JP7483322B2 - ポリスルホンを含むポリマー組成物およびそれから作製される物品 - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、２０１６年６月２９日出願の米国仮特許出願第６２／３５６，２０５号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、ポリアリールエーテルスルホンポリマーおよびポリアリーレンスルフィドポリマーを含むポリマーブレンドを含む、組成物（Ｃ）、ならびに前記組成物を含む物品に関する。
ポリアリールエーテルスルホンは、優れた特性、例えば、強度、耐化学薬品性および耐熱性を有し、配管物品、電子部品、航空機および自動車部品、ならびに医療機器の範囲に及ぶ多くの用途で使用されている。ガラス繊維により強化されたポリアリールエーテルスルホンを含む組成物は、ここ数年間利用可能であったが、しかしながら、一部の分野におけるそれらの使用は、特にそれらの耐衝撃性および低引張り強度に関する、それらの全体的に不十分な機械的性能、ならびに成形性および繊維含有量を制限するそれらの高粘度により妨げられている。したがって、ポリアリールエーテルスルホンを含む利用可能なガラス繊維強化組成物は、一般に増強された延性を有する薄い壁部分のための組成物の成形に適さない。本発明の目的は、低下した粘度、増強された成形性、および改善された機械的特性、例えば、衝撃強度を有する組成物を提供することである。
本発明は、ポリマー組成物（Ｃ）であって、
－ （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で１５～６０％の、ガラス繊維からなる成分（ａ）；
－ （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で８５～４０％の成分（ｂ）であって、
－ （ｂ）の全重量に基づいて重量単位で９９．５～７０％のポリアリールエーテルスルホンポリマー（ＰＡＥＳ）および
－ （ｂ）の全重量に基づいて重量単位で０．５～３０％の、ＧＰＣにより測定して３０，０００～７０，０００ｇ／モル の重量平均分子量を有するポリアリーレンスルフィドポリマー（ＰＡＳ）
からなる成分（ｂ）；
－ （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で０～１０％の少なくとも１種の添加剤（ＡＤ）を含み、
ここで、ＰＡＥＳの繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）の少なくとも５０モル％は、以下の式（Ｉ）：
Figure 0007483322000001
（式中、（ｉ）それぞれのＲｋは、互いに等しいかまたは異なり、水素、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、アルカリまた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、アルカリまた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選択され；（ｉｉ）それぞれのＲ’およびＲ’’は、互いに等しいかまたは異なり、水素、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、アルカリまた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、アルカリまた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選択され；（ｉｉｉ）それぞれのｋは、互いに等しいかまたは異なり、０～４の範囲の整数である）
により表される、ポリマー組成物（Ｃ）に関する。
別の態様では、本発明は、上で定義されたとおりの組成物（Ｃ）を含む部分を少なくとも含む、物品（Ａ）を提供する。
別の態様では、本発明は、物品または物品の部分を調製する方法であって、成分（ａ）および成分（ｂ）、ならびに任意選択で（ＡＤ）および他の原料を溶融相中でブレンドすることによってポリマー組成物（Ｃ）を調製する工程と；押出しまたは成形によって、ポリマー組成物（Ｃ）を含む物品、またはその部分を形成する工程とを含む、方法を提供する。
ガラス繊維ならびに（ｉ）ポリ（アリールエーテルスルホン）（「ＰＡＥＳ」）ポリマーおよび（ｉｉ）ポリアリーレンスルフィド（「ＰＡＳ」）ポリマーを有するポリマー部分を含む組成物が、本明細書で記載される。
いくつかの実施形態では、本ポリマー組成物は、１種以上の添加剤を任意選択で含むことができる。意外なことに、前述のポリマー組成物は、具体的には成形性のための、特に衝撃強度、および加工性に関する、卓越した機械的特性を有することが見出された。一態様では、ポリマー組成物は、高い耐熱性および耐化学薬品性を有しなければならず、かつ中程度から重度の衝撃に耐え得る、薄い壁を有する部分が必要とされる用途で望ましく使用され得る。
