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聚異烯烴共聚物的超濾的制作方法

文檔序號(hào):11107666閱讀:593來(lái)源:國(guó)知局

本申請(qǐng)涉及聚異烯烴共聚物,特別涉及聚異烯烴共聚物,例如丁基橡膠的超濾。



背景技術(shù):

聚(異丁烯-共-異戊二烯),或IIR,是通常被稱為丁基橡膠的合成彈性體,其自1940年代已經(jīng)通過(guò)異丁烯與少量異戊二烯(1-5摩爾%)的無(wú)規(guī)陽(yáng)離子共聚制備。由于其分子結(jié)構(gòu),IIR具有優(yōu)異的不透氣性、高的損耗模量、氧化穩(wěn)定性和持久的抗疲勞性。

丁基橡膠被理解為是異烯烴與作為共聚單體的一種或多種優(yōu)選共軛的多烯烴的共聚物。市售的丁基橡膠包含大比例的異烯烴和少量的,通常不超過(guò)2.5摩爾%的共軛多烯烴。丁基橡膠或丁基聚合物通常在淤漿方法中使用作為稀釋劑的氯甲烷和作為聚合引發(fā)劑的部分的傅-克催化劑制備。該方法進(jìn)一步描述在美國(guó)專利第2,356,128號(hào)和Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry,第A 23卷,1993,第288-295頁(yè)中。

丁基橡膠的鹵化在彈性體內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)性烯丙基鹵化物官能性。常規(guī)的丁基橡膠鹵化方法描述在例如Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry(第五,完全修訂版,第A231卷,編者Elvers等人)和/或Maurice Morton的“Rubber Technology”(第三版),第10章(Van Nostrand Reinhold Company1987),具體地第297-300頁(yè)中。

烯丙基鹵化物官能性的存在允許親核烷基化反應(yīng)。最近已經(jīng)顯示出在固態(tài)中,用基于氮和/或磷的親核試劑處理溴化丁基橡膠(BIR)導(dǎo)致產(chǎn)生具有令人感興趣的物理和化學(xué)性能的基于IIR的離聚物(參見Parent JS,Liskova A,Whitney RA,Resendes R.Journal of Polymer Science,Part A:Polymer Chemistry 43,5671-5679,2005;Parent JS,Liskova A,Resendes R.Polymer 45,8091-8096,2004;Parent JS,Penciu A,Guillen-Castellanos SA,Liskova A,Whitney RA.Macromolecules 37,7477-7483,2004)。離聚物的官能性是由基于氮或磷的親核試劑和在鹵化丁基橡膠中的烯丙基鹵化物位點(diǎn)的反應(yīng)分別產(chǎn)生銨或鏻離子基團(tuán)而生成的。這些基于鹵化丁基橡膠的離聚物的物理性能,如生膠強(qiáng)度(green strength)、模量、填料相互作用等,優(yōu)于它們的非離聚物對(duì)應(yīng)物的那些。

丁基橡膠的生產(chǎn)產(chǎn)生少量的環(huán)狀低聚物作為副產(chǎn)物。這樣的環(huán)狀低聚物在丁基橡膠的某些應(yīng)用中,例如在醫(yī)藥密封、殼體、醫(yī)療設(shè)備和食品級(jí)應(yīng)用中,可能是不希望的,因此降低丁基橡膠中的環(huán)狀低聚物水平可能是希望的。另外,這種環(huán)狀低聚物自身可以在某些應(yīng)用中得以利用,如用于制備潤(rùn)滑劑和牽引流體的前體,因此獲得環(huán)狀低聚物自身也可能是希望的。

從美國(guó)專利US 7,071,292和歐洲專利公開EP 2610296中已知丁腈橡膠和其它彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液可通過(guò)超濾方法純化。通過(guò)這些方法移除的雜質(zhì)包括乳化劑、有機(jī)和/或無(wú)機(jī)鹽或酸如脂肪酸以及樹脂、水、未反應(yīng)的引發(fā)劑殘余物和/或分解產(chǎn)物、穩(wěn)定劑、分子量調(diào)節(jié)劑、單體、加工助劑如凝聚劑、分子量小于2000g/mol的低聚物組分和用于氫化或置換(metathesis)的過(guò)渡金屬催化劑、氧化和/或還原劑和/或這些過(guò)渡金屬催化劑的組分,氧化和/或還原劑優(yōu)選的雜質(zhì)是脂肪酸、脂肪酸酯和脂肪酸的Na、K、Ca鹽、或樹脂酸、穩(wěn)定劑、凝聚劑、水、催化劑組分、和配體。

仍存在對(duì)于將聚異烯烴彈性體,尤其是丁基橡膠,與聚異烯烴彈性體溶液的其它組分分離,優(yōu)選同時(shí)在聚異烯烴彈性體中保留足夠水平的穩(wěn)定劑的方法的需要。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

提供了將有機(jī)溶劑中的聚異烯烴彈性體與非聚合物組分分離的方法,該方法包括通過(guò)半透超濾膜過(guò)濾聚異烯烴彈性體和非聚合物組分在有機(jī)溶劑中的溶液以基本上將聚異烯烴彈性體保留在滲余物中,并在滲透物中提供非聚合物組分。

進(jìn)一步提供了由該方法產(chǎn)生的滲透物。

進(jìn)一步提供了由該方法產(chǎn)生的滲余物。

本發(fā)明特別有用于將聚異烯烴共聚物(例如丁基橡膠)與在聚異烯烴共聚物的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的低聚物(例如C13和C21環(huán)狀低聚物)分離。與如在US 7,071,292和EP 2610296中描述的腈聚合物的超濾不同,本發(fā)明的方法出乎意料地導(dǎo)致穩(wěn)定劑與聚異烯烴彈性體一起保留在滲余物中,由此避免了在過(guò)量穩(wěn)定劑的存在下生產(chǎn)聚異烯烴彈性體或者在超濾期間或之后添加額外穩(wěn)定劑的需要。通過(guò)該方法生產(chǎn)的聚異烯烴具有小于約400ppm,更期望地小于約200ppm,更加期望地小于約100ppm的期望地較低的環(huán)狀低聚物含量。

另外,與通常理解的超濾方法相反,當(dāng)聚異烯烴彈性體在溶液中的濃度增加至濃度極限時(shí),本發(fā)明的方法導(dǎo)致較高的通過(guò)膜的滲透通量。通常認(rèn)為當(dāng)聚合物濃度從0wt.%增加時(shí),通過(guò)膜的通量由于孔堵塞而降低。

