CN101668814A - 热塑性聚合物混合物以及它们的应用 - Google Patents
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Abstract
热塑性聚合物混合物(M)，包括至少一种聚芳醚酮(P1)，至少一种聚芳硫醚(P2)，以及占所述热塑性混合物(M)总重量的0与25wt.％之间的一种热塑性聚合物材料(P3)，所述材料的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，其中：基于所述聚合物混合物(M)的总重量，所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合的重量是至少30％，并且基于所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合的重量，所述聚芳醚酮(P1)的重量是至多90％。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年4月23日提交的美国临时申请No.60/913,395以及于2007年5月4日提交的美国临时申请No.60/915,973的优先权，两份申请的全部内容都通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及某种改进的热塑性聚芳醚酮-聚芳硫醚混合物。通过将一种第三聚合物材料掺入到该热塑性混合物中来实现该改进。
此外，本发明还涉及包括该改进的热塑性混合物的一个物品。
发明背景
US 4,684,699(授予Union Carbide)描述了包括从大约2到大约98的重量百分比的一种聚芳硫醚以及从大约98到大约2的重量百分比的一种聚(芳基酮)的多种合金，此类合金显示出一个良好的特性组合。特别地，它们表现出了高于从这些重均组分值可能会预期的强度。在US’699的1.40-42中第4页，提到了此类合金可以进一步含有一种芳香族的聚砜、一种芳香族的聚碳酸酯或一种芳香族的聚羟基醚，并且实例5描述了由30wt.％的聚(醚醚酮)、30wt.％的聚(苯硫醚)以及40％的双酚A聚砜组成的一种三元合金。US’699的此类二元或三元合金值得注意地受损于与不良韧性有关的一些特性，包括低的抗冲击性以及低的拉伸伸长率。
US 4,703,081(授予Phillips Petroleum)描述了一类三元聚合物合金，此类合金含有至少一种聚(芳基酮)以及一种聚(芳基砜)、一种聚芳硫醚以及一种聚酰胺酰亚胺。除此之外，US’081还示例了通过将一种聚芳硫醚与一种聚(醚醚酮)以及一种聚醚砜混合而制备的某些均匀的物理共混物。再次，US’081的此类三元合金值得注意地受损于与差的韧性有关的一些特性，包括低的抗冲击性以及低的拉伸伸长率。
US 7,151,138(授予Kureha)描述了包括一种树脂组分的一类树脂组合物，该树脂组分含有按质量计40％到99％的一种聚(芳基酮)、按质量计1％到60％的一种聚芳硫醚以及按质量计每100份的树脂组分按质量计的0.1到5份的至少一种热固性酰亚胺树脂，对“热固性”加以强调)，这种热固性酰亚胺树脂选自下组：一种多官能的不饱和酰亚胺化合物以及它的一种热固性产物，诸如bisallylnagiimide BANI-M、BANI-X以及BANI-H树脂。由于这种热固性酰亚胺树脂的掺入，US’138的组合物显示出改进的相容性、改进的可模制性、改进的可熔融流动性以及改进的机械特性，尤其是拉伸强度以及弯曲强度；基于表1的结果，当与不含热固性酰亚胺树脂的相应的二元共混物相比，某些示例的树脂组合物的拉伸伸长率和/或悬臂梁式冲击强度也可能得到非常轻微的改进，但是该改进(若有的话)非常低以致显然Kureha认为以任何方式对此评论是不适当的。US’138的热固性酰亚胺树脂是一类高度特殊的聚合物；它们是昂贵的并且具有有限的可用性。此外，由于它们的热固性的性质，它们与熔融的聚(芳基酮)以及熔融的聚芳硫醚的共混更加棘手，因为当经受加热时该混合物的化学性质实质性地发生改变；此外，当热固性酰亚胺树脂在热固之后掺入时(如在实例6中所用的)，按其本质来说需要一个预先的熟化步骤，并且因为它们按此状态不是可熔融加工的所以更难以掺入聚(芳基酮)-聚芳硫醚共混物中。
类似地，CN 1,186,819(授予长春应用化学研究所)描述了一种热固性酰亚胺单体的一种醇溶液均匀地涂覆一种聚苯基硫醚的用途。制备了一种聚芳醚酮-聚(苯基硫醚)材料，其中于150℃-250℃下合成并且连接聚酰亚胺以增加聚(苯基硫醚)相与聚芳醚酮相之间的相容性。
仍然在相同的框架内，相同的长春应用化学研究所于2000年在工程塑料应用，28(11)，1-3页中发表了一篇技术论文，该论文是针对一种非常特殊的聚芳醚酮(已知为酚酞聚醚酮或cardo-PEK(PEK-C))与一种聚(苯硫醚)的共混物的热的以及机械的特性以及形态结构。这些混合物可以进一步包括1％～2％(wt.)的一种“单体反应物的聚合反应”PMR-POI聚酰亚胺。
最后，US 4,910,289(授予Amoco Corp.)描述了一种具有增加的结晶速率的组合物，该组合物包括(a)按重量计从大约98到大约99.9百分比的一种容易混合的共混物(该混合物包括一种聚芳醚酮以及选自下组的至少一种非晶相聚合物，该组的构成为：聚醚酰亚胺、聚(酰胺酰亚胺)以及聚酰亚胺)，以及(b)按重量计从大约0.1到大约2百分比的一种聚芳硫醚均-或共聚物，作为结晶助剂。实例I的组合物是由49.5wt.％的一种聚(醚醚酮)、49.5wt.％的一种聚(醚酰亚胺)以及1wt.％的一种聚(苯硫醚)组成的。虽然少量聚(苯硫醚)在US’289的聚芳醚酮-聚(醚酰亚胺)合金中存在，但这些合金远远不能显示出US’699的聚芳醚酮-聚(芳基硫醚)合金的良好的特性组合，特别是高的强度。同样，它们与韧性有关的一些特性可能会不像所希望的一样高。
对于实质性地保持现有技术的聚芳醚酮-聚(芳基硫醚)共混物的有益特性的一种聚合物材料存在很强的需要，特别是(i)它们的高强度、(ii)它们进行熔融处理的容易度、以及(iii)它们的成本吸引力，而同时显示实质性改进的与韧性有关的特性(例如实质性增加的抗冲击性和/或实质性更高的断裂时的拉伸伸长率)和/或实质性增加的热挠曲温度。
发明内容
已出人意料地发现一种热塑性聚合物混合物(M)满足了这些期望，该热塑性聚合物混合物(M)包括
·至少一种聚芳醚酮(P1)，
·至少一种聚芳硫醚(P2)，以及
·占该热塑性混合物(M)总重量的0wt.％与25wt.％之间的一种热塑性聚合物材料(P3)，该材料的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，
其中：
·基于该聚合物混合物(M)的总重量，该聚芳醚酮(P1)与该聚芳硫醚(P2)的联合重量是至少30％，并且
·基于该聚芳醚酮(P1)与该聚芳硫醚(P2)的联合重量，该聚芳醚酮(P1)的重量是至多90％。
