公开了用于生产包括聚酯的基于生物的聚合物(例如由葡萄糖制成的聚合物)的组合物和方法，以及由这样的生产得到的最终产品，其中使用了一种或更多种颜色稳定添加剂化合物。在获得聚合物之前，添加剂可以用于稳定在这样的生产方法中反应的单体或预聚物。特定的基于生物的聚合物是在其主链结构中具有呋喃二甲酸酯部分或残基的那些聚合物，其中聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物，诸如聚(呋喃二甲酸亚乙基酯)(PEF)和聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)(PTF)是代表性的。表性的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成基于生物的聚合物的单体和其他反应物的颜色稳定
[0001]本专利技术涉及用于单体和其他反应物的颜色稳定的组合物和方法，该单体和其他反应物用于生产基于生物的聚合物、包括具有呋喃二甲酸酯部分的那些聚合物。
技术介绍
[0002]化石燃料的枯竭已经为寻找用于合成所谓的“平台”分子的基于石油的碳的替代来源创造了主要动力，这些“平台”分子可以作为用于具有商业意义的产品的构建单元。生物质目前被视为潜在替代物，从生物质可以衍生许多这样的高价值化学品，但用于从可再生资源生产这样的化学品的可持续技术的开发仍然是一项重大挑战。
[0003]基于生物的单体2,5-呋喃二甲酸(2,5-furandicarboxylic acid)(FDCA)及其二甲酯衍生物2,5-呋喃二甲酸二甲酯(FDME)被认为是生产聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)(poly(alkylene furan dicarboxylate))聚合物的重要的起始材料，该聚合物可以替代其石油衍生的类似物，即诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚(对苯二甲酸亚烷基酯)聚合物。聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物的突出实例是聚(呋喃二甲酸亚乙酯)或PEF和聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)或PTF，其中这些聚酯的不同聚合物主链分别通过FDCA或FDME与乙二醇和1,3-丙二醇的不同共聚单体的反应获得。相对于石油衍生的类似物PET，生物塑料PEF在许多方面呈现出优异的性质，特别是在包装领域。例如，PEF和PET的共混物可以提供相对于CO2和O2的改善的屏障性质，相对于纯PET延长了贮存期，并且为易于氧化降解的产品诸如啤酒提供了可接受的容器。PEF的其他包装应用包括用于制造袋、包装物和热收缩材料的膜，它们具有高机械强度和可回收性。
[0004]通常，在聚酰胺、聚氨酯和聚酯(它们作为塑料、纤维、涂料、粘合剂、个人护理产品和润滑剂具有广泛应用)的生产中，FDCA和FDME两者均是有用的平台分子。与由这些单体制成的聚合物有关的重要的考虑因素是它们的颜色和颜色稳定性，即对随时间变色(color degradation)、特别是由于暴露于热和氧气(例如空气)的组合而导致的变色的抗性。颜色，或更恰当地没有颜色，对于诸如食品包装且特别是饮料瓶制造的应用是重要的，在这些应用中，塑料中的透明度缺乏或可能的发黄是容易察觉的，并且可能等同于劣质产品。迄今为止，本领域已经提出向聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物中添加颜色稳定剂，例如根据WO 2017/023174。可选择地，在US 9,567,431中公开了在用于生产这些聚合物的预聚合和缩聚步骤中的特定的催化剂体系，其对颜色生成具有积极的影响。
[0005]在将聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物确立为其基于石油的对应物的商业上可行的替代物的不断努力中，仍然持续需要解决不期望的颜色形成。
[0006]专利技术概述
[0007]本专利技术的方面与以下方法的发现有关，所述方法通过在包含用于合成这些聚合物的单体的组合物中使用一种或更多种颜色稳定添加剂化合物来减轻基于生物的聚合物中的颜色形成和/或改善其颜色稳定性，所述单体诸如2,5-呋喃二甲酸(FDCA)及其二甲酯衍生物2,5-呋喃二甲酸二甲酯(FDME)。因此，代表性的基于生物的聚合物包括在其主链结构
中具有呋喃二甲酸酯部分或残基的那些聚合物，其中聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物，诸如聚(呋喃二甲酸亚乙酯)(PEF)和聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)(PTF)，提供了基于生物的聚酯的具体实例。
[0008]单体和/或其他前体(例如预聚物)中的颜色发展(development of color)目前被认为是由这样的起始材料或反应物制成的基于生物的聚合物中不期望的颜色的重要促成因素。不受理论的束缚，最终产品中的颜色可以表现为从单体到聚合物合成的级联或传播效应的结果，这种效应一旦开始就难以控制。
[0009]本专利技术的另外的方面在于认识到，就无色而言，FDCA和FDME单体组合物都可以发展颜色，无论其初始纯度和/或质量如何。取决于时间/温度暴露概况，并且甚至在具有有限的氧气可用性的环境中(例如，在密封的顶部空间环境中)，即使最初没有呈现出可检测到的颜色的高纯度样品也可以在严重程度时变黄。
