CN104487489A - 由脂环族二醇制成的高性能聚砜 - Google Patents
由脂环族二醇制成的高性能聚砜 Download PDFInfo
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Abstract
一种包含重复单元的聚(芳基醚砜)聚合物,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物和至少一种包含至少一个脂环族部分(M)的二醇(D)。
Description
本申请要求2012年5月15日提交的美国临时申请号61/647356以及2012年9月5日提交的欧洲申请号12183142.4的优先权,出于所有的目的将这些申请中的每一个的全部内容通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及包含脂环族部分、特征为特殊性能的新聚(芳基醚砜)聚合物。本发明进一步涉及制造本发明聚合物的方法、包含此类聚合物的组合物、以及由此类聚合物制成的物品。
相关技术说明
聚(芳基醚砜)是一个用于描述包含至少一个醚基(-O-)、至少一个砜基(-SO2-)以及至少一个亚芳基的任何聚合物的属类名。
一组商业上重要的聚(芳基醚砜)包含在此被指定为PSU的聚砜聚合物。PSU包含二苯砜与双酚A(BPA)的反应单元。此类PSU是从苏威特种聚合物有限责任公司(Solvay Specialty Polymers,L.L.C.)(即,在商标下)可商购的。一种UDEL聚砜的重复单元的结构是通过使双酚A(BPA)与4,4’-二氯二苯砜(DCDPS)缩聚制得的。
PSU具有约185℃的玻璃化转变温度并且展示了高的强度以及韧性。
(聚苯砜,在此被指定为PPSU)是另一种从苏威特种聚合物有限责任公司可获得的聚砜,其是通过4,4’-二氯二苯砜(DCDPS)与4,4’-双酚(BP)的反应单元制得的。
其他聚砜包括具有至少两种不同类型的砜和/或联苯酚基团的共聚物。聚醚砜(从苏威特种聚合物有限责任公司可获得的)包括由具有式-Ar-SO2-Ar-O-的重复或重现基团制得的一个聚醚砜部分,其中Ar是一个取代的或未取代的芳基,诸如苯基、联苯基、双酚或包含一个芳香环或杂芳香环的任何其他芳基。
由于它们优异的机械和热学性能,连同出色的水解稳定性和耐化学性,聚(芳基醚砜)已经用于制备接触广泛范围的最终使用温度(从-40℃至204℃)的各种各样应用中的产品,诸如管道物品、餐饮服务物品、医疗托盘、隔膜等等。
包括要求与水、食品、药物和/或血液接触的那些的应用要求使用满足被诸如食品与药品管理局(Food and Drug Administration)(FDA)、欧洲食品安全署和环境保护署(European Food SafetyAgency and the Environmental Protection Agency)(EPA)的组织强制执行的某些要求的聚合材料。提到的是,EPA将添加BPA到其关注的要求环境测试的化学品清单中。但是应该指出的是,FDA还没提出与从塑料提炼的BPA的要求相关的任何条例,但是含有BPA的聚合材料的使用在未来可能受制于更严格的条例。
一些可商购的聚(芳基醚砜)(来自其的重复单元衍生自双酚A(BPA)诸如值得注意地在聚砜中或/和衍生自4,4’双酚(BP)诸如值得注意地在聚苯砜中)的主要问题之一是所述聚(芳基醚砜)聚合物可能受到长期暴露于UV光的不利地影响。
因此,对于新的聚(芳基醚砜)聚合物存在一种持续需求,这些聚(芳基醚砜)聚合物不包含该BPA单体和/或BP单体并且展示了现今由可商购的聚(芳基醚砜)聚合物提供的所有优点,这些优点包括容易在工业规模上生产、成本适中、良好的或改进的机械性能(诸如值得注意地屈服伸长率)以及热性能,同时特征为一些其他的有益的性能,这些有益的性能没有在以上描述的当前的聚(芳基醚砜)聚合物中遇到,诸如值得注意地提供一个好的多的机械性能保留,特别是拉伸强度,以及在长的UV暴露时间中光学清晰度(即%透过率)的最小损失。
发明概述
申请人现在已经发现某些聚(芳基醚砜)聚合物可以解决以上提到的问题并且展示了良好的机械性能,同时还特征为非常好的对UV辐射的耐受性,尤其保持机械性能以及在长UV暴露时间中的光学清晰度(即%透射率)的最小损失。此外,这些新的聚(芳基醚砜)聚合物展示出几乎无雌激素活性。
因此,本发明的一个目的是一种包含重复单元的聚(芳基醚砜)聚合物,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少一种具有通式(I)的二醇(D)的直接反应
HO-Q-OH (I)
其中Q是包含从4至30个碳原子、优选地从8至15个碳原子的基团,该基团包含至少一个脂环族部分(M)。
本发明的另一个目的是一种主要由重复单元组成的聚(芳基醚砜)聚合物,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少一种具有通式(I)的二醇(D)的直接反应
HO-Q-OH (I)
其中Q是包含从4至30个碳原子、优选地从8至15个碳原子的基团,该基团包含至少一个脂环族部分(M),其条件是所述脂环族部分(M)在环中不包含任何杂原子,并且所述聚(芳基醚砜)聚合物具有大于8000的数均分子量(Mn)。
该表述‘主要由...组成’在本发明的上下文内用于定义一种聚合物的成分以考虑端链、缺陷、不规则和单体重排,这些可能是以较小的量包括在所述聚合物中,而这不会改变该聚合物的基本性能。
根据本发明,该聚(芳基醚砜)聚合物有利地具有大于10 000、更优选地大于12 000、更优选地大于15 000并且更优选地大于20 000的数均分子量(Mn)。
该聚(芳基醚砜)聚合物的数均分子量(Mn)的上限不是特别关键的并且将被本领域的技术人员基于最终的使用领域选择。
在本发明的一个实施例中,该聚(芳基醚砜)聚合物有利地具有以下的数均分子量(Mn):等于或小于120 000、优选地等于或小于100000、优选地等于或小于90 000、优选地等于或小于80 000、优选地等于或小于70 000、优选地等于或小于68 000、优选地等于或小于55000。
在本发明的一个实施例中,该聚(芳基醚砜)聚合物有利地具有在从8 000至100 000范围内、优选地在从10 000至80 000范围内、优选地在从12 000至70 000范围内的数均分子量(Mn)。
表述“数均分子量(Mn)”由此根据其通常含义使用并且数学上表示为:
其中Mi是聚合物分子的分子量的离散值,Ni是具有分子量Mi的聚合物分子的数目,则所有聚合物分子的重量是∑MiNi并且聚合物分子的总数为∑Ni。
Mn可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯标准校准,适当地确定。
值得注意地可以通过GPC确定的其他分子参数是重均分子量(Mw):
其中Mi是一种聚合物分子的分子量的离散值,Ni是具有分子量Mi的聚合物分子的数目,则具有分子量Mi的聚合物分子的重量是MiNi。
出于本发明的目的,多分散性指数(PDI)由此表示为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比值。
本发明的聚(芳基醚砜)聚合物有利地具有大于1.5、优选地大于1.90、更优选地大于2.00的多分散性指数(PDI)。