该热塑性聚合物混合物(M)是至少三种热塑性聚合物材料(即(P1)、(P2)以及(P3))的一种混合物。聚合物是技术人员所熟知的。聚合物是含有重现的或重复的单体单元的材料；聚合物可以通过使单体单元间进行反应从而彼此连接以形成重现和/或重复单元的一条链而制得。一些聚合物是热塑性材料。热塑性材料也是技术人员所熟知的。与热固性塑料(或热固性材料)(这是不可逆地固化成一种更稳固的形式的一类聚合物材料)相比，热塑性材料在加热时经历软化和熔化，并且当冷却后回到一种固体状态，并且可以经受重复的加热和冷却的循环而没有材料上的实质性的化学变化。
有利的是，该混合物(M)是均匀的。如在此使用的，术语“均匀的混合物”包括易混合聚合物的混合物、以及部分地易混合或不互混的聚合物的混合物(此混合物可以形成一种海/岛结构或具有分离的连续和不连续相)。因此，在此使用术语“均匀的”在宏观意义上表示不连续相(若存在)均匀地贯穿连续相分散，例如，岛均匀地贯穿基质材料的海洋而分散；对不连续相的岛的粒度没有加以限制。
在混合物(M)中，基于该混合物(M)的总重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量范围是从0wt.％到25wt.％。基于该混合物(M)的总重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量优选是至少3wt.％并且更优选是至少5wt.％。另一方面，基于该混合物(M)的总重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量优选是至多20wt.％，更优选是至多15wt.％，并且仍然更优选是至多12wt.％。
在混合物(M)中，基于聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)的联合重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量范围总体上是在0wt.％与25wt.％之间。基于聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)的联合重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量优选是至少3wt.％，更优选是至少6wt.％，并且仍然更优选是至少8wt.％。另一方面，基于聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)的联合重量，热塑性聚合物材料(P3)的重量优选是至多30wt.％，更优选是至多20wt.％，仍然更优选是至多15wt.％。并且最优选是至多12wt.％。
在混合物(M)中，基于混合物(M)的总重量，聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量是至少30％。基于混合物(M)的总重量，优选是至少50％并且更优选是至少60％。在一些实施方案中，基于混合物(M)的总重量，当聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量是至少70％时得到了良好的结果，基于混合物(M)的总重量，当同样的联合重量是至少80％时得到了非常好的结果，并且当同样的联合重量是至少90％时得到了优异的结果。在一些其他的实施方案中，特别是当制备抗摩擦以及抗磨损热塑性聚合物混合物时，基于混合物(M)的总重量，当聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量是低于80％时得到了良好的结果，基于混合物(M)的总重量，当同样的联合重量是低于70％时得到了非常好的结果，并且当同样的联合重量是低于65％时得到了优异的结果。
在混合物(M)中，基于聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量，聚芳醚酮(P1)的重量是至多90％。基于聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量，聚芳醚酮(P1)的重量优选是至多80％，并且基于聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量更优选是至多70％。另一方面，基于聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量，聚芳醚酮(P1)的重量总体上是至少10％；基于聚芳醚酮(P1)与聚芳硫醚(P2)的联合重量，它可以是至少20％、至少30％，或至少40％；它优选是至少50％并且更优选是至少55％并且仍然更优选是至少60％。
该混合物(M)包括从45wt％到75wt％的一种聚(醚醚酮)(作为聚芳醚酮(P1))、以及按重量计从55wt％到25wt％的一种聚芳硫醚(作为亚芳基硫醚(P2))，其中按重量计的百分比是基于该聚(醚醚酮)与该聚芳硫醚的总重量。
在混合物(M)中，基于混合物(M)的总重量，聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)的联合重量的范围总体上是从50％到100％。基于混合物(M)的总重量，它优选是至少60％并且更优选是至少65％。在一些实施方案中，基于混合物(M)的总重量，当聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)与热塑性聚合物材料(P3)的联合重量是至少75％时得到了良好的结果，基于混合物(M)的总重量，当同样的联合重量是至少90％时得到了非常好的结果，并且当同样的联合重量是约100％时得到了优异的结果。在一些其他的实施方案中，特别是当制备抗摩擦以及抗磨损热塑性聚合物混合物时，基于混合物(M)的总重量，当聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)与热塑性聚合物材料(P3)的联合重量是低于90％时得到了良好的结果，基于混合物(M)的总重量，当同样的联合重量是低于75％时得到了非常好的结果，并且当同样的联合重量是大约70％时得到了优异的结果。
聚芳醚酮(P1)
虽然包括若干重复单元(该重复单元包含一个亚芳基、一个醚基以及一个酮基聚合物)的任何聚合物都可以被称为一种聚芳醚酮(指的是该术语的语源含义)，包括某些特种的含酮聚合物，像酚酞聚(醚酮)，然而，如在此所使用的，有实质性工业利益的聚芳醚酮类一定符合一个更严格的定义。
因此，为了本发明的目的，术语“聚芳醚酮”旨在表示任何聚合物，其中多于50wt.％的重复单元是具有以下化学式中的一种或多种的含酮的重复单元(R1)：
其中：
·Ar独立地是选自亚苯基、亚联苯基或亚萘基的一个二价芳香族基团，
·X独立地是O、C(＝O)或一个直接的键，
·n是从0到3的一个整数，
·b、c、d和e是0或1，
·a是从1至4的一个整数，并且
·优选地，当b是1时，d是0。
重复单元(R1)可以特别是选自：
以及
优选地，重复单元(R1)是选自：
以及
聚芳醚酮(P1)优选是选自下组，其构成为：聚(醚醚酮)、聚醚酮、聚(醚酮酮)以及它们的混合物。
为了本发明的目的，聚醚酮旨在表示多于50wt.％的重复单元是具有化学式(VI)的重复单元(R1)的任何聚合物。
