислорода и промотора, который является инициатором или катализатором.

В данном контексте катализатор может являться инициатором, но инициатор не всегда является катализатором. В общем случае без присутствия инициатора или катализатора реакция с кислородом протекает очень медленно или не протекает вообще. Инициатором является то, что запускает прохождение быстрой реакции между соединением и кислородом. Катализатор может как запускать реакцию, так и увеличивать степень прохождения реакции, но участия в реакции не принимает.

В присутствии катализатора на основе переходного металла полиамиды, подобные полиолефинам, становятся реакционноспособными по отношению к кислороду и поэтому также являются компонентами, чувствительными к кислороду. Таким образом, полиамидами также является один из предпочтительных компонентов, чувствительных к кислороду. Говоря конкретно, полиамиды, описанные далее, являются подходящими для использования компонентами, чувствительными к кислороду. В числе данных полиамидов предпочтительным является фрагмент м-ксилиленадипамида (MXD6). Другими примерами материалов, чувствительных к кислороду, являются полибутадиен, олигомерные полибутадиены и терпены, которые обеспечивают промотирование (инициирование и/или катализирование) при использовании катализатора на основе переходного металла.

Другие примеры окисляемых органических соединений включают полибутадиен, негидрированные олигомерные полибутадиены, олигомерные полипропиленоксиды и ароматические соединения с боковыми метильными группами. Подходящим для использования будет являться множество форм полибутадиена, включающее те из них, которые характеризуются высоким уровнем содержания цис-микроструктур, высоким уровнем содержания винильных микроструктур и наличием синдиотактических микроструктур.

В дополнение к физическому перемешиванию с основным компонентом компонент, чувствительный к кислороду, можно химически функционализовать на одном или нескольких участках и ввести в реакцию с материалом, совместимым с основным компонентом. Функционализация может обеспечить размещение во фрагменте, например, по меньшей мере, одной карбоксильной, гидроксильной или аминовой группы. Предпочтительно, на каждом конце фрагмента присутствуют две функциональные группы. Типами материалов, совместимых со сложным полиэфиром, является продукт реакции между преимущественно поликонденсатными сегментами, выбираемыми из группы, состоящей из сложных полиэфиров, упомянутых в документе USA 21 CFR 177.1590, и полиамидами, содержащими незначительное количество сегментов компонента, чувствительного к кислороду, выбираемых из группы, состоящей из функционализированного полибутадиена, негидрированных олигомерных полибутадиенов, олигомерных полипропиленоксидов и ароматических соединений с боковыми метильными группами. В документе USA 21 CFR 177.1590 описывают поликонденсаты в виде эластомерных сложных полиэфиров, полученных в результате проведения реакции сложноэфирного обмена, когда один или несколько из следующих далее фталатов - диметилтерефталат, диметилортофталат и диметилизофталат - вводят в реакцию с альфа-гидро-омега-гидроксиполи(окситетраметиленом) и/или 1,4-бутандиолом таким образом, чтобы конечный эластомер характеризовался бы среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 20000 до 30000. Данные конденсаты также можно описать как поликонденсат, образованный из одного или нескольких фталатов, выбираемых из группы, состоящей из терефталата, ортофталата и изофталата, где упомянутый поликонденсат дополнительно образован из одного или нескольких гликолей, выбираемых из группы, состоящей из альфа-гидро-омега-гидроксиполи(окситетраметилена) и 1,4-бутандиола, и поликонденсат характеризуется среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 20000 до 30000. Альфа-гидро-омега-гидроксиполи(окситетраметилен) представляет собой полимерную форму 1,4-бутандиола. Подходящими для использования также являются и моноэтиленгликоль (этиленгликоль) и его полимер, также известный под названием полиэтиленгликоль.

Обычно получения наилучшей совместимости добиваются при введении материала, акцептирующего кислород, в реакцию с самим основным компонентом. Таким образом, объединяя данные молекулы, содержащие материал, акцептирующий кислород, и являющиеся компонентами, чувствительными к кислороду, с молекулами, не имеющими материала, акцептирующего кислород, и являющимися компонентами, инертными по отношению к кислороду. В патенте Соединенных Штатов 6406766 описывают то, как это можно осуществить. Поскольку в патенте Соединенных Штатов 6406766 сообщают о проведении реакции для функционализации полибутадиена с его введением в сегмент сложного полиэфира, авторы из данного патента рассматривают функционализированный полибутадиен в качестве мономера для сегмента сложного полиэфира. Для целей данного описания термин функционализированный полибутадиен эквивалентен термину полибутадиеновый мономер, обнаруживаемому в патенте Соединенных Штатов 6406766. Предпочтительно функционализированный акцептор кислорода вводят в реакцию с тем же самым типом материала, что и основной компонент. Другими словами, получения наилучшей совместимости с полиэтилентерефталатом добиваются тогда, когда функционализированный акцептор кислорода вводят в реакцию с полиэтилентерефталатом или сополимером полиэтилентерефталата.

Промотор является инициатором или катализатором и представляет собой любое соединение, которое запускает и/или ускоряет прохождение реакции между компонентом, чувствительным к кислороду, и кислородом. Промотором обычно является переходный металл, более предпочтительно соль кобальта, такая как неодеканоат кобальта, и он не расходуется в результате прохождения реакции между материалом, чувствительным к кислороду, и кислородом. В дополнение к этому, компонент, чувствительный к кислороду, является достаточно нереакционноспособным по отношению к кислороду, если только промотор не будет присутствовать в достаточных количествах. Для инициирования прохождения реакции с кислородом или высвобождения инициатора промотор также может потребовать дополнительного воздействия, внешнего по отношению к гранулам, такого как использование энергии излучения (свет, УФ-свет, микроволновое излучение) или введение в контакт с еще одним веществом, таким как вода.

Количество промотора обычно экспериментально определяют, исходя из величины необходимого расходования кислорода типа компонента, чувствительного к кислороду, и типа промотора. В общем случае количество промотора варьируется в диапазоне от 30 до 1000 ч/млн иона металла при расчете на количество компонента, чувствительного к кислороду. Однако известно, что промотируют прохождение реакции с кислородом также и значения в диапазоне от 50 до 500 ч/млн и от 100 до 300 ч/млн иона металла при расчете на массу компонента, чувствительного к воздействию кислорода.

Еще одним вариантом реализации являются секционированные гранулы, характеризующиеся высокой концентрацией компонента, чувствительного к кислороду, поблизости от слоя компонента, инертного по отношению к кислороду, содержащего, по меньшей мере, некоторое количество промотора. Например, гранулы с конфигурацией «бок о бок» могут включать первую зону, составляющую 95% от объема гранул и содержащую материал, чувствительный к кислороду, такой как полиамид и/или полибутадиеновая структура, и дополнительно включать вторую зону, составляющую 5% от объема, где вторая зона содержит материал, инертный по отношению к кислороду, и промотор. Несмотря на то, что конфигурация не ограничивается нижеследующим, примерами конфигураций, которые попадают в объем данного изобретения, являются сэндвичевая форма фиг.3 и любой из вариантов конфигурации «бок о бок», продемонстрированных на фиг.5. Данные гранулы можно подвергать воздействию всех тепловых процессов совместно с гранулами сложного полиэфира, или их можно добавлять в сушилку, запитывающую экструдер, и гранулы можно хранить в кислородсодержащей окружающей среде, что не приведет к инициированию реакции между компонентом, чувствительным к кислороду, и кислородом.

Один вариант реализации заключает