本发明的聚(芳基醚砜)聚合物有利地具有小于4.0、优选地小于3.8、优选地小于3.5的多分散性指数(PDI)。
在本发明的一个具体的实施例中,包含在如以上所详述的聚(芳基醚砜)聚合物中的、具有小于3000的分子量的聚合物分子相对于在所述聚(芳基醚砜)聚合物中的所有聚合物分子的分数[下文中的%分数M<3000]为有利地小于10%、优选地小于8%并且更优选地小于5%。
%分数M<3000可以借助凝胶渗透色谱法软件(用聚苯乙烯标准校准)从GPC色谱图的切片数据(slice data)适当地确定,在这种情况下,它对应于:
其中AU(检测器响应值,以μV计)是y轴单元并且log M(分子量的对数)是x轴单元。
该聚(芳基醚砜)聚合物包含大于10%wt、优选地大于30%wt、更优选地大于50%wt、还更优选地大于70%wt并且最优选地大于90%wt的重复单元,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物和具有通式(I)的二醇(D),如以上详述的。
在本发明的另一个实施例中,该聚(芳基醚砜)聚合物主要由重复单元组成,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与具有通式(I)的二醇(D),如以上详述的。端链、缺陷和少量成分可以进入这种聚(芳基醚砜)聚合物的微结构中,而不会实质性地改变其性能。
出于本发明的目的,能够与该芳香族二醇(D)聚合的包含至少一个-S(=O)2-基团的任何芳香族二卤化合物是适合的。
适合本发明的目的的芳香族二卤化合物的非限制性实例是具有通式(II)的化合物:
X-[Ar3-SO2-Ar4]-[Ar5]n-[Ar3-SO2-Ar4]m-X (II)
其中n和m独立地为0、1、2、3或4;
其中X是一种选自氯、氟、溴和碘的卤素;
其中Ar3、Ar4彼此是相同或不同的,并且是具有下式的芳香族部分:
其中Ar5选自由以下各项组成的组:
其中Ri独立地选自由以下各项组成的组:
氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸盐、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵,并且i是0、1、2、3、或4。
在具有通式(II)的化合物中,n和m优选地独立地为0、1或2,更优选地n和m为0或1。此外,X优选地选自F和Cl。另外,每个Ri优选地独立地选自由氢和卤素组成的组,更优选地所有的Ri是氢。
根据本发明,上面提到的具有通式(II)的化合物可值得注意地为以下分子之一:
其中X可以是相同或不同的,并且为选自氯、氟、溴和碘的任何卤素原子。以上结构也可被与上述Ri相似的基团所取代。
换句话说,这些具有通式(II)的化合物可为一种二卤代二苯砜,比如4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二溴二苯砜和4,4’-二碘二苯砜或混合的衍生物。在一个第一实施例中,最优选的芳香族二卤化合物是4,4’-二氯二苯砜。在一个第二实施例中,最优选的芳香族二卤化合物是4,4’-二氟二苯砜。
这些具有通式(II)的化合物也可为4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯或4,4”-双-(4-氯苯基磺酰基)三联苯。
该二醇(D)优选地包含至少一个脂环族部分(M)。术语“脂环族部分”旨在表示任何同时为脂肪族的(即,不是芳香族的)和环状的(即,其中碳原子被连接在一个环中)部分。该脂环族部分(M)可包含从4至8个碳原子、优选地从4至6个碳原子。它可以是或者未取代的或者取代的。
如所述的,该脂环族部分(M)在环中不包含任何杂原子。
换言之,该脂环族部分的环的骨架仅由互联的碳原子构成。
多于一个脂环族部分(M)可以存在于二醇(D)中。如果多于一个脂环族部分(M)存在于二醇(D)中,它们可以是相同或不同的。
在本发明的一个优选的实施例中,该二醇(D)具有通式(DI):
其中
-A和A’,彼此相同或不同并且在每次出现时,独立地是一个键或选自由二价基团组成的组,这些二价基团可能包含一个卤素原子,
-B独立地是一个键或选自由二价基团组成的组,这些二价基团可能包含一个卤素原子,
-每个C,彼此相同或不同,是一个包含至少一个脂环族部分(M)的脂环族基团;
-n、m、以及k,彼此相同或不同,独立地是1至4的一个整数;并且q是0或1。
二醇(D)还可包含一个多环的脂环族部分,所述多环的脂环族部分包含多于一个缩合的脂环族部分(M)。典型地,该多环的脂环族部分包含两个缩合的脂环族部分(M)、三个缩合的脂环族部分(M)或甚至四个缩合的脂环族部分(M)。每个缩合的脂环族部分(M)典型地包含从4至8个碳原子、优选地从4至6个碳原子。
进一步应理解的是根据通式(DI)的二醇可以不同的立体化学的以及区域化学的安排存在。因此,例如这两个羟基基团可能相对于彼此具有顺式或反式构型。
合适的二醇(D)可以选自由以下各项组成的组:
以及
在本发明的另一个优选的实施例中,该二醇(D)具有式(D-5),如以下所示:
根据式(D-1)至(D-5)的二醇可以不同的立体化学安排存在。为简化起见,这些键的立体化学,具体地这些C-OH或C-CH2OH键在式(D-1)至(D-5)中的立体化学安排,在本说明书中没有指出。必须理解的是,所有的立体异构体,每个单独地以及它们的混合物,都被式(D-1)至(D-5)各自包括。
因此,在2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(CBDO)的情况下,式(D-1)包括顺式异构体、反式异构体、以及呈任何比例的它们的混合物。
在一个具体的实施例中,根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物包含以下重复单元:
{-[Ar3-SO2-Ar4]-[Ar5]n-[Ar3-SO2-Ar4]m-O-Q-O-} (III)。
在这种情况下,根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物有利地包含大于10%wt、优选地大于30%wt、更优选地大于50%wt、还更优选地大于70%wt并且最优选地大于90%wt的具有式(III)的重复单元。当根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物由具有式(IV)和(V)的重复单元组成时,获得了优良的结果:
在一个具体的实施例中,根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物包含重复单元,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少两种选自以上描述的通式(D-1)、(D-2)、(D-3)以及(D-4)的二醇(D)。更优选地,根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物包含重复单元,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与两种二醇(D-1)和(D-2)。