为了本发明的目的，聚(醚醚酮)旨在表示多于50wt.％的重复单元是具有化学式(VII)的重复单元(R1)的任何聚合物。
为了本发明的目的，聚(醚酮酮)旨在表示多于50wt.％的重复单元是具有化学式(IX)的重复单元(R1)的任何聚合物。
更优选地，重复单元(R1)是：
优选多于70wt.％、并且更优选多于85wt.％的聚芳醚酮(P1)的重复单元是重复单元(R1)。仍然更优选地，基本上所有的聚芳醚酮(P1)的重复单元是重复单元(R1)。最优选地，所有的聚芳醚酮(P1)的重复单元都是重复单元(R1)。
当聚芳醚酮(P1)是一种聚(醚醚酮)均聚物(即基本上所有的(如果不是全部的话)重复单元都是具有化学式(VII)的一种聚合物)时得到了优异的结果。来自Victrex Manufacturing Ltd.的
150P和450P PEEKs、以及来自Solvay Advanced Polymers，L.L.C.的
和PEEKs是聚(醚醚酮)均聚物的一些例子。
聚芳硫醚(P2)
为了本发明的目的，聚芳硫醚(P2)旨在表示多于5wt.％的重复单元是具有以下化学式的重复单元(R2)的一种聚合物：
-Ar-S-
(R2)
其中，Ar基团表示一种可任选取代的亚芳基基团，例如一个亚苯基或一个亚萘基的基团，该基团是通过一个直接的C-S连接通过它的两个端的每一个来连接至两个硫原子(因此形成硫醚基团)。优选的重复单元Ar是可任选取代的对亚苯基(得到重复单元(R2)，如
以及可任选取代的间亚苯基(得到重复单元(R2)，如
可任选取代的亚芳基基团Ar可以是未取代的，这经常是优选的。
在一些实施方案中，可任选取代的亚芳基基团Ar可以是由一个或多个取代基团取代的，这些取代基团包括但不局限于卤素类原子、C1-C12烷基类、C7-C24烷芳基类、C7-C24芳烷基类、C6-C18芳基类、C1-C12烷氧基基团、以及C6-C18芳氧基基团、以及取代的或未取代的亚芳基硫醚基团本身，它们中的亚芳基基团也是通过一个直接的C-S连接通过它的两个端的每一个来连接至两个硫原子从而形成硫醚基团，如在以下化学式中：
由此产生了支链的聚合物链。不言而喻，在聚芳硫醚(P2)中，此类支链的聚合物链能以不削弱聚合物材料的热塑性特征的程度而存在。当支链的聚合物链的量太高时，会发生实质性的交联，引起了形成一种难熔的三维聚合物网状构造，即本发明范围之外的一种热固性聚合物材料。
该聚芳硫醚含有优选多于25wt.％、更优选多于50wt.％、并且仍然更优选多于90wt.％的重复单元(R2)。最优选地，它不含有除(R2)之外的任何重复单元。
一种优选的聚芳硫醚是聚(苯硫醚)，即一种聚合物，该聚合物的多于5wt.％的重复单元是具有以下的一般类型的一种或多种化学式的重复单元：
-pPh-S- (R2a)
其中pPh基团表示一种可任选取代的对亚苯基基团，该基团是通过一个直接的C-S连接通过它的两个端的每一个来连接至两个硫原子从而形成硫醚基团。
pPh可以是未取代的，这经常是优选的。
在一些实施方案中，pPh可以是由一个或多个取代基团取代的，这些取代基团包括但不局限于卤素类原子、C1-C12烷基类(得到取代的单元(R2a)，如
和
)、C7-C24烷芳基类、C7-C24芳烷基类、C6-C18芳基类、C1-C12烷氧基基团类、C6-C18芳氧基基团类、以及取代的或未取代的亚芳基硫醚基团类自身(可能地，取代的或未取代的对硫醚基团自身)，它们中的亚芳基基团也是通过一个直接的C-S连接通过它的两个端的每一个来连接至两个硫原子从而形成硫醚基团，例如：
以及
该聚(苯硫醚)含有优选多于25wt.％、更优选多于50wt.％、并且仍然更优选多于90wt.％的重复单元(R2a)。
该聚芳硫醚，具体是该聚(苯硫醚)，可以进一步包括除(R2)之外的重复单元；除(R2)之外的重复单元的非限制性的例子是能够通过Na2S与一种二卤代化合物(通式为Cl-Aro-D-Aro-Cl)之间的反应通过从二卤代化合物中消去氯原子而形成的那些重复单元(R2*)：
Na2S+Cl-Aro-D-Aro-Cl→-Aro-D-Aro-S-重复单(R2*)
其中Aro是任选取代的亚芳基基团，并且D可以是除硫醚(-S-)或一种硫醚-双封端的双自由基(-S-D’-S-，其中D’可以是任何的双自由基)之外的任何双自由基。
重复单元(R2*)的两个片段-Aro-S-都与重复单元(R2)不同，不同之处在于可任选取代的基团Aro都没有通过一个直接的C-S连接通过它的两个端的每一个来连接至两个硫原子从而形成硫醚基团，每个亚芳基基团Aro中的至少一个端连接到如上所规定的D。
重复单元(R2*)的非限制性的例子包括：
-Aro-O-Aro-S-像
-Aro-S(＝O)2-Aro-S-像
-Aro-C(＝O)-Aro-S-像
以及它们的混合物，其中该双自由基D分别是一个氧基、磺酰基或羰基双自由基。
当聚芳硫醚是一种聚(苯硫醚)均聚物(即基本上没有，或甚至没有除重复单元(R2)之外的重复单元的一种聚(苯硫醚))时得到了良好的结果。当聚芳硫醚是一种聚(苯硫醚)均聚物(该聚(苯硫醚)均聚物基本上不含有，或甚至不含有除未取代的对亚苯基重复单元之外的重复单元)时得到了优异的结果。
聚芳硫醚是可从如Chevron Phillips Chemical Company、FortronIndustries、以及GE Plastics的来源可商购的。商品级的聚芳硫醚包括
以及
聚(苯硫醚)类。
如以上所说明，该聚芳硫醚(P2)可以是处于一种直链聚合物或一种支链聚合物的形式。
热塑性聚合物材料(P3)
热塑性聚合物材料(P3)的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)。
该材料(P3)可以由一种并且仅由一种热塑性聚合物构成。可替代的，该材料(P3)可以由几种热塑性聚合物组成。
优选地，该材料(P3)的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)。因此，该材料(P3)可以特别地由至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)构成。它还可以特别地由至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)构成。
更优选地，该材料(P3)的构成为：至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)以及至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)。情况是，基于聚(联苯醚砜)(P3a)与聚(醚酰亚胺)(P3b)的联合重量，聚(醚酰亚胺)(P3b)的重量的范围通常是从5％到70％；基于(P3a)与(P3b)的联合重量，它优选是至少10％并且更优选是至少15％；另一方面，基于(P3a)与(P3b)的联合重量，它优选是低于50％，更优选是低于35％并且仍然更优选是至多25％。
聚(联苯醚砜)(P3a)
为了本发明的目的，聚(联苯醚砜)旨在表示一种聚合物(一般是一种缩聚物)，该聚合物的多于50wt.％的重复单元是含有至少一个对亚联苯基基团
