KR20080092342A

KR20080092342A - 발포된 및 발포성의 높은 유리 전이 온도 중합체

Info

Publication number: KR20080092342A
Application number: KR1020087014782A
Authority: KR
Inventors: 마이클 스티븐 도노반; 로버트 러쎌 갈루치; 로이 래이 오들; 마크 에이. 새너; 카필 찬드라칸트 쉐쓰; 라젠드라 카쉬나쓰 싱
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-10-15
Also published as: JP2009521548A; US20070149629A1; AU2006333162A1; EP1963432A1; RU2008130075A; CZ2008359A3; WO2007078737A1; CN101374908A

Abstract

a) 복수의 유리 전이 온도를 가지는 비혼화성 중합체 블렌드이며, 상기 중합체 중의 하나가 180℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 비혼화성 중합체 블렌드; b) 217℃ 초과의 단일 유리 전이 온도를 가지는 혼화성 중합체 블렌드; 또는, c) 247℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 순수한 단일 중합체;를 포함하는 발포성 또는 발포된 조성물.

폴리에테르이미드

Description

발포된 및 발포성의 높은 유리 전이 온도 중합체{Expanded and expandable high glass transition temperature polymers}

본 명세서는 발포성 또는 발포된 중합체 재료에 관한 것이다. 특히, 본 명세서는 높은 유리 전이 온도를 가지는 열가소성 수지를 포함하는 발포성 또는 발포된 재료에 관한 것이다.

발포된 열가소성 재료, 또한 열가소성 발포체(foam)로 알려진다,는 유사한 발포되지 않은 열가소성 재료에 비하여 재료의 밀도를 감소시키는 공극(또한 기공 또는 셀로서 알려진다)를 포함하는 열가소성 재료이다. 열가소성 발포체는 입자상 충진제 또는 섬유상 충진제와 같은 충진제를 추가적으로 포함한다. 발포된 열가소성 재료는 적용에 따라 압축가능하거나 경성일 수 있다. 발포성 재료는 요구되는 조건이 가해지면 발포된 조성물을 형성하기 위해 발포하는 열가소성 재료이다.

발포된 열가소성 재료는 충격 흡수, 소리 차단, 온도 차단, 구조적 적용 분야, 등을 포함하는 넓은 범위의 적용을 가진다. 항공, 해저, 고속 기차, 및 열화상과 같은 적용과 같은 일부 분야에서, 화염 지연, 내열성, 및 넓은 범위의 온도에 대한 열안정성를 가지는 발포체에 대한 수요가 있다. 일부 분야에서, 기계적 강도가 또한 요구된다. 발포된 재료는 최종 적용에서 요구되는 특징에 따라 선택적으 로 필름 또는 시트와 같은 다른 재료와 혼합될 수 있다.

폴리이미드 발포체는, EP0373402, U.S. Patent Nos. 4,543,368, 4,683,247, 4,980,389, 5,064,867, 5,135,959, 5,234,966 및 6,057,379에서 교시되는 바와 같이 이러한 수요의 일부를 처리하였으나, 발포체가 점차 엄격한 조건에서 적용됨에 따라, 높은 유리 전이 온도 중합체를 포함하는 발포체에 대한 계속되는 수요가 있다.

본 발명은 a) 하나 이상의 폴리에테르이미드를 포함하며, 복수의 유리 전이 온도를 가지며, 상기 폴리에테르이미드가 217℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는, 비혼화성 중합체 블렌드; b) 하나 이상의 폴리에테르이미드를 포함하며, 180℃ 초과의 단일 유리 전이 온도를 가지는 혼화성 중합체 블렌드; 또는, c) 247℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 단일 폴리에테르이미드;를 포함하는, 발포체와 같은, 발포성 또는 발포된 조성물에 관한 것이다.

발포성 조성물을 발포제(blowing agent)를 추가적으로 포함할 수 있다.

여기에 사용된 용어 "수소 원자 대 탄소 원자의 비"는 중합체에서 또는 중합체를 구성하는 반복 단위(단량체)에서 수소 원자의 갯수 대 탄소 원자의 갯수의 비이다.

벤질릭 양성자(benzylic proton)의 정의는 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있고, 본 발명에 관하여는 페닐 또는 벤젠 고리와 같은 하나 이상의 방향족 고리에 직접 화학적으로 결합된 하나 이상의 지방족 탄소 원자를 포함하며, 여기서 상기 지방족 탄소 원자는 추가적으로 상기 탄소 원자에 직접 결합된 하나 이상의 양성자를 가진다.

본 발명의 문맥에서, 실질적으로 또는 본질적으로 벤질릭 양성자가 비존재한다는 것은 예를 들어 폴리이미드 술폰 결과물과 같은 중합체가, 약 5몰% 미만의 벤질릭 양성자를 포함하는 유도된 구조 단위, 일부 구현예에서는 약 3 몰% 미만의 구조 단위, 및 다른 구현예에서 약 1 몰% 미만의 구조 단위를 가지는 것을 의미한다. 벤질릭 양성자, 또한 벤질 수소로 알려져 있다,가 비존재한다는 것은 폴리에테르이미드 물품이 벤질릭 양성자 또는 벤질릭 수소를 가지는 단량체 및 말단 -캐퍼(capper)로부터 유도된 구조 단위를 0몰% 포함하는 것을 의미한다. 벤질릭 양성자의 양은 화학적 구조에 기반한 통상적인 화학적 분석으로 결정될 수 있다.

여기에 기재된 발포된 열가소성 조성물은 우수한 열안정성 및 화염 지연성을 가져, 열안정성이 특히 중용한 일련의 분야들에 유용하다.

일부 구현예에서 상기 발포된 조성물은 20 내지 200 kg/m³ ±10 %의 벌크 밀도를 가진다. 이러한 범위 내에서, 상기 벌크 밀도는 90 kg/m³ 이하일 수 있거나, 보다 구체적으로, 75 kg/m³ 이하 또는 50 kg/m³ 이하, 또는 40, 35, 30, 25 및 20 kg/m³ 이하이다. 또한, 이러한 범위 내에서 상기 벌크 밀도는 재료 전체를 통하여 실질적으로 균일하다.

발포된 열가소성 조성물은 열린 셀 또는 닫힌 셀 구조를 가질 수 있다. 또한, 발포된 열가소성 조성물은 연성 또는 경성일 수 있다.

본 발명에 따른 발포체는 또한 레이더 파(radar wave)를 전송할 수 있다. 여기에 관하여, 본 발명에 따른 발포체는 투명, 즉, 상기 중합체에 충돌하는 실질적으로 모든 레이더 파가 상기 중합체를 통하여 전송되는 것을 허용하거나; 반투명(translucent), 즉, 상기 중합체에 충돌하는 레이더 파의 40 내지 95%를 전송하거나, 또는 불투명(opaque), 즉, 상기 중합체에 충돌하는 레이더 파의 40 % 미만을 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 발포체는 약 0.75 내지 약 2.00, 또는 1.00 내지 1.50 또는 1.05 내지 1.11 사이의 유전 상수를 가질 수 있다.

발포된 열가소성 조성물은 하나 이상의 충진제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충진제는 핵형성제로 작용하고, 발포하는 동안 기공의 형성을 안정화시키는 것을 도와준다. 예시적인 충진제는 용융 실리카 및 결정성 실리카와 같은 실리카 분말; 보론-나이트라이드 분말 및 보론-실리카 분말; 알루미나, 및 산화마그네슘(마그네이아); 표면 처리된 규회석을 포함하는 규회석; (그의 물수물, 이무수물 및 삼무수물로서의) 칼슘 설페이트; 백악(chalk), 석회석, 대리석 및 합성된, 침전된 탄산칼슘을 포함하는, 일반적으로 분쇄된 입자상 형태인, 탄산 칼슘; 섬유상, 모듈러(modular), 바늘 형태를 포함하는 활석 및 라멜러(lamellar) 활석; 공동 및 고형 유리 구; 경질, 연질, 소성된 카올린 및 중합체성 매트릭스 수지와의 혼화성을 촉진하기 위해 당해 분야에 공지된 다양한 코팅을 포함하는 카올린; 운모; 장석; 실리케이트 구; 연진(flue dust); 세노스피어(cenosphere); 필라이트(fillite); 알루미노실리케이트(아모스피어(armosphere)); 천연 실리카 모래; 석영; 규암; 진주암; 트리폴리(tripoli); 규조토; 합성 실리카; 및 이들의 조합을 포함한다. 상기 충전제는 모두 실란으로 표면 처리되어 중합체성 매트릭스 수지와의 접착 및 분산을 개선시킬 수 있다.

추가적인 예시적인 강화 충진제는, 유리 박편, 박편화된 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드, 알루미늄 박편, 및 강철 박편과 같은 강화를 제공하는 박편화된 충진제를 포함한다. 예시적인 강화 충진제는 또한 짧은 무기 섬유, 천연 섬유 충진제, 단결정 섬유, 유리 섬유 및 유기 강화 섬유 충진제와 같은 섬유 충진제를 포함한다. 짧은 무기 섬유는 하나 이상의 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 및 칼슘 설페이트 헤미하이드레이트를 포함하는 블렌드로부터 유도되는 것들을 포함한다. 천연 섬유 충진제는 목재를 분쇄하여 얻어지는 목재 분말, 및 셀룰로오스, 목화, 사이잘초, 황마, 녹말, 코르크 분말, 리그닌, 분쇄된 견과 껍질, 옥수수, 쌀 곡물 껍질과 같은 섬유상 생성물을 포함한다. 단결정 섬유 또는 "휘스커(whisker)"는 실리콘 카바이드, 알루미나, 보론카바이드, 철, 니켈, 및 구리 단결정 섬유를 포함한다. E, A, C, ECR, R, S, D, 및 NE 유리 및 수정 등과 같은 직물 유리 섬유를 포함하는 유리 섬유도 또한 사용될 수 있다. 또한 섬유를 형성할 수 있는 유기 중합체를 포함하는 유기 강화 섬유 충진제도 또한 사용될 수 있다. 그러한 유기 섬유 충진제의 실질적인 예들은 예를 들어, 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤조옥사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드 또는 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지, 및 폴리(비닐 알코올)을 포함한다. 그러한 강화 충진제는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유 형태로, 단독으로 또는 다른 형태의 섬유와 함께, 예를 들어, 공직조(co-weaving) 또는 편심/심초(coresheath), 사이드-바이-사이드, 오렌지 형태 또는 메트릭스 및 피브릴(fibril) 구성물, 또는 섬유 제조의 당해 기술 분야에서 당업자에게 알려진 다른 방법을 통하여 제공될 수 있다. 통상적인 공직조 구조는 유리 섬유-탄소 섬유, 탄소 섬유-방향족 폴리이미드(아리미드) 섬유, 및 방향족 폴리이미드 섬유-유리 섬유를 포함한다. 섬유 충진제는 예를 들어, 연방(roving), 0-90도 직물과 같은 직조된 강화 섬유, 연속 스트랜드 매트, 절단 스트랜드 매트, 티슈, 종이 및 펠트와 같은 비직조된 강화 섬유 및 3-차원적으로 직조된 강화 섬유, 프리폼(preform) 및 노끈의 형태로 공급될 수 있다.

선택적인 전기적으로 전도성인 첨가제는 전기적 전도성 카본 블랙, 탄소나노튜브, 탄소 섬유 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수 있다. 전기적으로 전도성인 카본 블랙은 상업적으로 입수 가능하고, S.C.F.(Super Conductive Furnace), E.C.F.(Electric Conductive Furnace), Ketjen Black EC(마캐 Co. 에서 입수가능) 또는 아세틸렌 블랙을 포함하나 이들로 한정되지 않는, 다양한 상표면으로 판매된다. 일부 구현예에서, 전기적으로 전도성인 카본 블랙은 200 nm 이하, 또는 더욱 구체적으로, 100 nm 이하, 더욱 더 구체적으로 50 nm 이하의 평균 입자 크기를 가진다. 전기적으로 전도성인 카본 블랙은 또한 200 m²/g 초과, 또는 더욱 구체적으로, 400 m²/g 초과, 더욱 더 구체적으로, 1000 m²/g 초과의 표면적을 가질 수 있다. 전기적으로 전도성인 카본 블랙은, 디부틸 프탈레이트 흡착으로 결정된 값으로서, 40 cm³/100g 초과, 또는 더욱 구체적으로, 100 cm³/100g 초과, 더욱 더 구체적으로, 150 cm³/100g 초과의 기공 부피를 가질 수 있다.

사용될 수 있는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(CWNT), 다중벽 탄소나노튜브(MWNT), 기상 성장 탄소 섬유(VGCF) 및 이들의 2 이상의 조합을 포함한다. 탄소 나노튜브는 또한 강화 충진제로 고려될 수 있다.

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 흑연의 레이저-증발, 카본 아크 합성 도는 고압 일산화탄소 전환 공정(HIPCO)에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 SWNT는 일반적으로 외부 직경 0.7 내지 2.4nm를 가지는 그라펜(grphene) 시트를 포함하는 단일벽을 가진다. SWNT는 금속성 SWNT 및 반도체성 SWNT의 혼합물을 포함할 수 있다. 금속성 SWNT는 금속과 유사한 전기적 특징을 보여주나, 반도체성 SWNT는 전기적으로 반도체성 특징을 보여준다. 일부 구현예에서, 가능한 한 많은 부분의 금속성 SWNTfmf 포함하는 조성물을 가지는 것이 바람직하다. SWNT는 5 이상, 또는 더욱 구체적으로 100 이사, 또는 더욱 더 구체적으로 1000 이상의 종횡비를 가질 수 있다. SWNT가 일반적으로 각각의 튜브의 말단에서 반구 캡을 가지는 닫힌 구조이나, 하나가 열린 말단 또는 양쪽이 모두 열린 말단을 가지는 SWNT가 또한 사용될 수 있음이 계획된다. SWNT는 일반적으로 중공인 중심 부분을 포함하나 비정질 탄소로 채워질 수 있다.

일 구현예에서, SWNT는 SWNT 총 중량의 1 중량% 이상, 또는 더욱 구체적으로, 20 중량% 이상, 또는 더욱 구체적으로 30 중량% 이상, 더욱 더 구체적으로 50 중량% 이상, 또는 더욱 더 구체적으로 99.9 중량% 이상의 양으로 금속성 나노튜브를 포함한다.

일 구현예에서, SWNT는 SWNT 총 중량의 1 중량% 이상, 또는 더욱 구체적으로, 20 중량% 이상, 또는 더욱 구체적으로 30 중량% 이상, 더욱 더 구체적으로 50 중량% 이상, 또는 더욱 더 구체적으로 99.9 중량% 이상의 양으로 반도체성 나노튜브를 포함한다.

MWNT는 레이저 제거 및 탄소 아크 시스템과 같은 방법에 의하여 제조될 수 있다. MWNT는 내부의 중공 코어 주위에 연결에 2 이상의 그라펜 층을 가진다. 반구 캡들이 일반적으로 MWNT의 양 말단을 밀폐하지만, 단지 하나의 반구 캡을 사용하는 MWNT 또는 양쪽에 캡이 없는 MWNT를 사용하는 것도 또한 가능하다. MWNT는 일반적으로 2 내지 50 nm의 직경을 가진다. 이러한 범위 내에서, MWNT는 40 이하, 또는 더 구체적으로, 30 이하, 또는 더욱 더 구체적으로 20 nm 이하의 평균 직경을 가질 수 있다. MWNT는 5 이상, 또는 더 구체적으로, 100 이상, 또는 더욱 더 구체적으로 1000 이상의 평균 종횡비를 가질 수 있다.

기상 성장 탄소 섬유(VGCF)는 일반적으로 화학적 기상 증착 방법으로 제조된다. "나이테(tree-ring)" 또는 "물고기뼈(fishbone)" 구조를 가지는 VGCF가 미립상 금속 촉매의 존재하에 적당한 온도, 즉 800 내지 1500℃의 온도에서 탄화수소로부터 성장될 수 있다. "나이테" 구조에서, 다수의 실질적으로 그라파이트성인 시트가 코어의 주변에 동축적으로 정렬된다. "물고기 뼈" 구조에서, 섬유는 중공 코어의 축으로부터 연장하는 그라파이트 층을 특징으로 한다.

3.5 내지 2000 나노미터(nm)의 직경 및 5 이상의 종횡비를 갖는 VGCF가 사용될 수 있다. VGCF는 바람직하게는 3.5 내지 500nm, 또는, 보다 바람직하게는 3.5 내지 100nm, 또는, 가장 바람직하게는 3.5 내지 50 nm의 직경을 가질 수 있다. VGCF는 100 이상, 또는, 더 구체적으로 1000 이상의 평균 종횡비를 가질 수 있다.

다양한 형태의 전도성 탄소 섬유가 상기 조성물에 또한 사용될 수 있다. 타소 섬유는 일반적으로 그 직경, 몰폴로지, 및 흑연화도(형태와 흑연화도는 상호관계가 있다)에 따라 분류된다. 이러한 특징들은 현재 탄소 섬유를 합성하는데 사용되는 방법에 의하여 결정된다. 예를 들어, 5 마이크로미터 이하의 직경 및 (방사상 , 평면 또는 원주형 배열에서) 섬유 축에 평행한 그라펜 리본(graphene ribbon)을 갖는 탄소 섬유는 페놀, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 또는 피치를 포함하는 섬유 형태의 유기 전구체를 열분해함에 의하여 상업적으로 제조된다.

탄소 섬유는 일반적으로 1000 nm(1 ㎛) 이상 내지 30 ㎛의 직경을 가진다. 이러한 범위 내에서 2 이상, 또는 더욱 구체적으로, 3 이상, 또는 더욱 구체적으로 4 ㎛ 이상의 크기를 가지는 섬유가 사용될 수 있다. 또한 이러한 범위 내에서, 25 이하, 또는 더욱 구체적으로, 15 이하, 또는 더욱 더 구체적으로 11 ㎛ 이하의 직경을 가지는 섬유가 사용될 수 있다.

발포된 열가소성 조성물은 발포성 열가소성 조성물의 팽창(또는 발포)로부터 얻어진다. 발포성 열가소성 조성물은 많은 방법으로 만들어질 수 있다. 제1 구현예는, 조성물을 발포시키기 위해 마이크로파 에너지, 열, 또는 마이크로파 에너지 및 열의 조합이 가해지는 중합체 전구체 또는 중합체 전구체의 조합을 포함하는 조성물이다. 중합체 전구체는 올리고머로서, 이것은 마이크로파 에너지, 열 및/또는 이들의 조합이 가해지면 추가적으로 중합한다. 추가적인 중합은 상기 추가적인 중합이 발생하는 온도 및 압력에서 휘발될 수 있는 부산물을 생성한다. 부산물은 기포제(또는 발포제)로서 작용한다. 이어서, 발포된 조성물에는 추가적인 중합을 위하여 추가적인 열이, 예를 들어 200-500℃에서 0.5 내지 4 시간, 가해질 수 있다.

예시적인 중합성 전구체는 에스테르를 얻기 위해 이무수물을 알코올과 반응시킴에 의하여 생성될 수 있다. 이무수물과 알코올은 적합한 용매에서 반응될 수 있다. 일 구현예에서, 알코올은 용매로서 사용된다. 예시적인 알코올은 1 내지 7 개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 알코올 및 방향족 알코올을 포함한다. 통상적으로, 이무수물을 용해시키기에 필요한 양을 약간 초과하는 알코올이 최상의 결과를 낳는다. 반응은 상승된 온도, 예를 들어 용매의 비등점 초과의 온도에서 수행된다. 이어서, 에스테르는 중합성 전구체를 형성히기 위하여 디아민과 같은 폴리아민과 반응한다. 이 시점에서 선택적인 충진제가 용액 내로 블렌드 될 수 있다. 용매는 전구체를 진하게 하거나 건조시키기 위해 제거될 수 있다. 통상적으로, 스프레이 건조, 진공 건조 또는 50℃ 내지 90℃의 온도에서의 가열이 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 선택적인 충진제는 건조된 전구체와 건조 혼합된다.

일 구현예에서, 중합성 전구체, 선택적 충진제 및 하나 이상의 극성 양성자성 폼-증강(foam-enhancing) 첨가제가 발포를 위해 사용된다. 폼-증강 첨가제는 화학식 ROH를 가지며, R은 수소, 또는 C₁ 내지 C₁₂ 선형 또는 분지형 알킬 또는 시클로알킬 라디칼이며, 할로, 아릴, 알콕시 및 하이드록시로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 극성 양성자성(polar protic) 폼-증강 첨가제는 중합성 전구체와 혼화되거나 주변 조건, 즉 상온에서 조성물의 어떠한 성분을 위한 용매로도 작용할 필요가 없다. 극성 양성자성 폼-증강 첨가제의 사용은 U.S. Patent No. 5,234,966에 개시된다.

중합성 전구체를 포함하는 조성물은 발포를 위한 온도 증가 전에 조성물 전체에 실질적으로 균일한 온도를 얻기에 충분한 시간을 위하여 발포 온도 미만의 온도로 예비가열될 수 있다. 일 구현예에서, 중합성 전구체를 포함하는 조성물은 발포 전에 벌크 환원(bulk reduction)될 수 있다.

예시적인 구현예에서. 중합성 전구체를 포함하는 조성물이 120℃ 내지 180℃에서 1 내지 30 분간 순환식 오븐에서 예비 가열된다. 예비 가열 온도는 전구체의 유동성을 얻기에 충분히 높고 전구체 입자들이 녹지 않도록, 이들 양자는 균일한 셀 구조를 위해 중요하다, 충분히 낮도록 선택된다.

발포된 조성물이 비혼화성 블렌드를 포함하면, 2개의 중합성 상(phase)들은 불연속적이거나 하나의 중합성 상에 다른 중합성 상에 분산될 수 있다. 발포된 조성물이 중합성 전구체의 사용을 통해 만들어지는 구현예에서, 중합성 전구체는 중합성 상들의 어느 하나 또는 모두를 위한 것이 될 수 있다. 중합성 전구체가 중합성 상의 어느 하나만을 위한 것인 구현예에서, 중합성 전구체는 발포 전에 제2 중합체와 블렌드될 수 있다.

발포된 조성물이 2개의 중합체의 혼화성 블렌드를 포함하면, 상기 중합체들의 어느 하나 또는 모두가 상술한 바와 같은 중합성 전구체의 사용을 통하여 만들어질 수 있다.

발포된 중합성 조성물을 제조하는 다른 접근법은 중합성 조성물을 발포제와 혼합하는 단계를 포함한다. 적합한 발포제는 예를 들어, U.S. Patent 4,543,368에 기재되며, 명세서 전제로서 참조에 의하여 본원 발명에 포함된다. 발포제는 화학적 발포제 및/또는 물리적 발포제를 포함할 수 있다. 화학적 발포제는 특정한 조건 예를 들어 좁은 온도 범위에서 높은 가스 수율로 분해하는 화학적 화합물이다. 분해 과정 동안에 형성되는 분해 생성물은 생리학적으로 안전하고 발포된 폴리우레탄 시트의 열적 안정성 또는 기계적 특성에 심각한 영향을 끼치지 않는 것이 바람직하다. 또한, 분해 생성물이 발포 결과물을 백화시키거나 발포 결과물에 탈색 효과를 가지지 않는 것이 바람직하다.

