CN110799580B - 聚酰胺-酰亚胺树脂膜 - Google Patents

聚酰胺-酰亚胺树脂膜 Download PDF

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Abstract

提供了包含具有特定结构的聚酰胺‑酰亚胺嵌段共聚物并且具有预定延迟的聚酰胺‑酰亚胺树脂膜。

Description

聚酰胺-酰亚胺树脂膜
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年1月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0004042号的申请日的权益,其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及聚酰胺-酰亚胺树脂膜。
背景技术
芳族聚酰胺-酰亚胺树脂是大部分具有无定形结构的聚合物,并且由于其刚性链结构而表现出优异的耐热性、耐化学性、电特性和尺寸稳定性。这样的聚酰胺-酰亚胺树脂广泛用作电/电子、航天、航空和汽车行业中的材料。
然而,尽管全芳族聚酰胺-酰亚胺树脂具有优异的耐热性,但其大部分是不可溶的和不可熔的,并因此模制和可加工性劣化。因此,存在难以使用用于树脂加工的常规加工设备的问题。
因此,已经进行了各种尝试来改善可熔融成形性,同时使聚酰胺-酰亚胺树脂的耐热性和在高温下的机械特性的降低最小化。例如,为了增加聚酰胺-酰亚胺树脂中的链柔性,提出了引入-O-基团、-S-基团等的方法以及引入间位取代基或大体积分子结构的方法等。然而,由于弯曲结构或脂族环状化合物,根据前述方案的聚酰亚胺树脂难以表现出足够的耐热性,并且使用其制备的膜仍具有诸如机械特性差的限制。
此外,当使用聚酰胺-酰亚胺树脂作为柔性显示材料时,其除了热特性和机械特性之外还需要具有优异的光学特性,并且存在难以同时满足所需水平的这些物理特性的问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的旨在提供在呈无色且透明的同时具有优异的机械特性、高的弹性和耐折性的聚酰胺-酰亚胺树脂膜。
技术方案
提供了聚酰胺-酰亚胺树脂膜,所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜包含聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物,所述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物包含由以下化学式1表示的第一重复单元、由以下化学式2表示的第二重复单元和由以下化学式3表示的第三重复单元,其中第二重复单元与第三重复单元的摩尔比为10:90至50:50,以及在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟(Rth)为8,000nm或更小。
[化学式1]
Figure GDA0002335361890000021
在化学式1中,
各R1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为单键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)NH-、或具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团;
各R2在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、-CO2C2H5、具有三个具有1至10个碳原子的脂族有机基团的甲硅烷基、具有1至10个碳原子的脂族有机基团、或具有6至20个碳原子的芳族有机基团;
n1和m1各自独立地为0至3的整数;
各Y1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地包括包含至少一个三氟甲基(-CF3)的具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;
以及各E1独立地为单键或-NH-,
[化学式2]
Figure GDA0002335361890000031
[化学式3]
Figure GDA0002335361890000032
在化学式2和3中,
Y2和Y2'在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为具有6至30个碳原子并且包含至少一个三氟甲基(-CF3)的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;以及
E2、E2'、E3、E3'、E4和E4'各自独立地为单键或-NH-。
在下文中,将更详细地描述根据本发明的一个实施方案的聚酰胺-酰亚胺树脂膜。
除非在整个本说明书中另外说明,否则本文中使用的技术术语仅用于描述特定实施方案,并不旨在限制本发明。
除非上下文另外明确指出,否则单数形式也旨在包括复数形式。
本文中使用的术语“包括”或“包含”指定特定的特征、区域、整数、步骤、动作、要素和/或组分,但是不排除添加不同的特定特征、区域、整数、步骤、动作、要素、组分和/或基团。
包括序数例如“第一”、“第二”等的术语仅用于将一组分与另一组分区分开的目的,而不受序数限制。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一组分可以被称作第二组分,或者类似地,第二组分可以被称作第一组分。