另外,即使當(dāng)在升高的溫度下進(jìn)行超濾時(shí),在滲余物中的純化的聚異烯烴彈性體也具有可以是基本不變的分子量。

另外,滲透物基本上不含聚異烯烴彈性體,并且用作工業(yè)中間體或用于其它應(yīng)用。

在如下詳細(xì)說(shuō)明的過(guò)程中,進(jìn)一步的特征將被描述或者將變得明顯。應(yīng)當(dāng)理解的是本文中描述的每個(gè)特征可以與任何一個(gè)或多個(gè)其它描述的特征的任意組合利用,并且每個(gè)特征不必然依賴于另一個(gè)特征的存在,除了對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的情況。

附圖說(shuō)明

為了更清晰的理解,現(xiàn)在將參照附圖以舉例的方式詳細(xì)描述優(yōu)選的實(shí)施方案,其中:

圖1描繪了示出在超濾(UF)實(shí)驗(yàn)(實(shí)施例9-12)過(guò)程中作為時(shí)間的函數(shù)的進(jìn)料溫度的圖表。

圖2描繪了對(duì)于實(shí)施例9-12,作為錯(cuò)流速度的函數(shù)的參數(shù)α的圖表。

圖3描繪了示出對(duì)于不同的彈性體濃度,在2m/s下測(cè)量的通量的通量數(shù)據(jù)點(diǎn)的圖表。

具體實(shí)施方式

取決于用于制備聚異烯烴彈性體的確切方法,未純化的聚異烯烴彈性體含有聚異烯烴彈性體,引發(fā)劑殘余物,低聚物副產(chǎn)物(例如環(huán)狀低聚物,例如C13和C21環(huán)狀低聚物),可選的穩(wěn)定劑(例如抗附聚劑和除酸劑),可選的抗氧化劑和其它雜質(zhì)。這些組分中的一些在有機(jī)溶劑中形成均質(zhì)溶液,而其它在有機(jī)溶劑中保持為顆粒。

本發(fā)明的方法包括使未純化的聚異烯烴彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液經(jīng)歷超濾。超濾用于在溶解的彈性體的存在下分離溶液的一些組分。為此目的,使在溶液中含有的彈性體,以及其它組分,優(yōu)選在壓力下通過(guò)半透膜一次或多次,該半透膜允許溶液以及在溶劑中包含的均質(zhì)溶解的其它組分通過(guò)(滲透物),但保留溶解的彈性體(滲余物)。以此方式,可以將去除彈性體的滲透物與富含彈性體的滲余物分開收集?;蛘?,以另一種方式看該方法,可以將富含低聚物的滲透物與去除低聚物的滲余物分開。將去除低聚物的彈性體從滲余物中分離可以任何合適的方式完成,例如溶劑的蒸發(fā),蒸汽汽提,精加工(finishing)或干燥精加工(dry finishing)。

對(duì)于超濾膜,可以使用在超濾或納米過(guò)濾領(lǐng)域中已知的任何半透性和耐久性尺寸排阻屏障。具有高度多孔的外層(支撐層)和進(jìn)一步更細(xì)孔的內(nèi)層(分離層)的超濾膜是優(yōu)選的。高度多孔的外層可以是織物或非織物或陶瓷底部結(jié)構(gòu)。術(shù)語(yǔ)“高度多孔”旨在指外層的平均孔徑的范圍在大于約500nm的范圍內(nèi)。內(nèi)層是施加到外層的適當(dāng)?shù)木酆衔锏膶?duì)稱或非對(duì)稱膜,或者進(jìn)一步更細(xì)孔的陶瓷層。內(nèi)層比它們相應(yīng)的外層孔隙更細(xì)。內(nèi)層的孔徑還可以從外側(cè)向內(nèi)持續(xù)變小。內(nèi)層或至少一個(gè)內(nèi)層的平均孔尺寸位于約0.5-200nm范圍內(nèi),優(yōu)選約1-50nm范圍內(nèi)。使用的這種含有外層和內(nèi)層的膜的排阻界限因此也位于約0.5-200nm范圍內(nèi)。膜可另外具有約1-50nm的薄的范圍。膜可以另外在表面上具有薄的分離層,其可選含有離子基團(tuán)。

用于膜的外層和內(nèi)層二者的合適的聚合物膜材料包括聚砜,聚醚砜,聚酰胺,聚酰亞胺(還有硅烷涂覆的聚酰亞胺),聚醚酮,聚脲,聚氨酯,聚偏二氟乙烯,醋酸纖維素,硝酸纖維素,聚碳酸酯,聚丙烯腈和聚環(huán)氧化物。典型地將基于元素鋁、銻、鋇、鈹、鉍、硼、鉿、鈷、錳、鎂、鎳、硅、釷、鈦、鎢和鋯(有時(shí)是混合的)的氧化物、碳酸鹽、碳化物和氮化物的膜用作陶瓷組分。

超濾膜通常以組件提供??梢允褂萌魏慰缮藤?gòu)的組件類型。對(duì)于連續(xù)超濾方法,合適的膜組件包括例如板組件,線圈組件,管組件,毛細(xì)管組件和多通道組件,其可以可選由集成的擾流器支撐。

可以使用多種超濾技術(shù)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中,使未純化的聚異烯烴彈性體和其它組分的溶液經(jīng)歷錯(cuò)流過(guò)濾以得到高通量。該方法可以分批進(jìn)行或者連續(xù)地進(jìn)行。優(yōu)選連續(xù)方法。在連續(xù)方法中,膜組件可以以級(jí)聯(lián)的方式運(yùn)作。其它組分因此可以被逐步移除,并且可以指向在彈性體溶液中的其它組分的不同濃度。

可以進(jìn)行超濾的壓力可以在約1-80巴,優(yōu)選約2-50巴范圍內(nèi)。分離的濾出物(滲透物)含有其它組分,并且,如果目的是避免濃縮待提取的彈性體溶液(滲余物),其可以由新鮮溶劑替換。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在純化的彈性體中的其它組分的殘余濃度可以通過(guò)替換的溶劑的量以任何期望的方式調(diào)整。優(yōu)選地,在恒定體積下進(jìn)行超濾,其中將新鮮有機(jī)溶劑添加到滲余物中以保持在超濾的整個(gè)過(guò)程中滲余物的恒定體積。

在錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)中保持高通量需要高的錯(cuò)流速度。在溶液中的高彈性體濃度是期望的,但由在高濃度下的高分子量聚異烯烴彈性體導(dǎo)致的高粘度是不期望的。在升高的溫度下的錯(cuò)流過(guò)濾允許在高濃度和較低粘度下處理,因此在升高的運(yùn)作溫度下的超濾是優(yōu)選的。操作溫度優(yōu)選為至多約150℃,更優(yōu)選在約40-130℃范圍內(nèi)??梢詫⑸舷?增加的濃度)置于待由通過(guò)增加的粘度的超濾處理的溶液中的彈性體的濃度。這轉(zhuǎn)而取決于彈性體的分子量和單體組成。為了降低彈性體溶液的粘度,有利的是加熱溶液。待分離的溶液的濃度極限優(yōu)選在基于溶液的總重量的約2-40wt.%范圍內(nèi),更優(yōu)選約5-20wt.%。錯(cuò)流速度優(yōu)選提供不小于約0.5m/s的滲余物經(jīng)過(guò)膜的流速。如果存在大于3wt.%的高彈性體濃度,較緩的流速可能導(dǎo)致濃度極化和滲透通量率的下降。約0.5-10m/s范圍內(nèi)的錯(cuò)流速度是優(yōu)選的,更優(yōu)選0.5至5m/s,根據(jù)優(yōu)選0.5至2m/s。

一些聚異烯烴彈性體需要存在穩(wěn)定劑以防止降解或其它微結(jié)構(gòu)或分子量的變化。另外,某些聚異烯烴彈性體對(duì)于鹵化氫的存在特別敏感,并且在升高的溫度下彈性體中不希望的微結(jié)構(gòu)和/或分子量變化可能加速。例如,盡管在中等溫度(例如室溫,25℃)下丁基橡膠的溴化可導(dǎo)致具有高比例的仲烯丙基溴,和少量的叔烯丙基溴的溴化聚合物,但在升高的溫度下至伯烯丙基結(jié)構(gòu)的異構(gòu)化增加,并且在酸性環(huán)境中在升高的溫度下的異構(gòu)化也是增加的。因此,尤其當(dāng)在升高的溫度下進(jìn)行超濾時(shí),在滲余物中存在一種或多種合適的穩(wěn)定劑是期望的。

因此,本方法的特別有利的方面是超濾可以在非滲透的穩(wěn)定劑的存在下在升高的溫度下進(jìn)行,導(dǎo)致高效的超濾過(guò)程,其中滲余物在保留一種或多種穩(wěn)定劑中的至少一種的同時(shí)含有純化的聚異烯烴彈性體,并且滲透物是均質(zhì)的并含有對(duì)于聚異烯烴彈性體是雜質(zhì)的其它組分,其中其它組分中的一些本身可能是產(chǎn)物(例如環(huán)狀低聚物)。

一種或多種穩(wěn)定劑優(yōu)選是除酸劑和/或抗附聚劑。穩(wěn)定劑優(yōu)選是不溶解在彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液中的顆粒固體,或者是與彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液不混溶的非滲透的液體(例如純液體或溶液)中?;诜€(wěn)定劑的原始量的重量,一種或多種穩(wěn)定劑優(yōu)選以約80wt.%或更多,更優(yōu)選約90wt.%或更多,更加優(yōu)選約95wt.%或更多的量保留在滲余物中,由此提供基本上不含穩(wěn)定劑的滲透物。

例如,在超濾鹵化的聚異烯烴彈性體的情況下,期望的是選擇保留在滲余物中,但不通過(guò)至滲透物中的除酸劑,并且因此消除了對(duì)于補(bǔ)充除酸劑的需要或者用于從滲透的溶劑中移除過(guò)量除酸劑的分離過(guò)程的需要。這樣的除酸劑的使用降低了在室溫下,但尤其在升高的溫度下,例如在約10-190℃、40-185℃、50-180℃或60-17℃、具體地約40-150℃(例如40-130℃)、更具體地約60-140℃、更加具體地約70-125℃、更加具體地約75-115℃范圍內(nèi)的溫度下,在超濾過(guò)程中的異構(gòu)化和分子量下降。

除酸劑是特別優(yōu)選的穩(wěn)定劑。通常合適的是能夠與鹵化氫反應(yīng),但不干擾隨后的聚異烯烴彈性體的使用,或者可以在最終應(yīng)用之前從彈性體中移除的任何清除劑。有用的除酸劑包括,例如堿金屬或堿土金屬羧酸鹽、環(huán)氧化物、金屬氧化物、金屬氫氧化物、強(qiáng)堿和弱酸的無(wú)機(jī)鹽或它們的混合物。

對(duì)于金屬羧酸鹽,該金屬羧酸鹽的金屬部分可以是堿金屬或堿土金屬。因此,特別合適的羧酸鹽是鈉、鎂或鈣的那些。羧酸鹽衍生于其的羧酸可以是單或多羧酸。因此,合適的單羧酸是C4至C20單羧酸,如己酸、辛酸、壬酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸和2-乙基己酸。環(huán)烷酸也是合適的。特別優(yōu)選的金屬羧酸鹽是硬脂酸鈣(CaSt)。

合適的環(huán)氧化物是通過(guò)環(huán)氧化C8-C24不飽和脂肪酸的酯和甘油酯,例如在大豆油、蓖麻油、亞麻籽油、紅花油等中發(fā)現(xiàn)的酯形成的產(chǎn)物。這個(gè)類別的優(yōu)選的具體聚醚包括環(huán)氧化大豆油(ESBO)和環(huán)氧化亞麻籽油(分別在商標(biāo)DrapexTM 6.8和DrapexTM 10.4下銷售)。其它合適的環(huán)氧化物是單體的低分子量,例如C2-C7單官能環(huán)氧化物,如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷等。優(yōu)選的低分子量單官能環(huán)氧化物包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷。同樣合適的是芳基取代的烷基環(huán)氧化物,例如1,2-環(huán)氧乙基苯,即苯乙烯環(huán)氧化物。

適合作為清除劑的金屬氧化物或氫氧化物包括其中金屬選自周期表第IIA族的那些。特別合適的是Ca(OH)2、CaO、Mg(OH)2、MgO和水滑石(例如HyciteTM,DHT4A)。