다른 태양에서, 발포제는 혼합 단계에서의 가공 온도 외에 상온에서 수지에 녹을 수 있으며, 그 후에, 침윤된 수지의 유리 전이 온도 또는 그 근처에서 수행되는 발포 단계 동안 용액 밖으로 나온다. 그러한 일 방법에서, 발포제는 수지의 유기 전이 온도 미만의 온도(그러나 여기서 발포제가 수지에 용해될 것이다) 및 증가된 압력에서 수지를 포화된 발포제 분위기에 노출시킴에 의하여 수지 내부로 혼합된다. 그러한 다른 방법에서, 수지는 증가된 온도, 그러나 또한, 발포제가 수지에 충분히 용해되는 온도에서 발포제와 불활성 캐리어 유체의 혼합물에 분산된다.

발포제 선택시에 고려할 중요한 사항은 가열하는 동안 중합체가 일단 부드러워지면 중합체 벽을 팽창시키기에 충분한 증기압을 생성하여야만 한다는 점이다. 이러한 면에서, 따라서, 추진제(propellent)의 선택은 연화 온도에서의 발포제의 증기압 외에 미소구 쉘 벽을 형성하도록 선택된 중합체의 연화 온도에 의존할 것이다. 통상적으로, 중합체의 연화 온도(또는 유리 전이 온도, Tg) 위의 10℃ 이하의 증기압에서 비등점을 가지는 용매는 중합체를 발포제의 비등점까지 가열하면 상기 중합체 쉘 벽을 발포시키기에 충분한 증기압을 제공한 것이다. 더욱 바람직하게, 상압에서 추진제 액의 비점은 중합체 Tg 이하일 것이고, 더욱 더 바람직하게, 추진제 비점은 중합체 Tg 보다 10℃ 이상 낮을 것이다.

특히 바람직한 액상 발포제는 작은 사슬 탄화수소인데, 이는 이들이 대부분의 중합체에 불활성이고, 대부분의 용매와 혼화성이고, 상온 근처의 비등점을 가지기 때문이다. 상온 이하의 비등점을 가지는 액상 발포제의 경우에는, 낮은 온도 및/또는 가압된 대기 하에서 바람직하게 수행될 수 있다.

상술한 중합체 및 용매와 결합될 수 있는 액상 추진제의 예들은 탄화수소 (n-부탄, 이소-부탄, n-펜탄, 이소-펜탄, 트리메틸-2-펜텐, 헥산, 펩탄, n-옥탄, 이소-옥탄, 노난, 데칸, 벤젠, 톨루엔 등), 에테르 및 케톤 (에텔 에테르, 이소프로필 에테르, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 등), 알코올 ( 메탄올, 에탄올, 이소-프로판올, 등), 할로겐화된 탄화수소 (메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소, 디클로로에탄, 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 등), 암모니아 또는 암모니아계 액체, 실란 또는 실록산계 액체 (헥사메틸 디실란, 헥사메틸 디실록산), 및 물 도는 다른 수용성 혼합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 이러한 예들은 완전한 것을 의미하는 것이 아니며, 당업자는 주어진 중합체-용매 혼합물과 혼화성을 보여주나 또한 순수한 중합체와는 비혼화성을 보여주며, 동시에 중합체의 연화 온도 또는 그 이상에서 상기 중합체 쉘 벽을 발포시키기에 충분한 증기압을 가할 수 있는 많은 액체를 알 것이다.

물리적인 발포제는 또한 단독 또는 서로의 혼합물로서 또는 하나 이상의 화학적 발포제와의 혼합물로서 또한 사용될 수 있다. 물리적 발포제는 수지/발포제 혼합물 또는 수지 블렌드/발포제 혼합물(이들 모두는 여기서 침윤된 수지로 기재된다)의 유리 전이 온도 미만의 비등점을 가진다. 발포제는 침윤된 수지의 유리 전이 온도(Tg)의 훨씬 아래에서 (예를 들어, 약 20℃ 의 상온에서) 수지 또는 수지 블렌드에서 상대적으로 용해성이어야 하나, 침윤된 수지의 Tg에서 상대적으로 비용해성이어야 한다. 물리적 발포제의 예들은 에스테르, 특히 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트 및 이소프로필 아세테이트와 같은 저급 알킬 에스테르, 및 이들의 할로겐화된 대응물 외에, 아세톤 및 메틸 에틸 케톤과 같은 저급 알킬 케톤 외에, 시클로헥사논, 및 이들의 할로겐화된 대응물을 포함한다. "상대적으로 용해성"에 의하여, 수지 내에 용해된 충분하고, 유효한 양의 물리적 발포제를 가지는 침윤된 수지를 제공하기 위하여 수지에 물리적 발포제가 충분히 녹을 수 있다는 것을 의미한다. "상대적으로 비용해성"에 의하여 수지를 발포시키기 위하여 물리적 발포제의 유효한 양이 용액 밖으로 나온다는 것을 의미한다. 따라서, 발포제는 저장 안정성이 있는 침윤된 수지 (발포성 조성물)을 만들기 위해 수지 또는 수지 조성물 내로 용해될 수 있다. 후속적인 발포 단계 동안 침윤된 수지가 그 Tg 로 가열되면 수지를 발포시키기 위해 발포제가 용액 밖으로 나온다. 수지에 용해된 발포제의 양은 후속적인 발포 단계 동안 조성물을 발포시키기에 충분하고 유효한 양이어야 한다. 발포 수지 조성물은 펠렛 또는 입자 형태로 제공될 수 있으며. 이들은 편리하게 발포되고 동시에 다양하게 유용한 물품으로 성형된다.

수지 또는 수지 블렌드/물리적 발포제 혼합물 (즉, "침윤된 수지")의 유리 전이 온도까지 전체를 통해 참조가 이루어진다; 이것은 발포제의 첨가가 수지의 Tg를 변화(억제)시킬 수 있기 때문이다.

화학적 발포제의 경우와 같이, 물리적 발포제는 결과적인 발포체가 소망하는 벌크 밀도를 주기에 충분한 양으로 사용된다. 통상적으로, 물리적 발포제는 조성물의 약 5 내지 약 50 중량%의 양으로 사용된다.

물리적 발포제는 가열하는 동안 상 변화에 의해 증기를 생성하는 것들이다. 상온에서 고체로 존재하나, 대부분의 중합체를 연화시키기 위하여 통상적으로 사용되는 온도에 도달하면 기화되는 많은 화학물질들이 있다. 이러한 타입의 일부 고체 발포제는 가열하는 동안 중간적인 액체 상태를 거치지만, 다른 타입은 가열하는 동안 가스로 직접 승화한다. 적합한 물리적 발포제의 예들은 네오펜틸 알코올, 헥사메틸 에탄, 테트라-부틸 카바제이트(carbazate), tert-부틸 디메틸실릴 클로라이드, tert-부틸 N-알릴카바메이트, 및 테트라메틸-1,3-시클로부탄디온, 등을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 화학 분야의 당업자는 상술한 기준을 만족하는 많은 물질들을 발견할 것이므로 이러한 목록은 완전한 것이 아니다.

적합한 물리적 발포제를 선택함에 있어, 독성, 중합체 상용성, 용매 상용성, 용융점, 비등점, 증기압 또는 다른 이슈들에 대한 고려가, 고려중인 특정한 중합체-용매 시스템에 따라 주어져야 한다.

화학적 발포제는, 통상적으로 주위 온도 및 압력에서 고체이고, 분해 또는 다른 화학적 반응을 겪어 반응 부산물의 적어도 하나로서 기체상 증기를 생성한다. 이러한 반응들은 가장 흔하게는 열에 의해 촉발되나, 다르게는 공반응물(co-reactant)의 존재에 의하여 촉발될 수 있다. 예를 들어, 화학적 발포제는 물의 존제에 의하여 촉발될 수 있으며, 이로써 물이 처방에 포함되나 오직 열의 첨가에 의하여 반응에 이용가능하게 된다.(그러한 경우는 특정한 수화된 염화합물이 화학적 발포제인 수소화붕소나트륨과 혼합된 경우에 해당할 것이다) 화학적 추진제는 유기 또는 무기 화학적 발포제로 구분될 수 있다. 무기 화학적 발포제는 통상적으로 흡열 반응에서 이산화탄소 가스를 방출하면서 분해한다. 유기 화학적 발포제는 통상적으로 발열 반응에서 질소 가스(이것은 대부분의 중합체에서 더 낮은 확산 속도를 가진다)를 방출하면서 분해한다.

화학적 발포제의 예들은 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 소듐 보로하이드라이드(물과같은 양성자 주개의 첨가에 의하여 분해한다), 폴리카르본산, 암모늄 카보네이트, 암모늄 카바메이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 디에틸디티오카바메이트, 디니트로소펜타메틸렌-테트라아민, p-톨루엔술포닐 히드라지드, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐 히드라지드), 아조디카르본아미드, p-톨루엔술포닐 세미카르바지드, 5-메틸테트라졸, 디아조아미노벤젠, 등을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 화학적 발포제의 일 장점은 통상적으로 방출되는 이산화탄소 또는 질소 가스가 불활성, 비연소성, 및 비독성이라는 점이다. 다른 장점은, 무기 발포제 자체가 매우 불활성이고 비독성일 수 있어, 생산하는 동안 및 최종 용도 제품에서 작업하기가 쉽고 안전하다는 점이다.

고체 발포제, 물리적 및 화학적( 유기 및 무기),는 휘발성, 화염성 액체와 관련된 본질적인 위험이 없다. 고체 추진제에 의하여 인식되어져야 할 다른 장점은 미세구(microsphere) 발포가 발생하는 온도가 미세구 쉘 벽을 만들기 위해 사용되는 중합체에 무관하게 변경될 수 있다는 점이다. 통상적으로 미세구에서 발포가 일어나는 온도는 중합체의 연화 온도에 의하여 결정된다. 즉, 발포는 중합체 쉘 벽이 부드러워져 휘발성 액체의 증기압이 벽을 바깥으로 잡아늘릴 수 있을 때 발생한다.

그렇지만, 상술한 그리고 본 발명에 따른 고체 추진제를 사용하면서, 발포 온도가 중합체의 연화 온도보다 고체 추진제의 분해 온도에 의하여 지시되도록 중합체-추진제 조합이 선택될 수 있다. 이것은 중합체의 연화 온도가 추진제의 분해 온도 미만일 때 발생할 것이다. 미세구가 가열됨에 따라, 가스가 발생하지 않고 발포가 일어나지 않는 한, 중합체가 부드러워질 수 있을 것이다. 추진제의 분해 온도까지 추가적으로 가열함에 의하여서만, 중합체 쉘 벽을 팽창시키기에 충분한 증기압이 발생할 것이다. 따라서, 분해의 개시 전에 실질적으로 증기압을 작용시키지 않는 고상 발포제를 사용함에 의하여, 미세구 발포가 발생하는 온도가 중합체의 연화 온도에 의해서라기 보다는 추진제의 선택에 의하여 조절될 수 있다. 이러한 특질은 최종 결과물을 생성하는데 사용되는 몰딩 공정 동안 온도 램프-업(ramp-up)상승 사이클을 설계하는데 추가적인 유연성을 제공할 수 있다.

화학적 발포제는 이들의 대응물인 물리적 발포제보다 더 높은 발포 압력을 발생시킬 수 있다는 점에서 물리적 발포제에 비해 추가적인 장점을 제공한다. 이것은 물리적 발포제가 항상 액상과 기상 사이의 가역적인 평형 상태에 존재할 것이기 때문이다. 이에 반해, 화학적 발포제는 본질적으로 비가역적인 과정으로 불활성 가스를 형성하기 위해 분해한다. 분해는 실질적으로 비가역적이고 생성된 가느는 응축시키기 어렵기 때문에, 화학적 발포제는 심지어 가장 휘발성이 높은 물리적 발포제에 의해 발생되는 압력보다 훨씬 더 높은 압력을 생성할 수 있다.

중합체-용매 혼합물에서 추진제의 용해성, 생성되는 가스의 양, 생성되는 증기압, 및 증기 발생이 일어나는 온도는 본 발명에 따른 사용을 위한 적절한 고체 추진제의 선택에 영향을 미칠 수 있는 모든 인자이다.

화학적 발포제는 중합체 또는 중합체 블렌드의 유리 전이 온도 또는 연화 온도를 고려하여 선택된다. 일반적으로 화학적 발포제는 중합체 또는 중합체 블렌드의 연화 온도 또는 유리 전이 온도를 초과하는 온도에서 분해한다. 예시적인 화학적 발포제는 아조 화합물, 예를 들어, 아조이소부티로니트릴, 아조디카르본아미드 (즉, 아조-비스-포름아미드) 및 바륨 아조디카르복시레이트; 치환된 히드라진, 예를 들어, 디페닐술폰-3,3'-디술포히드라지드, ,4'-하이드록시-비스-(벤젠술포히드라지드), 트리히드라지노트리아진 또는 아릴-비스-(술포히드라지드); 세미카바지드, 예를 들어, p-톨릴렌 술포닐 세미카바지드 또는 4,4'-하이드록시-비스-(벤젠술포닐 세미카바지드); 트리아졸, 예를 들어, 5-몰포릴-1,2,3,4-티아트리아졸; 및 N-니트로소 화합물, 예를 들어, N,N'-디니트로소펜타메틸렌 테트라아민 또는 N,N-디메틸-N,N'-디니트로소프탈이미드; 벤조옥사진, 예를 들어, 이사토익 무수물(isatoic anhydride); 또는 예를 들어, 탄산나트륨/구연산 혼합물과 같은 혼합물, 5-페닐테트라아졸, 칼슘 옥살레이트, 트리히드라지노-s-트리아진, 5-페닐-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 및 3,6-디하이드로-5,6-디페닐-1,3,4-옥사디아진-2-온을 포함한다. 전술한 발포제의 함량은 발포제 및 소망하는 발포 밀도에 의존하며, 당업자가 쉽게 결정할 수 있다. 일반적으로, 이러한 발포제는 총 조성물의 약 0.1 내지 약 10 중량%의 함량으로 사용된다.

일 구현예에서, 화학적 발포제는 디하이드로옥사디아지논을 포함한다. 디하이드로록사디아지논은 이하의 U.S. pat. Nos.에 기재된다: 4,097,425, 4,097,671, 4,158,671, 4,158,094, 4,160,088, 및 4,163,037. 일부 예시적인 디하이드로옥시디아지논은 예를 들어 ,6-디메틸-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5,6,6-ㅌ트리메틸l-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-에틸-6-메톡시-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-페닐-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5,6-ㄷ디페닐-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-(p-브로모페닐)-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-페닐-6-메틸-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5,6-비스(p-메톡시페닐)-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-나프틸-3,6-ㄷ디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-(o,o,p-트리브로모페닐)-6-프로필-3,6-ㄷ디디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-(p-하이드록시페닐)-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온, 5-페닐-6,6-시클로펜틸렌-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-ㅇ온 및 이들의 하나 이상의 조합들이다.

발포성 조성물을 제조함에 있어, 중합체 블렌드 또는 중합체와 화학적 발포제를 혼합하는데 다양한 절차가 사용될 수 있다. 중합체 또는 중합체 블렌드는 발포제가 용융된 상태이나 그 분해 온도 미만에 있는 동안 발포제와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 붕합체 또는 중합체 블렌드 및 화학적 발포제는 혼합되고 발포제가 용융 상태가 되고 따라서 수지 또는 블렌드 내부로 혼합되는 그러한 온도로 가열될 수 있다. 그 이후에, 처리된 수지 또는 블렌드는 냉각되고 그것이 사용되는 그러한 때까지 저장될 수 있다.

중합체 또는 중합체 블렌드와 용융된 발포제를 혼합하는 다른 방법은 중합체 또는 중합체 블렌드를 발포제의 분해 온도 미만의 온도까지 예비가열하고 발포제를 용융된 상태로 첨가하고, 블렌드하고, 냉각하고 그 이후에 발포성 조성물이 사용되도록 준비하는 것이다.

본 발명의 공정에서, 예를 들어, 발포제는 압력하에서 수분산액에서 결과적인 열가소성 수지 비드에 함침된다. 발포제를 함침하는 동안 열가소성 수지 바드의 결합 또는 응집을 방지하기 위하여 수분산액에 분산제가 첨가되는 것이 바람직하다. 예시적인 분산제는 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산염, 폴리비닐 피롤리돈, 카르복시메틸 셀룰로오스, 칼슘 스테아레이트 및 에틸렌-비스 스테아레아미드(stearamide), 및, 간헐적으로, 칼슘 피로포스페이트, 칼슘 포스페이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 마그네슘 포스페이트, 마그네슘 피로포스페이트 및 산화마그네슘과 같은 무기 화합물의 수용성 미분이다. 무기 화합물이 본 발명의 공정에서 분산제로 사용되면, 바람직하게는 소듐 도데실벤젠술포네이트와 같은 계면활성제와 같이 사용되어야 한다.

쉽게 휘발되는 발포제가 본 발명의 공정에 사용된다. 발포제의 예들은 프로판, n-부탄, i-부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 n-헥산과 같은 지방족 탄화수소; 시클로펜탄 및 시클로헥산과 같은 고리형지방족 탄화수소; 및 메틸 클로라이드, 에틸클로라이드, 디클로로디플루오로메탄, 클로로디플루오로메탄 및 트리클로로플루오로메탄과 같은 할로겐화된 탄화수소를 포함한다. 이러한 발포제는 일반적으로 열가소성 혼성중합체 수지 비드 및 발포제의 100 중량부를 기준으로 1 내지 40, 바람직하게는 30 중량부까지 범위의 함량으로 사용된다. 소량 예를 들어, 1 내지 5 중량%의 톨루엔 또는 자일렌과 같은 유기 용매가 거기에 함께 사용될 수 있다.

발포제의 함침은 예를 들어 오토클레이브에서 분산제를 포함하는 물에 중합성 성분을 분산시키고, 상기 분산액을 가열하고, 예를 들어 압력 하에서 혼성중합체 비드가 형성되기 전후에, 발포제를 도입함에 의하여 수행된다. 이러한 절차는 발포성 열가소성 수지 비드를 제공한다.

다른 다양한 변경들은 중합체 또는 중합체 블렌드를 발포제 용액과 분무하고, 그 후에, 용매를 휘발시키고, 따라서 발포제를 중합체 또는 중합체 블렌드 위에 또는 내부로 코팅하는 것을 포함한다. 다른 방법은 용융된 발포제의 용액을 통해 수지 스트렌드를 통과시키고 그 우헤 상기 스트렌드를 잘게 부수어 펠렛화된 발포성 조성물을 만드는 것이다. 다르게는 선택적으로 발포제가 수지 전체에 균일하게 분포되는 한, 발포제를 분말 형태로 사용할 수 있다.

경제성을 위하여, 농축물을 만들기 위하여 중합체 또는 중합체 블렌드에 비교적 높은 농도로 화학적 발포제를 혼합하는 것이 때때로 유익하다. 일부 화학적 발포제 예를 들어, 5-메틸-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온은 가소제로서 작용한다. 이러한 특성을 이용하여, 중합체 또는 중합체 블렌드의 유리 전이 온도가 중합체 또는 중합체 블렌드가 낮은 온도에서 처리되는 것을 허용하도록 낮춰질 수 있다. 그러므로, 중합체 또는 중합체 블렌드 내에 약 15-50중량%의 발포제를 포함하는 농축물이 발포제의 분해 없이 만들어질 수 있다. 그러한 농축물은 통상적인 기술로 균일한 발포성 조성물을 제공하도록 중합체 또는 중합체 블렌드와 블렌드될 수 있다.

그 이후에, 발포성 조성물를 처리하여, 발포된 조성물이 발포제를 분해시키기에 적합한 온도 및 중합체 또는 중합체 블렌드의 유리 전이 온도 이상의 온도에서도 생성된다.

상술한 바와 같이 발포성 조성물은, 일부 구현예에서, 저장되고 나중에 발포된다. 다르게는, 상기 조성물은 압출기에서 나올 때 발포될 수 있다. 어느 경우에도, 발포된 조성물은 소망하는 형태를 가지도록 발포될 수 있다. 다르게는, 발포된 조성물은 소망하는 형태를 형성하도록 다듬어질 수 있다. 발포된 재료의 2 이상의 부분이 예들 들어 U.S.Patent No. 5,798,160에 교시된 바와 같이 접착제의 사용을 통하여 선택적으로 단일 조각을 형성하도록 접착될 수 있다. 발포된 조성물은 또한 복합 재료를 형성하도록 시트 또는 필름으로 라미네이트될 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에서, 포로젠(porogen)이 열가소성 재료에서 연소되어, 열가소성 재료에 1 내지 150nm 또는 다른 구현예에서 약 1 내지 50 nm 사이의 평균 크기 분포를 가지는 구형 기공이 일반적으로 잔류하게 되도록, 포로젠이 열가소성 조성물에 혼합될 수 있다. 이론에 구속되는 것은 아니나, 메트릭스 전구체와 포로젠을 포함하는 용액을 처리하는 동안 이하의 일들이 발생할 것으로 생각된다. 메트릭스 전구체 및 포로젠의 용액은 스핀 코팅과 같은 방법에 의하여 기재에 적용된다. 이러한 적용 동안 용매의 일부가 휘발하여 기재상에 더욱 농축된 용액을 남긴다. 코팅된 기재는 이어서 핫 플레이트에서 가열되어 잔류하는 대부분의 용매를 제거하고 포로젠이 메트릭스 전구체에 분산되도록 남긴다. 용매 제거 공정 동안 및/또는 후속적인 열 공정 동안, 포로젠이 메트릭스 전구체로부터 상 분리된다. 이러한 상 분리는 용매의 손실(농축 효과 및/또는 용액에서 용해도 인자의 변화), 메트릭스 전구체의 분자량의 증가, 특정 위치에서 충분한 포로젠 질량의 회합 또는 응집, 또는 이들의 조합에 의하여 유도될 수 있다. 추가적인 열 처리에 의해, 메트릭스가 더욱 완전히 경화된다. 증가된 온도에서 코팅된 필름을 밖으로 확산할 수 있어 기공을 남기고, 따라서 다공성 메트릭스를 형성할 수 있는 조각들로 포로젠이 분해되기 시작한다. 포로젠, 포로젠 제조 방법 및 포로젠을 사용하여 형성된 메트릭스가 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있으며 예를 들어 U.S.Patents No.: 6,887,910; 및6,630,520에 기재되어 있으며, 이들 각각은 완전히 개시된 것과 같이 그 전체로서 참조에 의하여 본 발명에 포함된다.

본 발명의 고리 모양의 물품에 사용되기에 적합한 중합체, 공중합체 및 블렌드의 대표적인 예들이 아래에서 나열된다:

A. 술폰계 중합체 또는 블렌드의 고 Tg 중합체 블렌드; 실리콘 공중합체; 및 레조시놀에서 유도된 폴리아릴 에스테르

여기에 중합체 블렌드를 포함하는 전기 커넥터가 개시되며, 여기서 중합체 블렌드의 일 표면의 일부 또는 전부가 외피로 코팅되며, 상기 외피 재료는 중합체 블렌드와 조성이 다르고, 상기 중합체 블렌드는 a) 높은 유리 전이 온도(Tg≥180℃)를 가지는 폴리술폰(PSu), 폴리(에테르 술폰)(PES), 폴리(페닐렌 에테르 술폰)(PPSU)의 군으로부터 선택된 제1 수지, b) 실리콘 공중합체, 예를 들어, 실리콘 폴리이미드 또는 실리콘 폴리카보네이트; 및 선택적으로 c) 레조시놀계 폴리아릴레이트를 포함하며, 상기 블렌드는 놀랍도록 낮은 열 방출값을 가진다.

