Диольная композиция и сложный полиэфир

Диольная композиция и сложный полиэфир

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к диольной композиции, содержащей диол в качестве основного компонента, где данную композицию используют в качестве сложного полиэфира, и к сложному полиэфиру, и к его получению из диольной композиции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сложный полиэфир используется в широком спектре областей применения, включающих волокна, пленки и бутылки, вследствие его превосходных свойств. Например, полиэтилентерефталат, который получают в результате поликонденсации этиленгликоля и терефталевой кислоты, используется во многих областях применения вследствие его превосходных механической прочности, химических свойств и тому подобного, и его производят массово по всему миру в качестве синтетического волокна, наиболее подходящего для изготовления одежды. Например, для политриметилентерефталата, который получают из 1,3-пропандиола и терефталевой кислоты, его рынок расширяется вследствие разработки в последние годы недорогих способов синтеза 1,3-пропандиола, и политриметилентерефталат предполагается использовать при изготовлении одежды мягкой текстуры, использующей свойства полимера, такие как превосходная прочность на растяжение и низкое значение модуля Юнга.

В последние годы вследствие проблем стремительного роста цен и исчерпания нефтяных ресурсов становятся востребованными сложные полиэфиры, полученные из источников на основе биомассы. В дополнение к полимолочной кислоте, получаемой в ходе полимеризации молочной кислоты, получаемой способом ферментации, в качестве сложного полиэфира, полученного из источников на основе биомассы, был разработан полибутиленсукцинат, получаемый в результате синтеза мономера в ходе химической конверсии янтарной кислоты, получаемой способом ферментации, и полимеризации мономера (патентный документ 1). Сложным полиэфирам, полученным из источников на основе биомассы, свойственна проблема, заключающаяся в возможном наличии примесей, происходящих из источника биомассы, и в качестве средства разрешения проблемы были разработаны способы удаления примесей, происходящих из источников биомассы, при использовании нанофильтрационной мембраны (патентные документы 2 и 3).

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: японский патент № 4380654

Патентный документ 2: JP 2007-502325 W

Патентный документ 3: JP 2010-150248 A

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Из сложного полиэфира получают различные формованные изделия посредством формования, и, как известно, в ходе формования из расплава сложный полиэфир разлагается, где данное разложение в общем случае выражают в виде скорости потери массы при нагревании. Высокая скорость потери массы при нагревании может вызвать ухудшение механических свойств смолы или уменьшить стабильность при формовании.

В качестве сложного полиэфира с ароматической основной цепью, характеризующегося низкой скоростью потери массы при нагревании, были разработаны полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат и полибутилентерефталат, и дальнейшее уменьшение скорости потери массы при нагревании для данных сложных полиэфиров дополнительно улучшает их физические свойства и, в дополнение к этому, делает возможным высокоскоростное формование при высокой температуре.

Таким образом, одна цель настоящего изобретения заключается в разработке способа получения сложного полиэфира, характеризующегося меньшей скоростью потери массы при нагревании и в большей мере превосходными механическими свойствами и стабильностью при формовании по сравнению с традиционными сложными полиэфирами.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Для решения описанных выше проблем авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования, целью которых была разработка диольного компонента, составляющего сложный полиэфир. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что контроль электрической проводимости диольной композиции, используемой в качестве материала сложного полиэфира, уменьшает скорость потери массы при нагревании сложного полиэфира и обеспечивает сложный полиэфир с превосходными механическими свойствами и технологическими характеристиками при формовании, и, тем самым, достигали цели, поставленной настоящим изобретением.

Таким образом, настоящее изобретение составляют представленные ниже пункты (1)-(7).

(1) Диольная композиция, содержащая диол в качестве основного компонента и характеризующаяся электрической проводимостью в диапазоне от 0,6 до 30 мСм/м.

(2) Диольная композиция по п.(1) и характеризующаяся значением рН в диапазоне от 5 до 7,5.

(3) Диольная композиция по п.(1) или п.(2), содержащая диол, полученный из источников на основе биомассы.

(4) Диольная композиция по любому из пп.(1)-(3), содержащая в качестве основного компонента линейный алифатический диол.

(5) Диольная композиция по любому из пп.(1)-(4), где линейный алифатический диол представляет собой этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол или 2,3-бутандиол.

(6) Сложный полиэфир, полученный из диольной композиции по любому из пп.(1)-(5) и дикарбоновой кислоты.