強(qiáng)堿和弱酸的無(wú)機(jī)鹽的合適實(shí)例包括鈉、鉀和鈣的碳酸鹽和碳酸氫鹽。

如上所述的,還可以將除酸劑添加到作為與聚合物在有機(jī)溶劑中的溶液不混溶的非滲透的溶液的滲余物中。優(yōu)選的溶液是當(dāng)溶解在水中時(shí)產(chǎn)生大于7的pH的化合物,如金屬氫氧化物,弱酸的無(wú)機(jī)鹽以及它們的混合物的水溶液。更優(yōu)選的是金屬氫氧化物、碳酸鹽和碳酸氫鹽,其中金屬選自周期表IA族。

考慮到反應(yīng)動(dòng)力學(xué),例如在其中清除劑必須反應(yīng)的區(qū)域中的溫度,與酰鹵導(dǎo)致不期望的副反應(yīng)(例如加成或降解或異構(gòu)化)的潛力相比可反應(yīng)可用的時(shí)間,為從過(guò)程中(例如滌氣,特別是在用于鹵化純聚合物的過(guò)程中)移除鹵化氫的另外的方式的使用等,除酸劑應(yīng)當(dāng)以有效地與在鹵化過(guò)程中形成的鹵化氫副產(chǎn)物反應(yīng)的量存在。處于本領(lǐng)域技術(shù)人員技能范圍內(nèi)的一些有限的實(shí)驗(yàn)將容易地確定考慮中的特定環(huán)境中使用的清除劑的有效量。作為一般性指導(dǎo),將認(rèn)識(shí)到在沒(méi)有其它移除鹵化氫的手段(例如滌氣)的情況下,在平衡下,產(chǎn)生的每當(dāng)量鹵化氫需要一當(dāng)量的清除劑,但實(shí)際上,可以有效地使用最高至約二至三倍理論量。在為鹵化氫移除提供補(bǔ)充手段的情況下,或者在鹵化氫對(duì)聚合物的影響不是特別消極的情況下,可以有效地使用低至二分之一或四分之一的理論量。

期望的是聚異烯烴聚合物的分子量相對(duì)不由超濾過(guò)程改變。在超濾后,聚異烯烴聚合物的分子量降低期望地小于15%,更期望地小于10%,更加期望地小于5%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)除酸劑的選擇對(duì)在滲余物中的丁基聚合物的分子量有影響。期望的是使用固相除酸劑或固相和液相除酸劑的組合,以減少由于超濾導(dǎo)致的分子量降低的任何趨勢(shì)。具體地,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用固相金屬羧酸鹽是理想的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)固相金屬羧酸鹽和液相金屬氧化物或氫氧化物的組合是特別期望的。

在超濾方法中,在有機(jī)溶劑中提供未純化的聚異烯烴彈性體。有機(jī)溶劑可以是在其中生產(chǎn)未純化的聚異烯烴彈性體的相同的溶劑介質(zhì),或者未純化的聚異烯烴彈性體可以從原始反應(yīng)介質(zhì)中分離,并在相同或不同的有機(jī)溶劑中重組。作為有機(jī)溶劑的選擇,可以使用其中聚異烯烴彈性體和其它待被移除的組分在處理?xiàng)l件下,以>90wt.%均質(zhì)溶解的所有有機(jī)溶劑和/或溶劑混合物。溶劑包括所有的烴芳香族和/或脂肪族溶劑,鹵化的溶劑以及環(huán)醚。優(yōu)選己烷、戊烷、異己烷、異戊烷、甲苯、苯、氯苯、氯仿、氯甲烷、二氯甲烷、四氫呋喃或者這些溶劑的混合物。更優(yōu)選己烷、戊烷、異己烷、異戊烷。最優(yōu)選己烷。未純化的聚異烯烴彈性體在有機(jī)溶劑中的溶液可被稱為膠泥(cement)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定在膠泥中未純化的聚異烯烴彈性體的合適濃度。該濃度可以在溶劑中的未純化的聚異烯烴彈性體的約1-30wt.%,更優(yōu)選5-25wt.%,更加優(yōu)選約10-22wt.%的范圍內(nèi),其中100wt.%對(duì)應(yīng)于彈性體和有機(jī)溶劑的重量。

膠泥可可選含有水相。水含量可以在約1-60wt.%范圍內(nèi),其中100wt.%指溶液(水相,有機(jī)溶劑,彈性體)的總重量。在一個(gè)實(shí)施方案中,水含量在約1-40wt.%,優(yōu)選約2-20wt.%,更優(yōu)選約3-15wt.%范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中,水含量在約20-60wt.%,優(yōu)選約40-60wt.%,更優(yōu)選約45-60wt.%范圍內(nèi)。

本文中,“未純化的聚異烯烴彈性體”旨在指可通過(guò)碳正離子聚合和可選的隨后的鹵化或者其它官能化制備的所有聚異烯烴彈性體。以大于2wt.%的濃度大于90%可溶于有機(jī)溶劑和/或溶劑混合物中的彈性體是特別優(yōu)選的。

術(shù)語(yǔ)“純化的聚異烯烴彈性體”旨在指與對(duì)于“未純化的聚異烯烴彈性體”相同組的彈性體,純化的彈性體具有與未純化的彈性體相比降低至約50%,優(yōu)選降低至約25%,更優(yōu)選降低至約10%,更優(yōu)選降低至約5%或更多的雜質(zhì)水平。未純化的彈性體通常以溶解的形式使用,且純化的彈性體通常以溶解的形式獲得。

盡管本文中使用術(shù)語(yǔ)“未純化的聚異烯烴彈性體”和“純化的聚異烯烴彈性體”,但本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到從聚異烯烴彈性體分離的其它組分可具有商業(yè)功用,并且因此也被認(rèn)為是分離的產(chǎn)物。因此,盡管聚異烯烴彈性體的純化是分離的一個(gè)目標(biāo),但其它組分,例如環(huán)狀低聚物的純化,也是分離方法的目標(biāo)。

彈性體優(yōu)選是聚異烯烴共聚物,例如丁基聚合物。丁基聚合物通常衍生自至少一種異烯烴單體,至少一種多烯烴單體和/或β-蒎烯,和可選另外的可共聚單體。

丁基聚合物不限于特殊的異烯烴。然而,在4至16個(gè)碳原子,優(yōu)選4-7個(gè)碳原子范圍內(nèi)的異烯烴,例如異丁烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、4-甲基-1-戊烯以及它們的混合物是優(yōu)選的。更優(yōu)選的是異丁烯(isobutene)(異丁烯(isobutylene))。

