KR100186809B1 - Polymeric composition and components thereof - Google Patents

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KR100186809B1
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polyarylsulfone
residues
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aromatic
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테렌스 맥그레일 패트릭
토마스 카터 제프레이
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임페리알 케미칼 인더스트리스 피엘씨
아이씨아이 콤포지트 아이엔씨.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
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    • C08L81/02Polythioethers; Polythioether-ethers

Abstract

본발명은 페놀/포름알데히드 시스템 및 에폭시 펜단트 또는 말단 그룹을 갖는 폴리아릴설폰, 신규의 에폭시로 종결된 폴리아릴술폰 및 신규의 가교결합된 에폭시로 종결된 폴리아릴술폰으로 구성된 중합체 조성물에 관한 것이다. 이 조성물들은 섬유 및/또는 기타 충전제로 강화되었거나 그렇지 않은 것일 수 있다.The present invention relates to a polymer composition consisting of a phenol / formaldehyde system and a polyarylsulfone having an epoxy pendant or terminal group, a new epoxy terminated polyarylsulfone and a new crosslinked epoxy terminated polyarylsulfone. These compositions may or may not be reinforced with fibers and / or other fillers.

Description

중합체 조성물 및 이들의 구성성분Polymer Compositions and Their Components

본 발명은 반응성 그룹을 갖고있는 방향족 중합체로부터 만든 열경화성 조성물 및 이러한 중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to thermosetting compositions made from aromatic polymers having reactive groups and to methods of making such polymers.

미합중국 출원 제 4448948 호에는 글리시딜옥시 말단 그룹들로 종결된 분자량이 비교적 작은 폴리에테르술폰과 폴리에테르케톤 및 이들 중합체 를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 중합체들은 디아미노디페닐 술폰 같은 통상적인 에폭시 가교결합 시약을 사용하면 가교결합될 수 있는 것으로 기재되어있다.U.S. Application No. 4448948 describes polyethersulfones and polyetherketones with relatively low molecular weights terminated with glycidyloxy end groups and methods for making these polymers. These polymers are described as crosslinkable using conventional epoxy crosslinking reagents such as diaminodiphenyl sulfone.

유럽 특허출원 제 311349 호에는 그중에는 특히 폴리아릴술폰 성분 및 열경화성 수지 성분을 갖는 중합체 조성물이 기재되어있다. 열경화성 성분은 에폭시수지, 비스메일이미드 수지 또는 페놀 - 포름알데히드 수지로부터 선택된 것일 수 있으며 바람직한 폴리아릴술폰 중합체는 특수한 일반식을 갖는 것으로, 바람직한 것은 반응성을 지닌 말단그룹, 특히 -OH 및 -NH2말단그룹을 갖는 것이다.EP 311349 describes, among others, polymer compositions having a polyarylsulfone component and a thermosetting resin component. The thermosetting component may be selected from epoxy resins, bismailimide resins or phenol-formaldehyde resins and the preferred polyarylsulfone polymers have a special general formula, preferably the reactive end groups, in particular -OH and -NH 2 Having end groups.

본 발명에 따르는 중합체 조성물은 유리 섬유 또는 탄소섬유같은 보강용 충진물을 함유할때 물리적 성질이 의외로 크게 증대되는 반응성 에폭시 그룹들로 구성된 폴리아릴술폰 및 페놀/포름알데히드 (PF) 열가소성 시스템으로 이루어진다.The polymer composition according to the present invention consists of a polyarylsulfone and phenol / formaldehyde (PF) thermoplastic system composed of reactive epoxy groups which, when containing reinforcing fillers such as glass fibers or carbon fibers, have surprisingly greatly enhanced physical properties.

적당한 PF 시스템에는 Novolac 과 리졸 타입의 PF 모두가 포함된다.Suitable PF systems include both Novolac and Resol type PFs.

이 에폭시 그룹들은 말단 그룹으로 또는 펜단트그룹으로 또는 이둘 모두로 중합체 사슬에 붙일 수 있다.These epoxy groups can be attached to the polymer chain as end groups or as pendant groups or both.

에폭시 그룹이 말단 그룹일때 중합체 사슬당 이러한 말단 그룹의 수는 1.5 - 2.5 사이인 것이 바람직하며 주어진 중합체 샘플 내 각 사슬의 각 말단 부위에서 평균 1± 0.2 가 매우 적당하다.When the epoxy group is an end group, the number of such end groups per polymer chain is preferably between 1.5-2.5 and an average of 1 ± 0.2 at each end site of each chain in a given polymer sample is very suitable.

본 발명의 조성물에 사용하기에 바람직한 중합체들은 에테르 및/또는 티오에테르 경합으로 연결된 E 및 E1단위들로 구성되는 것으로 E 는 술폰 그룹을 갖는 2 가의 방향족 라디칼이고 E1은 임의에 따라 술폰그룹 및 일반식 (Ⅰ) 의 말단그룹을 갖는 2 가의 방향족 라디칼이다.Preferred polymers for use in the compositions of the present invention consist of E and E 1 units linked by ether and / or thioether contention, where E is a divalent aromatic radical having a sulfone group and E 1 is optionally a sulfone group and It is a bivalent aromatic radical which has a terminal group of general formula (I).

[식중, k는 G에 따라서 선택되는 1-3의 정수,[Wherein k is an integer of 1-3 selected according to G,

G는 직접 결합이거나 또는 다음 일반식(II)G is a direct bond or the following general formula (II)

J는 2가 페놀 잔기, 아미노페놀 잔사 또는 방향족 디아민 잔사로부터 선택된 최소한 하나의 잔사 바람직한 것은 일반식 (Ⅲ) 의 잔사J is at least one residue selected from divalent phenol residues, aminophenol residues or aromatic diamine residues, preferably residues of formula (III)

-PhAPh - (Ⅲ)-PhAPh-(III)

Ph 는 페닐렌, 특히 1, 4 - 페닐렌 ; 및Ph is phenylene, especially 1, 4- phenylene; And

A 는 직접결합, - 0 -, -S-, -SO-, -CO-, -CO2-, SO2- 또는 C1-6탄화수소 ]A is a direct bond,-0-, -S-, -SO-, -CO-, -CO 2- , SO 2 -or C 1-6 hydrocarbon]

본 발명의 바람직한 중합체 조성물에서 폴리술폰 단위 E 및 E1은 독립적으로 일반식 (Ⅳ) 라디칼로부터 선택되며 ;In the preferred polymer compositions of the invention the polysulfone units E and E 1 are independently selected from the general formula (IV) radicals;

- ( PhSO2Ph )n- (Ⅳ)-(PhSO 2 Ph) n- (Ⅳ)

┌─┌─

│ 식중, Ph 는 페닐렌, 특히 1, 4 - 페닐렌이며 임의에 따라In which Ph is phenylene, in particular 1, 4-phenylene and optionally

│ 할로겐, 알킬 또는 알콕시같은 방해하지않는Unobstructed such as halogen, alkyl or alkoxy

│ 치환체들을 4 개까지 갖는다 ;Having up to four substituents;

│ n 은 1 - 2 이며 분수일 수 있다 ;N is 1-2 and can be a fraction;

└─└─

임의에 따라서 소량은 다음 일반식(V)의 라디칼로부터 선택된다:Optionally small amounts are selected from radicals of the general formula (V):

(Ph)a(V)(Ph) a (V)

[ 식중, a는 1-3 이며 분수일 수 있고, 이러한 페닐렌 들은 단일 결합 또는 SO2이외의 2가 그룹을 거쳐 선형으로 결합되거나 또는 서로 융합된 것이다.][Wherein a is 1-3 and can be a fraction, and these phenylenes are linearly bonded or fused to each other via a single bond or a divalent group other than SO 2 ]

분수 란 여러가지 n 또는 a 값을 갖는 단위를 포함하는 주어진 중합체 사슬에 대한 평균값에 관한 것이다.Fraction refers to the average value for a given polymer chain that includes units having various n or a values.