(7) Формованное изделие, изготовленное путем формования сложного полиэфира по п.(6).

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает сложный полиэфир, характеризующийся пониженной скоростью потери массы при нагревании и, в дополнение к этому, превосходной цветовой окраской при одновременном сохранении эксплуатационных характеристик традиционных сложных полиэфиров. Кроме того, сложный полиэфир, полученный по настоящему изобретению, характеризуется превосходными механическими свойствами и стабильностью при формовании и, в дополнение к этому, делает возможным высокоскоростное формование при использовании формования из расплава при высокой температуре, и, следовательно, физические свойства формованного изделия и производительность будут улучшены по сравнению с традиционными сложными полиэфирами.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Диольная композиция по изобретению содержит диол в качестве основного компонента и, в дополнение к этому, вещество, которое вносит свой вклад в электрическую проводимость, в качестве вспомогательного компонента (ниже в настоящем документе называемое «вспомогательный компонент»). Диол представляет собой общий термин для соединений, имеющих две гидроксильные группы и при совместном использовании с дикарбоновой кислотой известных в качестве сложного полиэфира. Как известно, сам диол не характеризуется электрической проводимостью. Конкретные примеры диолов включают линейные алифатические диолы, такие как этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,2-пентандиол, 1,3-пентандиол, 1,4-пентандиол, неопентилгликоль, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленгликоль; разветвленные алифатические диолы, такие как 2-метил-1,3-пропандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 2-метил-1,8-октандиол и 2,2-диэтил-1,3-пропандиол; циклические алифатические диолы, такие как 1,2-циклогександиол, 1,4-циклогександиол, 1,2-циклогександиметанол, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклобутандиол, 2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиол, гидрированный бисфенол А, изосорбид, изоманнид и изоидид; и дополнительно ароматические диолы, такие как гидрохинон, резорцин, дигидроксибифенил, нафталиндиол, дигидроксибензол и дигидрокситолуол. Диольная композиция по изобретению может содержать по меньшей мере один из данных диолов, и может содержать два или более диола. Уровень содержания диола в диольной композиции предпочтительно составляет 95% масс. или более, и более предпочтительно 99% масс. или более.

Примеры вспомогательных компонентов, содержащихся в диольной композиции, включают органические кислоты, аминокислоты, амины и аммиак, диоксид углерода и тому подобное. Конкретные примеры органических кислот включают щавелевую кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, муравьиную кислоту, пировиноградную кислоту, пропионовую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, лимонную кислоту, гликолевую кислоту, яблочную кислоту, н-масляную кислоту, изомасляную кислоту, гидроксимасляную кислоту, α-кетоглутаровую кислоту, малеиновую кислоту, винную кислоту, глиоксиловую кислоту, цитраконовую кислоту, пироглутаровую кислоту и аскорбиновую кислоту, которые могут быть использованы индивидуально или в комбинации. Данные вспомогательное компоненты до настоящего времени предполагались в качестве вещества, вызывающего окрашивание сложного полиэфира, и содержания данных вспомогательных компонентов в диольной композиции для материала сложного полиэфира до настоящего времени избегали. Однако, настоящее изобретение характеризуется обязательным наличием данных вспомогательных компонентов для контролируемого выдерживания электрической проводимости диольной композиции и использованием диольной композиции в качестве материала сложного полиэфира, что, тем самым, уменьшает скорость потери массы при нагревании сложного полиэфира.

Более конкретно, диольная композиция по изобретению за счет наличия вспомогательных компонентов характеризуется электрической проводимостью в диапазоне от 0,6 до 30 мСм/м. Электрическая проводимость диольной композиции представляет собой величину электрической проводимости, измеренную при погружении электрода с платиновой чернью в водный раствор диольной композиции при 23°С при концентрации диольной композиции 16,67% масс., и электрическая проводимость может быть измерена при использовании ячейки для определения электрической проводимости в аппарате для определения качества воды. Электрическая проводимость диольной композиции коррелирует с уровнем содержания вспомогательных компонентов в диольной композиции, и поэтому электрическую проводимость диольной композиции можно контролируемо выдерживать в результате контролируемого выдерживания уровня содержания вспомогательных компонентов. В случае нахождения электрической проводимости диольной композиции в данном диапазоне скорость потери массы при нагревании сложного полиэфира, полученного из диольной композиции, уменьшится. Однако, электрическая проводимость, составляющая 0,6 мСм/м или менее, не является предпочтительной, поскольку это увеличивает скорость потери массы при нагревании сложного полиэфира, и электрическая проводимость, большая, чем 30 мСм/м, не является предпочтительной, поскольку это ингибирует полимеризацию сложного полиэфира и уменьшает молекулярную массу, температуру плавления и выход сложного полиэфира. С точки зрения предотвращения окрашивания сложного полиэфира вследствие присутствия вспомогательных компонентов верхний предел электрической проводимости диольной композиции предпочтительно составляет не более 10 мСм/м, и более предпочтительно не более 3 мСм/м.