至少一个醚基团(-O-)以及至少一个砜基团(-SO2-)的具有一种或多种化学式的重复单元(R3a)。
与聚(醚酰亚胺)(P3b)的重复单元(R3b)以及聚(醚酰亚胺砜)(P3c)的重复单元(R3c)相比，聚(联苯醚砜)(P3a)的重复单元(R3a)总体上不含酰亚胺基团(按原样或以它的酰胺酸的形式)。
优选地，重复单元(R3a)是具有以下一般类型的一个或多个化学式的重复单元：
其中R1至R4是-O-、-SO2-、-S-、-CO-，其前提是R1至R4中至少一个是-SO2-并且R1至R4中至少一个是-O-；Ar1、Ar2和Ar3是含有6到24个碳原子的亚芳基基团，并且优选是亚苯基或对亚联苯基；并且a和b是0或1。
更优选地，重复单元(R3a)是选自：
以及
仍然更优选地，重复单元(R3a)是
或
或
与
的一个混合物，
其中，基于构成混合物的重复单元(4)以及重复单元(6)的总量，混合物中含有的重复单元(6)的重量是在10％与99％之间，并且优选在50％与95％之间。
一方面，使用重复单元(2)作为重复单元(R3a)总体而言提供了最好的整体的成本-特性平衡以及最高水平的韧性。
另一方面，重复单元(4)或重复单元(4)与(6)的混合物作为重复单元(R3a)的使用导致了具有特别高的玻璃化转化温度的一种聚(联苯醚砜)(P3a)。目前，在如需要防止静电放电(ESD)(特别是在半导体工业中有用)的应用的一些特殊的应用中，使用温度是非常高的，重复单元(4)以及重复单元(4)与(6)的混合物由于为聚(联苯醚砜)(P3a)提供了总体上远高于使用温度的玻璃化转化温度而值得注意地可能特别好地适合于此类应用。除此之外，使用重复单元(4)与重复单元(6)的一个混合物作为重复单元(R3a)使得它经常有可能实现与使用重复单元(4)作为唯一的重复单元(R3a)时所获得的特性为基本上相同水平的特性，但是多少更有成本吸引力。
聚(联苯醚砜)(P3a)值得注意地可以是一种均聚物、一种无规、交替或嵌段共聚物。当聚(联苯醚砜)(P3a)是一种共聚物时，它的重复单元值得注意地可以是由(i)选自化学式(2)至化学式(6)的至少两种不同化学式的重复单元(R3a)、或(ii)具有一种或多种化学式(2)至(6)的重复单元(R3a)(特别是化学式(2)的重复单元)与重复单元(R3a*)(不同于重复单元(R3a)组成的，重复单元(R3a*)例如有：
以及
聚(联苯醚砜)(P3a)的优选多于70wt.％、更优选多于85wt.％的重复单元是重复单元(R3a)。仍然更优选的是，基本上所有的聚(联苯醚砜)(P3a)的重复单元都是重复单元(R3a)。最优选的是，所有的聚(联苯醚砜)(P3a)的重复单元都是重复单元(R3a)。
当聚(联苯醚砜)(P3a)是一种聚苯砜时通常得到良好的结果。聚苯砜类是技术人员所熟知的。聚苯砜类总体上是多于50wt.％的重复单元是化学式(2)的重复单元(R3a)的缩聚作用的聚合物。
当聚(联苯醚砜)(P3a)是一种聚苯砜均聚物(即基本上所有的(如果不是全部的话)重复单元是化学式(2)的一种聚合物)时通常得到优异的结果。来自Solvay Advanced Polymers，L.L.C.的R聚苯砜是一种聚苯砜均聚物的一个例子。
聚(醚酰亚胺)(P3b)
聚(醚酰亚胺)类是来自技术人员所熟知的一类工程聚合物。通任何聚(醚酰亚胺)一样，可以包括于聚合物(M)中的聚(醚酰亚胺)(P3b)含有重复单元(R3b)，该重复单元包括一个醚基团以及一个酰亚胺基团；该酰亚胺基团可以按原样和/或以它的酰胺酸的形式而存在)。与聚酰胺类以及聚(酰胺酰亚胺)类的特征性重复单元相比，聚(醚酰亚胺)类的特征性重复单元、并且因此具体是聚(醚酰亚胺)(P3b)的重复单元(R3b)不包括任何未被包括在酰亚胺基团的酰胺酸的形式中的酰胺基团。同样，与聚醚砜酰亚胺类的特征性重复单元相比，聚(醚酰亚胺)类的特征性重复单元、并且因此具体是聚(醚酰亚胺)(P3b)的重复单元(R3b)不包括任何的砜基团。
聚(醚酰亚胺)(P3b)有利地是芳香族的。芳香族聚(醚酰亚胺)类含有包括一个亚芳基基团的重复单元。
通常，多于5wt.％、优选多于50wt.％并且更优选多于90wt.％的聚(醚酰亚胺)(P3b)重复单元是以上所描述的重复单元(R3b)。仍然更优选地，聚(醚酰亚胺)(P3b)是一种均聚物，即，聚(醚酰亚胺)(P3b)的基本上所有的(如果不是全部的话)重复单元都是重复单元(R3b)。
优选地，重复单元(R3b)具有一种或多种化学式，该化学式包括至少一个亚芳基基团、至少一个醚基团以及至少一个酰亚胺基团(按原样和/或以它的酰胺酸的形式)，所述一种或多种化学式中不含任何的砜基团以及任何未被包括在酰亚胺基团的酰胺酸的形式中的酰胺基团。
某一类别的芳香族聚(醚酰亚胺)类(P3b)是由重复单元(R3b)为以下各项的那些构成：
化学式(10)和/或化学式(11)和/或化学式(12)；
其中：
Ar是：
其中
其中n＝1、2、3、4或5；
R是：
属于此类芳香族聚(醚酰亚胺)的聚(醚酰亚胺)类(P3b)的例子是其中重复单元(R3b)为以下化学式的那些：
和/或它的两种相应的酰胺酸的形式(见化学式(11)以及(12)对(versus)化学式(10)的完全酰亚胺形式)。
芳香族的聚(醚酰亚胺)类(其中基本上所有的(如果不是完全的话)的重复单元是化学式(15)、和/或它的两个相应的酰胺酸的形式)特别地是从Mitsui作为
聚酰亚胺可商购的。
某些其他类型的芳香族聚(醚酰亚胺)类(P3b)由其中重复单元(R3b)是具有以下一般结构的一种或多种化学式的那些构成，：
其中化学式(16)的酰亚胺基团按原样和/或以它们的酰胺酸形式包括在芳香族聚(醚酰亚胺)(P3b)中，并且
(i)-O-Z是选自以下各项的一员：
其中R5独立地是氢或C1-C6烷基或C1-C6烷氧基；
其中氧可以是连接到任何一个环上并且位于该酰亚胺羰基基团的其中一个键的邻位或对位，以及
其中氧还可以连接到任何一个环上并且位于酰亚胺羰基基团的其中一个键的邻位或对位
(ii)R1是选自
(ii-a)取代的或未取代的芳香族基团，诸如
以及
(ii-b)具有以下化学式的二价基团：
其中R3独立地是C1到C6的烷基或芳基并且R4是选自-O-、1到6个碳原子的亚烷基以及4到8个碳原子的亚环烷基；
(iii)R2是选自具有从6到20个碳原子的芳香族的烃基团以及它们的烷基取代的衍生物(其中该烷基基团含有1到6个碳原子)、具有2到20个碳原子的亚烷基以及亚环烷基基团、C2到C8的亚烷基封端的聚二有机硅氧烷类、以及具有化学式(22)的二价基团(其中R3以及R4如先前所定义)。
具有通式(16)的重复单元(R3b)的聚(醚酰亚胺)类可以是通过本领域所熟知的一些方法(如在例如美国专利号3,833,544、3,887,588、4,017,511、3,965,125以及4,024,110中所阐述的)而制备的。本领域的普通技术人员所熟知的方法包括一种芳香族的双(醚酐)与具有化学式H2N-Ar-NH2(其中Ar是一个亚芳基基团)的一种芳香族的二氨基化合物的反应；一般来说，此类反应是使用众所周知的溶剂来进行的，例如邻二氯苯、间苯甲酚/甲苯、N，N-二甲基乙酰胺等，其中影响在从大约20℃到大约250℃的温度下的二酐类与二胺类之间反应。可替代地，这些聚(醚酰亚胺)可以是通过一种二酐与一种二氨基化合物间的熔融聚合反应而制备的，而同时在提高的温度下加热多种组分的混合物并同时进行混合。适于制备具有一般结构(16)的重复单元(R3b)的聚(醚酰亚胺)类的芳香族双(醚酐)类可以特别是选自：
