CN110461906A - 芳香族聚合物的共混物以及由其获得的加合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含蒽部分的聚合物和聚合物的共混物,所述蒽部分能够在某些刺激下进行环加成反应,从而形成具有相对于起始聚合物的改进的或附加的特性的聚合物加合物。

Description

芳香族聚合物的共混物以及由其获得的加合物
相关申请的交叉引用
_______________________________________________________________
本申请要求于2017年3月7日提交的美国临时申请号62/468,187以及2017年4月10日提交的欧洲申请号17165733.1的优先权,出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术领域
_______________________________________________________________
本发明涉及包含蒽部分的聚合物和聚合物的共混物,所述蒽部分能够在某些刺激下进行环加成反应,从而形成具有相对于起始聚合物的改进的或附加的特性的聚合物加合物。
背景技术
_______________________________________________________________
刺激响应聚合物(也称为智能聚合物)被定义为在特定条件(例如湿度、pH、UV光或热)下可以改变它们的特性的聚合物。刺激响应聚合物例如用于药物递送中。例如,可以利用在酸性/碱性pH条件下的在水渗透性方面的构象变化来设计用于在希望的身体部位释放的药物的载体。刺激响应聚合物还用于生物医学工程中。对UV光敏感的智能聚合物可以例如,用作用于制造支架的形状记忆材料,以及用于制造医用植入物的自修复材料。
在某种刺激(例如具有适当波长的UV光)下,蒽部分以及衍生物能够与其他部分(例如第二蒽部分、或马来酰亚胺部分)进行环化反应。含有蒽和/或马来酰亚胺部分的聚合物的实例是聚苯乙烯-g-聚(乙二醇)聚合物以及聚苯乙烯-g-聚(甲基丙烯酸甲酯)聚合物(Gacal等人Macromolecules[大分子]2006,39,5330-5336)、马来酰亚胺封端的聚(醚砜)(Maes等人,Journal of Polymer Science:Part A,Polymer Chemistry[聚合物科学杂志:A部分,聚合物化学],第32卷,3171-3182,1994)、聚乳酸(Davidson,ACSAppl.Mater.Interfaces[美国化学学会应用材料与界面],2016,8,16961-16966)、聚(丙烯酸甲酯聚合物)(Connal,Adv.Funct.Mater.[先进功能材料],2008,18,3315-3322)、聚酯和聚氨酯(Tazuke等人,Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition[聚合物科学杂志:聚合物化学版],第16卷,2729-2739)、聚(ε-己内酯)(Defize等人,Macromol.Chem.Phys.[大分子化学和物理学],2012,213,187-197)以及聚-(乙烯-丙烯酸丁酯)共聚物(López-Vilanova等人,European Polymer Journal[欧洲聚合物杂志]56,2014,69-76)。
特别地,Maes等人披露了具有各种链封端基团的高温聚(醚砜)(HTPES),其中有马来酰亚胺封端的HTPES。研究了热稳定性,并且指出这些聚合物预期通过马来酰亚胺双键在高温下的自由基聚合进行交联;此种交联将是不可逆的,并且没有给出在环加成反应中使用该聚合物作为试剂的暗示或建议。
高性能芳香族聚合物,如聚(芳基醚酮)(PAEK)和聚(芳基醚砜)(PAES),由于它们良好的加工性、良好的耐化学性和耐水解性、高使用温度(Tg高于140℃)、高的热稳定性(在高于400℃的温度下在氮气下通常降解不多于5wt.-%)以及良好的机械特性而用于多种应用中。
鉴于它们高芳香族部分的含量,可以预期到将PAEK、PAES、PAEI以及PCA暴露至UV光将导致高的UV光吸收,这将使聚合物显著降解。此外,根据Maes,C.等人的教导,可以预期含有马来酰亚胺部分的芳香族聚芳基醚会进行热活化的不可逆反应。
发明内容
__________________________________________________
本发明涉及一种共混物,其包含至少两种不同的选自下组的聚合物,该组由以下各项组成:
-至少一种聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(polyphenylene)(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-任选地至少一种聚合物(P2),其包含选自下组的重复单元(RP2),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少部分(M2a)或(M2b):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分。
本发明还涉及一种聚合物加合物,该聚合物加合物通过将以下项暴露于在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm范围内的波长的UV光而获得:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;或者
-本发明的共混物。
本发明进一步涉及一种聚合物加合物,该聚合物加合物通过将本发明的共混物在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热而获得。
本发明涉及一种用于涂覆表面的方法,该方法包括:
a)在该表面上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-本发明的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该表面,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该表面。
本发明涉及一种用于制造成型制品的方法,该方法包括:
a)在模具上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH--C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-本发明的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该模具,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该模具。
本发明涉及一种用于回收利用涂料或成型制品的方法,该涂料或成型制品包含通过将聚合物(P1)暴露至在从300nm至600nm范围内的波长下的UV光而获得的聚合物加合物,其中聚合物(P1)包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;或者
其中该方法包括使该涂料或成型制品经受在低于300nm的波长下的UV照射。
一种用于回收利用包含本发明的聚合物加合物的涂料或成型制品的方法,该方法通过使该涂料或成型制品经受在从100℃至500℃的范围内的温度下的加热。
本发明还涉及一种通过本发明的回收利用方法可获得的回收利用材料。
本发明进一步涉及一种聚合物(P1),其包含:
-具有式(L-A)的重复单元(RPPSU):
-至少一个部分(M1):
其中:
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-W是O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
具体实施方式
___________________________________________________
-本发明的芳香族聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;以及
-n是0或从1至9的整数,优选0;并且
可以通过以与例如一种不同的聚合物(P1)的共混物的形式有效地UV固化,以通过在部分(M1)之间的环加成反应形成聚合物加合物。
本发明的芳香族聚合物(P1)还可以与一种或多种芳香族聚合物(P2)共混,这些聚合物(P2)包含选自下组的重复单元(RP2),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M2a)或(M2b):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分。
可以使至少一种聚合物(P1)与至少一种聚合物(P2)的共混物经受热固化,以通过在部分(M1)与(M2a)/(M2b)之间的环加成反应形成聚合物加合物。
在某些光/温度刺激下,加合物的形成是可逆的;因此,此类加合物适合作为刺激响应聚合物,并且可以有效地用于其中使聚合物结构适应特定条件是重要的应用中。还可以利用可逆性来回收利用由该加合物获得的任何成型制品。在涂料应用中,加合物的形成提供了产生可以通过自修复而容易地修复的涂料的益处。
