CN108473766A - 聚亚芳基硫醚树脂组合物和模制物品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚亚芳基硫醚树脂组合物以及包含其的模制物品，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物由于其与其他聚合物材料或填充剂的更为改进的相容性而具有优良的加工性并呈现优良的物理性质。此类聚亚芳基硫醚树脂组合物包含：聚亚芳基硫醚，所述聚亚芳基硫醚含有在主链的重复单元中的二硫化物重复单元，其中主链的端基的至少一部分是羟基基团(‑OH)；以及一种或更多种组分，所述一种或更多种组分选自由以下组成的组：热塑性树脂、热塑性弹性体以及填充剂。

Description

聚亚芳基硫醚树脂组合物和模制物品
【技术领域】
本发明涉及聚亚芳基硫醚树脂组合物和包含其的模制物品，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物由于其与其他聚合物材料或填充剂的更为改进的相容性，呈现优良的物理性质。
【背景】
目前，聚亚芳基硫醚是典型的工程塑料，并且由于其高的耐热性和耐化学性、耐燃性、电绝缘等等，对于在高温和腐蚀性环境中使用的多种产品或电子产品的需求正在增加。
在聚亚芳基硫醚中，聚亚苯基硫醚(在下文中被称为“PPS”)是唯一可商购的聚亚芳基硫醚。迄今为止，可适用的PPS的商业制备工艺包括对二氯苯(pDCB)和硫化钠在极性有机溶剂例如N-甲基吡咯烷酮中的溶液聚合。此工艺被称为Macallum工艺。
然而，在通过这样的Macallum工艺制备的聚亚芳基硫醚的情况下，在使用硫化钠或类似物的溶液聚合工艺中可能产生盐型副产物，并且因此存在需要洗涤或干燥工艺用于消除盐型副产物或残余有机溶剂的缺点。此外，由于通过Macallum工艺制备的聚亚芳基硫醚具有粉末形式，所以后处理是不容易的且可加工性可能降低。此外，通过Macallum工艺制备的聚亚芳基硫醚包含大量的具有低分子量的低聚物型聚合物链。因此，当模制需要高精确度的产品时，存在产生相当大的量的溢料(flash)(毛刺(burr))的问题，并且因此用于消除其的单独的工艺是必要的，这引起加工性的劣化。
因此，使包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物熔融聚合的方法已经被建议作为制备聚亚芳基硫醚例如PPS的方法。这样制备的聚亚芳基硫醚不产生盐型副产物，并且也不需要在制备工艺期间使用有机溶剂，并且因此不需要用于消除盐型副产物和有机溶剂的单独的工艺。此外，由于最终制备的聚亚芳基硫醚具有小球(pellet)形式，因此存在后处理容易且可加工性良好的优点。
然而，在通过熔融聚合方法制备的聚亚芳基硫醚的情况下，主链的末端包含碘和大部分芳基基团(典型地为苯)。因此，存在以下缺点：由于此类聚亚芳基硫醚的主链结构的特性，其在与其他聚合物材料或所有类型的增强物或填充剂例如玻璃纤维的相容性方面是差的。
因此，在通过熔融聚合方法制备的聚亚芳基硫醚的情况下，难以与其他聚合物材料或填充剂配混(compound)以便呈现适合于不同应用的优化的物理性质，并且即使在配混之后，也难以呈现必要的优化的物理性质。由于这些缺点，在先前已知的聚亚芳基硫醚树脂组合物的情况下，难以呈现适合于每种应用的足够的物理性质，并且事实是在应用方面存在对多种用途的限制。
此外，当模制需要高精确度的产品时，存在对于开发可以另外减少溢料的产生量并呈现较好的加工性的聚亚芳基硫醚的持续的需求。
【发明详述】
【发明目的】
本发明的一个方面是提供聚亚芳基硫醚树脂组合物，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物由于其与其他聚合物材料或填充剂的更为改进的相容性，具有优良的加工性并呈现优良的物理性质。
本发明的另一个方面是提供包含聚亚芳基硫醚树脂组合物的模制物品及其制备方法，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物呈现适合于不同应用的优化的物理性质。
【技术手段】
本发明提供聚亚芳基硫醚树脂组合物，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物包含：
聚亚芳基硫醚，所述聚亚芳基硫醚含有在主链的重复单元中的二硫化物(disulfide)重复单元，其中主链的端基的至少一部分是羟基基团(-OH)；以及
一种或更多种组分，所述一种或更多种组分选自由以下组成的组：热塑性树脂、热塑性弹性体以及填充剂。
另外，本发明提供用于制备模制物品的方法，所述方法包括将聚亚芳基硫醚树脂组合物挤出的步骤。
此外，本发明提供包含聚亚芳基硫醚树脂组合物的模制物品。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的聚亚芳基硫醚树脂组合物、包含其的模制物品及其制备方法。然而，仅为了本发明的实例来提供实施方案，并且本发明的范围不限于它们或不被它们限制，并且对于本领域技术人员将明显的是，可以对本发明做出各种修改和变型而不偏离本发明的范围。
在整个本说明书中，除非上下文另外清楚地提到，否则术语“包括(include)”或“包括(comprise)”意指包括任何组分(或成分)，并且该术语不能被解释为排除添加其他组分(或成分)的含义。
根据本发明的一个实施方案，提供了聚亚芳基硫醚树脂组合物，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物包含：
聚亚芳基硫醚，所述聚亚芳基硫醚含有在主链的重复单元中的二硫化物重复单元，其中主链的端基的至少一部分是羟基基团(-OH)；以及
一种或更多种组分，所述一种或更多种组分选自由以下组成的组：热塑性树脂、热塑性弹性体以及填充剂。
在此类聚亚芳基硫醚树脂组合物中，二硫化物重复单元可以指的是由以下通式2代表的聚亚芳基二硫化物重复单元，其包含二硫键(-S-S-键)而不是由以下通式1代表的一般的聚亚芳基硫醚重复单元中的硫键：
[通式1]
[通式2]
在上文通式1和通式2中，Ar代表被取代的或未被取代的亚芳基基团。