丁基聚合物不限于特殊的多烯烴,可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的與異烯烴可共聚的每種多烯烴。然而,使用在4-14個(gè)碳原子范圍內(nèi)的多烯烴,如異戊二烯、丁二烯、2-甲基丁二烯、2,4-二甲基丁二烯、戊間二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、2,4-己二烯、2-新戊基丁二烯、2-甲基-1,5-己二烯、2,5-二甲基-2,4-己二烯、2-甲基-1,4-戊二烯、2-甲基-1,6-庚二烯、環(huán)戊二烯、甲基環(huán)戊二烯、環(huán)己二烯、1-乙烯基-環(huán)己二烯以及它們的混合物,優(yōu)選共軛的二烯。更優(yōu)選使用異戊二烯。在本發(fā)明中有用的丁基聚合物可以包括除了上述多烯烴以外的共聚單體,例如烷基取代的乙烯基芳香族共聚單體,包括但不限于C1-C4烷基取代的苯乙烯,例如對(duì)甲基苯乙烯。

作為可選的單體,可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的與異烯烴和/或二烯可共聚的任何單體,優(yōu)選使用α-甲基苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、氯苯乙烯、環(huán)戊二烯和甲基環(huán)戊二烯。也可以使用茚和其它苯乙烯衍生物,還可以將β-蒎烯用作異烯烴的共聚單體。丁基聚合物可以包括例如異丁烯、異戊二烯和對(duì)甲基苯乙烯的無(wú)規(guī)共聚物。

優(yōu)選地,單體混合物包含約按重量計(jì)80%至約99%的異烯烴單體和按重量計(jì)約1%至20%的多烯烴和/或β-蒎烯單體。更優(yōu)選地,單體混合物包含按重量計(jì)約85%至約99%的異烯烴單體和約1%至15%的多烯烴單體。如果單體混合物包含可選的與異烯烴和/或二烯可共聚的單體,則單體混合物優(yōu)選包含按重量計(jì)約80%至約99%的單體,按重量計(jì)約0.5%至約5%的多烯烴單體和按重量計(jì)約0.5%至約15%的可選的單體。更優(yōu)選地,單體混合物包含按重量計(jì)約85%至約99%的異烯烴單體,按重量計(jì)約0.5%至約5%的多烯烴單體和按重量計(jì)約0.5%至約10%的可選單體。

然后可以使丁基聚合物經(jīng)歷鹵化過(guò)程以產(chǎn)生鹵代丁基聚合物。可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行溴化或氯化,例如在Rubber Technology,第三版,由Maurice Morton編輯,Kluwer Academic Publishers,第297-300頁(yè)和其中引用的其它文獻(xiàn)中描述的過(guò)程。

在含有共軛二烯,如異戊二烯的丁基聚合物的鹵化過(guò)程中,丁基聚合物的多烯烴含量的一些或全部被轉(zhuǎn)化成烯丙基鹵化物。鹵代丁基聚合物的總烯丙基鹵化物含量不可能超過(guò)母體丁基聚合物的起始多烯烴含量。烯丙基鹵化物位點(diǎn)允許與親核試劑反應(yīng)并將其與鹵代丁基聚合物連接。對(duì)于不含有烯丙基鹵化物的鹵代丁基聚合物,例如衍生自異丁烯和苯乙烯單體的鹵代丁基聚合物,通過(guò)苯乙烯類單體的鹵化形成的芐基鹵化物可以反應(yīng)以形成離聚物而不是烯丙基鹵化物。因此與烯丙基鹵化物相同的邏輯適用于芐基鹵化物,離聚物部分的總量不能超過(guò)芐基鹵化物的可用量。

可以使在本文的方法中制備的超濾的聚異烯烴彈性體溶液(滲余物)經(jīng)受脫氣和噴霧干燥或在水中凝結(jié)以及隨后干燥,干燥精加工,作為粉末,碎屑或?yàn)榇蟀?bale)形式,其具有相對(duì)于未純化的彈性體的雜質(zhì)水平小最高至99wt.%的雜質(zhì)水平。其它干燥方法,例如煮濃,膜蒸發(fā)或冷凍干燥,也是可能的。

可選地,在純化的鹵代丁基聚合物的情況下,鹵代丁基聚合物的烯丙基鹵化物或芐基鹵化物位點(diǎn)可以與至少一種含有氮或磷的親核試劑反應(yīng)以形成丁基離聚物。含氮或磷的親核試劑可具有下式,

其中:

A是氮或磷;并且

R1、R2和R3選自由直鏈或支鏈的C1-C18烷基取代基,單環(huán)的或由稠合的C4-C8環(huán)組成的芳基取代基,和/或選自例如B、N、O、Si、P和S的雜原子組成的組。

通常,合適的親核試劑將含有至少一個(gè)中性氮或磷中心,其具有孤對(duì)電子,該孤對(duì)電子在電子和空間兩者上都可用于參與親核取代反應(yīng)。合適的親核試劑包括三甲基胺、三乙基胺、三異丙基胺、三正丁基胺、三甲基膦、三乙基膦、三異丙基膦、三正丁基膦、三苯基膦、2-二甲基氨基乙醇、1-二甲基氨基-2-丙醇、2-(異丙基氨基)乙醇、3-二甲基氨基-1-丙醇、N-甲基二乙醇胺、2-(二乙基氨基)乙醇、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇、2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇、4-(二甲基氨基)-1-丁醇、N-乙基二乙醇胺、三乙醇胺、3-二乙基氨基-1-丙醇、3-(二乙基氨基)-1,2-丙二醇、2-{[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基}乙醇、4-二乙基氨基-2-丁炔-1-醇、2-(二異丙基氨基)乙醇、N-丁基二乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、2-(甲基苯基氨基)乙醇、3-(二甲基氨基)芐醇、2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙醇、2-(N-乙基苯胺基)乙醇、N-芐基-N-甲基乙醇胺、N-苯基二乙醇胺、2-(二丁基氨基)乙醇、2-(N-乙基-N-間甲基苯氨基)乙醇、2,2'-(4-甲基苯基亞氨基)二乙醇、三[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺和3-(二芐基氨基)-1-丙醇以及它們的混合物。

與丁基聚合物反應(yīng)的親核試劑的量可以在基于在鹵代丁基聚合物中存在的烯丙基或芐基鹵化物的總摩爾量的0.05至5摩爾當(dāng)量,更優(yōu)選0.5至4摩爾當(dāng)量,并且更加優(yōu)選1至3摩爾當(dāng)量范圍內(nèi)。