在另一个具体的实施例中,根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物包含重复单元,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少一种二醇(D-5)。
在本发明的另一个实施方式中,在不同的实施例中的聚(芳基醚砜)聚合物可以进一步包含衍生自芳香族二醇(AD)的重复单元,该二醇(AD)不同于二醇(D)。能够与该芳香族二卤化合物(II)聚合的任何芳香族二醇适合用作芳香族二醇(AD)。此类芳香族二醇(AD)的非限制性实例是4,4’-双酚(即4,4’-二羟基联苯)、双酚A、4,4’-二羟基-二苯砜(还称为双酚S)、对苯二酚、4,4’-二羟基-二苯醚、α,α’-双-(4-羟苯基)-p-二异丙苯、1,4-双(4-羟基苯氧基)苯。
一种包含衍生自4,4’-二卤二苯砜和二醇(选自由符合如以上详述的式(D-1)和/或(D-2)的那些组成的组)的重复单元的聚(芳基醚砜)聚合物是尤其优选的。
本发明的聚(芳基醚砜)聚合物呈现有利地大于140℃、优选地大于160℃、更优选地大于180℃、还更优选地大于200℃、甚至更优选地大于225℃并且最优选地大于250℃的玻璃化转变温度。
本发明的聚(芳基醚砜)聚合物有利地是无定形和透明的。
本发明的聚(芳基醚砜)聚合物可以通过一个缩聚反应从包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物(如以上详述的)和具有通式(I)的二醇(D)(如以上详述的)制得。该缩聚反应可以根据已知的方法进行,即,碳酸盐法、碱金属氢氧化物法、或相转移催化法。
在一个实施例中,本发明的聚(芳基醚砜)聚合物通过一个缩聚反应制备,该缩聚反应根据该碳酸盐法进行。所述碳酸盐法包括在一个缩聚反应中使基本上等摩尔量的具有式(I)的二醇(D)(如以上详述的)和至少一种包含至少一个S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物(如以上详述的)在一种包含极性非质子溶剂的溶剂存在下与一种碱金属碳酸盐相接触。
若希望的话,该包含至少一个S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物(如以上详述的)和具有通式(I)的二醇(D)(如以上详述的)的纯度有利地为大于97%范围,如通过气相色谱法测得的。
根据该碳酸盐法进行的方法通过使基本上等摩尔量的具有式(I)的二醇(D)和至少一种二卤二芳基砜(例如4,4’-二氯二苯砜或4,4’-二氟二苯砜)相接触进行。当使用非常大量过量的碳酸盐时,获得了优良的结果。
该碱金属碳酸盐优选地是碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷以及碳酸铯。碳酸钠和碳酸钾是尤其优选的。可以使用多于一种碳酸盐的混合物,例如碳酸钠或碳酸氢钠与一种第二碱金属(具有比钠的原子序数更高的原子序数)碳酸盐或碳酸氢盐的混合物。
使用一种具有小于约100μm的平均粒度的碱金属碳酸盐是特别优选的。更优选地,使用一种具有小于约50μm的平均粒度的碱金属碳酸盐。还更优选地,使用一种具有小于约30μm的平均粒度的碱金属碳酸盐。使用具有此类粒度的碱金属碳酸盐允许这些聚合物的合成在相对更低的反应温度下在更快的反应下进行。钠和钾的碳酸盐,单一地或组合地,可以用于提供具有令人希望的分子量特征的聚合物。当使用一种钾盐时,可以获得较高分子量的聚合物。
将这些组分溶解或分散在一种包含极性非质子溶剂的溶剂混合物中。若希望的话,可以将一种附加的溶剂与该极性非质子溶剂一起使用,其与水形成一种共沸混合物,由此在聚合反应过程中作为一种副产品形成的水可以通过共沸蒸馏贯穿该聚合反应连续地去除。总体上,在该聚合反应过程中通过将水连续地从该反应物质中去除使该反应介质保持在基本上无水的条件下。水可以通过蒸馏或作为一种共沸混合物与该形成共沸混合物的溶剂一起去除,如以上描述的。
出于本发明的目的,术语“附加的溶剂”应理解为表示一种不同于给定反应的反应物和产物的溶剂。
所采用的这些极性非质子溶剂是本领域中普遍已知并且被广泛地用于制造聚(芳基醚砜)的那些。例如,在本领域中披露了在本领域中已知的并且属类地描述为二烷基亚砜和二烷基砜(其中烷基可以含有从1至8个碳原子)的含硫溶剂(包括其环状亚烷基类似物)用于制造聚(芳基醚砜)。确切地,在可能适合于本发明目的的这些含硫溶剂中的是二甲亚砜、二甲砜、二苯砜、二乙基亚砜、二乙基砜、二异丙基砜、四氢噻吩-1,1-二氧化物(常被称为四亚甲基砜或环丁砜)以及四氢噻吩-1-一氧化物以及其混合物。在现有技术中已经披露了含氮的极性非质子溶剂,包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺以及N-甲基吡咯烷酮(即,NMP)以及类似物用在这些方法中,并且还可能发现它们对于实践本发明是有用的。
该与水形成共沸混合物的附加溶剂将通常被选择为相对于这些单体组分以及极性非质子溶剂是惰性的。适合用在此类聚合方法中的形成共沸混合物的溶剂包括芳香族烃类,如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯以及类似物。
典型地以从约1∶10至约1∶1、优选从约1∶5至约1∶3的重量比采用该形成共沸混合物的溶剂以及极性非质子溶剂。
通常,在一个最初的升温期之后,该反应混合物的温度将保持在有利地从150℃-220℃的范围内持续约3至8小时。
典型地,如果该反应是在大气压下进行,则所选择的溶剂的沸腾温度通常限制了该反应的温度。该反应可以便利地在大气压下在一种惰性气氛(例如氮气)中进行,尽管也可以采用更高或更低的压力。
优选地,在已经达到所希望的分子量之后,使用一种活化的芳香族卤化物或脂肪族卤化物(诸如氯甲烷或苄基氯、以及类似物)处理该聚合物。该聚合物的此种处理将末端羟基转化为稳定该聚合物的醚基。如此处理过的聚合物具有良好的熔融和氧化稳定性。
在另一个实施例中,本发明的聚(芳基醚砜)聚合物通过一个缩聚反应制备,该缩聚反应根据该碱金属氢氧化物法进行。虽然该用于制备本发明的聚合物的碳酸盐法是简单并且便利的,在一些情况下具有更高分子量的产品可以通过所述碱金属氢氧化物法制得。在该碱金属氢氧化物法中,使一种二元酚的双碱金属盐与一种二卤代苯型化合物在极性非质子溶剂(例如,含硫溶剂诸如二甲亚砜、二甲砜、二苯砜、二乙基亚砜、二乙基砜、二异丙基砜、四氢噻吩-1,1-二氧化物(常被称为四亚甲基砜或环丁砜)以及四氢噻吩-1-一氧化物以及其混合物)存在下在基本无水的条件下相接触。在又一个实施例中,本发明的聚(芳基醚砜)聚合物是通过一个缩聚反应制备的,该缩聚反应根据该相转移催化法进行。虽然该碳酸盐法和该碱金属氢氧化物法通常在极性非质子溶剂存在下进行,该相转移催化法由于采用一种相转移催化剂可以在非极性溶剂中进行,这促进一种芳香族双羟基单体(例如具有式(I)的二醇(D))的盐在有机相中的结合。
该相转移催化法在现有技术中是已知的并且可以通过使基本上等摩尔量的一种二元酚的双碱金属盐和一种二卤代苯型化合物接触进行,除了液态有机砜或亚砜溶剂以及助溶剂的存在、在基本无水的条件下是不需要的并且相转移催化剂用于这个反应。
可以通过本领域中众所周知且广泛采用的方法来回收该聚(芳基醚砜),例如凝结、溶剂蒸发以及类似方法。