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、物品、例えば、配管物品の構成要素、電子機器、医療機器、および自動車または航空機部品で望ましく使用され得る。
特に断りのない限り、本発明の文脈において、組成物中の成分の量は、１００を乗じた、成分の重量と組成物の全重量との比（また：「重量％」または「重量単位での％」）として示される。
ポリアリールエーテルスルホンポリマー
本発明による組成物は、以下の式（Ｉ）：
Figure 0007483322000002
（式中、（ｉ）それぞれのＲｋは、互いに等しいかまたは異なり、水素、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、アルカリまた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、アルカリまた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選択され；（ｉｉ）それぞれのＲ’およびＲ’’は、互いに等しいかまたは異なり、水素、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、アルカリまた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、アルカリまた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選択され；（ｉｉｉ）それぞれのｋは、互いに等しいかまたは異なり、０～４の範囲の整数である）
により表される少なくとも５０モル％の繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）を有する少なくとも１種のポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）ポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、組成物（Ｃ）中、ＰＡＥＳは、少なくとも５５モル％、少なくとも６０モル％、少なくとも７０モル％、少なくとも８０モル％、少なくとも９０モル％、少なくとも９５モル％、少なくとも９９モル％、または少なくとも９９．９モル％の繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）を有し得る。
いくつかの実施形態では、（ＲＰＡＥＳ）は、以下の式：
Figure 0007483322000003
により表すことができる。
（ＲＰＡＥＳ）が式（ＩＩ）により表されるいくつかの実施形態では、それぞれのｋ＝０である。（ＲＰＡＥＳ）が式（ＩＩ）により表されるいくつかの実施形態では、Ｒ’およびＲ’’は、Ｃ１～Ｃ８直鎖または分岐アルキル基、好ましくはＣ１～Ｃ８直鎖または分岐アルキル基から選択されるアルキル基であり、より好ましくはＲ’およびＲ’’の両方は、メチル基（－ＣＨ３）である。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、ＰＡＥＳは、ポリスルホン（ＰＳＵ）ポリマーであり、それは、繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）の少なくとも５０％が、Ｒ’およびＲ’’がメチル基（－ＣＨ３）であり、それぞれのｋ＝０である、式（ＩＩ）により表され、したがって、（ＲＰＡＥＳ）が以下の式（ＩＩＩ）（ＲＰＳＵ）：
Figure 0007483322000004
により表されるポリマーを意味することが意図される。
一般に、ＰＡＥＳポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマーであり得る。ＰＡＥＳポリマーがコポリマーである実施形態では、ＰＡＥＳは、以下の式の群：
Figure 0007483322000005
［式中、
Ｒｊのそれぞれは、互いに等しいかまたは異なり、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、アルカリまた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、アルカリまた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選択され；ｊのそれぞれは、互いに等しいかまたは異なり、０～４の整数であり；Ｔは、結合、－ＣＨ２－；－Ｏ－；－Ｓ－；－Ｃ（Ｏ）－；－Ｃ（ＣＨ３）２－；－Ｃ（ＣＦ３）２－；－Ｃ（＝ＣＣｌ２）－；－Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）－；－Ｎ＝Ｎ－；－ＲａＣ＝ＣＲｂ－；（ここで、それぞれのＲａおよびＲｂは、互いに独立して、水素、またはＣ１～Ｃ１２－アルキル、Ｃ１～Ｃ１２－アルコキシ、もしくはＣ６～Ｃ１８－アリール基である）；－（ＣＨ２）ｑ－および－（ＣＦ２）ｑ－（ここで、ｑは、１～６の範囲の整数である）、または６個までの炭素原子の、直鎖もしくは分岐の脂肪族二価基；ならびにそれらの混合物から選択される］
