KR20130121106A - 폴리머 배합체 - Google Patents

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KR20130121106A
KR20130121106A KR1020137012158A KR20137012158A KR20130121106A KR 20130121106 A KR20130121106 A KR 20130121106A KR 1020137012158 A KR1020137012158 A KR 1020137012158A KR 20137012158 A KR20137012158 A KR 20137012158A KR 20130121106 A KR20130121106 A KR 20130121106A
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polymer
polymer blend
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KR1020137012158A
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스콧 디. 앨런
산지브 나익
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노보머, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 그 중에서도 특히, 지방족 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 압출된 배합체를 제시한다. 한 양상에서, 지방족 폴리카보네이트, 예를 들면, 폴리(프로필렌 카보네이트) 및 더욱 적은 양의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함하는 배합체가 제시된다. 일정한 구체예에서, 신장 성질에서 예상치 못한 향상을 나타내는 것으로 특징되는 배합체가 제시된다. 다른 양상에서, 본 발명은 이런 재료를 만드는 방법, 그리고 소비자 포장 재료의 제조와 같은 적용에서 이들 재료의 용도를 제시한다.

Description

폴리머 배합체{POLYMER BLENDS}
관련된 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2010년 10월 11일자 제출된 U.S. 가출원 일련 번호 61/392,010, 그리고 2011년 9월 16일자 제출된 U.S. 가출원 일련 번호 61/535,573에 우선권을 주장하고, 이들 각각의 전체 내용은 본 발명에 참고문헌으로 편입된다.
정부 후원
본 발명은 US Department of Energy에 의해 제공된 Contract DE-FE0002474 하에, U.S. 정부 지원을 받아 만들어졌다. U.S. 정부는 본 발명에서 일정한 권리를 갖는다.
발명의 분야
본 발명은 폴리머 조성물과 폴리머 배합체의 분야에 관계한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 향상된 성질을 갖는 지방족 폴리카보네이트 배합체에 관계한다.
발명의 배경
포장과 같은 소비자 적용에 이용되는 플라스틱의 탄소 발자국 (carbon footprint)을 줄이는 것은 점점 중요해지고 있다. 지방족 폴리카보네이트 (APCs)는 이와 관련하여 매력적인 옵션으로서 인정되는데, 그 이유는 이들이 오로지 화석 연료 공급원료 (fossil fuel feedstock)로부터 유래되는 전통적인 폴리머와 비교하여 매우 유리한 탄소 프로필을 갖기 때문이다. 이것은 폴리머의 질량의 유의미한 부분이 폐물 근원 (waste source)으로부터 유래될 수 있는 CO2로부터 유래된다는 사실에 부분적으로 기인한다. APC는 폴리머의 유의미한 질량을 비-화석 연료 공급원료로 대체할 뿐만 아니라, 만약 그렇지 않으면 대기에 방출되는 폐물 CO2로부터 실질적으로 생산될 수 있다. 생산 동안 추가의 인자, 예를 들면, 더욱 낮은 가공처리 온도 및 더욱 적은 에너지 이용은 오로지 석유 또는 천연 가스 공급원료로부터 유래되는 폴리머와 비교하여 이들 폴리머를 더욱 유리하게 만든다. 지방족 폴리카보네이트의 수명주기 분석 역시 이들이 생산을 위해 다량의 에너지와 담수를 필요로 하고, 그리고 일부 경우에, 식량 생산을 위해 필요한 동일한 자원에 대해 경쟁하는 생물-기초된 폴리머를 능가한다는 것을 지시한다.
이들 이점이 유의미한 환경적 이익을 갖기 위하여, 유의미한 부피의 APC가 전통적인 석유화학 폴리머를 대체할 수 있는 대형 시장의 확인이 요구된다. 이것은 난제이다: 에폭시드 CO2 폴리머는 40년 이상 동안 알려져 있음에도 불구하고, 어떤 상품 시장 (commodity market)에서도 아직 폭넓게 적용되지 못하고 있다. 이것은 그들의 상대적으로 불량한 구조 특성과 열 특성, 그리고 최근까지, 그들의 높은 비용에 기인한다. 비용은 최근 몇 년간, CO2의 공중합을 위한 효율적인 코발트-기초된 촉매의 확인을 통해 감소하였다. 또한, 폴리머의 물리적 성질을 향상시키는데 장족의 발전이 있었다. 코발트 촉매로 만들어진 APC는 아연 또는 알루미늄 촉매에 기초된 기존 재료보다 더욱 뛰어난 규정된 구조를 갖는다. 이들 더욱 새로운 재료는 매우 높은 정도의 CO2 합동, 분자량 (Mn)과 분자량 분포 (PDI)의 엄격한 제어, 그리고 환상 카보네이트 부산물에 의한 더욱 적은 오염을 나타낸다.
이들 향상을 포함하는 APC는 더욱 높은 유리 전이 온도, 더욱 뛰어난 열 안정성, 그리고 더욱 낮은 가스 투과성을 갖는 것으로 증명되었다. 이들 향상 모두 포장 재료로서 이용과 같은 대용량 소비자 적용에서 폴리머의 채택의 가능성을 증가시켰다. 하지만, 이들 폴리머는 그들의 물리적 강도와 유연성의 측면에서 일부 단점을 여전히 갖는다. 가장 많이 연구된 에폭시드-CO2 코폴리머인 폴리(프로필렌 카보네이트)는 상당히 쉽게 부서지는 경향이 있다. 이것은 폴리머가 에테르 연쇄 (CO2 없이 2개 또는 그 이상의 에폭시드의 직접적인 사슬 속박 (enchainment)에 의해 유발됨)가 없고 환상 프로필렌 카보네이트 (cPC) (중합 동안 부산물로서, 또는 이웃한 카보네이트 연쇄에서 히드록실 사슬 단부의 친핵성 공격에 의한 폴리머의 부분 분해에 의해 형성됨)가 없는 고도로 순수한 형태로 생산되는 경우에 특히 그러하다. 일정한 경우에, 에테르 연쇄의 존재는 폴리머의 Tg를 낮추고 덜 부서지는 재료를 제공할 수 있긴 하지만, 이것은 일반적으로, 강도, 더욱 낮은 열 안정성 및 더욱 불량한 가스 방벽 성질을 희생하여 이루어진다. 유사하게, 잔여 환상 카보네이트가 폴리머를 덜 부서지도록 만드는 가소화제로서 기능할 수 있긴 하지만, 부산물의 존재는 바람직하지 않은 부작용을 갖고, 그리고 이러한 폴리머가 식품 접촉 (food contact)에 이용되는 경우에 문제가 될 수 있는데, 그 이유는 프로필렌 카보네이트와 같은 소형 분자가 포장 재료로부터 이동하여 포장의 내용물을 오염시킬 수 있기 때문이다.
지방족 폴리카보네이트를 다른 재료와 배합하여 그들의 적용가능성을 향상시키려는 시도가 있었지만, 이들 배합체는 바이오폴리머, 예를 들면, 폴리유산 (PLA), 폴리히드록시부티레이트 (PHB), 전분 등에 집중되었다. 이들 배합체는 배합체에서 이용되는 바이오폴리머의 환경적 불리를 여전히 겪고, 그리고 많은 경우에, 여전히 단지 보통의 가공처리와 물리적 특성만을 갖는다.
폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌 (PE)과 폴리프로필렌 (PP)은 소비자 포장 시장의 주요한 부분을 구성한다. 이들 폴리머는 대중적인데, 그 이유는 이들이 물리적 성질, 우수한 가공처리 특성 및 낮은 비용의 뛰어난 조합을 제공하기 때문이다. 전술한 바와 같이, 이들이 뒤처지는 한 분야는 그들의 탄소 발자국이다. 폴리올레핀과 지방족 폴리카보네이트의 배합체는 현재, 당분야에서 알려진 바가 없다.
산소에 대한 더욱 낮은 투과성 역시 포장 적용에서 중요하다. 우수한 산소 방벽 성질은 식품과 음료의 더욱 적은 산화의 결과로서 증가된 저장수명 (shelf-life)으로 귀결되고, 따라서 더욱 오랜 기간 동안 맛과 품질을 유지한다. 이것은 특히, 중요한데, 그 이유는 포장 산업에서 현재의 추세가 필름의 두께를 감소시킴으로써 필름의 두께를 줄여 경량 포장을 제공하는 것이기 때문이다. 따라서 동등한 두께에서 투과성의 향상 또는 훨씬 적은 두께에서 동등한 투과성은 유의미한 상업적 가치를 가질 수 있다. 향상된 산소 방벽 필름은 고기, 구운 제품, 스낵, 스탠드업 파우치 (stand-up pouch)에서 주스, 과자, 그리고 매우 다양한 습기와 산소 민감성 기능식품 및 건강과 미용 제품을 비롯한 다양한 식품과 음료를 포장하는데 중요하다. 식품 포장 업계는 새로운 옵션을 찾고 있는데, 그 이유는 그들이 염소화된 재료에 대한 환경적 조절 압력 (environmental regulatory pressure)에 기인한 폴리비닐리덴 염화물 (PVDC), 그리고 습기에 대한 민감성 및 더욱 높은 습도 수준에서 더욱 높은 산소 투과성에 기인한 에틸렌 비닐 알코올 (EVOH)과 같은 현재의 재료로부터 멀어지고 있기 때문이다.
향상된 물리적 성질을 갖는 APC 조성물이 여전히 요구된다. 독특한 환경적 이익을 희생시키지 않으면서 APC의 성질을 향상시키는 방법은 특히 귀중할 것이다. 본 발명은 이들 요구 및 기타 요구를 해결한다.
발명의 요약
본 발명은 그 중에서도 특히, 지방족 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 배합체, 이들의 필름, 그리고 이런 배합체와 필름을 만드는 방법을 제시한다. 일정한 구체예에서, 이런 배합체는 압출된다. 일부 구체예에서, 향상된 신장 성질을 갖는 조성물이 제시된다. 일부 구체예에서, 하나 또는 그 이상의 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머와 공동으로 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 조성물이 제시되고, 배합체에서 이들 폴리머의 산소 투과성 값을 이용하여 계산된 예측된 투과성으로부터 예상되는 것보다 낮은 측정된 산소 투과성으로 특징된다.
정의
특정한 기능기의 정의 및 화학 용어가 하기에 더욱 상세하게 기술된다. 본 발명을 위하여, 화학 원소는 Periodic Table of the Elements, CAS version, Handbook of Chemistry and Physics, 75th Ed., 표지 뒷면에 따라서 확인되고, 그리고 특정한 기능기는 거기에 기술된 바와 같이 일반적으로 정의된다. 부가적으로, 유기 화학의 일반적인 원리뿐만 아니라 특정한 기능성 모이어티와 반응성은 Organic Chemistry, Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito, 1999; Smith and March March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001; Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers, Inc., New York, 1989; Carruthers, Some Modern Methods of Organic Synthesis, 3rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1987에서 기술되고; 이들 각각의 전체 내용은 본 발명에 참고문헌으로 편입된다.
본 발명의 일정한 화합물은 하나 또는 그 이상의 비대칭 중심 (asymmetric center)을 포함할 수 있고, 따라서 다양한 입체이성질성 형태, 예를 들면, 거울상이성질체 및/또는 부분입체이성질체로 존재할 수 있다. 따라서 본 발명의 화합물 및 이들의 조성물은 개별 거울상이성질체, 부분입체이성질체 또는 기하학적 이성질체의 형태이거나, 또는 입체이성질체의 혼합물의 형태일 수 있다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 화합물은 순수거울상 화합물이다. 일정한 다른 구체예에서, 거울상이성질체 또는 부분입체이성질체의 혼합물이 제시된다.