所得到的聚(芳基醚砜)聚合物可以,在首先添加或不首先添加一种或多种附加的溶剂(诸如环丁砜或环丁砜与另一种溶剂的混合物,任选地该共沸混合物溶剂)以完全溶解任何聚合物并且导致金属卤化物沉淀的盐分离之后,通过该反应混合物的脱挥发作用分离。可替代地,该聚合物可以通过使该反应混合物与一种对于该聚合物来说的非溶剂(诸如醇或水、或其混合物)相接触通过沉淀和/或凝结分离。该沉淀/凝结物可以使用软化水在减压和高温下的干燥之前清洗和/或洗涤。所得到的沉淀可以进一步通过挤出和制粒加工。可随后使球状的产物经受进一步熔融加工,诸如注塑模制和/或片挤出。对于模制、挤出、以及热成形所得到的聚(芳基醚砜)的条件在本领域内是熟知的。
根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物的特征为具有目前出售的聚砜的所有优点,同时还出乎意料的特征为具有非常良好的耐UV光性。此外,用于制备根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物的二醇(D)没有示出任何激素活性,并且因此是制备有待用于需要与水、食品、药物和/或血液接触的应用中的聚合物的理想候选物。
本发明还涉及聚合物组合物,这些聚合物组合物包含至少一种本发明的聚合物以及至少一种其他成分。所述其他成分可以是另一种聚(芳基醚砜)聚合物。它还可以是一种不同于聚(芳基醚砜)聚合物的聚合物,诸如聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇。它还可以是一种非聚合物成分,诸如溶剂、填充剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、阻燃剂、防雾剂、消光剂、颜料、染料以及光学增亮剂。
此类聚合物组合物的一个实例是适合用于制备隔膜的纺丝液(dope)溶液。一种纺丝液溶液旨在表示用于,即通过流延、纺丝等,制备隔膜的溶液。
根据本发明的组合物的聚(芳基醚砜)聚合物在其所有的实施例中都具有与根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物相同的特征,如以上详述的。
该聚合物组合物相对于该组合物的总重量有利地包含大于1wt.%、优选地大于10wt.%、还更优选地大于50wt.%、并且最优选地大于90wt.%的聚(芳基醚砜)聚合物。
然后可以将本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物,例如通过模制(注塑模制、挤出模制、吹气模制)、压延或熔纺制造成一种所希望的成型的物品。
本申请人已经出人意料地发现如以上详述的本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物展示优异的性能,在提供高性能的聚合物隔膜中有用。
在本发明的一个优选的实施例中,本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物用于制造隔膜。
本发明还涉及一种包含如以上描述的聚(芳基醚砜)聚合物或如以上描述的聚合物组合物的物品。
包括在根据本发明的物品中的聚(芳基醚砜)聚合物和聚合物组合物在它们的所有实施例中都具有分别与根据本发明的聚(芳基醚砜)聚合物和聚合物组合物相同的特征,如上详述的。
该物品可以是一种隔膜。适合于本发明的目的的隔膜,没有限制,包括各向同性或各向异性的隔膜、多孔或非多孔隔膜、复合隔膜、或对称的或不对称的隔膜。此类隔膜可以是呈平面结构、波纹结构(诸如波纹片材)、管状结构、或中空纤维的形式。根据本发明的隔膜可以使用任何常规已知的隔膜制备方法制造,例如通过一种溶液流延或溶液纺丝法。
隔膜应用的非限制性实例包括水净化、废水处理、制药生产、血液净化,特别是血液透析以及多种工业过程分离,诸如食品和饮料加工、电涂漆回收和气体分离。
以上描述的物品还可以是一种食品接触物品,诸如管道物品(诸如管件、阀门、歧管或龙头),食品托盘、水瓶或奶瓶、烹调用具。
以上描述的物品还可以是一种电子部件。
以上描述的物品还可以是一种用于移动电子器件的外壳或覆盖物。
以上描述的物品还可以是一种医疗托盘或动物笼。
本申请人已经出人意料地发现如以上详述的本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物展示优异的UV性能,在光学应用中有用。
以上描述的物品还可以是光学物品,诸如值得注意地太阳镜镜片、眼镜的镜片、光学镜片、光盘。
本申请人已经出人意料地发现如以上详述的本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物展示优异的耐候性,可以用于制造片材和薄膜。
本发明的另一个目的是一种用于涂覆基板的方法,该方法包括使用如以上详述的本发明的聚(芳基醚砜)聚合物或聚合物组合物。
基板的选择没有具体限制。在诸如食品以及饮料罐涂层、船舶船体保护、航空航天、汽车、电线涂层、电子产品、光学和塑料的应用中,此类涂层可以用于保护基板诸如值得注意地金属诸如钢(特别是不锈钢)、铝、铜以及其他金属。
若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物中的披露内容与本申请的描述相冲突的程度到了可能导致术语不清楚,则本说明应该优先。
现在将通过工作实例来说明本披露,这些工作实例旨在说明本披露的工作并且不旨在对本披露的范围进行限制性地暗示任何限制。
实例
原料
聚砜聚合物(P3500),从美国苏威特种聚合物有限责任公司(Solvay Specialty Polymers USA,LLC)可商购的,用于准备用于UV曝露以及接触角测量的隔膜和薄膜。聚砜聚合物(P1700),从美国苏威特种聚合物有限责任公司可商购的,用于机械性能测量。
R PPSU(R5100),从美国苏威特种聚合物有限责任公司可商购的。
环己烷二甲醇(CHDM-(D-2))与4,4-二氟二苯砜(DFDPS)的聚合-实例1、2以及实例4
实例1:将DFDPS(25.42g)、CHDM(14.42g)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(27.64g)、以及无水环丁砜(83.64g)装入一个250ml的4颈烧瓶中,该4颈烧瓶配备有一个顶置式机械搅拌器、氮汲取管、热电偶以及一个具有冷凝器的迪安-斯达克分水器(Dean-Stark trap)。搅拌该反应混合物并且将温度升到210℃-215℃并且保持3-3.5小时。将水收集在该分水器中。使用MCB/环丁砜稀释该反应混合物并且过滤以去除盐类。使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇使其再浆化一次。将该凝结物用热水再浆化、过滤、在一个真空烘箱中在120℃下干燥。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC方法测量的:MW-55,367;Mn-22,702,并且Tg,如通过DSC方法(第二次加热)测量的,为150.58℃。
重复该程序。