此外,加合物的形成代表了一种在熔融相或在溶液相中获得高分子量聚合物结构(即从较低分子量的聚合物的加合物)的方便方法。因为加合物的形成发生在温和的条件下,所以它也代表了一种获得高分子量聚合物结构而没有聚合物重复单元的重排和无规化的方便方法。
因此,本发明涉及共混物、涉及加合物、并且涉及由此类混合物和共混物获得的成型制品。本发明还涉及制造所述制品的方法、并且涉及回收利用所述制品的方法。
根据本发明,聚合物(P1)包含:
-聚合物链(PC-1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:(RPAES)、(RPAEK)、(RPAI)、(RPP)、(RPEI)和(RPC),以及
-至少一个部分(M1):
·在聚合物链(PC-1)的一个或两个末端,和/或
·作为沿着聚合物链(PC-1)的侧基,和/或
·包含在聚合物链(PC-1)中。
根据一个实施例,本发明的芳香族聚合物(P1)包含重复单元(RP1)以及在聚合物链(PC-1)的一个末端处(或者换句话说,作为聚合物P1的端基)的至少一个部分(M1),优选地在聚合物链(PC-1)的两个末端处的部分(M1)。
在P1中,包含(M1)的聚合物单元的量可以基于聚合物(P1)中重复单元的总数在从0.1mol.%至100mol.%、从0.5mol.%至25mol.%、或从1mol.%至15mol.%的范围内。
根据本发明,聚合物(P2)包含:
-聚合物链(PC-2),其包含选自下组的重复单元(RP2),该组由以下各项组成:(RPAES)、(RPAEK)、(RPAI)、(RPP)、(RPEI)以及(RPC),此聚合物链具有两个末端,以及
-至少一个部分(M2a)或(M2b):
·在聚合物链(PC-2)的一个或两个末端,和/或
·作为沿着聚合物链(PC-2)的侧基,和/或
·包含在聚合物链(PC-2)中。
根据一个实施例,本发明的聚合物(P2)包含重复单元(RP2)以及在聚合物链(PC-2)的一个末端处(或者换句话说,作为聚合物P2的端基)的至少一个部分(M2a)或(M2b),优选地在聚合物链(PC-2)的两个末端处的部分(M2a)或(M2b)。
在P2中,包含(M2a)或(M2b)的聚合物单元的量可以基于聚合物(P2)中重复单元的总数在从0.1mol.%至100mol.%、从0.5mol.%至25mol.%、或从1mol.%至15mol.%的范围内。
根据实施例,部分(M1)选自由下式(M1-a)-(M1-d)组成的组:
根据实施例,部分(M1)是根据下式(M1-e):
其中W、R以及n是如上定义的,
或者是根据下式(M1-ea)-(M1-ed)中的任一个:
聚合物P1和/或P2可以通过本领域已知的方法来制备。
值得注意地,聚合物P1可以从选自下组的聚合物开始,该组由以下各项组成:具有重复单元(RPAES)的PAES、具有重复单元(RPAEK)的PAEK、具有重复单元(RPAI)的PAI、具有重复单元(RPP)的PP、具有重复单元(RPEI)的PEI以及具有重复单元(RPC)的PC,然后通过附接选定的蒽部分来制备,该蒽部分具有能够与该聚合物的端基、或与沿着该聚合物骨架的位点反应的一个或多个官能团。作为替代方法,对于选自由以下各项组成的组的聚合物:具有重复单元(RPAES)的PAES、具有重复单元(RPAEK)的PAEK、具有重复单元(RPAI)的PAI、具有重复单元(RPP)的PP、具有重复单元(RPEI)的PEI以及具有重复单元(RPC)的PC,可以通过以下方式来调整方法:添加具有能够参加聚合反应的两个或更多个官能团的蒽部分,使得该蒽部分结合在聚合物链中。
聚合物P2是通过环状酸酐(如马来酸酐)与具有伯胺作为端基或作为侧基的聚合物进行反应,以形成马来酰亚胺基团端基或侧基。
根据本发明的实施例,P1和/或P2具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用基于聚合物链化学的适当方法测量的小于约25,000g/mol、小于约18,000g/mol、或小于约10,000g/mol的数均分子量(Mn)。值得注意地,对于PAES聚合物,使用二氯甲烷作为流动相,使用聚苯乙烯标准物。对于PAEK,使用在160℃下的苯酚和三氯苯(1∶1),使用聚苯乙烯标准物。
根据本发明的实施例,P1和/或P2具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的不小于约1,000g/mol或不小于约2,000g/mol的数均分子量(Mn)。
共混物
本发明涉及共混物,该共混物包含至少两种不同的聚合物(P1)或包含至少一种芳香族聚合物(P1)以及至少一种芳香族聚合物(P2)。本发明的芳香族聚合物(P1)和(P2)包含选自下组的重复单元,该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)重复单元(RPAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)重复单元(RPAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)重复单元(RPAI)、聚亚苯基(PP)重复单元(RPP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)重复单元(RPEI)以及聚碳酸酯(PC)重复单元(RPC)。
根据实施例,本发明的共混物包含至少两种不同的聚合物(P1),这两者均包含PAES重复单元(RPAES)。
根据实施例,本发明的共混物包含至少一种聚合物(P1)以及至少一种聚合物(P2),这两者均包含PAES重复单元(RPAES)。
聚(芳基醚砜)(PAES)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚(芳基醚砜)(PAES)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PAES重复单元(RPAES)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含具有式(L)的重复单元(RPAES):
其中
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-T选自下组,该组由以下各项组成:键、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;
-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;
-RaC=CRb-,其中Ra和Rb,各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基;-(CH2)m-和-(CF2)m-,其中m是从1至6的整数;直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团;及其组合。
根据实施例,在上式(L)中的每个位置处的R1独立地选自下组,该组由以下各项组成:任选地包含一个或多于一个杂原子的C1-C12部分;磺酸和磺酸酯基团;膦酸和膦酸酯基团;胺和季铵基团。
根据实施例,对于每个R1或式(L),i为零。换句话说,根据此实施例,重复单元(RPAEs)可以是具有式(L’)的单元:
根据本发明的另一个实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的具有式(L)和/或(L’)的重复单元。
根据本发明的另一个实施例,P1和/或P2中的至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%或所有的重复单元是具有式(L)或式(L’)的重复单元(RPAES)。
根据实施例,本发明的P1和/或P2具有如通过差示扫描量热法(DSC)根据ASTMD3418测量的在从120℃与250℃、优选地从170℃与240℃、更优选地从180℃与230℃的范围内的Tg。
根据本发明的实施例,P1和/或P2是使得T选自下组,该组由以下各项组成:键、-SO2-和-C(CH3)2-。
根据本发明的又另一个实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的选自下组的重复单元,该组由下式组成:
以及
其中R1和i是如以上所描述的。
根据本发明的又另一个实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的选自下组的重复单元,该组由以下各项组成:式(L-A)、(L-B)以及(L-C),其中对于每个R1,i是零。
本发明的聚合物P1还包含至少一个部分(M1),如以上所定义。
本发明的聚合物P2还包含至少一个部分(M2a)或(M2b)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的具有式(L-A)或(L-A’)的重复单元(RPPSU),其中对于每个R1,i是零;例如根据此实施例,P1和/或P2包含至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%的具有式(L-A)或式(L-A’)的重复单元(RPPSU)。根据另一个实施例,P1和/或P2中的所有重复单元均是具有式(L-A)或(L-A’)的重复单元(RPPSU),其中对于每个R1,i是零。
