DE60306946T2

DE60306946T2 - Polycarbonatcopolymere und verfahren zur herstellung der polycarbonatcopolymere

Info

Publication number: DE60306946T2
Application number: DE60306946T
Authority: DE
Inventors: Veeraraghavan Srinivasan; Rein Mollerus Faber; Prakash P. Pune 411008 Wadgaonkar; Chilukuri Ver Pune 411008 Avadhani; Jan Pleun Lens; Gautam Langford Town Chatterjee
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: TW200508277A; CN1714114A; TWI278469B; US6689863B1; CN1309758C; DE60306946D1; WO2004033529A1; AU2003259799A1; EP1551900A1; JP2006502279A; EP1551900B1; ATE333484T1

Description

Die Offenbarung betrifft allgemein Polycarbonate und Verfahren zur Herstellung der Polycarbonate und insbesondere Polycarbonat-Copolymere, Verfahren zur Herstellung der Polycarbonat-Copolymere, sowie Gegenstände daraus.
Polycarbonat-Homopolymere sind weit verbreitet in einer Vielzahl von Anwendungen aufgrund ihrer ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Schlagbeständigkeit, mechanischen Charakteristiken, Transparenz und Ähnlichem. Bisphenol A (BPA)-Polycarbonat, das industrielle Standardmaterial aufgrund seiner geringen Kosten, guten Transparenz und mechanischen Eigenschaften, hat als das Substrat der Wahl für optische Datenspeichermedien, so wie z.B. Compactdisks und digitale Mehrzweckdisks (DVD), gedient. Jedoch hat die Notwendigkeit, größere Mengen an Informationen auf einzelnen Disks zu speichern, zu neueren Techniken für hochdichte Datenspeicherung, basierend auf mehreren Informationsschichten und kürzeren Laserwellenlängen, geführt. Beispielhafte hochdichte Speicherdisks beinhalten hochdichte DVD (HDDVD), digitale beschreibbare Video (DVR), beschreibbare DVD (DVD-R und DVD+R) und wiederbeschreibbare DVD (DVD-RW und DVD+RW) Formate. Die hochdichten Speicherdisks beinhalten eine transparente Kunststoffschicht, welche eine nicht störende Abschirmschicht bildet. Die transparente Kunststoffschicht zeigt vorzugsweise hohe Transparenz, Wärmebeständigkeit, geringe Wasserabsorption, sowie Duktilität, Spezifikationen, die zu erreichen Standard-BPA-Homopolycarbonate versagen.
Eine Eigenschaft, welche die Wirksamkeit eines gegebenen Materials für höhere Datenspeicherdichte beeinflusst, ist der Abstand zwischen den Löchern und Rillen auf dem Substratmaterial. Da Daten in diesen Löchern und Rillen gespeichert sind, ist Flachheit der Disk notwendig, um Informationsverlust vorzubeugen. Es ist bekannt, dass übermäßige Feuchtigkeitsaufnahme durch die Disk in Verdrehen (auch als Verziehen bezeichnet) der Disk oder des Films, der die Disk bildet, resultieren kann, was wiederum zu reduzierter Zuverlässigkeit des Auslesens und Schreibens von Daten führt. Dieses Verdrehen, hier im Folgenden als Dimensionsstabilität bezeichnet, resultiert in Daten, die ungenau durch den Laserstrahl gespeichert oder ausgelesen werden. Da die Hauptmasse der Disk allgemein aus Polymermaterial besteht, hängt die Flachheit der Disk von der geringen Wasserabsorption des Polymermaterials ab. Z.B. zeigt ein Film, der aus herkömmlichem BPA-Polycarbonat hergestellt wurde, oftmals Verziehen aufgrund von Absorption von Umgebungsfeuchtigkeit. Die Dimensionsstabilität ist eine Funktion von, unter anderen Faktoren, der Menge an vorhandener Umgebungsfeuchtigkeit, sowie der Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsaufnahme. Zusätzlich dazu, dass es Dimensionsstabilität besitzt, sollte ein zufriedenstellendes Material für solche optischen Disks im fortschrittlichen Format auch zur Replikation und Zykluszeit gegenüber den für die Herstellung von herkömmlichen optischen Disks, wie z.B. Compactdisks, eingesetzten Bedingungen geeignet sein. Um Disks durch Spritzgießen herzustellen, die für hochdichte Speicherung geeignet sind, sollte das Polymer leicht verarbeitbar sein, d.h. guten Fluss zeigen. Daher besteht eine fortgesetzte Notwendigkeit zur Entwicklung von neuen Materialien, die geeignet sind für die Verwendung in fortschrittlichen Datenspeicherformaten, die wirksame Dimensionsstabilität, Replikation und Zykluszeiten zur Verfügung stellen, ohne irgendeine der anderen wünschenswerten Charakteristiken, die BPA-Homopolycarbonat bereits besitzt, zu gefährden.
Kurze Zusammenfassung
Offenbart hierin ist ein Polycarbonat-Copolymer aus Struktureinheiten, die erhalten werden aus:
einer Cyclohexyliden-bis(alkylphenol)-Verbindung, dargestellt durch die Formel aus:
wobei A¹ ein trisubstituierter aromatischer Rest ist mit der Formel C₆H₃R², wobei R² ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C₁-C₆-Alkylresten und Kombinationen aus zumindest einem der vorhergehenden Reste,
einem Alkyl-substituierten Bisphenol, dargestellt durch eine Formel aus:
wobei A² ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Rest ist und R¹ ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C₁₃-C₂₂-Alkylresten und
einer Carbonsäurediesterverbindung.
Ein Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren zur Herstellung eines Polycarbonats beinhaltet das Kombinieren eines Katalysators und einer Reaktantzusammensetzung, um eine Reaktionsmischung zu bilden, und Mischen der Reaktionsmischung unter reaktiven Bedingungen für eine Zeitdauer, um ein Polycarbonat-Produkt herzustellen, wobei die Reaktantzusammensetzung aufweist:
einen Carbonsäurediester der Formel (ZO)₂C=O, wobei jedes Z unabhängig voneinander ein unsubstituierter oder substituierter Alkylrest ist oder ein unsubstituierter oder substituierter Arylrest,
ein Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) der Formel:
wobei A¹ ein trisubstituierter aromatischer Rest ist mit der Formel C6H3R2, wobei R² ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C₁-C₆-Alkylresten und Kombinationen aus zumindest einem der vorhergehenden Reste und
einem Alkyl-substituierten Bisphenol der Formel:
wobei A² ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Rest ist und R¹ ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C₁₃-C₂₂-Alkylresten.