鹵代丁基聚合物和親核試劑可以反應(yīng)約0.5至90分鐘。當(dāng)反應(yīng)在擠出機(jī)中發(fā)生時(shí),該反應(yīng)優(yōu)選為10至120秒分鐘,更優(yōu)選20至60秒。當(dāng)反應(yīng)在密煉機(jī)中發(fā)生時(shí),該反應(yīng)優(yōu)選為1至15分鐘,更優(yōu)選1至4分鐘。在其它情況下,反應(yīng)花費(fèi)顯著更長(zhǎng),例如大于15至90分鐘,優(yōu)選20至60分鐘。80至200℃的溫度范圍是期望的。

如上所述的,親核試劑與鹵代丁基聚合物的烯丙基或芐基鹵化物官能團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生離聚物部分的單元,其中烯丙基或芐基鹵化物官能團(tuán)存在于鹵代丁基聚合物上。在丁基離聚物中的離聚物部分的總含量不可能超過(guò)在鹵代丁基聚合物中的烯丙基或芐基鹵化物的起始量;然而,可以存在殘留的烯丙基鹵化物、芐基鹵化物和/或殘留的多烯烴。在其中基本上全部烯丙基或芐基鹵化物位點(diǎn)與親核試劑反應(yīng)的本發(fā)明的實(shí)施方案中,形成了丁基離聚物。在其中少于全部的烯丙基或芐基鹵化物位點(diǎn)與親核試劑反應(yīng)的實(shí)施方案中,形成了部分鹵化的丁基離聚物。

丁基離聚物可以從具有1.2至2.2摩爾%的多烯烴單體的鹵化的丁基聚合物制備。另外,離聚物可以由具有更高的,例如大于2.5摩爾%,優(yōu)選大于3.5摩爾%,更優(yōu)選大于4.0摩爾%的多烯烴含量的鹵化的丁基聚合物制備。合適的高多烯烴丁基聚合物的制備描述在加拿大專利申請(qǐng)CA2,418,884中,通過(guò)引證將其并入本文中。

所得的離聚物優(yōu)選具有至少0.5摩爾%,優(yōu)選至少0.75摩爾%,更優(yōu)選至少1.0摩爾%,更加優(yōu)選至少1.5摩爾%的離聚物部分。殘留的烯丙基鹵化物可以0.1摩爾%的量上至不超過(guò)用于制備丁基離聚物的鹵代丁基聚合物的原始烯丙基鹵化物含量的量存在。典型地,離聚物的殘留多烯烴含量為至少0.4摩爾%,優(yōu)選至少0.6摩爾%,更優(yōu)選至少1.0摩爾%,更加優(yōu)選至少2.0摩爾%,更加優(yōu)選至少3.0摩爾%,更加優(yōu)選至少4.0摩爾%。

在滲余物中的純化的聚異烯烴,無(wú)論是否經(jīng)受鹵化或離聚物形成過(guò)程,都可以用合適的填料增強(qiáng)以加強(qiáng)某些期望的物理性能,例如拉伸強(qiáng)度、粘度、硬度、滲透性等。合適的填料選自不導(dǎo)致不期望的殘留物或者另外不利地影響聚異烯烴用于上述“純凈”應(yīng)用的用途的那些。合適的填料的實(shí)例包括二氧化硅,硅酸鹽,它們的高長(zhǎng)徑比或納米尺寸的版本,和其它合適的純凈填料。在保持純凈特性的同時(shí)用于賦予期望的物理性能的填料的選擇在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認(rèn)知范圍內(nèi)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中,純化的聚異烯烴彈性體或其離聚物可以通過(guò)任何合適的方法,例如基于硫的固化劑、基于過(guò)氧化物的固化劑、ZnO固化劑、樹脂固化體系或UV光來(lái)固化。典型的基于硫的固化體系包含:(i)金屬氧化物,(ii)元素硫和(iii)至少一種基于硫的促進(jìn)劑。在固化體系中將金屬氧化物用作組分是本領(lǐng)域中公知的。合適的金屬氧化物是氧化鋅,其一般以每一百重量份組合物中的聚合物約1至約10,優(yōu)選約2至約5重量份的量使用。元素硫,包含優(yōu)選的固化體系的組分(ii),一般以每一百重量份組合物中的聚合物約0.2至約10重量份的量使用。合適的基于硫的促進(jìn)劑(優(yōu)選的固化體系的組分(iii))一般以每一百重量份組合物中的聚合物約0.5至約3重量份的量使用。有用的基于硫的促進(jìn)劑的非限制性實(shí)例可選自硫化秋蘭姆,例如二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD),硫代氨基甲酸鹽如二甲基二硫代氨基甲酸鋅(ZDC)以及噻唑基和苯并噻唑基化合物如二硫化巰基苯并噻唑(MBTS)。優(yōu)選地,硫基加速劑是二硫化巰基苯并噻唑。

固化的制品可含有其它的用于聚合物(例如橡膠)的輔助產(chǎn)品,例如反應(yīng)促進(jìn)劑,硫化促進(jìn)劑,硫化促進(jìn)助劑,抗氧化劑,發(fā)泡劑,抗老化劑,熱穩(wěn)定劑,光穩(wěn)定劑,臭氧穩(wěn)定劑,加工助劑,增塑劑,增粘劑,起泡劑,染料,顏料,蠟,增量劑,有機(jī)酸,抑制劑,金屬氧化物,和活化劑如三乙醇胺,聚乙二醇,己烷三醇等,它們是橡膠工業(yè)已知的。橡膠助劑以常規(guī)量使用,其尤其取決于目的用途。固化的制品還可以含有礦物和/或非礦物填料。常規(guī)的量為基于橡膠的0.1至50wt.%。關(guān)于硫化過(guò)程的進(jìn)一步的信息可以在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第17卷,s.666及以下(硫化)中獲得。

純化的聚異烯烴和固化的制品可用作醫(yī)藥容器的組件,例如注射藥物(I.V.)瓶的殼體,注射瓶的殼體,含有凍干的醫(yī)藥產(chǎn)品的瓶的殼體,血液收集管或其它診斷管的殼體,注射器的柱塞和柱塞頭,圓盤和襯墊,靜脈內(nèi)給藥組件和類似器具。另外,純化的聚異烯烴和固化的制品可以用于醫(yī)療裝置,與食物和飲料接觸的物體,例如在瓶蓋中的密封件和墊圈,用于細(xì)胞和組織培養(yǎng)的物體或物體的組件。另外,可以在口香糖的生產(chǎn)中將純化的聚異烯烴用作膠基中的彈性體。