·2，2-双[4-(2，3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；
·4，4′-双(2，3-二羧基苯氧基)联苯醚二酐；
·1，3-双(2，3-二羧基苯氧基)苯二酐；
·1，4-双(2，3-二羧基苯氧基)苯二酐；
·2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；
·4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)联苯醚二酐；
·1，3-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐；
·1，4-双(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐；
以及这些二酐的混合物。最优选的芳香族双(醚酐)是双酚A二酐。适于制备具有一般结构(16)的重复单元(R3b)的聚(醚酰亚胺)类的芳香族二氨基类化合物包括，例如，间苯二胺、对苯二胺、2，2-双(对氨基苯基)丙烷、4，4′-二氨基二苯基甲烷以及4，4′-二氨基二苯醚。最优选的二胺是间苯二胺。
非常优选地，重复单元(R3b)具有一种或多种化学式
按原样和/或以它们的酰胺酸形式
和/或
其中：
·→表示同分异构，这样，在任何重复单元中箭头所指向的基团可以如所示的或在一个互换的位置中存在；
·E是选自：
(E-i)
其中R’彼此独立地是包括从1到6个碳原子的烷基基团或C6-C10的芳基；
(E-ii)
对于n＝从1到6的整数；
(E-iii)其中R’彼此独立地是包括从1到6个碳原子的烷基基团、或C6-C10的芳基；
(E-iv)
其中R’彼此独立地是包括从1到6个碳原子的烷基基团、或C6-C10的芳基；
并且Y是选自：
(Y-i)1到6个碳原子的亚烷基，特别是
以及
其中n＝从1到6的整数，
(Y-ii)4到8个碳原子的亚环烷基，以及
(Y-iii)
Ar”是选自：
(Ar”-i)具有6到20个碳原子的芳香族烃基团以及它们的烷基取代的衍生物，其中该烷基取代基团含有1到6个碳原子，例如：
以及它们的烷基取代的衍生物，其中该烷基取代基团含有从1到6个的碳原子；
(Ar”-ii)
其中Y是选自如上所定义的(Y-i)、(Y-ii)以及(Y-iii)，
(Ar”-iii)具有2到20个碳原子的亚烷基以及亚环烷基基团，以及
(Ar”-iv)C2到C8的亚烷基封端的聚二有机硅氧烷类。
在具有化学式(23)的重复单元(R3b)中，Ar”优选地是选自(Ar”-ii)
其中Y是选自如上所定义的(Y-i)、(Y-ii)以及(Y-iii)。
更优选地，Ar”是
除此之外，在具有化学式(23)的重复单元(R3b)中，E优选地是
其中R’彼此独立地是包括从1到6个碳原子的烷基基团或C6-C10的芳基；更优选地，E是未取代的间亚苯基或对亚苯基。
当重复单元(R3b)是具有化学式(28)(按原样、以酰亚胺的形式、和/或以酰胺酸的形式[化学式(29)以及化学式(30)])的重复单元时得到了良好的结果：
和/或
和/或
其中在化学式(29)以及化学式(30)中，→表示同分异构，这样，在任何重复单元中箭头所指向的基团可以如所示的或在一个互换的位置中存在。
芳香族的聚(醚酰亚胺)均聚物(基本上所有的(如果不是全部的话)重复单元都是化学式(28))、和/或它们的两种相应的酰胺酸形式是从SABIC INNOVATIVE PLASTICS作为
1000聚(醚酰亚胺)类可商购的。更概括地，SABIC INNOVATIVE PLASTICS使得包括具有通式(16)的重复单元的宽范围的聚(醚酰亚胺)和/或它们的两种相应的酰胺酸形式商品化。
聚(醚酰亚胺砜)(P3c)
聚(醚酰亚胺砜)(P3c)是一种聚合物，该聚合物的至少5wt.％的重复单元是包括一个醚基团、一个酰亚胺基团(按原样和/或以它的酰胺酸的形式)以及一个砜基团的重复单元(R3c)。聚(醚酰亚胺砜)(P3c)的重复单元(R3c)有利的是不含任何未被包括在酰亚胺基团的酰胺酸的形式中的酰胺基团。聚(醚酰亚胺砜)(P3c)有利的是芳香族的，即它含有包括一个亚芳基基团的多个重复单元。
重复单元(R3c)优选地是具有化学式(31)、(32)和/或(33)的重复单元，表示如下：
其中：
·(32)和(33)是与酰亚胺形式(31)对应的酰胺酸形式；
·→表示同分异构，这样，在任何重复单元中箭头所指向的基团可以在如所示的或一个互换的位置中存在；
·化学式(31)到(33)中的Ar”是选自以下结构：
优选多于50wt.％、以及更优选多于90wt.％的聚(醚酰亚胺砜)(P3c)重复单元是如上所述的重复单元(R3c)；仍然更优选地，聚(醚酰亚胺砜)(P3c)的所有重复单元都是重复单元(R3c)。
具有通式(31)的重复单元(R3c)的聚(醚酰亚胺砜)类(P3c)可以是通过与适合于制备具有通式(16)的重复单元(R3b)的醚酰亚胺类(P3b)的如上所述的方法相同的方法而制备的，除外芳香族的双(醚酐)类是与含有一个砜基团的一种特殊的芳香族二胺(称为4，4′-二氨基二苯基砜)进行反应。
聚(醚酰亚胺砜)类(P3c)是从SABIC INNOVATIVE PLASTICS作为
聚(醚酰亚胺砜)类可商购的。
任选的组分
在本发明的某一优选的实施方案中，混合物(M)可以是基本上由(或甚至是由)聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及聚合物材料(M3)组成的。
可替代地，混合物(M)可以进一步包括除聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及聚合物材料(P3)之外的一种或多种组分(在下文中，“任选的组分”)。所希望的是，与不含任何任选组分的一个混合物相比，任选的一种或多种组分不会有害地影响混合物(M)的有利的特性，特别是拉伸模量、断裂时的拉伸伸长率、缺口冲击、热挠曲温度和/或抗环境应力开裂性。如果在混合物(M)中包含一种或多种任选组分，基于混合物(M)的总重量，它们的重量总体上不超过50wt.％；它优选是至多40wt.％并且更优选是至多35wt.％。
具体的是：
·混合物(M)可以包括除聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及聚合物材料(M3)之外的一种热塑性聚合物，例如：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、烯丙基树脂、纤维素树脂类、乙烯-乙烯醇、聚缩醛、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈、聚酰胺(诸如聚邻苯二甲酰胺、聚酰胺-酰亚胺)、聚丁二烯、聚丁烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚双环戊二烯、聚酯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯乙烯、双酚A聚砜(也简称为“聚砜”)、聚醚砜、聚氨酯、聚氯乙烯、硅氧烷以及它们的混合物。