더 나아가, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 일정한 화합물은 달리 지시되지 않으면, Z 또는 E 이성질체로서 존재할 수 있는 하나 또는 그 이상의 이중 결합을 가질 수 있다. 본 발명은 부가적으로, 다른 이성질체가 실질적으로 없는 개별 이성질체로서 및 대안으로, 다양한 이성질체의 혼합물, 예를 들면, 거울상이성질체의 라세미 혼합물로서 화합물을 포함한다. 전술한 화합물 그 자체 이외에, 본 발명은 또한, 하나 또는 그 이상의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "이성질체"는 임의의 모든 기하학적 이성질체와 입체이성질체를 포함한다. 가령, "이성질체"는 시스 (cis)-와 트랜스 (trans)-이성질체, E-와 Z- 이성질체, R-과 S-거울상이성질체, 부분입체이성질체, (D)-이성질체, (L)-이성질체, 이들의 라세미 혼합물, 그리고 본 발명의 범위 내에 속하는 이들의 다른 혼합물을 포함한다. 가령, 일부 구체예에서, 하나 또는 그 이상의 상응하는 입체이성질체가 실질적으로 없는 화합물이 제공될 수 있고, 이들은 또한, "입체화학적으로 농축된" 것으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "에폭시드"는 치환된 옥시란을 지칭한다. 이런 치환된 옥시란에는 단일치환된 옥시란, 이중치환된 옥시란, 삼중치환된 옥시란, 그리고 사중치환된 옥시란이 포함된다. 이런 에폭시드는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 선택적으로 더욱 치환될 수 있다. 일정한 구체예에서, 에폭시드는 단일 옥시란 모이어티를 포함한다. 일정한 구체예에서, 에폭시드는 2개 또는 그 이상의 옥시란 모이어티를 포함한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "폴리머"는 높은 상대적 분자 질량의 분자를 지칭하고, 이의 구조는 낮은 상대적 분자 질량의 분자로부터 실질적으로 또는 개념적으로 유래되는 단위의 복수 반복을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머는 단지 한 가지 단위체 종 (가령, 폴리에틸렌 산화물)으로만 구성된다. 일정한 구체예에서, 폴리머는 CO2와 에폭시드로부터 유래되는 실질적으로 교대하는 단위 (가령, 폴리(에틸렌 카보네이트)로 구성된다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머는 2개 또는 그 이상의 상이한 에폭시드 단위체를 통합하는 코폴리머, 터폴리머, 헤테로폴리머, 블록 코폴리머, 또는 테이퍼드 헤테로폴리머이다. 이런 고급 폴리머의 구조적 설명에 대하여, 슬래시에 의해 분리되는 상이한 단위체 단위의 사슬 속박을 보여주는 규칙이 본 명세서에서 이용될 수 있다
Figure pct00001
. 이들 구조는 달리 명시되지 않으면, 묘사된 임의의 비율의 상이한 단위체 단위를 통합하는 코폴리머를 포함하는 것으로 해석된다. 이러한 묘사는 또한, 무작위, 테이퍼드, 블록 코-폴리머, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 조합을 나타내는 것으로 의도되고, 그리고 달리 명시되지 않으면, 이들 모두 포함된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "촉매"는 존재하면 소멸되지 않거나, 또는 그 자체로 영구적인 화학적 변화를 겪지 않으면서, 화학 반응의 속도 및/또는 정도를 증가시키는 물질을 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "결정성"은 시차 주사 열량측정법 (differential scanning calorimetry, DSC) 또는 동등한 기술에 의한 측정에서, 일차 전이 또는 결정성 융점 (Tm)을 갖는 폴리머 또는 폴리머 조성물을 지칭한다. 상기 용어는 용어 "반결정성"과 교체가능하게 이용될 수 있다. 무정형 폴리머에 비하여, 결정성 폴리머 또는 이의 조성물은 더욱 높은 정도의 정연한 구조를 갖는다. 일부 구체예에서, 결정성 폴리머는 무정형 재료로부터 상기 재료를 구별하는데 이용될 수 있는 특징을 갖는다. 일부 구체예에서, 결정성 재료는 융점을 가질 만큼 충분히 결정성이다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "결정화가능"은 일정한 상태에서 주로 무정형이지만, 본 명세서에서 기술된 조건과 방법에 종속되는 즉시 결정화될 수 있는 폴리머 또는 이들의 조성물을 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "무정형"은 시차 주사 열량측정법 (DSC) 또는 동등한 기술에 의한 측정에서, 융점을 결여하는 폴리머를 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "머리-대-꼬리 (head-to-tail)" 또는 "HT"는 폴리머 사슬 내에 이웃한 반복 단위의 위치화학 (regiochemistry)을 지칭한다. 가령, 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC)의 배경에서, 용어 머리-대-꼬리는 하기에 묘사된 3가지 위치화학적 가능성에 기초된다:
Figure pct00002

용어 머리-대-꼬리 비율 (H:T)은 머리-대-꼬리 연쇄 대 모든 다른 위치화학적 가능성의 합계의 비율을 지칭한다. 이런 용어는 폴리머 또는 폴리머 조성물의 위치규칙성 (regioregularity)을 기술하고 및/또는 정량하는데 이용될 수 있다. 폴리(프로필렌 카보네이트)의 머리-대-꼬리 비율은 예로써, Lednor, et al. J. Chem. Soc., Chem. Comm. 1985, 598-599에 의해 기술된 바와 같이, 13C-NMR 분광학에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 폴리머 구조의 묘사에 대하여, 단위체 단위의 특정한 위치화학적 배향이 본 명세서에서 폴리머 구조의 표현에서 도시될 수 있지만, 이것은 폴리머 구조를 도시된 위치화학적 배열에 한정하는 것으로 의도되지 않고, 달리 명시되지 않으면 묘사된 것, 반대 위치화학, 무작위 혼합물, 동일배열 재료, 규칙배열 재료, 라세미 재료, 및/또는 거울상농축된 재료, 그리고 이들의 임의의 조합을 비롯한 모든 위치화학적 배열을 포함하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "입체규칙성 (tacticity)"은 폴리머 또는 폴리머 조성물 내에 프로필렌 단위 메틸 기의 배향의 입체규칙성을 지칭한다. 이런 입체규칙성은 위치규칙성 (가령, 머리-대-꼬리 비율)과 별개인 것으로 간주되지만, 단순화를 위하여 상기 정의는 하기에서 동일한 위치화학을 갖는 이웃한 프로필렌 단위를 고려한다. 폴리머 주쇄에 대하여 동일한 상대적 입체화학적 배향을 갖는 이웃한 (즉, 카보네이트 단위에 의해 이격되는) 프로필렌 단위로부터 메틸 잔기의 쌍 (디아드, diad)는 "메소" (m)로 불린다. 반대 입체화학적 배치형태의 것들은 "라세미" (r)로 불린다. 3개의 이웃한 프로필렌 단위 (트리아드, triad)가 동일한 배향을 갖는 메틸 기를 가질 때, 트리아드의 입체규칙성은 "mm"이다. 3개의 프로필렌 단위 서열 내에 2개의 이웃한 프로필렌 단위가 동일한 입체화학적 배향을 갖고, 그리고 상기 배향이 세 번째 단위의 상대적 배치형태와 상이하면, 트리아드의 입체규칙성은 "mr"이다. 중간 프로필렌 단위가 어느 한쪽 프로필렌 이웃으로부터 반대 배치형태를 가질 때, 트리아드는 "rr" 입체규칙성을 갖는다. 전체 사슬 내용물에서 폴리머 기부 내에 트리아드의 각 유형의 분율 (fraction)이 측정될 수 있고, 그리고 100이 곱해질 때, 폴리머에서 관찰되는 상기 유형의 백분율을 지시한다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 입체규칙성은 동일배열 "mm" 트리아드의 백분율이다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "규칙배열"은 프로필렌 단위 메틸 기의 입체화학적 배향이 폴리머 사슬을 따라서 번갈아 생기는 PPC 폴리머 또는 폴리머 조성물을 지칭한다. 가령, 완전한 규칙배열 폴리머는 100% 라세미 디아드를 갖는다. 규칙배열 폴리머 또는 이의 조성물은 완전하게 규칙배열일 필요가 없지만, 일정한 정도의 규칙배열성 (가령, 약하게 규칙배열)을 내포할 수 있다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "동일배열"은 프로필렌 단위 메틸 기의 상대적 입체화학적 배향이 폴리머 사슬을 따라서 동일한 PPC 폴리머 또는 폴리머 조성물을 지칭한다. 가령, 완전한 동일배열 폴리머는 100% 메소 디아드를 갖는다. 동일배열 폴리머 또는 이의 조성물은 완전하게 동일배열일 필요가 없지만, 일정한 정도의 동일배열성 (가령, 약하게 동일배열)을 내포할 수 있다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 재료에 대한 용어 "융점"은 시차 주사 열량측정법 (DSC)에 의한 측정에서, 제1과 제2 용융 피크 사이에서 최대 피크로서 정의된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "방벽 폴리머"는 관심되는 분자에 대한 낮은 투과성을 갖는 임의의 폴리머로서 정의된다. 일부 구체예에서, 관심되는 분자는 산소이다. 일부 구체예에서, 관심되는 분자는 물이다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "구조적 폴리머"는 투과성 이외의 적어도 하나의 기계적 또는 구조적 성질, 예를 들면, 밀도, 경도, 강직성, 충격 내성, 강도, 그리고 강인성에 대한 미리 결정된 값을 갖는 임의의 폴리머로서 정의된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "폴리카보네이트"는 카보네이트 기를 내포하는 임의의 폴리머로서 정의된다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "지방족 폴리카보네이트"는 방향족 고리를 내포하지 않는 임의의 폴리카보네이트로서 정의된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "폴리올레핀"은 일반식 CnH2n을 갖는 단위체로서 간단한 올레핀으로부터 생산된 임의의 폴리머로서 정의된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "할로"와 "할로겐"은 플루오르 (플루오로, -F), 염소 (클로로, -Cl), 브롬 (브로모, -Br), 그리고 요오드 (요오도, -I)에서 선택되는 원자를 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "지방족" 또는 "지방족 기"는 직쇄 (즉, 비-가지형), 가지형, 또는 환상 (융합된, 가교, 그리고 스피로-융합된 다중환상 포함)일 수 있고 완전하게 포화되거나 하나 또는 그 이상의 불포화 단위를 내포할 수 있지만, 방향족이 아닌 탄화수소 모이어티를 의미한다. 달리 명시되지 않으면, 지방족 기는 1-40개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 지방족 기는 1-20개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 지방족 기는 3-20개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 지방족 기는 1-12개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 지방족 기는 1-8개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 지방족 기는 1-6개 탄소 원자를 내포한다. 일부 구체예에서, 지방족 기는 1-5개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서, 지방족 기는 1-4개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서 지방족 기는 1-3개 탄소 원자를 내포하고, 그리고 일부 구체예에서 지방족 기는 1 또는 2개 탄소 원자를 내포한다. 적절한 지방족 기에는 선형 또는 가지형, 알킬, 알케닐, 그리고 알키닐 기, 그리고 이들의 하이브리드, 예를 들면, (시클로알킬)알킬, (시클로알케닐)알킬 또는 (시클로알킬)알케닐이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "헤테로지방족"은 하나 또는 그 이상의 탄소 원자가 산소, 황, 질소, 또는 인으로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 원자에 의해 독립적으로 대체되는 지방족 기를 지칭한다. 일정한 구체예에서, 1개 내지 6개의 탄소 원자가 산소, 황, 질소, 또는 인 중에서 하나 또는 그 이상에 의해 독립적으로 대체된다. 헤테로지방족 기는 치환된 또는 치환되지 않은, 가지형 또는 비-가지형, 환상 또는 비환상일 수 있고, 그리고 포화된, 포화되지 않은 또는 부분적으로 포화되지 않은 기를 포함한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "이가 C1-8 (또는 C1-3) 포화된 또는 포화되지 않은, 직선 또는 가지형, 탄화수소 사슬"은 본 명세서에서 정의된 바와 같이 직선 또는 가지형인 이가 알킬, 알케닐, 그리고 알키닐 사슬을 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "포화되지 않은"은 모이어티가 하나 또는 그 이상의 이중 또는 삼중 결합을 갖는다는 것을 의미한다.
단독으로 또는 더욱 큰 모이어티의 일부로서 이용된 용어 "시클로지방족", "탄소환", 또는 "탄소환상"은 3 내지 12개 구성원을 갖는 본 명세서에서 기술된 바와 같은 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 환상 지방족 단일환상 또는 다중환상 고리 시스템을 지칭하고, 여기서 지방족 고리 시스템은 앞서 정의되고 본 명세서에서 기술된 바와 같이 선택적으로 치환된다. 시클로지방족 기에는 제한 없이, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로펜테닐, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 시클로헵틸, 시클로헵테닐, 시클로옥틸, 시클로옥테닐, 노르보닐, 아다만틸, 그리고 시클로옥타디에닐이 포함된다. 일부 구체예에서, 시클로알킬은 3-6개 탄소를 갖는다. 용어 "시클로지방족", "탄소환" 또는 "탄소환상"은 또한, 하나 또는 그 이상의 방향족 또는 비방향족 고리, 예를 들면, 데카히드로나프틸 또는 테트라히드로나프틸에 융합되는 지방족 고리를 포함하고, 여기서 라디칼 또는 부착점은 지방족 고리 상에 있다. 일정한 구체예에서, 용어 "3- 내지 7-원 탄소환"은 3- 내지 7-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 단일환상 탄소환상 고리를 지칭한다. 일정한 구체예에서, 용어 "3- 내지 8-원 탄소환"은 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 단일환상 탄소환상 고리를 지칭한다. 일정한 구체예에서, 용어 "3- 내지 14-원 탄소환" 및 "C3-14 탄소환"은 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 단일환상 탄소환상 고리, 또는 7- 내지 14-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 다중환상 탄소환상 고리를 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "알킬"은 단일 수소 원자의 제거에 의해 1개 내지 6개 탄소 원자를 내포하는 지방족 모이어티로부터 유래되는 포화된, 직선- 또는 가지형-사슬 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 달리 명시되지 않으면, 알킬 기는 1-12개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알킬 기는 1-8개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알킬 기는 1-6개 탄소 원자를 내포한다. 일부 구체예에서, 알킬 기는 1-5개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서, 알킬 기는 1-4개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서 알킬 기는 1-3개 탄소 원자를 내포하고, 그리고 일부 구체예에서 알킬 기는 1-2개 탄소 원자를 내포한다. 알킬 라디칼의 실례에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, sec-펜틸, 이소-펜틸, tert-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, n-헥실, sec-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-데실, n-운데실, 도데실 등이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "알케닐"은 단일 수소 원자의 제거에 의해 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 직선- 또는 가지형-사슬 지방족 모이어티로부터 유래되는 일가 기를 의미한다. 달리 명시되지 않으면, 알케닐 기는 2-12개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알케닐 기는 2-8개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알케닐 기는 2-6개 탄소 원자를 내포한다. 일부 구체예에서, 알케닐 기는 2-5개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서, 알케닐 기는 2-4개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서 알케닐 기는 2-3개 탄소 원자를 내포하고, 그리고 일부 구체예에서 알케닐 기는 2개 탄소 원자를 내포한다. 알케닐 기에는 예로써, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 1-메틸-2-부텐-1-일 등이 포함된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "알키닐"은 단일 수소 원자의 제거에 의해 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 직선- 또는 가지형-사슬 지방족 모이어티로부터 유래되는 일가 기를 지칭한다. 달리 명시되지 않으면, 알키닐 기는 2-12개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알키닐 기는 2-8개 탄소 원자를 내포한다. 일정한 구체예에서, 알키닐 기는 2-6개 탄소 원자를 내포한다. 일부 구체예에서, 알키닐 기는 2-5개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서, 알키닐 기는 2-4개 탄소 원자를 내포하고, 일부 구체예에서 알키닐 기는 2-3개 탄소 원자를 내포하고, 그리고 일부 구체예에서 알키닐 기는 2개 탄소 원자를 내포한다. 대표적인 알키닐 기에는 에티닐, 2-프로피닐 (프로파르길), 1-프로피닐 등이 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "알콕시"는 산소 원자를 통해 모 분자에 부착되는, 앞서 정의된 바와 같은 알킬 기를 지칭한다. 알콕시의 실례에는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시, 네오펜톡시, 그리고 n-헥소시가 포함되지만 이들에 국한되지 않는다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "아실"은 카르보닐-내포 기능성, 예를 들면, -C(=O)R'을 지칭하고, 여기서 R'은 수소 또는 선택적으로 치환된 지방족, 헤테로지방족, 헤테로환상, 아릴, 헤테로아릴 기이거나, 또는 치환된 (가령, 수소 또는 지방족, 헤테로지방족, 아릴, 또는 헤테로아릴 모이어티로) 산소 또는 질소 내포 기능성 (가령, 카르복실산, 에스테르, 또는 아미드 기능성을 형성)이다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "아실옥시"는 산소 원자를 통해 모 분자에 부착된 아실 기를 지칭한다.