盡管本方法的一個(gè)結(jié)果是純化聚異烯烴彈性體以降低其中的低聚物,例如環(huán)狀低聚物的含量,但另一個(gè)重要的結(jié)果是低聚物也被純化,并且可以隨后用于多種應(yīng)用。在丁基橡膠的制備中,產(chǎn)生了具有如下結(jié)構(gòu)的C13(1-異丙烯基-2,2,4,4-四甲基環(huán)己烷,C13H24)和C21(1,1,5,5-四甲基-2-(1-甲基乙烯基)-3-(2,2,4-三甲基戊基)-環(huán)己烷,C21H40)環(huán)狀低聚物:

這些環(huán)狀低聚物是不飽和的。如在US 2003/0216264(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引證并入本文中)中描述的,用作潤(rùn)滑劑和牽引流體的飽和的取代的環(huán)己烷衍生物可以通過(guò)氫化相應(yīng)的不飽和前體(低聚物)制備。這些不飽和前體是在生產(chǎn)聚異烯烴彈性體的過(guò)程中形成的環(huán)狀低聚物。這些低聚物的大部分保留在完成的橡膠產(chǎn)品中,盡管它們不用作于特定目的。本發(fā)明的方法因此也是用于同時(shí)生產(chǎn)去除低聚物的高分子量聚異烯烴彈性體和不含丁基橡膠的低聚物的過(guò)程,該不含丁基橡膠的低聚物用作潤(rùn)滑劑和牽引流體的前體。環(huán)狀低聚物也可以是鹵化的。

實(shí)施例:

聚異烯烴性質(zhì)

使用的聚異烯烴是丁基橡膠,異丁烯和異戊二烯的共聚物(IIR)。IIR具有1.8wt.%的多烯烴含量和51的門尼粘度(ML(1+8)@125℃)。鹵化的丁基橡膠包含溴化的丁基橡膠(BrIIR),其具有1.8wt.%的溴含量和32的門尼粘度(ML(1+8)@125℃)。

丁基橡膠的表征

在四氫呋喃中通過(guò)凝膠滲透色譜測(cè)定分子量,并且以kg mol-1報(bào)告。通過(guò)X射線熒光測(cè)量鈣和總溴含量,并分別以ppm和wt.%報(bào)告結(jié)果。硬脂酸鈣(CaSt)和環(huán)氧化大豆油(ESBO)含量由紅外光譜測(cè)定,并以wt.%報(bào)告結(jié)果。通過(guò)HPLC測(cè)定立體受阻酚抗氧化劑(IrganoxTM 1010)的含量,結(jié)果以wt.%報(bào)告。由彈性體的1H NMR譜的相應(yīng)信號(hào)測(cè)定微結(jié)構(gòu),并以摩爾%報(bào)告外-Br和重排的烯丙基鹵化物單元的結(jié)果。

丁基橡膠中低聚物的定量

將一等份的丁基橡膠溶解在己烷中(約12wt.%或更低)。然后將丙酮添加到溶液(與己烷同體積)中,其導(dǎo)致彈性體的沉淀。然后將清液由沉淀物倒出并過(guò)濾。然后使用十二烷和二十烷作為標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)色譜測(cè)定低聚物濃度。丁基橡膠中的低聚物水平由通過(guò)氣相色譜(GC)測(cè)定的濃度計(jì)算為在給定樣品中總低聚物質(zhì)量和總彈性體質(zhì)量的比,并在下文中報(bào)告為份每百萬(wàn)(ppm)。

恒容滲濾

在得自Evonik-Membrane Extraction Technology的膜過(guò)濾裝置上進(jìn)行恒容滲濾。這種裝置包括貯槽,丁基橡膠溶液由其通過(guò)齒輪泵循環(huán)經(jīng)過(guò)過(guò)濾膜。通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器用氮?dú)鈱B余物循環(huán)加壓至選擇的壓力。用與滲透物流相同的速率將己烷通常HPLC泵添加到貯槽中。滲透物管線對(duì)大氣壓開放。滲透物收集在秤上進(jìn)行。

使用的膜是含有平板膜的圓盤的兩個(gè)單元(其中每個(gè)單元具有51cm2的有效膜面積,安裝有EMET PuraMemS600TM膜),或者是管狀陶瓷膜的殼體(ATECH Innovation GmbH,10mm外徑,6mm內(nèi)徑,50cm長(zhǎng),5kDa分子量截留)。

將收集秤用透明盒子屏蔽空氣流并連接于計(jì)算機(jī)以使用BalanceLinkTM軟件(Mettler Toledo)用于數(shù)據(jù)記錄。

在定容滲濾實(shí)施例中,產(chǎn)生的滲透物的量被表示為在結(jié)束時(shí)滲透物的體積和在起始時(shí)滲余物的體積之間的分?jǐn)?shù)。該比例也被稱為滲濾系數(shù)D。

通過(guò)超濾濃縮

與定容滲濾相同地進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),然而,省略新鮮溶劑的添加,導(dǎo)致彈性體濃度隨溶劑滲透而增加。

實(shí)施例1和2

進(jìn)行定容滲濾以將丁基橡膠與環(huán)狀低聚物分離。對(duì)于實(shí)施例1和2,通過(guò)將120g BrIIR溶解在700g己烷中制備儲(chǔ)備溶液。

對(duì)于實(shí)施例1,使一份的溶液經(jīng)歷蒸汽凝結(jié)和研磨干燥(mill-drying)。所得的彈性體具有1690ppm的低聚物含量。

對(duì)于實(shí)施例2,使一份的儲(chǔ)備溶液(54g BrIIR,315g己烷,起始541mL滲余物體積)在30小時(shí)中在10至14巴的跨膜壓力下經(jīng)受使用平板PuraMemS600TM膜的恒容滲濾(102cm2膜面積,滲透物流為0.5至0.6mL/min)。收集共660g滲透物(1010mL)(滲濾系數(shù)為2.1)。然后使?jié)B余物溶液經(jīng)受蒸汽凝結(jié)和研磨干燥。所得的彈性體具有431ppm的低聚物含量。表1示出了結(jié)果。

表1.

將實(shí)施例1與實(shí)施例2比較,可見滲濾導(dǎo)致在丁基橡膠中的總低聚物顯著降低,同時(shí)保留幾乎相同水平的硬脂酸鈣(CaSt)。

實(shí)施例3和4

將實(shí)施例1和2用作基礎(chǔ)彈性體,并用于根據(jù)表2的典型藥用塞(pharmastopper)制劑的配混。

在表3中示出了在160℃下這些配混物的MDR數(shù)據(jù)(根據(jù)ASTM D5289)。

表2.