·混合物(M)还可以包括选自下组的一种或多种添加剂，该组的构成为：热稳定剂类、加工助剂类、阻燃剂类、着色剂类、成核剂类和抗冲击改性剂类、以及它们的混合物。
在本发明的另一个优选的实施方案中，混合物(M)包括至少一种减小摩擦的添加剂。为了本发明的目的，一种“减小摩擦的添加剂”旨在表示一种化合物，当其包括在混合物(M)中时，与不包括减小摩擦的添加剂的相同混合物相比，它能够降低所述混合物(M)的摩擦系数。因此，减小摩擦的添加剂使得所生成的混合物(M)以及包括所述生成的混合物(M)的物品具有一种更滑的或丝般的或光滑的触感，其中在所生成的混合物(M)与同它们接触的材料间的降低的摩擦。
基于混合物(M)的总重量，减小摩擦的添加剂的重量范围优选是从15％到45％，更优选从20％到40％并且仍然更优选从25％到35％。
减小摩擦的添加剂可以是一种微粒固体类型的减小摩擦的添加剂，它可以具有微观或纳米级别的尺寸(即其中平均水平的颗粒具有至少一个尺寸的长度为200nm之下)。在此术语“微粒固体”旨在表示具有一种非纤维形态(例如球、薄片、杆、小粒、粗粉末、微粉等)的一种固体或通过粉碎(即通过例如研磨、碾碎、捣碎或打磨来缩小到非常小的颗粒)一种纤维材料而得到的一种微粒固体。
可替代地，减小摩擦的添加剂可以是纤维性的。在此使用的“纤维”或“纤维材料”是指其特征为相对高的韧性以及极其高的长径比的固体(经常是结晶的)的一种基本形式。该纤维可以是连续的、不连续的、磨碎的、剁碎的，以及它们的组合。
混合物(M)可以包括至少一种选自润滑剂的减小摩擦的添加剂；适合于掺入混合物(M)中的润滑剂的非限制性例子是二硫化钼、硅油类、可熔融加工的氟聚合物类(例如四氟乙烯与一种全氟烷基乙烯基醚的一种共聚物)、氮化硼、以及它们的混合物。
混合物(M)可以包括至少一种选自增强剂的减小摩擦的添加剂；适合于掺入混合物(M)中的增强剂的非限制性例子是碳纤维类(包括沥青基碳纤维、PAN基碳纤维以及气相生长碳纤维类)、玻璃纤维类、芳族聚酰胺纤维类、PBI纤维类、PBO纤维类、以及它们的混合物。
混合物(M)可以包括至少一种选自填充剂的减小摩擦的添加剂，此类填充剂如芳族聚酰胺粉末、碳化钛、以及它们的混合物。
混合物(M)可以包括至少一种减小摩擦的纳米添加剂；适合于掺入混合物(M)中的减小摩擦的纳米添加剂的非限制性例子是碳纳米纤维类、碳纳米管类、碳纳米角类、硅石类、硫酸钡、以及它们的混合物。
制成混合物(M)的一种第一特别优选的组分(值得注意地对于在抗摩擦以及抗磨损应用中的使用特别有用)是碳纤维。对于本发明有用的碳纤维可以有利的是通过对不同的聚合物前体(例如，如人造纤维、聚丙烯腈(PAN)、芳香族聚酰胺或酚醛树脂)的进行热处理和热解而获得的；对于本发明有用的碳纤维还可以是从沥青材料获得的。术语“石墨纤维”旨在表示已通过高温热解(高于2000℃)碳纤维而获得的一种碳纤维，其中碳原子是以类似于石墨结构的方式排列。优选地，碳纤维是一种PAN基碳纤维；这种碳纤维的一个例子是219碳纤维。
制成混合物(M)的一种第二特别优选的组分(值得注意地对于在抗摩擦以及抗磨损应用中的使用特别有用)是石墨。
制成混合物(M)的一种第三特别优选的组分(值得注意地对于在抗摩擦以及抗磨损应用中的使用特别有用)是聚四氟乙烯。
当混合物(M)进一步包括碳纤维、以及至少一种石墨以及聚四氟乙烯时在抗摩擦以及抗磨损应用中得到了良好的结果，其中：
·基于该混合物(M)的总重量，碳纤维、石墨以及聚四氟乙烯的联合重量的范围优选是从15％到45％；并且
·基于该混合物(M)的总重量，碳纤维的重量的范围优选是从5％到25％。
当混合物(M)进一步包括碳纤维、石墨以及聚四氟乙烯时在抗摩擦以及抗磨损应用中得到了优异的结果，其中：
·基于混合物(M)的总重量，碳纤维、石墨以及聚四氟乙烯的联合重量的范围优选是从15％到45％，更优选从20％到40％并且仍然更优选从25％到35％；
·基于该混合物(M)的总重量，碳纤维的重量的范围优选是从5％到15％并且更优选从7.5％到12.5％；
·基于该混合物(M)的总重量，石墨的重量的范围优选是从5％到15％并且更优选从7.5％到12.5％；并且
·基于该混合物(M)的总重量，聚四氟乙烯的重量的范围优选是从5％到15％并且更优选从7.5％到12.5％。
本发明另一方面涉及用于制备如上所述的混合物(M)的一种方法，该方法包括将聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)熔融混合。
优选地，发明的方法包括：
·将聚芳醚酮(P1)、聚芳硫醚(P2)以及热塑性聚合物材料(P3)干混，从而获得一种干的共混物，然后
·将该干的共混物熔融混合。
熔融混合步骤优选发生在一台挤出机中，并且更优选地，在进行混合以从混合物(M)中清除湿气和任何其他可能的残留挥发物的过程中，在挤出机的一个筒中施加真空通风。
本发明仍然有另一方面涉及包括如上所述的混合物(M)的一个物品。该物品可以基本上由(或甚至由)如上所述的混合物(M)组成。该物品还可以包括基本上由(或甚至由)如上所述的混合物(M)组成的一部分。在本发明的某一优选的实施方案中，该物品包括具有一个支撑面的至少一个部分，所述部分是由混合物(M)组成的，其中混合(M)进一步包括至少一种如上所述的减小摩擦的添加剂。
根据本发明的物品可以是：
·一个注塑模制的物品；
·一个挤出的物品，例如一个薄膜、纤维、片料、杆料、管或型材；
·一个压缩模制的物品；
·一个阀门部件或它的一个相关部件，例如一个密封环；
·一台压缩机的或一台泵的部件，诸如空气压缩机、制冷压缩机、往复压缩机(包括例如LPG、铵、氯、HCl、乙烯或丙烯)上用于抽吸以及排放部件的一个平板阀、一个环形阀、一个提升阀；
·一个密封部件，诸如垫圈或一个支撑环，尤其是在石油/天然气生产的一个井下环境中使用；
·一个电子部件，特别是一个表面贴装型电路组件的一个电子部件，这是由于它的能够经受红外回流焊接温度的能力；
·一个硬盘驱动器盘片部件，或一个头部件；
·在半导体制造中有用的一个部件，例如一个电池盒或一个芯片承载盘；通过加入碳纤维类、碳纳米管类或一些其它的导电添加剂的这样一个部件典型地是静电消散(ESD)的；
·一个半导体测试设备的一个部件，例如一个测试座或一个老化座(burn-in socket)；
·一个流体输送系统的一个配件和/或连接件，特别是用在化学过程工业或其他工业中(其中存在热的刺激性化学品和/或蒸气)的一个流体输送系统；
·用于结构连续的纤维复合材料的一种基质；
·一个炊具或烘焙用具，适合用在一个微波炉以及一个常规的加热炉中；
·一个井下摩擦带或一个柔性立管摩擦带；
·一个机罩下的汽车部件，它可以暴露在高温下；
·在照明应用中有用的一个物品，诸如一个照明插座、一个LED框架或一个LED壳体；
·一个热消散的散热器，特别是在计算机中有用的；然后，混合物(M)典型地掺入至少一种热传导性填充剂如沥青基碳纤维；