根据本发明的实施例,P1和/或P2是聚(联苯基醚砜)聚合物(PPSU),即包含联苯基部分的聚亚芳基醚砜。聚(联苯基醚砜)也称为聚苯砜(PPSU)并且例如由4,4′-二羟基联苯(联苯酚)和4,4’-二氯二苯砜的缩合产生。聚(联苯基醚砜)(PPSU)可以通过本领域中已知的任何方法制备。它可以例如由4,4’-二羟基联苯(联苯酚)和4,4’-二氯二苯砜在碱的存在下缩合产生。单体单元的反应通过亲核芳香族取代进行,其中消除作为离去基团的一个单元的卤化氢。然而,应注意的是,所得聚(联苯基醚砜)的结构不依赖于该离去基团的性质。
PPSU是从美国苏威特种聚合物有限责任公司(Solvay Specialty Polymers USA,L.L.C.)作为PPSU可商购的。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的具有式(L-B)或(L-B’)的重复单元(RPSU),其中对于每个R1,i是零;例如根据此实施例,P1和/或P2包含至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%的具有式(L-B)或式(L-B’)的重复单元(RPSU)。根据另一个实施例,P1和/或P2中的所有重复单元均是具有式(L-B)或(L-B’)的重复单元(RPSU),其中对于每个R1,i是零。
PSU是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为PSU可获得的。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%(基于该聚合物中的总摩尔数)的具有式(L-C)或(L-C’)的重复单元(RPES),其中对于每个R1,i是零;例如根据此实施例,P1和/或P2包含至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%的具有式(L-C)或式(L-C’)的重复单元(RPES)。根据另一个实施例,P1和/或P2中的所有重复单元均是具有式(L-C)或(L-C’)的重复单元(RPES),其中对于每个R1,i是零。
PES是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为PES可获得的。
根据优选的实施例,聚合物(P1)是聚(芳基醚砜)(PAES)聚合物(P1),其主要由以下项组成:
1/具有式(L)的重复单元(RPAES):
2/一个或两个具有式(M1)的端基,如以上所定义的,
其中:
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-T选自下组,该组由以下各项组成:键、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;
-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;
-RaC=CRb-,其中Ra和Rb,各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基;-(CH2)m-和-(CF2)m-,其中m是从1至6的整数;直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团;及其组合。
根据此实施例,P1仅由具有式(L)的重复单元(RPAES)组成,并且包含一种或两种具有式(M1)的端基。
根据另一个优选的实施例,聚合物(P1)是聚(芳基醚砜)(PAES)聚合物(P1),其主要由以下项组成:
1/具有式(L-A)、(L-B)或(L-C)的重复单元(RPAES),以及
2/一种或两种具有式(M1)的端基。
优选地根据此实施例,对于每个R1,i是零。
聚(芳基醚酮)(PAEK)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚(芳基醚酮)(PAEK)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PAEK重复单元(RPAEK)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含重复单元(RPAEK),该重复单元包含Ar’-C(=O)-Ar*基团,其中Ar’和Ar*彼此相同或不同,为芳香族基团,mol.%是基于该聚合物中重复单元的总摩尔数。重复单元(RPAEK)选自由具有以下式(J-A)至(J-D)的单元组成的组:
其中
R’,在每个位置,独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;并且
j’独立地是零或在从1至4的范围内的整数。
在重复单元(RPAEK)中,对应的亚苯基部分可以独立地具有到在重复单元(RPAEK)中不同于R’的其他部分的1,2-键联、1,4-键联或1,3-键联。优选地,亚苯基部分具有1,3-键联或1,4-键联,更优选地它们具有1,4-键联。
在重复单元(RPAEK)中,j’在每个位置处优选为零,使得亚苯基部分除了连接聚合物的主链的那些取代基之外,不具有其他取代基。
根据实施例,P1和/或P2是聚(醚醚酮)(PEEK)。
如在本文中使用的,聚(醚醚酮)(PEEK)表示包含具有式(J-A)的重复单元(RPEEK)的任何聚合物,基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数:
其中
R’,在每个位置,独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;并且
对于每个R’,j’独立地为零或在从1至4的范围内的整数(例如1、2、3或4)。
根据式(J-A),重复单元(RPEEK)的每个芳香族环可以含有从1至4个基团R’。当j’为0时,对应的芳香族环不含任何基团R’。
重复单元(RPEEK)的每个亚苯基部分可以彼此独立地具有到其他亚苯基部分的1,2-键联、1,3-键联或1,4-键联。根据实施例,重复单元(RPEEK)的每个亚苯基部分彼此独立地具有到其他亚苯基部分的1,3-键联或1,4-键联。根据又另一个实施例,重复单元(RPEEK)的每个亚苯基部分具有到其他亚苯基部分的1,4-键联。
根据实施例,R’,在上式(J-A)中的每个位置处,独立地选自下组,该组由以下各项组成:任选地包含一个或多于一个杂原子的C1-C12部分;磺酸和磺酸酯基团;膦酸和膦酸酯基团;胺和季铵基团。
根据实施例,对于每个R’,j’为零。换句话说,根据此实施例,重复单元(RPEEK)是根据式(J’-A):
根据本披露的另一个实施例,聚(醚醚酮)(PEEK)表示包含至少10mol.%的为具有式(J-A”)的重复单元(RPEEK)的重复单元的任何聚合物:
mol.%基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数。
根据本披露的实施例,PEEK中(基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数)至少10mol.%、至少20mol.%、至少30mol.%、至少40mol.%、至少50mol.%、至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%或所有的重复单元是具有式(J-A)、(J’-A)和/或(J”-A)的重复单元(RPEEK)。
因此,该PEEK聚合物可以是均聚物或共聚物。如果该PEEK聚合物是共聚物,它可以是无规、交替或嵌段共聚物。
当P1和/或P2是PEEK共聚物时,其可以由不同于重复单元(RPEEK)的并且除了重复单元(RPEEK)以外的重复单元(R*PEEK)制成,例如具有式(J-D)的重复单元:
其中
R’,在每个位置,独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;并且
对于每个R’,j’独立地为零或在从1至4的范围内的整数。
根据式(J-D),重复单元(R*PEEK)的每个芳香族环可以含有从1至4个基团R’。当j’为0时,对应的芳香族环不含任何基团R’。
根据实施例,R’,在上式(J-B)中的每个位置处,独立地选自下组,该组由以下各项组成:任选地包含一个或多于一个杂原子的C1-C12部分;磺酸和磺酸酯基团;膦酸和膦酸酯基团;胺和季铵基团。
根据实施例,对于每个R’,j’为零。换句话说,根据此实施例,重复单元(R*PEEK)是根据式(J’-D):
根据本披露的另一个实施例,重复单元(R*PEEK)是根据式(J”-D):
根据本披露的实施例,P1和/或P2中(基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数)小于90mol.%、小于80mol.%、小于70mol.%、小于60mol.%、小于50mol.%、小于40mol.%、小于30mol.%、小于20mol.%、小于10mol.%、小于5mol.%、小于1mol.%或所有的重复单元是具有式(J-B)、(J’-B)和/或(J”-B)的重复单元(R*PEEK)。