본 발명의 바람직한 중합체 조성물에서, 폴리아릴술폰의 반복단위들의 상대적인 비율은 평균적으로 최소한 두개의 ( PhSO2Ph)n 단위들이 각 중합체 사슬내에 연속적으로 연결되어 있는 정도이며 각각 1 : 99 - 99 :1, 특히 10 : 90 - 90 : 10 사이가 바람직하다. 일반적으로 비율은 25 - 50 (Ph)a,나머지 ( PhSO2Ph )n 의 범위내에 있다.In a preferred polymer composition of the present invention, the relative proportion of repeating units of polyarylsulfone is, on average, the extent to which at least two (PhSO 2 Ph) n units are continuously connected in each polymer chain, each of 1: 99-99: 1 In particular, between 10: 90-90: 10 is preferred. Generally, the ratio is in the range of 25-50 (Ph) a and the remainder (PhSO 2 Ph) n.

본 발명의 중합체 조성물에 사용하기에 바람직한 폴리아릴술폰은 다음 일반식 (Ⅵ) 의 단위이거나 또는 이와 다음 일반식 (Ⅶ) 의 단위이다.Preferred polyarylsulfones for use in the polymer composition of the present invention are units of the following general formula (VI) or units of the following general formula (VII).

X Ph SO2Ph X Ph SO2Ph (“PES”) (Ⅵ)X Ph SO 2 Ph X Ph SO 2 Ph (“PES”) (Ⅵ)

X (Ph)a X Ph SO2Ph (“PES”) (Ⅶ)X (Ph) a X Ph SO 2 Ph (“PES”) (Ⅶ)

[ 식중, X 는 O 또는 S 이며 단위마다 다를 수 있다.[Wherein X is O or S and may vary from unit to unit.

(Ⅵ) 대 (Ⅶ) 의 비가 10 : 90 - 80 : 20 사이인 것이 바람직하며 특히 10 : 90 - 55 : 44 가 바람직하다.The ratio of (VI) to (i) is preferably between 10: 90-80: 20, particularly preferably 10: 90-55: 44.

폴리아릴술폰의 반복단위들의 상대적인 비율은 ( SO2의 중량 )/( 평균 반복단위들의 중량 ) 을 100 배한 중량 퍼센트로 표시할 수 있다. SO2의 바람직한 함량은 최소한 20%, 바람직하게는 23% - 30% 이다. a = 1 일때 이 값은 PES/PEES 비가 최소한 20 : 80, 바람직하게는 35 : 65 - 65 : 35 사이에 상응한다.The relative ratio of repeating units of polyarylsulfone can be expressed as a weight percentage of 100 times (weight of SO 2 ) / (weight of average repeating units). The preferred content of SO 2 is at least 20%, preferably 23% -30%. When a = 1 this value corresponds to a PES / PEES ratio of at least 20:80, preferably 35: 65-65: 35.

이러한 비율은 상기한 단위들에만 한한다. 이러한 단위에 부가하여 폴리아릴술폰은 50% 까지, 특히 250 몰 % 까지의 다른 반복단위들을 포함할 수 있다; 그런 경우, 함량의 바람직한 범위( 사용된다면 ) 는 전체 중합체에 대한 것이다. 이러한 단위의 예로는 다음과 같은 것이었다.This ratio is limited to the above units only. In addition to these units, polyarylsulfones may comprise up to 50%, in particular up to 250 mole%, of other repeating units; In that case, the preferred range of contents (if used) is for the entire polymer. Examples of such units were as follows.

┌─┌─

│ 식중, A1은 직접 결합으로 O, S, CO 또는 2 가의 탄화수소Wherein A 1 is a direct bond and is O, S, CO or a divalent hydrocarbon

│ 라디칼.Radicals.

└─└─

폴리아릴술폰이 친핵성물질 합성의 생성물일때 이것의 단위들은 예컨대 다음과 같은 비스페놀 및/또는 당해 비스티올 또는 페놀 - 티올류 ;When polyarylsulfone is the product of nucleophilic synthesis, the units thereof are, for example, bisphenols and / or the corresponding bistyols or phenol-thiols;

하이드로퀴논,Hydroquinone,

4, 4′- 디하이드록시바이페닐,4, 4′-dihydroxybiphenyl,

레소시놀,Lesosinol,

디하이드록시나프탈렌 ( 2, 6 및 다른 이성체들 ),Dihydroxynaphthalene (2, 6 and other isomers),

4, 4′- 디하이드록시디페닐에테르 또는 티오에테르,4, 4'- dihydroxydiphenyl ether or thioether,

4, 4′- 디하이드록시벤조페논,4, 4'- dihydroxybenzophenone,

2, 2′- 비스 ( 4 - 하이드록시페닐 ) 프로판 또는 메탄 ;2, 2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane or methane;

하나 이상으로부터 유도된 것일 수 있다.It may be derived from one or more.

만일 비스티올이 사용된다면 이것은 자체적으로 만들어진 것일 수 있는데, 즉 예컨대 다음에 기재할 바와같은 디할라이드는 알카리 설파이드 또는 폴리설파이드 또는 티오설페이트와 반응할 수 있다.If bistiol is used it may be made on its own, ie a dihalide, for example as described below, may react with alkali sulfide or polysulfide or thiosulfate.

이러한 또 다른 단위들의 예로는 다음 일반식을 갖는 것이 있다 ;Examples of such other units are those having the following general formula;

┌─┌─

│ 식중, X 는 독립적으로 CO 또는 SO2;Wherein X is independently CO or SO 2 ;

│ Ar은 2 가의 방향족 라디칼 ;Ar is a divalent aromatic radical;

│ m은 X 가 SO2일 때 0 이 아니라는 조건을 만족한다면 0-3의 │ 의 정수.M is an integer of 0-3 if X is non-zero when X is SO 2 .

└─└─

Ar1이 페닐렌, 바이페닐렌 또는 터페닐렌으로부터 선택된 최소한 하나의 2 가의 방향족 라디칼인 것이 바람직하다. m 이 0 보다 큰 경우의 특수한 단위로는 다음 일반식을 갖는 것이 있다 :It is preferred that Ar 1 is at least one divalent aromatic radical selected from phenylene, biphenylene or terphenylene. A special unit where m is greater than zero has the following general formula:

중합체가 친핵성 물질 합성시의 생성물일때 이러한 단위들은 하나이상의 디할라이드,When the polymer is a product in the synthesis of nucleophilic materials, these units may comprise at least one dihalide,

예컨대, 4, 4′- 디할로벤조페논,For example, 4, 4'- dihalobenzophenone,

4, 4′- 비스 ( 4 - 클로로페닐설포닐 ) 바이페닐,4, 4′-bis (4-chlorophenylsulfonyl) biphenyl,

1, 4 - 비스 ( 4 - 할로벤조일 ) 벤젠,1, 4-bis (4-halobenzoyl) benzene,

4, 4′- 비스 ( 4 - 할로벤조일 ) 바이페닐4, 4′-bis (4-halobenzoyl) biphenyl

로부터 선택된 것일 수 있다.It may be selected from.

이들은 물론 당해 비스페놀로부터 부분적으로 유도될 수 있다.These can of course be derived in part from the bisphenols of interest.

