JP2016516884A - ポリアリーレンエーテルスルホン(paes)ポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
−E−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4− (式(St)
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
−Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− Eは、式(Et):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
のものである]
の繰り返し単位(Rt)である、ポリ(アリーエーテルスルホン)ポリマー[本明細書では以下、(t−PAES)ポリマー]であって、
前記(t−PAES)ポリマーが41,000〜90,000の範囲の数平均分子量(Mn)を有するポリマーである。
互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれにおける芳香族部分は好ましくは、次式:
(式中:
− 各Rsは独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− kは、ゼロまたは1〜4の整数であり;k’は、ゼロまたは1〜3の整数である)
に従う。
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される)
のものからなる群から選択される。
のものからなる群から選択される。
−E−Ar5−CO−[Ar6−(T−Ar7)n−CO]m−Ar8− (式Ka)
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr5、Ar6、Ar7およびAr8のそれぞれは、芳香族部分であり、
−Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− Eは、上に詳述されたような、式(Et)のものである)
の繰り返し単位(Ra)を含む。
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
のものからなる群から選択することができる。
のものからなる群から選択される。
(S1):−Ar9−(T’−Ar10)n−O−Ar11−SO2−[Ar12−(T−Ar13)n−SO2]m−Ar14−O−
(式中:
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、Ar9、Ar10、Ar11、Ar12、Ar13およびAr14は独立して、芳香族単核または多核基であり;
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、TおよびT’は独立して、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくは、T’は、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、−SO2−および下記の式:
の基からなる群から選択され、
好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および下記の式:
の基からなる群から選択され、
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数である)
に従う繰り返し単位を含む。
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは0〜4の整数であり、
− TおよびT’は、互いに等しいかもしくは異なり、任意選択的に1個または2個以上のヘテロ原子を含む結合または二価基である;好ましくは、T’は、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、−SO2−および式:
の基からなる群から選択され、
好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および下記の式:
の基からなる群から選択される)
のものからなる群から選択することができる。
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは0〜4の整数である)
からなる群から選択される繰り返し単位を含む。
(数式中、Miは、ポリマー分子の分子量については離散値であり、Niは、分子量Miのポリマー分子の数であり、それからすべてのポリマー分子の重量は、ΣMiNiであり、ポリマー分子の総数は、ΣNiである)
である。
(数式中、Miは、ポリマー分子の分子量についての離散値であり、Niは、分子量Miのポリマー分子の数であり、それから分子量Miを有するポリマー分子の重量は、MiNiである)
である。
4,4’’−テルフェニル−p−ジオールの組み込みに由来する部分を含むポリアリーレンエーテルスルホン(PAES)ポリマーであって、前記(PAES)ポリマーが制御された高い分子量を有するポリマーを提供するという狙いで、前記(PAES)ポリマーの新規製造方法が開発され、それによって容易な分子量制御を可能にする。
−E−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4− (式St)
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
−Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− Eは、式(Et):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’はゼロであるかまたは1〜4の整数である)
のものである]
の繰り返し単位(Rt)である、(t−PAES)ポリマーであって、前記(t−PAES)ポリマーが少なくとも41,000の数平均分子量(Mn)を有するポリマーの製造方法である。
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
の少なくとも1種のジヒドロキシアリール化合物[本明細書では以下、ジオール(AA)];
− 式(S):
X−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4−X’ 式(S)
式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、1〜5の整数であり;互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は、F、Cl、Br、I;好ましくはClまたはFから選択されるハロゲンであり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される)
の少なくとも1種のジハロアリール化合物[本明細書では以下、ジハロ(BB)];
− 任意選択的に、上に詳述されたような、ジオール(AA)とは異なる少なくとも1種のジヒドロキシアリール化合物[本明細書では以下、ジオール(A’A’)];
− 任意選択的に、上に詳述されたような、ジハロ(BB)とは異なる少なくとも1種のジハロアリール化合物[本明細書では以下、ジハロ(B’B’)]
を含有するモノマー混合物であって、
モノマー混合物のモノマーのハロ基およびヒドロキシル基の総量が、少なくとも41,000のMnを有する(t−PAES)ポリマーを得るために、実質的に等モルであると理解されるモノマー混合物を反応させる工程を含む、少なくとも41,000の数平均分子量(Mn)を有する、(t−PAES)ポリマーの製造方法であって、この反応が、モノマー混合物と溶媒混合物との総合重量に対して22%以上および50%未満の全%モノマー混合物濃度[本明細書では以下、全%モノマー]で実施される方法に関する。
100×Mwt/(Mwt+Swt)に等しい。
としてコンピュータ計算される、試剤(E)の総量は、
0.05〜20%モルの間に含まれ、試剤(E)は有利には、試剤(MX)だけ、試剤(MOH)だけまたはそれらの組み合わせであってもよいと理解される。言い換えれば、上述の式において、それらの合計は、0.05〜20%モルのものであるという追加の規定付きで、上に詳述されたような、ジハロ(BB)の、任意選択的に、上に詳述されたような、ジハロ(B’B’)の全モルに対して試剤(MX)の量は、0.05〜20%モルであり得るし、上に詳述されたような、ジオール(AA)の、および任意選択的にジオール(A’A’)の全モルに対して試剤(MOH)の量は、0.05〜20%モルであり得る。
(式中:
− 各Rsは独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− kは、ゼロまたは1〜4の整数であり;k’は、ゼロまたは1〜3の整数である)
に従う。
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− 互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は独立して、ハロゲン原子、好ましくはClまたはFである)
に従うものである。
(式中、XおよびX’は上に定義された通りであり、互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は好ましくは、ClまたはFである。より好ましくはXおよびX’はFである)
に従うものである。
X−Ar5−CO−[Ar6−(T−Ar7)n−CO]m−Ar8−X (式K)
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr5、Ar6、Ar7およびAr8のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− 互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は独立して、ハロゲン原子、好ましくはClまたはFである)
のハロ(B’B’)をとりわけ挙げることができる。
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数であり、
式中、XおよびX’は、上に定義された通りであり、互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は好ましくは、ClまたはFである。より好ましくはXおよびX’はFである)
に従うものである。
HO−Ar9−(T’−Ar10)n−O−H 式(D)
(式中:
− nは、ゼロまたは1〜5の整数であり;
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、Ar9およびAr10のそれぞれは、式:
(式中:
− 各Rsは独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− kは、ゼロまたは1〜4の整数であり;k’は、ゼロまたは1〜3の整数であり;
− T’は、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−SO2−、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される)