如上文描述的，由于一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚含有二硫化物重复单元，所以抑制具有过低分子量的低聚物型聚合物以相当大的量被包含在聚亚芳基硫醚中是可能的。这是因为当二硫化物重复单元中的二硫键连续地引起聚亚芳基硫醚中包含的聚合物链之间的硫交换反应时，聚亚芳基硫醚中包含的聚合物链的分子量大体上是均匀的。作为结果，一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚可以以最小量包含具有过低分子量的低聚物型聚合物链，并且全部聚合物链的分子量分布变得均匀，使得分子量分布曲线是相对窄的，并且该分子量分布曲线可以被推导为接近正态分布曲线的对称形状。因此，即使当使用包含此类聚亚芳基硫醚的一个实施方案的树脂组合物以便模制需要高精确度的产品时，溢料的产生量可以显著地减少并且可以呈现更为改进的加工性。
此外，此类二硫化物重复单元可以以基于全部的聚亚芳基硫醚的约3wt.％或更少、或约0.01wt.％至3.0wt.％、或约0.1wt.％至2.0wt.％的量被包含。由此，改进归因于二硫化物重复单元的加工性的效果可以被优化，并且可以抑制因二硫化物重复单元被过度增加而导致的聚亚芳基硫醚的物理性质的降低。
在另一方面，在一个实施方案的树脂组合物中，聚亚芳基硫醚可以是其中羟基基团(-OH)被键合至主链的端基的至少一部分的聚亚芳基硫醚。
本发明人已经发现，在通过使包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物熔融聚合来制备聚亚芳基硫醚的工艺中，获得以下聚亚芳基硫醚是可能的：其由于引入特定的端基可以呈现出与其他聚合物材料或填充剂的较好的相容性，从而与多种材料配混，并通过配混实现适合于多种用途的优化的物理性质。
也就是说，由于通过常规的熔融聚合方法制备的聚亚芳基硫醚具有包含碘和大部分芳基基团(典型地为苯)的主链的末端，因此在主链的末端中大体上不存在反应性基团，并因此存在以下缺点：这样的聚亚芳基硫醚在与其他聚合物材料、所有类型的增强物或填充剂例如玻璃纤维的相容性方面是差的。
然而，已经发现，在其中反应性基团例如羟基基团(-OH)被引入至其主链的末端的至少一部分的聚亚芳基硫醚的情况下，所述聚亚芳基硫醚由于存在反应性基团，呈现与其他聚合物材料或填充剂的优良的相容性。例如，聚亚芳基硫醚可以呈现出与以下的优良的相容性：在聚合物链中具有亲水性基团的聚合物材料例如尼龙树脂、聚乙二醇树脂(PEG)、聚环氧乙烷树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚乙烯醇树脂，或具有与羟基基团的反应性的乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯(ethylene glycidyl methacrylate)弹性体；或具有亲水性基团的无机材料例如玻璃纤维或滑石。据推测，这是由于在聚合物材料或无机材料所具有的亲水性基团或极性基团与聚亚芳基硫醚的末端处的羟基基团之间形成强的极性键或氢键。例如，玻璃纤维的硅烷醇基团中的羟基基团和键合至聚亚芳基硫醚的主链的末端的羟基基团相遇以形成强的氢键。可选择地，当具有环氧基官能团例如缩水甘油基基团的聚合物材料(例如，乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯弹性体等)的环氧基环被打开时，其可以与键合至聚亚芳基硫醚的主链的末端的羟基基团结合，从而呈现强的结合力。
作为结果，在包含热塑性树脂或热塑性弹性体的其他聚合物材料或填充剂连同在主链的末端处具有羟基基团的聚亚芳基硫醚的一个实施方案的树脂组合物的情况下，归因于与其他材料混合(例如，配混)的物理性质的升高被优化，同时呈现优良的耐热性和耐化学性以及聚亚芳基硫醚特有的优良的机械性质，从而提供呈现适合于多种应用的优良的物理性质的模制物品。因此，一个实施方案的树脂组合物使聚亚芳基硫醚树脂组合物能够适用于多种应用。
最后，一个实施方案的树脂组合物呈现在聚亚芳基硫醚与其他材料之间的优良的相容性，同时呈现优良的加工性而在模制需要高精确度的产品期间几乎不产生溢料，并且该树脂组合物可以呈现归因于配混的较好的协同效应并提供具有适合于多种应用的物理性质的模制物品。
同时，由于一个实施方案的组合物中包含的聚亚芳基硫醚通过使包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物熔融聚合来获得，所以该聚亚芳基硫醚包含键合至其主链的碘和游离碘，并且键合至主链的碘和游离碘的含量可以是约10ppmw至10,000ppmw、或约10ppmw至3000ppmw、或约50ppmw至2000ppmw。键合至主链的碘和游离碘的含量可以通过如下文描述的实施例中的方法来测量：在所述方法中将聚亚芳基硫醚样品在高温热处理，并然后通过使用离子色谱法来定量。在此情况下，游离碘可以共同地指的是在二碘芳香族化合物和元素硫的聚合工艺中产生的并且一起保持处于与最终形成的聚亚芳基硫醚化学上分离的状态的碘分子、碘离子或碘自由基。
因此，此类聚亚芳基硫醚解决了通过常规McCallum工艺产生的聚亚芳基硫醚的问题，并且它可以保持通过熔融聚合获得的聚亚芳基硫醚的优点，例如，保持诸如易于后处理和优良的机械性质而不产生副产物的优点。此外，聚亚芳基硫醚可以呈现优良的耐热性、耐化学性以及聚亚芳基硫醚特有的机械性质。
另外，当用FT-IR光谱学来分析时，一个实施方案的组合物中包含的聚亚芳基硫醚可以在FT-IR光谱中示出来源于主链的末端的羟基基团的在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰。此时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的强度可以对应于键合至主链的端基的羟基基团的量。
根据一个实例，在聚亚芳基硫醚的FT-IR光谱中，如果将在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰(ring stretch peak)的高度假定为100％的强度，那么在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度可以是约0.0001％至10％、或约0.005％至7％、或约0.001％至4％、或约0.01％至3％。此时，在1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰可以来源于被包含在聚亚芳基硫醚的主链中的亚芳基基团例如亚苯基。由于来源于羟基基团的在3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的高度强度是相对于来源于亚芳基基团(例如亚苯基基团)的峰的高度强度的约0.0001％至10％、或约0.005％至7％、或约0.001％至4％、或约0.01％至3％，所以聚亚芳基硫醚可以保持聚亚芳基硫醚特有的优良的物理性质，同时呈现与其他聚合物材料或填充剂例如具有亲水性基团的特性的聚合物材料或填充剂的优良的相容性。