Диольная композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно характеризуется значением рН в диапазоне от 5 до 7,5. Значение рН диольной композиции является значением рН водного раствора диольной композиции при 23°С для концентрации диольной композиции 16,67% масс. В случае значения рН менее 5, при полимеризации сложного полиэфира могут образовываться побочные продукты и уменьшаться выход. В случае значения рН более 7,5, будет иметь место то же самое, что и в случае значения рН, меньшего, чем 5, а если в дополнение к этому присутствует аминовое соединение в избыточном количестве, могут проявляться окрашивание сложного полиэфира и неприятный запах. Значение рН более предпочтительно находится в диапазоне от 6 до 7. Значение рН диольной композиции можно контролировать путем добавления надлежащего количества кислоты или щелочи, соблюдая диапазон электрической проводимости от 0,6 до 30 мСм.

Если диол, содержащийся в диольной композиции, присутствует в виде очищенного диола, полученного в ходе ряда известных органических химических каталитических реакций из ацетилена, малеинового ангидрида или пропиленоксида, полученных из нефти, (ниже в настоящем документе называемый "диол, полученный из нефти"), то вышеупомянутые вспомогательные компоненты не образуются в виде примесей, или, если все же образуются, то будут содержаться в бесконечно малом количестве, и, таким образом, электрическую проводимость диольной композиции можно контролировать в желательном диапазоне путем добавления соответствующего количества к очищенному диолу вспомогательных компонентов.

В случае, если диол в композиции получен из источников на основе биомассы, (ниже в настоящем документе его называют "диол, полученный из источников на основе биомассы"), вспомогательные компоненты, происходящие из биомассы, могут присутствовать в виде примесей, образованных в ходе получения диола, и, таким образом, количество вспомогательных компонентов, содержащихся в диольной композиции, можно контролировать путем контроля за процессом очистки диола, в результате чего, в свою очередь, можно контролировать величину электрической проводимости диольной композиции.

Конкретные примеры источников на основе биомассы включают моносахариды, такие как гексозы, такие как глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза, сорбоза и тагатоза, и пентозы, такие как арабиноза, ксилоза, рибоза, ксилулоза и рибулоза; дисахариды/полисахариды, такие как пентозан, сахароза, крахмал и целлюлоза; жирные кислоты, такие как масляная кислота, капроновая кислота, каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, пальмитолеиновая кислота, стеариновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота, монокутиновая кислота, арахидиновая кислота, эйкозеновая кислота, арахидоновая кислота, бегеновая кислота, эруковая кислота, докозапентаеновая кислота, докозагексаеновая кислота, лигноцериновая кислота и церакореновая кислота; и полиспирты, такие как глицерин, маннит, ксилит и рибит.

Диол, полученный из источников на основе биомассы, может быть получен из источников на основе биомассы в результате использования известных органических химических каталитических реакций, путем превращения промежуточного продукта, такого как дикарбоновая кислота, ангидрид дикарбоновой кислоты или циклический простой эфир, полученного культивированием микроорганизмов, которые способны усваивать источники на основе биомассы, в диол в результате химического превращения, или может быть получен непосредственно путем культивирования микроорганизмов, которые способны усваивать биомассу.

Для способа получения диола из источников на основе биомассы в результате использования известных органических химических каталитических реакций, например, использования пентозы в качестве источников на основе биомассы, диол, такой как бутандиол, может быть легко получен в результате комбинирования известной реакции дегидратации и каталитической реакции.