の芳香族部分である]
の化合物を挙げることができる。
がとりわけ挙げられ得る。
R’−SO2−R’’またはR’−SO−R’’
(式中、互いに等しいかもしくは異なる、R’およびR’’は独立して、アリール、アルカリールおよびアルアリール基である)
に従う芳香族スルホンおよび芳香族スルホキシド、より特にジ芳香族スルホンおよびジ芳香族スルホキシドなどの硫黄含有溶媒を挙げることができる。
[式中、互いに等しいかもしくは異なる、YおよびY’は独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリール、アラルキルからなる群から選択され;Zは、結合、酸素または2個の水素(各ベンゼン環に結合したもの)である]
に従うものである。
還流でエタノール/水(90/10)で洗浄することによってさらに精製された、Yonghi Chemicals,Chinaから商業的に入手可能な1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオール。結果として生じた材料の純度は、ガスクロマトグラフィーによって測定されるように94.0%面積超であることが示された。
Aldrichから(99%グレード、GCによって測定される99.32%純度)またはMarshalltonから(GCによって99.92%純度)商業的に入手可能な4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン。
Provironから商業的に入手可能なジフェニルスルホン(ポリマーグレード)(99.8%純度)。
Armand productsから商業的に入手可能なd90<45μmの炭酸カリウム。
Acrosから商業的に入手可能な塩化リチウム(99+%、ACSグレード)。
攪拌機、N2注入管、反応媒体中に突っ込む熱電対付きClaisenアダプタ、ならびに冷却器付きDean−Starkトラップおよびドライアイストラップを備えた500mLの4つ口反応フラスコに、89.25gのジフェニルスルホン、28.853gの1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオールおよび27.968gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン(38.9%の全%モノマーおよび1.000のモル比ジハロ(BB)/ジオールに相当する)を導入した。フラスコ内容物を真空下に排気し、次に高純度の窒素(10ppm未満のO2を含有する)で満たした。反応混合物を次に、一定の窒素パージ(60mL/分)下に置いた。反応混合物を220℃までゆっくり加熱した。220℃で、15.354gのK2CO3を30分にわたって反応混合物に粉末ディスペンサーによって添加した。この添加の終わりに、反応混合物を1℃/分で320℃まで加熱した。下の表1に分単位で表される、適切な反応時間後に、320℃で、1.119gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを、反応器上に窒素パージを保ちながら反応混合物に添加した。2分後に、4.663gの塩化リチウムを反応混合物に添加した。2分後に、別の0.280gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを反応器に添加し、反応混合物を5分間温度に保った。反応器内容物を次に、反応器からステンレス鋼受皿に注ぎ込み、冷却した。固体を壊し、2mmスクリーン通しで摩擦粉砕機ですり潰した。ジフェニルスルホンおよび塩を、アセトン、次に12〜11のpHでの水、次にアセトンで混合物から抽出した。粉末を次に、2gのリン酸二水素ナトリウムおよび2gのリン酸一水素ナトリウムを含有する1200mLの水で洗浄した。粉末を次に、反応器から取り出し、12時間真空下に120℃で乾燥させて44gの淡褐色粉末を生成した。最終ポリマーの分子量を、下に詳述されるように、展開されるGPCによって測定した。320℃での反応時間およびすべての結果を表2にまとめる。
前記比較例は、参照によりその全体を本明細書に援用される、表題実施例1で欧州特許出願公開第0 383 600 A2号明細書に記載されている2のような合成手順に従って、しかし100.00gのジフェニルスルホン、13.115gの1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオールおよび12.840gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを使用することによって行った。全%モノマーは20.6%であり、モル比ジハロ(BB)/ジオールは1.020である。すべての結果を表2にまとめる。
前記比較例は、参照によりその全体を本明細書に援用される、表題実施例12で英国特許出願公開第2 289 685 A号明細書に記載されているような合成手順に従って、しかし100.00gのジフェニルスルホン、20.997gの1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオールおよび20.524gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを使用することによって行った。全%モノマーは29.4.6%であり、モル比ジハロ(BB)/ジオールは1.0084である。すべての結果を表2にまとめる。
すべてのこれらの実施例は、一般的な手順に従って実施し、320℃での相当する反応時間を表2に示す。