因此，由于聚亚芳基硫醚与其他聚合物材料或填充剂的配混，包含此聚亚芳基硫醚的一个实施方案的树脂组合物可以呈现较好的协同效应。
同时，一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚可以具有约265℃至290℃、或约270℃至285℃、或约275℃至283℃的熔点。由于这样的熔点范围，通过熔融聚合方法获得的具有引入的羟基基团的聚亚芳基硫醚以及包含此聚亚芳基硫醚的一个实施方案的树脂组合物可以呈现优良的耐热性和阻燃性。
另外，聚亚芳基硫醚可以具有约5,000至50,000、或约8,000至40,000、或约10,000至30,000的数均分子量。并且，被定义为重均分子量除以数均分子量的多分散性指数可以是约2.0至4.5、或约2.0至4.0、或约2.0至3.5。因为聚亚芳基硫醚具有上述的多分散性指数范围和分子量范围，所以包含其的一个实施方案的树脂组合物可以呈现优良的机械性质和加工性，并且可以被加工成可应用于多种用途的多种模制物品。
此外，上文提及的聚亚芳基硫醚可以具有约10泊至50,000泊、或约100泊至20,000泊、或约300泊至10,000泊的熔体粘度，该熔体粘度在300℃用旋转圆盘式粘度计来测量。具有这样的熔体粘度的聚亚芳基硫醚和包含其的一个实施方案的树脂组合物呈现优越的机械性质和优良的加工性两者。
例如，一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚可以具有约100kgf/cm2至900kgf/cm2、或约200kgf/cm2至800kgf/cm2、或约300kgf/cm2至700kgf/cm2的拉伸强度以及约1％至10％、或约1％至8％、或约1％至6％的伸长率，所述拉伸强度根据ASTM D 638来测量，所述伸长率根据ASTM D 638来测量。此外，聚亚芳基硫醚可以具有约100kgf/cm2至2,000kgf/cm2、或约500kgf/cm2至2,000kgf/cm2、或约1,000kgf/cm2至2,000kgf/cm2的弯曲强度以及约1J/m至100J/m、或约5J/m至50J/m、或约10J/m至20J/m的冲击强度，所述弯曲强度根据ASTM D 790来测量，所述冲击强度根据ASTM D 256来测量。像这样，一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚可以呈现多种物理性质例如优良的机械性质，并且此外，该聚亚芳基硫醚可以呈现与其他聚合物材料或填充剂的优良的相容性。因此，一个实施方案的树脂组合物不仅可以呈现归因于各个组分的配混的较高的协同效应，而且呈现适合于多种应用的优良的物理性质。
同时，除了其中羟基基团被引入至主链的末端的上述的聚亚芳基硫醚之外，一个实施方案的树脂组合物还可以包含其他聚合物材料例如热塑性树脂或热塑性弹性体、填充剂等。此时，可以被包含在一个实施方案的树脂组合物中的聚合物材料的实例包括：多种热塑性树脂，例如基于聚乙烯醇的树脂例如聚乙烯醇树脂、基于聚醚的树脂例如聚乙二醇树脂或聚环氧乙烷树脂、基于聚亚烷基亚胺的树脂例如聚乙烯亚胺树脂、基于聚氯乙烯的树脂、基于聚酰胺的树脂例如尼龙树脂、基于聚烯烃的树脂或基于聚酯的树脂；或多种热塑性弹性体，例如，基于聚氯乙烯的弹性体、基于聚(甲基)丙烯酸酯的弹性体例如乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯弹性体、基于聚烯烃的弹性体、基于聚氨酯的弹性体、基于聚酯的弹性体、基于聚酰胺的弹性体或基于聚丁二烯的弹性体及类似物。
特别地，由于一个实施方案的树脂组合物包含其中羟基基团被引入至主链的末端的聚亚芳基硫醚，所以这样的聚亚芳基硫醚可以呈现出与以下的优良的相容性：在聚合物链中具有亲水性基团的聚合物材料例如尼龙树脂、聚乙二醇树脂、聚环氧乙烷树脂、聚乙烯亚胺树脂、聚乙烯醇树脂，或具有与羟基基团的反应性的乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯弹性体；或具有亲水性基团的无机材料例如玻璃纤维或滑石。如上文描述的，这似乎是由于在聚合物材料或无机材料所具有的亲水性基团或极性基团与聚亚芳基硫醚的末端处的羟基基团之间形成强的极性键或氢键。因此，这些热塑性树脂或热塑性弹性体可以适当地被包含在一个实施方案的树脂组合物中，并且在这样的树脂组合物中的聚亚芳基硫醚可以与这些多种聚合物材料配混以示出优良的协同效应，并且有可能实现适合于多种用途的优化的性质。
此外，可以被包含在树脂组合物中的填充剂可以是呈纤维、珠、薄片(flake)或粉末的形式的有机或无机填充剂，并且其特定的实例包括多种增强物/填充剂例如玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、玻璃珠、玻璃薄片、滑石、碳酸钙及类似物。
特别地，由于一个实施方案的树脂组合物包含其中羟基基团被引入至主链的末端的聚亚芳基硫醚，因此树脂组合物可以适当地包含呈现与聚亚芳基硫醚的更优良的相容性的填充剂，例如诸如具有能够与羟基基团形成氢键的硅烷醇基团的玻璃纤维及类似物的填充剂。另外，填充剂例如玻璃纤维或碳纤维可以以下形式来使用：其中填充剂的表面用硅烷偶联剂或类似物处理或未用硅烷偶联剂或类似物处理。然而，在用硅烷偶联剂表面处理期间，填充剂与聚亚芳基硫醚之间的聚集或相容性可以被进一步改进。
由于一个实施方案的树脂组合物中包含的聚亚芳基硫醚呈现与这些多种聚合物材料或填充剂的优良的相容性，所以一个实施方案的树脂组合物可以与多种其他聚合物材料或填充剂混合(例如配混)，由此呈现优良的协同效应并且还呈现适合于多种应用的优化的性质。然而，不需要说明的是，除了上述的聚合物材料或填充剂之外，多种其他聚合物材料或增强物/填充剂还可以被包含在一个实施方案的树脂组合物中，以呈现更优良的物理性质。更具体地，用于进一步改进树脂组合物的机械性质、耐热性、耐气候性或可模制性(moldability)的多种聚合物材料或填充剂可以被包含在一个实施方案的树脂组合物中而没有任何限制。