·一个航空电气的或电子的接头部件或壳体；
·一个摩擦和磨损部件，诸如一个套管、一个轴承或一个止推垫圈
·一个齿轮；
·一个机械的驱动部件；
·一个电气的或电子的金属线或缆的线绝缘体或涂层；
·一个升降机门部件或其他滑动机构的一个套管、轴承、或另一个摩擦部件；或
·一个高温输送系统的一个套管、轴承、或另一个摩擦部件。
根据本发明的物品还可以在汽车、运输工具以及重型设备终端用途中是有用的；关于这些，根据本发明的物品还可以是：
·用于涡轮机部件和/或空气进入的一个板；
·一个农业或建筑设备的一个液压部件、一个密封件、一个提升阀芯或一个活塞环；
·一个推-拉式缆的一个抗磨损层；
·一个制动系统的一个滑动环、一个梃杆、一个齿轮、一个电子驱动的板、一个控制阀、一个泵部件、一个套管或一个止回球；
·一个变速器部件的一个密封环、一个止推垫圈、或一个球；
·一个转向系统部件的一个齿轮、一个套管或一个轴承；
·一个CVT(连续可变的变速器)或离合器的一个坡道按钮、一个扭矩辊、一个推力按钮。
·一个排放系统的一个泵部件、一个齿轮或一个传感器；
·一个油系统的一个泵或一个G-转子；
·一个压缩机的一个旋转斜盘；
·一个气囊传感器；
·一个列车门的一个摩擦片、一个门套件或一个支座或另一个滑动部件；
·一个汽车底盘部件；或
·用于座位调节机构的一个电动机止推垫圈或薄膜。
本发明仍然有另一方面涉及制备如上所述物品的一种方法，该方法包括熔化混合物(M)从而得到一种熔融混合物，将该熔融混合物塑成物品的形状，并且冷却该物品。
优选地，所述过程包括模制该混合物(M)。更优选地，所述过程包括注塑该模制混合物(M)。
同样优选地，当物品冷却后，例如注塑模制的物品冷却后，它没有通过随后的热暴露进行退火。因此，该物品优选是“作为成型并冷却的”来使用。
本发明仍然有另一方面涉及一种热塑性聚合物材料(P3)的用途，该材料的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，该用途是用于改善包括至少一种聚芳醚酮(P1)以及至少一种聚芳硫醚(P2)的一种热塑性聚合物混合物的与韧性有关的一些特性，其中(P1)、(P2)、(P3)、(P3a)、(P3b)以及(P3c)如以上所描述。具体而言，本发明涉及一种热塑性聚合物材料(P3)的用途，该材料的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，该用途是用于增加包括至少一种聚芳醚酮(P1)以及至少一种聚芳硫醚(P2)的一种热塑性聚合物混合物的缺口冲击和/或拉伸屈服伸长率和/或断裂时的拉伸伸长率。缺口冲击总体而言是根据ASTM D-256来测量的，而拉伸屈服伸长率以及断裂时的拉伸伸长率总体而言是根据ASTM D-638来测量的。
本发明最后一方面涉及一种热塑性聚合物材料(P3)的用途，该材料的构成为：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)、和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)、和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，该用途是用于增加包括至少一种聚芳醚酮(P1)以及至少一种聚芳硫醚(P2)的一种热塑性聚合物混合物的热挠曲温度。热挠曲温度总体而言是根据ASTM D-648来测量的。
实例
制备了十四个配制品，代表根据本发明的不同混合物以及对照物。它们展示了本发明的操作并且说明了本发明混合物的出人意料的益处和实用性。
精确的配方和所使用的原材料在表1和表2中示出。对于每一种混合物，以与PEEK对照以及未改性的PEEK/PPS对照并排的方式，评价了向一种聚(醚醚酮)(PEEK)/聚(苯硫醚)(PPS)混合物中加入聚苯砜(PPSU)和/或聚(醚酰亚胺)(PEI)的效果。为了简单以及说明起见，贯穿此操作，PEEK/PPS之比保持在2∶1。
配制品E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8和E9是根据本发明的。
制备配制品CE1、CE2、CE3、CE4以及CE5来用于对比。
所使用的聚合物材料
在这些实例中使用的PEEK等级是
KT-850P PEEK，它是具有3500到4100泊的熔融粘度范围(通过一台毛细管流变仪在400℃的温度下以及1000s-1的剪切速率下测得)的一种中等粘度等级的PEEK。
所使用的PPS等级是DSP LD-10G，它是来自Dainippon Ink andChemicals的一种线性的高分子量等级的PPS。
所使用的PPSU级别是
R-5000NT以及
R-5100NT PPSU。这些级别是PPSU的标准注塑模制天然级别(natural grade)，具有其特征为范围是14g/10min到20g/10min的熔体流动速率(在365℃的温度和5.0kg的重量下测得)的中等粘度。
所使用的PEI是
1000PEI，是可从Sabic InnovativePlastics获得的聚(醚酰亚胺)天然树脂的标准注塑模制级别。此聚合物是双酚A二酐与间苯二胺的缩聚作用的产物。
配制品的制备
本发明所有的聚合物混合物都是通过以下过程进行制备：首先翻滚混合这些树脂以将它们混合大约20分钟，随后使用一台18mm的Leistritz同向啮合双螺杆挤出机来进行熔融混合。该挤出机具有6个筒区域，其中筒2至筒6被加热(在表4和表5中分别对应于区域1至区域5)。在混合以从复合物中清除湿气和任何可能的残留挥发物的过程中，在筒5处施加真空通风。
配制品的测试
使用0.125英寸厚的ASTM测试样品，使用以下ASTM法以及0.125厚的注塑模制样品来测试所有配制品的机械特性：
D-638：拉伸特性
D-790：弯曲特性
D-256：抗悬臂梁式冲击性(带缺口)
D-4812：抗悬臂梁式冲击性(不带缺口)
D-648：施加264psi的应力下的热挠曲温度
除了机械特性的测试外，对于一些配制品，还使用具有从0％到2.0％连续变化的外部纤维应变的抛物线形弯曲夹具评价了抗环境应力开裂性(ESCR)。将装有ASTM弯曲样品的弯曲夹具浸入三种溶剂中：氯仿、甲基乙基酮以及甲苯。记录了引起失败(例如裂纹或裂缝)所需的最小应力。
评论意见
某些关键性的评论意见是：
·向PEEK/PPS混合物中加入PPSU和/或PEI相比除此之外的未改性的PEEK/PPS混合物改善了以下特性：
-更高的拉伸屈服伸长率
-更高的断裂时的拉伸伸长率
-更高的抗缺口冲击性
-更高的热挠曲温度；
本质上，一个样品可以实现总体上与那些未改性的PEEK更相似的特性而同时相对于PEEK而言实质性地降低配制品的成本。
·根据本发明的所有配制品都显示了出色的ESCR，具有高达2.0％的最大施加应变的对于任何裂纹或裂缝的抗性；此性能比PEEK在这些介质中已知的性能更好，因此本发明的配制品表现出的性能比所预期的基于本发明的混合物的单一组分的平均ESCR性能更好。
表4
制备参照表1的配制品的混合过程的条件
表5
用于制备参照表2的某些配制品的混合过程的条件