この実施例は、攪拌機、N2注入管、反応媒体中に突っ込む熱電対付きClaisenアダプタ、ならびに冷却器付きDean−Starkトラップおよびドライアイストラップを備えた500mLの4つ口反応フラスコに、89.26gのジフェニルスルホン、28.853gの1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオールおよび15.354gのK2CO3を導入し、そして反応混合物を220℃にゆっくり加熱した後に、28.0514gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを20分にわたって反応混合物に粉末ディスペンサーによって添加したことを除いて一般的な手順に従って実施した。この添加の終わりに、反応混合物を1℃/分で320℃まで加熱した。320℃で10分後に、0.5594gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを、反応器上に窒素パージを保ちながら反応混合物に添加した。ジフェニルスルホンおよび塩の除去後に、48gの淡褐色粉末が得られた。最終ポリマーの分子量を、下に詳述されるように展開されるGPCによって測定した。320℃での反応時間およびすべての結果を表2にまとめる。
すべてのこれらの実施例は、一般的な手順に従って実施し、相当する反応条件を表3に示す。
本実施例は、89.25gのジフェニルスルホン、28.853gの1,1’:4’,1’’−テルフェニル−4,4’’−ジオールおよび28.163gの4,4’−ジフルオロジフェニルスルホンを使用したことを除いて、実施例11の一般的な手順に従って実施した。全%モノマーは39.0%であり、モル比ジハロ(BB)/ジオールは1.007である。すべての結果を表3にまとめる。
GPC条件:
ポンプ:Watersによって製造された515 HPLCポンプ
検出器:HPによって製造されたUV 1050シリーズ
ソフトウェア:Watersによって製造されたEmpower Pro
注入器:Waters 717 Plusオートサンプラー
流量:0.5ml/分
UV検出:270nm
カラム温度:40℃
カラム:Agilentによって製造された2×PL Gel混合D、5ミクロン、300mm×7.5mm 5ミクロン
注入:20μリットル
ランタイム:60分
溶離液:0.1モル臭化リチウム(Fisher製造元)入りN−メチル−2−ピロリドン(Sigma−Aldrich,HPLC用のChromasolv Plus>99%)。移動相は、窒素または不活性環境下に保管されるべきである。
較正標準:Agilentによって製造されたポリスチレン標準パート番号PL2010−0300を較正のために使用した。各バイアルは、4つの狭い多分散性ポリスチレン標準の混合物を含有する(較正曲線を確定するために使用された計11の標準、371100、238700、91800、46500、24600、10110、4910、2590、1570、780)
標準の濃度:1ミリリットルの移動相を、較正のためのGPC注入前に各バイアルに添加する。
較正曲線:1)タイプ:相対的な、狭い標準較正 2)フィット:三次回帰。
積分および計算:Watersによって製造されたEmpower Pro GPCソフトウェアを用いてデータ、較正および分子量計算を取得した。ピーク積算開始点および終了点は、全体的なベースライン上の有意な差から手動で決定した。
試料調製:25mgの(t−PAES)ポリマーは、10mlの4−クロロフェノールに170〜200℃で加熱すると溶解した。少量(0.2〜0.4ml)の得られた前記溶液を、4mlのN−メチル−2−ピロリドンで希釈した。生じた溶液を、上述のGPC条件に従ってGPCカラムに通した。
溶融粘度は、以下の条件:
・窒素下
・410℃
・1〜100 rad/秒周波数掃引
・5%歪み
を用いてASTM D4440に従ってTA ARES RDA3 Rheometerで圧縮成形ディスク(直径25mm×3mm厚さ)に関して測定した。
DSC測定は、キャリアガスとして窒素(99.998%純度、50mL/分)を使ってTA Instruments Q20でASTM D3418−03、E1356−03、E793−06、E794−06に従って行った。温度および熱流較正はインジウムを使用して行った。試料サイズは5〜7mgであった。重量は、±0.01mgで記録した。
第1回加熱サイクル:20.00℃/分で50.00℃から450.00℃に、1分間450.00℃で等温。
第1回冷却サイクル:20.00℃/分で450.00℃から50.00℃に、1分間等温。
第2回加熱サイクル:20.00℃/分で50.00℃から450.00℃に、1分間380.00℃で等温。
102mm×102mm×1.6mmプラークを、下の表1に示されるような次の条件下に圧縮成形することによって(t−PAES)ポリマーから調製した。
(t−PAES)ポリマーの機械的特性は、上に述べられたように、アニールされたプラークから調製された、タイプL衝撃試験片(ASTM D1822、1/8インチ×3/8インチ)を試験検体として使用してASTM D638に従って試験した。引張特性は、0.05インチ/分で測定した。
Claims (17)
- ポリ(アリールエーテルスルホン)ポリマー[本明細書では以下、(t−PAES)ポリマー]であって、繰り返し単位の70%モル超が、式(St):
−E−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4− (式St)
[式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− Eは、式(Et):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