단독으로 또는 "아르알킬", "아르알콕시", 또는 "아릴옥시알킬"에서처럼 더욱 큰 모이어티의 일부로서 이용되는 용어 "아릴"은 총 5 내지 20개 고리 구성원을 갖는 단일환상과 다중환상 고리 시스템을 지칭하고, 여기서 상기 시스템 내에 적어도 하나의 고리는 방향족이고, 그리고 상기 시스템 내에 각 고리는 3 내지 12개 고리 구성원을 내포한다. 용어 "아릴"은 용어 "아릴 고리"와 교체가능하게 이용될 수 있다. 본 발명의 일정한 구체예에서, "아릴"은 하나 또는 그 이상의 치환기를 보유할 수 있는, 페닐, 비페닐, 나프틸, 안트라실 등이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 방향족 고리 시스템을 지칭한다. 방향족 고리가 하나 또는 그 이상의 추가의 고리에 융합되는 기, 예를 들면, 벤조푸라닐, 인다닐, 프탈리미딜, 나프티미딜, 페난트리디닐, 또는 테트라히드로나프틸 등 역시 본 명세서에서 이용된 바와 같은 용어 "아릴"의 범위 내에 포함된다. 일정한 구체예에서, 용어 "6- 내지 10-원 아릴" 및 "C6-10 아릴"은 페닐 또는 8- 내지 10-원 다중환상 아릴 고리를 지칭한다.
단독으로 또는 더욱 큰 모이어티, 예를 들면, "헤테로아르알킬", 또는 "헤테로아르알콕시"의 일부로서 이용되는 용어 "헤테로아릴"과 "헤테로아르-"는 5 내지 14개 고리 원자, 바람직하게는 5, 6, 또는 9개 고리 원자를 갖고; 환상 어레이에서 공유된 6, 10, 또는 14 π 전자를 갖고; 그리고 탄소 원자 이외에, 1 내지 5개 헤테로원자를 갖는 기를 지칭한다. 용어 "헤테로원자"는 질소, 산소, 또는 황을 지칭하고, 그리고 질소 또는 황의 임의의 산화된 형태, 그리고 염기성 질소의 임의의 4차화된 형태를 포함한다. 헤테로아릴 기에는 제한 없이, 티에닐, 푸라닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 옥사디아졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 티아디아졸릴, 피리딜, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 인돌리지닐, 푸리닐, 나프티리디닐, 벤조푸라닐 및 프테리디닐이 포함된다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "헤테로아릴"과 "헤테로아르-"은 또한, 헤테로방향족 고리가 하나 또는 그 이상의 아릴, 시클로지방족, 또는 헤테로시클릴 고리에 융합되는 기를 포함하고, 여기서 라디칼 또는 부착점은 헤테로방향족 고리 상에 있다. 무제한적 실례에는 인돌릴, 이소인돌릴, 벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 4H-퀴놀리지닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 테트라히드로퀴놀리닐, 테트라히드로이소퀴놀리닐, 그리고 피리도[2,3-b]-1,4-옥사진-3(4H)-온이 포함된다. 헤테로아릴 기는 단일- 또는 이중환상일 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은 용어 "헤테로아릴 고리", "헤테로아릴 기", 또는 "헤테로방향족"과 교체가능하게 이용될 수 있고, 이들 용어는 선택적으로 치환된 고리를 포함한다. 용어 "헤테로아르알킬"은 헤테로아릴에 의해 치환된 알킬 기를 지칭하고, 여기서 알킬과 헤테로아릴 부분은 독립적으로, 선택적으로 치환된다. 일정한 구체예에서, 용어 "5- 내지 10-원 헤테로아릴"은 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 3개 헤테로원자를 갖는 5- 내지 6-원 헤테로아릴 고리, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 4개 헤테로원자를 갖는 8- 내지 10-원 이중환상 헤테로아릴 고리를 지칭한다. 일정한 구체예에서, 용어 "5- 내지 12-원 헤테로아릴"은 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 3개 헤테로원자를 갖는 5- 내지 6-원 헤테로아릴 고리, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 4개 헤테로원자를 갖는 8- 내지 12-원 이중환상 헤테로아릴 고리를 지칭한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "헤테로환", "헤테로시클릴", "헤테로환상 라디칼", 그리고 "헤테로환상 고리"는 교체가능하게 이용되고, 그리고 포화되거나 부분적으로 포화되지 않고, 그리고 앞서 정의된 바와 같이, 탄소 원자 이외에, 하나 또는 그 이상, 바람직하게는 1 내지 4개 헤테로원자를 갖는 안정된 5- 내지 7-원 단일환상 또는 7-14-원 다중환상 헤테로환상 모이어티를 지칭한다. 헤테로환의 고리 원자에 관련하여 이용될 때, 용어 "질소"는 치환된 질소를 포함한다. 실례로서, 산소, 황 또는 질소에서 선택되는 0-3개 헤테로원자를 갖는 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 고리에서, 질소는 N (3,4-디히드로-2H-피롤릴의 경우에서처럼), NH (피롤리디닐의 경우에서처럼), 또는 NR (N-치환된 피롤리디닐의 경우에서처럼)일 수 있다. 일부 구체예에서, 용어 "3- 내지 7-원 헤테로환상"은 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 2개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 7-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 단일환상 헤테로환상 고리를 지칭한다. 일부 구체예에서, 용어 "3- 내지 12-원 헤테로환상"은 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1 내지 2개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 8-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 단일환상 헤테로환상 고리, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1-3개 헤테로원자를 갖는 7- 내지 12-원 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 다중환상 헤테로환상 고리를 지칭한다.
헤테로환상 고리는 안정된 구조를 발생시키는 임의의 헤테로원자 또는 탄소 원자에서 펜던트 기에 부착될 수 있고, 그리고 임의의 고리 원자가 선택적으로 치환될 수 있다. 이런 포화된 또는 부분적으로 포화되지 않은 헤테로환상 라디칼의 실례에는 제한 없이, 테트라히드로푸라닐, 테트라히드로티에닐, 피롤리디닐, 피롤리도닐, 피페리디닐, 피롤리닐, 테트라히드로퀴놀리닐, 테트라히드로이소퀴놀리닐, 데카히드로퀴놀리닐, 옥사졸리디닐, 피페라지닐, 디옥사닐, 디옥솔라닐, 디아제피닐, 옥사제피닐, 티아제피닐, 모르폴리닐, 그리고 퀴누클리디닐이 포함된다. 용어 "헤테로환", "헤테로시클릴", "헤테로시클릴 고리", "헤테로환상 기", "헤테로환상 모이어티", 그리고 "헤테로환상 라디칼"은 본 명세서에서 교체가능하게 이용되고, 그리고 헤테로시클릴 고리가 하나 또는 그 이상의 아릴, 헤테로아릴, 또는 시클로지방족 고리, 예를 들면, 인돌리닐, 3H-인돌릴, 크로마닐, 페난트리디닐, 또는 테트라히드로퀴놀리닐에 융합되는 기 역시 포함하고, 여기서 라디칼 또는 부착점은 헤테로시클릴 고리 상에 있다. 헤테로시클릴 기는 단일- 또는 이중환상일 수 있다. 용어 "헤테로시클릴알킬"은 헤테로시클릴에 의해 치환된 알킬 기를 지칭하고, 여기서 알킬과 헤테로시클릴 부분은 독립적으로, 선택적으로 치환된다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "부분적으로 포화되지 않은"은 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 고리 모이어티를 지칭한다. 용어 "부분적으로 포화되지 않은"은 다중 불포화 부위를 갖는 고리를 포함하는 것으로 의도되지만, 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아릴 또는 헤테로아릴 모이어티를 포함하는 것으로 의도되지 않는다.
본 명세서에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 "선택적으로 치환된" 모이어티를 내포할 수 있다. 일반적으로, 용어 "치환된"은 용어 "선택적으로"가 선행하는 지의 여부에 상관없이, 지정된 모이어티의 하나 또는 그 이상의 수소가 적절한 치환기로 대체된다는 것을 의미한다. 달리 지시되지 않으면, "선택적으로 치환된" 기는 상기 기의 각 치환가능 위치에서 적절한 치환기를 가질 수 있고, 그리고 소정의 구조에서 하나 이상의 위치가 특정된 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 때, 치환기는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 본 발명에 의해 구상되는 치환기의 조합은 바람직하게는, 안정된 또는 화학적으로 가능한 화합물의 형성을 결과하는 것들이다. 본 명세서에서 이용된 바와 같이, 용어 "안정된"은 본 명세서에서 개시된 목적 중에서 한 가지 또는 그 이상을 위한 생산, 검출, 그리고 일정한 구체예에서, 회수, 정제와 이용을 가능하게 하는 조건에 종속될 때 실질적으로 변하지 않는 화합물을 지칭한다.
"선택적으로 치환된" 기의 치환가능 탄소 원자 상에서 적절한 일가 치환기는 독립적으로 할로겐; -(CH2)0-4R°; -(CH2)0-4OR°; -O-(CH2)0-4C(O)OR°; -(CH2)0-4CH(OR°)2; -(CH2)0-4SR°; R°로 치환될 수 있는 -(CH2)0-4Ph; R°로 치환될 수 있는 -(CH2)0-4O(CH2)0-1Ph; R°로 치환될 수 있는 -CH=CHPh; -NO2; -CN; -N3; -(CH2)0-4N(R°)2; -(CH2)0-4N(R°)C(O)R°; -N(R°)C(S)R°; -(CH2)0-4N(R°)C(O)NR°2; -N(R°)C(S)NR°2; -(CH2)0-4N(R°)C(O)OR°; -N(R°)N(R°)C(O)R°; -N(R°)N(R°)C(O)NR°2; -N(R°)N(R°)C(O)OR°; -(CH2)0-4C(O)R°; -C(S)R°; -(CH2)0-4C(O)OR°; -(CH2)0-4C(O)N(R°)2; -(CH2)0-4C(O)SR°; -(CH2)0-4C(O)OSiR°3; -(CH2)0-4OC(O)R°; -OC(O)(CH2)0-4SR-, SC(S)SR°; -(CH2)0-4SC(O)R°; -(CH2)0-4C(O)NR°2; -C(S)NR°2; -C(S)SR°; -SC(S)SR°, -(CH2)0-4OC(O)NR°2; -C(O)N(OR°)R°; -C(O)C(O)R°; -C(O)CH2C(O)R°; -C(NOR°)R°; -(CH2)0-4SSR°; -(CH2)0-4S(O)2R°; -(CH2)0-4S(O)2OR°; -(CH2)0-4OS(O)2R°; -S(O)2NR°2; -(CH2)0-4S(O)R°; -N(R°)S(O)2NR°2; -N(R°)S(O)2R°; -N(OR°)R°; -C(NH)NR°2; -P(O)2R°; -P(O)R°2; -OP(O)R°2; -OP(O)(OR°)2; SiR°3; -(C1-4 직선 또는 가지형 알킬렌)O-N(R°)2; 또는 -(C1-4 직선 또는 가지형 알킬렌)C(O)O-N(R°)2이고, 여기서 각 R°은 하기에 정의된 바와 같이 치환될 수 있고, 그리고 독립적으로 수소, C1-8 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리이거나, 또는 상기 정의에도 불구하고, R°의 2개 독립된 발생은 그들의 개입 원자(들)와 서로 합쳐, 3-12-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 단일- 또는 다중환상 고리를 형성하고, 이것은 하기에 정의된 바와 같이 치환될 수 있다. R°(또는 R°의 2개 독립된 발생을 그들의 개입 원자와 서로 합침으로써 형성된 고리) 상에서 적절한 일가 치환기는 독립적으로 할로겐, -(CH2)0-2R●, -(할로R●), -(CH2)0-2OH, -(CH2)0-2OR●, -(CH2)0-2CH(OR●)2; -O(할로R●), -CN, -N3, -(CH2)0-2C(O)R●, -(CH2)0-2C(O)OH, -(CH2)0-2C(O)OR●, -(CH2)0-4C(O)N(R°)2; -(CH2)0-2SR●, -(CH2)0-2SH, -(CH2)0-2NH2, -(CH2)0-2NHR●, -(CH2)0-2NR● 2, -NO2, -SiR● 3, -OSiR● 3, -C(O)SR● , -(C1 -4 직선 또는 가지형 알킬렌)C(O)OR●, 또는 -SSR●이고, 여기서 각 R●은 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우에, 단지 하나 또는 그 이상의 할로겐으로만 치환되고, 그리고 C1 -4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리에서 독립적으로 선택된다. R°의 포화된 탄소 원자 상에서 적절한 이가 치환기에는 =O와 =S가 포함된다.
"선택적으로 치환된" 기의 포화된 탄소 원자 상에서 적절한 이가 치환기에는 하기가 포함된다: =O, =S, =NNR* 2, =NNHC(O)R*, =NNHC(O)OR*, =NNHS(O)2R*, =NR*, =NOR*, -O(C(R* 2))2-3O-, 또는 -S(C(R* 2))2-3S-, 여기서 R*의 각 독립된 발생은 수소, 하기에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 또는 치환되지 않은 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리에서 선택된다. "선택적으로 치환된" 기의 근접 치환가능 탄소에 결합되는 적절한 이가 치환기에는 -O(CR* 2)2-3O-가 포함되고, 여기서 R*의 각 독립된 발생은 수소, 하기에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 또는 치환되지 않은 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리에서 선택된다.
R*의 지방족 기 상에서 적절한 치환기에는 할로겐, -R●, -(할로R●), -OH, -OR●, -O(할로R●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR●, -NH2, -NHR●, -NR● 2, 또는 -NO2가 포함되고, 여기서 각 R●는 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우에, 단지 하나 또는 그 이상의 할로겐으로만 치환되고, 그리고 독립적으로 C1 -4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리이다.
"선택적으로 치환된" 기의 치환가능 질소 상에서 적절한 치환기에는 -R†, -NR† 2, -C(O)R†, -C(O)OR†, -C(O)C(O)R†, -C(O)CH2C(O)R†, -S(O)2R†, -S(O)2NR† 2, -C(S)NR† 2, -C(NH)NR† 2, 또는 -N(R†)S(O)2R†이 포함된다; 여기서 각 R†는 독립적으로 수소, 하기에 정의된 바와 같이 치환될 수 있는 C1 -6 지방족, 치환되지 않은 -OPh, 또는 치환되지 않은 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리이거나, 또는 상기 정의에도 불구하고, R†의 2개 독립된 발생은 그들의 개입 원자(들)와 서로 합쳐, 치환되지 않은 3-12-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 단일- 또는 이중환상 고리를 형성한다.
R†의 지방족 기 상에서 적절한 치환기는 독립적으로 할로겐, -R●, -(할로R●), -OH, -OR●, -O(할로R●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR●, -NH2, -NHR●, -NR● 2, 또는 -NO2이고, 여기서 각 R●은 치환되지 않거나, 또는 "할로"가 선행하는 경우에, 단지 하나 또는 그 이상의 할로겐으로만 치환되고, 그리고 독립적으로 C1 -4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5-6-원 포화된, 부분적으로 포화되지 않은, 또는 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-4개 헤테로원자를 갖는 아릴 고리이다.
