[发明专利]使用金属氰化物催化剂形成的聚(环氧乙烷)的分级分离方法

说明书

本发明涉及一种纯化聚(环氧乙烷)聚合物的方法。

通过烯化氧如环氧丙烷和环氧乙烷的聚合，以较大的工业数量制备聚醚。这种聚合反应通常在引发剂化合物和催化剂存在的情况下进行。引发剂化合物确定聚合物的官能度(每个分子的羟基数目)，并在某些情况下赋予聚合物一些所需的官能团。使用催化剂以得到经济的聚合速率。

需要生产具有低多分散性的聚醚。尽管一般情况下对于许多类型的聚醚是这样的，特别对于许多聚(环氧乙烷)聚合物是这样的。当分子量超过700时，在室温下聚环氧乙烷倾向于是固体。因此，当需要液体聚(环氧乙烷)时，分子量控制是特别重要的。此外，在聚(环氧乙烷)聚合物中，即使少量高(1000以上)分子量级分的存在可使整个聚合物变得混浊或凝固。即使整个聚合物不固化，固体高分子量级分会吸着相当数量的低分子量物质。结果使所需液体聚合物的产率显著降低。为回收反应产物的所需低分子量部分，必须除去高分子量级分。

因此，需要一种方法，该方法可以对聚(环氧乙烷)聚合物有效地进行分级分离以除去高分子量级分。

(a)本发明是一种纯化聚(环氧乙烷)聚合物的方法，该聚(环氧乙烷)聚合物包含低分子量级分和至少一种高分子量级分，该方法包括：混合聚(环氧乙烷)聚合物和化合物或化合物的混合物，该化合物或化合物的混合物是该低分子量级分的溶剂而不是该高分子量级分的溶剂，采用相对的数量和一定的条件，以形成该低分子量级分在该化合物或化合物的混合物中的溶液，和

(b)将该溶液从高分子量级分中分离出来。

在第二方面，本发明是一种从聚(环氧乙烷)聚合物除去金属氰化物的方法，该聚(环氧乙烷)聚合物包含金属氰化物催化剂、低分子量级分和至少一种高分子量级分，该方法包括：

(a)混合聚(环氧乙烷)聚合物和化合物或化合物的混合物，该化合物或化合物的混合物是该低分子量级分的溶剂而不是该高分子量级分的溶剂，采用相对的数量和一定的条件，以形成该低分子量级分在该化合物或化合物的混合物中的溶液，和

(b)将该溶液从高分子量级分中分离出来，和

(c)从该溶液回收该低分子量级分。

本发明方法提供了一种从聚(环氧乙烷)聚合物回收低分子量级分的简单且有效的方法。

当用金属氰化物催化剂制备聚(环氧乙烷)时，可以看到另外的益处。令人惊奇地，金属氰化物催化剂和高分子量级分一起有效地被除去。因此，本发明提供了一种从产物的所需低分子量级分除去金属氰化物催化剂的简单且有效的方法。通常可以将催化剂去除到小于低分子量级分的百万分之一的浓度。

更令人惊奇地，和高分子量级分一起除去的金属氰化物催化剂保持活性。因此，可以将含催化剂的高分子量级分再循环到随后的聚合反应中。

待分级分离的聚(环氧乙烷)聚合物具有低分子量级分和至少一种截然不同的高分子量级分。级分的分子量有足够的差异使得级分具有不同的溶解性。正是此溶解性的差异提供了本发明方法操作的基础。这样，不优选聚合物在较宽分子量范围内具有连续多分散性，因为这样难以获得低分子量物质和高分子量物质的良好分离。另一方面，由于各种级分之间的分子量差异与级分之间的溶解性差异相关，优选通常具有如“双峰”或“多峰”的分子量分布特征的聚合物。

因此，优选的聚(环氧乙烷)聚合物具有两种或多种级分，这些级分具有不同的分子量，该聚合物的进一步特征在于含有少量的中间范围分子量的物质。还优选最低分子量级分具有相对窄的多分散性，如小于2.0和更优选小于1.7。

为使各种分子量级分具有显著不同的溶解性，优选高分子量级分的数均分子量是低分子量级分数均分子量的至少1.2倍，更优选至少1.5倍，甚至更优选至少2倍，最优选至少3倍。

低分子量级分可以具有任意的分子量，条件是它可以溶解在适合的溶剂中，该溶剂是高分子量级分差的溶剂。因此，低分子量级分可达5000或更高的重均分子量。然而，相对低分子量级分的M_w通常在以下范围：从150，优选从200，更优选从250，到3000，优选到2000，更优选到1000。在低分子量级分的M_w是700或更小的情况下，当和高分子量级分分离时，低分子量级分通常是液体。在分级分离之前，相对低分子量级分一般构成聚(环氧乙烷)重量的40-99％，优选70-99％，更优选90-99％。