1. 상기 블렌드의 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 및 폴리페닐렌 에테르 술폰 성분

여기에 기재된 물품들에 유용한 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰)은 예를 들어, U.S. patents No. : 3,634,355, 4,008,203, 4,108,837 및 4,175,175에 기재된 열가소성 수지이다.

폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰)은 선형 열가소성 중합체로서, 높은 내열성, 우수한 전기적 특성 및 우수한 가수분해 안정성과 같은 많은 매력적인 특징를 보유한다.

폴리술폰은 화학식 I의 구조를 가지는 반복 단위를 포함한다:

상기 식에서, R은 탄소-탄소 단일 결합, 탄소-산소-탄소 결합 또는 탄소-탄소 및 탄소-산소-탄소 단일 결합 및 중합체 골격의 일부를 형성하는 단일 결합을 포함하는 방향족 그룹이다.

폴리(에테르 술폰)은 화학식 II에 보여지는 바와 같이 중합체의 골격에서 에테르 결합 및 술폰 결합 모두를 가지는 반복 단위를 포함한다:

상기 식에서, Ar 및 Ar'는 동일하거나 서로 다른 방향족 그룹이다. Ar 및 Ar'는 동일하거나 다를 수 있다. Ar 및 Ar'가 모두 페닐렌이면, 상기 중합체는 폴리(페닐렌 에테르 술폰)으로 알려진다. Ar 및 Ar'가 모두 아릴렌이면, 상기 중합체는 폴리(아릴렌 에테르 술폰)으로 알려진다. 술폰 연결의 갯수와 에테르 연결의 갯수는 동일하거나 다를 수 있다. 술폰 연결의 갯수가 에테르 연결의 갯수와 다른 경우를 보여주는 예시적인 구조는 화학식 (III)에 보여진다:

상기 식에서, Ar, Ar' 및 Ar"는 동일하거나 서로 다른 방향족 그룹이다. Ar, Ar' 및 Ar"는 동일하거나 다를 수 있으며, 예를 들어, Ar 및 Ar'는 둘 다 페닐렌이며, Ar"는 비스(1,4-페닐렌)이소프로필 그룹일 수 있다.

다양한 폴리술폰 및 폴리(에테르 술폰)이 상업적으로 입수가능하며, 디하이드록시 디페닐 술폰과 디클로로 디페닐 술폰의 중축합 결과물, 및 비스페놀-A 및/또는 비스페놀과 디클로로 디페닐 술폰의 중축합 결과물을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 수지의 예들은 Solvay, Inc.에서 입수가능한 RADEL R, RADEL A, 및 UDEL, 및 BASF Co.에서 입수가능한 ULTRASON E,를 포함한다.

폴리술폰과 폴리(에테르 술폰)의 제조 방법은 널리 알려져 있으며, 몇가지 적절한 공정이 당해 기술 분야에 잘 개시되어 있다. 두가지 방법, 카보네이트 방법 및 알칼리 금속 하이드록사이드 방법, 이 당업자에게 알려져 있다. 알칼리 금속 하이드록사이드 방법에서는, 디하이드릭 페놀의 이중 알칼리 금속염이 실질적으로 비수 조건의 쌍극성 비양성자성(dipolar aprotic) 용매의 존재 하에서 디할로벤제노이드 화합물과 접촉된다. 카보네이트 방법에서는, 디하이드릭 페놀과 디할로벤제노이드 화합물이 예를 들어, 소듐 카보네이트 또는 바이카보네이트 및 제2 알칼리 금속 카보네이트 또는 바이카보네이트와 함께 가열되며, 이는 또한 당해 기술 분야, 예를 들어 US patent 4,176,222에 개시된다. 다르게는, 폴리술폰 및 폴리(에테르 술폰)이 당해 기술분야에서 알려진 모든 방법으로 제조될 수 있다.

폴리술폰 또는 폴리(에테르 술폰)의 분자량은, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, N-메틸 피롤리돈 등과 같은 적절한 용매에서 환산 점도 데이터에 의해 지시되는 바와 같이, 약 0.3dl/g 이상, 또는 더욱 구체적으로, 약 0.4dl/g 이상일 수 있으며, 통상적으로 약 1.5dl/g을 초과하지 않을 것이다.

일부 경우에, 폴리술폰 또는 폴리(에테르 술폰) 중량 평균 분자량은 ASTM 방법 D5296을 사용하여 겔침투크로마토그래피에 의해 결정된 값으로서 약 10,000 내지 약 100,000일 수 있다. 폴리술폰 및 폴리(에테르 술폰)은 일부 경우에 약 180℃ 내지 약 250℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 폴리술폰, 폴리(에테르술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰)이 여기에 기재된 수지와 블렌드되면, 상기 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰)은 약 180℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 가질 것이다. 또한, 폴리술폰 수지는 ASTM 방법 D6394 Standard Specification for Sulfone Plastics에 기재된다.

일부 경우에, 폴리술폰, 폴리(에테르술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 및 이들의 블렌드는 약 0.85 이하의 수소 원자 대 탄소 원자의 비(H/C)를 가질 것이다. 이론에 구속됨이 없이, 수소 함량에 비해 상대적으로 더 높은 탄소 함량을 가지는 중합체, 즉, 낮은 수소 원자 대 탄소 원자 비를 가지는 중합체는 흔히 향상된 FR 성능을 보여준다. 이러한 중합체는 낮은 연소가(fuel value)를 가지며, 연소될 때 더 작은 에너지를 방출한다. 이들은 또한 중합성 연료와 발화 소스 사이에 절연성 탄화층(char layer)을 형성하려는 경향을 통해 연소를 억제할 수 있다. 모든 구체적인 메커니즘 또는 작용 모드에 대해 독립적으로, 낮은 H/C 비를 가지는 그러한 중합체는 우수한 내연성(flame resistance)을 가지는 것이 관찰되었다. 일부 경우에, H/C 비는 0.75 이하이거나, 0.65 미만일 수 있다. 다른 경우에, 용융 가공성을 얻기 위해 충분한 유연성 연결을 가지는 중합체 구조를 제공하기 위하여 약 0.4 이상의 H/C 비가 바람직하다. 주어진 중합체 도는 공중합체의 H/C 비는 화학적 반복 단위에 존재하는 모든 다른 원자들에 대해 독립적으로 탄소 원자와 수소 원자의 갯수에 의하여 그 화학적 구조로부터 결정될 수 있다.

중합체 블렌드에서, 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(프로필렌 에테르 술폰) 및 이들의 블렌드는 중합체 블렌드 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 99 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이러한 범위 내에서, 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 및 이들의 혼합물의 양은 약 20중량% 이상, 더욱 구체적으로 약 50중량% 이상 및 더욱 더 구체적으로 약 70중량% 이상일 수 있다. 당업자는 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰), 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 및 이들의 혼합물이 약 1 내지 약 99 중량% 사이, 및 특히 1 내지 70중량% 사이의 모든 실수로서 총 중합체 블렌드의 중량%로 존재할 수 있음을 인식할 수 있다.

2. 상기 블렌드의 실리콘 성분

실리콘 공중합체는 조성물의 열 방출 성능을 향상시키는데 유효한 모든 실록산 공중합체를 포함한다. 일부 경우에, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰, 폴리술폰, 폴리(페닐렌 에테르 술폰), 폴리(에테르 술폰) 또는 폴리(페닐렌 에테르)의 실록산 공중합체가 사용될 수 있다. 일부 경우에, 실록산 폴리에테르이미드 공중합체, 또는 실록산 폴리카보네이트 공중합체가 열 방출을 감소시키고 흐름 속도(flow rate) 성능을 향상시키는데 효과적일 수 있다. 서로 다른 타입의 실록산 공중합체의 혼합물도 또한 고려된다. 일 구현예에서, 실록산 공중합체는 공중합체 총 중량에 대해 약 5 내지 약 70중량% 및 다른 구현예에서는 20 내지 약 50중량%의 실록산 함량을 포함한다.

공중합체의 실록산 세그멘트(segment)의 블록 길이는 모든 유효한 길이가 될 수 있다. 일부 예에서, 블록 길이는 약 2 내지 약 70 실록산 반복 단위가 될 수 있다. 다른 예에서, 실록산 블록 길이는 약 5 내지 약 50 반복 단위가 될 수 있다. 많은 예에서, 디메틸 실록산이 사용될 수 있다.

실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 중합체 블렌드에 사요이돌 수 있는 실록산 공중합체의 구체적인 구현예이다. 그러한 실록산 폴리에테르이미드 공중합체의 예들은 US Patent No. 4,404,350, 4,808,686 및 4,690,997에서 보여진다. 일 예에서, 실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 폴리에테르이미드에 사용된 것과 유사한 방식으로 제조될 수 있으나, 유기 디아민 반응물의 일부 또는 전부가 예를 들어, 화학식 IV 의 아밀-말단 유기 실록산으로 치환될 수 있다는 점을 제외하며, 상기 식에서 g는 1 내지 약 50, 또는, 보다 구체적으로, 약 5 내지 약 30 의 값을 가지는 정수이고, R'는 2 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 아릴, 알킬 또는 아릴알킬 그룹이다.

화학식 IV

실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 당업자에게 잘 알려진 모든 방법으로 제조될 수 있으며, 화학식 V의 방향족 비스(에테르무수물)과 화학식 VII의 유기 디아민의 반응을 포함한다:

상기 식에서, T는 -O-, -S-, -SO₂- 또는 일군의 화학식 -O-Z-O-이며, 여기서 상기 -O- 또는 -O-Z-O- 그룹의 2가 결합은 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치이며, Z는 (a) 약 6 내지 약 20의 탄소원자를 가지는 방향족 탄화수소 라디칼 및 이들의 할로겐화된 유도체; (b) 약 2 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지된 사슬 알킬렌 라디칼; (c) 약 3 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 시클로알킬렌 라디카, 또는 (d) 일반식 VI의 2가 라디칼과 같은 치환 또는 비치환된 2가 유기 라디칼을 포함하나 여기로 한정되지 않으며,

상기 식에서, Q는 -O-, -S-, -C(O)-, -SO₂-, -SO-, -C_xH_y-(y는 1 내지 8의 정수), 및 퍼플루오로알킬렌 그룹을 포함하는 이들의 불화된 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 2가 그룹이며,

(VII)

상기 식에서, 화학식 VII의 R¹ 그룹은 (a) 약 6 내지 약 24의 탄소원자를 가지는 방향족 탄화수소 라디칼 및 이들의 할로겐화된 유도체; (b) 약 2 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지된 사슬 알킬렌 라디칼; (c) 약 3 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 시클로알킬렌 라디칼, 또는 (d) 일반식 VI의 2가 라디칼과 같은 치환 또는 비치환된 2가 유기 라디칼을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

구체적인 방향족 비스 무수물 및 유기 디아민의 예들이 예를 들어 US Patent 3,972,902 및 4,455,410에 개시된다. 화학식(XIV)의 방향족 비스 무수물의 예시적인 예들은

3,3-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

2,2-비스[4-(2,3-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스[2,3-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐-2,2-프로판 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물; 및

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물; 외에 이들의 혼합물을 포함한다.

적합한 디아민의 예들은, 상기에 기재된 실록산 디아민들 외에, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 트리메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 1,12-도데칸디아민, 1,18-옥타데칸디아민, 3-메틸헵타메틸렌디아민, 4,4-디메틸헵타메틸렌디아민, 4-메틸노나메틸렌디아민, 5-메틸노나메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헵타메틸렌디아민, 2,2-디메틸프로필렌디아민, N-메틸-비스(3-아미노프로필)아민, 3-메톡시헥사메틸렌디아민, 1,2-비스(3-아미노프로폭시)에탄, 비스(3-아미노프로필)설파이드, 1,4-시클로헥산디아민, 비스-(4-아미노시클로헥실)메탄, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, m-자일렌디아민, p-자일렌디아민, 2-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 5-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 벤지딘, 3,3'-디메틸벤지딘, 3,3'-디메톡시벤지딘, 1,5-디아미노나프탈렌, 비스(4-아미노페닐)메탄, 비스(2-클로로-4-아미노-3,5-디에틸페닐)메탄, 비스(4-아미노페닐)프로판, 2,4-비스(아미노-t-부틸)톨루엔, 비스(p-아미노-t-부틸페닐)에테르, 비스(p-메틸-o-아미노페닐)벤젠, 비스(p-메틸-o-아미노펜틸)벤젠, 1,3-아미노-4-이소프로필벤젠, 비스(4-아미노페닐)설파이드, 비스(4-아미노페닐)술폰, 비스(4-아미노페닐)에테르 및 상기 화합물의 2 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 실록산디아민의 구체적인 예는 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산이다. 일 구현예에서, 실록산 디아민 화합물과 디아미노 화합물과 함께 사용되는 디아미노 화합물은 방향족 디아민이며, 특히, m- 및 p-페닐렌디아민, 술포닐 디아닐린 및 이들의 혼합물이다.

일부 실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 화학식 VII의 유기 디아민 또는 디아민의 혼합물과 상기에 언급된 바와 같은 화학식 IV의 아민 말단 유기 실록산의 반응에 의하여 형성될 수 있다. 디아미노 성분들은 비스-무수물와의 반응 전에 물리적으로 혼합될 수 있으며, 따라서 실질적으로 랜덤 공중합체를 형성할 수 있다. 다르게는, 이후에 함께 반응하는 폴리이미드 블록들을 만들기 위하여, 이무수물 예를 들어, 화학식 V의 화합물들과 VII 및 IV의 선택적인 반응에 의하여 블록 또는 교호 공중합체가 형성될 수 있다. 다른 예에서, 폴리에테르이미드 공중합체를 제조하기 위하여 사용되는 실록산이 아민 말단 작용기보다 무수물을 가질 수 있다.

일 예에서, 실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 화학식 VIII일 수 있으며, 상기 식에서 T, R' 및 g는 상기에 기재된 대로이며, b는 약 5 내지 약 100 의 값을 가지며, Ar¹는 6 내지 약 36개의 탄소를 가지는 아릴 또는 알킬아릴 그룹이다:

화학식 VIII

일부 실록산 폴리에테르이미드 공중합체에서, 실록산 폴리에테르이미드 공중합체의 디아민 성분은 약 20 내지 50몰%의 화학식 IV의 아민-말단 유기 실록산 및 약 50 내지 80몰%의 화학식 VII의 유기 디아민을 포함할 수 있다. 일부 실록산 공중합체에서, 실록산 성분은 약 25 내지 약 40몰%의 아민 또는 무수물 말단 유기 실록산으로부터 유도된다.

중합체 블렌드의 실록산 공중합체 성분은 중합체 블렌드 총 중량에 대해 약 0.1 내지 약 40중량% 또는 다르게는 약 0.1 내지 약 20중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이러한 범위 내에서, 실리콘 공중합체는 또한 0.1 내지 약 10%, 추가적으로는 0.5 내지 약 5.0%로 존재할 수 있다.

3. 블렌드의 레조시놀계 폴리아릴레이트 성분

레조시놀계 폴리아릴레이트는 디페놀과 방향족 디카르복실산의 반응 생성물인 아릴레이트 폴리에스테르 구조 단위를 포함하는 중합체이다. 아릴레이트 폴리에스테르 구조 단위의 적어도 일부가, 화학식 I에 예시된 바와 같이, 본 명세서 전체에서 공통적으로 레조시놀 또는 레조시놀 그룹으로 언급되는, 3-디하이드록시벤젠 그룹을 포함한다. 여기에 사용되는 것으로서 레조시놀 또는 레조시놀 그룹은 명시적으로 다르게 설명되지 않으면, 비치환된 1,3-디하이드록시벤젠 및 치환된 1,3-디하이드록시벤젠 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

화학시 IX

화학식 IX에서, R²는 독립적으로 각각의 경우에 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, C₇-C₂₄ 알킬아릴, 알콕시 또는 할로겐이도, n은 0-4이다.

일 구현예에서, 레조시놀계 폴리아릴레이트 수지는 레조시놀과, 아릴 에스테르 연결 예를 들어 카르복실산 할라이드, 카르복실산 에스테르 및 카르복실산 염의 형성에 적합한, 아릴 디카르복실산 또는 아릴 디카르복실산 유도체와의 반응 생성물로부터 유도되는 단위의 약 50몰% 이상을 포함한다.

적합한 디카르복실산은 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 방향족 디카르복실산을 포함한다. 예시적인 모노사이클릭 디카르복실산은 이소프탈산, 테레프탈산, 또는 이소프탈산과 테레프탈산의 혼합물을 포함한다. 폴리사이클릭 방향족 디카르복실산은 디페닐 디카르복실산, 디페닐에테르 디카르복실산, 및 나프탈렌디카르복실산, 예를 들어 나프탈렌-2,6-디카르복실산을 포함한다.

그러므로, 일 구현예에서, 중합체 블렌드는 화학식 X에서 예시되는 바와 같은 레조시놀 아릴레이트 폴리에스테르 단위를 가지는 열적으로 안정한 중합체를 포함하며, 상기 식에서 R² 및 n은 이전에 정의된 대로이다:

화학식 X

레조시놀 아릴레이트 폴리에스테르 단위를 포함하는 중합체는 계면 중합법으로 만들어질 수 있다. 실직적으로 무수물 연결이 없는 레조시놀 아릴레이트 폴리에스테르 단위를 제조하기 위하여, 제1 단계가 물 및 물과 실질적으로 혼화가능한 유기 용매의 혼합물에서 레조시놀 그룹과 촉매를 혼합하는 방법이 적용될 수 있다. 적합한 레조시놀 화합물은 화학식 XI의 화합물이다:

화학식 XI

상기 식에서, R²는 독립적으로 각각의 경우에 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, C₇-C₂₄ 알킬아릴, 알콕시 또는 할로겐, 및 n은 0-4이다. 존재한다면, 알킬 그룹은 통상적으로 직쇄 사슬, 분지된, 또는 사이클릭 알킬 그룹이고, 다른 고리(ring) 자리가 고려될 수 있으나, 가장 흔하게는 두 개의 산소 원자에 대해 오르토 자리에 위치한다. 적합한 C₁ _-12 알킬 그룹은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 부틸, 이소-부틸, t-부틸, 헥실, 시클로헥실, 노닐, 데실, 및 벤질을 포함하는 아릴-치환된 아킬을 포함하나, 이들로 한정되지 않는다. 특정한 구현예에서, 알킬 그룹은 메틸이다. 적합한 할로겐 그룹은 브로모, 클로로, 및 플루오로이다. 다양한 구현예에서 n 값은 0 내지 3일 수 있으며, 일부 구현예에서 0 내지 2일 수 있고, 또 다른 구현예에서 0 내지 1일 수 있다. 일 구현예에서, 레조시놀 그룹은 2-메틸 레조시놀이다. 또 다른 구현예에서, 레조시놀 그룹은 n이 0인 비치환된 레조시놀 그룹이다. 상기 방법은 반응 혼합물과 일 촉매를 혼합한 것을 추가적으로 포함한다. 상기 촉매는 다양한 구현예에서 산 클로라이드 그룹의 총 몰 량을 기준으로 0.01 내지 10몰%의 총 수준으로, 그리고 일부 구현예에서 0.2 내지 6몰%의 총 수준으로 존재할 수 있다. 적합한 촉매는 3차 아민, 4차 암모늄 염, 4차 포스포늄 염, 헥사알킬구안디늄(guandinium) 염, 및 이들의 혼합물을 포함한다.

적합한 디카르복실산 디할라이드는 모노사이크릭 모이어티로부터 유도된 방향족 디카르복실산 디클로라이드를 포함할 수 있으며, 이들의 예시적인 예들은 이소프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일 디클로라이드, 테레프탈로일 디클로라이드, 또는 이소프탈로일 및 테레프탈로일 디클로라이드의 혼합물을 포함한다. 적합한 디카르복실산 디클로라이드는 또한 폴리사이클릭 모이어티로부터, 또는 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 방향족 디카르복실산 디클로라이드의 혼합물로부터 유도된 방향족 디카르복실산 디클로라이드를 포함할 수 있으며, 이들의 예시적인 예들은 디페닐 디카르복실산 디클로라이드, 및 나프탈렌디카르복실산 디클로라이드, 특히, 타프탈렌-2,6-디카르복실산 디클로라이드;를 포함한다. 일 구현예에서, 디카르복실산 디클로라이드는 통상적으로 화학식 XII에 예시된 바와 같은 이소프탈로일 및/또는 테레프탈로일 디클로라이드의 혼합물을 포함한다.

화학식 XII

이소프탈로일 및 테트라프탈로일 디클로라이드 중의 하나 또는 이들 모두가 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 디카르복실산 디클로라이드는 이소프탈로일 및 테트라프탈로일 디클로라이드의 혼합물을 이소프탈로일 대 테트라프탈로일의 몰비가 약 0.25-4.0:1로서 포함하며; 다른 구현예에서 상기 몰비는 약 0.4-2.5:1; 및 또 다른 구현예에서 상기 몰비는 약 0.67-1.5:1이다.

디카르복실산 할라이드는 여기에 언급된 중합체를 제조하는 단지 일 방법만을 제공한다. 레조시놀 아릴레이트 연결을 만드는 다른 경로들이, 예를 들어 디카르복실산, 디카르복실산 에스테르, 특히 활성화된 에스테르, 또는 디카르복실산 염 또는 부분적인 염을 사용하는 경로들이 또한 고려될 수 있다.

일 사슬-종결제(또한 이하에서 때때로 캡핑제로 불린다)가 또한 사용될 수 있다. 사슬-종결제의 첨가 목적은 레조시놀 아릴레이트 폴리에스테르 사슬 부재(member)를 포함하는 중합체의 분자량을 제한하여, 조절된 분자량과 바람직한 가공성을 가지는 중합체를 제공하는 것이다. 통상적으로, 사슬-종결제는 레조시놀 아릴레이트-포함 중합체가 추가적인 적용을 위한 반응성 말단-그룹을 가지는 것이 요구되지 않을 경우에 첨가된다. 사슬-종결제의 부재 하에, 레조시놀 아크릴레이트-포함 중합체는 용액으로 사용되거나, 레조시놀-아릴레이트 폴리에스테르 세그멘트 상에 통상적으로 하이드록시인 반응성 말단-그룹의 존재를 요구하는 공중합체 형성에서와 같은 후속적인 사용을 위하여 용액으로부터 회수될 수 있다. 사슬-종결제는 모노-페놀릭 화합물, 모노카르복실산 클로라이드, 모노-클로로포르메이트 또는 이들의 2 이상의 혼합물일 수 있다. 통상적으로, 사슬-종결제는 모노-페놀릭 화합물의 경우에 레조시놀 기준으로, 그리고 모노-카르복실산 클로라이드 및/또는 모노-클로롤포르메이트의 경우에는 산 클로라이드 기준으로 0.05 내지 10몰%의 양으로 존재할 수 있다.