In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung weist ein Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren zur Herstellung eines Polycarbonat-Copolymeren das Kombinieren eines Katalysators aus zumindest einem Natriumhydroxid oder Tetramethylammoniumhydroxid und einer Reaktantzusammensetzung auf, um eine Reaktionsmischung zu bilden, und Mischen der Reaktionsmischung unter reaktiven Bedingungen für eine Zeitdauer, um ein Polycarbonat-Produkt herzustellen, wobei die Reaktantzusammensetzung aufweist:
Diphenylcarbonat,
ein Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) der Formel:
ein langkettiges alkylsubstituiertes Bisphenol der Formel:
wobei R¹ unabhängig voneinander einen C₁₃-C₂₂ langkettigen Alkylrest aufweist und zumindest eine aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Resorcin, Bisphenol A, 4,4'-(1-Decyliden)bisphenol, 2,2-Bis(3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl)propan, sowie Mischungen daraus.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen und andere Merkmale werden aus der folgenden eingehenden Beschreibung besser verstanden werden.
Eingehende Beschreibung
Offenbart hierin sind Polycarbonat-Copolymere, die geeignet sind für die Verwendung in optischen Disks, welche hochdichte Datenspeicherformate einsetzen. Die Polycarbonat-Copolymere werden vorzugsweise durch ein Schmelzumesterungsverfahren (d.h. ein Schmelzverfahren) einer Reaktionsmischung aus einem Cyclohexyliden-bis(alkylphenol), einem alkylsubstituierten Bisphenol und einer Carbonsäurediesterverbindung gebildet. Eine wahlweise aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindung kann ebenfalls in der Reaktionsmischung enthalten sein, abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Polycarbonat-Copolymeren. Das alkylsubstituierte Bisphenol enthält vorzugsweise eine langkettige Alkylgruppe, d.h. eine Alkylgruppe von etwa C₁₃ bis etwa C₂₂, die das Polycarbonat-Copolymer mit einer ausgewogenen Mischung aus Duktilität, Fluss und thermischen Eigenschaften ausrüstet.
Das Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) weist vorzugsweise Verbindungen auf, die durch Formel (I) dargestellt werden:
wobei A¹ ein trisubstituierter aromatischer Rest ist. In einer bevorzugten Ausführungsform hat A¹ eine Formel aus C₆H₃R², wobei R² ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C₁-C₆ Alkylresten und Kombinationen, aufweisend zumindest einen der vorher genannten Reste. Weiterhin können die Alkylreste linear oder verzweigt sein. In anderen Ausführungsformen kann R² auch eine Cycloalkylgruppe sein, wie z.B. Cyclohexyl, und ein Halogenatom, wie z.B. Fluor, Chlor und Brom. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) die Formel (II):
Die alkylsubstituierten Bisphenole werden vorzugsweise dargestellt durch Formel (III):
wobei A² ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Rest ist und R¹ ein gesättigter aliphatischer Rest mit von etwa 13 Kohlenstoffen bis etwa 22 Kohlenstoffen. Das R¹ kann im Prinzip jede der fünf verfügbaren Positionen an dem Cyclohexanring einnehmen. In bevorzugten Ausführungsformen ist A² ein unsubstituierter Phenylenrest oder ein methylsubstituierter Phenylenrest und R¹ ist ein gesättigter aliphatischer Rest, gebunden an das C-3- oder das C-4-Atom (relativ zu dem Kohlenstoff, der an die beiden A²-OH-Gruppen gebunden ist) des Cyclohexanrings und mit von etwa 13 Kohlenstoffen bis etwa 22 Kohlenstoffen. In einigen Ausführungsformen wird das alkylsubstituierte Bisphenol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-pentadecylcyclohexan, 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-octadecylcyclohexan und 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-docosylcyclohexan.
Der Carbonsäurediester wird vorzugsweise dargestellt durch die Formel (IV): (ZO)₂C=O, (IV) wobei jedes Z unabhängig voneinander ein unsubstituierter oder substituierter Alkylrest ist oder ein unsubstituierter oder substituierter Arylrest. Substituenten an Z, falls vorhanden, können einschließen, sind aber nicht eingeschränkt auf, ein oder mehrere aus Alkyl, Halogen, Chlor, Brom, Fluor, Nitro, Alkoxy, Alkoxycarbonyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl und Cyano. Einige besondere Beispiele für die Carbonsäurediester, die in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, beinhalten Diarylcarbonate, Dialkylcarbonate und gemischte Arylalkylcarbonate, wie z.B. Diphenylcarbonat, Bis(2,4-dichlorphenyl)carbonat, Bis(2,4,Strichlorphenyl)carbonat, Bis(2-cyanophenyl)carbonat, Bis(o-nitrophenyl)carbonat, o-Carbomethoxyphenylcarbonat, o-Carboethoxyphenylcarbonat, Ditolylcarbonat, m-Kresylcarbonat, Dinaphthylcarbonat, Dibiphenylcarbonat, Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Dibutylcarbonat und Dicyclohexylcarbonat, sowie Kombinationen aus zwei oder mehreren davon. Von diesen wird Diphenylcarbonat oftmals in besonderen Ausführungsformen verwendet. In einigen Ausführungsformen ist, wenn zwei oder mehr dieser Verbindungen verwendet werden, eine Diphenylcarbonat.
Die wahlweisen aromatischen Dihydroxyverbindungs-Comonomeren werden vorzugsweise dargestellt durch Formel (V):
wobei A³ ausgewählt wird aus zweiwertigen substituierten oder unsubstituierten aromatischen Resten.