实例2:将DFDPS(63.56g)、CHDM(36.05g)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(69.10g)、以及无水环丁砜(166.42g)装入到一个500ml的4颈树脂釜中,该4颈树脂釜配备有一个顶置式机械搅拌器、氮汲取管、热电偶以及一个具有冷凝器的迪安-斯达克分水器。搅拌该反应混合物并且将温度升到210℃-215℃并且保持7小时。将水收集在该分水器中。在该聚合反应结束时,使氯甲烷鼓泡通过该反应混合物持续30分钟。使用NMP/环丁砜稀释该反应混合物并且过滤以去除盐类。使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇使其再浆化一次。将该凝结物用热水再浆化、过滤、在一个真空烘箱中在120℃下干燥。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC方法测量的:MW-84,178;Mn-31,062,%分数M<3000是0.51并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为169℃。
实例4:遵循如在实例2中的相同的程序,除了使用DFDPS(152.48g,0.6mol),CHDM(86.48g,0.6mol),以及无水碳酸钾(165.77g,1.2mol)之外。将反应混合物在210℃-215℃下保持??小时直到该反应混合物变为粘性的。一旦获得所希望的分子量,仅进料环丁砜(300g)并且通过鼓泡氯甲烷持续30分钟终止该反应混合物。使该反应混合物,任选地过滤过以去除盐类,直接地凝结到快速搅拌的水中,直接地接着重复水洗以减少此类盐。将该聚合物在一个真空烘箱中在120℃下干燥过夜。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC方法测量的:MW-58,546;Mn-23,365,%分数M<3000是1.61并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为180℃。
四甲基环丁二醇(CBDO)与DFDPS的聚合-实例3、5、6以及对比实例7
实例3:将DFDPS(25.42g)、CBDO(14.42g)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(27.64g)、DMAc(66.7g)、以及甲苯(25g)装入一个250ml的4颈烧瓶中,该4颈烧瓶配备有一个顶置式机械搅拌器、氮汲取管、热电偶以及一个具有冷凝器的迪安-斯达克分水器。搅拌该反应混合物并且将温度升至回流并且保持7小时。将水收集在该分水器中。将反应温度升高到155℃-160℃并且保持直到该反应混合物变成粘性的(~7-8小时)。通过鼓泡氯甲烷持续30分钟终止该聚合反应。使用NMP稀释该反应混合物并且过滤以去除盐类。使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇使其再浆化一次。将该凝结物用热水再浆化、过滤、并且在一个真空烘箱中在120℃下干燥。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-81,869;Mn-32,044,并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为258.75℃。
实例5:将DFDPS(127.13g,0.5mol)、CBDO(72.11g,0.5mol)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(138.21g,1.0mol)、DMSO(332.85g)、以及氯苯(110.95g)装入到一个1L树脂釜中,该树脂釜配备有一个顶置式机械搅拌器、氮气入口、热电偶、以及一个具有改进的Barrrett分水器和冷凝器的Vigroux柱。搅拌该反应混合物并且将温度升至回流并且保持直到大部分水被蒸馏出来。将水收集在该分水器中。将反应温度升高到170℃并且保持直到该反应混合物变成粘性的(~3小时)。一旦获得所希望的分子量添加氯苯并且将该反应混合物冷却到~120℃,接着鼓泡氯甲烷持续30分钟。使用一个压力式过滤器通过2.7μm滤垫过滤该反应混合物以去除盐类。使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇使其再浆化一次。将白色的纤维状聚合物使用水洗涤两次,接着甲醇洗涤。将该聚合物在一个真空烘箱中在120℃下干燥过夜。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-94,242;Mn-42,860,%分数M<3000是0.32并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为249℃。
实例6:遵循如在实例5中的相同的程序,除了使用DFDPS(128.40g,0.505mol),CBDO(72.11g,0.5mol),以及无水碳酸钾(平均粒径32μm)(138.21g,1.0mol)之外。现在将该反应混合物在167℃-172℃下保持约4小时。附加地,在通过一个2.7μm滤垫过滤之前通过432g的DMSO与MCB(1∶1)的一种混合物稀释该反应混合物,并且在过滤之后附加地使用200g的热DMSO与MCB(1∶1)的混合物洗涤。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-113,487;Mn-42,525,%分数M<3000是0.73并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为247℃。
实例7-将DCDPS(4.04g)、CBDO(2.0g)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(3.95g)、以及环丁砜(8.9g)装入到一个100ml的3颈烧瓶中,该3颈烧瓶配备有一个顶置式机械搅拌器、氮汲取管、热电偶以及一个具有冷凝器的迪安-斯达克分水器。搅拌该反应混合物并且将温度升到210℃并且保持20小时。在反应过程中,白色晶体累积到该冷凝器上并且由于其沸点它是CBDO单体。通过一个热风器加热该冷凝器以将该单体移动到该溶液中。在20小时的聚合时间之后,用NMP稀释该混合物并且过滤以去除盐类。使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇将其再浆化一次。将该凝结物用热水再浆化、过滤、并且在一个真空烘箱中在120℃下干燥。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-14,640;Mn-6,119,%分数M<3000是11.29并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为182℃。一种聚合物薄膜不可能从这种低分子量的聚合物中制得。
环己烷二甲醇(CHDM-(D-2))与四甲基环丁二醇(CBDO-(D-1))的混合物与4,4-二氟二苯砜(DFDPS)的聚合
