噁唑啉聚合物溶液的低临界溶液温度纯化制造技术

提供了用于纯化聚合物溶液的方法。特别地，所述方法通过将聚合物溶液的温度升高至高于其低临界溶解温度(LCST)来确保将杂质从噁唑啉聚合物溶液中分离，其中发生富水相与富聚合物相的分离。然后将这些相分离，其中富聚合物相包含比分离前更少量的杂质。物相包含比分离前更少量的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】噁唑啉聚合物溶液的低临界溶液温度纯化


[0001]总体而言，本公开涉及用于纯化(提纯)聚合物溶液的方法。具体而言，所述方法通过将聚合物溶液的温度升高至高于其低临界溶解温度(Lower Critical Solution Temperature，LCST)来确保将杂质从噁唑啉聚合物溶液中分离，其中发生水/聚合物相分离，其中将杂质从聚合物相中去除。

技术介绍

[0002]可能需要将聚合物纯化才能获得监管部门批准并在与食品接触的情况下安全使用，诸如当用于特定等级的纸中时。需要一种低成本的手段来去除杂质诸如残留单体、引发剂、生产助剂，以及可能由这类杂质形成的物质，诸如经水解的单体。这种情况发生在需要监管部门批准的多个行业中使用的许多聚合物诸如噁唑啉中。一种这样的噁唑啉聚合物是聚
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乙基
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噁唑啉(PEOx)，其可用于例如粘合剂或药物或工业应用中。然而，所述聚合物溶液可能包含杂质，诸如残留单体和低聚物、引发剂、生产助剂和非聚合物材料。需要去除这类杂质。
[0003]噁唑啉诸如PEOx的一种应用是用作纸添加剂以改善由Hewlett Packard(HP)Indigo(
TM
)印刷机印刷的图像的附着力。将该添加剂施用在纸上，然后干燥。由于可以容易地从纸中提取噁唑啉，因此杂质水平必须低才能获得监管部门批准，即对于涉及食品接触的纸应用而言安全或例如欧盟BfR或美国FDA批准的水平。因此，希望我们开发一种基于噁唑啉聚合物的水性溶液或干燥产品，其杂质水平低于该行业关注的水平。
[0004]例如，PEOx最常通过乙基噁唑啉的阳离子开环聚合形成。所述聚合方法允许制成的PEOx具有窄分子量分布。其也可以作为具有各种分子量的多分散材料获得。这类材料的一个实例可以从Polymer Chemistry Innovations以商品名获得。PEOx作为窄分子量和宽分子量组合物均表现出低临界溶解温度(LCST)。LCST可随分子量而变化，平均分子量较小的组合物具有较低的LCST。
[0005]噁唑啉诸如PEOx的化学和LCST行为可见述于R.Hoogenboom(2009),"Poly(2
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oxazoline)s:A polymer class with numerous potential applications",Angew.Chem.Int.Ed.,48(43),7978
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7994页,以及“Molecular Modeling of Poly(2
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ethyl
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oxazoline)”,Ayanna Bernard,Georgia Institute of Technology,2008。
[0006]重力分离是化学工业中用于分离不同密度液体诸如从水中去除油的技术。然而，对于聚合物溶液，根据溶液的定义，不存在通过其可以去除诸如提到那些的杂质的重力差。对于聚合物溶液，低分子量化合物和有时低聚物的纯化通过煮沸去除杂质或利用某种形式的膜过滤来进行，其中基于分子的大小而不是不溶性来进行分离。
[0007]需要高温的工艺(汽提)可能效率低下或不可行。例如，PEOx内的杂质诸如过量的低聚物不能通过加热去除。例如，所述单体的沸点为约128℃。
[0008]使用膜过滤需要特定设备并且因此生产有局限性。仍然需要替代的纯化方法，特别是用于从聚合物中去除非聚合物材料、非挥发性组分或低聚物。
[0009]作为蒸汽汽提的替代方法，另一种已知的纯化技术使用高压LCST现象来分离聚合物溶液。该技术包括使用混合溶剂诸如己烷和戊烷来实现聚(乙烯
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共
‑
丙烯)的相分离。尝试了其他用于分离和纯化水溶性聚磷腈的技术。然而，所述方法产生了一种聚合物的“粘性物质”，其中液相从其倾析掉。
[0010]由于去除此类杂质的常规方法可能需要聚合工艺的改变，或者可能需要一些分离手段诸如膜过滤，因此持续需要有效且更容易的纯化手段。