Один из известных способов превращения промежуточного продукта, полученного из источников на основе биомассы, в диол в результате осуществления химической реакции заключается в гидрировании дикарбоновой кислоты, полученной посредством известной культуры микроорганизмов, под действием катализатора восстановления с получением диола. В случае 1,4-бутандиола, примеры способа включают превращение, например, янтарной кислоты, янтарного ангидрида, сложного эфира янтарной кислоты, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, сложного эфира малеиновой кислоты, тетрагидрофурана или γ-бутиролактона, полученных посредством известной культуры микроорганизмов, в 1,4-бутандиол в результате проведения химического синтеза, и эффективным и предпочтительным является получение 1,4-бутандиола путем гидрирования янтарной кислоты под действием катализатора восстановления.

Примеры известных способов получения диола непосредственно в ходе ферментации микроорганизмов, которые способны усваивать источники на основе биомассы, включают способ получения 1,3-пропандиола или 1,4-бутандиола, описанный в публикации WO2007/097260, способ получения 1,2-пропандиола, описанный в публикации WO2005/073364, и способ получения этиленгликоля, описанный в японском патенте № 4380654. Кроме того, в полной мере предполагается, что недавние разработки метаболической инженерии микроорганизмов и генной инженерии приведут к созданию способов получения различных диолов непосредственно в результате культивирования микроорганизмов.

Предпочтительными диолами, полученными из источников на основе биомассы, с учетом известного технологического уровня получения диола, являются линейные алифатические диолы, такие как этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,2-пентандиол, 1,3-пентандиол, 1,4-пентандиол, неопентилгликоль, диэтиленгликоль, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленгликоль, и этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол и 2,3-бутандиол являются более предпочтительными.

Для получения диольной композиции по изобретению из диола, полученного из нефти, вспомогательные компоненты могут быть надлежащим образом добавлены к диолу, полученному из нефти, поскольку вспомогательные компоненты не содержатся в диоле, полученном из нефти, как это упоминалось выше.

В способе получения диольной композиции по изобретению из диола, полученного из источников на основе биомассы, в случае получения диола путем проведения химической реакции для промежуточного продукта, полученного из источников на основе биомассы, вспомогательные компоненты, полученные из источников на основе биомассы, иногда удаляют на стадии очистки промежуточного продукта, в случае чего вспомогательные компоненты могут быть добавлены по мере надобности. В случае получения диола непосредственно в результате культивирования микроорганизмов, которые способны усваивать источники на основе биомассы, очистка диолсодержащего культурального раствора позволяет контролировать уровень содержания вспомогательных компонентов, полученных из источников на основе биомассы, и контролировать электрическую проводимость диольной композиции. Как упоминалось выше, вспомогательные компоненты, которые могут содержаться в диоле, полученном из источников на основе биомассы, предположительно представляют собой вещество, вызывающее ухудшение цветовой окраски сложного полиэфира, и цель предшествующего уровня техники заключалась в насколько возможно большем удалении вспомогательных компонентов, полученных из источников на основе биомассы, в результате проведения высокой очистки раствора, содержащего диол, полученный из источников на основе биомассы. Поэтому никогда не было известно о технологической идеи, заключающейся в намеренном проведении очистки таким образом, чтобы сохранить вспомогательные компоненты, полученные из источников на основе биомассы, для контроля величины электрической проводимости диольной композиции. Например, в публикации JP 2007-502325 W описывается способ высокой очистки диола с применением очистки при использовании нанофильтрационной мембраны, но электрическая проводимость диольной композиции, полученной по данному способу, согласно оценке является меньшей, чем 0,6 мСм/м (см. JP 2007-502325 W, параграф [0130]). Кроме того, JP 2010-150248 A раскрывает способ очистки диолсодержащего раствора, но электрическая проводимость диольной композиции, полученной по данному способу, оказалась большей, чем 30 мСм/м, на основании экспериментальных результатов авторов настоящего изобретения (см. примеры). Таким образом, авторы настоящего изобретения провели тщательные исследования в отношении способа очистки для получения диольной композиции по изобретению из диола, полученного из источников на основе биомассы, и обнаружили, что желательная электрическая проводимость может быть достигнута в результате улучшения способа очистки, описанного в JP 2010-150248 A, и включения стадии электродиализа (стадия В) между стадией очистки при использовании нанофильтрационной мембраны (стадия А) и стадией перегонки (стадия С) (см. примеры).

Теперь в качестве примера способов получения диольной композиции согласно настоящему изобретению будет подробно описан способ, в котором комбинируют стадии А-С, где данным способом является улучшенный способ очистки диола относительно способа, описанного в JP 2010-150248 A.