此外，一个实施方案的树脂组合物可以包含约5wt.％至95wt.％或约50wt.％至90wt.％的聚亚芳基硫醚，以及5wt.％至95wt.％或约10wt.％至50wt.％的选自由以下组成的组的一种或更多种组分：热塑性树脂、热塑性弹性体和填充剂。通过包含在上文含量范围内的各自的组分，一个实施方案的树脂组合物可以优化归因于与其他组分混合的协同效应，同时保持聚亚芳基硫醚特有的优良的物理性质，由此呈现可以合适地用于多种应用的优良的物理性质。
同时，一个实施方案的树脂组合物还可以包含另外的添加剂和/或稳定剂，以便进一步改进其机械物理性质、耐热性、耐气候性、可模制性及类似性质。
这些添加剂及类似物的类型没有特别地限制，但是其实例包括氧化稳定剂、光稳定剂(UV稳定剂等)、增塑剂、润滑剂、成核剂、冲击增强材料及类似物，并且可以另外包括在它们中选择的两种或更多种添加剂。
在这些添加剂中，可以使用主抗氧化剂(primary antioxidant)或次级抗氧化剂(secondary antioxidant)作为氧化稳定剂，并且其更具体的实例包括基于受阻酚的抗氧化剂、基于胺的抗氧化剂、基于硫的抗氧化剂或基于磷的抗氧化剂。此外，当将一个实施方案的树脂组合物应用于外部材料时，可以包含光稳定剂。特别地，通常使用UV稳定剂，并且其实例包括苯并三唑、苯并苯酚(benzophenol)及类似物。
作为润滑剂，通常可以使用基于烃的润滑剂作为用于在模制和加工一个实施方案的树脂组合物中改进可模制性的组分。通过使用这样的润滑剂，防止树脂组合物与模制金属(molding metal)之间的摩擦、或赋予脱模性(releasability)例如从模具中的脱离是可能的。
此外，可以使用多种成核剂来改进树脂组合物的模制过程中的结晶速率，从而在挤出或注射模制期间改进产品的凝固速率，并缩短产品的循环时间(cycle time)。
同时，一个实施方案的树脂组合物可以包含其中羟基基团(-OH)被引入至主链的末端的熔融聚合的聚亚芳基硫醚作为主要树脂组分。这样的聚亚芳基硫醚可以通过包括以下步骤的方法来制备：使包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物聚合；以及在进行聚合步骤的同时，另外添加具有羟基基团的芳香族化合物。另外，为了将被包含在聚亚芳基硫醚中的二硫化物重复单元的量调节至适当的范围，例如，还可以包括以下步骤：在进行聚合步骤的同时，基于按重量计100份的被包含在反应物中的元素硫，另外添加按重量计0.01份至30份的元素硫。
在下文中，将描述用于制备此类聚亚芳基硫醚的方法。
在聚亚芳基硫醚的制备方法中，当二碘芳香族化合物与元素硫之间的聚合反应进展约90％或更多、或约90％或更多且少于100％时(例如在聚合反应的后期)，可以添加具有羟基基团的芳香族化合物至所述聚合反应，其中聚合反应的进展程度通过当前粘度(present viscosity)与目标粘度(target viscosity)的比率来确定。聚合反应的程度可以被确定为当前粘度与目标粘度的比率。为此，设定待获得的聚亚芳基硫醚的目标分子量和对应于该目标分子量的聚合产物的目标粘度，并且测量根据聚合反应的进展程度的当前粘度。此时，取决于反应器的规模，测量当前粘度的方法可以通过本领域技术人员熟知的方法来确定。例如，当聚合在相对小的聚合反应器中进行时，可以通过在从其中聚合反应正在进展的反应器取出样品之后，使用粘度计来测量当前粘度。可选择地，当反应在巨大的连续聚合反应器中进行时，可以用安装在反应器自身中的粘度计实时地连续地自动测量当前粘度。
像这样，在包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物的聚合反应的工艺中，其中羟基基团被引入至主链的端基的至少一部分的熔融聚合的聚亚芳基硫醚可以通过在聚合反应的后期添加具有羟基基团的芳香族化合物并使其反应来制备。特别地，由于在聚合反应的后期添加具有羟基基团的化合物，所以合适量的羟基基团可以被引入至主链的端基，并且可以有效地制备具有聚亚芳基硫醚特有的优良的物理性质同时呈现与其他聚合物材料或填充剂的优良的相容性的聚亚芳基硫醚。
另外，在聚亚芳基硫醚的制备方法中，可以使用呈具有羟基基团的任意单体(单分子)的形式的化合物作为具有羟基基团的芳香族化合物。具有羟基基团的化合物的更特别的实例包括2-碘苯酚、3-碘苯酚、4-碘苯酚、2,2'-二硫代联苯酚、3,3'-二硫代联苯酚、4,4'-二硫代联苯酚及类似物。此外，可以使用具有羟基基团的多种芳香族化合物。
此外，可以基于按重量计100份的二碘芳香族化合物，以按重量计约0.0001份至10份、或按重量计约0.001份至7份、或按重量计约0.01份至2份的量添加具有羟基基团的芳香族化合物至所述聚合步骤。通过添加这样量的具有羟基基团的芳香族化合物，可以将合适量的羟基基团引入至主链的端基，并且因此可以有效地制备具有聚亚芳基硫醚特有的优良性质同时呈现与其他聚合物材料或填充剂的优良的相容性的熔融聚合的聚亚芳基硫醚。
此外，上述的聚亚芳基硫醚基本上通过使包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物聚合的方法来制备，从而呈现出与通过常规的McCallum工艺产生的聚亚芳基硫醚相比的优良的机械性质及类似性质。这样的聚亚芳基硫醚包含键合至主链的碘和残余的游离碘，如上文已经描述的，并且键合至主链的碘和游离碘的含量可以是约10ppmw至10,000ppmw。键合至主链的碘和游离碘的含量可以通过以下方法来测量：在所述方法中将聚亚芳基硫醚样品在高温热处理并通过使用离子色谱法定量。
在聚亚芳基硫醚的制备工艺中，可用于聚合反应的二碘芳香族化合物包括选自由以下组成的组的一种或更多种化合物：二碘苯(DIB)、二碘萘、二碘联苯、二碘双酚以及二碘二苯甲酮，但不限于它们或不被它们限制，并且还可以使用其中烷基基团或砜基团作为取代基被键合至上文化合物或其中氧原子或氮原子被包含在芳香族基团中的二碘芳香族化合物。另外，取决于碘原子被附接的位置，二碘芳香族化合物可以包括各种二碘化合物的异构体。其中，更优选地可以使用在对位具有碘的化合物如对二碘苯(pDIB)、2,6-二碘萘或p,p'-二碘联苯(p,p'-diiodobiphenyl)。