이 폴리아릴술폰은 할로페논 및/또는 할로티오페놀로부터 친핵성을 이용한 합성법으로 만들어진 생성물일 수 있다. 어떠한 친핵성을 이용한 합성에 있어서, 염소 또는 브롬같은 할로겐은 존재하는 구리 촉매에 의해 활성화될 수 있다. 할로겐이 전자받개 그룹에 의해 활성화된다면 이러한 활성화는 때때로 불필요하다. 여하튼간에 일반적으로 염화물보다 불화물이 더 활성이 있다. 폴리아릴술폰의 친핵성을 이용한 합성에 있어 ( 이후로 친핵성 합성이라 하겠다. ) 양보다 10 몰 % 까지 초과하는 양의 하나이상의 알카리 금속 탄산염 및 방향 술폰 용매가 존재하고 150 - 350℃ 온도로 실행하는 것이 바람직하다.This polyarylsulfone may be a product made by synthesis method using nucleophilicity from halophenone and / or halothiophenol. In any nucleophilic synthesis, halogens such as chlorine or bromine can be activated by the copper catalyst present. Such activation is sometimes unnecessary if the halogen is activated by an electron acceptor group. In any case, fluorides are generally more active than chlorides. For the synthesis using nucleophilicity of polyarylsulfone (hereinafter referred to as nucleophilic synthesis), at least one alkali metal carbonate and aromatic sulfone solvent in an amount up to 10 mol% above the amount is carried out at a temperature of 150-350 ° C. It is desirable to.

필요하다면 폴리아릴술폰은 친전자성 합성법으로 만든 생성물일 수 있다.If desired, polyarylsulfone may be a product made by electrophilic synthesis.

폴리아릴술폰이 에폭시화되기전에 일반식 -R1-Z 의 펜단트 그룹 및/또는 말단 그룹을 함유하는 것이 바람직하다. 여기서 R1은 2 가의 탄화수소 그룹, 바람직하게는 방향족 탄화수소 그룹이며 Z 는 에폭시를 함유하고 있는 적당한 화합물과 반응하여 상기한 바와같은 에폭시 그룹을 만드는 활성 수소를 갖는 그룹의 잔사, 특히 R2가 C8까지 함유하는 탄화수소 그룹인 -NHR2, -NH2, -OH 또는 -SH 잔사이다.It is preferred that the polyarylsulfones contain pendant groups and / or terminal groups of the general formula -R 1 -Z before epoxidation. Wherein R 1 is a divalent hydrocarbon group, preferably an aromatic hydrocarbon group and Z is a residue of a group with active hydrogen which reacts with a suitable compound containing epoxy to form an epoxy group as described above, in particular R 2 is C 8 Hydrocarbon residue containing -NHR 2 , -NH 2 , -OH or -SH residue.

폴리아릴술폰의 수 평균 분자량이 2000 - 60000 사이인 것이 적당하다. 9000 이상, 특히 10000 이상, 예컨대 11000 - 25000 인 것이 바람직하다. 그러나, 필요하다면 분자량이 3000 -9000 정도로 작은 중합체를 어떤 경우에 사용할 수 있는데, 예컨대 이후에 보다 자세히 기재될 발포 중합체의 최종 분자량을 조절하기위해 사용될 수도 있다.It is suitable that the number average molecular weight of polyaryl sulfone is between 2000-60000. Preference is given to at least 9000, in particular at least 10000, such as 11000-25000. However, if desired, polymers with molecular weights as small as 3000-9000 may be used in some cases, such as for example to control the final molecular weight of the foamed polymer, which will be described in more detail later.

분자량을 나타내는것으로서 25℃ 에서 디메틸 포름아미드 100ml 용액에 중합체 1g 을 넣어 만든 용액으로 측정한 환산 점도를 이용하는 것이 편리한데 그 관계는 다음과 같다.In order to show the molecular weight, it is convenient to use the converted viscosity measured by the solution made by adding 1 g of a polymer to a 100 ml solution of dimethyl formamide at 25 ° C. The relationship is as follows.

RV 0.15 0.25 0.45 0.92RV 0.15 0.25 0.45 0.92

MW ( 수평균 분자량 ) 5000 13000 20000 60000MW (number average molecular weight) 5000 13000 20000 60000

( 실제로 이러한 분자량은 증기상 삼투압법으로 측정하였으며 물론 일반적인 오차 범위는 약 10% 이다. )(In fact, these molecular weights were measured by vapor osmosis and of course, the general error range is about 10%.)

본 발명의 폴리아릴술폰 위에 있는 에폭시 그룹들은 대개 방향족Epoxy groups on the polyarylsulfones of the present invention are usually aromatic

디아민류,Diamines,

방향족 모노 1 차 아민류,Aromatic mono primary amines,

아미노페놀류,Aminophenols,

다가 페놀류,Polyhydric phenols,

다가 알콜류,Polyhydric Alcohol,

폴리카복실산 ; 중 하나이상으로부터Polycarboxylic acid; From one or more of

유도된 모노 또는 폴리 - 글리시딜 유도체인 에폭사이드 함유 화합물로부터 유도된 것일 수 있다.It may be derived from an epoxide containing compound which is a derived mono or poly-glycidyl derivative.

상온에서 액체인 예로는 다음과 같은 것들이 있다 : 테트라글리시딜 디아미노 디페닐메탄, 예컨대 50℃ 에서 점도가 10 - 20 Pa s 인 Ciba - Geigy 사의 MY 720 ” 또는 MY 721 ”; ( MY 721 은 MY 720 의 점도가 낮은 형태이며 높은 온도에 사용하기위해 고안된 것이다 ) ;Examples of liquids at room temperature include the following: tetraglycidyl diamino diphenylmethane, such as MY 720 ”or MY 721” from Ciba-Geigy with a viscosity of 10-20 Pa s at 50 ° C .; (MY 721 is a low-viscosity form of MY 720 and is designed for use at high temperatures);

25℃ 에서의 점도가 0.55 - 0.85 Pa s 인 p - 아미노 페놀의 트리글리시딜 유도체 ( Ciba - Geigy 사의 MY 0510 ”) ; 또는Triglycidyl derivatives of p-aminophenol having a viscosity at 0.5 ° C. of 0.55 to 0.85 Pa s (My 0510 ”from Ciba-Geigy); or

25℃ 에서의 점도가 8 - 20 25Pa s 인 2, 2 - 비스 ( 4, 4′- 디하이드록시페닐 ) 프로판의 디글리시딜 에테르 ( Shell 사의 ' Epikote 828 ”)Diglycidyl ether of 2,2-bis (4,4′-dihydroxyphenyl) propane with a viscosity at 25 ° C. of 8-20 25 Pa s (Epikote 828 ”from Shell)

본 발명은 또한 에폭시 말단그룹을 갖는 상기한 바와같은 폴리아릴술폰을 포함하는데 상기 에폭시 말단그룹의 일반식은 다음과 같다 :The present invention also includes polyarylsulfones as described above having epoxy endgroups wherein the general formula of the epoxy endgroups is as follows:

┌─┌─

│ 식중, k 는 J 에 따라서 1 - 3 의 정수로부터 선택 ;K is selected from an integer of 1 to 3 depending on J;

│ J 는 2 가 페놀잔사, 아미노페놀잔사 또는 방향족 디아민J is a divalent phenol residue, aminophenol residue or aromatic diamine

│ 잔사 중 최소한 하나로부터 선택된 잔사이며 이A residue selected from at least one of the residues;

│ 잔사는 일반식 Ⅲ 을 갖는 것이 바람직하다.The residue preferably has the general formula III.

│ - Ph A Ph - (Ⅲ)│-Ph A Ph-(Ⅲ)

│ Ph 는 페닐렌, 특히 1, 4 - 페닐렌 ;Ph is phenylene, especially 1, 4- phenylene;

│ A 는 직접결합, - O -, - S -, - SO2-, - CO -, - CO2-A is a direct bond,-O-,-S-,-SO 2 -,-CO-,-CO 2-

│ 또는 C1-6탄화수소.Or C 1-6 hydrocarbons.

