得自生物质的甲基丙烯酸甲酯和相应的制造方法、用途和聚合物技术

技术编号:7142084 阅读:260 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及甲基丙烯酸甲酯,其特征在于,其碳的至少一部分是生物来源的,更具体地,其特征在于,其含有根据标准ASTM D6866的相对于碳的总重量的0.2×10-10重量%~1.2×10-10重量%的14C。所述制备方法包括使用丙酮氰醇作为原料,所述丙酮氰醇是通过使氢氰酸和丙酮缩合得到的,和所述甲基丙烯酸甲酯是使用涉及添加甲醇的方法制备的。根据本发明专利技术,丙酮、氢氰酸和甲醇中的至少一种是通过涉及生物质的反应或一系列反应得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】得自生物质的甲基丙烯酸甲酯和相应的制造方法、用途和聚合物本专利技术涉及得自生物质的甲基丙烯酸甲酯、其制造方法、该甲基丙烯酸甲酯的用 途及该甲基丙烯酸甲酯的聚合物。甲基丙烯酸甲酯是多种聚合或共聚反应的起始产品。甲基丙烯酸甲酯是用于制造以商标Altuglas 和Plexiglas 而闻名的聚(甲基 丙烯酸甲酯)(PMMA)的单体。其以粉末、颗粒或片材(sheet)的形式存在,粉末或颗粒用 于模塑多种制品例如用于汽车工业的制品、家庭用品和办公用品,片材用在标牌和陈列架 (display)中,用在运输、建筑、照明和卫生设备领域中,例如抗噪音壁,用于艺术作品、平面屏眷等ο甲基丙烯酸甲酯还是用于更高级甲基丙烯酸酯的有机合成的起始产品,所述更高 级甲基丙烯酸酯像甲基丙烯酸甲酯一样用在丙烯酸类乳液和丙烯酸类树脂的制造中,用作 聚(氯乙烯)的添加剂,用作多种共聚物例如甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的制 造中的共聚单体,用作润滑剂的添加剂,并且具有许多其它应用,其中可提及医学假体、絮 凝剂、清洁产品等。丙烯酸类乳液和树脂应用于涂料、粘合剂、纸、织物、油墨等领域中。丙 烯酸类树脂还用于片材的制造,具有与PMMA相同的应用。甲基丙烯酸甲酯可以多种方式获得,最常见的途径是使用丙酮氰醇的方式 (Techniques de 1‘ Ingenieur, TraiteGenie des Procedes, J 64001—6)。在该方法中,使丙酮与氰化氢在碱性催化下反应以形成丙酮氰醇。使丙酮氰醇与 硫酸反应,通过高度放热的反应,导致α -羟基异丁酰胺单硫酸盐(α -oxyisobutyramide monosulfate)的形成,该α -羟基异丁酰胺单硫酸盐被转化为硫酸甲基丙烯酰胺 (sulfuric methacrylamide)。该硫酸甲基丙烯酰胺随后被水解和用甲醇进行酯化以形成 所需的甲基丙烯酸甲酯以及硫酸氢铵,硫酸氢铵被回收以使硫酸再生。丙酮是通过氢过氧化枯烯的分解获得的苯酚的合成的副产物。氰化氢作为通过 丙烯的氨氧化反应进行的丙烯腈的合成的副产物获得,或者通过甲烷或甲醇与氨的反应获 得。氨通过氮气和氢气的反应获得,氢气自身通常通过甲烷的蒸汽转化和/或通过合成气 的水煤气变换获得。用于甲基丙烯酸甲酯的合成的原料主要是石油来源或合成来源的。因此该方法包 括许多来源的CO2排放,文献中已报道每合成Ikg PMMA要排放5600g CO2 (Catalysis Today 99,2005,5-14),因此该方法促成温室效应的增加。在世界石油储量下降的情况下,这些原 料的来源将逐渐枯竭。得自生物质的原料来自可再生来源并且对环境的影响较小。它们不需要石油产品 的所有的精制步骤,所述精制步骤就能量而言是非常昂贵的。ω2的产量降低,使得它们对 全球变暖的贡献减小。植物尤其是为了其生长而以每摩尔碳(或每12g碳)44g CO2的量 消耗大气C02。因此,可再生来源的使用以减少大气CO2的量开始。植物材料的优点是它们 可以根据需求在行星地球的大部分上大量种植,包括海洋环境中的藻类和微藻类。因此,看起来有必要具有不依赖于化石来源的原料而是使用生物质作为原料的合成甲基丙烯酸甲酯的方法。术语“生物质”意在表示自然产生的植物或动物来源的原料。该植物材料的特征 在于植物为了其生长而消耗大气(X)2并同时产生氧气。对于动物而言,动物为了其生长而 消耗该植物原料并由此吸收得自大气(X)2的碳。