并且，对于与二碘芳香族化合物反应的元素硫的形式不存在特别的限制。通常，元素硫以环八硫(S8)形式存在，在所述环八硫形式中8个原子在室温连接。然而，如果没有这样的形式，那么可以使用任何可商购的固体型硫或液体型硫而没有特别的限制。
另外，如上文描述的，为了将被包含在上述的聚亚芳基硫醚中的二硫化物重复单元的量调节至适当的范围，例如约3wt.％或更少，可以在聚合步骤期间另外添加元素硫。待另外添加的元素硫的量可以由本领域技术人员考虑适当的二硫化物重复单元的含量来适当地确定，不过举例来说，元素硫可以基于按重量计100份的被包含在初始反应物中的元素硫，以按重量计0.01份至30份的量来添加。以此方式另外添加的元素硫可以例如在聚合反应进行约50％至99％时被添加，并且可以与上述的具有羟基基团的芳香族化合物分开地添加或一起添加。
同时，除了二碘芳香族化合物和元素硫之外，用于制备聚亚芳基硫醚的反应物还可以包含聚合引发剂、稳定剂或其混合物。可以使用的聚合引发剂的具体实例包括选自由以下组成的组的一种或更多种引发剂：1,3-二碘-4-硝基苯、巯基苯并噻唑、2,2'-二硫代苯并噻唑、环己基苯并噻唑次磺酰胺以及丁基苯并噻唑磺酰胺，但不限于它们或不被它们限制。
并且，稳定剂不被特别地限制，只要它是在树脂的聚合反应中通常使用的稳定剂。
同时，在如上文描述的聚合反应期间，可以在聚合已经进行至某种程度的时候添加聚合终止剂至所述聚合反应。此时，可以使用任何聚合终止剂而没有特别的限制，只要它可以通过消除聚合的聚合物中包含的碘基团来终止聚合。具体地，可以使用选自由以下组成的组的一种或更多种化合物：二苯基二硫化物(diphenyl disulfide)、二苯基醚、联苯、二苯甲酮、二苯并噻唑二硫化物、一碘芳基化合物、苯并噻唑、苯并噻唑次磺酰胺、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸酯/盐以及二苯基二硫化物。
更优选地，可以使用选自由以下组成的组的一种或更多种化合物作为聚合终止剂：碘联苯、碘苯酚、碘苯胺、碘二苯甲酮、2-巯基苯并噻唑、2,2'-二硫代双苯并噻唑、N-环己基苯并噻唑-2-次磺酰胺、2-吗啉基硫代苯并噻唑、N,N-二环己基苯并噻唑-2-次磺酰胺、一硫化四甲基秋兰姆(tetramethylthiuram monosulfide)、二硫化四甲基秋兰姆、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌以及二苯基二硫化物。
同时，添加聚合终止剂的时间可以考虑最终聚合的聚亚芳基硫醚的分子量来确定。例如，可以在被包含在初始反应物中的70wt％至100wt％的二碘芳香族化合物被反应并耗尽的时候添加聚合终止剂。
并且，聚合反应可以在任何条件下进行，只要该条件是能够引发包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物的聚合的条件。例如，聚合反应可以在温度升高和压力减小的反应条件下进行。在此情况下，反应可以进行持续约1小时至30小时，同时将温度和压力条件从约180℃至250℃和约50托至450托的初始反应条件改变到约270℃至350℃和约0.001托至20托的最终反应条件。作为更具体的实例，聚合反应可以在约280℃至300℃和0.1托至0.5托的最终反应条件下进行。
同时，根据另一个实施方案的聚亚芳基硫醚的制备方法还包括在聚合反应之前，熔融混合包含二碘芳香族化合物和元素硫的反应物的步骤。熔融混合的条件不受限制，只要其是能够熔融混合所有的上文提及的反应物的条件，并且例如，该过程可以在约130℃至200℃或约160℃至190℃的温度进行。
像这样，通过在聚合反应之前进行熔融混合步骤，可以更容易地进行随后的聚合反应。
此外，在根据另一个实施方案的聚亚芳基硫醚的制备方法中，聚合反应可以在基于硝基苯的催化剂的存在下进行。并且，当如上文公开的在聚合反应之前进行熔融混合步骤时，可以在熔融混合步骤中添加催化剂。可以使用1,3-二碘-4-硝基苯或1-碘-4-硝基苯作为基于硝基苯的催化剂，但基于硝基苯的催化剂并不限于它们或不被它们限制。
其中羟基基团或类似基团被引入至主链的末端的熔融聚合的聚亚芳基硫醚可以通过上述的制备方法来获得。由于此类聚亚芳基硫醚呈现与其他聚合物材料或填充剂的优良的相容性，所以一个实施方案的树脂组合物可以通过使用聚亚芳基硫醚来获得。
同时，根据本发明的另一个实施方案，提供了包含上文提及的一个实施方案的聚亚芳基硫醚树脂组合物的模制物品及其制备方法。上文的模制物品可以通过包括将一个实施方案的树脂组合物挤出的步骤的方法来制备。
在下文中，将更详细地描述模制物品及其制备方法。然而，由于可以被包含在模制物品中的组分的种类和含量已经关于一个实施方案的树脂组合物被描述了，所以将省略其另外的具体解释。
另一实施方案的模制物品包含选自由以下组成的组的一种或更多种组分：其中引入羟基基团或类似基团的熔融聚合的聚亚芳基硫醚，热塑性树脂，热塑性弹性体和填充剂，以及任选地其他添加剂。模制物品可以通过以下来获得：将这些组分混合以获得一个实施方案的树脂组合物，并然后将该树脂组合物挤出。
这样的模制物品可以包含约5wt.％至95wt.％或约50wt.％至90wt.％的聚亚芳基硫醚以及约5wt.％至95wt.％或约10wt.％至50wt.％的选自由以下组成的组的一种或更多种组分：热塑性树脂、热塑性弹性体和填充剂，并且还可以包含基于按重量计100份的两种组分的总量，按重量计约2份或更少、例如按重量计约0.1份至2份的其他添加剂及类似物。
例如，诸如氧化稳定剂或润滑剂的添加剂可以以按重量计约0.1份至1份的量被包含，并且诸如固化剂的添加剂可以以按重量计约0.1份至2份的量被包含。当模制物品满足上文含量范围时，它可以呈现能够合适地用于多种应用的优良的物理性质。
另外，当将包含这些组分中的每一种的树脂组合物混合并挤出以产生模制物品时，例如可以使用双螺杆挤出机，并且双螺杆挤出机的长径(L/D)比可以是大约30至50。
根据一个实例，首先，可以用混合器例如超级混合器(super mixer)将以少量添加的其他添加剂与聚亚芳基硫醚预混合，并且预混合的初级组合物(primary composition)可以经由双螺杆挤出机的主入口被引入。另外，其他聚合物材料例如热塑性树脂或热塑性弹性体、填充剂及类似物可以经由位于挤出机侧面的侧进料器(side feeder)来分开地引入。此时，待在该侧面引入的位置可以是离挤出机的整个机筒的出口侧约1/3至1/2的点。通过这样做，防止填充剂或类似物以免由于通过挤出机的螺杆的旋转和摩擦而在挤出机中被破坏是可能的。