のものである]
の繰り返し単位(Rt)であり、
前記(t−PAES)ポリマーが、41000〜90000の範囲の数平均分子量(Mn)を有する、(t−PAES)ポリマー。 - 前記(t−PAES)ポリマーが、1.00g/l未満の1.84g/cm3の密度を有する水性硫酸溶液への溶解度を有する、請求項1に記載の(t−PAES)ポリマー。
- 前記繰り返し単位(Rt)が、本明細書で以下の式(St−1)〜(St−4):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される)
のものからなる群から選択される、請求項1または2に記載の(t−PAES)ポリマー。 - 式(Ka):
−E−Ar5−CO−[Ar6−(T−Ar7)n−CO]m−Ar8−(式Ka)
[式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr5、Ar6、Ar7およびAr8のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
−Eは、式(Et):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択される)
のものである]
の繰り返し単位(Ra)をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の(t−PAES)ポリマー。 - 互いに等しいかもしくは異なる、ArおよびAr’が芳香族基である、Ar−SO2−Ar’基を含む繰り返し単位(Rb)をさらに含み、前記繰り返し単位(Rb)が一般に、式(S1):
(S1):−Ar9−(T’−Ar10)n−O−Ar11−SO2−[Ar12−(T−Ar13)n−SO2]m−Ar14−O−
(式中:
互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、Ar9、Ar10、Ar11、Ar12、Ar13およびAr14は独立して、芳香族単核または多核基であり;
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、TおよびT’は独立して、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくは、T’は、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、−SO2−および下記の式:
の基からなる群から選択され、
好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および下記の式:
の基からなる群から選択され、
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数である)
に従う、請求項1〜3のいずれか一項に記載の( t−PAES)ポリマー。 - 互いに等しいかもしくは異なる、ArおよびAr’が芳香族基である、Ar−C(O)−Ar’基を含む繰り返し単位(Rc)をさらに含み、前記繰り返し単位(Rc)が一般に、本明細書で以下の、式(J−A)〜(J−L):
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは0〜4の整数である)
からなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の(t−PAES)ポリマー。 - 前記(t−PAES)ポリマーが、4.0未満の、好ましくは3.8未満の、より好ましくは3.5未満の前記多分散指数を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の(t−PAES)ポリマー。
- 前記(t−PAES)ポリマーが、ASTM D638に従って測定されるような、2%以上の引張降伏伸びを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の(t−PAES)ポリマー。
- 前記(t−PAES)ポリマーが、ASTM D638に従って測定されるような、9%以上の引張破断点伸びを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の(t−PAES)ポリマー。
- 前記(t−PAES)ポリマーの成形部品が有利には、30%よりも下の結晶化度を有し、前記成形部品が、前記(t−PAES)ポリマーの圧縮成形によって製造された102mm×102mm×1.6mmプラークであり、前記プラークが空気下に3時間350℃でアニールされた、請求項1に記載の(t−PAES)ポリマー。
- ポリ(アリールエーテルスルホン)ポリマー[(t−PAES)ポリマー]の数平均分子量(Mn)の測定のためのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)方法であって、前記繰り返し単位の70モル%超が、式(St):
−E−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4− (式St)
[式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− Eは、式(Et):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− J’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
のものである]