└─└─

최소한 하나의 일반식 -R1ZH 의 종결그룹 또는 펜단트 그룹을 가지며 에테르 및/또는 티오에테르 결합에 의해 E 와 E1단위가 연결된 최소한 하나의 출발 중합체를At least one starting polymer having at least one terminal or pendant group of the general formula —R 1 ZH and wherein E and E 1 units are linked by ether and / or thioether bonds;

( a ) G 가 직접결합일때, 최소한 하나의 에피할로히드린 ; 및(a) at least one epihalohydrin when G is a direct bond; And

( b ) G 가 일반식 (Ⅱ) 일때, 최소한 하나의 일반식 IIB 화합물 :(b) when G is of formula (II), at least one compound of formula IIB:

과 반응시켜 에폭시 그룹이 함유된 폴리아릴술폰을 제조할 수 있다.And polyarylsulfone containing an epoxy group can be prepared.

본 발명에 따라 방향족 중합체는 또한 일반식 -R1Z- 인 최소한 하나의 펜단트 또는 종결 그룹을 가지며 에테르 및/또는 테오에테르 결합으로 단위 E 및 E1이 연결된 폴리아릴술폰 사슬 및 일반식 -R1Z- 인 최소한 하나의 펜단트 또는 종결 그룹을 가지며 에테르 및/또는 티오에테르 결합으로 단위 E 및 E1이 연결된 제 2 의 폴리아릴술폰 사슬로 구성되는데 상기 사슬은 일반식 (Ⅰ) 의 에폭시 그룹이 잔사에 의해 결합된 일반식 -R1Z- 의 그룹에 의해 연결된 것이다.According to the invention the aromatic polymers also have at least one pendant or terminating group of the formula -R 1 Z- and the polyarylsulfone chain and the general formula -R 1 in which units E and E 1 are linked by ether and / or theoether bonds. It consists of a second polyarylsulfone chain having at least one pendant or terminating group which is Z- and linked units E and E 1 by ether and / or thioether bonds, said chain being a residue of an epoxy group of the general formula (I) Connected by a group of the general formula -R 1 Z- bound by.

본 발명은 또한 일반식 -R1Z- 인 최소한 하나의 펜단트 또는 종결 그룹을 가지며 에테르 및/또는 티오에테르 결합에 의해 단위 E 와 E1이 연결된 폴리아릴술폰 사슬을 일반식 -R1Z- 인 최소한 하나의 펜단트 또는 종결그룹을 가지며 에테르 및/또는 티오에테르 결합에 의해 단위 E 와 E1이 연결되는 제 2 의 폴리아릴술폰 사슬과 반응시키는 것으로 이루어지는 상기한 중합체의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a polyarylsulfone chain having at least one pendant or terminating group of the general formula -R 1 Z- and to which units E and E 1 are linked by ether and / or thioether linkages of the general formula -R 1 Z- Provided is a process for preparing the polymers described above, which comprises reacting with a second polyarylsulfone chain having at least one pendant or terminating group, wherein units E and E 1 are linked by ether and / or thioether bonds.

원하는 최종 분자량에 따라서 두 폴리아릴술폰의 상대적인 비율 및 초기 분자량을 선택한다.The relative ratios and initial molecular weights of the two polyarylsulfones are selected depending on the final molecular weight desired.

일반식 (Ⅰ) 의 에폭시 그룹에 연결된 일반식 -R1Z- 그룹 대 일반식 -R1Z- 그룹의 비율이 10 : 90 - 90 : 10, 보다 바람직하게는 20 : 80 - 80 : 20, 특히 70 : 30 - 60 : 40 인 것이 바람직하다.The ratio of the general formula -R 1 Z- group to the general formula -R 1 Z- group connected to the epoxy group of general formula (I) is 10: 90-90: 10, more preferably 20: 80-80: 10. It is especially preferable that it is 70: 30-60: 40.

이러한 중합체들은 특히 일반식 -R1Z- 말단 그룹을 갖는 중합체와 비교해볼때 탄소섬유 또는 유리섬유 같은 보강용 충진제를 함유할때 특성들이 의외로 크게 향상됨을 나타낸다.These polymers show surprisingly significantly improved properties when they contain reinforcing fillers such as carbon fiber or glass fiber, especially when compared to polymers having the general formula -R 1 Z- end group.

본 발명에 따르는 에폭시 그룹을 갖는 폴리아릴술폰은 통상적인 열경화성 에폭시수지 시스템과 가교결합된 것일 수 있다.Polyarylsulfones having an epoxy group according to the present invention may be crosslinked with conventional thermosetting epoxy resin systems.

가교결합된 폴리아릴술폰은 에폭시그룹을 가지고 있는 폴리아릴술폰을 경화제 및 가능하다면 촉매도 사용하여 최소한 부분적으로 경화시켜 만든 생성물이다.Crosslinked polyarylsulfones are products of at least partial curing of polyarylsulfones having epoxy groups with a curing agent and possibly a catalyst.

경화제는 예컨대 방향족 아민 또는 구아니딘 유도체같은 아미노그룹당 분자량이 500 까지인 아미노 화합물인 것이 바람직하다. 특별한 예로 3, 3′- 및 4, 4′- 디아미노디페닐술폰, 메틸렌디아닐린 및 디시안디아미드가 있다. 경화제의 총 아미노 함량은 폴리아릴술폰의 화학양론식의 필요량의 70 - 110% 사이이다. 만일 필요하다면 지방족 디아민, 아미드, 카복실산 무수물, 카복실산, 페놀 또는 페놀/포름알데히드 축합물 같은 기타 표준 에폭시 경화제를 사용할 수 있다.The curing agent is preferably an amino compound having a molecular weight of up to 500 per amino group, such as an aromatic amine or guanidine derivative. Specific examples are 3, 3'- and 4, 4'- diaminodiphenylsulfone, methylenedianiline and dicyandiamide. The total amino content of the curing agent is between 70-110% of the stoichiometric amount required of the polyarylsulfone. If necessary, other standard epoxy curing agents such as aliphatic diamines, amides, carboxylic anhydrides, carboxylic acids, phenols or phenol / formaldehyde condensates can be used.

촉매를 사용한다면 대개는 루이스산, 예컨대 삼불화붕소, 피페리딘 또는 메틸에틸아민같은 아민과의 유도체가 사용된다. 그렇지 않으면 이미다졸 또는 아민같은 염기성일 수도 있다.If a catalyst is used, usually derivatives with Lewis acids such as amines such as boron trifluoride, piperidine or methylethylamine are used. Otherwise it may be basic such as imidazole or amine.

본 발명의 중합체 조성물은 하중을 지탱하는 구조물 또는 충격을 견디는 구조물 같은 구조물을 제조하는데 특히 적당하다.The polymer composition of the present invention is particularly suitable for making structures such as load bearing structures or impact resistant structures.

이렇게 하기 위해서는 조성물에 섬유같은 보강제를 포함시킬 수 있다.To do this, the composition may include reinforcing agents such as fibers.

본 발명의 합성물에서, 섬유는 평균 20mm 미만, 예컨대 약 3 - 6mm 의 길이로 잘라져 5 - 70% 농도, 특히 20 - 60% 의 농도로 부가된다. 그러나 구조물의 경우에 있어서는 30 - 70% 특히 50 - 70% 의 유리섬유 또는 탄소섬유같은 장섬유를 사용하는 것이 바람직하다.In the composites of the invention, the fibers are cut to an average of less than 20 mm, such as about 3-6 mm in length, and added at a concentration of 5-70%, in particular 20-60%. However, in the case of structures it is preferred to use 30-70%, in particular 50-70%, long fibers such as glass fibers or carbon fibers.