显而易见地，鉴于以上所传授的内容，对本发明作出的多种变更和改变是有可能的。因此应理解的是，在所附的权利要求的范围之内，可以按照除在此所确切描述的之外的方式实施本发明。
Claims (18)
1.热塑性聚合物混合物(M)，其包含
·至少一种聚芳醚酮(P1)，
·至少一种聚芳硫醚(P2)，以及
·所述热塑性混合物(M)总重量的0至25wt.％的热塑性聚合物材料(P3)，该热塑性聚合物材料(P3)由如下物质组成：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)，和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)，和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)，
其中：
·基于所述聚合物混合物(M)的总重量计，所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合重量是至少30％，并且
·基于所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合重量计，所述聚芳醚酮(P1)的重量是至多90％。
2.根据权利要求1所述的混合物，其中，基于所述热塑性混合物(M)的总重量计，所述热塑性聚合物材料(P3)的重量为5到20wt.％。
3.根据权利要求1或2所述的混合物，其中，基于所述热塑性混合物(M)的总重量计，所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合重量是至少50％。
4.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，其中，基于所述聚芳醚酮(P1)与所述聚芳硫醚(P2)的联合重量计，所述聚芳醚酮(P1)的重量是至少50％。
5.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，其中所述聚芳醚酮(P1)是聚(醚醚酮)，优选聚(醚醚酮)均聚物。
6.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，其中所述聚芳硫醚(P2)是聚(苯硫醚)，优选聚(苯硫醚)均聚物。
7.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，其中所述热塑性聚合物材料(P3)由如下物质组成：至少一种聚苯砜，优选聚苯砜均聚物。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的混合物，其中所述热塑性聚合物材料(P3)由如下物质组成：至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)，优选聚(醚酰亚胺)均聚物。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的混合物，其中所述热塑性聚合物材料(P3)由如下物质组成：至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)和至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)。
10.根据权利要求9所述的混合物，其中所述聚(联苯醚砜)(P3a)是聚苯砜均聚物和所述聚(醚酰亚胺)(P3b)是聚(醚酰亚胺)均聚物，所述聚(醚酰亚胺)均聚物基本上所有的重复单元都是如化学式(28)的酰亚胺的形式
和/或如化学式(29)的酰胺酸的形式
和/或如化学式(30)的酰胺酸的形式
11.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，该混合物进一步包含一种或多种选自如下的添加剂：热稳定剂、加工助剂、阻燃剂、着色剂、成核剂、抗冲击改性剂以及它们的混合物。
12.根据以上权利要求中任一项所述的混合物，该混合物进一步包含至少一种减小摩擦的添加剂。
13.根据权利要求12所述的混合物，其中所述减小摩擦的添加剂选自二硫化钼、硅油、可熔融加工的氟聚合物、聚四氟乙烯、氮化硼、石墨、碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBI纤维、PBO纤维、芳族聚酰胺粉末、碳化钛、碳纳米纤维、碳纳米管、碳纳米角、硅石、硫酸钡以及它们的混合物。
14.根据权利要求13所述的混合物，该混合物包括碳纤维、石墨以及聚四氟乙烯，其中：
·基于所述混合物(M)的总重量计，碳纤维、石墨以及聚四氟乙烯的联合重量为15％到45％；
·基于所述混合物(M)的总重量计，碳纤维的重量为5％到15％：
·基于所述混合物(M)的总重量计，石墨的重量为5％到15％；和
·基于所述混合物(M)的总重量计，聚四氟乙烯的重量为5％到15％。
15.一种物品，其包含至少一个具有支撑面的部件，所述部件是由根据权利要求12至14中任一项所述的混合物组成的。
16.一个物品，其包含根据权利要求1至14中任一项所述的混合物。
17.根据权利要求16所述的物品，该物品是选自：
·注塑模制的物品；
·挤出的物品；
·压缩模制的物品；
·阀门组件或其相关部件；
·压缩机的或泵的组件；
·在石油/天然气生产的井下环境中使用的密封组件；
·电子元件；
·硬盘驱动器盘片组件，或头组件；
·电池盒或芯片承载盘；
·半导体测试设备的组件；
·流体输送系统的配件和/或连接件；
·用于结构上连续的纤维复合材料的基质；
·炊具或烘焙用具；
·井下摩擦带或柔性立管摩擦带；
·机罩下的汽车组件；
·用于照明应用的物品；
·热消散的散热器；
·航空电气的或电子的接头的组件或壳体；
·套管、轴承、止推垫圈、或另一摩擦以及磨损组件；
·齿轮；
·机械的驱动组件；
·电气的或电子的线或缆的绝缘层或涂层；
·升降机门组件或其他滑动机构的套管、轴承、或另一摩擦组件；
·高温输送系统的套管、轴承、或另一摩擦组件；
·用于涡轮机组件和/或空气进入的板；
·农业或建筑设备的液压组件、密封件、提升阀芯或活塞环；
·推-拉式缆的抗磨损层；
·制动系统的滑动环、梃杆、齿轮、电子驱动的板、控制阀、泵组件、套管或止回球；
·传动组件的密封环、止推垫圈或球；
·转向系统组件的齿轮、套管或轴承；
·CVT(无段变速传动器)或离合器的坡道按钮、扭矩辊、推力按钮；
·排放系统的泵组件、齿轮或传感器；
·油系统的泵或G-转子；
·压缩机的旋转斜盘；
·气囊传感器；
·列车门的摩擦片、门套管或支座或另一滑动组件；
·汽车底盘组件；以及
·用于座位调节机构的电动机止推垫圈或薄膜。
18.热塑性聚合物材料(P3)用于增加包含至少一种聚芳醚酮(P1)和至少一种聚芳硫醚(P2)的热塑性聚合物混合物的缺口冲击强度和/或拉伸屈服伸长率和/或断裂时的拉伸伸长率和/或热挠曲温度的用途，所述热塑性聚合物材料(P3)由如下物质组成：(i)至少一种聚(联苯醚砜)(P3a)，和/或(ii)至少一种聚(醚酰亚胺)(P3b)，和/或至少一种聚(醚酰亚胺砜)(P3c)。
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