根据本发明的一个实施方案,可以提供聚酰胺-酰亚胺树脂膜,所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜包含聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物,所述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物包含由化学式1表示的第一重复单元、由化学式2表示的第二重复单元和由化学式3表示的第三重复单元,其中第二重复单元与第三重复单元的摩尔比为10:90至50:50,以及其中在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟(Rth)为8,000nm或更小。
作为本发明人的研究的结果,通过实验发现,当使用以特定量包含第二重复单元与第三重复单元的聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物时,可以提供呈无色且透明并且具有优异的机械特性和低的双折射率的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,从而完成本发明。
具体地,由于聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物以10:90至50:50的摩尔比包含第二重复单元与第三重复单元,因此其可以具有能够在保持高机械特性的同时改善弹性的聚合物内部结构(特征),由此可以提供可加工性优异并且便于形成膜并且呈无色且透明并且具有优异的机械特性的膜。
聚酰胺-酰亚胺树脂膜的厚度没有特别限制,但是考虑到膜的光学特性、机械特性、双折射等,聚酰胺-酰亚胺树脂膜的厚度可以为10μm至100μm。
聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以具有10或更小的黄度指数,并且可以表现出2%或更小的雾度。
对于聚酰胺-酰亚胺树脂膜,在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟(Rth)可以为8,000nm或更小、3,000nm至8,000nm、或4,500nm至7,500nm。
由于聚酰胺-酰亚胺树脂膜的在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟(Rth)为8,000nm或更小,因此其可以具有低的双折射率和高的机械特性。更具体地,对于聚酰胺-酰亚胺树脂膜,在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟(Rth)可以为3,000nm至8,000nm或4,500nm至7,500nm,并且聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以为各向异性的。
聚酰胺-酰亚胺树脂膜的厚度方向延迟(Rth)可以通过公知的测量方法和测量装置来确定。例如,可以使用由AXOMETRICS,Inc.制造的商品名为AxoScan等的测量装置来确定厚度方向上的延迟(Rth)。
此外,可以通过以下确定厚度方向上的延迟(Rth):将聚酰胺-酰亚胺树脂膜的折射率(589nm)值输入到测量装置中,然后在25℃的温度和40%的湿度的条件下通过使用波长为590nm的光测量聚酰胺-酰亚胺树脂膜的厚度方向延迟,并将由此确定的厚度方向延迟的测量值(该值是根据测量装置的自动测量(自动计算)测量的)转换成膜的每10μm厚度的延迟值。此外,作为测量样品的聚酰亚胺膜的尺寸没有特别限制,只要其大于测量装置的工作台的光测量单元(直径:约1cm)即可。然而,尺寸可以为76mm的长度、52mm的宽度和13μm的厚度。
用于测量厚度方向延迟(Rth)的“聚酰亚胺膜的折射率(589nm)”的值可以通过以下来确定:形成包含与待测量延迟的用于形成膜的聚酰胺-酰亚胺树脂膜相同种类的聚酰胺-酰亚胺树脂膜的未拉伸膜,然后通过使用折射率测量装置(由Atago Co.,Ltd.制造,商品名为“NAR-1T SOLID”)作为测量装置在589nm的光源和23℃的温度条件下对作为测量样品的未拉伸膜(在待测量的膜为未拉伸膜的情况下,该膜可以直接用作测量样品)测量该测量样品的面内方向(垂直于厚度方向的方向)上的对589nm的的光的折射率。
此外,当测量样品为未拉伸的时,膜的面内方向上的折射率在该平面内的任何方向上均相同,并且测量该折射率使得可以测量聚酰胺-酰亚胺树脂膜的固有折射率(此外,由于测量样品为未拉伸的,因此满足Nx=Ny,其中Nx为平面内的慢轴方向上的折射率,以及Ny为与慢轴方向垂直的面内方向上的折射率)。因此,利用未拉伸膜来测量聚酰胺-酰亚胺树脂膜的固有折射率(589nm),并且将由此获得的测量值用于上述厚度方向延迟(Rth)的测量。在此,作为测量样品的聚酰胺-酰亚胺树脂膜的尺寸没有特别限制,只要尺寸可以用于折射率测量装置即可。尺寸可以为1cm平方(长度和宽度均为1cm),以及厚度为13μm。
另一方面,聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以通过在将聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物在预定温度例如100℃或更高下熔融并挤出的步骤中进行拉伸来生产。因此,聚酰胺-酰亚胺树脂膜的横向方向(TD方向)上的拉伸比(或拉伸倍率)可以为约5%、1%至10%、或3%至8%。
将更详细地描述上述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物。
如上所述,在聚酰胺-酰亚胺共聚物的制备中,通过将特定结构引入至酰胺衍生的重复单元中,可以同时改善共聚物的热特性、机械特性和光学特性。具体地,通过将二酰基卤化物、二羧酸和二羧酸酯化合物限制于特定结构,并且通过限制它们的摩尔比,确定在将聚酰胺-酰亚胺共聚物的机械特性和耐热性保持在优异水平的同时,也可以改善树脂的光学特性。特别地,其表现出各向异性并且易于应用于柔性显示器等。