根据实施例,P1和/或P2是PEEK-PEDEK共聚物。如在本文中使用的,PEEK-PEDEK共聚物表示包含具有式(J-A)、(J’-A)和/或(J”-A)的重复单元(RPEEK)以及具有式(J-B)、(J’-B)或(J”-B)的重复单元(R*PEEK)的聚合物(在此也称为重复单元(RPEDEK))。PEEK-PEDEK共聚物可以包括在从95/5至5/95、从90/10至10/90、或者从85/15至15/85的范围内的重复单元(RPEEK/RPEDEK)的相对摩尔比例。重复单元(RPEEK)和(RPEDEK)的总和可以例如占PEEK共聚物中的重复单元的至少60mol.%、70mol.%、80mol.%、90mol.%、95mol.%、99mol.%。重复单元(RPEEK)和(RPEDEK)的总和还可以占PEEK共聚物中的重复单元的100mol.%。
缺陷、端基和单体的杂质以非常小的量结合在本披露的聚合物(PEEK)中,没有对聚合物组合物(C1)中的聚合物的性能产生不希望的影响。
PEEK是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为PEEK可商购的。
可以通过本领域中已知的任何方法制备PEEK。它可以例如由4,4’-二氟二苯甲酮和氢醌在碱存在下缩合产生。单体单元的反应通过亲核芳香族取代进行。分子量(例如重均分子量Mw)可以调节单体摩尔比并测量聚合产率(例如测量搅拌反应混合物的叶轮的扭矩)。
在另一个实施例中,P1和/或P2是聚(醚酮酮)(PEKK)。
如在本文中使用的,聚(醚酮酮)(PEKK)表示包含大于50mol.%的具有式(J-B1)和(J-B2)的重复单元的聚合物,mol.%基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数:
其中
R1和R2在每种情况下独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;并且
i和j在每种情况下是独立选择的在从0至4的范围内的整数。
根据实施例,R1和R2,在上式(J-B2)和(J-B1)中的每个位置处,独立地选自下组,该组由以下各项组成:任选地包含一个或多于一个杂原子的C1-C12部分;磺酸和磺酸酯基团;膦酸和膦酸酯基团;胺和季铵基团。
根据另一个实施例,对于每个R1和R2基团,i和j是零。根据此实施例,P1和/或P2包含至少50mol.%的具有式(J’-B1)和(J’-B2)的重复单元,mol.%为基于该聚合物中的重复单元的总摩尔数:
根据本披露的实施例,P1和/或P2中的至少55mol.%、至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%或所有的重复单元是具有式(J-B1)或(J-B2)的重复单元。
根据本披露的实施例,在P1和/或P2中,重复单元(J-B2)或/和(J’-B2)与重复单元(J-B1)或/和(J’-B1)的摩尔比为至少1∶1至5.7∶1、例如至少1.2∶1至4∶1、至少1.4∶1至3∶1或至少1.4∶1至1.86∶1。
PEKK是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为PEKK可商购的。
聚酰胺酰亚胺(PAI)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚酰胺酰亚胺(PAI)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PAI重复单元(RPAI)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50mol。%的包含至少一个芳香族环、至少一个酰亚胺基团(按原样和/或呈其酰胺酸形式)、以及至少一个不是呈酰亚胺基团的酰胺酸形式被包括的酰胺基团的重复单元(RPAI)。
重复单元(RPAI)可以选自以下式:
其中:
-Ar是三价芳香族基团,并且可以选自由以下结构:
以及相应的任选地取代的结构组成的组,其中X是-O-、-C(O)-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CF2)q-,其中q是从1至5的整数;
-R是二价芳香族基团,并且可以选自由以下结构:
以及相应的任选地取代的结构组成的组,其中Y是-O-、-S-、-SO2-、-CH2-、-C(O)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CF2)q,q是从1至5的整数。
优选地,芳香族聚酰胺-酰亚胺包含大于50%的包含酰亚胺基团的重复单元(RPAI),其中酰亚胺基团是按原样(像在重复单元(RPAI-a)中)、和/或呈其酰胺酸形式(像在重复单元(RPAI-b)中)存在。
重复单元(RPAI)可以选自下组,该组由以下各项组成:重复单元(1)、(m)以及(n),呈其酰胺-酰亚胺形式(a)或酰胺-酰胺酸形式(b):
其中如在(1-b)中示出的这两个酰胺基团到芳香族环上的附接应理解为代表了1,3及1,4聚酰胺-酰胺酸构型;
其中如在(m-b)中示出的这两个酰胺基团到芳香族环上的附接应理解为代表了1,3及1,4聚酰胺-酰胺酸构型;以及
其中如在(n-b)中示出的这两个酰胺基团到芳香族环上的附接应理解为代表了1,3及1,4聚酰胺-酰胺酸构型。
根据本发明的实施例,PAI聚合物(P1)或(P2)包含至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%的重复单元(RPAI)。
根据本发明的实施例,PAI聚合物(P1)或(P2)不含有除了重复单元(RPAI)之外的重复单元。
PAI聚合物是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为聚酰胺-酰亚胺,例如4000T可商购的。
聚亚苯基(PP)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚亚苯基(PP)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PP重复单元(RPP)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50mol。%的具有式(F)的重复单元(RPP):
其中R1、R2、R3、和R4各自独立地选自下组,该组由以下各项组成:氢、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。
在一些实施例中,P1和/或P2包含至少约60mol.%、至少约70mol.%、至少约80mol.%、至少约90mol.%、至少约95mol.%、至少约99mol.%或至少约99.5mol.%的重复单元(RPP)。
在一些实施例中,R1、R2、R3、和R4中的一个或多个是独立地根据式(F’):
Ar-Q- (F’)
其中
-Ar选自以下式的组:
以及
-每个Rj、Rk和R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵,并且其中j和l彼此相同或不同,独立地是0、1、2、3、4或5,并且k与j或l相同或不同,独立地是0、1、2、3或4;
-虚线指示到T的键;
-Q选自下组,该组由以下各项组成:-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;
-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;
-RaC=CRb-,其中Ra和Rb各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基;-(CH2)n-和-(CF2)n-,其中n是从1至6的整数;直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团;及其组合。
在一些实施例中,R1、R2、R3、和R4中的一个或多个是根据式(F”):
其中虚线键指示到重复单元(RPP)的苄基部分的键。
聚亚苯基聚合物是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为PR-120聚亚苯基以及SRP PR-250聚亚苯基可商购的。
聚(醚酰亚胺)(PEI)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚(醚酰亚胺)(PEI)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PEI重复单元(RPEI)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含基于该聚合物中的总摩尔数至少50mol.%的包含至少一个芳香族环、至少一个酰亚胺基团(按原样和/或呈其酰胺酸形式)、以及至少一个醚基团的重复单元(RPEI)。重复单元(RPEI)可任选地进一步包含至少一个酰胺基团,该酰胺基团不包括在酰亚胺基团的酰胺酸形式中。