적합한 모노-페놀릭 화합물은 페놀, C₁-C₂₂ 알킬-치환된 페놀, p-큐밀-페놀, p-tert-부틸 페놀, 하이드록시 디페닐과 같은 모노사이클릭 페놀; p-메톡시페놀과 같은 디페놀의 모노에테르를 포함한다. 알킬-치환된 페놀은 U.S. Patent 4,334,053에 개시된 바와 같은 8 내지 9개 탄소 원자를 가지는 분지된 사슬 알킬 치환기를 가지는 페놀들을 포함한다. 일부 구현예에서, 모노-페놀릭 사슬-종결제는 페놀, p-큐밀페놀, 및 레조시놀 모노벤조에이트이다.

적합한 모노-카르복실산 클로라이드는 벤조일 클로라이드, C₁-C₂₂ 알킬-치환된 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐-치환된 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일(nadimidobenzoyl) 클로라이드, 및 이들의 혼합물과 같은 모노사이클릭, 모노-카르복실산 클로라이드; 트리멜리틱 무수물 클로라이드, 및 나프토일 클로라이드와 같은 폴리사이클릭, 모노-카르복실산 클로라이드; 및 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 모노-카르복실산 클로라이드의 혼합물을 포함한다. 22개 까지의 탄소 원자를 가지는 지방족 모노카르복실산의 클로라이드들이 또한 적합하다. 아크릴로일 클로라이드 및 메타아크릴로일 클로라이드와 같은 지방족 모노카르복실산의 기능화된 클로라이드도 또한 적합하다. 적합한 모노-클로로포르메이트는 페닐 클롤로포르메이트, 알킬-치환된 페닐 클로로포르메이트, p-큐밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 혼합물과 같은 모노사이클릭, 모노-클로로포르메이트를 포함한다.

사슬-종결제는 레조시놀과 함께 혼합되거나, 디카르복실산 디클로라이드의 용액에 혼합되거나, 예비축합물의 제조 후에 반응 혼합물에 첨가될 수 있다. 모노-카르복실산 클로라이드 및/또는 모노-클로로포르메이트가 사슬-종결제로서 사용되면, 이들은 흔히 디카르복실산 디클로라이드와 함께 도입된다. 이러한 사슬-종결제는 또는 디카르복실산의 클로라이드가 이미 실실적으로 반응했거나 완전히 반응한 시점에 상기 반응에 첨가될 수 있다. 페놀릭 화합물이 사슬-종결제로 사용되면, 이들은 일 구현예에서는 반응하는 동안 반응 혼합물에 첨가될 수 있으나, 다른 구현예에서는 레조시놀과 산 클로라이드 사이의 반응의 시작 전에 반응 혼합물에 첨가될 수 있다. 하이드록시-말단 레조시놀 아릴레이트-포함 중축합물 또는 올리고머가 제조되면, 사슬-종결제가 존재하지 않거나 올리고머의 분자량 조절을 돕기 위하여 단지 소량이 존재할 수 있다.

또 다른 구현예에서, 3 관능성 또는 더 높은 관능성 카르복실산 클로라이드 및/또는 3 관능성 또는 더 높은 관능성 페놀과 같은 분지제(branching agent)가 포함될 수 있다. 그러한 분지제는, 만일 포함된다면, 사용되는 디카르복실산 디클로라이드 또는 레조시놀 각각을 기준으로 통상적으로 0.005 내지 1 몰%의 양으로 사용될 수 있다. 적합한 분지제는 예를 들어, 트리메식산(trimesic acid) 트리 산 클로라이드, 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 테트라클로라이드, 1,4,5,8-나프탈렌 테트라카르복실산 테트라클로라이드 또는 피로멜리틱산 테트라클로라이드와 같은 3 관능성 또는 더 높은 카르복실산 클로라이드, 및 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-하이드록시페닐)-2-헵텐, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-하이드록시페닐)-헵탄, 1,3,5-트리-(4-하이드록시페닐)-벤젠, 1,1,1-트리-(4-하이드록시페닐)-에탄, 트리-(4-하이드록시페닐)-페닐 메탄, 2,2-비스-[4,4-비스-(4-하이드록시페닐)-시클로헥실]-프로판, 2,4-비스-(4-하이드록시페닐이소프로필)-페놀, 테트라-(4-하이드록시페닐)-메탄, 2,6-비스-(2-하이드록시-5-메틸벤질)-4-메틸 페놀, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(2,4-디하이드록시페닐)-프로판, 테트라-(4-[4-하이드록시페닐이소프로필]-페녹시0-메탄, 1,4-비스-[(4,4-디하이드록시트리페닐)메틸]-벤젠과 같은 3 관능성 또는 더 높은 페놀을 포함한다. 페놀릭 분지제는 레조시놀 모이어티화 함께 첫번째로 도입될 수 있으나, 산 클로라이드 분지제는 산 디클로라이드와 함께 도입될 수 있다.

그 구현예들의 하나에서, 제조 물품은 상기에 기재된 방법으로 제조된 열적으로 안정한 레조시놀 아릴레이트 폴리에스테르를 포함하며, 상기 폴리에스테르 사슬의 2 이상의 부재에 연결되는 무수물 연결이 실질적으로 없다. 특정 구현예에서, 상기 폴리에스테르는 화학식 XIII에 예시된 바와 같은 이소- 및 테레프탈산의 혼합물로부터 유도되는 디카르복실산 잔류물을 포함한다:

화학식 XIII

상기 식에서, R²는 독립적으로 각각의 경우에 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, 알킬아릴, 알콕시 또는 할로겐이고, n은 0-4이며, m은 약 5 이상이다. 다양한 구현예에서, n은 0이고, m은 약 10 내지 약 300이다. 이소프탈레이트 대 테레프탈레이트의 몰 비는 일 구현예에서 약 0.25-4.0:1이고, 다른 구현예에서 약 0.4-2.5:1이고, 또 다른 구현예에서 약 0.67-1.5:1이다. 실질적으로 무수물 연결이 없다는 것은, 상기 폴리에스테르가 약 280-290℃의 온도에서 5분 동안 상기 중합체를 가열하면, 일 구현예에서 30% 미만 및 다른 구현예에서 10% 미만의 분자량 감소를 보여준다는 것을 의미한다.

또한 포함되는 것은, 공통으로 소유되는 U.S. Patent No. 5,916,997에 개시된 바와 같이 소프트-블록 세그멘트를 포함하는 레조시놀 아릴레이트 공중합체를 포함하는 물품이다. 여기에 사용되는 대로의 소프트-블록이라는 용어는 중합체의 일부 세그멘트가 비-방향족 단량체 단위로부터 만들어진다는 것을 지적한다. 그러한, 비-방향족 단량체 단위는 일반적으로 지방족이고 소프트-블록-포함 중합체에 유연성을 부여하는 것으로 알려져있다. 상기 공중합체는 화학식 IX, XIV, 및 XV의 구조 단위를 포함하는 공중합체들을 포함한다:

화학식 IX

화학식 XIV

화학식 XV

상기 식에서, R² 및 n은 상기에 정의된 대로이며, Z¹은 2가 방향족 라디칼이고, R³는 C₃ _-20 직쇄 사슬 알킬렌이고, C₃ _-10은 분지된 알킬렌, 또는 C₄ _-10 시클로- 또는 바이시클로알킬렌 그룹이고, R⁴ 및 R⁵는 각각 독립적으로

또는

를 나타내며,

화학식 XV는 상기 폴리에스테르의 에스테르 연결에 약 1 내지 약 45몰%를 기여한다. 추가적인 구현예는, 화학식 XV 가 다양한 구현예에서 폴리에스테르의 에스테르 연결에 약 5 내지 약 40몰% 기여하고, 다른 구현예에서 폴리에스테르의 에스테르 연결에 약 5 내지 약 20몰% 기여하는, 조성물을 제공한다. 다른 구현예는, R³가 일 구현예에서 C₃ _-14 직쇄 사슬 알킬렌, 또는 C₅ _-6 시클로알킬렌을 나타내고, 다른 구현예에서 R³가 C₃ _-10 직쇄 사슬 알킬렌 또는 C₆-시클로알킬렌을 나타내는, 조성물을 제공한다. 화학식 XIV는 방향족 디카르복실산 잔류물을 나타낸다. 화학식 XIV에서 2가 방향족 라디칼 Z¹은 다양한 구현예에서 상기에 정의된 바와 같이 적합한 디카르복실산 잔류물로부터 유도되고, 일부 구현예에서 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌, 또는 2,6-나프틸렌 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 포함한다. 다양한 구현예에서 Z¹은 약 40몰% 이상의 1,3-페닐렌을 포함한다. 화학식 IX에서 소프트-블록 사슬 부재를 포함하는 공중합체의 다양한 구현예에서 n은 0이다.

그 구현예들의 또 다른 하나에서, 상기 레조시놀계 폴리아릴레이트는 유기 카보네이트 블록 세그멘트와 조합하여 레조시놀 아릴레이트-포함 블록 세그멘트를 포함하는 블록 코폴리에스테르카보네이트일 수 있다. 그러한 공중합체에서 레조시놀 아릴레이트 사슬 부재를포함하는 세그멘트는 실질적으로 무수물 연결을 포함하지 않는다. 실질적으로 무수물 연결이 없다는 것은 상기 코폴리에스테르카보네이트가 약 280-290℃의 온도에서 5분 동안 상기 코폴리에스테르카보네이를 가열하면, 일 구현예에서 10% 미만 및 다른 구현예에서 5% 미만의 분자량 감소를 보여준다는 것을 의미한다.

카보네이트 블록 세그멘트는, 비스페놀과 포스겐과 같은 카보네이트 포함 종(species)의 반응로부터 유도되어 폴리에스테르 카보네이트 공중합체를 만드는,카보네이트 연결을 포함한다. 예를 들어, 레조시놀 폴리아릴레이트 카보네이트 공중합체는 이소- 및 테레프탈산, 레조시놀 및 비스페놀과 포스겐의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 레조시놀 폴리에스테르 카보네이트 공중합체는 예를 들어, 아릴 폴리에스테르 블록을 형성하기 위하여 레조시놀과 디카르복실산을 예비-반응시키고, 이어서 공중합체의 폴리카보네이트 부분을 형성하기 위하여 상기 블록을 비스페놀 및 카보네이트와 반응시킴에 의하여 비스페놀 디카르복실 에스테르 연결의 갯수가 최소화되는 그러한 방식으로 만들어질 수 있다.

최고의 효과를 위하여, 레조시놀 폴리에스테르 카보네이트에서 레조시놀 에스테르 함량(REC)은 레조시놀로부터 유도된 중합체 연결의 약 50몰% 이상이 되어야 한다. 일부 경우에, 약 75몰% 이상의 RCE, 또는 심지어 약 90 또는 100몰%만큼 높은 레조시놀에서 유도된 연결이 용도에 따라 요구될 수 있다.

블록 코폴리에스테르카보네이트는, 통상적으로 화학식 XVI에 예시되는 바와 같은, 교호하는(alternating) 아릴레이트 및 유기 카보네이트 블록을 포함하는 것들이고, 상기 식에서 R² 및 n은 상기에 정의된 대로이고, R⁶는 2가 유기 라디칼이다:

화학식 XVI

아릴레이트 블록은 m으로 표시되는, 중합도(degree of polymerization, DP)를 가지면, 이것은 일 구현예에서 약 10 이상이며, 다른 구현예에서 약 20 이상이며, 또 다른 구현예에서 약 20 이상이며, 더욱 다른 구현예에서 약 30 내지 약 150이다. 유기 카보네이트 블록의 DP는, p로 표시되며, 일 구현예에서 약 2 이상이며, 다른 구현예에서 약 10 내지 약 20이며, 또 다른 구현예에서 약 2 내지 약 200이다. 상기 블록의 분포는 카보네이트 블록에 대하여 아릴레이트 블록의 모든 소망하는 중량비를 가지는 공중합체를 제공하는 그러한 것일 수 있다. 일반적으로, 아릴레이트 블록의 함량은, 상기 중합체의 총 중량에 대하여, 일 구현예에서 약 10 내지 약 95중량%이고, 다른 구현예에서 약 50 내지 약 95중량%일 수 있다.

이소- 및 테레프탈레이트의 혼합물이 화학식 XVI에 예시되었으나, 아릴레이트 블록에서 디카르복실산 잔류물은 상기에 기재된 바와 같이 모든 적합한 디카르복실산 잔류물, 또는 지방족 디에시드 디클로라이드(소위 "소프트-블록" 세그멘트)로부터 유도되는 것들을 포함하는 적합한 디카르복실산 잔류물의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 다양한 구현예에서 n은 0이고, 아릴레이트 블록은 이소- 및 테레프탈산 잔류물의 혼합물로부터 유도되는 디카르복실산 잔류물을 포함하며, 이소프탈레이트 대 테레프탈레이트의 몰비는 일 구현예에서 약 0.25 내지 4.0:1이고, 다른 구현예에서 약 0.4 내지 2.5:1이고, 또 다른 구현예에서 약 0.67 내지 1.5:1이다.

유기 카보네이트 블록에서, 각각의 R⁶는 독립적으로 각각의 경우에 2가 유기 라디칼이다. 다양한 구현예에서, 상기 라디칼은 디하이드록시 치환된 방향족 탄화수소을 포함하고, 상기 중합체에서 R⁶ 그룹의 총 갯수의 약 60% 이상이 방향족 유기 라디칼이고 이들의 잔량이 지방족, 알리사이클릭, 또는 방향족 라디칼이다. 적합한 R⁶ 라디칼은 m-페닐렌, p-페닐렌, 4,4'-비페닐렌, 4,4'-바이(3,5-디메틸)-페닐렌, 2,2-비스(4-페닐렌)프로판, 6,6'-(3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스파이로바이[1H-인단]) 및 U.S.Patent 4,217,438에 (일반적인 또는 구체적인) 이름 또는 화학식에 의해 개시된 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소에 해당하는 라디칼들과 유사한 그러한 라디칼들을 포함한다.

일부 구현예에서, 각각의 R⁶는 방향족 유기 라디칼이고 다른 구현예에서 화학식 XVII의 라디칼이다:

화학식 XVII

상기 식에서, 각각의 A¹ 및 A²는 모노사이클릭 2가 아릴 라디칼이고, Y는 가교 라디칼이며, 여기서 하나 또는 두 개의 탄소 원자가 A¹ 및 A²를 분리한다. 화학식 XVII에서 자유 원자가 결합은 일반적으로 Y에 대해 A¹ 및 A²의 메타 또는 파라 위치이다. R⁶가 화학식 XVII를 가지는 화합물은 비스페놀이며, 간결함을 위해 "비스페놀"이라는 용어가 하이드록시 치환된 방향족 탄화수소를 지시하기 위해 때때로 사용된다. 그렇지만, 이러한 형태의 비-비스페놀 화합물도 또한 적절히 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.

화학식 XVII에서, A¹ 및 A²는 통상적으로 비치환된 페닐렌 또는 이들의 치환된 유도체를 나타내지만, (하나 이상의)예시적인 치환기들은 아킬, 알케닐, 및 할로겐(특히 브롬)이다. 일 구현예에서 비치환된 페닐렌 라디칼이 바람직하다. 흔히 A¹ 및 A²는 모두가 p-페닐렌이나, 모두가 o- 또는 m- 페닐렌 또는 하나는 o- 또는 m- 페닐렌 및 다른 하나는 p-페닐렌일 수도 있다.

가교 라디칼, Y,는 A¹ 을 A²로부터 분리하는 하나 또는 두개의 원자이다. 특정 구현예에서, 하나의 원자가 A¹ 을 A²로부터 분리한다. 이러한 형태의 예시적인 라디칼은 -O-, -S-, -SO-, 또는 -SO₂-, 메틸렌, 시클로헥실 메틸렌, 2-[2.2.1]-바이사이클로헵틸 메틸렌, 에틸렌, 이소프로필리덴, 네오펜틸리덴, 시클로헥실리덴, 시클로펜타데실리덴, 시클로도데실리덴, 아다만틸리덴, 등과 같은 라디칼이다.

일부 구현예에서 gem-알킬리덴(보통 "알킬리덴"으로 알려진다)라디칼이 바람직하다. 그렇지만, 불포화된 라디칼이 또한 포함된다. 일부 구현예에서, 비스페놀을 2,2-비스(4-하이드록시페놀)프로판(비스페놀-A 또는 BPA), 여기서, Y는 이소프로필리덴이고, A¹ 및 A²는 각각 p-페닐렌이다. 반응 혼합물에 존재하는 레조시놀의 과량 몰에 따라, 카보네이트 블록에서 R⁶는 적어도 부분적으로 레조시놀 그룹을 포함할 수 있다. 즉, 일부 구현예에서 화학식 X의 카보네이트 블록은 하나 이상의 다른 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소와 함께 레조시놀 그룹을 포함할 수 있다.

디블록, 트리블록, 및 멀티블록 코폴리에스테르카보네이트가 포함된다. 레조시놀 아릴레이트 사슬 부재를 포함하는 블록과 유기 카보네이트 사슬 부재를 포함하는 블록 사이의 화학적 연결은,

(a) 아릴레이트 그룹의 적합한 디카르복실산 잔류물과 예를 들어, 화학식 XVIII, 상기 식에서 R⁶는 이전에 정의된 대로이며,에 통상적으로 예시되는 바와 같은 유기 카보네이트 그룹의 -O-R⁶-O- 그룹 사이의 에스테르 연결:

화학식 XVIII

및

(b) 레조시놀 아릴레이트 그룹의 디페놀 잔류물과 화학식 XIX, 상기 식에서 R2 및 n은 이전에 정의된 대로이며,에서 보여지는 바와 같은 유기 카보네이트 그룹의 -(C=O)-O- 그룹 사이의 카보네이트 연결:

화학식 XIX

중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 구현예에서, 코폴리에스테르카보네이트는 실질적으로 레조시놀 아릴레이트 블록과 유기 카보네이트 블록 사이의 카보네이트 연결을 가지는 디블록 공중합체로 이루어진다. 다른 구현예에서, 코폴리에스테르카보네이트는 실질적으로 레조시놀 아릴레이트 블록과 유기 카보네이트 말단-블록 사이의 트리블록 카보네이트-에스테르-카보네이트 공중합체로 이루어진다.

열적으로 안정한 레조시놀 아릴레이트 블록과 유기 카보네이트 블록 사이의 카보네이트 연결을 가지는 코폴리에스테르카보네이트는 통상적으로 레조시놀 아릴레이트-포함 올리고머로부터 제조되고, 일구현예에서 하나 이상, 그리고 다른 구현예에서 둘 이상의 하이드록시-말단 사이트를 포함한다. 상기 올리고머는 통상적으로 일 구현예에서 약 10,000 내지 약 40,000, 다른 구현예에서 약 15,000 내지 약 30,000의 중량 평균 분자량을 가진다. 열적으로 안정한 코폴리에스테르카보네이트는 상기 레조시놀 아릴레이트-포함 올리고머와 포스겐, 사슬-종결제, 및 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소를 3차 아민과 같은 촉매의 존재 하에서 반응시킴에 의하여 제조될 수 있다.

일 구현예에서, 물품은 폴리술폰, 폴리(에테르술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 수지; 실리콘 공중합체 및 아릴 폴리에스테르 연결의 50몰% 이상이 레조시놀로부터 유도되는 아릴 에스테르 연결인 레조시놀계 폴리아릴레이트의 블렌드를 포함할 수 있다.

물품을 만들기 위하여 상기 중합체 블렌드에 사용되는 레조시놀계 폴리아릴레이트의 함량은 상기 물품의 최종 용도에 따라 폭넓게 변할 수 있다. 예를 들어, 물품이 열방출 또는 열방출 시간이 최대에 도달하는 시간의 증가가 중요한 최종 용도에서 사용되는 물품에서는, 열방출을 낮추고 열방출이 최대에 도달하는 시간 구간을 증가시키기 위하여 레조시놀 에스테르를 포함하는 중합체의 함량이 최대화될 수 있다. 일부 경우에, 레조시놀계 폴리아릴레이트는 상기 중합체 블렌드의 약 1 내지 약 50 중량%가 될 수 있다. 주목할만한 일부 조성물은 중합체 블렌드 총 중량에 대하여 약 10 내지 약 50 중량%의 레조시놀계 폴리아릴레이트를 가질 것이다.

다른 구현예에서,

a) 약 1 내지 약 99 중량%의 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 또는 이들의 혼합물;

b) 약 0.1 내지 약 30 중량%의 실리콘 공중합체;

c) 약 50 몰% 이상의 레조시놀에서 유도된 연결을 포함하는 약 99 내지 약 1 중량%의 레조시놀계 폴리아릴레이트;

d) 0 내지 약 20 중량%의 금속 산화물,의 중합체 블렌드를 포함하는 물품이 고려되며, 여기서 중량%는 상기 중합체 블렌드의 총 중량에 대한 것이다.

다른 태양에서,

a) 약 50 내지 약 99 중량%의 폴리술폰, 폴리(에테르 술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 또는 이들의 혼합물;

b) 약 0.1 내지 약 10 중량%의 실리콘 공중합체;

d) 0 내지 약 20 중량%의 금속 산화물; 및

e) 0 내지 약 2 중량%의 인(phosphorous) 포함 안정화제,의 중합체 블렌드를 포함하는 물품이 고려된다.

B. PEI, PI, PEIS, 및 이들의 혼합물; 실리콘 공중합체; 및 레조시놀계 아릴 폴리에스테르 수지의 높은 Tg 블렌드

실리콘 공중합체, 예를 들어 실리콘 폴리에테르이미드 공중합체 또는 실리콘 폴리카보네이트 공중합체, 높은 유기 전이 온도(Tg)의 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI) 또는 폴리에테르이미드술폰(PEIS) 수지, 및 레조시놀계 폴리아릴레이트의 조합은 놀랍게 낮은 열방출값 및 향상된 내용매성을 가진다.

레조시놀에서 유도된 아릴 폴리에스테르는 또한 비-레조시놀계 연결을 포함하는 공중합체, 예를 들어 레조시놀-비스페놀-A 코폴리에스테르 카보네이트가 될 수 있다. 최고의 효과를 위하여, 레조시놀 에스테르 함량(REC)은 레노시놀로부터 유도된 중합체 연결의 약 50몰% 이상이어야 한다. 더 높은 REC가 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 75몰% 초과의 REC, 또는 심지어 90 또는 100몰%까지 높은 레조시놀 유도된 연결이 요구될 수 있다.

내연성 블렌드에 사용되는 레조시놀 에스테르 포함 중합체의 함량은 열방출을 감소시키고, 열방출이 최고에 도달하는 시간을 증가시키거나, 또는 내용매성을 향상시키기 위해 모든 유효한 양으로 폭넓게 변화될 수 있다. 일부 예에서, 레조시놀 에스테르 포함 중합체는 중합체 블렌드의 약 1중량% 내지 약 80중량%가 될 수 있다. 주목할만한 일부 조성물은 10-50%의 레조시놀계 중합체를 가질 것이다. 다른 예에서, 폴리에테르이미드 또는 펜리에테르이미드 술폰과 높은 REC 공중합체의 블렌드는 약 150 내지 약 210℃의 단일 유리 전이 온도(Tg)를 가질 것이다.

레조시놀계 폴리아릴레이트 수지는 레조시놀, 또는 관능화된 레조시놀과, 아릴 에스테르 연결 예를 들어 카르복실산 할라이드, 카르복실산 에스테르 및 카르복실산 염의 형성에 적합한, 아릴 디카르복실산 또는 아릴 디카르복실산 유도체와의 반응 생성물로부터 유도되는 단위의 약 50몰% 이상을 포함하여야 한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 레조시놀계 폴리아릴레이트는 다른 중합체 블렌드를 위해 여기에서 더욱 상세히 설명된다.