(i)衍生自酰亚胺的重复单元:第一重复单元
[化学式1]
Figure GDA0002335361890000061
在化学式1中,
各R1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为单键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)NH-、或具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团;
各R2在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、-CO2C2H5、具有三个具有1至10个碳原子的脂族有机基团的甲硅烷基、具有1至10个碳原子的脂族有机基团、或具有6至20个碳原子的芳族有机基团;
n1和m1各自独立地为0至3的整数;
各Y1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地包括包含至少一个三氟甲基(-CF3)的具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;以及
各E1独立地为单键或-NH-。
在此,单键意指化学式1中的R1为简单地连接两侧上的基团的化学键的情况。
此外,各R2在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自可以独立地为-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、-CO2C2H5、具有三个具有1至10个碳原子的脂族有机基团的甲硅烷基、具有1至10个碳原子的脂族有机基团、或具有6至20个碳原子的芳族有机基团。
n1和m1可以各自独立地为0至3的整数;
各Y1在各重复单元中可以彼此相同或不同,并且各自可以独立地为具有3至10个碳原子的芳族有机基团。
各E1可以独立地为单键或-NH-。
在此,单键意指简单地连接化学式1中的各取代基的两侧上的基团的化学键。
优选地,第一重复单元可以包括由以下化学式1-1表示的重复单元。
[化学式1-1]
Figure GDA0002335361890000071
在化学式1-1中,
R1、R2、n1和m1如化学式1中所限定。
(ii)衍生自酰胺的重复单元:第二重复单元和第三重复单元
[化学式2]
Figure GDA0002335361890000072
[化学式3]
Figure GDA0002335361890000081
在化学式2和3中,
Y2和Y2'在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为具有6至30个碳原子并且包含至少一个三氟甲基(-CF3)的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;以及
E2、E2'、E3、E3'、E4和E4'各自独立地为单键或-NH-。
第二重复单元和第三重复单元为衍生自酰胺的重复单元,并且在化学式2和3中,呈-C(=O)-A-C(=O)-形式的二价连接基团衍生自选自二酰基卤化物、二羧酸和二羧酸酯中的至少一种化合物。在第二重复单元中,两个-C(=O)-相对于A
Figure GDA0002335361890000082
定位在间位处,并且在第三重复单元中,两个-C(=O)-相对于A
Figure GDA0002335361890000083
定位在对位处。
优选地,第二重复单元可以包括由以下化学式2-1表示的重复单元。
[化学式2-1]
Figure GDA0002335361890000084
优选地,第三重复单元可以包括由以下化学式3-1表示的重复单元。
[化学式3-1]
Figure GDA0002335361890000091
同时,在上述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物中,第二重复单元与第三重复单元的摩尔比为10:90至50:50,并且通过满足上述摩尔比,可以同时改善共聚物的热特性、机械特性和光学特性。当第二重复单元与第三重复单元的摩尔比超出上述范围时,可能存在雾度增加或出现变黄的问题。
更具体地,在聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物中,优选地,衍生自酰亚胺的第一重复单元与衍生自酰胺的第二重复单元和第三重复单元的总和的摩尔比可以为5:5至2:8(1:1至1:4)、4.5:5.5至3:7(约1:1.22至1:2.33)、或4:6至3:7。通过同时满足第二重复单元与第三重复单元的摩尔比,可以将聚酰胺-酰亚胺树脂膜的机械特性、热特性和光学特性改善至高水平。
此外,在聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物中,当第一重复单元与第二重复单元和第三重复单元的总和之间的摩尔比为3:7至4:6时,第二重复单元与第三重复单元的摩尔比可以为20:80至50:50或30:70至45:55,并且更优选约40:60。当同时满足上述范围时,可以将聚酰胺-酰亚胺树脂膜的机械特性、热特性和光学特性改善至高水平。
此外,在上述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物中,当第一重复单元与第二重复单元和第三重复单元的总和的摩尔比为4.5:5.5至4:6时,第二重复单元与第三重复单元的摩尔比可以为20:80至40:60。当同时满足上述范围时,可以将聚酰胺-酰亚胺树脂膜的机械特性、热特性和光学特性改善至高水平。