以此方式，将一个实施方案的树脂组合物的各个组分混合并然后通过双螺杆挤出机挤出以获得其他实施方案的模制物品。
还另一个实施方案的模制物品可以呈多种形式，例如膜、片材或纤维。另外，模制物品可以是注射模制物品、挤出模制物品或吹塑模制物品。在注射模制工艺中，在结晶方面中，模具温度可以是约50℃或更高、或约60℃或更高、或约80℃或更高，并且在样本变形的方面中，该温度可以是约190℃或更低、或约170℃或更低、或约160℃或更低。
并且，如果模制物品形成为膜或片材，那么它可以被制成多种膜或片材，例如未拉制的、单轴拉制的或双轴拉制的膜或片材。如果模制物品是纤维，那么它可以被制成多种纤维，例如未拉制的、拉制的或超拉制的纤维，并且它可以被用作织物、针织织物、非编织织物(纺粘型的(spunbond)、熔喷型的(meltblown)或人造纤维的(staple))、绳索或网。
这样的模制物品可以用作例如计算机部件的电气部件(electric part)和电子部件(electronic part)、建筑元件、汽车部件、机器部件、日用品、与化学材料接触的涂覆部件、工业耐化学纤维及类似物。
在本发明中，除了上文公开内容之外的另外的细节可以根据需要添加和扣除，并且它们在本发明中不被特别地限制。
【发明效果】
本发明可以提供由于在主链的末端处包含羟基基团而具有与其他聚合物材料或增强物/填充剂的优良的相容性的熔融聚合的聚亚芳基硫醚。
这样的聚亚芳基硫醚可以通过与其他多种聚合物材料或填充剂配混而呈现对多种用途优化的优良的性质以及聚亚芳基硫醚特有的优良的性质。
因此，这样的聚亚芳基硫醚可以适用于多种用途，包括配混的用途，并且可以呈现优良的性质和效果。
【具体实施方式】
在下文中，提供优选的实施例以帮助理解本发明。然而，以下实施例例仅用于例证本发明并且本发明不限于它们或被它们限制。
实施例1：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加50g的2,2'-二硫代双苯并噻唑至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加51g的4-碘苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器(strand cutter)，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例1的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.4％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约1500ppmw。
实施例2：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加50g的2,2'-二硫代双苯并噻唑至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加25g的4-碘苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例2的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.24％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约2000ppmw。
实施例3：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
将在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加50g的2,2'-二硫代双苯并噻唑至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加51g的4,4’-二硫代联苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例3的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.62％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约500ppmw。
实施例4：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加50g的2,2'-二硫代双苯并噻唑至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加25g的4,4’-二硫代联苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例4的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.33％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约1200ppmw。
实施例5：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加30g的二苯基二硫化物至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加25g的4-碘苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例5的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.27％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约1800ppmw。
实施例6：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加30g的二苯基二硫化物至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加51g的4,4’-二硫代联苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例6的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.58％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约600ppmw。