치환기가 본 명세서에서 기술될 때, 용어 "라디칼" 또는 "선택적으로 치환된 라디칼"이 때때로 이용된다. 이러한 문맥에서, "라디칼"은 치환기가 결합되는 구조에 부착을 위한 가용한 위치를 갖는 모이어티 또는 기능기를 의미한다. 일반적으로, 부착점은 치환기가 치환기 대신에 독립된 중성 분자이면, 수소 원자를 보유할 것이다. 이러한 문맥에서, 용어 "라디칼" 또는 "선택적으로-치환된 라디칼"은 따라서, "기" 또는 "선택적으로-치환된 기"와 교체가능하다.
일정한 구체예의 상세한 설명
다중-층 산물을 산출하는 공압출 또는 적층은 포장 적용을 위한 높은 방벽 성질을 갖는 필름을 획득하는데 전형적으로 이용된다. 3 내지 5 층, 때때로 9 층까지 원하는 성질을 갖는 필름을 생산하는데 이용된다. 하지만, 다중-층 산물은 높은 자본 투자 및 복잡한 공정 제어를 필요로 한다. 본 발명은 더욱 높은 방벽 성질을 갖는 단일 배합체 폴리머가 포장의 복잡성을 유의미하게 감소시킬 수 있지만, EVOH와 같은 통상적으로 이용되는 산소 방벽 폴리머의 낮은 습기 민감성으로 인하여, 이들이 2개의 폴리올레핀 층 사이에 매입 (embedding)되어야 한다는 인식을 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 에폭시드/CO2 코폴리머 및 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀을 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 제시한다. 이들 신규한 재료는 당분야에서 지금까지 알려진 바가 없다. 임의의 이론에 의해 한정되거나, 또는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 이것은 폴리올레핀이 가공처리되고 압출되는 가공처리 온도에서 기존의 상업적으로 구입가능한 지방족 폴리카보네이트의 부적합성에 기인하는 것으로 생각된다. 이런 이유로, 본 발명은 그 중에서도 특히, 이전에 알려지지 않은 문제점의 근원의 확인을 제시한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 향상된 열 가공처리 특성을 갖는 지방족 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 제시한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 APC 및 하나 또는 그 이상의 추가 폴리머의 배합체를 포함하고, 여기서 APC는 배합체의 적어도 70 중량 퍼센트를 구성한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95 중량 퍼센트 APC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 또한, 약 30 중량 퍼센트까지의 하나 또는 그 이상의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 약 20 이하, 약 10 이하 또는 약 5 이하 중량 퍼센트의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 약 1 내지 약 10 중량 퍼센트의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 약 5 중량 퍼센트의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 소량의 결정성 또는 반결정성 폴리머가 APC와 배합되면, 무정형 APC를 포함하는 필름을 스트레칭 (stretching)하는 것이 필름의 신장 성질 (elongation property)을 상당히 향상시킬 수 있다는 인식을 포함한다. 이런 향상이 주로 또는 완전히 반결정성 또는 결정성 폴리머로부터 만들어진 필름에 대해 알려져 있긴 하지만, 주로 무정형 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 필름의 신장 성질이 이러한 방법에 의해 향상된다는 것은 거의 예상치 못한 것인데, 그 이유는 완전한 무정형 폴리머가 이축 스트레칭 및 관련된 방법으로부터 이익을 얻지 못하는 것으로 알려져 있기 때문이다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 APC 및 반결정성 폴리머, 예를 들면, 폴리올레핀의 배합체를 포함하는 물질의 조성물을 제공하고, 여기서 APC는 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95 중량 퍼센트 무정형 APC 및 30 이하, 20 이하, 10 이하 또는 5 이하 중량 퍼센트의 반결정성 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 조성물은 100% 이상의 EB 치수를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 이런 조성물로부터 만들어진 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 이런 조성물을 포함하는 포장 재료를 포함한다.
다른 양상에서, 본 발명은 APC 조성물의 EB를 증가시키는 방법을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 방법은 APC를 제공하는 단계, APC를 30 중량 퍼센트 또는 그 이하의 반결정성 폴리머와 배합하는 단계, 그리고 배합된 폴리머 혼합물을 스트레칭하는 단계를 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체는 배합되지 않은 APC와 비교하여 예상치 않게 증가된 EB 값을 갖는다. 이런 증가된 EB 값은 일정한 구체예의 배합체에서 상대적으로 소량의 다른 폴리머를 고려하면, 특히 예상치 못한 것이다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 APC 배합체는 상응하는 배합되지 않은 APC 조성물보다 적어도 3배 높은 EB 값을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 배합체의 EB 값은 배합되지 않은 APC의 EB 값의 5배 이상, 8배 이상 또는 10배 이상이다.
일정한 구체예에서, 배합체의 EB 값은 약 2 또는 그 이상의 인수로, 배합되지 않은 폴리머 성분의 EB 값의 가중 평균 (weighted average)을 능가한다. 가령, 배합체가 20%의 EB 값을 갖는 90%의 APC, 그리고 200%의 EB 값을 갖는 10%의 LDPE 조성물로 구성되면, 90:10 혼합물에 기초된 EB의 가중 평균은 38%인 반면, 본 발명의 전술한 구체예에 따른 배합체는 적어도 약 76%의 EB를 가질 것이다. 일정한 구체예에서, 배합체의 EB 값은 약 3 또는 그 이상, 약 4 또는 그 이상, 약 5 또는 그 이상, 또는 약 10 또는 그 이상의 인수로, 배합되지 않은 폴리머 성분의 EB 값의 가중 평균을 능가한다. 일정한 구체예에서, 배합체의 EB 값은 배합되지 않은 폴리머 성분 중에서 어느 한쪽의 EB 값을 능가한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 APC 배합체는 배합체의 EB를 증가시키는 스트레칭 과정에 종속되는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 스트레칭된 배합체의 EB 값은 상응하는 스트레칭되지 않은 배합체의 EB 값의 2배 이상, 3배 이상, 5배 이상 또는 10배 이상이다. 일정한 구체예에서, 스트레칭된 배합체의 EB 값은 동일한 스트레칭에 종속될 때, 상응하는 순수한 APC의 EB 값의 2배 이상, 3배 이상, 5배 이상 또는 10배 이상이다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체 내에 존재하는 APC는 첨부된 부록 1, 부록 2, 또는 부록 3에서 개시된 것들 중에서 한 가지이다. 이들 부록에서 정의는 독립적으로 판단되는 것으로 이해된다. 가령, 한 부록에서 R 기의 정의는 다른 부록 또는 본 명세서의 본문에서, 상응하게 지정된 R 기와 상이할 수 있다: 이런 경우에, 이들 정의는 각 부록에 독립적이고 특유한 것으로 간주된다. 따라서 한 부록에서 R-기에 대한 한정은 본 명세서에서 제공된 임의의 정의를 한정하는 것으로 반드시 의도되지 않고, 반대의 경우도 마찬가지다.
일부 구체예에서, 본 발명은 배합체의 방벽 성질 (가령, 산소 방벽 또는 물 방벽)이 개별 성분의 방벽 성질의 가중 평균에 기초하여 예측된 것보다 훨씬 우수한 것으로 특징되는 두 번째 폴리머와 지방족 폴리카보네이트의 혼합물을 제시한다.
일정한 구체예에서, 낮은 산소 투과성을 갖는 폴리머와 구조적 폴리머는 구조적 폴리머보다 더욱 낮은 산소 투과성 및 방벽 폴리머보다 더욱 우수한 구조적 성질을 갖는 폴리머 배합체에 합동된다. 일정한 구체예에서, 방벽 폴리머는 지방족 폴리카보네이트이다. 방벽 폴리머는 더욱 바람직하게는, 이산화탄소 및 하나 또는 그 이상의 에폭시드로부터 유래된 지방족 폴리카보네이트이다. 일부 구체예에서, 방벽 폴리머는 폴리(프로필렌 카보네이트)이다. 일부 구체예에서, 방벽 폴리머는 폴리(에틸렌 카보네이트)이다. 일부 구체예에서, 방벽 폴리머는 폴리(에틸렌-코-프로필렌 카보네이트)이다. 구조적 폴리머는 바람직하게는 폴리올레핀이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 낮은-밀도 폴리에틸렌 (LDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 선형 낮은-밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 높은-밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 폴리프로필렌 (PP)이다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 식품 포장에서 이용을 위한 필름이다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 감소된 취성 (brittleness)을 갖는 APC 조성물을 제시한다. 폴리머의 유연성은 종종, 신장-대-파단 (EB)을 측정함으로써 평가된다. 이것은 전형적으로, 벌크 조성물의 경우에 ASTM D638 또는 필름의 경우에 ASTM D882를 이용하여 측정되고, 그리고 본래 샘플 길이의 백분율로서 보고된다. 다수의 기존 보고서에서, PPC는 50% 이하, 그리고 종종, 단지 몇 퍼센트 정도의 낮은 EB 값을 보인다. 본 출원인은 상대적으로 소량의 반결정성 폴리머 (가령, 폴리올레핀, 예를 들면, LDPE)를 통합하는 APC의 배합체를 만드는 것이 가능하고, 이것이 예상치 않게 향상된 EB 성질을 갖는다는 것을 발견하였다. 일정한 구체예에서, 성질에서 향상은 배합체로부터 만들어진 필름을 스트레칭한 이후 관찰된다. 일정한 구체예에서, 배합되고 스트레칭된 필름의 EB 대 APC 단독으로부터 만들어진 유사한 필름의 EB의 비율은 3:1 이상, 그리고 일부 경우에 10:1 이상이다.
본 발명의 개시가 제시된 조성물의 한 가지 특징을 기술하는 경우에, 상기 개시는 단독으로 및 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 다른 특성과 공동으로, 이런 개별 특성을 갖는 조성물을 포함하는 것으로 인지될 것이다.
I) 지방족 폴리카보네이트
일부 구체예에서, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머와 공동으로 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 제시한다. 일정한 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 이산화탄소 및 하나 또는 그 이상의 에폭시드의 공중합으로부터 유래된다. 일정한 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC), 폴리(에틸렌 카보네이트) PEC, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트), 그리고 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된다.
일정한 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트 (APC)는 압출된 폴리머 배합체 내에서 폴리올레핀의 양과 대략 동등하거나 이보다 적은 양으로 존재한다. 일정한 다른 구체예에서, 압출된 폴리머 배합체는 폴리올레핀보다 APC를 많이 내포한다. 일부 구체예에서, 배합체는 2개 또는 그 이상의 폴리올레핀 재료를 포함한다. 일부 구체예에서, 배합체는 추가의 성분, 예를 들면, 화합제, 가공처리 첨가제, 색소, 충전제 등을 더욱 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 APC 배합체는 하기 구조를 갖는 일차 반복 단위를 갖는 하나 또는 그 이상의 APC를 포함한다:
Figure pct00003
,
여기서 R1, R2, R3, 그리고 R4는 폴리머 사슬 내에 각 발생에서, 독립적으로 -H, 플루오르, 선택적으로 치환된 C1-40 지방족 기, 선택적으로 치환된 C1-20 헤테로지방족 기, 그리고 선택적으로 치환된 아릴 기로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R1, R2, R3, 그리고 R4 중에서 임의의 2개 또는 그 이상은 선택적으로 개입 원자와 서로 합쳐, 하나 또는 그 이상의 헤테로원자를 선택적으로 내포하는 하나 또는 그 이상의 선택적으로 치환된 고리를 형성할 수 있다.
일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내로 통합된 APC 폴리머의 반복 단위 내에 각
Figure pct00004
는 독립적으로 하기와 같이 구성된 군에서 선택된다:
Figure pct00005

여기서 각 Rx는 독립적으로, C1-20 지방족, C2-20 헤테로지방족, 3- 내지 14-원 탄소환상, 6- 내지 10-원 아릴, 5- 내지 10-원 헤테로아릴, 그리고 3- 내지 12-원 헤테로환상으로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기이다.
일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내로 통합된 APC 폴리머의 반복 단위 내에 각
Figure pct00006
는 독립적으로 하기와 같이 구성된 군에서 선택된다:
Figure pct00007
,
여기서 Rx는 앞서 정의되고 본 명세서에서 부류와 하위부류에서 기술된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC), 폴리(에틸렌 카보네이트) (PEC), 폴리(부틸렌 카보네이트) (PBC), 폴리(시클로헥센 카보네이트) (PCHC), 폴리(1,2 헥센 카보네이트) (PHC), CO2와 에피클로로히드린 또는 글리시돌 에테르 또는 에스테르의 코폴리머, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 혼합물 또는 코폴리머로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 PPC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 PEC를 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 이산화탄소 및 하나 또는 그 이상의 에폭시드의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, APC는 이산화탄소와 산화에틸렌의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, APC는 이산화탄소와 산화프로필렌의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, APC는 이산화탄소와 산화시클로헥센의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, APC는 이산화탄소와 산화시클로펜텐의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, APC는 이산화탄소와 산화 3-비닐 시클로헥산의 코폴리머를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 산화에틸렌, 산화 1,2-부텐, 산화 2,3-부텐, 산화시클로헥센, 산화 3-비닐 시클로헥센, 에피클로로히드린, 글리시딜 에스테르, 글리시딜 에테르, 산화스티렌, 그리고 고급 알파 올레핀의 에폭시드로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 추가의 에폭시드와 함께, 이산화탄소와 산화프로필렌의 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 터폴리머는 산화프로필렌으로부터 유래되는 다수의 반복 단위 및 하나 또는 그 이상의 추가의 에폭시드로부터 유래되는 더욱 적은 양의 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 약 50% 내지 약 99.5% 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 60% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 75% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 80% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 85% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 90% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 95% 이상의 산화프로필렌-유래된 반복 단위를 내포한다.