因此,本专利技术的目的是响应可持续发展的一些担心和提供这样的甲基丙烯酸甲 酯,该甲基丙烯酸甲酯的碳的至少一部分是可再生来源的或基于生物的。可再生的或基于生物的原料是动物或植物自然资源,在人类的尺度上,可在短期 内再次建立动物或植物自然资源的储备。使该储备像其被消耗的那样快地再生是特别有必 要的。不同于得自化石材料的材料,基于生物的原料含有与大气CO2相同比例的WC。取 自活的生物体(动物或植物)的所有碳样品实际上是下列三种同位素的混合物12c(占约 98. 892% )、13C(约 1. 108% )和 14C(痕量1. 2X10^°% )。活的组织的 14C/12C 比与大气的 14CZ12C比相同。在环境中,MC以两种主要形式存在无机形式,即二氧化碳(CO2)的形式;和 有机形式,即结合到有机分子中的碳的形式。在活的生物体中,14C/12C比通过新陈代谢保持恒定,因为碳不断地与环境进行交 换。由于大气中14C的比例是恒定的,只要生物体是活的,该生物体中14C的比例也是恒定 的,因为生物体以与其吸收12C —样的方式吸收该14c。对于基于生物的材料,平均的14c/12c 比等于1.2X 10_12,而化石原料(例如得自石油、天然气或煤的化石原料)具有零比值。碳14得自大气氮(14)的轰击,并且被大气氧自然地氧化以产生C02。在我们人类 的历史中,wco2含量在大气核爆炸之后增加,因为这些试验已经停止,因此1 ο2含量一直没 有停止过降低。1V是稳定的,即,给定样品中工化原子的数量随时间是恒定的。wC自身是放射性的 (生物的每克碳含有足量的wC同位素以产生每分钟13. 6次的衰变)并且这样的原子在样 品中的数量根据以下定律随时间(t)而降低η = no exp (-at),其中-no是起始时(动物或植物生物死亡时)的14C原子数,-η是在时间t结束时剩余的14C原子数,-a是衰变常数(或放射性常数);其与半衰期有关。半衰期(或半衰变周期)是给定实体的任意数量的放射性核或不稳定粒子通过衰 变减少一半时的时间;半衰期T1/2与衰变常数旦通过式= 1η2相关联。mC的半衰期 为5730年。在50000年内,14C含量小于初始含量的0.2%,因此变得难以检测。石油产品 或天然气或煤因此不含有14c。考虑到14C的半衰期(Tv2),14C含量从基于生物的原料的汲取(extraction)直至 根据本专利技术的甲基丙烯酸甲酯的制造、甚至直到其使用的终结都是基本上恒定的。可由例如根据下列技术进行的测量推出“生物材料”的14C含量-液体闪烁光谱法该方法在于对由14C的衰变得到的“β,,颗粒进行计数。对由 已知质量(已知碳原子数)的样品得到的β辐射进行一定时间的测量。该“放射性”与14C 原子数成正比,由此可确定wC原子数。样品中存在的发射β辐射,其与闪烁流体(闪烁剂)接触时产生光子。这些光子具有不同的能量(0 15 ^)并形成所谓的14C谱。根 据该方法的两种变型,所述分析涉及在合适的吸收溶液中的通过碳样品的燃烧预先产生的 CO2、或者在预先将碳样品转化为苯之后的苯。-质谱法将样品还原为石墨或(X)2气体,并且在质谱仪中进行分析。该技术使用 加速器和质谱仪以将14C离子与1V离子分离,并由此确定这两种同位素之比。这些测量材料的1\含量的方法准确地描述于标准ASTM D 6866 (特别是 D6866-06)和标准ASTM D 7026 (特别是7(^6-04)中。这些方法将对所分析的样品测量的 数据与100%基于生物的来源的参比样品的数据进行比较,以得到该样品中基于生物的碳 的相对百分比。随后可由其推出所分析的样品的14CfC比或14C的相对于碳的总质量的质 量含量。优选使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.甲基丙烯酸甲酯,其特征在于,其含有根据标准ASTM D6866的相对于碳的总质量的0.2×10-10质量%~1.2×10-10质量%的14C。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:让弗朗索瓦克罗伊齐
申请(专利权)人:阿克马法国公司
类型:发明
国别省市:FR

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