열적으로 안정한 레조시놀 아릴레이트 블록과 유기 카보네이트 블록 사이의 카보네이트 연결을 가지는 코폴리에스테르카보네이트는 통상적으로 본 발명의 다양한 구현예에 의하여 제조되는 레조시놀 아릴레이트-포함 올리고머로부터 제조되고, 일구현예에서 하나 이상, 그리고 다른 구현예에서 둘 이상의 하이드록시-말단 사이트를 포함한다. 상기 올리고머는 통상적으로 일 구현예에서 약 10,000 내지 약 40,000, 다른 구현예에서 약 15,000 내지 약 30,000의 중량 평균 분자량을 가진다. 열적으로 안정한 코폴리에스테르카보네이트는 상기 레조시놀 아릴레이트-포함 올리고머와 포스겐, 사슬-종결제, 및 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소를 3차 아민과 같은 촉매의 존재 하에서 반응시킴에 의하여 제조될 수 있다.

일 구현예에서, 향상된 내연성을 가지는 중합체 블렌드는 폴리술폰, 폴리(에테르술폰) 및 폴리(페닐렌 에테르 술폰) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 수지; 실리콘 공중합체 및 아릴 폴리에스테르 연결의 50몰% 이상이 레조시놀로부터 유도되는 아릴 에스테르 연결인 레조시놀계 폴리에스테르 수지를 포함한다. "중합체 연결" 또는 "하나의 중합체 연결"이라는 용어는 중합체를 형성하는 2 이상의 단량체의 반응 생성물로서 정의된다.

일부 예에서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰 및 이들의 혼합물은 약 0.85 이하의 수소 원자 대 탄소 원자의 비(H/C)를 가질 것임이 중요하다. 수소 원자에 대해 더 높은 탄소 원자 함량을 가지는, 수소 원자 대 탄소 원자의 비가 낮은, 중합체는 흔히 향상된 FR 성능을 보여준다. 이러한 중합체는 더 낮은 연소가를 가지며, 연소될 때 더 작은 에너지를 방출할 수 있다. 이들은 또한 중합성 연료와 발화 소스 사이에 절연성 탄화층을 형성하려는 경향을 통해 연소를 억제할 수 있다. 모든 구체적인 메커니즘 또는 작용 모드에 관계없이, 낮은 H/C 비를 가지는 그러한 중합체는 우수한 내연성(flame resistance)을 가지는 것이 관찰되었다. 일부 경우에, H/C 비는 0.85 미만일 수 있다. 다른 경우에, 용융 가공성을 얻기 위해 충분한 유연성 연결을 가지는 중합체 구조를 제공하기 위하여 약 0.4 이상의 H/C 비가 바람직하다. 주어진 중합체 또는 공중합체의 H/C 비는 화학적 반복 단위에 존재하는 모든 다른 원자들에 관계없이 탄소 원자와 수소 원자의 갯수에 의하여 그 화학적 구조로부터 결정될 수 있다.

일부 경우에, 내연성 중합체 블렌드, 및 이들로부터 만들어진 물품은 약 65kW-min/m² 미만의 2분 열방출을 가질 것이다. 다른 경우에, 상기 피크 열방출은 약 65kW/m² 미만일 것이다. 약 2분 초과의 열방출 피크에 도달하는 시간은 또한 일정한 조성물 및 이들로부터 만들어지는 물품의 유익한 측면이다. 다른 예에서, 약 4분 초과의 열방출 피크에 도달하는 시간이 얻어질 수 있다.

일부 조성물에서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰 또는 이들의 혼합물과 실리콘 공중합체 및 약 50몰% 이상의 레조시놀에서 유도된 연결을 포함하는 아릴 폴리에스테르 수지의 블렌드는 투명일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 블렌드는 2mm의 두께에서 ASTM 방법 D1003에 의하여 측정된 값으로서 약 50% 초과의 퍼센트 투과도(transmittance)를 가진다. 다른 구현예에서, 이러한 투명 조성물의 퍼센트 헤이즈(haze)는 ASTM 방법 D1003으로 측정된 값으로서, 약 25% 미만일 것이다. 다른 구현예에서, 상기 퍼센트 투과도는 약 60% 초과이고, 퍼센트 헤이즈는 약 20% 미만이다. 또 다른 구현예에서, 상기 조성물 및 이로부터 만들어진 물품은 50kW/m² 이하의 피크 열방출과 함께 약 50% 초과의 투과도 및 약 25% 미만의 헤이즈 값을 가질 것이다.

내연성 블렌드에서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰 또는 이들의 혼합물은 상기 조성물 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 99 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이러한 범위 내에서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰 또는 이들의 혼합물의 양은 약 20 중량% 이상, 더 구체적으로 약 50 중량% 이상, 더욱 더 구체적으로 약 70 중량% 이상일 수 있다.

다른 구현에에서, 조성물은,

a) 약 1 내지 약 99 중량%의 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰 및 이들의 혼합물;

b) 약 50 몰% 이상의 레조시놀에서 유도된 연결을 포함하는, 약 99 내지 약 1 중량%의 아릴 폴리에스테르 수지;

c) 약 0.1 내지 약 30 중량%의 실리콘 공중합체;

d) 0 내지 약 20 중량%의 금속 산화물,의 내연성 중합체 블렌드를 포함하며, 여기서 상기 중량%는 상기 조성물의 총 중량에 대한 것이다.

다른 태양에서,

a) 약 50 내지 약 99 중량%의 폴리에테르이미드 또는 폴리에테르이미드 술폰 수지;

b) 약 50 몰% 이상의 레조시놀에서 유도된 연결을 포함하는, 약 1 내지 약 50 중량%의 레조시놀계 폴리아릴레이트;

b) 약 0.1 내지 약 10 중량%의 실리콘 공중합체;

d) 0 내지 약 20 중량%의 금속 산화물; 및

e) 0 내지 약 2 중량%의 인(phosphorous) 포함 안정화제,의 화연 지연성 중합체 블렌드를 포함하는 조성물이 고려된다.

폴리이미드는 일반식 (XX)를 가진다

(화학식 XX)

상기 식에서, a는 1 초과이고, 통상적으로, 약 10 내지 약 1000 또는 그 이상, 또는, 보다 구체적으로, 약 10 내지 약 500; 및 V는 4가 연결기(linker)로서, 상기 연결기가 합성 또는 폴리이미드의 사용을 방해하지 않으면, 제한되지 않는다. 적합한 연결기는 (a) 약 3 내지 약 50개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환된, 포화, 불포화 또는 방향족 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 그룹, (b) 1 내지 30 개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환된, 직쇄 또는 분지된, 포화 또는 불포화 알킬 그룹; 또는 이들의 조합을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 바람직한 연결기는 화학식 (XXI)과 같은 4가 방향족 연결기를 포함하나 이들로 한정되지 않는다:

(화학식 XXI)

상기 식에서, W는 -O-, -S-, -C(O)-, -SO₂-, -SO-, -C_xH_y-(y는 1 내지 8의 정수), 및 퍼플루오로알킬렌 그룹을 포함하는 이들의 불화된 유도체로 이루어진 군에서, 또는 화학식 -O-Z-O-, 상기 식에서 -W- 또는 -O-Z-O- 그룹의 2가 결합은 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치이며 Z는 상기에 정의된 대로이며,의 군에서 선택되는 2가 그룹이다. Z는 예시적인 화학식 (XXII)의 2가 라디칼을 포함할 수 있다.

(화학식XXII)

화학식(XXII)에서 R⁷은 (a) 약 6 내지 약 24의 탄소원자를 가지는 방향족 탄화수소 라디칼 및 이들의 할로겐화된 유도체; (b) 약 2 내지 약 20의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지된 사슬 알킬렌 라디칼; (c) 약 3 내지 약 24의 탄소 원자를 가지는 시클로알킬렌 라디칼, 또는 (d) 일반식 VI의 2가 라디칼과 같은 치환 또는 비치환된 2가 유기 라디칼을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

(화학식 VI)

상기 식에서, Q는 상기에 정의된 대로이다.

일부 부류의 폴리이미드는 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 술폰 및 폴리에테르이미드, 특히 이들의 제조 및 특성이 U.S. Patent 3,803,085 및 3,905,942에 기재된 것들과 같이, 당해 기술분야에서 알려진 용융 가공될 수 있는 이러한 폴리이미드를 포함한다.

화학식(XXII)의 폴리에테르이미드 수지는 1 초과, 통상적으로 약 10 내지 약 1000 또는, 그 이상, 또는, 더 구체적으로 약 10 내지 약 500 구조 단위를 포함할 수 있다

(화학식 XXII)

상기 식에서, T는 -O- 또는 화학식 -O-Z-O-의 그룹이며, 상기 식에서 상기 -O- 또는 -O-Z-O- 그룹은 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치이며, Z는 상기에 정의된 대로이다. 일 구현예에서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 또는 폴리에테르이미드 술폰이 공중합체가 될 수 있다. 폴리이미드, 폴리에테르이미드 또는 폴리에테르이미드 술폰의 혼합물이 또한 적용될 수 있다.

폴리에테르이미드는 화학식 (XVIII)의 방향족 비스(에테르 무수물)와 화학식 (VII)의 유기 디아민의 반응을 포함하여, 당해기술분야의 당업자에게 잘 알려진 모든 방법에 의하여 제조될 수 있다

(화학식 VIII)

상기 식에서, T 와 R¹은 상기에 정의된 대로이다.

구체적인 방향족 비스 무수물 및 유기 디아민의 예들이 예를 들어 US Patent 3,972,902 및 4,455,410에 개시된다. 화학식(XIV)의 방향족 비스 무수물의 예시적인 예들은:

3,3-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

2,2-비스[4-(2,3-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스[2,3-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물; 외에 이들의 다양한 혼합물을 포함한다.

상기 화학식 (XVIII)에 의하여 포함되는 다른 부류의 방향족 비스(에테르 무수물)는, 상기 식에서 T가 화학식 (XXIV)이고,

(화학식 XXIV)

상기 에테르 연결이, 예를 들어, 바람직하게는 3,3', 3,4',4,3', 또는 4,4' 위치인 화합물, 및 이들의 혼합물을 포함하나 이들에 한정되지 않으며, 상기 식에서 Q는 상기에 정의된 대로이다.

모든 디아미노 화합물이 사용될 수 있다. 적합한 디아민의 예들은, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 트리메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 1,12-도데칸디아민, 1,18-옥타데칸디아민, 3-메틸헵타메틸렌디아민, 4,4-디메틸헵타메틸렌디아민, 4-메틸노나메틸렌디아민, 5-메틸노나메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헵타메틸렌디아민, 2,2-디메틸프로필렌디아민, N-메틸-비스(3-아미노프로필)아민, 3-메톡시헥사메틸렌디아민, 1,2-비스(3-아미노프로폭시)에탄, 비스(3-아미노프로필)설파이드, 1,4-시클로헥산디아민, 비스-(4-아미노시클로헥실)메탄, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, m-자일렌디아민, p-자일렌디아민, 2-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 5-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민, 벤지딘, 3,3'-디메틸벤지딘, 3,3'-디메톡시벤지딘, 1,5-디아미노나프탈렌, 비스(4-아미노페닐)메탄, 비스(2-클로로-4-아미노-3,5-디에틸페닐)메탄, 비스(4-아미노페닐)프로판, 2,4-비스(아미노-t-부틸)톨루엔, 비스(p-아미노-t-부틸페닐)에테르, 비스(p-메틸-o-아미노페닐)벤젠, 비스(p-메틸-o-아미노펜틸)벤젠, 1,3-아미노-4-이소프로필벤젠, 비스(4-아미노페닐)설파이드, 비스(4-아미노페닐)술폰, 비스(4-아미노페닐)에테르이다. 이러한 화합물들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 디아미노 화합물은 방향족 디아민, 특히 m- 및 p-페닐렌디아민, 술포닐 디아닐린 및 이들의 혼합물이다.

일 구현예에서, 폴리에테르이미드 수지는 화학식 (XVII)에 따르는 구조 단위를 포함하며, 각각의 R은 독립적으로 p-페닐렌 또는 m-페닐렌 또는 이들의 혼합물이고 T는 화학식 (XXV)의 2가 라디칼이다.

(화학식 XXV)

폴리이미드, 특히 폴리에테르이미드를 제조하는 많은 방법들 중에서, U.S.Patent 3,847,867, 3,852,242, 3,803,085, 3,905,942, 3,983,093, 및 4,443,591에 개시된 방법들이 포함된다. 이러한 특허들은, 예시의 방식으로, 폴리이미드를 제조하는 일반적 및 구체적인 방법들을 교시하려는 목적으로 언급된다.

폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 폴리에테르이미드 술폰은, Americaㅜ Society for Testing Materials(ASTM) D1238에 의하여 6.6kg 중량을 사용하여 약 340 내지 약 370℃에서 측정된 값으로서, 약 0.1 내지 약 10 g/min(gram/minute)의 용융 지수(melt index)를 가진다. 일 구현예에서, 폴리에테르이미드 수지는 폴리스티렌 표준 시료를 사용하여 겔침투크로마토그래피에서 측정된 값으로서 약 10,000 내지 약 150,000 g/mole의 중량평균분자량(Mw)을 가진다. 다른 구현예에서, 폴리에테르이미드는 20,000 내지 60,000의 Mw를 가진다. 그러한 폴리에테르이미드 수지는 25℃에서 m-크레졸에서 측정된 값으로서, 통상적으로 약 0.2 dl/g(deciliter/gram), 또는 더 구체적으로, 약 0.35 내지 약 0.7dl/g의 본질 점도(intrinsic viscosity)를 가진다. 여기에 기재된 블렌드에 유용한 일부 폴리에테르이미드의 예들은 ASTM D5205 "Standard Classification System for Polyehterimide(PEI) Materials"에 나열된다.

상기 공중합체의 실록산 세그멘트의 블록 길이는 모든 유효한 길이가 될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 길이는 2 내지 70 실록산 반복 단위가 될 수 있다. 다른 예에서, 실록산 블록 길이는 약 5 내지 약 30 반복 단위가 될 수 있다. 많은 예에서, 디메틸 실록산이 사용될 수 있다.

실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 사용될 수 있는 실록산 공중합체의 구체적인 구현예이다. 그러한 실록산 폴리에테르이미드의 예들은 US Patent 4,404,350, 4,808,686, 및 4,690,997에 보여진다. 일 예에서, 폴리에테르이미드 실록산은 유기 디아민 반응물의 일부 또는 전부가 예를 들어 화학식 XXII의 아민-말단 유기 실록산, 여기서 g는 1 내지 약 50의 값을 가지는 정수, 일부 다른 예에서 g는 약 5 내지 약 30일 수 있으며, R'는 약 2 내지 약 20 개의 탄소 원자를 가지는 아릴, 알킬, 또는 아릴알킬 그룹이며,으로 치환된 것을 제외하고는, 폴리에테르이미드에 대하여 사용된 것과 동일한 방식으로 제조될 수 있다.

(화학식 XXII)

일부 폴리에테르이미드 실록산은 화학식 XIX의 유기 디아민, 또는 디아민의 혼합물과 화학식 XXII의 아민-말단 유기 실록산 및 화학식 XVII의 하나 이상의 이무수물의 반응에 의하여 형성될 수 있다. 디아미노 성분은 비스-무수물와의 반응 전에 물리적으로 혼합될 수 있고, 따라서 실질적으로 랜덤 공중합체를 형성할 수 있다. 교호 블록 또는 교호 공중합체는, 이후에 함께 반응하는 폴리이미드 블록을 만드는, XIX 및 XXII와 이무수물의 선택적인 반응에 의하여 형성될 수 있다. 다른 예에서, 폴리에테르이미드 공중합체를 제조하기 위하여 사용되는 실록산은, 예를 들어 US Patent 4,404,350에 기재된 바와 같이, 아민 관능성 말단 그룹보다 무수물을 가질 수 있다.

일 예에서, 실록산 폴리에테르이미드 공중합체는 화학식 XXIII가 될 수 있으며, 상기 식에서 T,R' 및 g는 상기에 기재된 대로이고, n은 약 5 내지 약 100의 값을 가지며, Ar은 6 내지 약 36 개의 탄소 원자를 가지는 아릴 또는 알킬아릴 그룹이다.

(화학식 XXIII)

일부 실록산 폴리에테르이미드에서, 실록산 폴리에테르 이미드의 디아민 성분은 약 20 몰% 내지 약 50 몰%의 화학식 XXII의 아민-말단 유기 실록산 및 약 50 내지 약 80 몰%의 화학식 XIX의 유기 디아민을 포함할 수 있다. 일부 실록산 공중합체에서, 실록산 성분은 약 25 내지 약 40 몰%의 아민 또는 무수물 말단 유기 실록산을 포함한다.

C. 높은 Tg의 상 분리된 중합체 블렌드

여기에 또한 개시되는 것은, a) 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아릴 케톤, 폴리에테르 케톤 및 폴리에테르 에테르 케톤 및 이들의 조합을 포함하는 군에서 선택된 폴리 아릴 에테르 케톤(PAEK)과 b) 50 몰% 이상의 아릴 술폰 그룹을 포함하는 연결을 가지는 폴리에테르이미드 술폰(PEIS)의 혼합물을 포함하는 상(phase) 분리된 폴리머 중합체이다.

상 분리는 PAEK 및 PEIS 가, 예를 들어, 현미경, 시차주사열량계 또는 동적 기계 분석(dynamic mechanical analysis)과 같은 표준 분석 기술을 사용하여, 하나는 PAEK 수지를 포함하고 하나는 PEIS 수지를 포함하는 2 이상의 별개의 중합체 상을 보여주도록 구분될 수 있는 별도의 화학적 실체로서 존재하는 것을 의미한다. 일부 예에서, 각각의 상은 약 80% 초과의 개별적인 수지를 포함할 것이다. 다른 예에서, 상기 블렌드는 약 0.1 내지 약 50 마이크로미터의 크기인 분리된 별개의 영역을 형성할 것이며, 다른 예에서 상기 영역은 약 0.1 내지 약 20 마이크로미터가 될 것이다. 영역 크기는 현미경으로 보여지는 것으로서 가장 긴 직선 크기를 말한다. 상 분리된 블렌드는 완전히 비혼화성이거나 부분적인 혼화성을 보여줄 수 있으나, 적어도 고체 상태에서 상기 블렌드가 2 이상의 별개의 중합체 상을 보여주는 방식으로 거동하여야만 한다.

PAEK 대 PEIS의 비는, 상기 수지의 어느 하나의 단독에 비해 향상된 특성, 즉, 최종 용도에 따라 더 좋거나 더 나쁜 특성,을 가지는 블렌드를 야기하는 모든 값이 될 수 있다. 중량부로서, 상기 비는 최종 용도 및 개선되도록 소망하는 특성에 따라 1:99 내지 99:1이 될 수 있다. 상기 비의 범위는 또는 15:85 내지 85:15 또는 심지어 25:75 또는 75:25가 될 수 있다. 용도에 따라, 상기 비는 또한 40:60 내지 60:40이 될 수 있다. 당업자는 PAEK 대 PEIS 의 비의 변화는 소망하는 결과에 따라 인용된 범위 내에서 모든 실수에 해당할 수 있음을 인식할 것이다.

원료들의 비를 변화하여 조절될 수 있는 최종 블렌드의 특성은 열변형온도 및 하중지지능력을 포함한다. 예를 들어, 일 구현예에서, 폴리에테르이미드 술폰 수지는 PAEK 블렌드의 하중지지능력을 변화시키기, 즉 증가에 의하여 향상시키기 에 유효하도록 개별적인 성분들 자체에 대하여 어떠한 양으로도 존재할 수 있다. 일부 예에서, PAEK는 전체 혼합물의 약 30 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있으나, PEIS의 양은 약 70 내지 약 30 중량%가 될 수 있으며, 상기 중량%는 PAEK 와 PEIS의 혼합된 중량에 대한 것이다.

일부 구현예에서, 상 분리된 중합체 블렌드는 0.46MPA(66psi)에서 3.2mm 바(bar)에 대해 ASTM 방법 D5418을 사용하여 측정된 값으로서 약 170℃ 이상의 열변형온도(HDT)를 가질 것이다. 다른 예에서, 0.46MPA(66psi)에서의 HDT 는 200℃ 이상일 것이다. 또 다른 예에서, PAEK-PEIS 의 하중지지능력은 Vicat 온도로서 보여질 것이며, 50N(newton)에서 ASTM 방법 D1525에 의하여 측정된 값으로서, 약 200℃ 이상이다.

또 다른 예에서, 상 분리된 중합체 블렌드의 하중지지능력은 3.2mm 바에 대해 예를 들어 200℃에서 ASTM 방법 D5418에 의하여 측정된 값으로서, 약 200MPa(megapascal)의 굴곡탄성율(flexural modulus)에 의하여 보여질 것이다.

상 분리된 중합체 블렌드는 소정 함량의 PAEK가 소정 함량의 PEIS와 함께 용융 상태에서 혼합되어 만들어질 수 있다. 두 성분들은 상 분리된 블렌드를 가져올 수 있는 당업자에게 알려진 모든 방법으로 혼합될 수 있다. 그러한 방법들은 압출, 소결 등을 포함한다.

여기에 사용되는 것으로서, 폴리아릴 에테르 케톤(PAEK)은 서로 다른 순서로 케톤과 에테르 그룹에 의하여 주로 연결되는 방향족 고리, 일반적으로 페닐 고리,를 포함하는 몇가지 중합체 형태를 포함한다. PAEK 수지의 예들은 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르 케톤 에테르 케톤 케톤(PEKEKK) 및 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK) 및 그러한 그룹을 포함하는 공중합체 외에 이들의 블렌드를 포함한다. PAEK 중합체는 방향족 고리, 일반적으로 페닐 고리, 케토 그룹 및 에테르 그룹을 포함하는 단량체 단위들을 어떠한 순서대로라도 포함할 수 있다. 낮은 수준의, 예를 들어 10 몰% 미만의, 부가 연결 그룹은 이들이 PAEK 수지의 특성을 근본적으로 변화시키지 않는 한 존재할 수 있다.

예를 들어, 300℃ 초과의 용융 온도를 가지며 고결정성인, 몇가지 폴리아릴 에테르 케톤은 상 분리된 블렌드에 사용될 수 있다. 이러한 결정성 폴리아릴 에테르 케톤의 예들은 XXVI, XXVII, XXVIII, XXIX, 및 XXX 구조들에서 보여진다.

여기에 사용되기에 적합한 결정성 폴리아릴 에테르 케톤의 다른 예들은 이하의 화학식 (XXXI)의 반복 단위를 포함하는 것으로 일반적으로 특징지어질 수 있다:

상기 식에서, Ar²는 독립적으로 페닐렌, 바이페닐렌 또는 나프틸렌으로부터 선택된 2가 방향족 라디칼이고, L은 독립적으로 -O-, -C(O)-, -O-Ar-C(O)-, -S-, -SO₂- 또는 직접 결합이고, h은 0 내지 약 10의 값을 가지는 정수이다.