일정한 구체예에서, 본 명세서에서 기술된 배합체 내에 존재하는 APC는 산화프로필렌, 산화 1,2-부텐, 산화 2,3-부텐, 산화시클로헥센, 산화 3-비닐 시클로헥센, 에피클로로히드린, 글리시딜 에스테르, 글리시딜 에테르, 산화스티렌, 그리고 고급 알파 올레핀의 에폭시드로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 추가의 에폭시드와 함께, 이산화탄소와 산화에틸렌의 터폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 터폴리머는 산화에틸렌으로부터 유래되는 다수의 반복 단위 및 하나 또는 그 이상의 추가의 에폭시드로부터 유래되는 더욱 적은 양의 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 약 50% 내지 약 99.5% 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 약 60% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 75% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 80% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 85% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 90% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다. 일정한 구체예에서, 터폴리머는 95% 이상의 산화에틸렌-유래된 반복 단위를 내포한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체 내에 존재하는 APC는 예로써, 조성물 내에 사슬당 반복 단위의 평균 숫자를 나타내는 중합도 (degree of polymerization, DP)에 의해 표현될 때 상대적으로 높은 분자량을 갖는다. 바람직하게는, APC의 중합도는 사슬이 높은 얽힘 정도 (degree of entanglement)를 가질 만큼 충분히 높다. 일정한 구체예에서, APC는 약 100 초과의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 200 초과의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 500 초과의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 1,000 초과의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 500 내지 약 5,000의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 1,000 내지 약 4,000의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 1,000 내지 약 3,000의 DP를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 약 5,000 이하의 DP를 갖는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 배합체가 PPC를 포함하는 경우에, PPC는 약 40,000 g/mol 초과의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 80,000 g/mol 초과의 Mn을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 100,000 내지 약 500,000 g/mol의 Mn을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 100,000 내지 약 300,000 g/mol의 Mn을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 150,000 내지 약 250,000 g/mol의 Mn을 갖는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체 내에 존재하는 APC는 높은 백분율의 카보네이트 연쇄 및 낮은 함량의 에테르 연쇄를 내포하는 실질적으로 교대하는 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체 내에 존재하는 APC는 조성물 내에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 배합체가 PPC를 포함하는 경우에, PPC는 99% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 낮은 에테르 연쇄 함량을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 예로써, NMR 분광학에 의해 측정될 때, 본질적으로 에테르 연쇄를 갖지 않는 것으로 특징된다.
임의의 이론에 의해 한정되거나, 또는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 일부 경우에, 유의미한 비율의 에테르 연쇄를 내포하는 선행 기술 APC 조성물은 완벽하게 교대하는 폴리머의 EB 값에 비하여 향상된 EB 값을 갖는 것으로 생각된다. 그럼에도 불구하고, 이런 에테르 연쇄의 존재를 회피하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 이유는 이들이 조성물의 유리 전이 온도를 낮추거나, 이의 가스 방벽 성질을 낮추거나, 또는 다른 바람직하지 않은 결과를 가질 수 있기 때문이다. 이런 이유로, 일정한 구체예에서, 본 발명은 낮은 에테르 연쇄 함량을 갖는 APC 조성물의 EB 값을 증가시키는 방법을 제시한다.
일정한 구체예에서, 배합체가 PEC를 포함하는 경우에, PEC는 약 85% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PEC는 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 98% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PEC는 낮은 에테르 연쇄 함량을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PEC는 예로써, NMR 분광학에 의해 측정될 때, 본질적으로 에테르 연쇄를 갖지 않는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 제시된 배합체에 이용되는 APC는 좁은 분자량 분포를 갖는 것으로 특징된다. 이것은 지방족 폴리카보네이트 폴리머의 다분산 지수 (PDI)에 의해 지시될 수 있다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 2 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 1.8 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 1.5 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 1.4 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 약 1.0 내지 1.2의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 APC는 약 1.0 내지 1.1의 PDI를 갖는다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체에서 이용되는 APC가 단일-치환된 에폭시드 (가령, 예로써 산화프로필렌, 산화 1,2-부틸렌, 에피클로로히드린, 에폭시화된 알파 올레핀 등)로부터 유래되는 경우에, 지방족 폴리카보네이트는 위치규칙적인 것으로 특징된다. 위치규칙성은 폴리머 사슬 내에서 머리-대-꼬리 배열로 배향되는 이웃한 단위체 단위의 백분율로서 표현될 수 있다. 일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 조성물에서 지방족 폴리카보네이트 사슬은 약 80% 이상의 머리-대-꼬리 함량을 갖는다. 일정한 구체예에서, 머리-대-꼬리 함량은 약 85% 이상이다. 일정한 구체예에서, 머리-대-꼬리 함량은 약 90% 이상이다. 일정한 구체예에서, 머리-대-꼬리 함량은 약 91% 이상, 약 92% 이상, 약 93% 이상, 약 94% 이상, 또는 약 95% 이상이다. 일정한 구체예에서, 폴리머의 머리-대-꼬리 함량은 1H 또는 13C NMR 분광학에 의해 측정된다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체에서 이용되는 APC는 낮은 또는 제로 함량의 환상 카보네이트를 갖는 것으로 특징된다. 환상 카보네이트는 통상적으로 에폭시드 CO2 공중합 동안 부산물로서 형성되고 화학식:
Figure pct00008
을 갖는다. 2 내지 5개 반복 단위를 내포하는 고급 환상 올리고머 역시 일반적으로 정도가 덜하긴 하지만, 형성될 수 있다. 임의의 이론에 의해 한정되거나, 또는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 이런 환상 부산물의 존재는 가소화제로서 기능하고, 따라서 일정한 선행 기술 APC 조성물에서 관찰되는 취성을 낮출 수 있는 것으로 생각된다. 그 중에서도 특히, 본 발명은 이런 불순물이 실질적으로 없는 APC 배합체를 제시하는 것을 목적으로 하는데, 그 이유는 이들 소형 분자가 폴리머 조성물로부터 이동하여 바람직하지 않은 오염을 유발하거나, 또는 환상 불순물의 함량이 감소함에 따라서 시간의 흐름에서 APC 조성물의 취성에서 증가를 유발하기 때문이다. 이런 이유로, 일정한 구체예에서, 본 발명은 무시할 수 있는 환상 카보네이트 함량을 갖는 APC 조성물의 EB 값을 증가시키는 방법을 제시한다.
일정한 구체예에서, 제시된 배합체 내에 존재하는 APC는 약 5 이하 중량 퍼센트의 환상 카보네이트 함량을 갖는다. 일정한 구체예에서, 환상 카보네이트 함량은 약 3 이하, 약 2 이하, 또는 약 1 이하 중량 퍼센트이다. 일정한 구체예에서, 제시된 배합체 내에 존재하는 APC는 예로써, APC 조성물의 1H NMR 스펙트럼 또는 IR 흡수 스펙트럼의 조사에 의해 측정될 때, 본질적으로 환상 카보네이트를 내포하지 않는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 제시된 배합체 내에 존재하는 APC는 실질적으로 무정형인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, APC는 순수한 배합되지 않은 상태에서, 예로써 디지털 주사 열량측정법 (digital scanning calorimetry, DSC)을 이용하여 측정될 때, 융점을 나타내지 않는 것으로 특징된다.
a) 폴리(프로필렌 카보네이트)
폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC)는 Inoue 등에 의해 처음 합성된 1960년대 후반 이후로 공지된 폴리머이다 최근까지, 고분자량 PPC는 산화프로필렌과 CO2를 공중합하는 아연 카르복실레이트 촉매를 이용하여 주로 합성되어 왔다. 결과의 재료는 집중적인 조사의 중심이었고, 그리고 여러 기업에서 범용 열가소성 물질로서 재료에 대한 적용을 탐구하였다. 현재까지, PPC는 PPC의 크린 열 분해 (clean thermal decomposition)가 유리한 적용에서 희생 폴리머로서만 상업화되었다. 열가소성 적용을 위한 상기 재료의 상업화는 불량한 열과 가공처리 성질에 의해 복잡해졌다. 최근에, CO2와 에폭시드의 공중합을 위한 전이 금속 복합체가 개발되긴 했지만, 본 발명의 개시 이전에, 이런 복합체는 향상된 PPC 재료의 제조에서 완전하게 활용 및/또는 최적화되지 못하였다.
일부 구체예에서, 본 발명은 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC) 및 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 폴리머 배합체를 제시한다. 일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체는 부록 A에서 하나 또는 그 이상의 PPC 조성물을 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체는 약 200℃ 초과의 열 안정성을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 가령, 도 1에서는 200℃에서 유지된 PPC의 2가지 샘플의 시간의 흐름에서 질량을 도시한다. 확인할 수 있는 바와 같이, 아연-기초된 촉매로 생산된 선행 기술 PPC 15는 구조적으로 정확한 PPC 10보다 더욱 높은 속도로 질량을 상실한다. 이러한 행태는 전형적인 폴리올레핀 압출 온도에서 선행 기술 PPC의 가공처리를 불가능하게 만든다. 하기 실시예로부터 확인되는 바와 같이, 이런 공압출은 구조적으로 정확한 PPC를 이용하면 예상치 않게 성공적이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 1.7 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 1.1 내지 약 1.5의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 1.2 내지 약 1.4의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 1.2 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 1.1의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 4:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 5:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 10:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 약 100:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 카보네이트 연쇄의 백분율이 평균적으로 85% 또는 그 이상인 것으로 특징되는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 90% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 91% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 92% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 93% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 94% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 95% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 96% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 97% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 98% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99.5% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 에테르 연쇄가 1H 또는 13C NMR에 의해 검출되지 않는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 9:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 6:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 5% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 20:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.3 이하의 PDI, 2% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체는 하기와 같이 구성된 군에서 선택되는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다:
i) 약 50,000 g/mol 내지 약 500,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 적어도 95% 카보네이트 연쇄, 그리고 5% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
ii) 약 75,000 g/mol 내지 약 300,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 적어도 95% 카보네이트 연쇄, 그리고 5% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
iii) 약 100,000 g/mol 내지 약 250,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 적어도 95% 카보네이트 연쇄, 그리고 5% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
iv) 약 150,000 g/mol 내지 약 210,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 적어도 95% 카보네이트 연쇄, 그리고 5% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
v) 약 180,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 적어도 95% 카보네이트 연쇄, 그리고 5% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
vi) 약 150,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 적어도 99% 카보네이트 연쇄, 그리고 2% 이하의 환상 에테르 함량을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
vii) 약 150,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 적어도 99% 카보네이트 연쇄, 2% 이하의 환상 에테르 함량, 그리고 적어도 85%의 머리-대-꼬리 비율을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
viii) 약 150,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 적어도 99% 카보네이트 연쇄, 2% 이하의 환상 에테르 함량, 그리고 35℃ 이상의 Tg를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트);
ix) 약 150,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 적어도 99% 카보네이트 연쇄, 2% 이하의 환상 에테르 함량, 그리고 37℃ 이상의 Tg를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트); 그리고
x) 약 150,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 평균 분자량 수, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 적어도 99% 카보네이트 연쇄, 2% 이하의 환상 에테르 함량, 그리고 40℃ 이상의 Tg를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트).
b) 폴리(에틸렌 카보네이트)
일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체는 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체는 약 85% 이상 또는 약 90% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 배합체는 부록 B에서 기술된 PEC 조성물 중에서 한 가지 또는 그 이상을 포함한다.
c) 기타 지방족 폴리카보네이트
일정한 구체예에서, 본 발명의 압출된 폴리머 배합체는 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 이런 폴리머는 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 함께 CO2로부터 유래되는 터폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 무작위 코폴리머이다. 다른 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 테이퍼드 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 블록 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 약 0.5% 내지 약 99.5% 범위에서 변하는 EO 대 PO의 비율을 내포한다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 순수한 폴리카보네이트에 대해 부록 A & B에서 기술된 것들과 유사한 특징을 갖는다.
II) 배합체의 비-APC 성분
앞서 기술된 지방족 폴리카보네이트에 더하여, 본 발명의 조성물은 하나 또는 그 이상의 추가 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 추가 폴리머는 결정성 또는 반결정성인 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 배합체에 이용되는 결정성 또는 반결정성 폴리머는 약 250℃ 미만의 온도에서 압출될 수 있는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 배합체에 이용되는 결정성 또는 반결정성 폴리머는 약 220℃, 약 200℃, 또는 약 180℃ 미만의 온도에서 압출될 수 있는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체의 비-APC 성분은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 그리고 폴리아미드로 구성된 군에서 선택되는 결정성 또는 반결정성 폴리머이다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체에서 결정성 또는 반결정성 폴리머는 폴리올레핀을 포함한다. 이들 구체예 중에서 일부에서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 또는 이들의 서로 간에 또는 다른 비-APC 폴리머와의 배합체이다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 및/또는 프로필렌과 고급 올레핀의 코폴리머, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 혼합물로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, 배합체는 폴리에틸렌을 포함한다. 일정한 구체예에서, 배합체는 폴리프로필렌을 포함한다. 일정한 구체예에서, 배합체는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)), 폴리프로필렌 호모폴리머, 코폴리머, 예를 들면, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌-부텐, 그리고 이들의 변이체를 포함한다. 기능화된 에틸렌 폴리머 (가령, 무수물 그라프트된 폴리에틸렌)뿐만 아니라 에틸렌 코폴리머 (가령, 에틸렌 아크릴레이트 코폴리머) 역시 이용될 수 있다.
임의의 이론에 의해 한정되거나, 또는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 일부 구체예에서, LDPE는 충실하게 작동하는 것으로 생각되는데, 그 이유는 이것이 필름의 용융 강도와 장출성 (stretchability)을 향상시키는 분기 (branching)를 갖기 때문이다. 일정한 구체예에서, 이것은 구조 내에 긴 사슬 가지의 존재에 관련된 높은 신장 점도 (elongational viscosity)에 기인할 수 있다. 이러한 지식을 이용하여, 본 발명의 일부 구체예는 이들 성질을 갖는 폴리올레핀을 우선적으로 통합한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 배합체에서 비-APC 폴리머는 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록시부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 그리고 이들의 서로 간에 또는 다른 비-APC 폴리머와의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택된다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 배합체에서 결정성 또는 반결정성 폴리머는 폴리에스테르를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리에스테르는 폴리유산 (PLA), 폴리(3-히드록시 부티레이트) PHB, 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리부틸렌 숙시네이트 (PBS), 폴리(3-히드록시 프로피오네이트), 폴리프로피올락톤 및 이들의 혼합물 또는 코폴리머로 구성된 군에서 선택된다.
일반적으로, 본 명세서에서 기술된 폴리카보네이트의 경우에, 배합체는 탄성 물질 (elastomer), 열가소성 물질 (thermoplastic), 또는 열경화성 물질 (thermoset)이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 다른 폴리머로 제조될 수 있다. 탄성 물질은 일반적으로, Tg (유리 전이 온도)와 Tm (융점)이 만약 존재하면, 약 20℃인 것으로 통상적으로 간주되는 주위 온도 미만인 폴리머이다. 열가소성 물질은 Tg 및/또는 Tm이 주위 온도이거나 주위 온도 초과인 폴리머이다. 배합체는 적절한 기구, 예를 들면, 단일 또는 이축 스크류형 압출기에서, 당업자에게 공지된 임의의 통상적인 기술, 예를 들면, 용해 배합 (solution blending) 또는 용융 배합 (melt blending)에 의해 만들어질 수 있다.