の繰り返し単位(Rt)であり、前記GPC法が、(i)前記(t−PAES)ポリマーをGPC用に好適な溶媒に100〜250℃の温度で溶解させ、それによってポリマー溶液を提供する工程であって、前記ポリマー溶液中の前記(t−PAES)ポリマーの濃度は、1.0〜10.0mg/mlである工程、(ii)20〜50℃の温度で、溶離剤として少なくとも1種の塩を含有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を使用してGPCカラムにおいて前記ポリマー溶液の検体を溶出する工程を含む方法。 - (t−PAES)ポリマーの製造方法であって、極性の非プロトン性溶媒を含む溶媒混合物中でおよびアルカリ金属炭酸塩の存在下で、
− 式(T):
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、R’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− j’は、ゼロであるかまたは1〜4の整数である)
の少なくとも1種のジヒドロキシアリール化合物[本明細書では以下、ジオール(AA)];
− 式(S):
X−Ar1−SO2−[Ar2−(T−Ar3)n−SO2]m−Ar4−X’ 式(S)
(式中、
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり;互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は、F、Cl、Br、I;好ましくはClまたはFから選択されるハロゲンであり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr1、Ar2、Ar3およびAr4のそれぞれは、芳香族部分であり、
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される)
の少なくとも1種のジハロアリール化合物[本明細書では以下、ジハロ(BB)];
− 任意選択的に、上に詳述されたような、ジオール(AA)とは異なる少なくとも1種のジヒドロキシアリール化合物[ジオール(A’A’)];
− 任意選択的に、上に詳述されたような、ジハロ(BB)とは異なる少なくとも1種のジハロアリール化合物[ジハロ(B’B’)]
を含有するモノマー混合物であって、
前記モノマー混合物のモノマーのハロ基およびヒドロキシル基の総量が、少なくとも41,000のMnを有する(t−PAES)ポリマーを得るために、実質的に等モルであると理解されるモノマー混合物を反応させる工程を含む、少なくとも41,000の数平均分子量(Mn)を有する方法において、前記反応が、モノマー混合物と溶媒混合物との総合重量に対して22%以上および50%未満の全%モノマー混合物濃度[本明細書では以下、全%モノマー]で実施される方法。 - 前記モノマー混合物が、ジハロ(BB)とは異なる式(K):
X−Ar5−CO−[Ar6−(T−Ar7)n−CO]m−Ar8−X’ (式K)
(式中:
− 互いに等しいかもしくは異なる、nおよびmは独立して、ゼロまたは1〜5の整数であり、
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なるAr5、Ar6、Ar7、およびAr8のそれぞれは、芳香族部分であり
− Tは、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択され、
− 互いに等しいかもしくは異なる、XおよびX’は独立して、ハロゲン原子、好ましくはClまたはFである)
に従う少なくとも1種のジハロアリール化合物[ジハロ(B’B’)]を含有する、請求項12に記載の方法。 - 前記モノマー混合物が、ジオール(AA)とは異なる式(D):
HO−Ar9−(T’−Ar10)n−O−H 式(D)
[式中:
− nは、ゼロまたは1〜5の整数であり;
− 互いにおよび出現ごとに等しいかもしくは異なる、Ar9およびAr10のそれぞれは、式:
(式中:
− 各Rsは独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミンおよび第四級アンモニウムからなる群から選択され;
− kは、ゼロまたは1〜4の整数であり;k’は、ゼロまたは1〜3の整数である)
の芳香族部分であり;
− T’は、結合または1つもしくは2つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含む二価基であり;好ましくはTは、結合、−SO2−、−CH2−、−C(O)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−C(=CCl2)−、−C(CH3)(CH2CH2COOH)−、および式:
の基からなる群から選択される]
の化合物からなる群から選択される、少なくとも1種のジヒドロキシル化合物ジオール(A’A’)を含有する、請求項12に記載の方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の (t−PAES)ポリマーを使用することを含む、造形品の製造方法。
- 前記(t−PAES)ポリマーが、溶融加工(射出成形、押出成形、圧縮成形など)、および/または吹き付け塗装、粉体塗装選択的焼結、溶融堆積モデリングからなる群から選択される加工手順によって加工される、請求項15に記載の方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の (t−PAES)ポリマーから製造された造形品。
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