实例8-CHDM/CBDO(50/50):将DFDPS(141.24g,0.56mol)、CBDO(39.66g,0.275mol)、CHDM(39.66g,0.275mol)、以及无水碳酸钾(228g,1.65mol)装入一个1L树脂釜中,该树脂釜配备有一个顶置式机械搅拌器、氮气入口、热电偶、以及一个改进的具有冷凝器的Barrrett分水器。将这些粉末使用氮气吹扫15分钟,接着添加DMSO(366.1g)和氯苯(122g)。搅拌该反应混合物并且将温度升至回流(~164℃)并且保持直到大部分水被蒸馏出来。将水收集在该分水器中。将反应温度升高到165℃-173℃并且保持直到该反应混合物变成粘性的(~8小时)。一旦获得高的Mw,添加氯苯(300g)并且将该反应混合物冷却到~120℃,接着鼓泡氯甲烷持续30分钟。使用382g MCB进一步稀释该反应混合物并且使用一个压力式过滤器通过2.7μm滤垫过滤该反应混合物以去除盐类。使该过滤后的聚合物溶液凝结到快速搅动的甲醇中,接着再浆化至甲醇中。将白色的纤维状聚合物使用水洗涤两次,接着甲醇洗涤。将该聚合物在一个真空烘箱中在120℃下干燥过夜。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-81,862;Mn-31,399,%分数M<3000是3.66并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为212℃。
实例9-CHDM/CBDO(70/30):遵循如在实例8中的相同的程序,除了使用DFDPS(154.07g,0.61mol)、CBDO(25.96g,0.18mol)、CHDM(60.57g,0.42mol)、以及无水碳酸钾(248.77g,1.8mol),并且在使用氮气吹扫这些粉末15分钟之后现在添加DMSO(399.42g)以及氯苯(133.14g)。现在将该反应混合物保持在回流(~164℃)下直到大部分水被蒸馏出来并且被收集在该分水器中。将该反应温度升高并保持在165℃-170℃下约11小时。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-68,097;Mn-26,423,%分数M<3000是1.52并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为201℃。
顺式-1,5-环辛二醇(CODO)与4,4-二氟二苯砜(DFDPS)的聚合
实例10:将DFDPS(1.80g)、CODO(1.0g)、无水碳酸钾(平均粒径32μm)(1.20g)、以及环丁砜(7.5g)装入到一个100ml的3颈烧瓶中,该3颈烧瓶配备有一个顶置式机械搅拌器、氮汲取管、热电偶以及一个具有冷凝器的迪安-斯达克分水器。搅拌该反应混合物并且使用一个油浴将温度升到210℃。该聚合反应在210℃下进行持续20小时并且该溶液变为一种粘性的混合物。使这种混合物冷却到100℃-120℃并且使用NMP稀释。然后,将该稀释的溶液过滤以去除盐类,并且使该过滤后的溶液凝结到快速搅动的甲醇中,并且使用甲醇使其再浆化一次。将该凝结物用热水再浆化、过滤、并且在一个真空烘箱中在120℃下干燥。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-34,449;Mn-11,673,%分数M<3000是4.22并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为163℃。
实例11:遵循如在实例10中的相同的程序,除了使用DFDPS(1.85g),CODO(1.0),以及无水碳酸钾(1.20g)。
所得到的聚合物具有以下分子量,如通过GPC测量的:MW-4,952;Mn-3,040,%分数M<3000是35并且Tg,如通过DSC(第二次加热)测量的,为126.4℃。一种聚合物薄膜不可能从这种低分子量的聚合物中制得。
在这些实例的材料上进行的以下表征在下文中指出:
通过GPC方法的分子量测量
该GPC方法使用来自聚合物实验室(Polymer Laboratories)的两个5μm混合的-D尺寸排阻色谱柱在室温下进行。使用一个具有泵和自动注射器的Waters 2695分离组件。保持1.5ml/min的流量。制备聚合物溶液,25-50mg的该聚合物在10ml的二氯甲烷中。注入15μl的该聚合物溶液。二氯甲烷作为流动相。254nm波长下的紫外光检测器用于获得色谱图。Waters软件(Empower Pro GPC)用于使用聚苯乙烯标准(Easycal PS2,来自安捷伦公司(Agilent))校准、数据采集、以及数据分析。峰值积分开始和结束点根据在整体基线上的显著差异手动地确定。
物理性能测量
DSC测量是根据ASTM D3418-03、E1356-03、E793-06、E794-06在TA仪器Q20上以氮气作为载气(99.998%的纯度,50ml/min)来进行的。温度和热流量校准使用铟进行。样品尺寸为2至7mg。
加热周期为:
第1个加热周期:以20.00℃/min从50.00℃至300℃,在300℃或350℃下等温1min。
第1个冷却周期:以20.00℃/min从300℃至50.00℃。
第2个加热周期:以20.00℃/min从50.00℃至300℃。
玻璃化转变温度在该聚合材料粉末上从该第二次加热热谱图根据ASTM D3418,通过在转变之前绘制一条基线并且在该转变之后绘制一条基线测量:该Tg是在这两条线之间的半高处的温度。
对于实例1和2,上限温度是350℃而不是300℃。
UV稳定性测量
UV老化测量
从实例2和5的聚(芳基醚砜)聚合物的20%NMP溶液、商业上的聚砜聚合物以及聚合物,在室温下在干净的玻璃板上流延聚合物薄膜。一个BYK Gardener 6密耳的牵引杆用于流延。将这些玻璃板放置在120℃下的一个真空烘箱中并且在真空下干燥24小时。将这些薄膜小心地从玻璃板上提起,翻过来并且在一个真空烘箱中在120℃下再干燥24小时。在测试之前,通过GC检查所有薄膜的残留NMP以确保溶剂去除。残留的NMP在从16-1284ppm范围内。因此,制备所述薄膜的100mm×10mm×30μm条。
对于实例10,聚合物薄膜通过使用一个15密尔牵引杆(BYKGardener)将一种24%wt/wt DMF聚合物溶液流延到一个玻璃板上制备,该玻璃板预加热到70℃。然后,将这些薄膜在一个真空烘箱中在120℃下干燥持续48小时,使用FT-IR(对于DMF羰基谱带在约1680cm-1)检查残留溶剂,并且放置到老化测试机中用于曝露于紫外光并且然后曝露于如以下详述的条件下。
在一个典型的老化试验中,试验数据示出了在光学清晰度(%透过率)与UV暴露时间之间的关系。
所述老化试验使用一个Atlas ci4000xenon老化测试机进行,该老化测试机配备有一个“S”型硼硅酸盐内过滤器和一个碱石灰外过滤器。这些截止过滤器消除所有>340nm的波长。所有的老化周期设置为0.30w/m2的辐照度、55℃的板温度、38℃的室温度,以及55%的相对湿度。所有的其他变量根据ASTM G1555-4控制。