In einigen Ausführungsformen hat A³ vorzugsweise eine Struktur, dargestellt durch Formel (VI):
worin G¹ eine aromatische Gruppe darstellt, wie z.B. Phenylen, Biphenylen, Naphthylen und Ähnliches. E kann ein Alkylen oder eine Alkylengruppe, wie z.B. Methylen, Ethylen, Ethyliden, Propylen, Propyliden, Isopropyliden, Butylen, Butyliden, Isobutyliden, Amylen, Amyliden, Isoamyliden und Ähnliches sein und kann aus zwei oder mehr Alkylen- oder Alkylidengruppen bestehen, verbunden durch eine Einheit, die unterschiedlich ist von Alkylen oder Alkyliden, wie z.B. eine aromatische Verknüpfung, eine tertiäre Aminoverknüpfung, eine Etherverknüpfung, eine Carbonylverknüpfung, eine siliziumenthaltenden Verknüpfung, wie z.B. Silan oder Siloxy, eine schwefelenthaltenden Verknüpfung, wie z.B. Sulfid, Sulfoxid, Sulfon und Ähnliches, oder eine phosphorenthaltende Verknüpfung, wie z.B. Phosphinyl, Phosphonyl und Ähnliches. Zusätzlich kann E eine cycloaliphatische Gruppe aufweisen. R³ stellt vorzugsweise Wasserstoff oder eine einwertige Kohlenwasserstoffguppe dar, wie z.B. Alkyl, Aryl, Aralkyl, Alkaryl oder Cycloalkyl. Y¹ weist vorzugsweise ein Halogen auf (z.B. Fluor, Brom, Chlor oder Jod), eine Nitrogruppe, eine organische Gruppe, wie z.B. Alkenyl, Allyl oder R³ oben, oder eine Oxygruppe, wie z.B. OR. Vorzugsweise ist Y¹ inert gegenüber und unbeeinflusst von den Reaktanten und Reaktionsbedingungen, die für die Herstellung des Copolymeren verwendet werden. Der Buchstabe „m" stellt eine ganze Zahl von und einschließlich null bis zu der Anzahl der Positionen an G¹, die für Substitution möglich sind dar, „p" stellt eine ganze Zahl von und einschließlich null bis zu der Anzahl von Positionen an E, die für Substitution verfügbar sind dar, „t" stellt eine ganze Zahl gleich von zumindest eins dar, „s" ist entweder null oder eins und „u" stellt eine ganze Zahl einschließlich null dar.
Geeignete Beispiele für E beinhalten Cyclopentyliden, Cyclohexyliden, 3,3,5-Trimethylcyclohexyliden, Methylcyclohexyliden, 2-[2.2.1]-Bicycloheptyliden, Neopentyliden, Cyclopentadecyliden, Cyclododecyliden, Adamantyliden und Ähnliches, eine schwefelenthaltende Verknüpfung, wie z.B. Sulfid, Sulfoxid oder Sulfon, eine phosphorenthaltende Verknüpfung, wie z.B. Phosphinyl, Phosphonyl, eine Etherverknüpfung, eine Carbonylgruppe, eine tertiäre Aminogruppe, oder eine siliziumenthaltende Verknüpfung, wie z.B. Silan oder Siloxy.
In der aromatischen Dihydroxy-Comonomer-Verbindung der Formel (V), in der A³ durch Formel (VI) dargestellt wird, können, wenn mehr als ein Y¹-Substituent vorhanden ist, diese gleich oder verschieden sein. Das gleiche gilt für den R¹- Substituenten. Wenn „s" in Formel (VI) null ist und „u" nicht null ist, so sind die aromatischen Ringe direkt ohne dazwischen liegende Alkylidenüberbrückungsgruppe oder eine andere Brücke verbunden. Die Positionen der Hydroxylgruppen und Y¹ an den aromatischen Kernresten (G¹) kann in den ortho-, meta- und para-Positionen variiert werden und die Gruppierungen können in vicinaler, asymmetrischer oder symmetrischer Beziehung zueinander stehen, wobei zwei oder mehr Kohlenstoffringatome des Kohlenwasserstoffrestes mit Y¹ und Hydroxylgruppen substituiert sind. In einigen besonderen Ausführungsformen sind die Parameter „t", „s" und „u" jeweils eins, sind beide G¹-Reste unsubstituierte Phenylenreste und ist E eine Alkylidengruppe, wie z.B. Isopropyliden. In besonderen Ausführungsformen sind beide G¹-Reste para-Phenylen, obwohl beide ortho- oder meta-Phenylen oder eines aus ortho- oder meta-Phenylen und das andere para-Phenylen sein können.
Einige anschauliche, nicht einschränkende Beispiele für aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindungen der Formel (V) beinhalten die Dihydroxy-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe, die durch Name und Formel (generisch oder spezifisch) in US-Patent 4 217 438 offenbart sind. Einige besondere Beispiele für aromatische Dihydroxyverbindungs-Comonomere enthalten 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexyliden)diphenol, 4,4'-Bis(3,5-dimethyl)diphenol, 1,1-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)cyclohexan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)heptan, 2,4'-Dihydroxydiphenylmethan, Bis(2-hydroxyphenyl)methan, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, Bis(4-hydroxy-5-nitrophenyl)methan, Bis(4-hydroxy-2,6-dimethyl-3-methoxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(4-hydroxy-2-chlorphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (allgemein bekannt als Bisphenol A), 2,2-Bis(3-phenyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-ethylphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-isopropylphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5,3',5'-tetrachlor-4,4'-dihydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexylmethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylpropan, 2,4'-Dihydroxyphenylsulfon, 2,6-Dihydroxynaphthalin, Hydrochinon, Resorcin und C_1-3-alkylsubstituierte Resorcine.
Geeignete aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindungen enthalten auch solche, die Indanstruktureinheiten enthalten, wie solche, die unten durch Formeln (VII) und (VIII), wie unten gezeigt, dargestellt sind.
Auch enthalten unter geeigneten aromatischen Dihydroxy-Comonomer-Verbindungen sind die 2,2,2',2'-Tetrahydro-1,1'-spirodiole mit Formel (IX) wie folgt:
wobei jedes R⁶ unabhängig voneinander ausgewählt wird aus einwertigen Kohlenwasserstoffresten und Halogenresten, wobei jedes R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ unabhängig voneinander C_1-6-Alkyl ist, wobei jedes R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander H oder C_1-6-Alkyl ist, und wobei jedes n unabhängig voneinander ausgewählt wird aus positiven ganzen Zahlen mit einem Wert von null bis drei inklusive. In einer besonderen Ausführungsform ist das 2,2,2',2'-Tetrahydro-1,1'-spirdiol 2,2,2',2'-Tetrahydro-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobi[1H-inden]-6,6'-diol.