폴리카보네이트 폴리머 배합체는 거의 모든 종류의 탄성 물질, 예를 들면, 에틸렌-프로필렌 (EP), 에틸렌-프로필렌-디엔 (EPDM), 스티렌-부타디엔 (SBR), 천연 고무, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 네오프렌, 부틸 고무, 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머, 분절화된 폴리에스테르-폴리에테르 코폴리머, 탄성 폴리우레탄, 염소화된 또는 클로로술폰화 폴리에틸렌, (퍼)플루오르화 탄성 물질, 예를 들면, 플루오르화비닐리덴의 코폴리머, 헥사플루오르프로필렌, 테트라플루오르에틸렌, 테트라플루오르에틸렌과 퍼플루오르(메틸 비닐 에테르)의 코폴리머, 그리고 테트라플루오르에틸렌과 프로필렌의 코폴리머로 만들어질 수 있다.
본 명세서에서 기술된 폴리카보네이트와의 배합에 유용한 적절한 열가소성 물질에는 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(유산) (PLA), 폴리(3-히드록시부티레이트) (P3HB), 폴리(4-히드록시부티레이트) (P4HB), 폴리(히드록시 발레레이트) (PHV), 폴리(3-히드록시 프로피오네이트) (P3HP), 폴리히드록시옥타노에이트 (PHO), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 그리고 폴리(에틸렌 아디페이트), 기타 폴리카보네이트, 예를 들면, 방향족 폴리카보네이트, 그리고 기타 지방족 폴리카보네이트, 예를 들면, 폴리(에틸렌 카보네이트), 폴리(부틸렌 카보네이트), 폴리(시클로헥산 카보네이트), 폴리(리모넨 카보네이트) 및 CO2와 임의의 2개 또는 그 이상의 에폭시드의 터폴리머; 폴리아미드, 예를 들면, 나일론-6, 나일론-6,6, 나일론-12, 나일론-12,12, 나일론-11, 그리고 헥사메틸렌 디아민, 아디프산과 테레프탈산의 코폴리머; 플루오르화된 폴리머, 예를 들면, 에틸렌과 플루오르화 비닐리덴의 코폴리머, 테트라플루오르에틸렌과 헥사플루오르프로필렌의 코폴리머, 테트라플루오르에틸렌과 퍼플루오르(알킬 비닐 에테르), 예를 들면, 퍼플루오르(프로필 비닐 에테르), 그리고 폴리(비닐 플루오르화물)의 코폴리머; 기타 할로겐화된 폴리머, 예를 들면, 폴리(비닐 염화물)과 폴리(비닐리덴 염화물) 및 이의 코폴리머; 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 그리고 이들의 코폴리머; (메트)아크릴 폴리머, 예를 들면, 폴리(메틸 메트아크릴레이트)와 이의 코폴리머; 올레핀, 예를 들면, 에틸렌의 다양한 (메트)아크릴 단위체, 예를 들면, 알킬 아크릴레이트, (메트)아크릴산과 이의 이오노머 (ionomer), 그리고 글리시딜 (메트)아크릴레이트)와의 코폴리머; 방향족 폴리에스테르, 예를 들면, 비스페놀 A와 테레프탈산 및/또는 이소프탈산의 코폴리머; 그리고 액상 결정성 폴리머, 예를 들면, 방향족 폴리에스테르 또는 방향족 폴리(에스테르-아미드)가 포함된다. 다른 적절한 배합 폴리머에는 폴리에테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜, 폴리페닐 에테르, 그리고 폴리옥시메틸렌이 포함된다.
본 발명에서 개시된 모든 압출된 폴리머 배합체는 탄성 물질 및 열가소성 물질에 정상적으로 첨가되는 다양한 첨가제와 선택적으로 혼합될 수 있다 [예로써, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd Ed. vol. 14, p. 327-410을 참조한다]. 가령, 강화성, 비-강화성 및 전도성 충전제, 예를 들면, 카본 블랙, 유리 섬유, 유기 재료, 예를 들면, 전분과 목분, 무기물, 예를 들면, 점토, 운모와 활석, 유리구, 황산바륨, 산화아연, 탄소 섬유, 그리고 아라미드 섬유 또는 파이브리드가 이용될 수 있다. 항산화제, 오존분해방지제, 색소, 염료, 광택제거제, 가공처리 동안 용융 강도를 향상시키고 분자량을 보강하는 사슬 증량제, 그리고 가교연결을 촉진하는 화합물이 첨가될 수 있다. 가소화제, 예를 들면, 다양한 탄화수소 오일 또는 에폭시화된 식물성 오일 역시 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 나노입자 또는 나노재료를 내포할 수 있다. 나노재료, 예를 들면, 탄소 나노-튜브, 풀러린, 그라핀, 버키볼, 양자점, 콜로이드성 금속, 예를 들면, 은 및 금과 백금, 철 또는 기타 금속 나노입자, 또는 기타 비-탄소 나노입자 역시 폴리카보네이트 내로 통합될 수 있다.
a) 폴리올레핀
앞서 언급된 바와 같이, 일부 구체예에서, 본 발명의 압출된 폴리머 배합체는 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(알파 올레핀), 폴리비닐 염화물, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 혼합물 또는 코폴리머로 구성된 군에서 선택된다. 일부 구체예에서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 또는 이들의 임의의 조합이다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 폴리에틸렌을 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 포함한다. 초고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE); 초저분자량 폴리에틸렌 (ULMWPE 또는 PE-WAX); 고분자량 폴리에틸렌 (HMWPE); 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE); 고밀도 가교-연결된 폴리에틸렌 (HDXLPE); 가교-연결된 폴리에틸렌 (PEX 또는 XLPE); 중간 밀도 폴리에틸렌 (MDPE); 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE); 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE); 매우 저밀도 폴리에틸렌 (VLDPE); 그리고 이들 중에서 2가지 또는 그 이상의 혼합물 또는 조합이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 많은 등급과 양의 폴리에틸렌이 존재할 수 있다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 에틸렌 및 하나 또는 그 이상의 공단위체의 공중합으로부터 유래되는 폴리올레핀을 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 코폴리머는 에틸렌-프로필렌 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 코폴리머는 에틸렌-알파 올레핀 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 코폴리머는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 코폴리머는 에틸렌 아크릴레이트 코폴리머를 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 폴리프로필렌을 포함하는 압출된 폴리머 배합체를 포함한다. 많은 등급과 양의 폴리프로필렌은 시장에서 구입가능하고 당업자에게 공지되어 있고, 그리고 이들은 있는 그대로 이용되거나, 또는 본 발명의 압출된 배합체 내로 합동을 위한 2개 또는 그 이상의 등급의 배합체로서 제공될 수 있다.
일정한 구체예에서, 압출된 폴리머 배합체는 폴리올레핀보다 지방족 폴리카보네이트 (APC)를 적게 내포한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 1 질량 퍼센트 내지 약 50 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 1 질량 퍼센트 내지 약 10 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 5 질량 퍼센트 내지 약 20 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 10 질량 퍼센트 내지 약 30 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 25 질량 퍼센트 내지 약 40 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, APC는 압출된 폴리머 배합체의 약 30 질량 퍼센트 내지 약 50 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 압출된 배합체 내에 존재하는 APC는 단일 폴리머를 포함하고, 다른 구체예에서, 압출된 배합체 내에 존재하는 APC는 2개 또는 그 이상의 상이한 폴리머의 혼합물을 포함한다. 2개 또는 그 이상의 상이한 APC가 배합체 내에 존재할 때, 이들은 그들의 반복 단위의 정체, 또는 다른 성질, 예를 들면, 분자량, 형상 (가령, 직선 또는 가지형 사슬) 등에서 상이할 수 있다.
일정한 구체예에서, 압출된 폴리머 배합체는 폴리올레핀보다 APC를 많이 내포한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 1 질량 퍼센트 내지 약 50 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 1 질량 퍼센트 내지 약 10 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 5 질량 퍼센트 내지 약 20 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 10 질량 퍼센트 내지 약 30 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 25 질량 퍼센트 내지 약 40 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀은 압출된 폴리머 배합체의 약 30 질량 퍼센트 내지 약 50 질량 퍼센트의 범위에서 존재한다. 앞서 기술된 임의의 배합체에서, 존재하는 폴리올레핀은 단일 폴리올레핀 조성물, 또는 2가지 또는 그 이상의 상이한 폴리올레핀 조성물의 혼합물일 수 있다.
III . 필름 조성물
본 발명은 그 중에서도 특히, 지방족 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 압출된 배합체로부터 형성된 방벽 필름을 제시한다. 일정한 구체예에서, 방벽 필름은 지방족 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 압출된 배합체로부터 형성되는 산소 방벽 필름이다. 일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 낮은 산소 투과성을 갖는 방벽 폴리머로서 기능하고, 그리고 폴리올레핀은 구조적 폴리머로서 기능한다. 일정한 구체예에서, 방벽 필름은 구조적 폴리머보다 낮은 산소 투과성 및 방벽 폴리머보다 우수한 구조적 성질을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 방벽 폴리머는 폴리(프로필렌 카보네이트) (PPC)이다. 일부 구체예에서, 방벽 폴리머는 폴리(에틸렌 카보네이트) (PEC)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이다. 일부 구체예에서, 구조적 폴리머는 폴리프로필렌 (PP)이다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 식품 포장에서 이용을 위한 필름이다. 지방족 폴리카보네이트 (가령, PEC)와 합동시킴으로써 산소 방벽이 폴리올레핀 단독의 것에 비하여 유의미하게 향상되는 구체예에서, 습기에 대한 낮은 민감성을 갖는 단일 단층 높은 산소 방벽 필름이 개발될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함하는 폴리머 필름을 제시한다. 일부 구체예에서, 필름은 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트 및 약 30%까지의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함한다. 일부 구체예에서, 제시된 필름은 방벽 필름이다. 일부 구체예에서, 제시된 필름은 낮은 산소 투과성을 갖는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 상기에서 또는 본 명세서의 부류와 하위부류에서 기술된 바와 같은 필름을 포함하는 포장 또는 포장 재료를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 포장 재료는 단층 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 포장 재료는 다층 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 필름은 식품 포장 재료를 포함한다. 일정한 구체예에서, 포장 재료는 적절한 두께의 필름을 열성형 (thermoforming)함으로써 만들어진다.
조성물의 하기 하위범주는 본 발명의 일부 양상의 일정한 구체예와 특징을 기술하기 위해 언급된다. 하기 하위범주는 서로를 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다 (즉, 한 범주에서 특정 조성물에 관한 설명은 상기 조성물이 다른 범주에서 기술된 특징을 갖지 않는다는 것을 암시하는 것으로 의도되지 않는다).
a) 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체
일정한 구체예에서, 본 발명은 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하는 폴리머 배합체 방벽 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 제시된 방벽 필름은 부록 A에서 기술된 하나 또는 그 이상의 PPC 조성물을 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 1.7 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 1.1 내지 약 1.5의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 1.2 내지 약 1.4의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 1.2 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 1.1의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 4:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 5:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 10:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 100:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 카보네이트 연쇄의 백분율이 평균적으로 85% 또는 그 이상인 것으로 특징되는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 90% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 91% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 92% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 93% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 94% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 95% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 96% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 97% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 98% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99.5% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 배합체는 에테르 연쇄가 1H 또는 13C NMR에 의해 검출되지 않는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 500,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 적어도 9:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 적어도 6:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 5% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 적어도 20:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.3 이하의 PDI, 2% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
b) 폴리(에틸렌 카보네이트) 배합체
일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체 방벽 필름은 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체 방벽 필름은 약 90% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체 방벽 필름은 부록 B에서 기술된 PEC 조성물 중에서 하나 또는 그 이상을 포함한다.
c) 지방족 폴리카보네이트와의 기타 배합체
일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체 방벽 필름은 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 이런 폴리머는 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 함께 CO2로부터 유래되는 터폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 무작위 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 테이퍼드 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 블록 코폴리머이다. 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 약 0.5% 내지 약 99.5%의 범위에서 변하는 EO 대 PO의 비율을 내포할 수 있다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 순수한 폴리카보네이트에 대해 부록 A & B에서 기술된 것들과 유사한 특징을 갖는다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 배합체 방벽 필름의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 기여한다. 이들 구체예 중에서 일부에서, 폴리올레핀은 폴리머 배합체 방벽 필름의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성한다. 이들 구체예 중에서 일부에서, 폴리머 배합체 필름은 단일 폴리머 배합체로부터 압출된다. 이들 구체예 중에서 일부에서, 폴리머 배합체 필름은 약 100 밀 또는 그 이하의 두께를 갖는다.
일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 폴리(에틸렌 카보네이트) 및 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 화학적 구조를 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 분자량 및 상이한 화학적 구조를 갖는다.
일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 비-폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 폴리카보네이트 및 하나 이상의 비-폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 폴리카보네이트 및 하나 이상의 폴리올레핀을 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 폴리카보네이트 및 하나 이상의 폴리에스테르를 포함한다.
d) 낮은 산소 투과성을 갖는 폴리머 배합체 필름
일부 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리올레핀은 이런 배합체의 필수 성분이 아니다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 일차 산소 투과성을 갖는 적어도 하나의 폴리카보네이트 및 일차 산소 투과성보다 높은 이차 산소 투과성을 갖는 두 번째 폴리머를 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 폴리머 배합체 필름은 일차 산소 투과성의 값 및 이차 산소 투과성의 값을 이용하여 부피 가성 모델로부터 계산된 산소 투과성 값보다 적은 삼차 산소 투과성을 갖는다. 일부 구체예에서, 삼차 산소 투과성은 일차 산소 투과성의 값 및 이차 산소 투과성의 값을 이용하여 막스웰 모델로부터 계산된 산소 투과성 값보다 적다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함하는 폴리머 배합체 필름을 제시하고, 여기서 상기 필름의 산소 투과성은 지방족 폴리카보네이트의 산소 투과성 및 다른 폴리머(들)의 산소 투과성의 값을 이용하여 부피 가성 모델로부터 계산된 산소 투과성 값의 2/3 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 절반 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 1/3 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 1/4 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 1/5 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 1/8 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예상된 값의 1/10 이하이다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함하는 폴리머 배합체 필름을 제시하고, 여기서 상기 필름의 산소 투과성은 지방족 폴리카보네이트의 산소 투과성 및 다른 폴리머(들)의 산소 투과성의 값을 이용하여 막스웰 모델로부터 계산된 산소 투과성 값의 2/3 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 절반 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 1/3 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 1/4 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 1/5 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 1/8 이하이다. 일정한 구체예에서, 필름의 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예상된 값의 1/10 이하이다.
일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트 및 다른 폴리머(들)은 압출에 의해 합동되어 폴리머 배합체가 직접적으로 형성된다. 일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트 및 다른 폴리머(들)는 압출에 의해 합동되어 폴리머 배합체가 형성되고, 이것은 이후, 두 번째 단계에서 가공처리되어 폴리머 배합체 필름이 형성된다.