[0010]有利地，在包含单体或聚合物前体(例如预聚物)的组合物中的颜色稳定添加剂可以有效地阻碍或者甚至防止聚合物最终产品中不希望的颜色发展和/或以其他方式改善聚合物最终产品的颜色稳定性，所述单体或聚合物前体(例如预聚物)被反应以产生基于生物的聚合物诸如聚酯。这样的效应可以表现为，例如，在基于生物的聚合物的正常使用环境中，诸如在包装应用中，对在老化时这样的颜色发展的抗性。鉴于在工业材料诸如饮料容器中对颜色的严格容忍度以及消费者的整体感知，这是特别重要的，所述消费者熟悉常规材料诸如PET的高透明度，可能不愿意接受基于颜色被认为是劣质的替代品。因此，本领域技术人员将从本公开内容中理解，本文描述的组合物、方法和制造的物品(包括聚合物共混物)在它们提供PET和其他常规产品的可行替代物的优点方面具有重要的商业意义。
[0011]从以下详细描述中，这些方面和其他方面以及相关的优点、以及许多特定实施方案将变得明显。
具体实施方式
[0012]本专利技术的实施方案涉及用于生产基于生物的聚合物的组合物和方法以及由基于生物的聚合物的生产得到的最终产品，其中使用一种或更多种颜色稳定添加剂化合物(或简称为一种或更多种“添加剂”)。添加剂可以例如在获得聚合物之前稳定用于这样的生产的单体或预聚物。感兴趣的特定的基于生物的聚合物是在其主链结构中具有呋喃二甲酸酯部分或残基的那些聚合物，其中聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物，诸如聚(呋喃二甲酸亚乙酯)(PEF)和聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)(PTF)是代表性的。根据一些实施方案，颜色稳定添加剂化合物可以保留在聚合物中，例如在其最终使用期间继续阻碍颜色发展。在其他实施方案中，颜色稳定添加剂化合物可以从聚合物中除去，例如在聚合物生产期间在诸如提取的分离步骤中从聚合物中除去。然而，在任一情况下，添加剂通过相应地改善在该生产中使用的单体和/或前体的颜色或颜色稳定性，有益地改善聚合物的颜色(即，减少颜色的形成)。
[0013]因此，颜色稳定添加剂化合物可以被包含在含有单体例如2,5-呋喃二甲酸(FDCA)和/或其酯化衍生物的组合物中。这可以有利地减少在单体的合成与单体用于生产如本文描述的基于生物的聚合物之间的时间段(例如，延长的储存时间段)期间颜色形成的程度。因此，代表性的组合物包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：FDCA或其酯化衍生物(例如，其甲酯衍生物2,5-呋喃二甲酸二甲酯(FDME))和一种或更多种如本文描述的颜色稳
定添加剂化合物。特定的组合物包含以下、由以下组成或基本上由以下组成：FDME和一种或更多种这样的添加剂。由于FDCA以及FDME和其他酯化衍生物在室温是固体，因此这样的组合物可以例如通过熔化感兴趣的单体，将所需的添加剂均匀地分散到熔体中，并且任选地固化所得到的稳定的组合物(例如，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，包含2,5呋喃二甲酸(FDCA)或其酯化衍生物和颜色稳定添加剂化合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述颜色稳定添加剂化合物是被取代的酚。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述被取代的酚是甲氧基取代的酚或叔丁基取代的酚。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述颜色稳定添加剂化合物选自由以下组成的组：丁基化羟基茴香醚(BHA)；2,6-二甲氧基苯酚(DMP)；2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚(DTMP)；季戊四醇四[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酸酯(PETC)；2-叔丁基氢醌(TBHQ)；4,4
′-
双(α,α-二甲基苄基)二苯胺(XDPA)；亚乙基双(氧基亚乙基)双-(3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)-丙酸酯)；三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯、抗坏血酸及其混合物。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含作为FDCA的酯化衍生物的二烷基酯衍生物。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述组合物包含作为FDCA的二烷基酯衍生物的二甲酯衍生物，所述二甲酯衍生物是2,5呋喃二甲酸甲酯(FDME)。7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述颜色稳定添加剂化合物以从约按重量计百万分之50(wt-ppm)至约按重...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克，
申请(专利权)人：杜邦工业生物科学美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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