根据实施例,重复单元(RPEI)选自下组,该组由以下各项组成:以下式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)以及其混合物:
其中
-Ar是四价的芳香族部分并且是选自下组,该组由以下各项组成:具有5至50个碳原子的取代或未取代的、饱和的、不饱和的或芳香族单环以及多环基团;
-Ar’是三价的芳香族部分并且是选自下组,该组由以下各项组成:具有从5至50个碳原子的取代的、未取代的、饱和的、不饱和的芳香族单环以及芳香族多环基团;并且
-R选自下组,该组由以下各项组成:取代的和未取代的二价有机基团,例如选自下组,该组由以下各项组成:
(a)具有6至20个碳原子的芳香族烃基以及其卤代衍生物;
(b)具有2至20个碳原子的直链或支链的亚烷基基团;
(c)具有3至20个碳原子的亚环烷基基团,以及
(d)具有式(VI)的二价基团:
其中
-Y选自下组,该组由以下各项组成:具有1至6个碳原子的亚烷基,例如-C(CH3)2和-CnH2n-(n是从1至6的整数);具有1至6个碳原子的全氟亚烷基,例如-C(CF3)2以及-Cn F2n-(n是从1至6的整数);具有4至8个碳原子的亚环烷基;具有1至6个碳原子的次烷基;具有4至8个碳原子的次环烷基;-O-;-S-;-C(O)-;-SO2-;-SO-,并且
-R”选自下组,该组由以下各项组成:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐、碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属膦酸盐、碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵,并且
-对于每个R”,i独立地为零或在从1至4的范围内的整数,
其条件是,Ar、Ar’和R中的至少一个包含至少一个醚基,并且该醚基存在于该聚合物链骨架中。
根据实施例,Ar选自下组,该组由以下式组成:
其中
X是在3,3’、3,4’、4,3”或4,4’的位置处具有二价键的二价部分并且选自下组,该组由以下各项组成:具有1至6个碳原子的亚烷基,例如-C(CH3)2和-CnH2n-(n是从1至6的整数);具有1至6个碳原子的全氟亚烷基,例如-C(CF3)2和-CnF2n-(n是从1至6的整数);具有4至8个碳原子的亚环烷基;具有1至6个碳原子的次烷基;具有4至8个碳原子的次环烷基;-O-;-S-;-C(O)-;-SO2-;-SO-;
或者X是具有式-O-Ar”-O-的基团,其中Ar”是选自下组的芳香族部分,该组由以下各项组成:具有5至50个碳原子的取代的或未取代的、饱和的、不饱和的或芳香族单环以及多环基团。
根据实施例,Ar’选自下组,该组由以下式组成:
其中
X是在3,3’、3,4’、4,3”或4,4’的位置处具有二价键的二价部分并且选自下组,该组由以下各项组成:具有1至6个碳原子的亚烷基,例如-C(CH3)2和-CnH2n-(n是从1至6的整数);具有1至6个碳原子的全氟亚烷基,例如-C(CF3)2和-CnF2n-(n是从1至6的整数);具有4至8个碳原子的亚环烷基;具有1至6个碳原子的次烷基;具有4至8个碳原子的次环烷基;-O-;-S-;-C(O)-;-SO2-;-SO-;
或者X是具有式-O-Ar”-O-的基团,其中Ar”是选自下组的芳香族部分,该组由以下各项组成:具有5至50个碳原子的取代的或未取代的、饱和的、不饱和的或芳香族单环以及多环基团。
根据本披露的实施例,P1和/或P2中的至少50mol.%、至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%或所有的重复单元是如以上定义的具有式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)和/或其混合物的重复单元(RPEI)。
根据实施例,P1和/或P2包含基于该聚合物中的总摩尔数至少50mol.%的具有式(VII)的重复单元(RPEI):
其中
-R选自下组,该组由以下各项组成:取代的和未取代的二价有机基团,例如选自下组,该组由以下各项组成:
(a)具有6至20个碳原子的芳香族烃基以及其卤代衍生物;
(b)具有2至20个碳原子的直链或支链的亚烷基基团;
(c)具有3至20个碳原子的亚环烷基基团,以及
(d)具有式(VI)的二价基团:
其中
-Y选自下组,该组由以下各项组成:具有1至6个碳原子的亚烷基,例如-C(CH3)2和-CnH2n-(n是从1至6的整数);具有1至6个碳原子的全氟亚烷基,例如-C(CF3)2以及-Cn F2n-(n是从1至6的整数);具有4至8个碳原子的亚环烷基;具有1至6个碳原子的次烷基;具有4至8个碳原子的次环烷基;-O-;-S-;-C(O)-;-SO2-;-SO-,并且
-R”选自下组,该组由以下各项组成:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐、碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属膦酸盐、碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵,并且
-对于每个R”,i独立地为零或在从1至4的范围内的整数,
其条件是,Ar、Ar’和R中的至少一个包含至少一个醚基,并且该醚基存在于该聚合物链骨架中。
-T可以是
-O-或-O-Ar”-O-
其中-O-基团或-O-Ar”-O-基团的二价键是处于3,3′、3,4′、4,3′、或4,4’的位置,
其中Ar”是选自下组的芳香族部分,该组由以下各项组成:具有5至50个碳原子的取代的或未取代的、饱和的、不饱和的或芳香族单环以及多环基团,例如取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基团、或包含两个取代或未取代的亚苯基的部分。
根据本披露的实施例,Ar”具有如以上详述的通式(VI);例如,Ar”具有式(XIX):
本发明的聚醚酰亚胺(PEI)可以通过本领域技术人员熟知的任何方法制备,包括具有式H2N-R-NH2(XX)的二氨基化合物(其中R是如上定义的)与具有式(XXI)的任何芳香族双(醚酸酐)的反应:
其中T如以上所定义。
一般来讲,该制备可以在溶剂(例如邻-二氯苯、间甲酚/甲苯、N,N-二甲基乙酰胺)中、在从20℃至250℃的范围内的温度下进行。
可替代地,这些聚醚酰亚胺可以通过任何具有式(XXI)的二酐与任何具有式(XX)的二氨基化合物的熔融聚合同时在升高的温度下加热这些成分的混合物并且同时混合来制备。
具有式(XXI)的芳香族双(醚酸酐)包括,例如:
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)二苯醚二酐;
1,3-双(2,3-二羧基苯氧基)苯二酐;
4,4′-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐;
1,4-双(2,3-二羧基苯氧基)苯二酐;
4,4′-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐;
4,4′-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酐;
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)二苯醚二酐;
4,4′-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐;
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;
4,4′-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐;
4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酐;以及这些二酐的混合物。
具有式(XX)的有机二胺选自下组,该组由以下各项组成: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、4,4′-二氨基苯硫醚、4,4′-二氨基二苯砜、4,4′-二氨基二苯醚、1,5-二氨基萘、3,3’-二甲基联苯胺、3,3′-二甲氧基联苯胺、以及它们的混合物;优选地,具有式(XX)的有机二胺选自下组,该组由以下各项组成:间-苯二胺和对-苯二胺以及其混合物。
根据实施例,P1和/或P2包含基于该聚合物中的总摩尔数至少50mol.%的具有式(XXIII)或(XXIV)的重复单元(RPEI),呈酰亚胺形式、或它们对应的酰胺酸形式以及其混合物:
在本发明的优选的实施例中,P1和/或P2中至少50mol.%、至少60mol.%、至少70mol.%、至少80mol.%、至少90mol.%、至少95mol.%、至少99mol.%或所有的重复单元是具有式(XXIII)或(XXIV)的重复单元(RPEI),呈酰亚胺形式、或它们对应的酰胺酸形式以及其混合物。