Die Bezeichnung „Alkyl", wie in den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet, ist so gedacht, dass geradkettige Alkyl-, verzweigte Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- und Bicycloalkylreste bezeichnet werden. In verschiedenen Ausführungsformen sind geradkettige und verzweigte Alkylreste, sofern nicht anders angegeben, solche, die von eins bis etwa acht Kohlenstoffatome enthalten und beinhalten als anschauliche, nicht einschränkende Beispiele, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tertiär-Butyl, Pentyl, Neopentyl, Hexyl, Heptyl und Octyl. In verschiedenen Ausführungsformen stellen Cycloalkylreste solche dar, die von drei bis etwa zwölf Ringkohlenstoffatome enthalten. Einige anschauliche, nicht einschränkende, Beispiele dieser Cycloalkylreste beinhalten Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Methylcyclohexyl und Cycloheptyl. In verschiedenen Ausführungsformen sind Aralkylreste solche, die von sieben bis vierzehn Kohlenstoffatomen enthalten. Diese beinhalten, sind aber nicht eingeschränkt auf, Benzyl, Phenylbutyl, Phenylpropyl und Phenylethyl. In verschiedenen Ausführungsformen weisen die aromatischen Reste vorzugsweise monocyclische oder polycyclische Einheiten auf, die von sechs bis etwa zwölf Ringkohlenstoffatome enthalten. Diese aromatischen Reste können auch ein oder mehrere Halogenatome oder Alkylgruppen, substituiert an den Ringkohlenstoffen, enthalten. Einige anschauliche, nicht einschränkende Beispiele für diese aromatischen Reste beinhalten Phenyl, Halophenyl, Biphenyl und Naphthyl. In einer anderen Ausführungsform weisen die aromatischen Reste vorzugsweise Aralkylreste auf, enthaltend von sieben bis vierzehn Kohlenstoffatome.
Die Polycarbonat-Copolymeren beinhalten vorzugsweise Arten von Carbonatstruktureinheiten der Formeln (X) und (XI):
wobei A¹, A² und R¹ wie zuvor beschrieben sind.
In anderen Ausführungsformen beinhalten die Polycarbonat-Copolymeren, wenn die wahlweise aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindung verwendet wird, zumindest eine Carbonatstruktureinheit, ausgewählt aus der Gruppe wie in Formel (XII) gezeigt:
wobei A³ wie zuvor beschrieben ist.
Ein Verfahren zur Herstellung des Polycarbonat-Copolymeren durch ein Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren (hier im Folgenden manchmal als „Schmelzverfahren" bezeichnet) beinhaltet die Kombination eines Katalysators und einer Reaktantzusammensetzung, um eine Reaktionsmischung zu bilden, und Mischen der Reaktionsmischung unter reaktiven Bedingungen für eine Zeit, die wirksam ist, um ein Polycarbonatprodukt herzustellen. Die Reaktantzusammensetzung beinhaltet vorzugsweise das Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) aus Formel (I), das alkylsubstituierte Bisphenol der Formel (III) und den Carbonsäurediester aus (IX), wobei jedes Z unabhängig, voneinander ein unsubstituierter oder substituierter Alkylrest ist oder ein unsubstituierter oder substituierter Arylrest. Wahlweise beinhaltet die Reaktantzusammensetzung weiterhin zumindest eine aromatische Dihydroxyverbindung der Formel (IV).
In bevorzugten Ausführungsformen sind geeignete aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindungen zur Herstellung eines Polycarbonat-Copolymeren 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (allgemein bekannt als Bisphenol A oder „BPA"), Resorcin (manchmal hier im Folgenden als „Res" bezeichnet), 4,4'-(1-Decyliden)bisphenol (manchmal hier im Folgenden als „bispded" bezeichnet) und 2,2-Bis(3-sec-butyl-4-hydroxyphenyl)propan (manchmal hier im Folgenden als „s-BPA" bezeichnet), oder Kombinationen aus zumindest einer der vorhergehenden aromatischen Dihydroxyverbindungen.
Während der Herstellung des Polycarbonats durch das Schmelzverfahren ist die Menge an Carbonsäurediester vorzugsweise etwa 0,95 bis etwa 1,30 Mol, basierend auf einem Mol des Bisphenols und des wahlweisen aromatischen Dihydroxy-Comonomeren, falls vorhanden, und bevorzugt etwa 1,05 bis etwa 1,15 Mol.
Katalysatoren, die für das Schmelzverfahren verwendet werden können, beinhalten alle jene, die für eine solche Polymerisation als wirksam bekannt sind. Geeignete Katalysatoren beinhalten Alkalimetallverbindungen, Erdalkalimetallverbindungen, Tetraorganoammoniumverbindungen, Tetraorganophosphoniumverbindungen, sowie Kombinationen aus zumindest einem der vorhergehenden Katalysatoren.
Spezifische Beispiele für Alkalimetallverbindungen oder Erdalkalimetallkatalysatorverbindungen beinhalten organische Säuresalze, anorganische Säuresalze, Oxide, Hydroxide, Hydride und Alkoholate aus Alkalimetallen und Erdalkalimetallen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Katalysator eine Alkalimetallverbindung der Formel M¹X¹, wobei M¹ ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium und Kalium und X¹ ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Hydroxid und OAr, wobei Ar ein einwertiger aromatischer Rest ist.
Beispielhafte Alkalimetallverbindungen beinhalten, sind aber nicht dazu gedacht, darauf eingeschränkt zu sein, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Lithiumbicarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Lithiumacetat, Lithiumstearat, Natriumstearat, Kaliumstearat, Lithiumhydroxyborat, Natriumhydroxyborat, Natriumphenoxyborat, Natriumbenzoat, Kaliumbenzoat, Lithiumbenzoat, Dinatriumhydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Dilithiumhydrogenphosphat, Dinatriumsalze, Dikaliumsalze und Dilithiumsalze von Bisphenol A sowie Natriumsalze, Kaliumsalze und Lithiumsalze von Phenol und Ähnliches.
Beispielhafte Erdalkalimetallverbindungen beinhalten, sind aber nicht dazu gedacht, darauf eingeschränkt zu sein, Kalziumhydroxid, Bariumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Strontiumhydroxid, Kalziumbicarbonat, Bariumbicarbonat, Magnesiumbicarbonat, Strontiumbicarbonat, Kalziumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Strontiumcarbonat, Kalziumacetat, Bariumacetat, Magnesiumacetat, Strontiumacetat, sowie Strontiumstearat und Ähnliches.