から選択される式により表される、繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）とは区別される、繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ ＊）をさらに含み得る。
いくつかの実施形態では、繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ ＊）は、以下の式の群：
Figure 0007483322000006
およびそれらの混合物から選択される式により表すことができる。
ＰＡＥＳポリマーがコポリマーである、いくつかの実施形態では、ＰＡＥＳは、少なくとも約１モル％、少なくとも約５モル％、または少なくとも約１０モル％の繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ ＊）を有し得る。そのような実施形態では、ＰＡＥＳポリマーは、約５０モル％以下、約４０モル％以下、約３０モル％以下、または約２０モル％以下の繰り返し単位（ＲＰＥＳ）を有し得る。
ＰＡＥＳポリマーは、約２０，０００グラム／モル（ｇ／モル）～約１００，０００ｇ／モル、または約４０，０００ｇ／モル～約８０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有し得る。当業者は、明確に開示された範囲内にある追加的な重量平均分子量の範囲が企図されており、かつ本開示の範囲内にあることを認識する。重量平均分子量は、
Figure 0007483322000007
（式中、Ｍｉは、試料中のポリマー分子の分子量の離散値であり、Ｎｉは、分子量Ｍｉを有する試料中のポリマー分子の数である）
と決定することができる。重量平均分子量は、溶媒として塩化メチレン中で使用するゲル浸透クロマトグラフィーにより、ポリスチレン標準と比較して、測定され得る。
本明細書で目的のＰＡＥＳポリマーは、少なくとも約１７０℃、少なくとも約１８０℃、または少なくとも約１８５℃のガラス転移温度（“Ｔｇ”）を有してもよい。ガラス転移温度は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８標準に従って２０℃／分のランプ速度を使用する示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）を使用して測定され得る。
好ましい実施形態では、本発明のポリマー組成物（Ｃ）中、ＰＡＥＳの量は、成分（ｂ）の重量に基づいて重量単位で９７～７０％、好ましくは９５～８０％、より好ましくは９３～８５％または９２～９０％である。
当業者は、明確に開示された範囲内の追加的なＰＡＥＳ濃度範囲が企図され、かつ本開示の範囲内であることを認識する。
ポリアリーレンスルフィドポリマー
本発明の目的において、用語「ポリアリーレンスルフィドポリマー［ポリマー（ＰＡＳ）］」は、繰り返し単位を含む任意のポリマーであって、前記繰り返し単位の５０モル％超は、式：
－（Ａｒ－Ｓ）－
（式中、Ａｒは、その２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子と結合され、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成する、少なくとも１個の芳香族単核または多核環、例えば、フェニレンまたはナフチレン基、を含む芳香族部分を意味する）
の繰り返し単位（ＲＰＡＳ）である、ポリマーを意味することが意図される。
繰り返し単位（ＲＰＡＳ）において、芳香族部分Ａｒは、非置換（すなわち、フェニル基）であっても、またはハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ１２アルキル基、Ｃ７～Ｃ２４アルキルアリール基、Ｃ７～Ｃ２４アラルキル基、Ｃ６～Ｃ２４アリーレン基、Ｃ１～Ｃ１２アルコキシ基、およびＣ６～Ｃ１８アリールオキシ基、ならびに置換もしくは非置換アリーレンスルフィド基（そのアリーレン基は、それらの２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子にまた結合され、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成し、それによって、分岐または架橋ポリマー鎖をもたらす）を含むがそれらに限定されない、１個以上の置換基で置換されていてもよい。
ポリマー（ＰＡＳ）は、好ましくは７０モル％超、より好ましくは８０モル％超、さらにより好ましくは９０モル％超の繰り返し単位（ＲＰＡＳ）を含む。最も好ましくは、ポリマー（ＰＡＳ）は、繰り返し単位（ＲＰＡＳ）以外の繰り返し単位をまったく含まない。
繰り返し単位（ＲＰＡＳ）において、芳香族部分Ａｒは、好ましくは、以下の式（Ｘ－Ａ）～式（Ｘ－Ｋ）：
Figure 0007483322000008