技术实现思路

[0011]提供了一种用于纯化包含一种或多种非聚合物材料的聚合物水溶液的方法。特别地，提供了一种包含一种或多种非聚合物材料的噁唑啉聚合物水溶液并且其中所述噁唑啉聚合物的重均分子量大于5000。将聚合物水溶液的温度从第一温度升高到高于LCST的第二温度。当聚合物水溶液分离成水相和聚合物相时，观察到LCST。与其他材料不同，当噁唑啉聚合物溶液升高到高于LCST时，聚合物相仍然是聚合物和水的混合物并且在恰当的温度下可以保持为可流动的混合物。此时水相与聚合物相分离，其中一部分杂质将保留在水相中。分离水相和聚合物相之后，将聚合物相冷却直至回到可溶性聚合物溶液。将聚合物相加热至高于其LCST、分离随后的水相和聚合物相以及冷却这样的过程可以根据需要重复多次。每次额外的杂质保留在水相中。
[0012]还提供了一种用于纯化聚
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乙基噁唑啉(PEOx)的方法。所述方法包括提供包含一种或多种杂质和PEOx的水溶液。将水溶液的温度从第一温度升高到高于LCST的第二温度，其中所述水溶液分离成更轻的富水相和浑浊的更浓密的富聚合物相。将富聚合物相与不那么浓密的水相分离。较轻的水相包含较大部分的杂质。在相分离之后，富聚合物相可以原样使用、干燥或稀释。分离过程可以根据需要进行多次。
具体实施方式
[0013]下面的具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开或其应用和使用。此外，无意受限于前述
技术介绍
或以下具体实施方式中提出的任何理论。
[0014]目前的方法利用聚合物溶液的低临界溶解温度(LCST)来获得一种更简单且成本更低的从聚合物中纯化、分离和减少化学杂质的方法。
[0015]某些聚合物在水溶液中时会表现出所谓的低临界溶解温度(LCST)。对于在水中的噁唑啉聚合物诸如聚2
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乙基噁唑啉(PEOx)，情况确实如此。LCST意味着在升高水溶液的温度时，聚合物变得不那么可溶。在达到LCST后，聚合物水溶液分离成混浊的更浓密的聚合物相和几乎不含聚合物的更轻的水相。
[0016]很少有聚合物溶液表现出LCST行为。当在可以方便且容易地实现LCST温度的水溶液中时，更少的聚合物仍然表现出LCST。噁唑啉诸如PEOx是一种这样的聚合物，它在室温下可溶于水，然后在加热水溶液时变得不溶。PEOx的LCST大约为60℃，但随分子量而变化。
[0017]已经发现，具有LCST行为的噁唑啉聚合物的水溶液可以通过将聚合物水溶液的温度升高到其LCST点来纯化，其中形成两个相—富含噁唑啉聚合物的更浓密的相和包含大多数杂质和非常少或没有噁唑啉聚合物的水相或更轻的相，并分离这两个相。独特的是，富聚合物相仍然包含大量的水，并且在特定温度下保持为具有一定粘度的流体，使得该相可以
泵送通过管道或管子。
[0018]在本方法的一些方面，提供了包含水和噁唑啉聚合物的聚合物溶液，其中所述噁唑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于纯化聚合物溶液的方法，其包括以下步骤：a)提供包含水和重均分子量大于约5000g/mol的噁唑啉聚合物以及一种或多种杂质的聚合物溶液，b)将聚合物溶液的温度从第一温度升高到高于低临界溶解温度(LCST)的第二温度，其中所述聚合物溶液分离成占主导的水相和富聚合物相；c)将水相与聚合物相分离；d)将聚合物相冷却至第三温度，使得经纯化的可溶性聚合物溶液形成并且具有一定量的所述一种或多种杂质，所述量小于在聚合物溶液中存在的所述一种或多种杂质的量；和e)任选地重复步骤b)、c)和d)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物溶液包含聚
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乙基噁唑啉。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述杂质可以是残留单体和低聚物、引发剂、生产助剂和非聚合物材料。4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)的温度为约65℃至约85℃。5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤d)包括经由加入水来冷却聚合物相。6.根据权利要求1所述的方法，所述聚合物相的粘度为10至2000cps。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物的重均分子量大于约50,000g/mol并且任选地大于约200,000g/mol。8.根据权利要求1所述的方法，其还包括在步骤d)之后的干燥聚合物相的步骤。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物溶液作为连续进料提供。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物溶液还包含水溶性铝盐。11.根据权利要求1所述的方法，其中基于聚合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：索理思科技开曼公司，
类型：发明
国别省市：