당업자는 폴리아릴 에테르 케톤의 형성 및 특징에 관한 특허 및 다른 문헌들의 잘-개발되고 실질적인 주요 부분이 있음을 알 것이다. 예를 들어, US Patent 3,065,205와 같은 초기 연구의 일부는 방향족 디아실 할라이드와 디페닐 에테르와 같은 비치환된 방향족 화합물의 친전자성 방향족 치환(예를 들어, Friedel-Crafts 촉매화된) 반응에 관한 것이다. 이러한 부류의 발달은 US Patent 4,175,175에서 이루어졌으며, 여기서 예를 들어, 활성화된 방향족 디할라이드와 방향족 디올 또는 이들의 염의 친핵성 방향족 치환 반응에 의하여 넓은 범위의 수지가 형성될 수 있음을 보여준다.

폴리 아릴 케톤을 제조하는 그러한 일 방법은, 비스페놀, 흔히 그의 비스페놀레이트 염으로서 반응됨,과 디할로벤제노이드 화합물 또는, 다른 경우에, 할로페놀 화합물의 실질적인 동일 몰수의 혼합물을 가열하는 것을 포함한다. 다른 예에서, 이러한 화합물들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하이드로퀴논이 디클로로 벤조페논 또는 디플루오로 벤조페논과 같은 디할로 아릴 케톤과 반응하여 폴리 아릴 에테르 케톤이 만들어질 수 있다. 다른 예에서, 디하이드록시 벤조페논과 같은 디하이드록시 아릴 케톤이 디클로로 벤젠과 같은 아릴 할라이드와 중합되어 PAEK 수지를 만들 수 있다. 또 다른 예에서, 디하이드록시 디페닐 에테르와 같은 디하이드록시 아릴 에테르가 디플루오로 벤조페논과 같은 디할로 아릴 케톤과 반응할 수 있다. 다른 변형들에서, 디하이드록시 비페닐 도는 하이드로퀴논과 같은 에테르 연결이 없는 디하이드록시 화합물이 예를 들어 비스-(디클로로페닐)벤조페논과 같은 에테르 및 케톤 연결을 모두 가지는 디할로 화합물과 반응할 수 있다. 다른 예에서, 디아릴 에테르 카르복실산, 또는 카르복실산 할라이드가 중합되어 폴리 아릴 에테르 케톤을 만들 수 있다. 그러한 화합물의 예는 디페닐 에테르 카르복실산, 디페닐 에테르 카르복실산 클로라이드, 페녹시-페녹시 벤제논산, 또는 이들의 혼합물이다. 또 다른 예에서, 디카르복실산 또는 디카르복실산 할라이드는 디아릴 에테르, 예를 들어 디페닐 에테르와 반응할 수 있는 이소 또는 테레 프탈로일 클로라이드(또는 이들의 혼합물)과 축합되어 PAEK 수지를 형성할 수 있다.

상기 방법은 예를 들어, US Patent 4,176,222에 기재된다. 상기 방법은 100 내지 400℃의 온도 범위에서, (i) 실질적으로 동일한 몰수의 (a) 비스페놀; 및 (b.i) 디할로벤제노이드 화합물 및/또는 (b.ii) 할로페놀의 혼합물, 상기 디할로벤제노이드 화합물 또는 할로페놀에서 할로겐 원자는 거기에 오르토 또는 파라인 -C=O- 그룹에 의하여 활성화된다,을 소듐 카보네이트 또는 바이카보네이트 및 제2 알칼리 금속 카보네이트 또는 바이카보네이트의 혼합물과 함께 가열하는 단계, 상기 제2 알칼리 금속 카보네이트 또는 바이카보네이트의 알칼리 금속은 소듐에 비해 더 높은 원자 번호를 가지며, 상기 제2 알칼리 금속 카보네이트 또는 바이카보네이트의 함량은 소듐 원자 그램 당 상기 더 높은 원자 번호의 알칼리 금속 원자의 0.001 내지 0.2 그램이 존재하게 되며, 알칼리 금속 카보네이트 또는 바이카보네이트의 총량은 각각의 페닐 그룹에 하나 이상의 알칼리 금속이 존재하게 되며, 및 그 이후에 알칼리 금속 할라이드로부터 중합체를 분리하는 단계를 포함한다.

또 다른 폴리 아릴 에테르 케톤은 예를 들어 US Patent 4,396,755에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 그러한 방법에서, (a) 디카르복실산; (b) 2가 방향족 라디칼 및 모노 방향족 디카르복실산; 및 , (c) (a) 및 (b)의 조합;과 같은 반응물이 플루오로 알칼 술폰산, 특히 트리플루오로메탄 술폰산, 의 존재 하에 반응한다.

추가적인 폴리아릴 에테르 케톤은 예를 들어 US Patent 4,398,020에 기재된 바와 같은 방법에 따라 제조될 수 있으며, 여기서 방향족 디아실 화합물은 방향족 화합물과 모노 아실 할라이드와 함께 중합된다.

폴리아릴 에테르 케톤은 25℃의 진한 황산에서 측정된 값으로서 약 0.4 내지 약 0.5dl/g 이상의 감소된 점도를 가질 수 있다. PAEK 중량 평균 분자량(Mw)은 약 5,000 내지 약 150,000g/mole일 수 있다. 일 예에서, Mw는 약 10,000 내지 약 80,000g/mole일 수 있다.

제2 수지 성분은 폴리에테르이미드 술폰(PEIS) 수지이다. 여기에 사용된 바와 같이, PEIS는 일반식 (VII)을 가지는 구조 단위를 포함하며, 상기 식에서 중합체 연결의 50몰% 이상이 아릴 술폰 그룹을 포함하며,

상기 식에서, a는 1 초과이고, 통상적으로, 약 10 내지 약 1000 또는 그 이상, 또는, 보다 구체적으로, 약 10 내지 약 500; 및 V는 4가 연결기(linker)로서, 상기 연결기가 합성 또는 폴리이미드의 사용을 방해하지 않으면, 제한되지 않는다. 적합한 연결기는 (a) 약 3 내지 약 50개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환된, 포화, 불포화 또는 방향족 모노사이클릭 및 폴리사이클릭 그룹, (b) 1 내지 30 개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환된, 직쇄 또는 분지된, 포화 또는 불포화 알킬 그룹; 또는 (c) 이들의 조합을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 바람직한 연결기는 화학식 (VIII)과 같은 4가 방향족 연결기를 포함하나 이들로 한정되지 않는다:

(VIII)

상기 식에서, W는 일부 구현예에서 -SO₂-, -O-, -S-, -C(O)-, -C_xH_y-(y는 1 내지 8의 정수), 및 퍼플루오로알킬렌 그룹을 포함하는 이들의 불화된 유도체로 이루어진 군에서 선택된 2가 그룹, 또는 화학식 -O-D-O-의 그룹이다. 그룹 D는 비스페놀 화합물의 잔류물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화학식 IX에 보여지는 모든 화합물이 될 수 있다.

(IX)

-W- 또는 -O-D-O-의 2가 결합은 3,3', 3,4', 4,3', 또는 4,4' 위치에 있을 수 있다. 상술한 화합물들의 혼합물도 또한 사용될 수 있다. 벤질릭 양성자가 비존재하는 그룹들이 흔히 우수한 용융 안정성을 위해 바람직하다. W가 -SO₂-인 그룹은 특히 주목하여야 하는데, 이들은 폴리술폰 에테르이미드 수지에 아릴 술폰 연결을 도입하는 일 방법이기 때문이다.

여기에 사용된 것으로서 "중합체 연결" 또는 "하나의 중합체 연결"이라는 용어는 중합체를 형성하는 2 이상의 단량체의 반응 결과물로서 정의되며, 하나 이상의 단량체는 이무수물, 또는 화학적 등가물이고, 상기 제2 단량체는 하나 이상의 디아민, 또는 화학적 등가물이다. 중합체는 100몰%의 그러한 연결로 이루어진다. 예를 들어, 50몰%의 아릴 술폰 연결을 가지는 중합체는 그 연결의 절반이(몰 기준으로) 하나 이상의 아릴 술폰 그룹을 가지는 이무수물 또는 디아민에서 유도된 연결을 포함할 것이다.

-O-D-O- 그룹에 전구체로서 사용되기에 적합한 디하이드록시-치환된 방향족 탄소수소는 또한 화학식 (X)의 것들을 포함한다:

상기 식에서, 각각의 R⁷은 독립적으로 수소, 염소, 브롬, 알콕시, 아릴옥시 또는 C₁ _-30 1가 탄화수소 또는 탄화수소옥시 그룹이고, R⁸ 및 R⁹는 독립적으로 수소, 아릴, 알킬 플루오로 그룹 또는 C₁ _-30 탄화수소 그룹이다.

-O-D-O- 그룹에 전구체로서 사용될 수 있는 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소는 US Patent 2,991,273, 2,999,835, 3,028,365, 3,148,172, 3,153,008, 3,271,367, 3,271,368, 및 4,217,438에 이름 또는 화학식으로 개시된 것들을 포함한다. 사용될 수 있는 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소의 구체적인 예들은 비스(4-하이드록시페닐)술폰, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)술폭사이드, 1,4-디하이드록시벤젠, 4,4'-옥시디페놀, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(3,3,5-트리메틸시클로헥실리덴)디페놀; 4,4'-비스(3,5-디메틸)디페놀, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)시클로헥산, 4,4-비스(4-하이드록시페닐)헵탄, 2,4'-디하이드록시페닐메탄; 비스(2-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시-5-니트로페닐)에탄; 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시-2-클로로페닐)에탄; 2,2-비스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-에틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-이소프로필페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)프로판; 3,5,3',5'-테트라클로로-(4,4'-디하이드록시페닐)프로판; 비스(4-하이드록시페닐)시클로헥실메탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐프로판; 2,4'-디하이드록시페닐 술폰; 디하이드록시 나프탈렌; 2,6-디하이드록시 나프탈렌; 하이드로퀴논; 레조시놀; C₁ _-3 알킬-치환된 레조시놀; 메틸 레조시놀; 1,4-디하이드록시-3-메틸벤젠; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)시클로헥산; 4,4'-디하이드록시페닐; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐)-2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)프로판; 비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)메탄; 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하디드록시페닐)에탄; 2,2-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,4-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄; 3,3-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)펜탄; 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로펜탄; 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로헥산; 비스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)술폭사이드, 비스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)술폰 및 비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)설파이드를 포함하나 여기에 한정되지 않는다. 상기 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소를 포함하는 어떠한 혼합물도 적용될 수 있다.

특정 구현예에서, 술폰 연결을 가지는 비스페놀을 포함하는 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소는 중요한데, 이는 아릴 술폰 연력을 폴리술폰 에테르이미드 수지에 도입하는 또 다른 경로이기 때문이다. 다른 예에서, 벤질릭 양성자가 비존재하는 비스페놀 화합물은 우수한 용융 안정성을 가지는 폴리에테르이미드 술폰을 만들기에 바람직할 수 있다.

화학시 (VII)에서, R 그룹은 디아민 화합물, 또는 화학적 등가물의 잔류물이며, (a) 약 6 내지 약 24 개의 탄소 원자를 가지는 방향족 탄화수소 라디칼 및 이들의 할로겐화된 유도체; (b) 약 2 내지 약 20 개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지된 사슬 알킬렌 라디칼; (c) 약 3 내지 약 24 탄소 원자를 가지는 시클로알킬렌 라디칼, 또는 (d) 일반식 (XI)의 2가 라디칼과 같은 치환 또는 비치환된 2가 라디칼을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

상기 식에서, Q는 -SO₂-, -O-, -S-, -C(O)-, -C_xH_y-(y는 1 내지 약 5의 정수), 및 퍼플루오로알킬렌 그룹을 포함하는 이들의 불화된 유도체로 이루어진 군에서 선택된 2가 그룹을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 특정 구현에에서, R은 본질적으로 벤질릭 양성자가 비존재한다. 벤질릭 양성자의 존재를 화학적 구조로부터 추론될 수 있다.

일부 특별한 구현예에서, 적합한 방향족 디아민은 메타-페닐렌디아민; 파라-페닐렌디아민; 메타- 및 파라-페닐렌디아민의 혼합물; 이소머릭 2-메틸- 및 5-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌-디아민 또는 이들의 혼합물; 비스(4-아미노페닐)-2,2-프로판; 비스(2-클로로-4-아미노-3,5-디에틸페닐)메탄, 4,4'-디아미노디페닐, 3,4'-디아미노디페닐. 4,4'-디아미노디페닐 에테르(가끔 4,4'-옥시디아닐린으로 불리운다); 3,4'-디아미노디페닐 에테르; 3,3'디아미노디페닐 에테르, 4,4'디아미노디페닐 술폰, 3,4'-디아미노디페닐 술폰, 3,3'-디아미노디페닐 술폰, 4,4'-디아미노디페닐 설파이드, 3,4'-디아미노디페닐 설파이드; 4,4'-디아미노디페닐 케톤, 3,4'디아미노디페닐케톤, 4,4'-디아미노디페닐메탄(보통 4,4'-메틸렌디아닐린으로 명명된다); 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐, 1,5-디아미노나프탈렌, 3,3-디메틸벤지딘; 3,3-메톡시벤지딘; 벤지딘; m-자일릴렌디아민; 비스(아미노페녹시)플루오렌, 비스(아니노페녹시)벤젠, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 비스(아미노페녹시)페닐 술폰, 비스(4-(4-아미노페녹시)페닐) 술폰, 비스(4-(3-아ㅣ노페놀기페닐) 술폰, 디아미노벤즈아닐라이드, 3,3'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페놀, 2,2'-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페놀기)페닐]헥사플루오로프로판, 4,4'-비스(아미노페닐)헥사플루오로프로판, 1,3-디아미노-4-이소프로필벤젠; 1,2-비스(3-아미노페녹시)에탄; 2,4-비스(메타-아미노-t-부틸)톨루엔; 비스(p-베타-메틸-o-아미노페닐)벤젠; 비스(p-베타-아미노-t-부틸페닐)에테르 및 2,4-톨루엔디아민을 포함한다. 2 이상의 디아민의 혼합물이 또한 적용될 수 있다. 디아미노 디페닐 술폰(DDS), 비스(아미노페녹시 페닐)술폰(BAPS) 및 이들의 혼합물이 바람직한 방향족 디아민이다.

여기에 기재된 열가소성 폴리술폰 에테르이미드는 하나 이상의 방향족 디아민 또는 이들의 화학적 등가물 유도체 및 하나 이상의 방향족 테트라카르복실산 사이클릭 이무수물(가끔 이하에서 방향족 이무수물로 불리운다), 방향족 테트라카르복실산, 또는 사이클릭 무수물을 형성할 수 있는 이들의 유도체 또는 예비 형성된 폴리이소이미드의 열적/촉매적 재배열을 포함하는 반응물로부터 유도될 수 있다. 또한, 방향족 디아민 및 방향족 이무수물을 포함하는 반응물들의 적어도 일부분 또는 다른 부분, 또는 반응물 각각의 적어도 일부분은, 50몰% 이상의 결과적인 중합체 연결이 하나 이상의 아릴 술폰 그룹을 포함하도록, 아릴 술폰 연결을 포함한다. 특정 구현예에서, 방향족 디아민 및 방향족 이무수물을 포함하는 하나 또는 다른 반응물, 또는 각각의 반응물의 전부가 하나 이상의 술폰 연결을 가진다. 사이클릭 이미드 연결 및 술폰 연결을 포함하는 중합체를 형성하기 위해 상기 반응물들이 중합한다.

방향족 비스 무수물의 예시적인 예들은:

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 술폰 이무수물 및 이들의 혼합물을 포함한다.

다른 유용한 방향족 이무수물는:

2,2'-비스(4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐)프로판 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스(3,4-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

2,2'-비스([4-(2,3-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)디페닐 설파이드 이무수물;

4,4'-비스(2,3-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

2-[4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐]-2-[4-(2,3-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물;

4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시)벤조페논 이무수물;

1,4,58-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물;

3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물;

2,3,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물;

3,4,3',4'-옥시디프탈릭 무수물; 2,3,3',4'-옥시디프탈릭 무수물;

3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물;

2, 3,3',4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물;

2,3',2,3'-비페닐테트라카르복실산 이무수물; 피로에릴틱 이무수물;

3,4,3',4'-디페닐술폰테트라카르복실산 이무수물;

2,3,3',4'-디페닐술폰테트라카르복실산 이무수물;

1,4-비스(3,4-디카르복시페녹시)벤젠 이무수물; 및,

2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물을 포함한다. 2 이상의 이무수물을 포함하는 혼합물로부터 유도된 구조 단위를 가지는 폴리술폰 에테르이미드가 또한 고려된다.

다른 예에서, 폴리술폰 에테르이미드는, 방향족 에테르 무수물, 즉 옥시디프탈릭 무수물,로부터 유도된 약 50몰% 이상의 이미드 연결을 가지며, 다른 구현예에서, 약 60 몰% 내지 약 100 몰%의 옥시디프탈릭 무수물에서 유도된 이미드 연결을 가진다. 다른 구현예에서, 상기 이미드 연결의 약 70 몰% 내지 약 99 몰%가 옥시디프탈릭 무수물 또는 화학적 등가물로부터 유도된다.

"옥시디프탈릭 무수물"라는 용어는 화학식 (XII)의 옥시디프탈릭 무수물 및 이하에 추가적으로 정의되는 바와 같은 이들의 유도체를 의미한다.

화학식 (XII)의 옥시디프탈릭 무수물는 4,4'-옥시비스프탈릭 무수물, 3,4'-옥시비스프탈릭무수물, 3,3'-옥시비스프탈릭 무수물, 및 이들의 모든 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 옥시디프탈릭 안하이들라이드로부터 유도되는 50 몰% 이상의 이미드 연결을 포함하는 폴리술폰 에테르이미드는 화학식 (XIII)의 4,4'-옥시비스프탈릭 무수물 구조 단위로부터 유도될 수 있다.

상기에 언급한 바와 같이, 옥시디프탈릭 무수물의 유도체는 폴리술폰 에테르이미드를 만들기 위해 적용될 수 있다. 이미드 형성 반응에서 옥시디프탈릭 무수물을 위한 화학적 등가물로서 작용할 수 있는 유도체화된 무수물 그룹의 예들은, 화학식 XIV)의 옥시디프탈릭 무수물 유도체를 포함한다

상기 식에서, 화학식 VII의 R₁ 및 R₂는 이하의 모든 것이 될 수 있다: 수소; 알킬 그룹; 아릴 그룹. R₁ 및 R₂는 옥시디프탈릭 무수물, 옥시디프탈릭 무수물 에스테르, 및 옥시디프탈릭 무수물 산 에스테르를 생성하기 위해 동일하거나 다를 수 있다.

여기서 폴리술폰 에테르이미드는, 예를 들어 옥시 디프탈릭 무수물 유도체가 화학식 (XV)와 같은 2개의 유도체화된 무수물 그룹을 가지는 옥시디프탈릭 무수물 유도체로부터 유도되는 이미드 연결을 포함할 수 있다.

상기 식에서, 화학식 (XV)의 R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 이하의 모든 것이 될 수 있다: 수소, 알킬 그룹, 아릴 그룹. R₁, R₂, R₃, 및 R₄는 옥시디프탈릭 산, 옥시디프탈릭 에스테르, 및 옥시디프탈릭 산 에스테르를 생성하기 위해 동일하거나 다를 수 있다.

2, 3, 또는 그 이상의 서로 다른 이무수물, 및 유연성 연결을 가지는 다소 동등한 몰 양의 유기 디아민을 가지는 상기에 나열된 옥시디프탈릭 무수물의 혼합물의 이미드화 반응으로부터 유도되는 구조 단위를 포함하는 폴리술폰 에테르이미드의 공중합체도 또한 고려된다. 추가적으로, 상기에 정의된 옥시디프탈릭 무수물, 이들의 유도체를 포함한다,로부터 유도된 50 몰% 이상의 이미드 연결을 가지는 공중합체, 및 옥시디안하이드라이와 구별되는 다른 이무수물의 약 50 몰% 까지가 또한 고려될 수 있다. 즉, 일부 예에서, 옥시디프탈릭 무수물로부터 유도되는 약 50 몰% 이상의 연결을 가지는 것 외에, 또한 예를 들어 비스페놀 A 이무수물(BPADA), 디술폰 이무수물, 벤조페논 이무수물, 비스(카르보페녹시 페닐)헥사플루오로 프로판 이무수물, 비스페놀 이무수물, 피로멜리틱 이무수물(PMDA), 비페닐 이무수물, 설퍼 이무수물, 술포 이무수물 및 이들의 혼합물과 같은, 옥시디프탈릭 무수물와는 다른 방향족 이무수물로부터 유도되는 이미드 연결을 또한 포함하는 공중합체를 만드는 것이 바람직할 것이다.

다른 구현예에서, 상기에 정의된 바와 같은, 이무수물는 술폰 연결을 가지는 아릴 디아민과 반응한다. 일 구현예에서, 폴리술폰 에테르이미드는 화학식 (XVI)의 아릴 디아미노 술폰으로부터 유도되는 구조 단위를 포함한다.

상기 식에서, Ar 단일 또는 복수의 고리를 포함하는 아릴 그룹 종이 될 수 있다. 몇가지 아릴 고리가 예를 들어, 에테르 연결, 술폰 연결 또는 하나 이상의 술폰 연결이 함께 연결될 수 있다. 아릴 고리는 또한 융합될(fused) 수 있다.

다른 구현예에서, 아릴 디아미노 술폰의 아민 그룹은 화학식 (XVII)에서와 같이 술폰 연결에 메타 또는 파라가 될 수 있다.

방향족 디아민은 예를 들어 디아미노 디페닐 술폰(DDS) 및 비스(아미노페녹시 페닐)술폰(BAPS)를 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 상기에 기재된 옥시 디프탈릭 무수물는 폴리술폰 에테르이미드를 생성하기 위한 아릴 디아미노 술폰과의 반응에 의하여 폴리이미드 연결을 형성하는 데 사용될 수 있다.

일부 구현예에서, 폴리술폰 에테르이미드 수지는 유기 디아민 단량체와 방향족 이무수물 단량체(또는 방향족 비스(에테르 무수물) 단량체)의 반응으로부터 제조될 수 있으며, 상기 두 가지 단량체는 본질적으로 동일한 몰 량으로 존재하거나, 또는 하나의 단량체가 다른 단량체에 대하여 반응 혼합물에서 약 20몰% 이하의 과량, 바람직하게는 약 10 몰% 이하의 과량, 또는 하나의 단량체가 약 5 몰% 이하의 과량으로 반응 혼합물에 존재한다. 다른 예에서, 상기 단량체들은 1몰% 미만의 과량에 의해 달라지는 양으로 존재할 것이다.

메틸 아민과 같은 알킬 1차 아민은 사슬 종결제로 사용될 수 있다. 1차 모노아민은 예를 들어 분자량을 조절하기 위하여, 폴리술폰 에테르이미드를 말단-캡 또는 사슬-종결시키기 위하여 또한 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 1차 모노아민을 방향족 1차 모노아민을 포함하며, 예시적인 예들은 아닐린, 클로로아닐린, 퍼플루오로메틸 아닐린, 나프틸 아민 등을 포함한다. 방향족 1차 모노아민은, 아릴 그룹, 아킬 그룹, 아릴-알킬 그룹, 술폰 그룹, 에스테르 그룹, 아미드 그룹, 할로겐, 할로겐화된 알킬 또는 아릴 그룹, 알킬 에스테르 그룹, 아릴 에스테르 그룹, 또는 아릴 케토 그룹과 같으나 이들로 한정되지 않는, 방향족 고리에 결합되는 추가적인 관능기를 가질 수 있다. 부착된 관능기는 폴리술폰 에테르이미드 분자량을 조절하기 위하여 방향족 1차 모노아민의 작용을 방해하지 않아야 한다. 적합한 모노아민 화합물은 US Patent 6,919,422에 나열된다.