Figure 0007483322000009
［式中、Ｒ１およびＲ２は、互いに等しいかまたは異なり、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ１２アルキル基、Ｃ７～Ｃ２４アルキルアリール基、Ｃ７～Ｃ２４アラルキル基、Ｃ６～Ｃ２４アリーレン基、Ｃ１～Ｃ１２アルコキシ基、およびＣ６～Ｃ１８アリールオキシ基、ならびに置換もしくは非置換アリーレンスルフィド基（そのアリーレン基は、それらの２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子にまた結合される）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。これは、直接Ｃ－Ｓ結合によりスルフィド基を形成し、それによって、分岐または架橋ポリマー鎖をもたらす。
ポリマー（ＰＡＳ）は、ホモポリマー、またはコポリマー、例えば、ランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーであってもよい。
ポリマー（ＰＡＳ）は、典型的には、以下の式（Ｘ－Ｌ）～（Ｘ－Ｎ）：
Figure 0007483322000010
のものからなる群から選択される１つ以上の分岐または架橋繰り返し単位を含む。
ポリマー（ＰＡＳ）は、好ましくは、ポリフェニレンスルフィドポリマー［ポリマー（ＰＰＳ）］である。
好ましくは、ポリマーＰＡＳは、「ポリフェニレンスルフィドポリマー［ポリマー（ＰＰＳ）］」であり、それは、繰り返し単位を含む任意のポリマーであって、前記繰り返し単位の５０モル％超が、式：（ＲＰＰＳ）
Figure 0007483322000011
［式中、ｐ－フェニレン基は、その２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子に結合されて、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成し、式中、Ｒ１およびＲ２は、互いに等しいかまたは異なり、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ１２アルキル基、Ｃ７～Ｃ２４アルキルアリール基、Ｃ７～Ｃ２４アラルキル基、Ｃ６～Ｃ２４アリーレン基、Ｃ１～Ｃ１２アルコキシ基、およびＣ６～Ｃ１８アリールオキシ基、ならびに置換もしくは非置換アリーレンスルフィド基（そのアリーレン基は、それらの２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子にまた結合して、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成し、それによって分岐または架橋ポリマー鎖をもたらす）からなる群から選択される］
のｐ－フェニレンスルフィド繰り返し単位であるポリマーを意味することが意図される。最も好ましくは、ＰＡＳは、Ｒ１およびＲ２が水素原子である、ＰＰＳである。有利には、本発明の組成物中のＰＡＳの重量平均分子量（すなわち、相対的モル比）は、例えば、溶媒としてクロロナフタレン中２２０℃で、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定し、ポリスチレン標準と比較して、３０，０００～７０，０００ｇ／モル、好ましくは３５，０００～６０，０００ｇ／モルまたは４０，０００～５０，０００ｇ／モルである。
この範囲に含まれるＭｗを有するＰＰＳは、１００～５００ｇ／１０分に含まれる、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、手順Ｂに従って５ｋｇの重量下３１６℃でのメルトフローレートを有する。好ましくは、本発明のポリマー組成物（Ｃ）中、ＰＡＳは、１４０ｇ／１０分よりも高い、好ましくは１５０ｇ／１０分よりも高い、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、手順Ｂに従って５ｋｇの重量下３１６℃でのマスメルトフローレートを有する。
好ましくは、本発明のポリマー組成物（Ｃ）中、ＰＡＳは、４５０ｇ／１０分よりも低い、好ましくは３００ｇ／１０分よりも低い、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、手順Ｂに従って５ｋｇの重量下３１６℃でのマスメルトフローレートを有する。
典型的には、本発明による組成物中のＰＡＳは、－ＳＨ末端基（酸形態）または－ＳＭ（中和形態）（Ｍは、アルカリ金属、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉまたはアルカリ土類金属、例えば、Ｃａである）の極端に低いレベル、例えば、多くても１０マイクロ当量／ｇ（多くても約０．０３重量％に相当する）を有する。好ましい実施形態によれば、ＰＡＳの－ＳＨ末端基の含有量は、０．５％未満、優先的には０．２％未満、さらにより優先的には０．１％未満である。