实施例7：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加35g的二苯基二硫化物至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加25g的4-碘苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例7的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.29％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约800ppmw。
实施例8：包含在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚的合成
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加35g的二苯基二硫化物至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且进行反应持续1小时。随后，当聚合反应进展90％时，添加13g的4,4'-二硫代联苯酚至所述聚合反应并在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析实施例8的聚亚芳基硫醚树脂。此时，证实了在光谱中在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰的存在。还证实了，当在约1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰的相对高度强度是约0.26％。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约700ppmw。
比较实施例1
在装配有能够测量反应器的内部温度的热电偶以及用于氮气吹扫和抽真空的真空管线的5L反应器中，通过将包含5,130g的对二碘苯(p-DIB)和450g的硫的反应物加热至180℃来使其完全熔融并混合，并且然后，通过从220℃和350托的初始反应条件逐步地进行温度升高和压力减小至300℃的最终反应温度和1托或更小的压力，并然后进一步逐渐地添加硫，来使聚合反应进展。当聚合反应进展80％时(聚合反应的进展程度通过根据式“(当前粘度/目标粘度)*100％”的相对粘度比来确定，并且当前粘度是在从其中聚合反应正在进展的反应器中取出样品之后用粘度计测量的)，添加50g的2,2’-二硫代双苯并噻唑至所述聚合反应作为聚合终止剂，并且在氮气气氛下反应持续10分钟。使反应在缓慢抽真空至0.5托或更小的情况下进一步进展，并且在粘度达到目标粘度时终止。由此，合成具有在主链的末端处的羟基基团的聚亚芳基硫醚树脂。通过使用小的切线器，将通过反应获得的最终树脂制备成小球。
通过FT-IR光谱学来分析比较实施例1的聚亚芳基硫醚树脂。结果，证实了在光谱中不存在在约3300cm-1至3600cm-1的范围内的羟基基团峰。
此外，键合至聚亚芳基硫醚的主链的碘和游离碘的含量通过下文描述的方法来测量，并且其含量被证实是约2500ppmw。
比较实施例2
将DIC Co.,Ltd.的产品名称Z200用作比较实施例2，在所述Z200中通过Macallum工艺制成的聚亚芳基硫醚与弹性体配混。
实验实施例1：聚亚芳基硫醚的基本性质的评估
实施例1至实施例8以及比较实施例1的聚亚芳基硫醚的物理性质通过以下方法来评估：
熔点(Tm)
通过使用差示扫描量热仪(DSC)，通过以10℃/min的速度将温度从30℃升高至320℃，然后将温度冷却至30℃，并且然后再次以10℃/min的速度将温度从30℃升高至320℃来测量熔点。
数均分子量(Mn)和多分散性指数(PDI)
在250℃在搅拌下将样品溶解在1-氯萘中持续25分钟，以便成为0.4wt％溶液，并且然后在高温凝胶渗透色谱法(GPC)系统的柱中(210℃)、在使溶液以1mL/min的流量流动的同时顺序地分离具有不同分子量的聚亚芳基硫醚。通过使用RI检测器测量对应于所分离的聚亚芳基硫醚的分子量的强度。在用分子量已知的标准样本(聚苯乙烯)制作校准线之后，计算所测量的样品的相对数均分子量(Mn)和多分散性指数(PDI)。
熔体粘度(泊)
通过使用旋转圆盘式粘度计在300℃测量熔体粘度(在下文中被称为‘M.V.’)。在频率扫描测量方法(frequency sweep measuring method)中，测量从0.6rad/s至500rad/s的角频率，并且在1.84rad/s的粘度被定义为熔体粘度(M.V.)。
键合至主链的碘和游离碘的含量(ppmw)
键合至主链的碘和游离碘的含量(ppmw)如下来确定。通过自动预处理系统(AQF)来制备样品，在所述自动预处理系统中样品用熔炉在高温燃烧并且然后碘被离子化并溶解在蒸馏水中。通过使用经由离子色谱法先前对样品分析的校准曲线来测量样品中的碘的含量。
根据上文方法测量的物理性质在以下表1中列出：
[表1]
实验实施例2：聚亚芳基硫醚的机械性质的评估
实施例1至实施例8和比较实施例1的聚亚芳基硫醚的机械性质通过以下方法来评估。当测量这些物理性质中的每种时，在以下条件下获得样本：
测试样本的产生条件
用注射模具机器(Injection Mold machine)(Engel ES75P，80吨的锁模力(moldclamping force)，25mm的直径)，从3kg的聚亚芳基硫醚来制备测试样本并且根据ASTMD638进行测试。在该过程中，机筒温度从进料入口按顺序被设定为270℃/300℃/300℃，并且喷嘴温度是300℃，并且模具温度是150℃。
拉伸强度和伸长率
根据ASTM D 638方法测量根据实施例1至实施例8和比较实施例1制备的聚亚芳基硫醚样本的拉伸强度和伸长率。
弯曲强度和弯曲强度保留率
根据ASTM D 790测量根据实施例1至实施例8和比较实施例1制备的聚亚芳基硫醚样本的弯曲强度。然后，在将样品在烘箱中在280℃老化持续100小时之后，再次测量弯曲强度并基于下式计算弯曲强度保留率：