이들 구체예 중에서 일부에서, 다른 폴리머는 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 염화물, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 또는 이들의 임의의 조합이다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 폴리에스테르를 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 바이오폴리에스테르를 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 폴리유산을 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 폴리히드록시 부티레이트를 포함하는 방벽 필름을 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리(에틸렌 카보네이트), 폴리(프로필렌 카보네이트), 폴리(에틸렌-프로필렌 카보네이트) 터폴리머, 또는 이들의 임의의 조합이다.
비록 약 180,000의 분자량을 갖는 PPC를 이용하는 상기 사례에서 관찰되긴 하지만, 국부 응력 또는 전단 속도 수준, 계면 장력, 조성, 압출기 내에 유동장, 그리고 2개의 혼합 폴리머 용융물의 상대적 점도와 용융 탄성에 따라, 부피 가성 모델을 이용하여 계산된 산소 투과성 수준 미만으로 폴리머 배합체 필름의 산소 투과성 수준은 지방족 폴리카보네이트 및 지방족 폴리카보네이트에 대한 다양한 분자량에서 다른 폴리머로 달성될 수 있을 것으로 예상된다. 일부 구체예에서, 막스웰 모델을 이용하여 계산된 산소 투과성 수준 미만으로 폴리머 배합체 필름의 산소 투과성 수준은 지방족 폴리카보네이트에 대한 다양한 분자량에서 달성될 수 있을 것으로 예상된다. 일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 적어도 약 40,000의 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 약 300,000 또는 그 이하의 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 약 40,000 내지 약 300,000의 범위에서 분자량을 갖는다.
비록 PPC와 폴리올레핀의 50/50 wt% 폴리머 배합체를 이용하는 상기 사례에서 관찰되긴 하지만, 국부 응력 또는 전단 속도 수준, 계면 장력, 조성, 압출기 내에 유동장, 그리고 2개의 혼합 폴리머 용융물의 상대적 점도와 용융 탄성에 따라, 부피 가성 모델을 이용하여 계산된 산소 투과성 수준 미만으로 폴리머 배합체 필름의 산소 투과성 수준은 다양한 배합체 조성에서 폴리카보네이트와 폴리올레핀으로 달성될 수 있을 것으로 예상된다. 일부 구체예에서, 막스웰 모델을 이용하여 계산된 산소 투과성 수준 미만으로 폴리머 배합체 필름의 산소 투과성 수준이 달성될 수 있을 것으로 예상된다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 배합체 방벽 필름의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 배합체 방벽 필름의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트의 양은 전체 배합체의 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 80 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 50 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 40 wt% 내지 약 60 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 다른 폴리머 또는 폴리머들은 폴리머 배합체 방벽 필름의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성한다. 일부 구체예에서, 다른 폴리머(들)는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 50 wt%의 범위 내에 있다.
e) 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함하는 폴리머 배합체 필름
일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트, 그리고 약 30%까지의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 포함하는 폴리머 필름을 포함하고, 상기 필름은 ASTM 방법 D882로 측정될 때 적어도 100%의 파단전 신장 값을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 상기에서 및 첨부된 부록에서 기술된 APC 조성물 중에서 하나 또는 그 이상을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 배합체에서 APC가 실질적으로 에테르 연쇄가 없는 것으로 더욱 특징된다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 실질적으로 환상 카보네이트가 없는 것으로 더욱 특징된다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 폴리(프로필렌 카보네이트) 및 폴리(에틸렌 카보네이트) 중에서 하나 또는 그 이상의 적어도 70 중량 퍼센트를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 70 중량 퍼센트 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 75, 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95 중량 퍼센트 중량 퍼센트 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 배합체에서 폴리(프로필렌 카보네이트)가 실질적으로 에테르 연쇄가 없는 것으로 더욱 특징된다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 실질적으로 프로필렌 카보네이트가 없는 것으로 더욱 특징된다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 70 중량 퍼센트 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 75, 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95 중량 퍼센트 중량 퍼센트 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 합동해서 적어도 70 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 APC 및 약 0.5 내지 약 30 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 폴리머 필름을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 약 1 내지 약 25 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 약 1 내지 약 10 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 약 2 내지 약 5 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 약 5 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리올레핀 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그리고 폴리에틸렌-코-프로필렌 중에서 하나 또는 그 이상을 포함한다. 일정한 구체예에서, 플라스틱 필름은 약 5 중량 퍼센트 폴리에틸렌을 포함한다. 일정한 구체예에서, 플라스틱 필름은 약 5 중량 퍼센트 LDPE를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 필름은 폴리머 필름에 전형적으로 포함되고 당분야에 공지된 화합제 또는 기타 첨가제를 더욱 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 배향된 필름이다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 스트레칭 단계에 종속되었다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 이축으로 스트레칭된다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 플라스틱 필름은 취입 필름 공정에 의해 만들어진다.
일정한 구체예에서, 스트레칭에 앞서 ASTM D882로 측정될 때 필름의 파단전 신장 값은 50% 이하이다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 플라스틱 필름을 포함하고, 상기 필름이 스트레칭되고, 스트레칭에 앞서 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 파단전 신장 값이 50% 이하이고, 그리고 스트레칭 이후 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 파단전 신장 값이 100% 이상인 것으로 특징된다.
f) 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체
일부 구체예에서, 본 발명은 특정한 형태학을 갖는 폴리머 배합체를 제시한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 다른 폴리머를 포함하는 폴리머 배합체를 포함하고, 상기 배합체는 공동-연속적 라미나형 형태학을 나타내는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 이런 형태학은 폴리머 배합체로부터 제조된 샘플의 현미경 사진을 평가함으로써 확인될 수 있다. PPC와 폴리에틸렌을 포함하고 공동-연속적 라미나형 형태학을 나타내는 폴리머 배합체의 주사 전자 현미경 사진 (SEM)의 실례는 도 2에 도시된다. 도 3에서는 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖지 않는 유사한 배합체의 SEM을 도시한다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머를 포함하는 폴리머 필름을 포함하고, 상기 필름은 공동-연속적 라미나형 형태학을 나타내는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌을 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 폴리프로필렌을 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 폴리에스테르를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 PLA를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 PHB를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 필름은 적어도 하나의 화합제를 더욱 포함한다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트 및 다른 폴리머는 압출에 의해 합동되어 폴리머 배합체 필름이 직접적으로 형성된다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트 및 다른 폴리머는 압출에 의해 합동되어 폴리머 배합체가 형성되고, 이것은 이후, 압출되어 폴리머 배합체 필름이 형성된다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 배합체에서 다른 폴리머는 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택된다.
i) 폴리(프로필렌 카보네이트)
일정한 구체예에서, 본 발명은 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖고 폴리프로필렌 카보네이트를 포함하는 폴리머 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 제시된 배합체는 부록 A에서 기술된 하나 또는 그 이상의 PPC 조성물을 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 1.7 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 1.1 내지 약 1.5의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 1.2 내지 약 1.4의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 1.2 이하의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 1.1의 PDI를 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 4:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 5:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 10:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 100:1 이상의 머리 대 꼬리 비율 (H:T)을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 카보네이트 연쇄의 백분율이 평균적으로 85% 또는 그 이상인 것으로 특징되는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 90% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 91% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 92% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 93% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 94% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 95% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 96% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 97% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 98% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 조성물에서 평균적으로, 카보네이트 연쇄의 백분율이 99.5% 또는 그 이상인 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물은 에테르 연쇄가 1H 또는 13C NMR에 의해 검출되지 않는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 9:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 6:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.4 이하의 PDI, 10% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 4:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.5 이하의 PDI, 5% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 적어도 20:1의 머리-대-꼬리 비율, 1.3 이하의 PDI, 2% 이하의 에테르 함량, 그리고 75,000 g/mol 내지 350,000 g/mol의 MN을 갖는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
ii) 폴리(에틸렌 카보네이트)
일정한 구체예에서, 본 발명의 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 90% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖는 PEC를 포함한다. 일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 부록 B에서 기술된 PEC 조성물 중에서 하나 또는 그 이상을 포함한다.
iii) 기타 지방족 폴리카보네이트
일정한 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 이런 폴리머는 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 함께 CO2로부터 유래되는 터폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 무작위 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 테이퍼드 코폴리머이다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트)는 블록 코폴리머이다. 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 약 0.5% 내지 약 99.5%의 범위에서 변하는 EO 대 PO의 비율을 내포할 수 있다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 조성물은 순수한 폴리카보네이트에 대해 부록 A & B에서 기술된 것들과 유사한 특징을 갖는다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 기여한다.
이들 구체예 중에서 일부에서, 폴리올레핀은 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성한다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 단일 폴리머 배합체로부터 압출된다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 약 100 밀 또는 그 이하의 두께를 갖는다.
비록 약 180,000의 분자량을 갖는 PPC를 이용하는 상기 사례에서 관찰되긴 하지만, 국부 응력 또는 전단 속도 수준, 계면 장력, 조성, 압출기 내에 유동장, 그리고 2개의 혼합 폴리머 용융물의 상대적 점도와 용융 탄성에 따라, 공동-연속적 라미나형 형태학은 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트에 대해 다양한 분자량에서 폴리올레핀으로 관찰될 수 있을 것으로 예상된다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 적어도 약 40,000의 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 약 300,000 또는 그 이하의 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 약 40,000 내지 약 300,000의 범위에서 분자량을 갖는다.
비록 PPC와 LLDPE의 50/50 wt% 폴리머 배합체를 이용하는 상기 사례에서 관찰되긴 하지만, 국부 응력 또는 전단 속도 수준, 계면 장력, 조성, 압출기 내에 유동장, 그리고 2개의 혼합 폴리머 용융물의 상대적 점도와 용융 탄성에 따라, 공동-연속적 라미나형 형태학은 약 10 wt% 내지 약 50 wt%의 분산된 상, 특히 약 20 wt% 내지 약 50 wt%의 분산된 상을 갖는 다양한 배합체 조성물에서 폴리카보네이트와 폴리올레핀 사이에서 관찰될 수 있을 것으로 예상된다. 50 wt% 폴리카보네이트 초과에서, 분산된 상은 폴리카보네이트에서 폴리올레핀으로 변하지만, 유사한 형태학은 폴리올레핀이 폴리카보네이트 매트릭스 내에 분산되는 층상 층으로 가능하다. 일부 구체예에서, 이러한 층상 형태학은 적절한 조건 하에, LLDPE뿐만 아니라 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 폴리카보네이트 배합체 범위에서 변하는 다른 폴리머를 갖는 폴리카보네이트 배합체에서 예상된다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 배합체의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 배합체의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트의 양은 전체 배합체의 약 10 wt% 내지 약 90 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 80 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 50 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 전체 배합체의 약 40 wt% 내지 약 60 wt%의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 다른 폴리머 또는 폴리머들은 폴리머 배합체의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성한다. 일부 구체예에서, 다른 폴리머(들)는 전체 배합체의 약 20 wt% 내지 약 50 wt%의 범위 내에 있다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 하나 이상의 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 폴리(에틸렌 카보네이트) 및 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 화학적 구조를 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 상이한 분자량 및 상이한 화학적 구조를 갖는다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 하나 이상의 비-폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체 필름은 하나 이상의 폴리올레핀을 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리올레핀은 상이한 분자량을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리올레핀은 상이한 화학적 구조를 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리올레핀은 상이한 분자량 및 상이한 화학적 구조를 갖는다.
일부 구체예에서, 공동-연속적 라미나형 형태학을 갖는 폴리머 배합체는 하나 이상의 폴리카보네이트 및 하나 이상의 비-폴리카보네이트 폴리머를 포함한다. 일부 구체예에서, 폴리머 배합체는 하나 이상의 폴리카보네이트 및 하나 이상의 폴리올레핀을 포함한다.
IV) 방법
일정한 구체예에서, 본 발명은 지방족 폴리카보네이트 조성물의 기계적 성질을 향상시키기 위한 방법을 제시한다. 일정한 구체예에서, 이런 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 지방족 폴리카보네이트를 제공하는 단계, 여기서 상기 지방족 폴리카보네이트가 필름으로 만들어질 때, 상기 필름은 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 50% 이하의 고유한 파단전 신장 값을 갖고;
b) 약 30 중량 퍼센트까지의 결정성 또는 반결정성 폴리머를 혼합하여 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계;
c) 단계 (b)의 혼합물로부터 필름을 형성하는 단계; 그리고
d) 단계 (c)로부터 필름을 스트레칭하여 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 100% 이상의 파단전 신장 값을 갖는 필름을 제공하는 단계.
일정한 구체예에서, 단계 (c)와 (d)는 취입 필름 라인에서 필름을 만듦으로써 동시에 수행된다. 일부 구체예에서, 제시된 방법은 단계 (a)와 (b)를 포함한다. 일부 구체예에서, 제시된 방법은 단계 (a), (b), 그리고 (c)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 필름을 형성하는 단계는 필름을 압출하는 것을 포함한다. 일정한 구체예에서, 필름을 형성하는 단계는 필름을 주조하는 것을 포함한다.
일정한 구체예에서, 필름을 스트레칭하는 단계는 필름을 단축으로 스트레칭하는 것을 포함한다. 일정한 구체예에서, 필름을 스트레칭하는 단계는 필름을 이축으로 스트레칭하는 것을 포함한다.
일정한 구체예에서, 단계 (b)에서 형성된 폴리머 혼합물은 본 발명의 폴리머 배합체의 설명에서 앞서 정의된 것들 중에서 한 가지이다.
일정한 구체예에서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트는 35℃ 이상의 Tg를 갖는 것으로 특징된다.
일정한 구체예에서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트는 폴리카보네이트 사슬이 평균적으로, 98% 이상의 카보네이트 연쇄를 내포하는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다.
일정한 구체예에서, 단계 (b)에서 혼합된 반결정성 폴리머는 폴리올레핀을 포함한다. 일정한 구체예에서, 단계 (b)에서 혼합된 반결정성 폴리머는 LDPE를 포함한다. 일정한 구체예에서, 단계 (b)는 약 1% 내지 약 10%의 반결정성 폴리머를 혼합하는 것을 포함한다.
