[发明专利]加工化学品

说明书

相关申请

本申请要求2010年5月24日提交的美国临时申请号61/347,705的优先权。这篇临时申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。

背景

化学品用在常用于生产其它中间体和产品的多种多样的反应和工艺中。化学品在溶剂中的溶解度和/或溶解速率可以影响其中使用该化学品的工艺或化学反应的速率和/或效率。因而，需要控制，例如增大，化学品的溶解度和/或溶解速率。

概述

一般而言，本发明涉及加工化学品从而改变其结构，特别是增大其溶解度和/或溶解速率的方法，以及由该结构改变的材料制成的中间体和产品。所述方法中的许多方法提供了可以较容易地用在用于生产有用中间体和产品如能源、燃料、食品或材料的反应或其它工艺中的材料。

在一些具体实施中，使用本文描述的工艺处理的化学品可以用来形成高度浓缩的溶液，例如浓度高于未经处理的化学品在相同条件下在相同溶剂中的饱和溶液的浓度的溶液。在一些情况下，处理改变化学品的官能度，并因而改变化学品的极性，所述极性可以例如使经处理的化学品可溶于未经处理的化学品不溶或仅微溶或可部分地溶于其中的溶剂中。例如，所述方法可以在一些情况下增大化学品在水或水性介质中的溶解度。所述化学品可以是例如固体、液体或凝胶，或其混合物。

一方面，本发明的特征在于一种增大化学品的溶解度的方法，其包括用选自由机械处理、化学处理、辐射、超声处理、氧化、热解以及蒸汽爆破(steam explosion)组成的组的物理处理来处理化学品，从而相对于化学品在物理处理之前的溶解度增大化学品的溶解度。

一些具体实施包括下列特征中的一个或多个。所述化学品可以选自由盐、聚合物和单体组成的组。物理处理可以是或包括例如利用电子束的辐照。在一些情况下，物理处理改变化学品的官能度。在辐照化学品的具体实施中，辐照可以包括向化学品施加总剂量为至少5毫拉德的辐射。

经物理处理的化学品可以具有比所述化学品在物理处理之前的结晶度低至少10%的结晶度。在一些情况下，化学品在物理处理之前的结晶度指数为约40%至约87.5%，而经物理处理的化学品的结晶度指数为约10%至约50%。

另一方面，所述方法的特征在于一种包含已经用选自由机械处理、化学处理、辐射、超声处理、氧化、热解和蒸汽爆破组成的组的物理处理进行处理的化学品的产品，所述产品的溶解度高于该化学品在物理处理之前的溶解度。

一些具体实施包括下列特征中的一个或多个。所述化学品可以选自由盐、聚合物和单体组成的组。在一些情况下，所述化学品已例如利用电子束进行辐照。所述产品可以具有与所述化学品在物理处理之前的官能度不同的官能度。在辐照化学品的具体实施中，所述化学品可以已用总剂量为至少30毫拉德的辐射进行辐照。经物理处理的化学品可以具有比所述化学品在物理处理之前的结晶度低至少10%的结晶度。在一些情况下，化学品在物理处理之前的结晶度指数为约40%至约87.5%，而经物理处理的化学品的结晶度指数为约10%至约50%。

溶解度和/或溶解速率的增大可能由材料的结构改性所引起。如本文使用的表达“从结构上改性”化学品意指以任何方式改变化学品的分子结构，包括化学品的化学键排列、晶体结构，或构象。所述改变可以是，例如，例如由晶体结构内的微破裂造成的晶体结构完整性的改变，其可能不能从材料结晶度的衍射测量结果反映出来。化学品结构完整性的此类改变可以通过测量经受不同水平的结构改性处理的产品的产率来间接地测量。另外地或替代地，分子结构的改变可以包括改变化学品的超分子结构、氧化化学品、改变平均分子量、改变平均结晶度、改变表面积、改变聚合度、改变孔隙率、改变支化度、接枝到其它材料上、改变晶畴(crystalline domain)尺寸，或改变整个畴尺寸。结构改性可以在一些情况下增大化学品的孔隙率、增大化学品与水形成氢键的能力，和/或将化学品分解成较小的分子。

除非另外限定，否则本文使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。虽然下面描述了合适的方法和材料，但是与本文描述的那些类似或等效的方法和材料可以用于本发明的实践或测试中。本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献都以引用的方式完整地并入本文。如果发生冲突，则以包括定义的本发明说明书为准。另外，所述材料、方法以及实施例仅为说明性的而不是要进行限制。

根据详细描述和权利要求书，本发明的其它特征和优点将变得明显。

附图描述

图1是示出化学品到产品和副产品的转化的方框图。

详细描述