树脂珠以及在处理水性溶液中的用途制造技术

一种处理水性溶液的方法，其中该水性溶液包含一种或多种溶解的糖、一种或多种溶解的糖醇、或其混合物，其中，该方法包括使该水性溶液与树脂珠的集合体接触，其中这些树脂珠包含具有结构(S1)的官能团。

Resin beads and their applications in the treatment of aqueous solutions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂珠以及在处理水性溶液中的用途
常见的工业目标是水性溶液的处理。一类受关注的水性溶液是含有一种或多种糖和/或一种或多种糖醇的水性溶液。令人希望的是以一种方式处理这种水性溶液，该方式使得部分或所有的糖和/或糖醇相互分离。还令人希望的是以一种方式处理这种水性溶液，该方式使得能够将部分或所有的糖和/或糖醇与可能存在于水性溶液中的其他化合物分离。还令人希望的是能够处理具有低于6的pH的水性溶液。
技术介绍
过去，已经通过使用具有呈钙形式的磺酸基团的树脂珠处理糖的水性溶液以分离糖。已经发现，为了有效地分离糖，此类树脂珠需要以具有相对小的平均直径和相对小的均匀系数两者的树脂珠集合体的形式存在。此类小树脂珠均匀集合体的生产是困难并且昂贵的。希望的是即使当树脂珠集合体具有相对大的平均直径和相对大的均匀系数时也提供能够分离糖的树脂珠。J.A.Vente等人在“SorptionandSeparationofSugarswithAdsorbentsBasedonReversibleChemicalInteraction[基于可逆的化学相互作用用吸附剂吸附和分离糖]”,AdsorptionScienceandTechnology[吸附科学与技术],第24卷,第171页,2006中描述了一种在pH6或pH9下使用的硼酸官能化的聚(丙烯酰胺)树脂，其用于分离葡萄糖和果糖。希望提供能够分离多种糖和糖醇的具有不同组成的树脂珠。还希望提供能够处理在小于6的pH下的水性溶液的树脂珠。
技术实现思路
以下是本专利技术的陈述。本专利技术的第一方面是一种包含具有结构(S1)的官能团的树脂珠其中-X-是二价连接基团，其中-Y是具有结构(S2)的单价基团其中结构(S2)中的环状结构具有四个或更多个原子，其中多价原子阳离子与-X-基团的摩尔比为0:1或为0.01:1或更小。本专利技术的第二方面是一种处理水性溶液的方法，其中该水性溶液包含一种或多种溶解的糖、一种或多种溶解的糖醇、或其混合物，其中，该方法包括使该水性溶液与树脂珠的集合体接触，其中这些树脂珠包含具有结构(S1)的官能团其中-X-是二价连接基团，其中-Y是具有结构(S2)的单价基团其中结构(S2)中的环状结构具有四个或更多个原子。以下是本专利技术的详细说明。如本文所用，除非上下文另外清楚地说明，否则以下术语具有指定的定义。如本文所用，“聚合物”是由较小化学重复单元的反应产物构成的相对大的分子。如本文所用，术语“树脂”是“聚合物”的同义词。聚合物可以具有为直链、支链、星形、环状、超支化、交联、或其组合的结构；聚合物可以具有单一类型的重复单元(“均聚物”)或它们可以具有多于一种类型的重复单元(“共聚物”)。共聚物可以具有各种类型的重复单元，这些重复单元随机、按顺序、按嵌段、按其他排列、或以其任何混合物或组合的方式排列。乙烯基单体具有结构(M1)其中R1、R2、R3、和R4各自独立地是氢、卤素、脂肪族基团(例如像烷基)、取代的脂肪族基团、芳基、取代的芳基、另一种取代或未取代的有机基团、或其任何组合。乙烯基单体能够进行自由基聚合以形成聚合物。乙烯基聚合物是使乙烯基单体集合体的双键聚合的产物。苯乙烯类单体是乙烯基单体，其中R1、R2、和R3各自是氢并且-R4具有以下结构其中R15、R16、R17、R18、和R19各自独立地是氢、卤素、脂肪族基团(例如像烷基或乙烯基)、取代的脂肪族基团、芳基、取代的芳基、另一种取代或未取代的有机基团、或其任何组合。丙烯酸类单体是乙烯基单体，其中-R1和-R2各自是氢；-R3是氢或甲基；并且-R4具有以下结构之一：其中R11、R12、和R14各自独立地是氢、C1至C14烷基、或取代的C1至C14烷基。单体之间反应以形成一种或多种聚合物在本文中称为聚合过程。在聚合过程已经发生之后，作为聚合物的一部分的单体的剩余部分在本文中被称为这种单体的聚合单元。