Стадия очистки при использовании нанофильтрационной мембраны (стадия А) может быть реализована в соответствии со способом, описанным в JP 2010-150248 A. Используемая нанофильтрационная мембрана предпочтительно является нанофильтрационной мембраной, содержащей полиамид в качестве функционального слоя, и более предпочтительно нанофильтрационной мембраной, содержащей мостиковый пиперазинполиамид в качестве основного компонента и полиамид, содержащий компонент, имеющий приведенную ниже формулу 1, в качестве функционального слоя.

Формула 1

(где R представляет собой -Н или -СН₃, и n представляет собой целое число от 0 до 3).

Диолсодержащий раствор, полученный на стадии А, предпочтительно концентрируют, поскольку в случае низкой концентрации диола на последующей стадии С потребуется много энергии для удаления воды, имеющей температуру кипения, меньшую, чем температура кипения диола. Обычный способ концентрирования раствора пермеата нанофильтрационной мембраны представляет собой способ, использующий концентратор, такой как испаритель, где данный способ может быть использован в настоящем изобретении, но энергия и время, требуемые для концентрирования, будут огромными вследствие намного большей теплоемкости воды в сопоставлении с теплоемкостями органических растворителей. Концентрирование при использовании обратноосмотической мембраны превосходит концентрирование с использованием испарителя в отношении уменьшения энергозатрат, и предпочтительно используется оно. Стадия концентрирования диолсодержащего раствора при использовании обратноосмотической мембраны может быть реализована в соответствии со способом, описанным в JP 2010-150243 A.

Из диолсодержащего раствора, полученного на стадии А, вспомогательные компоненты, оставшиеся по завершении стадии очистки при использовании нанофильтрационной мембраны, могут быть дополнительно удалены на стадии электродиализа (стадия В). Электродиализ представляет собой способ удаления ионных веществ из диолсодержащего раствора посредством катионообменных мембран и анионообменных мембран. Существуют ионообменные мембраны, характеризующиеся границей отсечки задерживаемых компонентов по молекулярной массе, составляющей, например, 100, 300 или 500, которые могут быть выбраны надлежащим образом.

Стадия перегонки (стадия С) может быть реализована в соответствии со способом, описанным в JP 2010-150248 A.

Кроме того, для контроля электрической проводимости в результате очистки диолсодержащего культурального раствора могут быть использованы абсорбенты. В качестве абсорбента известны активированный уголь, цеолит, синтетические смолы и тому подобное. При удаления гидрофобных компонентов предпочтительным будет являться активированный уголь, а при удалении гидрофильных компонентов, предпочтительно использовать гидрофилизованные цеолит или синтетическую смолу.

Кроме того, диолсодержащий раствор может быть подвергнут кристаллизации. Кристаллизация представляет собой способ, в котором высококонцентрированную диольную композицию охлаждают до ее температуры плавления или ниже, и кристаллизованные продукты отделяют от примесей путем фильтрования. Кристаллизация является предпочтительной вследствие высокой селективности для подобных соединений и высокого очищающего эффекта. Однако, поскольку требуется колоссальная энергия для охлаждения и возможны трудности при отделении вязких компонентов в ходе фильтрования, для получения высококачественных диольных композиций предпочтительно используют кристаллизацию.

Дикарбоновая кислота, которую используют в качестве материала сложного полиэфира совместно с диольной композицией по изобретению, может быть синтезирована путем проведения нефтехимического способа (способа органического синтеза), может быть получена за счет микроорганизмов посредством ферментации или может быть получена в результате комбинирования нефтехимического способа и способа ферментации.