芳香族聚酰亚胺是从沙伯基础创新塑料公司(Sabic Innovative Plastics)作为聚醚酰亚胺可商购的。
在特定的实施例中,P1和/或P2具有如通过差示扫描量热法(DSC)根据ASTM D3418测量的在从160℃与270℃的范围内的Tg,例如在从170℃与260℃、从180℃与250℃的范围内。
聚碳酸酯(PC)
根据本发明的实施例,P1和/或P2是如以下定义的聚碳酸酯(PC)聚合物。换句话说,根据此实施例,P1和/或P2包含PC重复单元(RPC)。
根据本发明的实施例,P1和/或P2包含至少50wt.%的包含至少一个任选取代的亚芳基和至少一个碳酸酯基团(-O-C(=O)-O)的重复单元(RPC)。
包含在重复单元(RPC)中的亚芳基优选选自亚苯基和亚萘基,并且可以是取代的或未取代的。
重复单元(RPC)可以通过碳酸衍生物、典型地碳酸二苯酯Ph-O-C(=O)-O-Ph(其中Ph为苯基)或光气Cl-C(=O)-Cl和至少一种任选取代的芳香族二醇(D)HO-R-OH(其中R为包含至少一个亚芳基的C6-C50二价基团)的缩聚反应获得。
芳香族二醇(D)的任选取代的亚芳基优选地选自任选取代的亚苯基以及任选取代的亚萘基。
芳香族二醇(D)优选地选自符合在此以下的式(D-A)和(D-B)的芳香族二醇:
A选自下组,该组由以下各项组成:C1-C8亚烷基、C2-C8次烷基、C5-C15亚环烷基、C5-C15次环烷基、羰基原子、氧原子、硫原子、SO、以及SO2
Z选自F、Cl、Br、I、C1-C4烷基;如果若干个Z基团是取代基,则它们可以彼此相同或不同;
e表示从0至1的整数;
g表示从0至1的整数;
d表示从0至4的整数;并且
f表示从0至3的整数。
优选地,芳香族二醇(D)在下组中选择,该组由以下各项组成:2,2双-(4-羟苯基)-丙烷(双酚A)、2,2双(3,5二甲基4羟苯基)丙烷、2,2,4-三甲基环己基1,1-二苯酚和1,1-双-(4-羟基-苯基)-环己烷。
在本发明的实践中适合作为芳香族聚碳酸酯(PC)的芳香族聚碳酸酯之中包括基于酚酞的聚碳酸酯、共聚碳酸酯和三聚碳酸酯。
根据本发明的实施例,P1和/或P2的大于60wt.%、大于70wt.%、大于80wt.%、大于90wt.%、大于95wt.%、大于98wt.%、或100wt.%的重复单元是重复单元(RPC)。
根据另一个实施例,P1和/或P2的重复单元主要由通过碳酸衍生物与双酚A的缩聚反应获得的重复单元(RPC)组成。
共混物中任选的组分
本发明的共混物可以包含一种或多种溶剂。
溶剂值得注意地可以是选自下组的极性溶剂,该组由以下各项组成:N-甲基-吡咯烷酮(NMP)、二氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二苯砜、环丁砜、二甲基亚砜(DMSO)以及氯苯。
本发明的共混物可以包含一种或多种添加剂。
添加剂值得注意地可以选自下组,该组由以下各项组成:填充剂(例如玻璃纤维、碳纤维)、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、流变改性剂、稳定剂以及颜料。
本发明的共混物可以包含一种或多种热加合物形成剂(thermal adductformer)。
热加合物形成剂值得注意地可以选自下组,该组由以下各项组成:富勒烯(C60、C70、足球烯(fullerite))、双马来酰亚胺(4,4′-双马来酰亚胺-二苯基甲烷)、亚苯基二马来酰亚胺(例如N,N’-(1,2-亚苯基)二马来酰亚胺、N,N’-(1,3-亚苯基)二马来酰亚胺、N,N’-(1,4-亚苯基)二马来酰亚胺)。
热加合物形成剂可以是例如双官能马来酰亚胺,例如根据式:
其中n为选自从1至18的整数。
热加合物形成剂可以是例如三官能马来酰亚胺,例如根据式:
其中n为选自从1至18的整数。本发明的共混物可以包含一种或多种UV加合物形成剂。
UV加合物形成剂可以是例如根据式:
聚合物加合物
本发明还涉及聚合物加合物。环加成反应是具有以下特征的反应:其中两种或更多种不饱和的分子(或者相同分子的部分)随着环状加合物的形成而结合,其中存在键多重度的净减少,如在International Union of Pure and Applied Chemistry,Compendiumof Chemical Terminology,Gold Book[国际纯粹与应用化学联合会,化学术语汇编,金皮书],第2.3.3版2014年2月24日,第367页)中定义的。
本发明的聚合物加合物是通过将以下项暴露于在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长的UV光而获得:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
n是0或从1至9的整数,优选0;或者
-本发明的共混物。
本发明还涉及一种聚合物加合物,该聚合物加合物通过将本发明的共混物在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热而获得。
聚合物(P1)
本发明还涉及一种聚合物(P1),其包含:
-具有式(L-A)的重复单元(RPPSU):
-至少一个部分(M1):
其中:
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-W是O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH--C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
根据实施例,P1包含至少一个具有式(M-A)的端基:
其中R1、I、W、R以及n是如上定义的。
根据实施例,P1是使得在式(M1)或(M-A)中n为0并且W是O。
根据实施例,P1是使得在式(M1)或(M-A)中W在蒽环的2-位置处。
根据实施例,P1具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用二氯甲烷作为流动相、用聚苯乙烯标准物测量的小于约25,000g/mol、小于约15,000g/mol、或小于约10,000g/mol的数均分子量(Mn)。
应用
本发明还涉及一种用于涂覆表面的方法,该方法包括:
a)在该表面上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-本发明的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该表面,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该表面。
本发明还涉及一种用于制造成型制品的方法,该方法包括:
a)在模具上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;以及
n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-本发明的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该模具,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该模具。
本发明还涉及一种用于回收利用涂料或成型制品的方法,该涂料或成型制品包含通过将聚合物(P1)暴露至在从300nm至600nm的范围内的波长下的UV光而获得的聚合物加合物,其中聚合物(P1)包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、
NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
n是0或从1至9的整数,优选0;或者
其中该方法包括使该涂料或成型制品经受在低于300nm的波长下的UV照射。
本发明还涉及一种用于回收利用包含本发明的聚合物加合物的涂料或成型制品的方法,该方法通过使该涂料或成型制品经受在从100℃至500℃、优选从200℃至400℃、更优选从250℃至350℃的范围内的温度下的加热。
本发明还涉及一种通过以上定义的回收利用方法可获得的回收利用材料。
如果通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请、以及公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度,则本说明应该优先。
现在将参考以下实例更详细地说明本发明,这些实例的目的仅仅是说明性的并且不限制本发明的范围。
实例
材料和方法
在下面的实例中,使用GPC分析以二氯甲烷作为洗脱液并且参考具有已知分子量的聚苯乙烯标准物测定分子量。使用具有Waters 2487双波长UV检测器(美国马萨诸塞州米尔福德(Milford,MA,USA))的Waters 2695分离模块进行GPC分析。
进行差示扫描量热法(DSC)以确定玻璃化转变温度(“Tg”)。使用热重分析(TGA)来确定起始降解温度Td5。Td5是聚合物样品失去其质量的5%的温度。
使用TA仪器DSC Q20差示扫描量热计(美国特拉华州纽卡斯尔(New Castle,DE,USA)以20℃/min的温度斜坡速率通过DSC测定玻璃化转变温度。使用TA仪器TGA Q500热重分析仪以约10℃/min的温度斜坡速率通过TGA测定Td5。