弯曲强度保留率(％)＝[(老化后的弯曲强度)/(老化前的弯曲强度)]*100
冲击强度(悬臂梁式(Izod))
根据ASTM D 256测量根据实施例1至实施例8和比较实施例1制备的聚亚芳基硫醚样本的冲击强度。
根据上文方法测量的机械性质在以下表2中列出：
[表2]
根据以下方法，通过将实施例1至实施例8和比较实施例1的聚亚芳基硫醚与其他组分配混来制备样本：
聚亚芳基硫醚与玻璃纤维的配混
在将所聚合的树脂干燥之后，配混在330℃的挤出模具温度和200rpm的螺杆速度的条件下用小的双螺杆挤出机进行，同时将按重量计40份的玻璃纤维910(由OwensCorning Co.,Ltd.制造的)添加至按重量计60份的树脂。
聚亚芳基硫醚和弹性体的配混
混合挤出在300℃的挤出模具温度和200rpm的螺杆速度的条件下进行，同时将按重量计10份的弹性体Lotader(牌号AX-8840，由Arkema制造的)添加至按重量计90份的树脂。
如上文制备的配混的样本以及比较实施例2的样本的机械性质以与聚亚芳基硫醚样本相同的方式被评估，并在以下表3中列出。
[表3]
根据上文表2和表3，证实的是，通过将其中羟基基团被引入至主链的末端的实施例1的聚亚芳基硫醚与玻璃纤维配混，冲击强度从约18J/m大大地升高至约92J/m。另外，证实的是，通过将其中羟基基团被引入至主链的端基的实施例1的聚亚芳基硫醚与弹性体配混，拉伸伸长率从约1.5％大大地升高至约18.0％，并且悬臂梁式强度从约18J/m升高至约55J/m。证实的是，即使在其他实施例中，归因于这样的配混的物理性质的改进是等效的。
从归因于这样的配混的物理性质的改进证实了，实施例的聚亚芳基硫醚可以呈现与其他多种聚合物材料或填充剂的优良的相容性，并且因此可以呈现优良的协同效应。
相反地，证实了比较实施例1的聚亚芳基硫醚在与其他聚合物材料或填充剂的相容性方面是差的并且由配混引起的协同效应没有这样大。

Claims (17)

1.一种聚亚芳基硫醚树脂组合物，包含：
聚亚芳基硫醚，所述聚亚芳基硫醚含有在主链的重复单元中的二硫化物重复单元，其中所述主链的端基的至少一部分是羟基基团(-OH)；以及
一种或更多种组分，所述一种或更多种组分选自由以下组成的组：热塑性树脂、热塑性弹性体以及填充剂。
2.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，其中所述二硫化物重复单元以基于全部的聚亚芳基硫醚的3wt.％或更少的量被包含。
3.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，其中所述聚亚芳基硫醚包含键合至所述主链的碘和游离碘，并且键合至所述主链的所述碘和游离碘的含量是10ppmw至10,000ppmw。
4.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，所述聚亚芳基硫醚树脂组合物在FT-IR光谱中示出在3300cm-1至3600cm-1的范围内的峰。
5.根据权利要求4所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
其中在所述聚亚芳基硫醚的所述FT-IR光谱中，当在1400cm-1至1600cm-1的范围内示出的环伸缩峰的高度被假定为100％的强度时，在3300cm-1至3600cm-1的范围内的所述峰的相对高度强度是0.01％至3％。
6.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
其中所述热塑性树脂是选自由以下组成的组的一种或更多种：基于聚乙烯醇的树脂、基于聚醚的树脂、基于聚亚烷基亚胺的树脂、基于聚氯乙烯的树脂、基于聚酰胺的树脂、基于聚烯烃的树脂以及基于聚酯的树脂。
7.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
其中所述热塑性弹性体是选自由以下组成的组的一种或更多种：基于聚氯乙烯的弹性体、基于聚(甲基)丙烯酸酯的弹性体、基于聚烯烃的弹性体、基于聚氨酯的弹性体、基于聚酯的弹性体、基于聚酰胺的弹性体以及基于聚丁二烯的弹性体。
8.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
其中所述填充剂是呈纤维、珠、薄片或粉末的形式的有机或无机填充剂。
9.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，其中所述填充剂是选自由以下组成的组的一种或更多种：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、玻璃珠、玻璃薄片、滑石以及碳酸钙。
10.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
其中所述聚亚芳基硫醚具有5,000至50,000的数均分子量。
11.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，
所述聚亚芳基硫醚树脂组合物包含5wt.％至95wt.％的聚亚芳基硫醚和5wt.％至95wt.％的选自由以下组成的组的一种或更多种组分：所述热塑性树脂、所述热塑性弹性体以及所述填充剂。
12.根据权利要求1所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物，还包含选自由以下组成的组的一种或更多种添加剂：氧化稳定剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、成核剂以及冲击增强材料。
13.一种用于制备模制物品的方法，包括将根据权利要求1至12中任一项所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物挤出的步骤。
14.根据权利要求13所述的用于制备模制物品的方法，其中所述挤出用双螺杆挤出机进行。
15.一种模制物品，包含根据权利要求1至12中任一项所述的聚亚芳基硫醚树脂组合物。
16.根据权利要求15所述的模制物品，所述模制物品呈膜、片材或纤维的形式。
17.根据权利要求15所述的模制物品，用于用作汽车内部部件、汽车外部部件、电气部件、电子部件或工业材料。
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