Конкретные примеры дикарбоновых кислот включают ароматические дикарбоновые кислоты, алифатические дикарбоновые кислоты и алициклические дикарбоновые кислоты. Примеры ароматических дикарбоновых кислот включают терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, фталевую кислоту, дифенилдикарбоновую кислоту, дифениловый эфир дикарбоновой кислоты, дифеноксиэтандикарбоновую кислоту и 5-натрийсульфоизофталевую кислоту; примеры алифатических дикарбоновых кислот включают щавелевую кислоту, янтарную кислоту, адипиновую кислоту, себациновую кислоту, димерную кислоту, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту; а примеры алициклических дикарбоновых кислот включают 1,4-циклогександикарбоновую кислоту и декалиндикарбоновую кислоту. Кроме того, дикарбоновой кислотой может быть дикарбоновая кислота, полученная из биомассы по способу ферментации. Ее примеры включают янтарную кислоту, полученную в результате выращивания рекомбинантных бактерий Brevibacterium flavum - аэробных коринеформных бактерий, а затем обеспечения анаэробного воздействия бактерий на органический сырьевой материал в растворе, содержащем диоксид углерода, (JP 11-196888 A). Кроме того, дикарбоновой кислотой может быть дикарбоновая кислота, полученная в результате комбинирования химической реакции и ферментативной реакции при использовании биомассы или продуктов ферментации, производимой микроорганизмами, в качестве предшественника. Ее примеры включают щавелевую кислоту, полученную в результате проведения ферментативной реакции для оксамида (JP 05-38291 A), адипиновую кислоту, полученную в результате проведения реакции гидрирования муконовой кислоты при использовании рекомбинантной E. coli, (Journal of American Chemical Society No. 116 (1994) 399-400), и себациновую кислоту, полученную из касторового масла. Предпочтительно могут быть использованы любые из данных дикарбоновых кислот; предпочтительными являются ароматические дикарбоновые кислоты, и более предпочтительной является терефталевая кислота.

Для способа получения сложного полиэфира, получаемого из диольной композиции по изобретению, и дикарбоновой кислоты, может быть использован известный способ как таковой. Например, сложный полиэфир может быть получен в результате проведения реакции этерификации или реакции переэтерификации диольной композиции под действием дикарбоновой кислоты или дикарбокислотного компонента, содержащего ее производное, образующее сложный эфир, и последующей реакции поликонденсации. Могут быть использованы любые реакции, такие как растворная реакция, использующая растворитель, и реакция плавления, в которой проводят плавление при нагревании, но предпочтительной является реакция плавления вследствие возможности эффективного получения сложного полиэфира хорошего качества. Катализатор и растворитель, используемые в реакции, могут быть оптимизированы в соответствии с диольной композицией и дикарбокислотным компонентом. Говоря конкретно, в качестве способа получения сложного полиэфира известны способы переэтерификации и способы непосредственной полимеризации. Например, могут быть использованы способ переэтерификации при использовании диалкилового сложного эфира ароматической дикарбоновой кислоты и диольной композиции согласно настоящему изобретению, способ, в котором реакцию поликонденсации проводят после синтеза сложного эфира ароматической дикарбоновой кислоты и диольной композиции согласно настоящему изобретению, или реакция непосредственной полимеризации алифатической дикарбоновой кислоты под действием диольной композиции согласно настоящему изобретению. При реакции этерификации или реакции переэтерификации и последующей реакции поликонденсации могут быть использованы периодический способ или непрерывный способ. В каждой реакции может быть использована любая реакционная емкость, такая как реакционные емкости, относящиеся к типу емкости с перемешиванием, реакционные емкости, относящиеся к типу смесителя, реакционные емкости, относящиеся к типу колонны, реакционные емкости, относящиеся к типу экструдера, и тому подобное. Данные реакционные емкости могут быть использованы в комбинации из двух и более из них.