添加剤
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、１種以上の添加剤を含み得る。添加剤には、限定されないが、充填剤、無機顔料、ＵＶ／光安定剤、熱安定剤、可塑剤、潤滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、難燃剤、および帯電防止剤が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、ガラス繊維以外の充填剤を含む。望ましい充填剤には、限定されないが、炭素繊維、グラファイト繊維、炭化ケイ素繊維、アラミド繊維、珪灰石、タルク、マイカ、二酸化チタン、チタン酸カリウム、シリカ、カオリン、チョーク、アルミナ、窒化ホウ素、および酸化アルミニウムが含まれる。充填剤は恐らくは、特に機械的強度（例えば、曲げモジュラス）および／または寸法安定性ならびに／または耐摩擦性および耐摩耗性を改善する。本明細書で目的の実施形態のために、ポリマー組成物は、約１重量％～約４０重量％以下、約３０重量％以下、約２５重量％以下、または約２０重量％以下の全充填剤濃度を有し得る。当業者は、明確に開示された範囲内の追加的な充填剤濃度が企図され、かつ本開示の範囲内であることを認識する。
いくつかの実施形態では、充填剤のクラスには、粘土鉱物充填剤が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、１種以上の無機顔料を任意選択で含み得る。一般に、無機顔料は、波長選択的な吸収の結果として反射したまたは透過した光の色を変化させることによりポリマー組成物の選択された外観を得るために添加される。望ましい無機顔料には、限定されないが、二酸化チタン、硫化亜鉛、硫酸バリウム、カーボンブラック、リン酸コバルト、チタン酸コバルト、硫セレン化カドミウム、セレン化カドミウム、フタロシアニン銅、ウルトラマリン、ウルトラマリンバイオレット、亜鉛フェライト、マグネシウムフェライト、および酸化鉄が含まれる。本明細書での目的のポリマー組成物は、約０．１重量％～約２０重量％、好ましくは１重量％～１０重量％または２重量％～５重量％の全無機顔料濃度を任意選択で有し得る。当業者は、明確に開示された範囲内の追加的な顔料濃度が企図され、かつ本開示の範囲内であることを認識する。
ガラス繊維
本発明の組成物は、成分（ａ）としてガラス繊維を含有する。
好ましくは、本発明による組成物では、成分（ａ）の量は、（Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で２０～６０％、より好ましくは２５～５０％である。
ガラス繊維は、様々な組成を有して生成され、それらの一般的な用途は、文字指定によって識別される。文字指定は、意図された用途における最終使用者に許容される性能を提供してきたガラスのファミリーを表す。ガラス繊維ストランドのための標準的な仕様は、ＡＳＴＭ標準Ｄ５７８-０５、およびその同等物で提供される。本発明の文脈では、非限定的な例として、ガラス繊維は、Ｃガラス、Ｅガラス、Ｓガラス、またはそれらの混合物から作られていることができる。好ましくは、本発明の集合体中のガラス繊維は、Ｅガラスから作られている。
本発明の集合体中のガラス繊維の長さおよび直径は、特に限定されない。非限定的な例として、平均繊維直径は、５～２０マイクロメートル、例えば、８または１０～１５マイクロメートルであり得、標準的な切断長さは、３～１０ｍｍ、例えば、４、４．５、５または６から８ｍｍまで変わり得る。
本発明の集合体中のガラス繊維の機械的特性は、特に限定されない。非限定的な例として、それらの引張り強度は、７５～２００ＭＰａ、例えば、８０、９０または１００～１５０または１８０ＭＰａまでであり得、それらの引張り伸び（％）は、１～５、例えば、２または３～４．５または４％までであり得、それらの衝撃強度（シャルピー、ＩＳＯ １７９、非ノッチ付き）は、４０～８０ｋＪ／ｍ２、例えば、５０または６０または６５～７０または７５ｋＪ／ｍ２までである。
物品
上で概略されたとおり、本発明のポリマー組成物は、卓越した延性および、特に耐衝撃性に関して、機械的特性を有する。
したがって、それらは、上で定義されたとおりの組成物（Ｃ）を含む部分を少なくとも含む、物品（Ａ）の調製に特に適する。好ましくは、物品は、配管固定具、医療機器および携帯電子機器からなる群から選択される。
本明細書に記載される物品は、限定されないが、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、およびそれらの任意の組み合わせを含めて、当技術分野で周知の技術を使用して形成することができる。