방향족 디카르복실산 무수물, 즉 하나의 사이클릭 무수물 그룹을 포함하는 방향족 그룹,은 폴리이미드 술폰에서 분자량을 조절하기 위하여 또한 사용될 수 있다. 예시적인 예들은 프탈릭 무수물, 클로로프탈릭 무수물와 같은 치환된 프탈릭 무수물, 등을 포함한다. 상기 안하이드라이드은 방향족 고리에 결합되는 추가적인 관능기를 가질 수 있으며, 이들의 예시적인 예들은 방향족 1차 모노아민에 대하여 상기에 기재된 작용기들을 포함한다.

일부 예에서, 낮은 수준의 이소알킬리덴 연결을 가지는 폴리술폰 에테르이미드가 바람직할 수 있다. 일부 PAEK 블렌드에서 이소알킬리덴 연결의 존재는 혼화성(misciblitiy)을 촉진하여, 고온에서의 하중지지능력을 감소시키므로 바람직하지 않을 수 있을 것으로 여겨진다. 이소알킬리덴을 포함하는 중합체와 혼화가능한 PEEK 블렌드는 예를 들어 US Patent 5,079,309 및 5,171,796에 개시된다. 일부 예에서, 낮은 수준의 이소알킬리덴 그룹은 30몰% 미만의 폴리술폰 에테르이미드 연결이 이소알킬리덴 그룹을 포함하고, 다른 예에서 폴리술폰 에테르이미드 연결이 20 몰% 미만의 이소알킬리덴 그룹을 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 또 다른 예에서, 10 몰% 미만의 이소알킬리덴 그룹이 폴리술폰 에테르이미드 연결에 존재할 것이다.

폴리술폰 에테르이미드는 340-425℃에서 ASTM(Americal Society for Testing Materials) D1238 방법으로 측정된 값으로서 약 0.1 내지 10g/min(gram per minute)의 용융 지수를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 폴리술폰 에테르이미드 수지는 폴리스티렌 표준을 사용하여 겔침투 크로마토그래피로 측정된 값으로서 약 10,000 내지 약 150,000 g/mole(gram per mole)의 중량평균분자량을 가진다. 다른 구현예에서, 폴리술폰 에테르이미드는 20,000 내지 60,000 g/mole의 Mw를 가진다. 일부 폴리에테르이미드의 예들은 ASTM D5205 "Standard Classification System for Polyehterinide(PEI) Materials"에 나열된다.

일부 예에서, 특히 필름 및 섬유의 형성이 바람직한 경우에, 조성물은 유리, 탄소, 세라믹 또는 금속 섬유와 같은 섬유성 강화제가 본질적으로 없어야 한다. 일부 예에서, 본질적으로 없다는 것은 전체 조성물의 5 중량% 미만을 의미한다. 다른 예에서, 조성물에 존재하는 1 중량% 미만의 섬유 강화제를 가질 수 있다.

다른 예에서, 냉각 시에 일정 정도의 결정성을 발현하는 조성물을 가지는 것이 유용하다. 이것은, 높은 표면적으로 인하여 빠르게 냉각되며 최적의 특징을 얻기 위해 결정성을 완전히 발현하는 것이 필요하지 않을 수 있는, 섬유 및 필름과 같은 높은 표면적을 가지는 물품에서 더욱 중요할 수 있다. 일부 예에서, 결정성의 형성은 결정화 온도(Tc)에서 반영되며, 시차주사열량계법, 예를 들어, ASTM 방법 D3418,과 같은 방법으로 측정될 수 있다. 최대 결정화 속도의 온도는 Tc로서 측정될 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어, 80 ℃/분의 냉각 속도에서 약 240℃ 이상의 Tc를 가지는 것이 바람직하다. 다른 예에서, 예를 들어, 20 ℃/분의 더 늦은 냉각 속도,에서 약 280 ℃ 이상의 결정화 온도가 바람직할 수 있다.

일부 예에서, 조성물은 2 이상의 별개의 유리 전이 온도(Tg), PAEK 수지, 또는 부분적으로 혼화가능한 PAEK 수지,로부터의 제1 Tg, 및 폴리술폰 에테르이미드 수지, 또는 그러한 수지가 지배적인 조성물에 관한 제2 Tg를 가질 것이다. 이러한 유리 전이 온도(Tg)는 DSC 또는 동적 기계 분석(DMA)와 같은 모든 통상적인 방법으로 측정될 수 있다. 일부 예에서, 제1 Tg는 약 120 내지 약 200℃ 일 수 있고, 제2 Tg는 약 240 내지 약 350℃ 일 수 있다. 다른 예에서, 심지어 더 높은 약 280 내지 약 350 ℃의 제2 Tg를 가지는 것이 유용할 수 있다. 일부 예에서, 구체적인 수지, 블렌드의 분자량 및 조성물에 따라, Tg 들이 구별되거나 상기 전이가 부분적으로 중첩될 수 있다.

또 다른 예에서, 폴리술폰 에테르이미드 PAEK 블렌드는 100 내지 10000 1/sec의 전단속도(shear rate)를 가지는 모세관유량계(capillary rheometer)를 사용하는 ASTM 방법 D3835에 의하여 측정된 값으로서 380℃에서 약 200 Pascal-second 내지 약 10,000 Pascal-second(Pa-s)의 용융 점도를 가질 것이다. 380℃ 에서 약 200 Pascal-second 내지 약 10,000 Pascal-second(Pa-s)의 용융 점도를 가지는 수지 블렌드는 용융 가공 기술을 사용하여 더욱 쉽게 물품으로 형성될 수 있는 조성물을 허용할 것이다. 다른 예에서, 약 200 내지 약 5000 Pa-s의 더 낮은 용융 점도가 유용할 것이다.

용융 가공의 또 다른 태양, 특히, 여기에 기재된 PAEK-폴리술폰 에테르이미드 조성물에 필요한 고온에서,은 조성물의 용융 점도가 몰딩 또는 압출 공정 동안 과도한 변화를 겪지 않는다는 것이다. 용융 안정성을 측정하는 일 방법은 예를 들어 380℃ 평행판 유량계(pararell plate rheometer)를 사용하여 가공 온도에서 점도 vs. 시간 변화를 검사하는 것이다. 일부 예에서, 초기 점도의 약 50% 이상이 약 10 분 이상 고정된 온도에서 유지되어야 한다. 다른 예에서, 용융 점도 변화는 약 10 이상 동안 초기 값의 약 35% 미만이어야 한다. 초기 용융 점도값은 상기 조성물이 용융되고 평형화된 후, 1 내지 5 분 사이에 측정될 수 있다. 시료가 완전히 용융되고 평형화된 것을 보장하기 위해 점도 측정(기록) 전에 시료에 열을 가한 다음 1-5분 기다리는 것은 일반적이다. 용융 점도 vs. 시간을 측정하는 적합한 방법은, 예를 들어, ASTM 방법 D4440이다. 용융 점도는 포이즈(P) 또는 pascal-scond(Pa-s)로 보고될 수 있다; 1Pa-s=10P.

C. 코-폴리에테르이미드

유용한 중합체는 또한 약 218℃ 이상의 유리 전이 온도를 가지는 코폴리에테르이미드의 공중합체를 포함할 수 있으며, 상기 코폴리에테르이미드는 화학식 (I) 및 (II)의 구조 단위를 포함하며:

및 선택적으로 화학식 (III)의 구조 단위를 포함하며:

상기 식에서, R¹은 비치환된 C₆ _-22 2가 방향족 탄화수소 또는 할로겐 또는 알킬 치환기 도는 상기 치환기들의 혼합물을 포함하는 치환된 C₆ _-22 2가 방향족 탄화수소; 또는 일반식 (IV)의 2가 라디칼 그룹이며:

상기 식에서, 방향족 고리에 대한 할당되지 않은 위치 이성질체는 Q에 대해 메타 또는 파라이며, Q는 공유 결합, -C(CH₃)₂, 또는 화학식 (V)로 이루어진 군에서 선택되는 부재이며,

및 화학식 C_yH_2y의 알킬렌 또는 알킬리덴 그룹이며,

상기 식에서, y는 1 내지 5의 값을 가지는 정수이고, R²는2가 방향족 라디칼이고; 화학식 (I)의 단위 대 화학식 (II)의 단위의 중량비는 약 99.9:0.1 및 약 25:75의 범위이다. 이러한 원소를 가지는 공중합체는, 완전히 설명된 것과 같이 그 전체가 본원발명에 참조로서 포함되는, "COPOLYETHERIMIDES"라는 제목으로, Brunelle 등의 이름으로, 2005년 2월 1일 발행된 US Patent 6,849,706에 더욱 상세히 설명된다.

본 발명에 따르는 물품에 사용되는 중합체 블렌드는, 상기 재료들과 처방에서 요구되는 모든 추가적인 첨가제를 밀접하게 혼합하는 다양한 방법에 의하여, 상술한 성분들과 블렌드될 수 있다. 바람직한 절차는, 용액 블렌딩도 또한 가능하지만, 용융 블렌딩을 포함한다. 상업적인 중합체 공정 설비에서 용융 블렌딩 장치의 사용 가능성 때문에, 용융 공정 방법이 일반적으로 바람직하다. 그러한 용융 공정 방법에서 사용되는 장치의 예시적인 예들은 동향 회전식(co-rotating) 압출기 및 대향 회전식(counter rotating) 압출기, 일축 압출기, 공혼련기(co-kneader), 디스크-팩(disc-pack) 프로세서 및 다양한 다른 형태의 압출 장치를 포함한다. 본 공정에서 용융 온도는 수지의 과도한 열화를 방지하기 위하여 최소화되는 것이 바람직하다. 일부 구현예에서, 용융 처리된 조성물이 다이(die)에서 작은 출구 구멍을 통해 압출기와 같은 처리 장치에서 빠져나오고, 결과물인 용융 수지의 스트랜드(strand)가 수조를 통해 상기 스트랜드를 통과시킴에 의해 냉각된다. 냉각된 스트랜드는 모든 편리한 형태, 즉, 포장, 추가적으로 핸들링 또는 최종 용도 생산에 편리하도록 펠렛으로 절단 및/또는 성형될 수 있다.

여기서 설명되는 블렌드는 다양한 용융 블렌딩 기술로 제조될 수 있다. 우수한 혼합 스크류를 가지며, 진공 배기되는 일축 또는 이축 압출기의 사용이 바람직하다. 일반적으로, 압출기가 작동되어야만 하는 그러한 용융 처리 온도는 열가소성 수지의 Tg 보다 약 100℃ 내지 약 150℃ 더 높다. 성분들의 혼합물은 모두 함께 압출기의 통로(throat)에서 개별적인 공급기를 사용하거나 혼합물로서 공급될 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 2 이상의 수지의 블렌드에서, 제1 압출에서 상기 성분들의 일부를 먼저 압출하고, 이어서 제2 압출에서 상기 혼합물의 나머지들을 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 먼저 착색제를 농축물로 예비혼합하고, 이것을 수지 조성물의 나머지와 혼합하는 것이 유용할 수 있다. 다른 예에서, 압출기 통로로부터의 다운 스트림에 상기 혼합물의 일부를 추가하는 것이 바람직할 수 있다. 압출 후에, 중합체 용융물은 다음 제조 단계를 위해 적절한 크기의 펠렛으로 절단(chiopping)되거나 다이싱(dicing) 되기 전에 스트랜드되고 냉각될 수 있다. 바람직한 펠렛은 약 1/16 내지 1/8 인치 길이이나, 당업자는 모든 펠렛 크기가 가능함을 인식할 것이다. 펠렛화된 열가소성 수지는 이어서 물을 제거하기 위하여 건조되고, 발명의 물품으로 성형된다. 약 135℃ 내지 약 150℃ 에서 약 4 내지 약 8 시간 동안의 건조가 바람직하나, 건조 시간은 수지의 형태에 따라 변할 것이다. 유광(glossy) 표면을 가지는 물품을 만들기 위하여 적합한 온도, 압력을 사용하고, 클램핑하는 사출 성형이 바람직하다. 성형을 위한 용융 온도는 상기 수지의 Tg의 약 100℃ 내지 약 200℃ 초과일 것이다. 더 높은 Tg 수지에 대해서는 오일 가열된 성형이 바람직하다. 성형 온도는 약 50℃ 내지 약 175℃ 범위가 될 수 있으며, 약 120℃ 내지 약 175℃ 가 바람직하다. 당업자는 이러한 컴파운딩(compounding) 및 성형 조건의 많은 변화가 본 발명의 조성물 및 물품을 만들기 위하여 적용될 수 있음을 인식할 것이다.

추가적인 구체화 없이, 당업자가 여기에 기재된 사항을 사용하여 본 발명을 만들고 사용할 수 있다고 생각된다. 이하의 실시예들은 청구된 발명을 실시하는 당업자에게 추가적인 안내를 제공하기 위하여 포함된다. 이러한 실시예들은 작업의 대표로서 그리고 본 발명의 가르침에 기여하기 위해 제공된다. 따라서, 이러한 실시예들은 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하려는 의도가 아니다. 이하에서 다르게 명시되지 않으면, 모든 함량은 중량부이다.

실시예 1

재료

PCE는 BPA 코 폴리카보네이트 에스테르로서, 약 60 중량%의 이소 및 테레 프탈레이트 에스테르 그룹의 1:1 혼합물과 잔량의 BPA 카보네이트 그룹을 포함하며, Mw ~28,300 이며, Tg는 약 175℃이다.

PSEI-1은 4,4'-옥시디프탈릭 안하이드라이드(ODPA)과 거의 동일한 몰 량의 4,4'-디아미노 디페닐 술폰(DDS)의 반응에 의하여 만들어지는 폴리술폰 에테르이미드이며, Mw ~33,000이며, Tg는 약 310℃이다.

PSEI-2는 약 80 몰% 4,4'옥시디프탈릭 무수물(PDPA) 및 20 몰% 비스페놀-A 이무수물(BPADA)의 혼합물과 거의 동일한 몰 량의 4,4'-디아미노 디페닐 술폰(DDS)의 반응에 의하여 만들어지는 폴리술폰 에테르이미드 공중합체이며, Mw ~28,000 및 Tg 약 280℃이다.

PSEI-3은 비스페놀-A 안하이드라이드(BPADA)과 거의 동일한 몰 량의 4,4'-디아미노 디페닐 술폰(DDS)의 반응에 의하여 만들어지는 폴리술폰 에테르이미드이며, Mw ~34,000이며, Tg는 약 247℃이다.

PSEI-4는 비스페놀-A 디소듐염과 동일한 몰 량의 1H-이소인돌-1,3(2H)-디온, 2,2'-(술포닐디-4,1-페닐렌)비스[4-클로로-(9CI) Mw ~50,000 및 Tg 약 265℃이다.

발명의 처방 1-9는 표 1에 규정된 조성을 사용하여 제조되었다. 모든 성분들의 함량은 수지 100 중량부 당 중량부(phr)로 표현되며, 총 수지 중량이 안정화제가 존재한다면 이를 포함한다. 폴리카보네이트 에스테르(PCE) 공중합체는 염기 및 트리에틸아민 상 이동 촉매의 존재 하에서 이소프탈로일 및 테레프탈로일 디에 시드 클로라이드와 비스페놀 A의 2상(메틸렌 클로라이드/물) 반응에서 제조되었다. 이러한 형태의 합성에 대한 합성 세부는 예를 들어 U.S. Pat. No. 5,521,258 컬럼 13, 라인 15-45 에서 발견될 수 있다. 결과적인 폴리에스테르 카보네이트 공중합체는 비스페놀 A 기준으로 (이소프탈레이트와 테레프탈레이트 단위의 1:1 중량/중량 혼합물로서) 60% 에스테르 단위 및 40% 카보네이트 단위를 가진다. 표 1에 규정된 성분들은 페이트 쉐이커에서 혼합되고, 2.5 inch 진공 통기되는 단축 압출기에서 80-90rpm에서 575-640 ℉에서 압출된다. 결과물인 블렌드는 펠렛화되고, 상기 펠렛은 5×7×1/8inch 플라크(plaque)로 사출 성형되기 전에 275℉에서 4 시간 동안 건조된다. 성형 기계는 675℉ 용융 온도 및 275℉ 성형 온도로 설정되었다.

표 1

처방	1	2	3	4	5	6	7	8	9
PCE	60	50	50	30	40	60	70	45	65
PSEI-3				70	60	40	30
PSEI-2		50						55
PSEI-1	40		50						35

실시예 2

농축된 발포성 수지가 5-페닐-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온(PDOX) 20 중량부 및 사전에 20 메쉬 이하로 분쇄된 각각의 처방 1-9 80 중량부를 기계적으로 블렌딩하여 형성되었다. 발포성 수지는 클로로포름에서 0.38-0.42의 본질 점도를 가진다. 상기 수지는 121℃에서 8시간 동안 예비 건조되었다.

예비혼합물이 188-199℃의 배럴(barrel) 온도를 가지는 압출기 내에 놓여졌다. 압출기는 마찰 가열을 최소화하기 위하여 저전단(low sheer) "컴파운딩 스크 류"를 사용하였다. 결과물 스톡의 온도는 199-216℃이다. 압출된 스트렌드는 물로 식혀지고 이어서 잘게 부수어졌다. 존재하는 PDOX의 함량은 열중량 분석으로 결정되었다.

농축물이 이어서 예비건조된 수지, 10% 및 30% 유리 충진된 수지,와 2 중량% 수준에서 혼합되었다. 결과물인 블렌드는 이어서 306-370℃의 배럴 프로파일 범위에서 발포 몰딩 프레스(Reed)에서 압출되었다. 상기 성형은 93℃에 설정되었다. 표준 인장 및 굴곡 시편(63.5mm 두께)이 성형되었다.

실시예 3

처방 10-11

재료

이러한 처방에 사용된 레조시놀 에스테르 폴리카보네이트(ITR) 수지는 이소 및 테레프탈로일 클로라이드의 1:1 혼합물과 레조시놀, 비스페놀 A(BPA) 및 포스겐의 축합으로부터 만들어진 중합체이었다. ITR 중합체는 에스테르 연결과 카보네이트 연결의 근사적인 몰 비에 의하여 명명되었다. ITR9010은 약 82몰% 레조시놀 에스테르 연결, 8 몰% 레조시놀 카보네이트 연결 및 약 10 몰% BPA 카보네이트 연결을 가진다. Tg=131℃이다.

PEI=ULTEM 1000 폴리에테르이미드, 비스페놀 A 이무수물와 약 동일한 몰 량의 m-페닐렌 디아민의 반응으로 만들어지며, GE Plastics로부터 입수된다.

PEI-실록산은 m-페닐렌 디아민, BPA-이무수물 및 평균 약 10 개의 실리콘 원자를 포함하는 비스-아미노프로필 관능성 메틸 실리콘의 이미드화 반응으로부터 만 들어지는 폴리에테르이미드 디메틸 실록산 공중합체이다. 약 34중량%의 실록산 함량 및 겔침투 크로마토그래피로 측정된 값으로서 약 24,000의 Mn 을 가진다.

PC는 GE Plastics 로부터 입수된 BPA 폴리카보네이트인 LEXAN130 이다.

블렌드는, 폴리에테르이미드를 가지는 레시놀계 폴리에스테르 카보네이트 및 실리콘 폴리이미드 공중합체 수지의 혼합물을 2.5inch 단일축, 진공 배기되는 압출기에서 압출되어 제조되었다. 조성물은 다르게 표시되는 것을 제외하고는 총 조성물의 중량%로서 나열된다. 압출기는 약 285 내지 340℃로 설정되었다. 블렌드는 진공하에서 약 90rpm으로 작동되었다. 압출물은 냉각되고, 펠렛화되고, 120℃에서 건조되었다.

표 2

처방	10	11
PEI	76	76
ITR9010	10	20
PEI-실록산	4	4
PC	10	0
TiO₂	3	3

처방 10 및 11이 121℃의 온도에서 밤새도록 건조되었다. 수지가 충분히 건조된 후에, PDOX가 0.5중량% 수분에서 수지와 건조 혼합되었다. 이러한 예비혼합이 발포 몰딩 기계(Reed)을 사용하여 시트로 성형되었다. 온도 프로파일은 306-343℃ 범위이었다.

실시예 4

블렌드 12-18이 이전 실시예에 대해 기재된 블렌드 제조와 동일한 공정을 사용하여 만들어졌다.

표 3

처방	12	13	14	15	16	17	18
PEI	56.5	78.0	63.0	48.0	69.5	46.0	76.0
ITR9010	42.5	20.0	35.0	50.0	27.5	50.0	20.0
PEI-실록산	1.0	2.0	2.0	2.0	3.0	4.0	4.0

모든 처방이 3 phr TiO₂ & 0.1 phr 트리아릴 포스파이트를 혼합한다.

각각의 처방 12-18의 99.5 중량부가 0.5 중량부의 발포제와 건조 혼합되며, 상기 발포제는 코네티컷주, 스탬포드의 Olin Chemical에서 Epandex 150 (5-페닐 테트라졸의 칼슘염) 및 Epandex 175(5-페닐 테트라졸의 바륨염)으로서 입수할 수 있는 5PT (5-페닐 테트라졸)이다. 이러한 발포제는 코네티컷주, 스탬포드시의 Olin Chemical에서 판매한다. 결과물인 블렌드는 이어서 압출되고 시트로 형성되었다.

실시예 5

블렌드 19-25가 이전 실시예에 대해 기재된 블렌드 제조와 동일한 공정을 사용하여 만들어졌다.

표 4

처방	19	20	21	22	23	24	25
PEI	67.5	67.5	68	58	19.15	18.40	17.65
ITR9010	30.0	30.0	20	30	80.0	80.0	80.0
PEI-실록산	2.5	2.5	2	2	0.75	1.50	2.25
PC			10	10
트리아릴포스파이트					0.1	0.1	0.1
TiO₂	0.0	3.0	3	3

이러한 발포제는 코테티컷주, 스탬포드시의 Olin Chemicla 에서 판매된다. 각각의 샘플은 발포제 0.5 중량부를 수지 99.5 중량부와 건조 혼합하여 제조되었다.

실시예 6

처방 26-31이 상기 실시예에 대해 기재된 블렌드 제조와 동일한 공정을 사용하여 만들어졌다.

표 5

처방	26	27	28	29	30	31
PEI	49.15	48.40	47.65	79.15	78.40	77.70
ITR9010	50.0	50.0	50.0	20.0	20.0	20.0
PEI 실록산	0.75	1.50	2.25	0.75	1.50	2.25
트리아릴 포스파이트	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1

처방 26-31의 각각 중의 하나를 포함하는 펠렛이 반응기에 첨가되고 0.8% 폴리비닐 알코올 수용액에서 분산되었다. 분산액은 아세톤으로 채워지고 온도는 95℃로 증가되고 1시간 동안 유지되었다. 이어서 4시간 동안 온도가 190℃로 증가되고 이것이 반응기 내에 증가된 압력을 발생시킬 것이다. 펠렛이 상온으로 냉각되고 PVA 용액으로부터 분리되고 물로 세척되었다. 결과물인 펠렛은 거기에 흡수된 아세톤을 가진다. 결과물인 펠렛의 발포는 210℃ 오븐에서 4분 동안 수행되었다.