同时,除了第一重复单元、第二重复单元和第三重复单元之外,聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物还可以包含由以下化学式4表示的第四重复单元。
[化学式4]
Figure GDA0002335361890000101
在化学式4中,
各R1'在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地包括具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团可以通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;
各R2'在各重复单元中彼此相同或不同,并且可以各自独立地为-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、-CO2C2H5、具有三个具有1至10个碳原子的脂族有机基团的甲硅烷基、具有1至10个碳原子的脂族有机基团、或具有6至20个碳原子的芳族有机基团;
n3和m3可以各自独立地为0至3的整数;
各Y1'在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为具有6至30个碳原子并且包含至少一个三氟甲基(-CF3)的二价芳族有机基团,芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团可以彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团可以通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-;以及
各E1'可以独立地为单键或-NH-。
如上所述,在包含全部第一重复单元、第二重复单元和第三重复单元的聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物中,通过使第二重复单元与第三重复单元的摩尔比以及衍生自酰亚胺第一重复单元、衍生自酰胺单元的第二重复单元和第三重复单元的摩尔比满足于特定范围内,可以同时改善共聚物的机械特性、热特性和光学特性。
聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物的重均分子量可以为10,000g/mol至1,000,000g/mol,优选15,000g/mol至800,000g/mol。
另一方面,聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物可以通过包括以下步骤的制备方法来提供:将形成第一重复单元的化合物混合在适当的溶剂中以引发反应的步骤;向所述步骤的反应混合物中添加形成第二重复单元的化合物以引起反应的步骤;向所述步骤的反应混合物中添加形成第三重复单元的化合物以引起反应的步骤;以及向所述步骤的反应混合物中添加诸如乙酸酐或吡啶的化合物以引起化学酰亚胺化反应,或者通过共沸蒸馏引起酰胺酸的热酰亚胺化的步骤。
此外,当聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物还包含第四重复单元时,其可以通过包括以下步骤的制备方法来提供:将形成第一重复单元的化合物混合在适当的溶剂中以引发反应的步骤;向所述步骤的反应混合物中添加形成第二重复单元的化合物以引起反应的步骤;向所述步骤的反应混合物中添加形成第三重复单元的化合物以引起反应的步骤;向所述步骤的反应混合物中添加形成第四重复单元的化合物以引起反应的步骤;以及向所述步骤的反应混合物中添加诸如乙酸酐或吡啶的化合物以引起化学酰亚胺化反应,或者通过共沸蒸馏引起酰胺酸的热酰亚胺化的步骤。
此外,如通常已知的,可以利用低温溶液聚合、界面聚合、熔融聚合、固相聚合等来生产聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物。
同时,实施方案的聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以使用聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物通过常规方法例如干法或湿法来生产。例如,可以通过将包含共聚物的溶液涂覆在任意支撑物上以形成膜,然后使溶剂从膜中蒸发以使其干燥来获得基于聚酰亚胺的膜。如有必要,可以对基于聚酰亚胺的膜进行拉伸和热处理。
如上所述,聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以通过在预定温度下例如在100℃或更高的温度下对前述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物进行热处理以制备膜然后将其拉伸来生产。
拉伸的具体方法和条件以及所使用的装置没有特别限制。例如,在使聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物在150℃至280℃的温度下经受初步热处理之后,可以在150℃至280℃的温度下通过施加约0.1%/秒的速率以预定拉伸比(例如,约5%的拉伸比)进行拉伸以提供经拉伸的聚酰胺-酰亚胺树脂膜。
聚酰胺-酰亚胺树脂膜的横向方向(TD方向)上的拉伸比(或拉伸倍率)可以为约5%、1%至10%、或3%至8%。
有益效果
根据本发明,可以提供在呈无色且透明的同时具有优异的机械特性、高的弹性和耐折性的聚酰胺-酰亚胺树脂膜。由于上述特性,这样的聚酰胺-酰亚胺树脂膜可以应用于显示器用基底、显示器用保护膜、触摸面板和柔性或可折叠装置用覆盖膜。
具体实施方式
在下文中,呈现优选的实施例以便于对本发明的理解。然而,给出以下实施例仅用于举例说明的目的,并且本发明的范围不旨在限于这些实施例或由这些实施例限制。