如本文所用，聚合物具有“骨架”。通过在聚合物的一个末端开始并且从一个原子至下一个原子地前进、沿着共价键且没有任何沿该路径折回地前进，直至到达该聚合物的另一个末端来确定路径，以确定该骨架。如本文所用，聚合物的“末端”是形成该聚合物的聚合反应的链终止部位。如果聚合物是支化或交联的，则确定多个此种路径，其将该聚合物的每个末端点连接至该聚合物的每个其他末端点。处在这些路径中的一个或多个上的任何原子是该聚合物骨架的一部分。不是任何此种路径的一部分的单个原子、以及其中没有原子是任何此种路径的一部分的化学基团在本文中被称为“侧链”。以下是一些实例。在直链聚乙烯中，所有的碳原子在骨架上。在通过ω氨基十一酸进行聚合形成的直链聚酰胺中，所有的碳和氮原子在骨架上。在乙烯基聚合物中，每个聚合单元是具有结构(M1)的单体的剩余部分。在结构(M1)中示出的碳原子形成乙烯基聚合物的骨架，而-R1、-R2、-R3、和-R4是侧链。在直链聚苯乙烯均聚物中，来自苯乙烯单体的乙烯基的碳原子形成骨架，而芳香族环是侧链。在本文中示出的化学结构中，当描述化学基团(即，不是完整分子的键合原子结构)时，该基团与其他原子的连接点在本文中以符号示出。例如，羟基在本文中将被描述为并且甲基在本文中将被描述为如果羟基与甲基连接，则结果将为甲醇，被描述为HO—CH3或为HOCH3或为CH3OH。树脂珠是单独的颗粒，每个颗粒含有按重量计50％或更多的聚合物。珠在23℃下处于固态。如果颗粒不是球形的，则颗粒的直径在本文中取为具有与该颗粒相同体积的假想球体的直径。树脂珠的集合体可以通过颗粒直径表征。该集合体可以通过调和平均直径或通过体积平均直径表征。树脂珠集合体的参数D60是如下直径，该直径使得集合体中按体积计恰好60％的珠具有D60或更小的直径。树脂珠集合体的参数D10是如下直径，该直径使得集合体中按体积计恰好10％的珠具有D10或更小的直径。均匀系数(UC)是以下商UC＝D60/D10。较低的UC意指直径的分布更接近均匀(即，珠更接近具有相同的直径)。树脂珠可以通过其孔隙率表征。通过布鲁诺-埃梅特-特勒(Brunauer-Emmett-Teller)(BET)方法使用氮气测量树脂珠中的孔的尺寸。如果中值孔径为20nm或更大，则树脂珠在本文中被称为“大孔”。具有小于20nm中值孔径的树脂珠、包括其孔太小以至于无法可靠地通过BET方法检测的那些，在本文中被称为“凝胶”树脂珠。如本文所用，如果连接了取代基(即原子或化学基团)，则该化学基团在本文中被称为“取代的”。合适的取代基包括例如烷基、炔基、芳基、卤素原子、含氮基团(包括胺基)、含氧基团(包括羧基)、含硫基团(包括磺酸基团)、氰基、以及其组合。如本文所用，水性溶液是在23℃下为液体、并且含有一种或多种溶解在水性溶剂中的溶质化合物的组合物。如果溶剂在室温下是液体并且含有基于溶剂的重量按重量计50％或更多的水，则该溶剂是水性的。如果在纯态下化合物(i)在23℃下为液体并且具有110℃或更高的沸点，或(2)在23℃下为固体，则所溶解的化合物被考虑为“固体”。如本文所用，如果化合物含有一个或多个碳原子但不属于任何以下类别的化合物，则该化合物为“有机的”：碳的二元化合物，例如碳氧化物、碳硫化物、二硫化碳、以及类似化合物；三元化合物，例如金属氰化物、金属羰基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理水性溶液的方法，其中该水性溶液包含一种或多种溶解的糖、一种或多种溶解的糖醇、或其混合物，其中，该方法包括使该水性溶液与树脂珠的集合体接触，其中这些树脂珠包含具有结构(S1)的官能团

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理水性溶液的方法，其中该水性溶液包含一种或多种溶解的糖、一种或多种溶解的糖醇、或其混合物，其中，该方法包括使该水性溶液与树脂珠的集合体接触，其中这些树脂珠包含具有结构(S1)的官能团其中-X-是二价连接基团，其中-Y是具有结构(S2)的单价基团其中结构(S2)中的环状结构具有四个或更多个原子。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：CS·李，C·H·马丁，D·J·吉斯克，C·R·艾彻，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US