实例1-具有蒽端基的聚合物(P1)(AnPSU)的合成
根据以下反应方案合成带有蒽端基的聚砜聚合物:
将五克胺封端的聚砜(PSU)低聚物(VW-30500RP,苏威特种聚合物公司)、0.875g的9-乙酰基蒽(西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich))、以及15mL的一氯苯(MCB,阿克如斯公司(Acros))添加至装配有氮气入口、出口、机械搅拌器、迪安-斯达克分水器、以及水冷式冷凝器的100mL三颈圆底烧瓶中。加热烧瓶直至固体溶解,此时在该烧瓶中添加并用15mL MCB冲入0.038g的对-甲苯磺酸(阿法埃莎公司(Alfa-Aesar))。将混合物搅拌并加热至回流(131℃),并且使其回流17小时。使混合物冷却至室温,用15mL MCB稀释,并且倒入400mL甲醇以使聚合物凝固,通过真空过滤收集凝固的聚合物。在45mL的MCB中溶解两倍多的聚合物,通过倒入400mL甲醇凝固,并通过真空过滤收集。通过在真空烘箱中在100℃下加热二小时来干燥聚合物,产生4.27g(AnPSU)。通过用0.1N高氯酸在乙酸中的溶液滴定样品在二氯甲烷中的溶液确定剩余的胺端基。起始PSU聚合物的滴定表明其含有327μeq/g胺端基,而蒽封端的聚合物的滴定示出其仅含有254μeq/g胺端基,其中的差异归因于22%的胺端基转化为蒽端基。
实例2-实例1的聚合物(P1)的UV链延伸(366nm)和逆转(254nm)
将实例1的聚合物(0.20g)溶解在15mL二氯甲烷(飞世尔公司(Fisher))中。将搅拌溶液用手持UV灯(VWR UV-AC Dual Hand Lamp 89131-492)照射六小时,该UV灯设置为366nm的波长并且保持距搅拌溶液的表面2.5cm的距离,使得该溶液发射蓝辉光。在6小时的时间段期间,一些二氯甲烷蒸发,因此必要时添加额外的二氯甲烷以保持恒定体积。6小时后,使剩余的二氯甲烷全部蒸发,并且将聚合物在100℃下在真空下干燥16小时(ExPSU)。
通过类似的方式,用254nm光将ExPSU照射6小时(RePSU),并且作为对照,用254nm光将实例1的聚合物照射6小时(UVPSU)。使用凝胶渗透色谱法(GPC)比较样品的分子量分布;结果报告于此处的下表1中。
果1.实例1的聚合物以及衍生物的GPC数据
结果示出初始的蒽封端对分子量分布几乎没有影响。在用366nm光照射之后,分子量增加,高级分子量增加得更多。通过使用254nm光照射,分子量增加被逆转,而原始PSU聚合物的对照样品仅受到254nm光的轻微影响。
因此,此实例说明了聚合物加合物的可逆形成。
实例3-具有蒽端基的聚合物(P1)(AnPPSU)的合成
根据以下反应方案合成具有蒽端基的聚苯砜聚合物:
依照在此说明的程序。
在250mL三颈圆底烧瓶中,将7.29g的4,4’-二氯二苯砜(苏威特种聚合物公司)、4.46g的4,4’-双酚(TCI)、3.89g的K2CO3(阿曼德产品公司(Armand Products))、0.548g的2-蒽酚(BOC科学公司(BOC Sciences))、以及28.69g环丁砜(雪佛龙菲利普斯公司(ChevronPhillips))结合。烧瓶装配有迪安-斯达克分水器、在该分水器上方的水冷式冷凝器、机械搅拌器、气体入口和出口、以及热电偶。用氩气吹扫烧瓶,并且加热以使内容物在210℃下保持3小时,同时在150rpm下搅拌。然后将溶液冷却至150℃并且用50mL的NMP(飞世尔公司)稀释。然后将溶液通过玻璃纤维过滤器圆盘(Whatman GC/D))压力过滤。通过将NMP/环丁砜溶液倒入500mL甲醇(VWR)中同时用实验室共混器搅拌来凝固聚合物。通过过滤收集浅粉色沉淀,用500mL份的沸去离子水洗涤三次,并且用500mL份的甲醇洗涤三次。然后在110℃下在真空烘箱中干燥粉末16小时,产生8.76g的蒽封端的(AnPPSU)。
实例4-在溶液中的实例3的聚合物的UV链延伸(366nm)和反向(254nm)
在蒸发皿中,将3.03g实例3的蒽封端PPSU(AnPPSU)溶解在40mL的二氯甲烷中并且用366nm光在4cm的距离处照射,同时搅拌。当在UV灯下时,溶液产生令人愉快的蓝色荧光辉光。由于溶剂蒸发,每20-30分钟添加15-20mL二氯甲烷,以保持约40mL的体积。4小时后,在减压下使用旋转蒸发器去除二氯甲烷,并且在真空烘箱中在100℃下将固体残余物干燥15小时,以获得琥珀色固体(ExPPSU)。
通过类似方法,将ExPPSU溶解并且用254nm光照射5小时,并且干燥以回收棕色固体(RePPSU)。作为对照,除了不使用2-蒽酚之外,如在实例3中描述的制备氯封端的PPSU聚合物,并且将样品用254nm或366nm光照射5小时,并且干燥以回收棕色固体(UVPPSU)。在单独的程序中,将ExPPSU的样品放置在两片玻璃之间并且加热至240℃,然后冷却至室温,以收集棕色固体(ThPPSU)。使用GPC比较样品的分子量分布;结果报告于此处的下表1中。
表2.实例3的PPSU聚合物以及衍生物的GPC数据。
结果示出,用366nm光照射AnPPSU之后,分子量增加,其中在所得加合物(ExPPSU)中Mw几乎加倍。暴露至366nm光的Cl-封端的PPSU对照几乎没有受到影响(UVPPSU366)。将ExPPSU暴露至254nm光减小了分子量(RePPSU),但没有将其减小至其原始值。用254nm光处理AnPPSU导致分子量分布的轻微增加(AbPPSU)。Cl-封端的PPSU对照样品也没有受到暴露至254nm光的影响(UVPPSU254)。将ExPPSU样品加热至240℃在逆转链延伸方面更有效(ThPPSU)。多种蒽封端的PPSU样品的分子量分布是单模态分布,并且在链延伸或逆转后整个GPC曲线发生移动。
TGA分析示出,蒽封端的PPSU(AnPPSU)在链延伸之前和之后均具有良好的热稳定性,并且展示出与常规的PPSU相似的玻璃化转变温度。
TGA分析示出AnPPSU是相当热稳定的,直到510℃才经历5%的重量损失。链延伸之后,ExPPSU在约217℃时损失1wt%的挥发性材料,并且在502℃时损失5%的剩余质量。AnPPSU的初始Tg是210℃,其在链延伸后增加至在ExPPSU中的215℃。降解温度和玻璃化转变温度报告于此处的下表3中。
表3.AnPPSU和ExPPSU的降解起始温度(Td5)和玻璃化转变温度(Tg)。
样品 T<sub>d5</sub>(℃) T<sub>g</sub>(℃)
AnPPSU 510 210
ExPPSU 502 215
实例5-在熔融相中的实例3的聚合物的UV链延伸(366nm)
在熔融相中证明了实例3的蒽封端的PPSU(AnPPSU)的链延伸。将60mg的AnPPSU样品放置在热板顶部的两个硼硅酸盐玻璃板之间。还将细线热电偶放置在玻璃板之间与样品接触,将样品加热至235℃,并且在366nm下照射不同的时间长度。观察到随着UV暴露时间的增加,分子量增加。结果在下表4中报告。
表4.在暴露至在366nm下的UV光同时加热至235℃期间,实例3的AnPPSU的GPC数据随时间的变化。
实例6-具有马来酰亚胺端基的聚合物(P2)(MaPSU)的合成
根据以下反应方案合成具有马来酰亚胺端基的聚砜聚合物:
依照在此说明的程序。
将胺封端的聚砜(PSU)低聚物(VW-30500RP,苏威特种聚合物公司)(10g,0.0021mol,1.0当里)和马来酸酐(1.21g,0.0123mol,基于端基3.0当量)添加至装配有机械搅拌器、迪安-斯达克分水器、以及氮气喷雾管的200mL三颈烧瓶。然后将所得混合物溶解在75mL的干燥DMAc和20mL的氯苯中,并且将其在25℃下在氮气下搅拌7h,以产生酰胺酸。随后将温度升高至130℃持续17h,以使酰胺酸脱水成环并且产生马来酰亚胺封端的PSU(MaPSU)。脱水成环过程使得在迪安-斯达克分水器中收集25mL的澄清无色液体。据推测此混合物是由MCB、DMAc、以及水组成。然后将反应冷却至室温,并且将剩余的深棕色溶液在含有约500mL的(50∶50,水∶MeOH)的Waring共混器中凝固。然后通过真空过滤将细的棕褐色/棕色粉末收集到布氏漏斗中。然后用热水(3x 500mL)和甲醇(6x 500mL)洗涤凝固固体,以产生浅棕褐色/棕色粉末,其通过使用再循环MeOH的索氏萃取进一步洗涤,并且在真空烘箱中干燥,以产生7.2g(72%)的马来酰亚胺封端的PSU。通过用0.1N高氯酸在乙酸中的溶液滴定样品在二氯甲烷中的溶液确定端基转化。起始PSU聚合物的滴定表明其含有410μeq/g胺端基,而马来酰亚胺封端的低聚物的滴定示出其仅含有6.9μeq/g胺端基,其中的差异归因于98%的胺端基转化为马来酰亚胺端基。
实例7-实例3和6的聚合物的共混物和通过加热的链延伸以及通过加热的链延伸