이 섬유는 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드같은 딱딱한 중합체인 유기물 또는 무기물일 수 있다. 무기 섬유중에는 E ” 또는 S 같은 유리섬유를 사용하거나 또는 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 기타 세라믹 또는 금속 화합물을 사용할 수 있다. 매우 적당한 보강용 섬유는 흑연같은 탄소섬유이다. 역반응이 없이 액체 전구체 조성물에 용해될 수 있다는 점에서 볼때 또는 본 발명의 열경화성/열가소성 조성물 및 섬유 모두에 붙는다는 점에서 볼때 유기 또는 탄소섬유는 본 발명의 조성물에 적합한 물질을 바르거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 특히, 탄소 또는 흑연 섬유는 에폭시수지 전구체 또는 바람직하게는 폴리아릴술폰같은 열가소성 물질을 바르거나 또는 그렇지 않을 수 있다. 무기 섬유를 섬유 및 중합체 조성물에 모두 접착되는 물질을 바르는 것이 바람직한데 그 예로 유리섬유에 바르는 유기 - 실란 커플링제가 있다.This fiber can be organic or inorganic, which is a hard polymer such as polyparaphenylene terephthalamide. Among the inorganic fibers, glass fibers such as E ”or S may be used, or alumina, zirconia, silicon carbide, other ceramic or metal compounds may be used. Very suitable reinforcing fibers are carbon fibers such as graphite. Organic or carbon fibers may or may not be suitable materials for the compositions of the present invention in view of being able to dissolve in the liquid precursor composition without adverse reactions or in terms of adhering to both the thermosetting / thermoplastic composition and the fibers of the present invention. have. In particular, carbon or graphite fibers may or may not be coated with an epoxy resin precursor or preferably a thermoplastic such as polyarylsulfone. It is preferred to apply a material that adheres the inorganic fiber to both the fiber and the polymer composition, for example an organo-silane coupling agent applied to the glass fiber.

이 조성물은 예컨대 반응 그룹을 갖고 있는 액체 고무같은 경화제 ( toughening agent ) 유리 알갱이같은 덩어리 ; 고무 미립자 및 고무로 피복된 유리 알갱이 : 폴리테트라플루오로에틸렌, 흑연, 질화붕소, 활석 운모 및 버미큐라이트같은 충진제, 안료, 핵형성제 및 : 포스페이트같은 안정화제를 포함할 수 있다. 이러한 물질 및 섬유 보강제의 총량은 이 조성물이 중합체 조성물을 최소한 20 부피 % 함유하도록 만드는 양이여야 한다. 섬유 및 이러한 다른 물질들의 퍼센트는 사용할 수 있는 최종 상태, 예컨대 경화되었거나 또는 가교결합된 총 조성물을 기준으로 하여 계산된다.The composition is for example a toughening agent glass granules such as a liquid rubber having a reaction group; Rubber particles and rubber coated glass granules may include fillers such as polytetrafluoroethylene, graphite, boron nitride, talc mica and vermiculite, stabilizers such as pigments, nucleating agents and phosphates. The total amount of such materials and fiber reinforcements should be such that the composition contains at least 20% by volume of the polymer composition. The percentage of fibers and these other materials is calculated based on the final state of use, such as the total composition cured or crosslinked.

본 발명의 합성물에 있어, 본 발명의 폴리아릴술폰 용액에 또는 상기 폴리아릴술폰을 함유하고 있는 중합체 조성물을 용매를 증발시키기전에 여기에 짧은 단섬섬유들을 부가할 수 있다. 그러나, 바람직한 합성물은 장섬유로 구성된 것으로 이 합성물은 폴리아릴술폰 및 만일 다른 성분들이 존재하다면 이의 용액에 장섬유를 통과시켜 접촉시킨다. 이렇게 하여 만들어진 함침된 섬유 보강제는 홀로 사용하거나 또는 다른 물질들, 예컨대 부가량의 동일하거나 다른 중합체 또는 수지 전구체 또는 혼합물과 함께 사용하여 성형제품을 만든다.In the composite of the present invention, short single-fiber fibers may be added to the polyarylsulfone solution of the present invention or to the polymer composition containing the polyarylsulfone before evaporating the solvent. However, the preferred composite consists of long fibers which are contacted by passing the long fibers through the polyarylsulfone and its solution, if present. The impregnated fiber reinforcement thus made is used alone or in combination with other materials, such as additional amounts of the same or different polymer or resin precursors or mixtures, to make shaped articles.

이외의 과정으로 불완전하게 경화된 조성물을 예컨대 압축성형, 압출, 응융 - 캐스팅 또는 벨트 - 캐스팅과 같은 방법을 이용하여 필름으로 만든뒤 혼합물이 섬유위로 흘러들어 그 사이로 침투되고 경화되어 결과적으로 라미네이트를 만들기에 충분한 온도 및 압력 조건하에서 이 필름을 길이가 비교적 짧은 섬유의 비편직 매트, 편직물 또는 장섬유 위에 라미네이팅 시키는 것으로 구성된다.In addition, incompletely cured compositions can be made into films using methods such as compression molding, extrusion, solidification-casting or belt-casting, and then the mixture flows over the fibers, penetrates through them and cures, resulting in laminates. It consists of laminating the film on non-woven mats, knitted fabrics or long fibers of relatively short fibers under conditions of sufficient temperature and pressure.

본 발명의 합성물은 예컨대 열경화성 성분의 경화온도보다 높은 오도 또는 이미 경화된 경우에는 혼합물의 유리전이 온도보다 높은 온도, 보통 최소한 150℃, 일반적으로는 약 190℃ 및 최소한 0.1 MN/m2, 바람직하게는 최소한 5 MN/m2정도의 압력으로 압축성형하거나 또는 가열된 롤러를 사용하여 함침된 섬유 보강제의 겹들을 서로 라미네이트 시킨 뒤 약 240℃ 온도로 2 차 경화시켜 만들 수 있다.The composites of the present invention may, for example, have a temperature higher than the curing temperature of the thermosetting component or, if already cured, a temperature higher than the glass transition temperature of the mixture, usually at least 150 ° C., generally about 190 ° C. and at least 0.1 MN / m 2 , Can be made by compression molding to a pressure of at least 5 MN / m 2 or by laminating layers of impregnated fiber reinforcement with a heated roller and then secondary curing to a temperature of about 240 ° C.

이렇게 하여 만든 다겹 라미네이트는 섬유들이 서로에 대해 평행하게 배향되어있는 이방성이거나 또는 각 겹들의 섬유가 일정한 각도, 통상적으로는 45℃ 정도로 배향되어있는 준 등방성이지만 윗쪽 또는 아랫쪽에 위치한 겹에 대해 30, 60° 또는 90°의 중간정도의 각도로 배향될 수 있다. 이방성과 준등방성사이의 중간정도의 배향을 갖는 라미네이트를 사용할 수도 있다. 적당한 라미네이트는 최소한 4 겹, 바람직하게는 최소한 8 겹으로 이루어진 것이다. 겹의 수는 사용하려는 라미네이트의 용도, 예컨대 요구되는 강도에 따라서 달라지며 32 이상, 예컨대 수백겹의 겹으로 이루어진 라미네이트가 바람직하다. 상기한 바와같이 이들이 층 중간에서 덩어리질 수 있다.The multi-ply laminates thus made are either anisotropic with the fibers oriented parallel to each other or quasi-isotropic with the fibers of each ply oriented at a constant angle, typically about 45 ° C., but 30, 60 with respect to the top or bottom plies. It may be oriented at an intermediate angle of ° or 90 °. It is also possible to use laminates with a medium orientation between anisotropy and quasi-isotropy. Suitable laminates are those of at least 4 ply, preferably at least 8 ply. The number of plies depends on the use of the laminate to be used, such as the required strength, and laminates of at least 32, such as hundreds of plies, are preferred. As mentioned above they can agglomerate in the middle of the layer.