Geeignete Tetraorganoammoniumkatalysatoren beinhalten Formel (XIII) R¹³NY², wobei R¹³ eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist und Y² ein Hydroxid, Acetat oder OAr, wobei Ar ein einwertiger aromatischer Rest ist. Beispielhafte Tetraorganoammoniumkatalysatoren beinhalten Tetramethylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid und Ähnliches.
Geeignete Tetraorganophosphoniumkatalysatoren beinhalten Formel (XIV) (R¹⁴)₄PY², wobei R¹⁴ eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist und Y² wie zuvor beschrieben. Beispielhafte Tetraorganophosoniumkatalysatoren enthalten Tetraethylphosphoniumhydroxid, Tetrabutylphosphoniumacetat, Tetrabutylphosphoniumhydroxid und Ähnliches.
Jeder der oben offenbarten Katalysatoren kann als eine Kombination von zwei oder mehr Substanzen verwendet werden. Der Katalysator kann in einer Vielzahl von Formen zugeben werden. Der Katalysator kann als Feststoff zugegeben werden, z.B. als ein Pulver, oder er kann in einem Lösungsmittel gelöst werden, z.B. in Wasser oder Alkohol.
In der vorliegenden Offenbarung ist die Gesamtkatalysatorzusammensetzung vorzugsweise etwa 1 × 10^–7 Mol bis etwa 2 × 10^–3 Mol und bevorzugt etwa 1 × 10^–6 bis etwa 4 × 10^–4 Mol für jedes Mol der Kombination des Cyclohexyliden-bis(alkylphenols), des alkylsubstituierten Phenols und der wahlweisen aromatischen Dihydroxy-Comonomeren-Verbindung, falls vorhanden.
Die Bezeichnung „Schmelzumesterungspolymerisation" ist allgemein so gemeint, dass sie sich auf ein Polymerisationsverfahren bezieht, wobei die Reaktantzusammensetzung Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) der Formel (I) aufweist, das alkylsubstituierte Bisphenol aus Formel (III), die Carbonsäurediester aus Formel (IX), einen Katalysator wie zuvor beschrieben und die wahlweisen aromatischen Dihydroxy-Comonomer-Verbindungen aus Formel (IV), falls vorhanden. Schmelzumesterungspolymerisation kann ausgeführt werden in einem Verfahren, das eine oder mehrere Stufen erfordert. Die erste Stufe beinhaltet vorzugsweise Schmelzpolykondensation der oben genannten Reaktantzusammensetzung in der Gegenwart des Katalysators. Der eingesetzte Reaktor zur Durchführung dieser Polymerisationen kann entweder aus Glas oder aus Metall sein. In einigen Ausführungsformen können die Reaktorwände durch Behandlung mit einem geeigneten sauren Material passiviert werden. Wenn es erwünscht ist, die Polymerisation in einem Glasreaktor auszuführen, kann Einweichen mit einem wässrigen Säuremedium für die Passivierung verwendet werden. Geeignete Säuren für die Passivierung beinhalten wässrige Lösungen aus Mineralsäuren, wie z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und Ähnliches und organische Säuren, wie z.B. Essigsäure, Methansulfonsäure, Toluolsulfonsäure und Ähnliches.
Die Reaktanten können in den Reaktor entweder in der festen Form oder in der geschmolzenen Form eingebracht werden. Anfängliches Einbringen der Reaktanten und nachfolgendes Vermischen kann in einer inerten Gasatmosphäre, z.B. einer Stickstoffgasatmosphäre, durchgeführt werden. Vermischen der Reaktionsmischung wird erreicht durch im Stand der Technik bekannte Verfahren, wie z.B. durch Rühren. Reaktive Bedingungen in dem vorliegenden Zusammenhang betreffen die Bedingungen aus Zeit, Temperatur, Druck und anderen Faktoren, die in der Polymerisation der Reaktanten resultieren.
Die Polymerisation kann ausgeführt werden, indem die oben genannte Reaktionsmischung einer Serie von Temperatur-Druck-Zeit-Protokollen unterzogen wird. In einigen Ausführungsformen erfordert dies das schrittweise Erhöhen der Reaktionstemperatur in Stufen, während schrittweise der Druck in Stufen verringert wird. Zum Beispiel kann der Druck von etwa Atmosphärendruck am Start der Reaktion auf zwischen etwa Atmosphärendruck und etwa 0,01 Millibar Druck variiert werden, wobei ein Druck zwischen etwa Atmosphärendruck und etwa 0,05 Millibar Druck bevorzugt ist und wobei ein Druck zwischen etwa 300 Millibar Druck und etwa 0,05 Millibar Druck besonders bevorzugt ist. Die Temperatur wird vorzugsweise von etwa der Schmelztemperatur der Reaktionsmischung auf etwa 350°C variiert, wobei etwa 180°C bis etwa 230°C bevorzugt sind, wobei etwa 230°C und etwa 270°C stärker bevorzugt sind und zwischen etwa 270°C und etwa 350°C besonders bevorzugt. Diese Prozedur stellt allgemein sicher, dass die Reaktanten sauber reagieren, um Polycarbonat-Copolymere mit dem gewünschten Molekulargewicht, Glasübergangstemperatur und physikalischen Eigenschaften herzustellen. Die Reaktion schreitet fort, um die Polymerkette unter Herstellung von Phenolnebenprodukt aufzubauen. Wirksame Entfernung des Phenolnebenprodukts durch Anwenden von Vakuum erzeugt Polycarbonate mit hohem Molekulargewicht. Wenn Phenol nicht wirksam entfernt wird, kann es an der Rückreaktion teilnehmen, wobei die Polymerkette durch Phenol in der Gegenwart des Polymerisationskatalysators gespalten wird, was zu Polymer mit geringerem Molekulargewicht mit unerwünschten mechanischen und anderen physikalischen Eigenschaften führt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fortschritt der Reaktion durch Messung der Schmelzviskosität oder des gewichtsmittleren Molekulargewichts der Reaktionsmischung überwacht werden. Nachdem die gewünschte Schmelzviskosität und/oder Molekulargewicht erreicht ist, kann das fertige Polycarbonatprodukt aus dem Reaktor in einer festen oder geschmolzenen Form isoliert werden.