使用装配有机械搅拌器并且覆盖有氮气的三颈圆底烧瓶(100mL),将0.404g的实例6的马来酰亚胺封端的PSU(MaPSU)(具有403.7μeq/g的反应性链端)和0.650g的与实例3相似的蒽封端的PPSU(AnPPSU)(相同化学结构,但是通过新的制备程序获得,具有不同的Mn)(具有250.71μeq/g的反应性链端)溶解在2.5g的环丁砜中,以形成关于反应性链端具有化学计量1∶1的反应混合物。然后使用油浴将该1∶1共混物加热至200℃持续2min,这使粘度减小以使其完全溶解,并且然后迅速冷却至170℃并且等温保持22h,此时将混合物在水浴中迅速冷却至室温、用NMP(20mL)稀释、凝固成MeOH∶H2O的1∶1混合物(约500mL),并且通过真空过滤收集固体。然后将所得粉末用沸水(3x 500mL)和甲醇(3x 500mL)重复洗涤,以产生深棕褐色粉末。
使用GPC比较样品的分子量分布;结果报告于此处的下表5中。
表5.示出马来酰亚胺-蒽共混物分子量变化的GPC数据
加热该二元混合物后,分子量增加,其中Mw从24,274g/mol增加至37,263g/mol,这提供了通过形成狄尔斯-阿尔德加合物(Diels-Alder adduct)的链延伸的证据。
实例8-具有4,4′-双马来酰亚胺-二苯基甲烷的实例3的聚合物的热链延伸
将装配有机械搅拌器、热电偶、以及气体进口/出口的100mL三颈烧瓶装载2.550g的与实例3相似的蒽封端的PPSU(AnPPSU)(相同化学结构,但是通过新的制备程序获得,具有不同的Mn)、0.118g的4,4′-双马来酰亚胺-二苯基甲烷、以及11g的环丁砜。在20rpm下搅拌的同时将混合物以2.5℃/min的温度斜坡速率加热,直至达到100℃。然后将搅拌增加至160rpm,并且将温度斜坡速率增加至5℃/min直至达到175℃。然后将反应混合物在175℃下保持16小时。将混合物倒入250mL甲醇与250mL热去离子水的搅拌溶液中,产生固体沉淀。将沉淀用250mL热去离子水洗涤三次,并且用250mL甲醇洗涤三次,并且通过真空过滤收集。在真空烘箱中在30mmHg和100℃下将所得产物干燥72小时,以获得2.485g的干燥固体(PPSU-An-MaI-An-PPSU)。
表6.示出马来酰亚胺-蒽共混物分子量变化的GPC数据
样品名 AnPPSU PPSU-An-MaI-An-PPSU
M<sub>n</sub> g/mol 7,140 11,448
M<sub>w</sub> g/mol 17,091 59,871
M<sub>w</sub>/M<sub>n</sub> g/mol 2.39 5.23
M<sub>z</sub> g/mol 30,669 356,873
M<sub>z</sub>+1 g/mol 45,597 797,740
M<sub>z</sub>/M<sub>w</sub> g/mol 1.79 5.96

Claims (15)

1.一种共混物,其包含至少两种不同的选自下组的聚合物,该组由以下各项组成:
-至少一种聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-任选地至少一种聚合物(P2),其包含选自下组的重复单元(RP2),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少部分(M2a)或(M2b):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分。
2.如权利要求1所述的共混物,其中,该聚合物(P1)和/或聚合物(P2)中的至少一种是PAES并且包含具有式(L)的重复单元(RP1):
其中:
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-T选自下组,该组由以下各项组成:键、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;
-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-,其中Ra和Rb,各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基;
-(CH2)m-和-(CF2)m-,其中m是从1至6的整数;直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团,以及其组合。
3.如权利要求2所述的共混物,其中,T选自下组,该组由以下各项组成:键、-SO2-、以及-C(CH3)2-。
4.如权利要求2-3中任一项所述的共混物,其中,该PAES聚合物(P1)和/或(P2)中的至少一种包含至少50mol.%(基于该PAES聚合物中的总摩尔数)的具有式(L)的重复单元(RP1)。
5.如权利要求2-3中任一项所述的共混物,其中,该PAES聚合物(P1)和/或(P2)中的至少一种包含至少50mol.%(基于该PAES聚合物中的总摩尔数)的选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:式(L-A)、(L-B)或(L-C):
以及
6.如权利要求1所述的共混物,其包含:至少一种聚合物(P1)和至少一种聚合物(P2)。
7.一种聚合物加合物,该聚合物加合物通过将以下项暴露于在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长的UV光而获得:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;以及
-n是0或从1至9的整数,优选0;或者
-如权利要求1至6中任一项所述的共混物。
8.一种聚合物加合物,该聚合物加合物通过将如权利要求1至6中任一项所述的共混物在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内温度下加热而获得。
9.一种用于涂覆表面的方法,该方法包括:
a)在该表面上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-如权利要求1至5中任一项所述的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该表面,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该表面。
10.一种用于制造成型制品的方法,该方法包括:
a)在模具上施用:
-聚合物(P1),其包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(酰胺酰亚胺)(PAI)、聚亚苯基(PP)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH_C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;以及
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
-如权利要求1至6中任一项所述的共混物,
该共混物任选地与一种或多种溶剂和/或添加剂组合,
b)在从300nm至600nm、优选地从350nm至400nm的范围内的波长下照射该模具,或者
b’)在从60℃至250℃、优选地从65℃至200℃的范围内的温度下加热该模具。
11.一种用于回收利用涂料或成型制品的方法,该涂料或成型制品包含通过将聚合物(P1)暴露至在从300nm至600nm的范围内的波长下的UV光而获得的聚合物加合物,其中聚合物(P1)包含选自下组的重复单元(RP1),该组由以下各项组成:聚(芳基醚砜)(PAES)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(醚酰亚胺)(PEI)以及聚碳酸酯(PC),并且包含至少一个部分(M1):
其中:
-W是键、O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH_C(O)NH-、NH-C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;或者
其中该方法包括使该涂料或成型制品经受在低于300nm的波长下的UV照射。
12.一种用于回收利用包含如权利要求7所述的聚合物加合物的涂料或成型制品的方法,该方法通过使该涂料或成型制品经受在从100℃至500℃的范围内的温度下的加热。
13.一种通过如权利要求11或12所述的方法可获得的回收利用材料。
14.一种聚合物(P1),其包含:
-具有式(L-A)的重复单元(RPPSU):
-至少一个部分(M1):
其中:
-每个R1独立地选自下组,该组由以下各项组成: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、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵;
-每个i是独立选择的从0至4的整数;
-W是O、C(O)、S、SO2、C(O)NH、C(O)O、O-C(O)-O、NH-C(O)NH-、NH_C(O)-O、含有亚胺的部分或含有酰亚胺的部分;
-R是卤素原子或任选地为支链的烷基,优选地是任选地被一个或多个卤素原子取代的C1-C18烷基;并且
-n是0或从1至9的整数,优选0;以及
15.如权利要求14所述的聚合物(P1),其包含:至少一个具有式(M-A)的端基:
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