다음의 실시예가 본 발명을 예시할 것이다.The following examples will illustrate the invention.

실시예에서, 다음과 같이 굴곡률, 압출에 의한 스트레스 ( 항복강도 ) 및 수지 분열강도 및 경도, K1c및 G1C를 측정하였다.In the examples, the bending rate, the stress due to extrusion (yield strength) and the resin cleavage strength and hardness, K 1c and G 1C were measured as follows.

크로스 헤드 스피드를 5mm/분으로 하여 “ Instron ”모델 1122 시험 기구를 사용하여 3 점에서 구부러진 균일한 샘플을 이용하고 다음과 같은 식에 따라 굴곡률을 계산하였다.Using a “Instron” model 1122 test instrument with a crosshead speed of 5 mm / min, a uniform sample bent at three points was used and the bending rate was calculated according to the following equation.

E = ¼.F/.L3/BW3 E = ¼.F / .L 3 / BW 3

┌─┌─

│ 식중, F 는 샘플의 중앙이 휘기 시작하는데 필요로 하는 힘.Where F is the force required for the center of the sample to begin bending.

│ F/ 는 약간 휘었을때 측정한 것으로 W/2 보다 작다.F / is a slight bend and is less than W / 2.

│ W 는 샘플의 두께,W is the thickness of the sample,

│ B 는 샘플의 폭 ;B is the width of the sample;

│ L 은 지지체들간의 간격L is the spacing between supports

└─└─

보통 L = 50mm, B = 3mm, W = 10mm 이다.Usually L = 50mm, B = 3mm, W = 10mm.

압축 스트레스 σy 는 여러 가지 크기의 샘플들을 이용하여 크로스 헤드 스피드를 분당 5mm 로 한 Instron 머신으로 측정하였다.The compressive stress σy was measured on an Instron machine with crosshead speeds of 5 mm per minute using samples of various sizes.

분열강도 및 경도를 알아보기 위하여 3 점에서 구부러지고 한 모서리에 노치된 선형 탄성분열 기계시험을 사용하고 데이터는 충격장치를 사용하여 만든 것이다. 분열강도, 분열 개시상태에서의 스트레인 에너지 방출속도의 최대값을 다음과 같다.To determine the breaking strength and hardness, a linear elastic fission machine test bent at three points and notched on one edge is used, and the data are made using an impact device. The maximum value of the splitting strength and the strain energy release rate at the start of splitting is as follows.

G1C= UC/BW.G 1C = U C / BW.

┌─┌─

│ 식중,는 등비함수,Where is the equivalence function,

│ UC는 충격시험에서 흡수된 에너지U C is the energy absorbed in the impact test.

└─└─

-65℃ 에서 시험 속도를 1ms-1로 하여 기계화된 노치를 사용하여 샘플을 시험하였다.Samples were tested using a mechanized notch with a test rate of 1 ms −1 at −65 ° C.

실시예 1Example 1

280℃ 까지 온도를 올려 탄산칼륨 ( 50 몰부 ) 및 디페닐 술폰 용매내에서 하이드로퀴논 ( 30 몰부 ) 과 디하이드록시디페닐술폰 ( 20 몰부 ) 을 4, 4′- 디클로로디페닐술폰 ( 50 몰부 ) 과 반응시켜 40 : 60 PES : PEES 폴리아릴술폰 샘플을 만들었다. 4, 4′- 디클로로디페닐술폰을 약간 과량 사용하여 중합체위에 -C1 말단 그룹을 만들었다. 반응하는 동안 반응 혼합물에 엔드 - 캡핑제로서 m - 아미노페놀을 부가하였다. 이를 냉각시킨후에 중합체 샘플을 분쇄한뒤 칼륨 염이 모두 없어질때까지 아세톤, 메탄올 및 물로 세척하고 건조시켰다.Heat up to 280 ° C. and hydroquinone (30 moles) and dihydroxydiphenylsulfone (20 moles) in 4,4′-dichlorodiphenylsulfone (50 moles) in potassium carbonate (50 moles) and diphenyl sulfone solvent. And 40: 60 PES: PEES polyarylsulfone samples. A slight excess of 4, 4'-dichlorodiphenylsulfone was used to form -C1 terminal groups on the polymer. During the reaction, m-aminophenol was added to the reaction mixture as an end-capping agent. After cooling, the polymer sample was triturated and washed with acetone, methanol and water and dried until all potassium salts were gone.

샘플 A 인 중합체의 RV 는 0.28 ( 디메틸포름아미드 -DMF 내의 1% 용액 ), Tg 는 195℃ 였으며 구조식은 다음과 같다.RV of the polymer being Sample A was 0.28 (1% solution in dimethylformamide-DMF), Tg was 195 ° C. and the structural formula is as follows.

샘플 A 의 일부분을 2, 2 - 비스 ( 4, 4 -디하이드록시페닐 ) 프로판의 디글리시딜 에테르 ( Shell 사의 Epikote 828 ”) ( 2 몰부 ) 와 혼합하였다. 이 혼합물을 중합체가 용해될때까지 2 시간 동안 180℃ 로 가열하여 가온하였다. 냉각시킨후에, 반응물들을 디클로로에탄에 용해시킨뒤 ( 무색 용액 ) 메탄올에 부어 중합체를 침전시켰다. 중합체를 ( 이후로 샘플 B 로 부름 ) 적외선 ( IR ) 및 핵자기 공명법 ( nmr ) 으로 시험하여 중합체의 구조식이 다음과 같음을 알아냈다.A portion of Sample A was mixed with diglycidyl ether (Epikote 828 ”from Shell, 2 mole parts) of 2,2-bis (4,4-dihydroxyphenyl) propane. The mixture was warmed by heating to 180 ° C. for 2 hours until the polymer dissolved. After cooling, the reactions were dissolved in dichloroethane (colorless solution) and poured into methanol to precipitate the polymer. The polymer (hereinafter referred to as sample B) was tested by infrared (IR) and nuclear magnetic resonance (nmr) to find that the polymer's structural formula is as follows.

실시예 2Example 2

분말 형태의 샘플 A 와 B 를 50 : 50 혼합하여 300℃, 4 톤 ( 압력 ) 으로 15 분간 압축 성형하여 2mm 두께의 필름을 만들었다. 만들어진 필름의 경도는 매우 강하고 샘플 A ( 이 분자량에서 부서기지 쉬운 ) 로 만든 유사한 필름과 비교해볼때 특히 강했다. 실온의 디클로로메탄내에서 일부분인 필름은 7 일이 지난 후에야 약간 팽윤되었다 ( 폴리아릴술폰은 일반적으로 용해되며 또는 디클로로메탄내에서 크게 팽윤된다 ). 이 필름은 열가소성으로 용융될 수 있다.Samples A and B in powder form were mixed 50:50 and compression molded at 300 ° C. and 4 tons (pressure) for 15 minutes to form a 2 mm thick film. The hardness of the resulting film was very strong and especially strong compared to similar films made of Sample A (which is brittle at this molecular weight). The film, partly in dichloromethane at room temperature, swelled slightly after 7 days (polyarylsulfone is generally dissolved or greatly swollen in dichloromethane). This film can be melted thermoplasticly.

300℃ 에서 성형하였을때 샘플 B 는 균일하게 중합되지 못하였다.Sample B did not polymerize uniformly when molded at 300 ° C.