对于实例2、5以及该商业上的聚砜聚合物和聚合物,将制备的所述聚合物薄膜的100mm×10mm×30μm条首先安装到金属试样座上(Atlas SL-3T)。然后,将安装后的样品曝露于如以上详述的条件下持续一个延长的时间段(参见表1)。在整个这个时间段内,特别是分别在24、29、48、72、84以及144小时之后,移出曝露的薄膜样品并且测量透射光谱。使用一个Perkin Elmer lambda 950UV/Vis分光光度计收集透射光谱,该分光光度计设置为2nm的狭缝宽度,同时从200nm至600nm扫描。在350nm下的%透过率(在下文中的%T)记录为UV暴露时间的函数,相应地计算在透射中的%损失。在表1中总结了这些试验结果。本申请人已经出人意料地发现,甚至在144小时的UV曝露之后实例2和5的薄膜的100mm×10mm×30μm条在UV曝露下没有显示黄化,并且发现了甚至在84小时的UV曝露之后实例10的薄膜在UV曝露下没有显示黄化。
拉伸强度(Mpa)测量
在由实例2和5的聚(芳基醚砜)聚合物的一种20%NMP溶液、商业上的聚砜聚合物以及聚合物制成的所述薄膜(如以上详述的)上的拉伸强度(Mpa)性能根据ASTM 882-10测试。这些薄膜的厚度从35至40μm变化。这些薄膜样品的宽度是10mm。使用25mm/min十字头速度。用作对照物(在UV曝露之前)的薄膜计量长度是50mm,而对于在72小时的UV曝露之后的薄膜,它是30mm。在表1中总结了这些试验结果。
接触角测量
将这些聚合物薄膜,如以上描述的,从实例2、5的聚(芳基醚砜)聚合物的一种20%NMP溶液以及商业上的聚砜聚合物流延的仍然负载在干净的玻璃板上的,在一个真空烘箱中在120℃下干燥之后,在一个干燥箱中冷却到室温。采取预防措施以避免接触该薄膜的表面。利用固定滴法使用克鲁斯有限公司(Kruss GmbH)的DSA20专门易滴标准系统(Expert Easy Drop Standard System)。使用超纯水(15mho)。将3μl滴体积沉积在负载薄膜表面的干净玻璃板上。重复接触角测量并且对数据进行平均。在表1中总结了这些试验结果。
水吸收测量
将聚合物薄膜,如以上描述的,从实例2、5的聚(芳基醚砜)聚合物的一种20%NMP溶液以及商业上的聚砜聚合物流延的,在从这些玻璃板去除之后,放置在去离子水中。周期性地测量存储在水中的薄膜的质量增加,并且计算平均的水吸收。进行该测试持续24小时一段时间。在表1中总结了这些试验结果。
水通量速率
多孔隔膜通过在40℃下使用1密尔BYK Gardner牵引杆将实例2和5的聚(芳基醚砜)聚合物的一种20%w/w溶液(在什么??)以及商业上的聚砜聚合物流延到在一个玻璃板上形成。然后,将该玻璃板立即浸入到一个水浴中(在40℃下)以便通过相转化形成一种多孔隔膜。使用一个连接到蓄水池的Amicon测试槽获得对比水通量数据,该蓄水池可以使用氮气(在从10psi至40psi范围内)加压。在表1中总结了这些试验结果。
本申请人已经发现,以上定义的,从实例2和5的聚(芳基醚砜)聚合物制成的所述多孔隔膜的SEM图像(即,通过使用一个Evexdesktop SEM仪器在500和1500放大率下获得的)示出了所述多孔隔膜的孔结构与在类似条件下流延的聚砜聚合物基隔膜的孔结构是可比较的。
表1
机械性能测量
将实例4、5、8的聚(芳基醚砜)聚合物与该商业上的聚砜聚合物压缩模制为4英寸×4英寸×0.125英寸的基板。将所述聚合物的该4英寸×4英寸×0.125英寸压缩模制的基板机器加工成V型ASTM拉伸样品并且使这些不同聚合物的样品根据ASTM方法D638经受拉伸测试。测试速度是0.5”/min。
艾佐德冲击测试(Izod impact testing)根据ASTMD256在具有从0.398至0.402”范围内的缺口半径和2ftlb的摆容量的缺口样品上进行。
在环境条件下进行所有的机械测试。
在表2中总结了这些试验结果。
表2
Claims (15)
1.一种包含重复单元的聚(芳基醚砜)聚合物,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少一种具有通式(I)的二醇(D)的直接反应
HO-Q-OH (I)
其中Q是包含从4至30个碳原子、优选地从8至15个碳原子的基团,该基团包含至少一个脂环族部分(M)。
2.一种主要由重复单元组成的聚(芳基醚砜)聚合物,这些重复单元衍生自至少一种包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物与至少一种具有通式(I)的二醇(D)的直接反应
HO-Q-OH (I)
其中Q是包含从4至30个碳原子、优选地从8至15个碳原子的基团,该基团包含至少一个脂环族部分(M),其条件是所述脂环族部分(M)在环中不包含任何杂原子,并且所述聚(芳基醚砜)聚合物具有大于8000的数均分子量(Mn)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚(芳基醚砜)聚合物,其中该包含至少一个-S(=O)2-基团的芳香族二卤化合物是具有通式(II)的化合物:
X-[Ar3-SO2-Ar4]-[Ar5]n-[Ar3-SO2-Ar4]m-X (II)
其中n和m独立地为0、1、2、3或4;
其中X是一种选自氯、氟、溴和碘的卤素;
其中Ar3、Ar4彼此是相同或不同的,并且是具有下式的芳香族部分:
其中Ar5选自由以下各项组成的组:
其中每个Ri独立地选自由以下各项组成的组:
氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸盐、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵,并且i是0、1、2、3或4。
4.根据权利要求3所述的聚(芳基醚砜)聚合物,其中该具有通式(II)的化合物选自4,4’-二氯二苯砜和4,4’-二氟二苯砜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物,其中该至少一种二醇(D)选自由符合式(D-1)、(D-2)、(D-3)以及(D-4)的那些组成的组:
以及
6.根据权利要求1至4中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物,其中该至少一种二醇(D)具有式(D-5):
7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物,其中它进一步包含衍生自芳香族二醇(AD)的重复单元,该芳香族二醇(AD)不同于该二醇(D)。
8.一种制备根据权利要求1至7中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物的方法。
9.一种聚合物组合物,其包含根据权利要求1至7中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物以及至少一种选自以下项的其他成分:聚合物、溶剂、填充剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、阻燃剂、防雾剂、消光剂、颜料、染料以及光学增亮剂。
10.根据权利要求9所述的聚合物组合物,其特征在于它是一种适合用于制备隔膜的纺丝液溶液。
11.一种包含根据权利要求1至7中任一项所述的聚(芳基醚砜)聚合物的物品。
12.根据权利要求11所述的物品,其特征在于它是一种隔膜,该隔膜选自由以下各项组成的组:各向同性或各向异性的隔膜、多孔或非多孔隔膜、复合隔膜、或对称的或不对称的隔膜。