[实施例1至5和比较例1:聚酰胺-酰亚胺共聚物的制备]
实施例1
将2,2'-双(三氟甲基)联苯胺、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐和二甲基乙酰胺放置在配备有Dean-Stark装置和冷凝器的500mL圆底烧瓶(反应器)中,并在室温下引发反应。将反应混合物在氮气氛下在0℃的冰浴中搅拌4小时。
4小时之后,将反应产物取出并升至室温,并向其中添加2,2'-双(三氟甲基)联苯胺、间苯二甲酰基二氯化物(IPC)、4,4'-联苯二羰基氯化物(BPC)和二甲基乙酰胺,并在氮气氛下在室温(25℃±3℃)下引发反应。通过反应4小时形成聚酰胺酸聚合物之后,向反应混合物中添加乙酸酐和吡啶,并将混合物在40℃的油浴中搅拌15小时以进行化学酰亚胺化反应。
反应完成之后,用水和乙醇(1:1(v/v))使反应产物沉淀以获得具有以下结构的第一重复单元、第二重复单元和第三重复单元的聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物A-1(重均分子量:约520,000g/mol)。所获得的共聚物的第一重复单元与第二重复单元和第三重复单元的总和的摩尔比(①)为50:50,且第二重复单元与第三重复单元的摩尔比(②)为20:80。
[第一重复单元]-酰亚胺重复单元
Figure GDA0002335361890000131
[第二重复单元]-酰胺重复单元(衍生自IPC)
Figure GDA0002335361890000132
[第三重复单元]-酰胺重复单元(衍生自BPC)
Figure GDA0002335361890000133
实施例2至5
通过调节实施例1中的各单体的添加比例以便满足下表1中描述的摩尔比(①和②)来制备聚酰胺-酰亚胺共聚物。
比较例1
通过使用对苯二甲酰基二氯化物(TPC)代替实施例5中的间苯二甲酰基二氯化物来制备包含以下2-2重复单元代替第二重复单元的共聚物。在这样的共聚物的情况下,发生凝胶化,并因此无法确定重均分子量。
[2-2重复单元]-酰胺重复单元(衍生自TPC)
Figure GDA0002335361890000134
实施例1至5和比较例1中使用的单体的组成以及所产生的共聚物的重均分子量示于下表1中。
[表1]
Figure GDA0002335361890000141
*酰亚胺:酰胺①表示第一重复单元与第二重复单元和第三重复单元的总和的摩尔比。
*酰胺重复单元比②表示第二重复单元(或2-2重复单元)与第三重复单元的摩尔比。
实施例6至9和参考例1
将实施例5中获得的聚酰胺-酰亚胺共聚物溶解在二甲基乙酰胺中以制备约10重量%溶液。通过棒涂机使溶液流延在玻璃板上。此时,将干燥温度顺序控制为80℃,然后140℃。结果,制备了厚度为50μm的实施例和比较例的聚酰胺-酰亚胺膜。
在下表2中描述的温度和时间下使聚酰胺-酰亚胺膜经受初步热处理,并通过施加下表2中所示的拉伸温度、拉伸速度和拉伸比进行拉伸之后,进行退火以提供经拉伸的聚酰胺-酰亚胺树脂膜(实施例6至9和参考例1未经受初步热处理和拉伸)。
[表2]
类别 初步热处理温度/时间 拉伸温度 拉伸比(MD*TD) 拉伸速度 在氮气中退火的条件
实施例6 175℃/60秒 175℃ 1.05*1.05 0.1%/秒
实施例7 200/60秒 200 1.05*1.05 0.1%/秒 250℃/60秒
实施例8 200/60秒 200 1.05*1.05 0.1%/秒 250℃/60秒
实施例9 250/60秒 250 1.05*1.05 0.1%/秒 250℃/60秒
参考例1
实验例
通过以下方法评估在实施例和比较例中制备的聚合物膜的物理特性,并且结果示于下表3中。
1.机械特性
使用万能试验机根据ASTM D 882测量厚度为30±2μm的膜的弹性模量(EM,GPa)、极限拉伸强度(TS,MPa)和拉伸伸长率(TE,%)。
2.厚度方向上的延迟(Rth)
通过以下来确定厚度方向上的延迟(Rth):直接使用在各实施例和比较例中制备的聚合物膜(长度:76mm,宽度:52mm,厚度:13μm)作为测量样品,使用由AXOMETRICS,Inc.制造的商品名为“AxoScan”的测量装置,将各聚合物膜的折射率值(通过上述折射率的测量获得的膜在589nm的波长下的折射率)输入到测量装置中,在25℃的温度和40%的湿度的条件下通过使用波长为590nm的光测量厚度方向延迟,然后将由此获得的厚度方向延迟的测量值(该值根据测量装置的自动测量来测量)转换成膜的每10μm厚度的延迟值。
3.耐折性的测量(MIT)
耐折性:使用MIT耐折性测试仪(由Cometech制造)测量耐折性。具体地,将生产的膜切割成宽1cm×长7cm的测试片,然后根据ISO 5626以135°的角度、0.8mm的曲率半径,250g的负载和175rpm的速度重复弯曲,并测量断裂所需的循环次数。此时,通过区分进行拉伸的TD方向和未进行拉伸的MD方向中各者来进行测量。
[表3]
Figure GDA0002335361890000161
确定实施例6至9中获得的聚酰胺-酰亚胺树脂膜具有低的黄度指数和雾度并因此具有无色且透明的外观特性,并且如从表3可以看出的,还具有优异的机械特性,特别是显著改善的耐折性,同时具有在400nm至800nm下测量的厚度方向上的延迟(Rth)为4500nm至7500nm的特征。

Claims (11)

1.一种聚酰胺-酰亚胺树脂膜,包含聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物,所述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物包含由以下化学式1表示的第一重复单元、由以下化学式2表示的第二重复单元和由以下化学式3表示的第三重复单元,其中所述第二重复单元与所述第三重复单元的摩尔比为10:90至50:50,以及
