[发明专利]来自可再生资源的聚烯烃和其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及由可再生原材料制成的聚合物和其制备方法。

更具体地，本发明的主题是通过来自可再生材料的具有为6-9的碳原子数的烯烃的聚合反应获得的聚合物。

在聚合物种类中，从烯烃获得的聚合物(或者聚烯烃)具有非常不同的性质(例如，机械性质或者熔融状态的粘度性质)。

当这些聚烯烃是低聚物时(即当它们具有小于或等于2000g/mol的数均摩尔质量时)，它们在环境温度时是液体或者粘性状态并且可以例如用作为润滑剂。

当数均摩尔质量大于2000g/mol时，聚烯烃在环境温度时可以是固体。因此可以由这些聚烯烃借助于非常不同的成型技术制备膜、模制或者注模部件、管或瓶。它们可被用于许多领域中，特别地包装或者机动车辆工业。

聚乙烯和聚丙烯是最常见的聚烯烃。

还可以提及包含具有大于或等于5(例如为6-9)的碳原子数的烯烃的聚烯烃。这些烯烃可以彼此或者与其它单体进行聚合。特别地，它们可以与具有低碳原子数(通常2或者3)的烯烃聚合。例如，从乙烯和具有大于或等于5的碳原子数的烯烃开始，可以制备聚乙烯，例如PEBDL(线型低密度聚乙烯)类型的聚乙烯，其是乙烯和具有高碳原子数的补充烯烃的无规共聚物。

该聚烯烃可以通过来自石油产品的烯烃的聚合反应获得。

为了获得这些烯烃，通常使用包括原油的裂化步骤，然后前述裂化步骤期间制备的烷烃的蒸汽裂化步骤的方法。获得各种产品，尤其是烯烃。

这种裂化和蒸汽裂化方法的一个缺点是它需要大量的与在该方法期间的高温(用于蒸汽裂化步骤的约800℃)有关的能量。

另一缺点是在这种方法结束时获得的石油产品是非常不同的：获得尤其是烯烃(以及芳族化合物、烷烃等等)的产品的混合物。制备的烯烃也是不同的。

可以通过进行乙烯低聚反应从化石资源(石油)制备烯烃，其是现今最广泛的方法。在Ullman百科全书第5版，A13卷，第238-248页开发了许多种这些方法。这些方法可以获得C4/C6至C20等等的烯烃范围。然而，迄今为止存在大多数制备的是烯烃的混合物，特别地许多异构体的混合物，其随后必须进行分离使得可以进行聚合。然而，这些分离方法，特别地异构体分离方法是复杂和非常昂贵的。因此，包括可以主要地制备具有非常有限异构体数目的烯烃的步骤的方法具有重大优点。

由来自石油产品的聚烯烃产生的另一问题是大量使用化石资源，这不可避免地引起它们的耗尽。提取变得越来越困难(很深的井)，并且这因此需要笨重的和昂贵的设备。同样地，已经观察到自从1973的危机石油产品价格的大的提高。一个后果是主要地由石油来源产品制备的聚合物的生产成本的上升。为此，来自可再生原材料的聚合物在过去几年已经认识到不断增加的利益。特别地，例如可以提到聚酯如来自丙交酯(来自例如甜菜根或者玉米的合成单体)的聚合反应的聚(乳酸)。还可以提及由从蓖麻植物提取的油获得的聚酰胺11(以商标Rilsan?由本申请人销售)。这些来自可再生原材料的聚合物的优点之一涉及碳循环：特别地，这些植物吸收大气的二氧化碳(CO₂)使得这种碳被称为“现代的”，与化石碳(例如来自石油或者煤)相反。化石碳的使用和释放引起它在大气中的积累和碳循环的不平衡。

申请WO2008/067627描述了从可再生资源开始由包含2-4个碳原子的烯烃制备聚烯烃的方法。特别地，用于制备这种聚烯烃的烯烃合成步骤包括生物质的气化步骤。该步骤在很高的温度(通常1100℃-1300℃)下进行，其意味着用于该步骤的高能量消耗。如果这种能量是化石来源的，那么它促进引起积累效果的温室气体(包括CO₂)的释放。

迄今为止，没有人关注从来自可再生资源的具有6-9个碳原子的碳原子数的烯烃获得的聚合物的合成。这是本发明的主题之一。

令人惊讶地，本发明人已经实施了从可再生原材料工业生产聚烯烃的方法。

根据本发明的方法可以至少部分地免除化石来源的原材料和可以使用可再生原材料替换它们。

根据本发明的方法获得的聚烯烃可用于所有的在其中已知使用这些来自石油资源的相同聚合物的应用中。

发明内容

本发明的主题是用于制备通过构成单体的聚合反应获得的聚合物的方法，该构成单体至少一种，被称为烯烃(a)，至少部分地来自可再生资源并且对应于式C_nH_2n，其中n是6-9的整数。