Die Schmelzumesterungspolymerisation kann entweder in einem Batch-, Halbbatch- oder einem kontinuierlichen Verfahren betrieben werden. Reaktionsapparaturen, die im Stand der Technik bekannt sind, können für die Durchführung dieser Reaktion verwendet werden.
Die hier beschriebenen Polycarbonat-Copolymere haben vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von zumindest etwa 5.000, eine Glasübergangstemperatur von zumindest etwa 125°C und eine Dimensionsstabilität von weniger als etwa 0,05% in Filmen, die das Polycarbonat-Copolymer aufweisen, gemessen durch prozentuale Dehnung relativ zu seiner Anfangslänge, folgend auf Behandlung mit Stickstoff mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 100 bei einer Temperatur von etwa 23°C für eine Dauer von etwa 3 Stunden.
Die Dimensionsstabilität wird gemessen, indem ein Film des Polycarbonat-Copolymeren in eine kontrollierte Kammer gebracht wird und der Film einem Strom aus Stickstoff, der bei einem vorbestimmten Gehalt an Feuchtigkeit und Temperatur gehalten wird, für eine spezifische Zeitdauer ausgesetzt wird. Die Absorption von Feuchtigkeit verursacht, dass der Film quillt oder sich dehnt. Der Film wird dann durch Austreiben der absorbierten Feuchtigkeit unter Verwendung von entfeuchtem erwärmtem Stickstoff entquollen und das Verfahren wird allgemein wiederholt, um bei der prozentualen Dehnung anzugelangen. Eine relativ geringe prozentuale Dehnung (z.B. weniger als etwa 0,05%) deutet Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitsabsorption an, was sich auf ausgezeichnete Dimensionsstabilität übersetzt. Polycarbonat-Copolymerfilme in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung zeigen ausgezeichnete Dimensionsstabilität in einer feuchten Umgebung, was durch eine prozentuale Dehnung von weniger als etwa 0,05% der Originallänge des Films bewiesen wird. Die hier beschriebenen Polycarbonat-Copolymere zeigen unerwarteterweise bessere Dimensionsstabilitätseigenschaften als BPA-Homopolycarbonatfilme und andere vergleichbare Materialien, die hergestellt werden unter Verwendung von Resorcin-Comonomeren oder Resorcin und BPA als Comonomeren.
Die Polycarbonat-Copolymeren und das Schmelzverfahren zur Herstellung dieser Polycarbonat-Copolymeren kann für die Herstellung von Gegenständen verwendet werden, die geeignet sind für hochdichte optische Speichermedienanwendungen. Die Polycarbonatzusammensetzungen und die oben beschriebenen Verfahren zu ihrer Herstellung werden verwendet, um optische Gegenstände und Filme für Displayanordnungen herzustellen. Optische Gegenstände, die unter Verwendung der Polycarbonate hergestellt werden können, beinhalten einen Film, ein optisches Datenspeichermedium, eine wiederbeschreibbare optische Disk und ein Substrat für ein optisches Datenspeichermedium. Die optischen Gegenstände können als die schützende transparente Schicht dienen, welche die verschiedenen Aufzeichnungsmedien bedeckt, wie z.B. hochdichte Datenspeicherung verwendende DVD und insbesondere HD-DVD, DVR, DVD-R und DVD+R, sowie DVD-RW- und DVD+RW-Formate.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, aufweisend Formen einer Zusammensetzung aus den Polycarbonat-Copolymeren, die durch die oben beschriebenen Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren hergestellt wurden. In verschiedenen Ausführungsformen beinhalten die Polycarbonat-Copolymere für die Formzusammensetzung das Cyclohexyliden-bis(alkylphenol), das langkettige alkylsubstituierte Bisphenol und die optionale aromatische Dihydroxy-Comonomer-Verbindung, so wie hier beschrieben.
Der Formungsschritt zur Herstellung solcher Gegenstände kann ausgeführt werden durch Spritzgießen, Thermoformen, Blasformen und Ähnliches.
Die Offenbarung wird weiterhin veranschaulicht durch die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele. In den folgenden Beispielen werden die folgenden Prozeduren verwendet.
Glasübergangstemperatur des Polycarbonats wird gemessen durch Differentialabtastkalorimetrie durch Erwärmen der Probe mit der Geschwindigkeit von 10°C bis 20°C je Minute unter Stickstoff. Gewichtsmittleres Molekulargewicht (M_w) und zahlenmittleres Molekulargewicht (M_n) werden gemessen durch Gelpermeationschromatographie. Angegebene Werte sind relativ zu solchen, die für Polystyrolstandards gemessen wurden. Dimensionsstabilität der Polycarbonatprobe wird gemessen, indem zunächst ein Film aus der Lösung des Polycarbonats in Dichlormethan gegossen wird. Der Film wird dann in eine Kammer gebracht und einem Fluss aus Stickstoffgas oder Stickstoff unterzogen, das bei einer relativen Feuchtigkeit von 100% und 23°C gehalten wird. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, allgemein etwa 30 bis etwa 45 Minuten, wird der Film einem Strom aus trockenem Stickstoffgas, das mit einer Geschwindigkeit von etwa 150 bis etwa 200 ml/Minute fließt ausgesetzt, um alle absorbierte Feuchtigkeit aus dem Film zu entfernen. Das oben genannte Verfahren wird dreimal wiederholt und die endgültige Länge des Films wird gemessen. Die prozentuale Dehnung (Wachstum in der Länge) des Films relativ zur Anfangslänge wird dann berechnet. Die Katalysatorzusammensetzung wird hergestellt durch Verwendung von geeigneten gleichen Anteilen einer Stammlösung aus 0,1 molarem wässrigem Natriumhydroxid und 25-Gew.-%-igem wässrigem Tetramethylammoniumhydroxid.
Beispiel 1.
In diesem Beispiel werden Polycarbonat-Copolymere in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung in einer Schmelzumesterungspolymerisation hergestellt und mit BPA-Polycarbonaten verglichen, die unter ähnlichen Bedingungen hergestellt wurden.