ある態様では、本発明は、物品または物品の部分の調製方法であって、前記方法は、成分（ａ）および成分（ｂ）、ならびに任意選択で（ＡＤ）および他の原料をブレンドすることによって上で定義されたとおりのポリマー組成物（Ｃ）を調製する工程と、押出しまたは成形によって、ポリマー組成物（Ｃ）を含む、物品またはその部分を形成する工程とを含む、方法を提供する。参照により本明細書に組み込まれる特許、特許出願、および刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合は、本記載が優先するものとする。以下の実施例は、その範囲を限定する意図なしに、本発明の実際の実施形態を例証するために提供される。
出発材料
ＰＡＥＳ：
Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡ， Ｌ．Ｌ．Ｃ．により製造された、Ｕｄｅｌ（登録商標）Ｐ１７００ ＮＴ１１（ＰＡＥＳ １）またはＵｄｅｌ（登録商標）Ｐ３７０３ ＮＴ１１（ＰＡＥＳ ２）。
他のポリエリールエーテルスルホン：
Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡ， Ｌ．Ｌ．Ｃ．により製造された、Ｒａｄｅｌ（登録商標）Ｒ５８００（ＰＰＳＵ）およびＶｅｒａｄｅｌ（登録商標）３３００（ＰＥＳ）。
ＰＡＳ：
Ｓｏｌｖａｙ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＵＳＡ， Ｌ．Ｌ．Ｃ．により製造された、Ｍｗ＝４６，０００ｇ／モルを有するＲｙｔｏｎ（登録商標）ＱＣ２２０Ｎ（ＰＡＳ １）、Ｍｗ＝４０，０００ｇ／モルおよび３２５ｇ／１０分のフローレートを有するＲｙｔｏｎ（登録商標）ＱＡ２５０Ｎ（ＰＡＳ ２）またはＭｗ＝４７，０００ｇ／モルおよび１６０ｇ／１０分のフローレートを有するＲｙｔｏｎ（登録商標）（登録商標）ＱＡ２２０Ｎ（ＰＡＳ ３）。
Ｄａｉｎｉｐｐｏｎ Ｉｎｋ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（ＤＩＣ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌ．Ｌ．Ｃ．）により製造された、Ｍｗ＝３５，０００ｇ／モルを有するＤＳＰ Ｔ－４Ｇ（ＰＡＳ ４）。
分析方法
ＧＰＣ法による分子量測定
ＰＡＥＳの場合、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣまたはＧＰＣ）は、移動相として塩化メチレンを使用して行った。Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからのガードカラム付きの２つの５ミクロン混合Ｄカラムを分離のために使用した。２５４ｎｍの紫外線検出器を、クロマトグラムを得るために使用した。１．５ｍｌ／分のフローレート、および移動相中２０マイクロリットルの０．２重量／体積％溶液の注入体積を選択した。
較正は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手したポリスチレンの１０の狭い較正標準（ピーク分子量範囲：３７１，０００～５８０ｇ／モル）を用いて行った。
較正曲線：１）タイプ：相対的な、狭い較正標準較正２）フィット：３次回帰。
積分および計算：Ｗａｔｅｒｓ製のＥｍｐｏｗｅｒ Ｐｒｏ ＧＰＣ ソフトウェアを使用して、データ、較正および分子量計算を取得する。ピーク積算開始点および終了点は、ベースライン全体上の有意な差から手作業で決定する。
ＰＡＳの場合、１－クロロナフタレンを移動相および溶媒として２２０°Ｃで使用し、較正は、２つの１０ミクロン混合ＢカラムおよびＲＩ検出器を使用して、ポリスチレンの９つの狭い較正標準（ピーク分子量範囲：７５８，５００～１２８０ｇ／モル）を使用して行った。
ガラス繊維：
Ｓａｉｎｔ－Ｇｏｂａｉｎにより供給されたＶｅｔｒｏｔｅｘ（登録商標）９１０Ａ
コンパウンディング
すべての化合物を、市販ガラス充填グレードのポリスルホンと同様に生じさせた。プレブレンドはまったく用いず、正味材料を、押出し中に混合される押出機にすべて別個に添加したことを意味する。すべてのコンパウンディングをＺＳＫ－２６ Ｒ＆Ｄ押出機で行った。
押出し条件
バレル条件は、ＰＡＳまたは任意の添加剤を分解し始めないために３６０℃～３８０℃、好ましくは３６０℃～３７０℃の溶融温度を達成するように指定した。スクリュー速度は、１６０ＲＰＭ～２００ＲＰＭに設定した。供給速度は、それぞれの処方物の望ましい組成に従って設定した。ＰＡＳおよびＰＡＥＳを、溶融ブレンドＰＡＥＳ／ＰＡＳに対して押出機の始めに、およびガラス繊維を押出機にその後に導入した。
成形：
すべての化合物を、伝統的ＡＳＴＭタイプＩ引張りバーおよびＡＳＴＭ曲げバーに成形した。
試験
すべての成形物品を、機械的特性（引張りおよび衝撃）ならびに熱的特性（キャピラリーフロー、メルトフロー）について試験した。引張り特性は、ＡＳＴＭタイプＩ引張りバーを使用してＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って試験した。衝撃特性は、ノッチ付きアイゾット試験（ＡＳＴＭ Ｄ２５６）を使用し、ＡＳＴＭ曲げバーを用いて試験した。メルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８を使用して測定した。