其中在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟Rth为8000nm或更小:
[化学式1]
Figure FDA0002335361880000011
其中,在化学式1中,
各R1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为单键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-、-(CF2)q-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=O)NH-、或具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团,其中1≤p≤10,1≤q≤10;
各R2在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、-CO2C2H5、具有三个具有1至10个碳原子的脂族有机基团的甲硅烷基、具有1至10个碳原子的脂族有机基团、或具有6至20个碳原子的芳族有机基团;
n1和m1各自独立地为0至3的整数;
各Y1在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地包括包含至少一个三氟甲基(-CF3)的具有6至30个碳原子的二价芳族有机基团,所述芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-、-(CF2)q-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-,其中1≤p≤10,1≤q≤10;以及
各E1独立地为单键或-NH-,
[化学式2]
Figure FDA0002335361880000021
[化学式3]
Figure FDA0002335361880000022
其中,在化学式2和3中,
Y2和Y2'在各重复单元中彼此相同或不同,并且各自独立地为具有6至30个碳原子并且包含至少一个三氟甲基(-CF3)的二价芳族有机基团,所述芳族有机基团单独存在,或者两个或更多个芳族有机基团彼此键合以形成二价稠环,或者两个或更多个芳族有机基团通过以下连接:单键、亚芴基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-、-(CF2)q-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、或-C(=O)NH-,其中1≤p≤10,1≤q≤10;以及
E2、E2'、E3、E3'、E4和E4'各自独立地为单键或-NH-。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
对于所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜,在400nm至800nm的波长下测量的厚度方向上的延迟Rth为4500nm至7500nm,以及
所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜是各向异性的。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第一重复单元与所述第二重复单元和所述第三重复单元的总和之间的摩尔比为3:7至4:6。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第一重复单元与所述第二重复单元和所述第三重复单元的总和之间的摩尔比为3:7至4:6,以及
所述第二重复单元与所述第三重复单元的摩尔比为30:70至45:55。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第一重复单元与所述第二重复单元和所述第三重复单元的总和之间的摩尔比为4.5:5.5至6:4,以及
所述第二重复单元与所述第三重复单元的摩尔比为20:80至40:60。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第一重复单元包括由以下化学式1-1表示的重复单元:
[化学式1-1]
Figure FDA0002335361880000031
其中,在化学式1-1中,
R1、R2、n1和m1如化学式1中所限定。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第二重复单元包括由以下化学式2-1表示的重复单元:
[化学式2-1]
Figure FDA0002335361880000032
8.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述第三重复单元包括由以下化学式3-1表示的重复单元:
[化学式3-1]
Figure FDA0002335361880000041
9.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述聚酰胺-酰亚胺嵌段共聚物的重均分子量为10,000g/mol至1,000,000g/mol。
10.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜的厚度为10μm至100μm。
11.根据权利要求1所述的聚酰胺-酰亚胺树脂膜,其中
所述聚酰胺-酰亚胺树脂膜的横向方向上的拉伸比为1%至10%。
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