Ein Glaspolymerisationsreaktor wird zunächst passiviert, indem der Reaktor in einem Bad, enthaltend 1 molare wässrige Chlorwasserstofflösung, eingeweicht wird. Nach etwa 24 Stunden wird der Reaktor zunächst mit demineralisiertem Wasser gewaschen und dann mit deionisiertem Wasser, um sicherzustellen, dass alle Spuren der Säure und andere Verunreinigungen entfernt wurden. Der Reaktor wird dann getrocknet und mit einer Reaktanten-Zusammensetzung beladen und dann in einen Polymerisationsaufbau montiert und überprüft, um sicherzustellen, dass keine Lecks vorhanden sind. Die erforderliche Menge der Katalysatorlösung, wie oben hergestellt, wird in den Reaktor unter Verwendung einer Spritze eingebracht. Die Atmosphäre im Inneren des Reaktors wird unter Verwendung einer Vakuumquelle evakuiert und mit Stickstoff gespült. Dieser Zyklus wird dreimal wiederholt, wonach der Inhalt des Reaktors erwärmt wird, um die Monomermischung zu schmelzen. Wenn die Temperatur der Mischung etwa 180°C erreicht, wird der Rührer des Reaktors angeschaltet und für etwa 15 bis etwa 20 Minuten auf etwa 40 bis etwa 80 Umdrehungen pro Minute (Upm) eingestellt. Die Reaktionsmischung wird dann auf etwa 230°C erwärmt, während der Druck im Inneren des Reaktors auf etwa 170 Millibar eingestellt wird. Dieser Temperatur-Druck-Zeit-Betriebszustand wird als P1 bezeichnet. Nach dem Rühren der Reaktionsmasse unter dieser Bedingung für etwa einer Stunde wird die Reaktionstemperatur auf etwa 270°C erhöht, während der Druck auf etwa 20 Millibar neu eingestellt wird. Nachdem bei diesem Zustand, bezeichnet als P2, für etwa 30 Minuten gehalten wurde, wird die Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 300°C erhöht, während der Druck auf etwa 1,5 Millibar heruntergebracht wird. Nachdem die Reaktion unter diesen Bedingungen, bezeichnet als P3, für etwa 30 bis etwa 60 Minuten fortschreiten gelassen wird, wird der Druck im Inneren des Reaktors auf Atmosphärendruck gebracht und der Reaktor wird belüftet, um jeglichen überschüssigen Druck zu entlassen. Die Isolation des Produkts wird erreicht durch Abbrechen des Glasnippels am Boden des Reaktors und Auffangen des Materials. In den Fällen, in denen das Produkt ein sehr hohes Molekulargewicht hat, wird das heiße geschmolzene Polymer durch unter Druck setzen des Reaktors mit Stickstoffgas hinausfallen lassen.
Das allgemeine oben beschriebene Polymerisationsverfahren wird verwendet, um die Polycarbonate herzustellen. Für jedes hergestellte Polycarbonat werden die Glasübergangstemperatur, Molekulargewicht und Quellungsdaten unter Verwendung der oben beschriebenen allgemeinen Verfahren gemessen. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 1 gezeigt.
Alle Reaktionen werden ausgeführt unter Verwendung eines Molverhältnisses von Diphenylcarbonat zur Kombination aus Cyclohexyliden-bis(alkylphenol) der Formel (II), einem alkylsubstituierten Bisphenol aus Formel (III) bzw. aromatischen Dihydroxy-Comonomeren-Verbindung (IV) von 1,08 : 1. Der verwendete Katalysator ist eine Mischung aus Natriumhydroxid und Tetramethylammoniumhydroxid, genommen in einem Molverhältnis von 1 : 100. In jedem Fall werden 2,5 × 10^–4 Mol Tetramethylammoniumhydroxid je Mol der Kombination aus Bisphenol und aromatischer Dihydroxy-Comonomer-Verbindung eingesetzt.
Beispiel 1 beinhaltet 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-pentadecylcyclohexan-Monomer als das alkylsubstituierte Bisphenol (in Tabelle 1 als Formel (XV) gezeigt). Vergleichsbeispiel 2 enthält BPA, Resorcin und 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-pentadecylcyclohexan-Monomere. Vergleichsbeispiel 3 enthält BPA, 1,1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-3-pentadecylcyclohexan-Monomere. Vergleichsbeispiel 4 betrifft BPA-Homopolycarbonat, hergestellt unter Verwendung von BPA und Diphenylcarbonat. Die „Bisphenolmischung" in Tabelle 1 betrifft die Prozentanteile der Cyclohexyliden-bis(alkylphenol)-Monomeren, des alkylsubstituierten Bisphenolmonomeren und der aromatischen Dihydroxy-Monomeren-Verbindung. Tabelle 1.

* Vergleichsbeispiel

Tabelle 1 zeigt, dass das Polycarbonat-Copolymer aus Beispiel 1 in einer prozentualen Dehnung resultiert, die signifikant und unerwartet geringer ist als die Polycarbonate der Vergleichsbeispiele 2-4 (ohne das langkettige alkylsubstituierte Bisphenol als eines der Monomeren). Polycarbonate, die relativ geringe prozentuale Dehnungswerte von weniger als etwa 0,05% haben, sind wertvolle Materialien zur Herstellung von Gegenständen, die in optischen Anwendungen, wie z.B. hochdichten digitalen Mehrzweckdisks und digitalem wiederbeschreibbarem Videoformat verwendet werden.
Während die Offenbarung mit Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente durch Elemente davon ersetzt werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen gemacht werden, um eine besondere Situation oder Material den Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform, wie sie als beste Art und Weise für das Ausführen der Erfindung gedacht ist, beschränkt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen einschließt, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Ein Polycarbonat-Copolymer aufweisend Struktureinheiten abgeleitet von: Einer Cyclohexyliden-bis-(alkylphenol)-Verbindung dargestellt durch eine Formel aufweisend:
worin A¹ ein trisubstituierter aromatischer Rest mit der Formel C₆H₃R² ist, worin R² ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C₁-C₆-Alkylresten, und Kombinationen aufweisend wenigstens einen der vorstehenden Reste; ein Alkyl substituiertes Bisphenol dargestellt durch eine Formel aufweisend:
worin A² ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Rest ist; und R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C₁₃-C₂₂-Alkylresten; und eine Kohlensäurediesterverbindung.
Polycarbonat-Copolymer nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend Struktureinheiten abgeleitet von wenigstens einer aromatischen Dihydroxyverbindung dargestellt durch eine Formel aufweisend:
worin A³ ausgewählt ist aus divalenten substituierten und unsubstituierten aromatischen Resten.