１．３０％ガラス繊維を含有する組成物
以下の実施例は、組成物の全重量に基づいて重量単位で７０％のポリマー成分（ｂ）（主要ポリマーとしてＰＡＥＳ １、非主要ポリマーとしてＰＡＳ １）、成分（ａ）として３０％のガラス繊維を含む。
成分（ｂ）の組成（（ｂ）の全重量に基づいて重量％単位で：
実施例１ｃ－比較（Ｅ１ｃ）：１００％ＰＡＥＳ １
実施例２（Ｅ２）：９７％ＰＡＥＳ １、３％ＰＡＳ １
実施例３（Ｅ３）：９５％ＰＡＥＳ １、５％ＰＡＳ １
実施例４（Ｅ４）：９３％ＰＡＥＳ １、７％ＰＡＳ １
実施例５（Ｅ５）：９０％ＰＡＥＳ １、１０％ＰＡＳ １
実施例６（Ｅ６）：８５％ＰＡＥＳ １、１５％ＰＡＳ １
実施例７（Ｅ７）：８０％ＰＡＥＳ １、２０％ＰＡＳ １
Figure 0007483322000012
意外なことに、すべての試料において、ＰＡＳ １の添加は、レオロジー特性に正に影響を与え、メルトフローを劇的に増加させ（１７０％まで）ならびにすべての引張り特性（引張り強度、引張りモジュラス）および同時に、同様に衝撃強度を増加させる。
特に、ノッチ付きアイゾット耐衝撃性に好都合な増加がある（２２％まで）。
留意すべき興味深い事実は、２０％ＰＡＳ １（Ｅ７）において、処方物のメルトフローは、ガラス繊維をまったく有しない正味ＰＡＥＳ １のものと同様であり、ノッチ付きアイゾット衝撃値は、ＰＡＳをまったく含有しない比較実施例１ｃのものよりも依然として高いことである。
２．５０％ガラス繊維を含有する組成物
ガラス充填ＰＡＥＳにＰＡＳを添加する場合に観察されたフロー増強および繊維長さ保持を考慮して、ガラス含有量を、３０％～５０％まで増加させて、機械的特性をさらにより高く増加させた。通常、ＰＡＳの使用なしでは、このガラスの量を有する、ＰＳＵのタイプのＰＡＥＳ処方物は、フローのために加工することが困難であり、繊維は、都合のよい特性をもたらさないほど損傷する。この実験は、ＰＡＥＳ相としてＰＡＥＳ １およびＰＡＥＳ ２の両方、ＰＡＳ相としてＰＡＳ２、ならびにガラス繊維を用いた。
表２中の実施例の重量組成：（ｂ）の全重量に基づいて重量％単位でのＰＡＥＳ（ＰＳＵ）比：
実施例８ｃ－比較－（Ｅ９ｃ）：（ｂ）＝５０％（１００％ＰＡＥＳ １）、（ａ）＝５０％
実施例９（Ｅ９）：（ｂ）＝５０％（８６％ＰＡＥＳ １、１４％ＰＡＳ ２）、（ａ）＝５０％
実施例１０ｃ－比較－（Ｅ１０ｃ）：（ｂ）＝５０％（１００％ＰＡＥＳ ２）、（ａ）＝５０％
実施例１１（Ｅ１１）：（ｂ）＝５０％（８６％ＰＡＥＳ ２、１４％ＰＡＳ ２）、（ａ）＝５０％
Figure 0007483322000013
引張り特性における非常に注目すべき増加が、ＰＡＳが存在する場合の本発明による組成物について得られる。
ＰＡＳがＰＡＥＳに添加される場合、引張り強度およびモジュラスにおける大きな増加がある。
さらに、意外なことに、ノッチ付きアイゾット衝撃値は、再び増加する。要約すると、本発明の組成物は、５０％のガラス繊維を含有する高度に充填された組成物についてさえもより高い機械的特性を達成する一方で、大量のガラス繊維を使用する場合に通常遭遇されるコンパウンディング問題を減少させる（加工困難性を減少させる）。
本発明のＰＡＥＳと、異なるポリアリールエーテルスルホンＰＰＳＵおよびＰＥＳとの比較
以下の実施例は、組成物の全重量に基づいて重量単位で７０％のポリマー成分（ｂ）（主要ポリマーとしてＰＡＥＳ １、ＰＰＳＵ、またはＰＥＳ、非主要ポリマーとしてＰＡＳ ４）、および成分（ａ）として３０％のガラス繊維を含む。
成分（ｂ）の組成（（ｂ）の全重量に基づいて重量％単位での）：
実施例１２－比較－（Ｅ１２ｃ）：１００％ＰＡＥＳ １
実施例１３（Ｅ１３）：９０％ＰＡＥＳ １、１０％ＰＡＳ ４
実施例１４－比較－（Ｅ１４ｃ）：１００％ＰＰＳＵ
実施例１５－比較－（Ｅ１５ｃ）：９０％ＰＰＳＵ、１０％ＰＡＳ ４
実施例１６－比較－（Ｅ１６ｃ）：１００％ＰＥＳ
実施例１７－比較－（Ｅ１７ｃ）：９０％ＰＥＳ、１０％ＰＡＳ ４
Figure 0007483322000014
ＰＡＥＳ １へのＰＡＳの添加によって，耐衝撃性および引張り特性の両方で増加がある。意外なことに、これは、ＰＡＥＳ １によってのみ起こる。ＰＰＳＵまたはＰＥＳのいずれかへのＰＡＳの添加によって、耐衝撃性の低下、および引張り特性の中程度からまったくなしの増加がある。組成物Ｅ１３は、比較実施例Ｅ１６ｃのＰＥＳ化合物と同様の引張り強度およびモジュラスを示すが、それはより高い耐衝撃性を与え、これは、用途に非常に重要である妥協点である。

Claims (10)

  1. ポリマー組成物（Ｃ）であって、
    － （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で２５～５０％の、ガラス繊維からなる成分（ａ）；
    － （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で７５～５０％の成分（ｂ）であって、