실시예 3Example 3

실온에서, PF 예비축합물 ( ex Schenectady Chemical 사의 Novolak SFP 118) ( 68g ) 과 헥사메틸렌테트라민 ( 12g ) 샘플을 90 : 10 v/v 염화메틸렌 : 메탄올에서 여러가지 양의 중합체 샘플 A 및 B 와 혼합하였다. 비교용 샘플에는 어떤 중합체도 혼합시키지 않았다. 이 혼합물들을 성형물 이형종이가 둘러처쳐있는 트레이에 붓고 용매가 증발되도록 만들었다. 나머지 용매는 60℃/0mmHg 진공 오븐에 넣어 제거하였다.At room temperature, PF precondensates (Novolak SFP 118 from ex Schenectady Chemical) (68 g) and hexamethylenetetramine (12 g) samples were mixed with various amounts of polymer samples A and B in 90:10 v / v methylene chloride: methanol. It was. No polymer was mixed in the comparative sample. The mixture was poured into a tray surrounded by molded release paper and the solvent was allowed to evaporate. The remaining solvent was removed in a 60 ° C./0 mmHg vacuum oven.

이 물질을 분말로 분쇄한뒤 다음과 같이 시험 플래크 ( plaque ) 로 성형하였다. 플래크를 만들기위해 사용하는 프레스 및 금속 금형을 1 시간동안 150℃ 로 가열하였다. 260℃ 까지 안정한 나일론 자루 필름을 이용하여 진공 자루를 만들었다. 이 자루의 3 면에 매스틱 테입을 붙였다. 예열시킨 금형 부분 사이에 분말 성형화합물을 끼워 넣고 이를 자루에 집어넣은 후에 봉하고 공기를 빼냈다. 성형물이 들어있는 자루를 프레스위에 얹어놓고 최대 성형압력 ( 예컨대 150mm ×100mm 주형에 대해 15 톤 ) 까지 압력을 높여 플래심 이 나타날때까지 압력을 증가시켰다. 금형을 150℃ 에서 15 분간 진공하에서 유지시킨 뒤 빼내고 플래크를 빼내기전에 50℃ 로 냉각시켰다.The material was ground to a powder and then molded into test plaques as follows. The press and metal mold used to make the plaques were heated to 150 ° C. for 1 hour. A vacuum bag was made using a nylon bag film stable up to 260 ° C. Mastic tape was attached to three sides of this bag. The powder molding compound was sandwiched between the preheated mold parts, placed in a bag, sealed and vented. The bag containing the molding was placed on the press and the pressure was increased to the maximum molding pressure (15 tonnes for a 150 mm × 100 mm mold) until the flams appeared. The mold was held at 150 ° C. under vacuum for 15 minutes and then removed and cooled to 50 ° C. before removing the plaque.

두 샘플의 기계적 성질을 표 1 에 나타냈다.The mechanical properties of the two samples are shown in Table 1.

모든 샘플의 연성율 ( Ductility factor, DF ) 을 표 2 에 나타냈다.Ductility factor (DF) of all samples is shown in Table 2.

표 1Table 1

샘플Sample 55 99 1One 굴곡률 GPaFlexure GPa 5.155.15 5.005.00 66 항복강도 σy MPaYield strength σy MPa 226226 241241 343343 분열강도 K1CMNm-1.5 Fission Strength K 1C MNm -1.5 0.630.63 1.91.9 0.520.52 분열경도 G1CKJm-2 Fission Hardness G 1C KJm -2 0.170.17 0.880.88 0.070.07 연성율 ( K1C/ y )2Ductility (K 1C / y) 2 7.87.8 6262 2.22.2

표 2TABLE 2

샘플Sample A 의 %% Of A DFDF 샘플Sample B 의 %% Of B DFDF 1One 00 2.22.2 1One 00 2.22.2 22 1010 3.33.3 55 1010 1010 33 1515 1212 66 1515 1414 44 2020 1313 77 2020 2323 -- -- 88 3030 5555 55 3535 7.87.8 99 3535 6262 -- -- -- 1010 4040 102102

본 발명의 폴리아릴술폰과 PF 로 구성된 중합체 조성물의 경도가 결과의 연성율에서 볼 수 있는 바와같이 크게 증가되었음이 확실하다.It is evident that the hardness of the polymer composition composed of the polyarylsulfone and PF of the present invention was greatly increased as can be seen in the resulting ductility.

성형된 샘플들의 모플로지를 시험하니 폴리아릴술폰의 수준이 증가할수록 균일한 상태에서 리본같은 상태로 또 동시 - 연속적인 상태로 변함을 알았다. 동시 - 연속적인 모플로지는 폴리아릴술폰 중량의 약 20% 이상 존재한다.Testing the morphology of the molded samples revealed that as the level of polyarylsulfone increased, it changed from uniform to ribbon-like and co-continuous. Simultaneous-continuous morphology is present at least about 20% of the polyarylsulfone weight.

실시예 4Example 4

여러가지 양의 중합체 샘플 A 와 B 를 사용하고 잘게 잘린 유리섬유 ( 길이 3.2mm, USA, ex Certaineed 사의 제품, 아미노실란이 발라져있음 )를 포함시켜 실시예 3 의 방법으로 또 다른 조성물을 만든뒤 이것으로 만든 플래크의 분열 강도 및 항복강도를 측정하여 각 샘플들의 연성율 ( DF ) 을 측정하였다. 두 조성물의 ( 중합체 25%, 유리 40% ) 결과를 표 3 에 수록하였으며 모든 샘플 및 이들의 연성율을 표 4 에 나타냈다.Another composition was prepared by the method of Example 3 using various amounts of polymer samples A and B and containing chopped glass fibers (length 3.2 mm, USA, ex Certaineed, aminosilane applied). The ductility (DF) of each sample was measured by measuring the breaking strength and yield strength of the made plaque. The results of both compositions (25% polymer, 40% glass) are listed in Table 3 and all samples and their ductility are shown in Table 4.

이후의 괄호안에 있는 숫자든 조성물내에 있는 유리섬유의 중량 % 를 나타내는 것이었다.The numbers in parentheses thereafter refer to the weight percent of the glass fibers in the composition.

실시예 5Example 5

중합체의 25 - 35 wt % 용액을 드럼위로 감겨지고있는 Hercules IM7 탄소섬유의 스프레드 12K 토우위로 펌핑하여 프리프레그를 만든뒤 드럼을 잘라 프리프레그 조각을 넣어 실온에서 건조시켰다. 한 방향의 프리프레그 24 겹을 320℃, 2.4MPa 의 압력으로 5 분간 성형한뒤 압력을 가하지 않은 상태에서 15 분간 예열하여 합성 플래크를 만들었다. 시험 플래크를 분열 경도를 ( C1C) 측정하는데 사용하였다. 샘플 및 결과를 표 5 에 요약하였다.A 25-35 wt% solution of polymer was pumped onto a 12K tow spread of Hercules IM7 carbon fiber wound onto a drum to make a prepreg and the drum was cut into pieces of prepreg and dried at room temperature. 24 ply of prepreg in one direction was molded at 320 DEG C and 2.4 MPa for 5 minutes, and then preheated for 15 minutes without applying pressure to form a synthetic plaque. Test plaques were used to measure cleavage hardness (C 1C ). Samples and results are summarized in Table 5.