Das Polycarbonat-Copolymer nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend Sturktureinheiten abgeleitet von wenigstens einer aromatischen Dihydroxyverbindung dargestellt durch eine Formel umfassend:
worin G¹ eine aromatische Gruppe ist, worin E ein Alkylen, ein Alkyliden, eine cycloaliphatische Gruppe ist; eine Schwefel enthaltende Verbindung, eine Phosphor enthaltende Verbindung; eine Etherbrücke, eine Carbonylgruppe, eine tertiäre Stickstoffgruppe, oder eine Silizium enthaltende Brücke, wobei R¹ Wasserstoff ist oder eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe; wobei Y¹ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoff, einer monovalenten Kohlenwasserstoffgruppe, Alkenyl, Allyl, Halogen, Brom, Chlor, Nitro; wobei „m" eine ganze Zahl von und einschließlich Null bis zur Anzahl der Position an G¹ ist, die für eine Substitution zur Verfügung stehen; wobei „p" eine ganze Zahl von und einschließlich Null darstellt bis zur Anzahl von Positionen an E, die für eine Substitution verfügbar sind; wobei „t" eine ganze Zahl wenigstens gleich Eins darstellt; wobei „s" entweder Null oder Eins ist; und wobei „u" eine ganze Zahl einschließlich Null darstellt.
Palycarbonat-Copolymer nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine aromatische Dihydroxyverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 4,4'-(3,3,5-Trimethylcyclohexyliden)-diphenol, 4,4'-bis-(3,5-Dimethyl)-diphenol, 1,1-bis-(4-Hydroxy-3-methylphenyl)-cyclohexan, 4,4-bis-(4-Hydroxyphenyl)-heptan, 2,4'-Dihydroxydiphenylmethan, bis-(2-Hydroxyphenyl)-methan, bis-(4-Hydroxyphenyl)-methan, bis-(4-Hydroxy-5-nitrophenyl)-methan, bis-(4-Hydroxy-2,6-dimethyl-3-methoxyphenyl)-methan, 1,1-bis-(4-Hydroxyphenyl)-ethan, 1,1-bis-(4-Hydroxy-2-chlorphenyl)-ethan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(3-Phenyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxy-3-ethylphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxy-3-isopropylphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxy-3,5-dimethylphenyl)-propan, 2,2-bis-(3,5,3',5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxyphenyl)-propan, bis-(4-Hydroxyphenyl)-cyclohexylmethan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-1-phenylpropan, 2,4'-Dihydroxyphenylsulfon, 2,6-Dihydroxynaphthalin; Hydrochinon; Resorcin, C_1-3-Alkyl-substituiertes Resorcin, 3-(4-Hydroxyphenyl)-1,1,3-trimethylindan-5-ol, 1-(4-Hydroxyphenyl)-1,3,3-trimethylindan-5-ol, 2,2,2',2'-Tetrahydro-3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobi[1H-inden]-6,6'-diol, 4,4'-(1-Decyliden)-bisphenol, 2,2-bis-(3-sec-Butyl-4-hydroxyphenyl)-propan und Kombinationen aufweisend wenigstens eine der vorstehenden aromatischen Dihydroxyverbindungen.
Polycarbonat-Copolymer nach Anspruch 1, wobei das Alkyl-substiutierte Bisphenol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,1-bis-(3-Methyl-4-hydroxyphenyl)-3-pentadecylcyclohexan; 1,1-bis-(3-Methyl-4-hydroxyphenyl)-3-octadecylcyclohexan, und 1,1-bis-(3-Methyl-4-hyddroxyphenyl)-3-docosylcyclohexan.
Ein Spritzgieß- oder Blasformgegenstand aufweisend das Polycarbonat nach Anspruch 1.
Gegenstand nach Anspruch 6, wobei der Gegenstand eine optische Disk ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus HD-DVDs (high-density digital versatile disk) und einem wiederbeschreibbaren digitalen Videoformat (digital video rewritable format).
Polycarbonat-Copolymer nach Anspruch 1, wobei das Cyclohexyliden-bis-(alkylphenol) dargestellt wird durch die Formel:
das Alkyl-substituierte Bisphenol dargestellt wird durch die Formel:
worin R¹ unabhängig einen C₁₃-C₂₂ Langkettenalkylrest umfasst.
Ein Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren zur Herstellung eines Polycarbonats, wobei das Verfahren umfasst, dass man: einen Katalysator und eine Eduktzusammensetzung zur Bildung einer Reaktionsmischung kombiniert; und die Reaktionsmischung unter reaktiven Bedingungen für eine Zeitspanne mischt, um ein Polycarbonatprodukt herzustellen, wobei die Eduktzusammensetzung aufweist: einen Kohlensäurediester der Formel (ZO)₂C=O, wobei jedes Z unabhängig ein unsubstituierter oder substituierter Alkylrest oder ein unsubstituierter oder substituierter Arlyrest ist; ein Cyclohexyliden-bis-(alkylphenol) der Formel:
worin A¹ ein trisubstituierter aromatischer Rest ist mit der Formel C₆H₃R², wobei R² ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C₁-C₆-Alkylresten, und Kombinationen aufweisen wenigstens einen der vorstehenden Reste; und ein Alkyl-substituiertes Bisphenol der Formel:
wobei A² ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer Rest ist; und R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C₁₃-C₂₂-Alkylresten.
Ein Schmelzumesterungspolymerisationsverfahren zur Herstellung eines Polycarbonats, welches Verfahren umfasst, dass man: einen Katalysator, der wenigstens Natriumhydroxid und/oder Tetramethylammoniumhydroxid umfasst, und eine Eduktzusammensetzung zur Bildung einer Reaktionsmischung kombiniert; und die Reaktionsmischung unter reaktiven Bedingungen für eine Zeitdauer mischt, zur Herstellung eines Polycarbonats, wobei die Eduktzusammensetzung umfasst: Diphenylcarbonat, ein Cyclohexyliden-bis-(alkylphenol) der Formel:
ein Langketten-Alkyl-substituiertes Bisphenol der Formel:
worin R¹ unabhängig ein C₁₃-C₂₂-Langkettenalkylrest umfasst; und wenigstens ein aromatisches Dihydroxyverbindungs-Comonomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Resorcin, Bisphenol A, 4,4'-(1-Decyliden)-bisphenol, 2,2-bis-(3-sec-Butyl-4-hydroxyphenyl)-propan und Mischungen davon.