    － （ｂ）の全重量に基づいて重量単位で９７～８０％のポリアリールスルホンポリマー（ＰＡＥＳ）
    および
    － （ｂ）の全重量に基づいて重量単位で３～２０％の、ＧＰＣにより測定して３０，０００～７０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリアリーレンスルフィドポリマー（ＰＡＳ）
    からなる成分（ｂ）；
    － （Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で０～１０％の少なくとも１種のガラス繊維以外の添加剤（ＡＤ）
    を含み、
    ＰＡＥＳは、ＰＡＥＳの繰り返し単位（Ｒ ＰＡＥＳ ）の少なくとも５０モル％が、式（ＩＩＩ）
    Figure 0007483322000015
    のものであるポリスルホンポリマー（ＰＳＵ）である、ポリマー組成物（Ｃ）。
  2. 成分（ａ）の量が、（Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で３０～５０％である、請求項１に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  3. ＰＡＥＳの量が、成分（ｂ）の重量に基づいて重量単位で９３～８５％である、請求項１または２に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  4. 前記ＰＡＳが、繰り返し単位を含むポリ（フェニレンスルフィド）ポリマー［ポリマー（ＰＰＳ）］であって、前記繰り返し単位の５０モル％超は、式：
    Figure 0007483322000016
    ［式中、ｐ－フェニレン基は、その２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子に結合して、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成し、式中、Ｒ１およびＲ２は、互いに等しいかまたは異なり、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１～Ｃ１２アルキル基、Ｃ７～Ｃ２４アルキルアリール基、Ｃ７～Ｃ２４アラルキル基、Ｃ６～Ｃ２４アリーレン基、Ｃ１～Ｃ１２アルコキシ基、およびＣ６～Ｃ１８アリールオキシ基、ならびに置換または非置換アリーレンスルフィド基（そのアリーレン基は、それらの２つの末端のそれぞれによって２個の硫黄原子にまた結合して、直接Ｃ－Ｓ結合によってスルフィド基を形成し、それによって分岐または架橋ポリマー鎖をもたらす）からなる群から選択される］
    のｐ－フェニレンスルフィド繰り返し単位（ＲＰＰＳ）である、ポリマー（ＰＰＳ）である、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  5. 前記ＰＡＳが、４５０ｇ／１０分未満の、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、手順Ｂに従って５ｋｇの重量下３１６℃でのマスメルトフローレートを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  6. ＰＡＥＳは、ＰＡＥＳの繰り返し単位（ＲＰＡＥＳ）の少なくとも８０モル％が、式（ＩＩＩ）
    Figure 0007483322000017
    のものであるポリスルホンポリマー（ＰＳＵ）である、請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  7. 充填剤、無機顔料、ＵＶ／光安定剤、熱安定剤、可塑剤、潤滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、難燃剤、帯電防止剤、およびそれらの混合物から選択される、（Ｃ）の全重量に基づいて重量単位で０．５％以上のガラス繊維以外の添加剤（ＡＤ）を含有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のポリマー組成物（Ｃ）。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の組成物（Ｃ）を含む部分を少なくとも含む、物品（Ａ）。
  9. 前記物品が、配管固定具、医療機器および携帯電子機器からなる群から選択される、請求項８に記載の物品（Ａ）。
  10. 物品または物品の部分の調製方法であって、前記方法は、
    成分（ａ）および成分（ｂ）、ならびに任意選択で（ＡＤ）および他の原料をブレンドすることによって、請求項１～７のいずれか一項に記載のポリマー組成物（Ｃ）を調製する工程と、押出しまたは成形によって、前記ポリマー組成物（Ｃ）を含む、前記物品またはその部分を形成する工程とを含む、方法。
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