13.根据权利要求12所述的物品,其中所述隔膜是呈选自下组的一种构型,该组由以下各项组成:平面结构、波纹结构、管状结构以及中空纤维。
14.根据权利要求8或13所述的物品,其中所述隔膜是一种血液透析隔膜。
15.根据权利要求14所述的物品,其特征在于它是一种食品接触物品,诸如食品托盘、水瓶或奶瓶。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114805811A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-29 | 浙江鹏孚隆新材料有限公司 | 一种含羧基侧基的聚芳醚树脂、合成方法及其在涂层方面的应用 |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
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KR101704475B1 (ko) * | 2014-08-25 | 2017-02-10 | 주식회사 삼양사 | 내열성 및 내화학성이 우수한 폴리술폰 공중합체 및 그 제조방법 |
JP6348932B2 (ja) * | 2016-02-10 | 2018-06-27 | 住友化学株式会社 | 芳香族ポリスルホン組成物及び成形品 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS427799Y1 (zh) * | 1964-12-11 | 1967-04-18 | ||
JPS4621458Y1 (zh) * | 1966-03-25 | 1971-07-24 | ||
JPS63297423A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Nissan Chem Ind Ltd | ポリスルホン共重合体およびその製造方法 |
JPS6416688A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Hitachi Ltd | Optical disk and production thereof |
JPH02247155A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 新規ジアミン及びその製法 |
CN101562243A (zh) * | 2009-05-20 | 2009-10-21 | 沈阳航空工业学院 | 高性能聚芳醚树脂锂电池隔膜的电纺丝制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1545106C3 (de) * | 1963-07-16 | 1979-05-31 | Union Carbide Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) | Verfahren zur Herstellung von linearen Polyarylenpolyäthern |
JPS52104140U (zh) * | 1976-02-05 | 1977-08-08 | ||
JPS62193981A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-26 | ダイセル化学工業株式会社 | 電子レンジ用密閉容器 |
JP3506646B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2004-03-15 | ピジョン株式会社 | 哺乳瓶 |
JP4699096B2 (ja) * | 2005-06-06 | 2011-06-08 | ピジョン株式会社 | 飲料容器 |
JP2008037896A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Toyobo Co Ltd | スルホン酸基含有熱架橋性ポリマー、スルホン酸基含有熱架橋性ポリマー組成物、高分子電解質膜、架橋高分子電解質膜、高分子電解質膜/電極接合体、及び燃料電池及びその用途 |
JP2008097905A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyobo Co Ltd | 多層高分子電解質膜、膜/電極接合体及びそれを用いた燃料電池 |
ATE487533T1 (de) * | 2006-10-18 | 2010-11-15 | Gambro Lundia Ab | Hohlfasermembran und verfahren zu ihrer herstellung |
US8916672B2 (en) * | 2009-12-11 | 2014-12-23 | ICUF-HYU (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Transparent polyarylene ether polymer with high heat resistance and method for preparing the same |
-
2013
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS427799Y1 (zh) * | 1964-12-11 | 1967-04-18 | ||
JPS4621458Y1 (zh) * | 1966-03-25 | 1971-07-24 | ||
JPS63297423A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Nissan Chem Ind Ltd | ポリスルホン共重合体およびその製造方法 |
JPS6416688A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Hitachi Ltd | Optical disk and production thereof |
JPH02247155A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 新規ジアミン及びその製法 |
CN101562243A (zh) * | 2009-05-20 | 2009-10-21 | 沈阳航空工业学院 | 高性能聚芳醚树脂锂电池隔膜的电纺丝制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114805811A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-07-29 | 浙江鹏孚隆新材料有限公司 | 一种含羧基侧基的聚芳醚树脂、合成方法及其在涂层方面的应用 |
CN114805811B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-08-25 | 浙江鹏孚隆新材料有限公司 | 一种含羧基侧基的聚芳醚树脂、合成方法及其在涂层方面的应用 |
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