표 3TABLE 3

잘게썬 유리섬유Chopped fiberglass 4040 32.1832.18 32.232.2 유리의 %% Of glass 4040 4040 4040 SFP 118SFP 118 38.1338.13 30.430.4 40.540.5 헥사메틸렌테트라민Hexamethylenetetramine 6.736.73 5.365.36 7.167.16 샘플 ASample A 15.1415.14 -- -- 샘플 BSample B -- 12.0612.06 -- 중합체의 %% Of polymer 2525 2525 -- 굴곡률 GPaFlexure GPa 13.813.8 12.612.6 12.612.6 항복강도 σy MPaYield strength σy MPa 441441 450450 473473 분열강도 K1CMNm-1.5 Fission Strength K 1C MNm -1.5 5.635.63 8.458.45 4.234.23 분열경도 G1CKJm-2 Fission Hardness G 1C KJm -2 4.484.48 8.188.18 2.952.95 연성율 ( K1C/σy )2 Ductility (K 1C / σy) 2 163163 353353 8080

표 4Table 4

A 의 %% Of A DF (20)DF (20) DF (40)DF 40 DF (60)DF (60) B 의 %% Of B DF (20)DF (20) DF (40)DF 40 DF (60)DF (60) 00 5555 8080 9595 00 5555 8080 9595 1515 4949 182182 9999 1515 175175 285285 293293 2525 138138 151151 9797 2525 178178 353353 725725 3535 200200 210210 144144 3535 190190 321321 665665

표 5Table 5

중합체polymer 섬유의 부피분율 (%)Volume fraction of fiber (%) G1C(2회 평균) (KJm-2)G 1C (2 times average) (KJm -2 ) 100%A11,3 100% A1 1,3 65.265.2 1.091.09 100%A1 100% A 1 57.957.9 1.371.37 100%A2 100% A 2 57.357.3 0.860.86 67%A/33%B2 67% A / 33% B 2 60.360.3 2.302.30 50%A/50%B1 50% A / 50% B 1 60.660.6 1.641.64 50%A/50%B2 50% A / 50% B 2 63.163.1 1.951.95 50%A/67%B2 50% A / 67% B 2 62.862.8 1.911.91 33%A/67%B2 33% A / 67% B 2 54.854.8 2.872.87 20%A/80%B2 20% A / 80% B 2 57.357.3 2.652.65

1 - 사용된 용매는 90/10 v/v CH2C12/CH3OH,1-solvent used is 90/10 v / v CH 2 C1 2 / CH 3 OH,

2 - 사용된 용매는 67/33 v/v 시클로펜탄온/아세톤2-solvent used is 67/33 v / v cyclopentanone / acetone

3 - 중합체 A1 은 중합체 A 와 동일한 방법으로 제조하였으나 RV 는 약 0.22 이다.3-polymer A1 was prepared in the same manner as polymer A, but with an RV of about 0.22.

본 발명은 반응성 그룹을 갖고있는 방향족 중합체로부터 만든 열경화성 조성물 및 이러한 중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to thermosetting compositions made from aromatic polymers having reactive groups and to methods of making such polymers.

Claims (4)

에테르 및/또는 티오에테르 결합으로 연결된 반복단위들인, 설폰그룹을 함유하는 이가의 방향족 라디칼 E 와 임의로 설폰그룹을 함유하는 이가의 방향족 라디칼인 E1로 구성되는 폴리아릴설폰 사슬로 실질적으로 이루어지는 방향족 중합체로서, 폴리아릴설폰 사슬이 식 - R1Z - ( 식중, R1은 이가의 탄화수소 그룹이고 Z 는 에폭시 - 함유 화합물과 반응하는 활성수소를 갖는 그룹의 잔기임 ) 의 펜던트 ( pendent ) 또는 종결그룹을 하나이상 가지며, 하기식 (Ⅰ) 단위의 잔기에 의해서 함께 결합된 상기 - R1Z - 그룹들에 의해 하나이상의 제 2 의 폴리아릴설폰 사슬에 연결되어 있는 방향족 중합체.Aromatic polymers consisting essentially of polyarylsulfone chains consisting of divalent aromatic radicals E containing sulfone groups, which are repeating units linked by ether and / or thioether bonds, and optionally E 1 , divalent aromatic radicals containing sulfone groups As a polyarylsulfone chain, pendent or terminating group of the formula-R 1 Z-(wherein R 1 is a divalent hydrocarbon group and Z is a residue of a group having active hydrogen reacting with an epoxy-containing compound) An aromatic polymer having at least one of which is connected to at least one second polyarylsulfone chain by said —R 1 Z — groups bonded together by a residue of a unit of formula (I): [식중, k는 G에 따라서 선택되는 1-3의 정수,[Wherein k is an integer of 1-3 selected according to G, G는 직접 결합이거나 또는 다음 일반식(II)임;G is a direct bond or the following general formula (II); J는 2가 페놀 잔기, 아미노페놀 잔사 또는 방향족 디아민 잔사로부터 선택된 최소한 하나의 잔사 바람직한 것은 일반식 (Ⅲ) 의 잔사임;J is at least one residue selected from divalent phenol residues, aminophenol residues or aromatic diamine residues. Preferred are the residues of formula (III); -PhAPh - (Ⅲ)-PhAPh-(III) Ph 는 페닐렌, 특히 1, 4 - 페닐렌 ; 및Ph is phenylene, especially 1, 4- phenylene; And A 는 직접결합, - 0 -, -S-, -SO-, -CO-, -CO2-, SO2- 또는 C1-6탄화수소 ]A is a direct bond,-0-, -S-, -SO-, -CO-, -CO 2- , SO 2 -or C 1-6 hydrocarbon] 제 6 항의 방향족 중합체 및 보강 충진제로 구성되는 중합체 조성물.A polymer composition composed of the aromatic polymer of claim 6 and a reinforcing filler. 식 (Ⅰ) 의 에폭시 그룹에 연결된 식 - R1Z - 의 펜던트또는 종결그룹 하나이상과 반복단위 E 및 E1을 갖는 폴리아릴설폰 사슬을, 식 - R1Z - 의 펜던트 또는 종결 그룹 하나이상과 반복단위 E 및 E1을 갖는 제 2 의 폴리아릴설폰 사슬과 반응시키는 것으로 실질적으로 이루어지는 제 6 항의 중합체 제조방법.A polyarylsulfone chain having at least one pendant or terminating group of formula -R 1 Z-and repeating units E and E 1 connected to the epoxy group of formula (I), at least one of a pendant or terminating group of formula -R 1 Z- And reacting with a second polyarylsulfone chain having repeating units E and E 1 . 에테르 및/또는 티오에테르 결합으로 연결된 반복단위들인, 설폰그룹을 함유하는 이가의 방향족 라디칼인 E 와 임의로 설폰그룹을 함유하는 이가의 방향족 라디칼인 E1로 구성되고, 하기식 (ⅡA) 의 반응성 에폭시 말단그룹을 갖는 폴리아릴설폰.Ether and / or thioether bond optionally with an aromatic radical of bivalent E containing repeating units which are, sulfonic group connected consists of E 1 is an aromatic radical of bivalent containing a sulfonic group, to the reactive epoxy of formula (ⅡA) Polyarylsulfones having end groups. ┌─┌─ │ 식중, k 는 J 에 따라 선택되는 1 - 3 의 정수이고Where k is an integer from 1 to 3 selected according to J │ J 는 하나이상의 이가 페놀잔기, 아미노페놀잔기 또는 방향족J is one or more divalent phenol residues, aminophenol residues or aromatics │ 디아민 잔기에서 선택된 잔기이며, 이러한 잔기들은 바람직Residues selected from diamine residues, these residues being preferred │ 하게는 하기식 (Ⅲ) 의 잔기임.Preferably, it is a residue of following formula (III). │ - PhAPh - (Ⅲ)│-PhAPh-(III) │ ┌─│ ┌─ │ │ 식중, Ph는 페닐렌, 특히 1, 4 - 페닐렌이고,Wherein Ph is phenylene, in particular 1, 4-phenylene, │ │ A 는 직접결합, - 0 -, - S -, - SO -, - SO2, - CO -,A is a direct bond,-0-,-S-,-SO-,-SO 2 ,-CO-, │ │ - CO2또는 C1- C6- 탄화수소임.-CO 2 or C 1 -C 6 -hydrocarbon. │ └─│ └─ └─└─
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