실시예 7

재료

이러한 실시예들에 사용되는 레조시놀 에스테르 폴리카보네이트(ITR) 수지는 이소 및 테레프탈로일 클로라이드의 1:1 혼합물과 레조시놀, 비스페놀 A(BPA) 및 포스겐의 축합 반응으로부터 만들어진 중합체이다. ITR 중합체는 에스테르 연결 대 카보네이트 연결의 근사적인 몰 비에 의해 명명된다. IT9010은 약 82 몰%의 레조시놀 에스테르 연결, 8 몰%의 레조시놀 카보네이트 연결 및 약 10 몰%의 BPA 카 보네이트 연결을 가진다. Tg=131℃ 이다. PEI-실록산은 m-페닐렌 디아민, BPA-이무수물 및 평균 약 10 개의 실리콘 원자를 포함하는 비스-아미노프로필 관능성 메틸 실리콘의 이미드화 반응으로부터 만들어진 폴리에테르이미드 디메틸 실록산 공중합체이다. 약 34 중량%의 실록산 함량 및 겔침투 크로마토그래피로 측정된 값으로서 약 24,000의 Mn을 가진다.

PSu는 비스페놀 A와 페닐 디클로로 디페닐 술폰의 반응으로부터 만들어진 폴리술폰으로서, Solvay Co.에서 UDEL 1700으로 판매된다.

PES는 디하이드록시 페닐 술폰과 디클로로 디페닐 술폰의 반응으로부터 만들어지는 폴리에테르술폰으로서, BASF Co.사에서 ULTRASON E로 판매된다.

본 발시예에 따른 블렌드는 컴파운딩하는 동안 3 phr(100 중량부 당 중량부)의 이산화티탄(TiO₂)을 가짐을 주목하여야 한다. 블렌드가, 폴리술폰 또는 폴리에테르 술폰을 가지는 레조시놀계 폴리에스테르 카보네이트 수지와 실리콘 폴리이미드 공중합체 수지의 혼합물이 2.5inch 일축, 진공 배기되는 압출기에서 압출되어 제조되었다. 조성물은 다르게 표시되는 것을 제외하고는 총 조성물의 중량%로서 나열된다. 압출기는 약 285 내지 340℃로 설정되었다. 블렌드는 진공하에서 약 90rpm으로 작동되었다. 압출물은 냉각되고, 펠렛화되고, 120℃에서 건조되었다.

표 6

처방*	32	33	34
Psu	62.5	31.25	62.5
PES	0	31.25	0
PEI 실록산	2.5	2.5	2.5
ITR9010	35	35	35

발포된 열가소성 조성물이 아세톤과 처방 32-34 각각 중의 하나로 압력 반응기를 채움에 의하여 제조되었다. 각각의 반응기는 180℃ 오븐에서 4시간 동안 놓여지며, 이후에 압력이 즉시 방출되고 반응기가 급랭(quench)되어 발포체의 붕괴를 방지한다.

실시예 8

표 7에서 처방 35 및 36은 더 높은 함량(60중량%)의 레조시놀 에스테르 폴리카보네이트 공중합체를 가지는 PSu 또는 PES의 블렌드를 보여준다. 이러한 블렌드는 이전의 실시예들에서 기재된 방법에 따라 만들어졌다.

표 7

처방*	35	36
PSu	37.5	0
PES	0	37.5
PEI 실록산	2.5	2.5
ITR9010	60	60

* 3 phr TiO₂를 가지는 블렌드

2개의 예비 혼합물이 20 중량부위 5-페닐-3,6-디하이드로-1,3,4-옥사디아진-2-온 및 사전에 20 메쉬 이하로 분쇄된 80 중량부의 처방 35 및 36 각각 과의 기계적 혼합에 의하여 형성되었다. 예비 혼합물은 121℃에서 8시간 동안 예비건조되었다.

예비혼합물이 배럴 온도 188-199℃로 압출기 내에 놓여졌다. 압출기는 마찰 가열을 최소화하기 위하여 저전단(low sheer) "컴파운딩 스크류"를 사용하였다. 스톡의 온도는 199-216℃였다. 압출된 스트렌드는 물로 식혀지고 이어서 잘게 부 수어져 농축물을 형성하였다.

상기 농축물은 이어서 처방 35 및 36과 각각 혼합되었다. 결과물인 블렌드는 이어서 발포 몰딩 프레스에서 압출되었다.

발포된 열가소성 재료는 충격 흡수, 소리 차단, 온도 차단, 구조적 적용 분야, 등을 포함하는 넓은 범위의 적용을 가진다. 항공, 해저, 고속 기차, 및 열화상과 같은 적용과 같은 일부 분야에서, 화염 지연, 내열성, 및 넓은 범위의 온도에 대한 열안정성를 가지는 발포체에 대한 수요가 있다. 일부 분야에서, 기계적 강도가 또한 요구된다. 발포된 재료는 최종 적용에서 요구되는 특징에 따라 선택적으로 필름 또는 시트와 같은 다른 재료와 혼합될 수 있다.

Claims

a) 하나 이상의 폴리에테르이미드를 포함하며, 복수의 유리 전이 온도를 가지며, 상기 폴리에테르이미드가 217℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는, 비혼화성 중합체 블렌드; b) 하나 이상의 폴리에테르이미드를 포함하며, 180℃ 초과의 단일 유리 전이 온도를 가지는 혼화성 중합체 블렌드; 또는, c) 247℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 단일 폴리에테르이미드;를 포함하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 복수의 유리 전이 온도를 가지는 비혼화성 중합체 블렌드를 포함하며, 상기 중합체 중의 하나가 180℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 217℃ 초과의 단일 유리 전이 온도를 가지는 혼화성 중합체 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 247℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 순수한 단일 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 에테르 술폰, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 제1 수지; 실리콘 공중합체를 포함하는 제2 수지; 및 레조시놀계 아릴 폴리에스테르 수지로서, 상기 아릴 폴리에스테르 연결의 50몰% 이상이 레조시놀로부터 유도된 아릴 에스테르 연결인 레조시놀계 아릴 폴리에스테르 수지를 포함하는 제3 수지;의 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체가 폴리이미드 실록산, 폴리에테르이미드 실록산, 폴리에테르이미드 술폰 실록산, 폴리카보네이트 실록산, 폴리에스테르카보네이트 실록산, 폴리술폰 실록산, 폴리에테르 술폰 실록산, 폴리페닐렌 에테르 술폰 실록산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체의 함량이 상기 중합체 블렌드의 0.1 내지 10.0 중량%인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체가 20 내지 50 중량%의 실록산 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 에테르 술폰 및 이들의 혼합물이, 0.85 이하인 수소 원자 대 탄소 원자의 비를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 5 항에 있어서, 하나 이상의 금속 산화물을 상기 중합체 블렌드의 0.1 내지 20중량%로 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 레조시놀계 아릴 폴리에스테르가 이하에서 보여지는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

상기에서 R은 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, 알킬 아릴, 알콕시 또는 할로겐 중 하나 이상이며;

n은 0-4이고, m은 약 8 이상이다.
제 5 항에 있어서, 상기 레조시놀계 폴리에스테르 수지가 이하에서 보여지는 구조를 가지는 카보네이트 연결을 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물;

상기에서 R은 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, 알킬 아릴, 알콕시 또는 할로겐 중 하나 이상이며; n은 0-4이다. R⁵는 하나 이상의 2가 유기 라디칼이고, m은 약 4-150 이고 p는 약 2-200이다.
제 12 항에 있어서, R⁵가 비스페놀 화합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 비혼화성 중합체 블렌드가 a) 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아릴 케톤, 폴리에테르 케톤 및 폴리에테르 에테르 케톤을 포함하는 하나 이상의 그룹으로부터 선택되는 제1 수지 성분;과 b) 하나 이상의 아릴 술폰기를 포함하는 연결을 50몰% 이상 가지는 하나 이상의 폴리술폰 에테르이미드를 포함하는 제2 수지 성분;의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 폴리술폰 에테르이미드가, 상기 폴리술폰 에테르이미드의 반복 단위의 50몰% 이상이 하나 이상의 아릴 에테르 연결, 하나 이상의 아 릴 술폰 연결 및 둘 이상의 아릴 이미드 연결을 포함하도록, 아릴 술폰 및 아릴 에테르 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 50몰% 이상의 상기 폴리술폰 에테르이미드 연결이 옥시디프탈릭 무수물 또는 이들의 화학적 등가물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 30몰% 미만의 폴리술폰 에테르이미드 연결이 이소알킬리덴 그룹을 포함하는 디아민 또는 이무수물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 기재(substrate)가 3.2mm 시료에 대해 66psi(0.46Mpa)에서 ASTM 방법 D648로 측정된 값으로서, 170℃ 이상의 열변형온도(HDT)를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 폴리술폰 에테르이미드가 상기 기재의 30 내지 70중량%로 존재하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 폴리술폰 에테르이미드에 본질적으로 벤질릭 양성자가 비존재하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아릴 케톤, 폴리에테르 케톤, 및 폴리에테르 에테르 케톤이 300 내지 380℃의 결정성 용융점을 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, 상기 폴리술폰 에테르이미드가 250 내지 350℃의 유리 전이 온도(Tg)를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 14 항에 있어서, ASTM 방법 D5418에 의하여 측정된 값으로서, 상기 중합체 블렌드가 2 이상의 서로 다른 유리 전이 온도를 가지며, 상기 제1 유리 전이 온도가 120 내지 200℃이며, 상기 제2 유리 전이 온도가 250 내지 350℃인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르이미드 술폰, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 수지; 실리콘 공중합체를 포함하는 제2 수지; 및 레조시놀계 아릴 폴리에스테르 수지로서, 상기 아릴 폴리에스테르 연결의 50몰% 이상이 레조시놀로부터 유도된 아릴 에스테르 연결인 레조시놀계 아릴 폴리에스테르 수지를 포함하는 제3 수지;의 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 향상된 내연성을 가지는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체가 폴리이미드 실록산, 폴리에테르이미드 실록산, 폴리에테르이미드 술폰 실록산, 폴리카보네이트 실록산, 폴리에스테르카보네이트 실록산, 폴리술폰 실록산, 폴리에테르 술폰 실록산, 및 폴리페닐렌 에테르 술폰 실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체의 함량이 상기 중합체 블렌드의 0.1 내지 10.0중량%인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 실리콘 공중합체가 20 내지 50 중량%의 실록산 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르이미드 술폰 및 이들의 혼합물이, 0.75 이하인 수소 원자 대 탄소 원자의 비를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 하나 이상의 금속 산화물을 상기 중합체 블렌드의 0.1 내지 20 중량%로 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 레조시놀계 아릴 폴리에스테르가 이하에서 보여지는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

상기에서 R은 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, 알킬 아릴, 알콕시 또는 할로겐 중 하나 이상이며;

n은 0-4이고, m은 약 8 이상이다.
제 24 항에 있어서, 상기 레조시놀계 폴리에스테르 수지가 이하에서 보여지는 구조를 가지는 카보네이트 연결을 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물;

상기에서 R은 C₁ _-12 알킬, C₆-C₂₄ 아릴, 알킬 아릴, 알콕시 또는 할로겐 중 하나 이상이며; n은 0-4이다. R⁵는 하나 이상의 2가 유기 라디칼이고, m은 약 4-150 이고 p는 약 2-200이다.
제 31 항에 있어서, R⁵가 비스페놀 화합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 24 항에 있어서, 상기 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 또는 폴리에테르이미드 술폰이,

비스페놀 A 이무수물, 옥시디프탈릭 무수물, 피로멜리틱 이무수물, 디프탈릭 무수물, 술포닐 이무수물, 설퍼 이무수물, 벤조페논 이무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 아릴 이무수물; 및,

메타 페닐렌 디아민, 파라 페닐렌 디아민, 디아미노 디페닐 술폰, 옥시디아닐린, 비스아미노 페녹시 벤젠, 비스 아미노페녹시 비페닐, 비스 아미노페닐 페닐 술폰, 디아미노 디페닐 설파이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 아릴 디아민;으로부터 만들어지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 약 218℃ 이상의 유리 전이 온도를 가지는 코폴리에테르이미드를 포함하며, 상기 코폴리에테르이미드가 화학식 (I) 및 (II)의 구조 단위 및 선택적으로 화학식 (III)의 구조 단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

상기 식에서, R¹은 비치환된 C₆ _-22 2가 방향족 탄화수소, 또는 할로겐 또는 알킬 치환기 또는 상기 치환기들의 혼합물을 포함하는 치환된 C₆ _-22 2가 방향족 탄화수소; 또는 일반식 (IV)의 2가 라디칼이며,

상기 식에서, 상기 방향족 고리에 대한 할당되지 않은 위치 이성질체는 Q에 대해 메타 또는 파라이며, Q는 공유 결합 또는 화학식 (V)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며,

및 화학식 C_yH_2y의 알킬렌 또는 알킬리덴기

상기 식에서, y는 1 내지 5를 포함하는 정수이고, 및 R²는 2가 방향족 라디칼이며; 화학식 (I)의 단위 대 화학식 (II)의 단위의 중량비가 약 99.9:0.1 내지 약 25:75 범위에 존재한다.
제 34 항에 있어서, 225℃를 초과하는 Tg를 가지는 코폴리에테르이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 상기 화학식 (III)의 구조 단위를 포함하는 코폴리에테르이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, R¹이 메타-페닐렌디아민; 파라-페닐렌디아민; 2-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌디아민; 5-메틸-4,6-디에틸-1,3-페닐렌디아민; 비스(4-아미노페닐)-2,2-프로판; 비스(2-클로로-4-아미노-3,5-디에틸페닐)메탄, 4,4'-디아미노디페닐, 3,4'-디아미노디페닐, 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 3,4'-디아미노디페닐 에테르, 4,4'-디아미노디페닐 술폰, 3,4'-디아미노디페닐 술폰, 4,4'-디아미노디페닐 케톤, 3,4'-디아미노디페닐 케톤, 2,4-톨루엔디아민, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 디아민으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, R²가 화학식 (VI)의 하나 이상의 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

(VI) HO---D---OH

상기 식에서 D는 화학식 (VII)의 구조를 가지며,

상기 식에서 A¹은 방향족기를 나타내며;

E는 황-함유 연결, 설파이드, 술폭사이드, 술폰; 인-함유 연결, 포스피닐, 포스포닐; 에테르 연결; 카르보닐기; 3차 질소기; 실리콘-함유 연결; 실란; 실록시; 시클로지방족기; 시클로펜틸리덴, 3,3,5-트리메틸시클로펜틸리덴, 시클로헥실리덴, 3,3-디메틸시클로헥실리덴, 3,3,5-트리메틸시클로헥실리덴, 메틸시클로헥실리덴, 2-[2.2.1]-바이시클로헵틸리덴, 네오펜틸리덴, 시클로펜타데실리덴, 시클로 도데실리덴, 아다만틸리덴; 알킬렌 또는 알킬리덴기로서, 선택적으로 하나의 하이드록시 치환기를 가지는 하나 이상의 방향족기에 부착된 하나 이상의 융합된 고리의 일부가 될 수 있는 알킬렌 또는 알킬리덴기; 불포화된 알킬리덴기; 또는 알킬렌 또는 알킬리덴과 다르며 방향족 연결, 3차 질소 연결; 에테르 연결; 카르보닐 연결; 실리콘-함유 연결, 실란, 실록시; 황-함유 연결, 설파이드, 설폭사이드, 술폰; 인-함유 연결, 포스피닐, 및 포스포닐;로 이루어진 군으로부터 선택되는 모이어티에 의해 연결된 2 이상의 알킬렌 또는 알킬리덴기를 포함하며;

R³는 수소; 1가 탄화수소기, 알케닐, 알릴, 알킬, 아릴, 아랄킬, 알카릴, 또는 시클로알킬;을 포함하며;

Y¹는 독립적으로 각각의 경우에 무기 원자, 할로겐, 무기 기, 니트로기, 유기기, 1가 탄화수소기, 알케닐, 알릴, 알킬, 아릴, 아랄킬, 알카릴, 시클로알킬, 및 알콕시기를 이루어진 군으로부터 선택되며;

문자 "m"은, 0을 포함하여 0 내지 A¹ 상에서 치환가능한 위치의 갯수 사이의 모든 정수를 나타내며;

문자 "p"는, 0을 포함하여 0 내지 E 상에서 치환가능한 위치의 갯수 사이의 정수를 나타내며;

문자 "t"는 1 이상의 정수를 나타내고;

문자 "s"는 0 또는 1의 정수를 나타내고; 및

문자 "u"는 0을 포함하는 정수를 나타낸다.
제 34 항에 있어서, 화학식 (I), (II) 및 (III) 각각에서 R² 구조 단위가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 화학식 (I), (II) 및 (III) 중의 2 이상에서 R² 구조 단위의 적어도 일부가 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, R²가 4,4'-(시클로펜틸리덴)디페놀; 4,4'-(3,3,5-트리메틸시클로펜틸리덴)디페놀; 4,4'-(시클로헥실리덴)디페놀; 4,4'-(3,3-디메틸시클로헥실리덴)디페놀; 4,4'-(3,3,5-트리메틸시클로헥실리덴)디페놀; 4,4'-(메틸시클로헥실리덴)디페놀; 4,4'-비스(3,5-디메틸)디페놀; 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)시클로헥산; 4,4-비스(4-하이드록시페닐)헵탄; 2,4'-디하이드록시디페닐메탄; 비스(2-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시페닐)메탄; 비스(4-하이드록시-5-니트로페닐)메탄; 비스(4-하이드록시-2,6-디메틸-3-메톡시페닐)메탄; 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄; 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄; 1,1-비스(4-하이드록시-2-클로로페닐)에탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판; 2,2-비스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-에틸페닐)프로판; 2,2-비스(4-하이드록시-3-이소프로필페닐)프로판; 2,2-비 스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)프로판; 3,5,3',5'-테트라클로로-(4,4'-디하이드록시페닐)프로판; 비스(4-하이드록시페닐)시클로헥실메탄; 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐프로판; 2,4'-디하이드록시페닐 술폰; 디하이드록시 나프탈렌, 2,6-디하이드록시 나프탈렌; 하이드로퀴논; 레조시놀; C₁ _-3 알킬-치환된 레조시놀; 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)부탄; 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄; 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)시클로헥산; 비스-(4-하이드록시페닐); 비스-(4-하이드록시페닐)설파이드; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-2-(4-하이드록시페닐)프로판; 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐)-2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)프로판; 비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)메탄; 1,1-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)에탄; 2,2-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)프로판; 2,4-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄; 3,3-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)펜탄; 1,1-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로펜탄; 1,1-비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로헥산; 비스-(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)설파이드, 3-(4-하이드록시페닐)-1,1,3-트리메틸인단-5-올, 1-(4-하이드록시페닐)-1,3,3-트리메틸인단-5-올, 및 2,2,2',2'-테트라하이드로-3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스파이로바이[1H-인덴]-6,6'-디올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, R²가 화학식 (IX) 및 화학식 (X)의 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디하이드록시-치환된 방향족 탄화수소로부터 유도된 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

상기 식에서, 독립적으로 각각의 R⁵는 수소, 염소, 브롬 또는 C₁ _-30 1가 탄화수소 또는 탄화수소옥시 그룹이며, 각각의 Z¹은 수소, 염소 또는 브롬이며, 단, 하나 이상의 Z¹이 염소 또는 브롬이며;

상기 식에서, 독립적으로 각각의 R⁵는 상기에 정의된 바와 같으며, 독립적으로 R^g 및 R^h는 수소 또는 C₁ _-30 탄화수소 그룹이다.
제 42 항에 있어서, R²가 비스페놀 A로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 하나 이상의 사슬 종결제로부터 유도된 구조 단위를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 44 항에 있어서, 상기 사슬 종결제가 알킬할라이드, 알킬 클로라이드, 아릴 할라이드, 아릴 클로라이드, 및 화학식 (XVII) 및 (XVIII)의 클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 비치환된 또는 치환된 사슬 종결제인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물:

상기 식에서, 염소 치환기는 3- 또는 4- 위치에 있으며, Z³ 및 Z⁴는 치환된 또는 비치환된 알킬 또는 아릴 그룹을 포함한다.
제 45 항에 있어서, 상기 사슬 종결제는 모노클로로 벤조페논, 모노클로로 디페닐술폰; 모노클로로 프탈이미드; 4-클로로-N-메틸프탈이미드, 4-클로로-N-부틸프탈이미드, 4-클로로-N-옥타데실프탈이미드, 3-클로로-N-메틸프탈이미드, 3-클로로-N-부틸프탈이미드, 3-클로로-N-옥타데실프탈이미드, 4-클로로-N-페닐프탈이미드, 3-클로로-N-페닐프탈이미드; 모노-치환된 비스-프탈이미드; 모노클로로 비스프탈이미도벤젠; 1-[N-(4-클로로프탈이미도)]-3-(N-프탈이미도)벤젠; 1-[N-(3-클로로프탈이미도)]-3-(N-프탈이미도)벤젠; 모노클로로 비스프탈이미도 디페닐 술폰, 모노클로로 비스프탈이미도 디페닐 케톤, 모노클로로 비스프탈이미도 페닐 에테르; 4-[N-(4-클로로프탈이미도)]페닐-4'-(N-프탈이미도)페닐 에테르; 4-[N-(3-클로로프탈이미도)페닐]-4'-(N-프탈이미도)페닐 에테르, 및 3,4'-디아미노디페닐 에테르로부터 유도된 마지막 2개 화합물에 상응하는 이성질체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 사슬 종결제인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 상기 화학식 I의 단위 대 화학식 II의 단위의 중량비가 약 99:1 내지 약 25:75 사이의 범위인 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 0.455 MPa에서 205℃ 이상의 열변형온도를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, 0.455 MPa에서 210℃ 이상의 열변형온도를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 34 항에 있어서, ASTM 방법 D3763에 의하여 측정된 값으로서 30℃ 이하의 취성(brittle) 상태와 연성(ductile) 상태 사이의 전이 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 강화 충진제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 전기적 전도성 충진제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 복층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 1 항에 있어서, 3 내지 25 kg/m³의 벌크 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 발포성 또는 발포된 조성물.
제 54 항에 있어서, 상기 발포된 재료가 연성(flexible)인 특징으로 하는 발포된 재료.
제 55 항에 있어서, 상기 발포된 재료가 경성(rigid)인 것을 특징으로 하는 발포된 재료.
하나 이상의 충진제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 항의 발포성 또는 발포된 재료.
하나 이상의 필름 또는 시트로 라미네이트된 제 1 항의 발포된 재료를 포함하는 물품.
제 58 항에 있어서, 상기 필름 또는 시트가 a) 복수의 유리 전이 온도를 가지는 비혼화성 중합체 블렌드이며, 상기 중합체 중의 하나가 180℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 비혼화성 중합체 블렌드; b) 217℃ 초과의 단일 유리 전이 온도를 가지는 혼화성 중합체 블렌드; 또는, c) 247℃ 초과의 유리 전이 온도를 가지는 순수한 단일 중합체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
2 이상의 부분이 서로 접착된 제 1 항의 발포된 재료를 포함하는 물품.