В реакции этерификации или реакции переэтерификации и последующей реакции поликонденсации для промотирования прохождения реакции могут быть использованы катализаторы. В качестве соединения, которое исполняет функцию катализатора, говоря конкретно, предпочтительными являются соединения титана, соединения олова, соединения алюминия, соединения кальция, соединения лития, соединения магния, соединения кобальта, соединения марганца, соединения сурьмы, соединения германия, соединения цинка и тому подобное, поскольку они являются высоко реакционноспособными и могут увеличивать скорость прохождения реакции и выход получаемого в результате сложного полиэфира. Примеры катализаторов переэтерификации включают ацетаты щелочных металлов, и примеры катализаторов полимеризации включают диоксид германия, оксид сурьмы с небольшим загрязнением, например, висмутом, дополнительно, соединения переходных металлов, таких как кобальт, и алкоксититанат. В их числе предпочтительными являются соединения титана, соединения олова, соединения алюминия, соединения сурьмы и соединения германия, поскольку для достижения эффективного получения время реакции может быть уменьшено; более предпочтительными являются соединения титана и/или соединения олова, поскольку можно легко контролировать свойства кристаллизации, и может быть получен сложный полиэфир, обладающий превосходными качествами, такими как термостойкость, стойкость к гидролизу и теплопроводность; и еще более предпочтительными являются соединения титана, поскольку они являются экологически безвредными. Примеры соединений титана включают сложные эфиры титановой кислоты, такие как тетра-н-пропиловый сложный эфир, тетра-н-бутиловый сложный эфир, тетраизопропиловый сложный эфир, тетраизобутиловый сложный эфир, тетра-трет-бутиловый сложный эфир, циклогексиловый сложный эфир, фениловый сложный эфир, бензиловый сложный эфир, толиловый сложный эфир и их смешанные сложные эфиры. Прежде всего, предпочтительными являются тетрапропилтитанат, тетрабутилтитанат и тетраизопропилтитанат вследствие возможности эффективного получения смолы сложного полиэфира, и в частности, предпочтительно используют тетра-н-бутилтитанат и тому подобное. Примеры соединений олова включают оксид монобутилолова, оксид дибутилолова, оксид метилфенилолова, оксид тетраэтилолова, оксид гексаэтилдиолова, оксид циклогексагексилдиолова, оксид дидодецилолова, гидроксид триэтилолова, гидроксид трифенилолова, ацетат триизобутилолова, диацетат дибутилолова, дилауринат дифенилолова, трихлорид монобутилолова, дихлорид дибутилолова, хлорид трибутилолова, сульфид дибутилолова, оксид бутилгидроксиолова, метилстанноновую кислоту, этилстанноновую кислоту и бутилстанноновую кислоту, в числе которых, в частности, предпочтительно используют производные моноалкилолова вследствие возможности эффективного получения сложных полиэфиров. Такие соединения, которые исполняют функцию катализатора, в реакции этерификации или реакции переэтерификации и последующей реакции поликонденсации могут быть использованы индивидуально или в комбинации. Для синхронизации добавления может быть использован любой способ, такой как добавление непосредственно после добавления материалов исходного сырья, добавление совместно с материалами исходного сырья или добавление во время реакции. Количество соединений, которые исполняют функцию катализатора, в случае соединений титана предпочтительно будет находиться в диапазоне от 0,01 до 0,3 массовых частей в расчете на 100 массовых частей полученного сложного полиэфира. С точки зрения термостойкости, цветового оттенка и реакционной способности полимера более предпочтительно оно находится в диапазоне от 0,02 до 0,2 массовых частей, и еще более предпочтительно в диапазоне от 0,03 до 0,15 массовых частей.

При получении сложного полиэфира по изобретению для улучшения термостойкости, цветового оттенка, атмосферостойкости, долговечности и тому подобного могут быть добавлены обычные добавки, например, один или несколько из УФ-поглотителей, термостабилизаторов, лубрикантов, антиадгезивов, окрашивающих веществ, включающих красители и пигменты, и тому подобного, до тех пор пока это не будет препятствовать достижению цели настоящего изобретения.

Сложным полиэфиром согласно настоящему изобретению является сложный полиэфир, полученный при использовании диольной композиции и дикарбоновой кислоты, описанных выше в качестве материалов исходного сырья, конкретные примеры которых включают следующие далее сложные полиэфиры.

Примеры сложных полиэфиров, полученных из диольной композиции, содержащей этиленгликоль в качестве основного компонента, включают сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты (полиэтиленсукцинат), сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и адипиновой кислоты (полиэтиленадипинат), сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и щавелевой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и себациновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и терефталевой кислоты (полиэтилентерефталат), и сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и нафталиндикарбоновой кислоты (полиэтиленнафталат).

Примеры сложных полиэфиров, полученных из диольной композиции, содержащей 1,3-пропандиол в качестве основного компонента, включают сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и адипиновой кислоты (политриметиленадипинат), сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и щавелевой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и себациновой кислоты (политриметиленсебацинат), и сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и терефталевой кислоты (политриметилентерефталат).

Примеры сложных полиэфиров, полученных из диольной композиции, содержащей 1,2-пропандиол в качестве основного компонента, включают сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и щавелевой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и себациновой кислоты, и сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и терефталевой кислоты.

Примеры сложных полиэфиров, полученных из диольной композиции, содержащей 1,3-бутандиол в качестве основного компонента, включают сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и янтарной кислоты и адипиновой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и щавелевой кислоты, сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и себациновой кислоты, и сложный полиэфир, полученный из диольной композиции и терефталевой кислоты.

Примеры сложных полиэфиров, получен