表3.

實(shí)施例4的ML低于實(shí)施例3的。因此,對(duì)來(lái)自低分子量彈性體的配混物預(yù)計(jì)到改進(jìn)的可加工性特征。將實(shí)施例3和4進(jìn)一步在160℃下固化7分鐘。然后使3g固化的彈性體經(jīng)受在異丙醇(分別為276和254mL)中的索氏提取9和10小時(shí)。由GC測(cè)定提取物中的低聚物含量。這些結(jié)果顯示在實(shí)施例3和4中,315和106ppm的橡膠量最終成為在異丙醇相中的提取的低聚物。因此由純化的彈性體制備的配混物也顯示出較低水平的可提取物。

實(shí)施例5和6

將BRIIR和IIR溶解在己烷中,并根據(jù)在表4中總結(jié)的條件,在4巴的跨膜壓力下使用具有89cm2膜面積的陶瓷單通道膜使其經(jīng)受定容滲濾實(shí)驗(yàn)。

表4.

在實(shí)施例5中,低聚物從1827減少到259ppm,因此從實(shí)驗(yàn)起始降低到14%。不希望束縛于理論,這很好地符合假定阻透系數(shù)為0的低聚物的理論水平,即exp(-2.06)=13%。

在實(shí)施例6中,低聚物從1737減少到101ppm,因此從實(shí)驗(yàn)起始降低到6%。不希望束縛于理論,這很好地符合假定阻透系數(shù)為0的低聚物的理論水平,即exp(-2.94)=5%。

實(shí)施例7和8

制備BrIIR(實(shí)施例7)和IIR(實(shí)施例8)的溶液然后通過(guò)使用上述陶瓷膜的超濾使其經(jīng)受濃縮。將等份的儲(chǔ)備溶液干燥,并使其經(jīng)受通過(guò)IR、HPLC、GC、GPC和NMR的表征。然后通過(guò)在4巴的跨膜壓力,20至35℃滲余物溫度,和9L/m2h的滲透通量下產(chǎn)生滲透物,將滲余物濃縮直至滲余物體積降低到起始體積的42%和43%。將濃縮的滲余物干燥并且也使其經(jīng)受表征。干燥的彈性體的硬脂酸鈣、ESBO、IrganoxTM 1010和低聚物含量的值在表5中闡述。表5顯示在干燥的彈性體中的硬脂酸鈣水平不受超濾影響,然而,低聚物、ESBO和IrganoxTM1010的水平下降。因此ESBO和IrganoxTM 1010與溶劑和低聚物一起透過(guò)膜。

表5.

實(shí)施例9-12

在其中可以加熱滲余物和進(jìn)料的儲(chǔ)罐的超濾(UF)裝置上進(jìn)行這些實(shí)施例。在90至105℃的溫度下,在各種錯(cuò)流速度下,在6巴的跨膜壓力下進(jìn)行通量測(cè)量。在這些實(shí)施例中,使用25cm長(zhǎng)的具有5kDa MWCO的ATECH 1/6陶瓷膜。對(duì)于實(shí)施例9和10,在UF實(shí)驗(yàn)之前,通過(guò)離心從橡膠儲(chǔ)料中移除硬脂酸鈣。在實(shí)施例11中,將氫氧化鈉水溶液添加到滲余物中。實(shí)驗(yàn)參數(shù)總結(jié)在表6中。在通量測(cè)量過(guò)程中,在這些實(shí)施例過(guò)程中的滲余物溫度示于圖1中,并且范圍為90至105℃。

表6.

表7顯示了在UF實(shí)驗(yàn)之前和之后的分子量和微結(jié)構(gòu)性質(zhì)。表8顯示了在實(shí)驗(yàn)實(shí)施例9至12過(guò)程中測(cè)量的通量數(shù)據(jù)。另外,對(duì)于每組的操作條件(yIIR和VCF),根據(jù)等式1計(jì)算無(wú)量綱的參數(shù)α作為具體過(guò)程條件的組的效率的量度。

在UF過(guò)程中,期望的是實(shí)現(xiàn)在高濃度或在高通量下的操作,因此值yIIR和J在α的分子中。保持高的錯(cuò)流速度是不期望的,因?yàn)槠湫枰芰?,因此VCF被放到分母中,每組操作條件的α值也總結(jié)在表8和圖2中。

表7.

實(shí)施例9和10僅含有可溶的除酸劑ESBO。在這些實(shí)施例中,作為超濾過(guò)程的結(jié)果觀察到分子量降低。另外,聚合物的微結(jié)構(gòu)改變,摩爾%外-Br降低且摩爾%CH2-Br增加,這是不期望的,因?yàn)橐阎湓黾恿藦椥泽w的焦燒(scorch)。在實(shí)施例11中,分子量和微結(jié)構(gòu)的改變是較不顯著的。這與在超濾工藝過(guò)程中硬脂酸鈣提供穩(wěn)定性相一致。實(shí)施例12進(jìn)一步含有NaOH水溶液作為另外的除酸劑。在實(shí)施例12中,完全沒(méi)有觀察到分子量和微結(jié)構(gòu)的變化。

表8.

期望的是用最少量的資源(即溶劑和能量)運(yùn)行超濾過(guò)程。即在高濃度和低錯(cuò)流速度下,同時(shí)仍實(shí)現(xiàn)高的通量。這些條件總結(jié)在參數(shù)α中。如在圖3中所見,通量出乎意料地和意想不到地在約20wt.%的彈性體濃度下顯示最大值。由于通量出乎意料地隨著增加彈性體濃度而增加,在己烷中的丁基橡膠的超濾給出在高彈性體濃度下高的α值。進(jìn)一步出乎意料的是,可以運(yùn)行該過(guò)程使得除酸劑和加工助劑硬脂酸鈣和/或氫氧化鈉水溶液不滲透。對(duì)于實(shí)施例12a,滲透物是澄清的且單一的均質(zhì)相,說(shuō)明水相不透過(guò)膜。因此,可以在保持溶解于水中的固體除酸劑或液體除酸劑的水平恒定的同時(shí)減少低聚物。

當(dāng)檢查說(shuō)明書時(shí),這些新穎的特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。然而應(yīng)當(dāng)理解,權(quán)利要求的范圍不應(yīng)當(dāng)限于實(shí)施方式,而是應(yīng)當(dāng)給出最寬的解釋,其與權(quán)利要求書和說(shuō)明書整體的用詞一致。

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