일정한 구체예에서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트로만 만들어진 필름의 파단전 신장 값 및 단계 (d)로부터 최종 필름의 파단전 신장 값의 비율은 2 이상이다. 일정한 구체예에서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트로만 만들어진 필름의 파단전 신장 값 및 단계 (d)로부터 최종 필름의 파단전 신장 값의 비율은 3 이상, 5 이상, 또는 10 이상이다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 방법은 스트레칭 이후 추가의 단계, 예를 들면, 열경성 (heat-setting) 단계 또는 어닐링 (annealing) 단계를 포함한다. 부가적으로, 스트레칭된 필름은 상업용 물품, 포장 재료 등을 만들기 위해 더욱 가공처리될 수 있다. 일정한 구체예에서, 본 발명의 방법은 필름을 열성형하는 단계를 포함한다. 가령, 두꺼운 PPC-기초된 필름은 스트레칭되고, 이후 열성형에 의해 컵을 만드는데 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 다중-층 라미나형 구조는 높은 신장 성질을 갖는 PPC-기초된 필름을 이용하여 만들어질 수 있다. 일부 구체예에서, 제시된 방법은 표면 처리 등과 같은 단계를 더욱 포함할 수 있다. 가령, 필름은 필름을 금속으로 입히고, 적층판으로 만들고, 인화하고, 접착제 또는 기타 코팅을 도포하는 것과 같은 추가 가공처리에 적합하도록 만들기 위해, 코로나 방전 (corona discharge), 플라즈마 (plasma), 또는 당업계에 공지된 기타 변형에 의해 표면 처리될 수 있다.
V) 적용
앞서 언급된 적용에 대안으로 또는 부가적으로, 제시된 배합체는 하기에 기술된 적용에서 유용하다.
일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체는 소비자 포장 물품의 제조에서 유용하다. 일부 구체예에서, 소비자 포장 물품은 본 명세서에서 기술된 폴리머 배합체로부터 만들어지거나, 이들을 내포하거나, 또는 이들로 코팅된다. 포장에서 폴리머의 대표적인 적용 및 이와 관련된 개념은 Plastics Packaging: Properties, Processing, Applications, And Regulations by Susan E. M. Selke (Hanser Gardner Publications; 2 edition (December 1, 2004) ISBN 978-1569903728)에서 기술되고, 상기 문헌은 본 발명에 전체로서 참고문헌으로 편입된다.
일정한 구체예에서, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 조성물과 함께 압출된 하나 또는 그 이상의 지방족 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 포장 재료를 포함한다. 일정한 구체예에서, 포장 재료는 필름을 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 10% 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 20% 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 30% 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 50% 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 70% 폴리카보네이트를 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 중량으로 적어도 90% 폴리카보네이트를 포함한다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 포장 재료는 취입 필름을 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 압출된 필름을 포함한다. 일부 구체예에서, 필름은 약 0.01 내지 약 100 밀의 두께를 갖는다. 일부 구체예에서, 필름은 약 0.1 내지 10 밀, 약 0.2 내지 5 밀, 또는 약 0.5 내지 3 밀 두께를 갖는다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 압출된 폴리머 배합체로부터 형성된 필름은 식품과 음료 포장에 적합하다. 일부 구체예에서, 필름은 취입-성형된 필름, 주조 필름, 또는 압출된 필름이다. 일정한 구체예에서, 필름은 경질 필름, 스트레치 필름, 또는 열-수축성 필름이다. 이런 필름을 생산하는 제조 기술은 당업자에게 널리 공지되어 있다.
본 명세서에서 기술된 압출된 폴리머 배합체는 취입 또는 주조 필름에 또는 시트 재료로서 유용하다 (참조: Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1st Ed., vol. 7 p. 88-106; Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., vol. 11, p. 843-856; 그리고 Plastics Materials, 5 Ed., Butterworth-Heinemann,252 and p. 432ff). 필름은 단층 또는 다층일 수 있다. 다층 필름은 다른 폴리머, 접착제 등을 포함할 수 있다. 포장의 경우에, 필름은 스트레치-랩 (stretch-wrap), 수축-랩 (shrink-wrap) 또는 (식품 포장용) 랩 (cling wrap)일 수 있다. 필름은 많은 적용, 예를 들면, 농업용 필름, 식품 포장에 유용하다.
압출된 필름은 본 명세서에서 기술된 폴리머 배합체로부터 형성될 수 있고, 그리고 이들 필름은 처리될 수 있다, 예를 들면, 끌어당겨지거나 스트레칭될 수 있다. 일부 구체예에서, 이런 필름은 이축으로 스트레칭된다. 이런 압출된 필름은 다양한 종류의 포장에 유용하다.
일정한 구체예에서, 필름은 다층 필름의 한 성분으로서 지방족 폴리카보네이트를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트는 라미나형 필름에서 타이 (tie) 층으로서 기능한다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트는 다층 필름에서 구조적 층을 제공한다. 일정한 구체예에서, 필름은 생물분해성 필름이다. 일부 구체예에서, 이런 필름은 하나 또는 그 이상의 다른 분해성 폴리머, 예를 들면, 전분, PHB, 3PHP, PLA, 또는 변형된 셀룰로오스와 공동으로 폴리카보네이트를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트를 내포하는 층은 산소, 수증기, 이산화탄소, 또는 유기 분자의 전달을 지체시키는 방벽 층으로서 기능한다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 필름은 식품-접촉 상황에서 또는 이차 포장 재료로서 식품 물품을 포장하는데 이용된다.
일정한 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 다층 구조물 내에서 하나 또는 그 이상의 층으로서 이용된다. 일부 구체예에서, 필름은 다층 포장 물품, 예를 들면, 음료 병에서 한 성분으로서 이용된다. 일부 구체예에서, 이런 다층 병은 취입-성형에 의해 형성된다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트 필름은 종이-기초된 액체 포장 물품, 예를 들면, 종이팩 주스 (juice box), 우유 카톤 (milk carton), 그리고 게이블 톱 상자 (gable top box)를 위한 내부 층에 이용된다. 일정한 구체예에서, 필름은 '상자 안에 봉투 (bag-in-a-box)' 구조물에 이용된다. 일정한 적용에서, 이들 필름은 용기 클로저 구조물 (container closure construction), 예를 들면, 칼라 랩퍼 (collar wrapper), 캡 라이너 (cap liner), 또는 리드 멤브레인 (lid membrane)에 이용된다.
일정한 구체예에서, 유연성 파우치는 단층 또는 다층 폴리카보네이트 필름으로부터 만들어진다. 이런 파우치는 다양한 액상 제품, 예를 들면, 우유, 또는 분말, 예를 들면, 핫 초콜릿 믹스 (hot chocolate mix)를 포장하는데 이용될 수 있다. 파우치는 열 밀봉될 수 있다. 이것은 또한, 방벽 층, 예를 들면, 금속박 층을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 랩 포장 필름은 폴리카보네이트 필름을 내포한다. 일부 구체예에서, 필름은 차별적인 달라붙음 (cling)을 갖는다. 이런 필름은 적어도 2개의 층; 달라붙음 성질을 부여할 만큼 충분한 양으로 점착성 부여제 (tackifier)를 내포하는 폴리카보네이트 필름인 외부 뒤층 (outer reverse); 그리고 달라붙음을 거의 또는 전혀 갖지 않는 외부 앞층 (outer obverse)을 포함하는 필름 라미나형에 의해 제공될 수 있다.
비록 본 명세서에서 기술된 폴리머 배합체가 바람직하게는 식품과 음료 포장에서 이용이 지향되긴 하지만, 이들 폴리머 배합체는 다른 적용 역시 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 포장 적용에 이용된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 소비재를 위한 소비자 포장으로서 이용된다. 일정한 적용에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 버블-랩 (bubble-wrap), 또는 다른 유사한 포장 재료를 만드는데 이용된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 접착성 테이프를 위한 기질로서 이용된다.
일부 구체예에서, 본 발명의 폴리카보네이트-내포 필름은 농업용 필름으로서 이용된다. 일부 적용에서, 이런 필름은 지상 뿌리덮개 (ground mulch)로서 이용된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트를 내포하는 지상 뿌리덮개는 분해성이고 사용후 토양 내로 기경될 수 있다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 필름은 온실 덮개 재료로서 이용된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 필름은 침투성 또는 불침투성 로우 (row) 덮개 재료로서 이용된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 필름은 지오멤브레인 (geomembrane)과 폰드 라이너 (pond liner)로서 이용된다.
일정한 구체예에서, 본 발명의 폴리머 배합체는 가열 밀봉 (heat seal) 적용에서 유용성을 갖는다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 조성물은 리드스톡 (lidstock) (가령, 포장 유제품, 건물류, 의약품 및 액체 충전 용기 (liquid fill container)에서)으로서; 비누, 담배, 종이 제품, 그리고 기타 소비재와 같은 물품에 대한 겉포장으로서; 라벨링 적용에서 오버레이 (overlay)로서; 그리고 블리스터 팩 구조물에서 적용을 위해 이용될 수 있다.
하기 목록은 폴리카보네이트-내포 조성물과 배합체에 대한 일부 용도이다. 일부 경우에, 폴리카보네이트 이외의 특정한 폴리머에 대한 또는 일반적인 폴리머에 대한 이런 용도를 논의하는 참고문헌이 제공된다. 이들 경우에, 그 안에 기술된 개념은 당업자가 과도한 실험 없이, 폴리카보네이트 조성물의 적용에 이들 개념과 기술을 적용할 수 있을 만큼 충분히 일반적이다. 이들 각 참고문헌은 본 발명에 전체로서 참고문헌으로 편입된다. 참고문헌에는 하기가 포함된다: W. Gerhartz, et al., Ed., Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. VCH Verlagsgesellschaft mBH, Weinheim, 이에 대한 볼륨과 페이지 번호는 하기에 제공된다; H. F. Mark, et al., Ed., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., John Wiley & Sons, New York, J. I Kroschwitz, et al., Ed., 이에 대한 볼륨과 페이지 번호는 하기에 제공된다; Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1st Ed., John Wiley & Sons, New York, 이에 대한 볼륨과 페이지 번호는 하기에 제공된다; H. F. Mark, et al., Ed., Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd Ed., John Wiley & Sons, New York, 이에 대한 볼륨과 페이지 번호는 하기에 제공된다; 그리고 J. A. Brydson, ed., Plastics Materials, 5 Ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1989, 페이지 번호는 하기에 제공된다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 조성물은 낮은 강도 접착제에 대한 점착성 부여제로서 기능할 수 있다 (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. vol. A1, p. 235-236). 탄성 배합체 및/또는 상대적으로 낮은 분자량 폴리카보네이트-내포 조성물이 이들 적용을 위해 선호된다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체를 내포하는 낮은 강도 접착제를 포함한다.
일부 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 조성물은 핫 멜트 접착제 (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. vol. A1, p. 233-234), 압력 감지성 접착제 (ibid p. 235-236), 또는 용매 적용된 접착제에 대한 기본 수지 (base resin)로서 유용할 수 있다. 낮은 내지 중간 분자량 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트의 열가소성 배합체가 핫 멜트 접착제를 위해 선호된다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트-내포 조성물 또는 배합체를 내포하는 핫 멜트 접착제를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머는 다양한 화합물, 특히 에폭시, 카르복실산 무수물 (가령, 말레산 무수물과의 반응), 이소시아네이트, 또는 카르복실산이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 기능기를 발생시키는 화합물과 반응할 수 있다 (Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1st Ed., vol. 12, p. 445). 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트-내포 조성물은 사슬 단부에 존재하는 히드록시 기를 통해 변형된다. 이런 기능화된 폴리머는 배합될 때, 다양한 열가소성 물질과 열경화성 물질에 대한 강성제 (toughener)로서 유용할 수 있다. 폴리머가 탄성 물질일 때, 이들에 그라프트된 기능기는 이들 폴리머를 가교 연결하는 큐어사이트 (curesite)로서 이용될 수 있다. 말레산 무수물-그라프트된 폴리머는 넓은 범위의 재료 (나일론, PPO, PPO/스티렌 합금, PET, PBT, POM, PLA, PHB 등)에 대한 강성제로서; 다층 구조체, 예를 들면, 포장 방벽 필름에서 타이 층으로서; 핫 멜트, 습기-경화성, 그리고 공압출가능 접착제로서; 또는 폴리머성 가소화제로서 유용하다. 말레산 무수물-그라프트된 재료는 예로써, 아민과 후반응 (post-reaction)되어 다른 기능성 재료가 형성될 수 있다. 아미노프로필 트리메톡시실란과의 반응은 습기-경화성 재료를 가능하게 할 것이다. 디-와 트리-아민과의 반응은 점도 변형을 가능하게 할 것이다.
일정한 양상에서, 와이어 절연재 (insulation)와 보강재 (jacketing)가 폴리카보네이트-내포 조성물 또는 이들의 배합체로부터 만들어질 수 있다 (참조: Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd Ed., vol. 17, p. 828-842). 탄성 물질의 경우에, 절연재 또는 보강재가 형성된 이후, 폴리머를 가교 연결하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체를 내포하는 보강재 또는 절연재를 포함한다.
폴리카보네이트 조성물 또는 이들의 배합체는 PLA, PHB, 그리고 PVC가 포함되지만 이들에 국한되지 않는 다른 폴리머에 대한 가소화제 또는 가공처리 보조제로서 이용될 수 있다.
폴리카보네이트 조성물 또는 배합체는 다른 폴리머, 예를 들면, PLA, PHB, 그리고 폴리올레핀에 대한 강성제로서 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체와 배합된 PLA를 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체와 배합된 PHB를 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체와 배합된 전분을 포함한다.
폴리카보네이트 조성물 또는 배합체, 특히 상대적으로 유연한 것들은 탄산 음료와 비탄산 음료를 위한 캡라이너 수지 (capliner resin)로서 유용하다.
일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체를 내포하는 폴리머 첨가제를 포함한다. 일정한 구체예에서, 본 발명은 예로써, 자동차용 용도의 경우에서처럼 페인트 접착을 향상시키기 위해, 폴리카보네이트가 첨가된 성형 수지 (molding resin), 예를 들면, 소위 열가소성 올레핀을 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 조성물 또는 배합체를 내포하는 섬유를 포함한다. 일부 구체예에서, 섬유는 미세섬유 (fine denier fiber) 및/또는 다섬유 (multifilament)이다. 이들은 용융 회전될 수 있다. 이들은 필라멘트 번들 (filament bundle), 부직포 웹, 직물 (woven fabric), 편물 (knitted fabric), 또는 스테이플 섬유 (staple fiber)의 형태일 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트를 내포하는 천, 로프, 방적사, 또는 기타 완성된 섬유 제품을 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트 배합체를 사출 성형함으로써 만들어진 물품을 포함한다. 이런 사출 성형 물품은 일회용 물품, 예를 들면, 외식 용기와 가정용품뿐만 아니라 소비재, 장난감, 가전 부품, 전자 부품, 그리고 자동차용 부품과 같은 물품이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 내구재를 포함한다.
일부 구체예에서, 제시된 필름은 포장 필름이다. 일부 구체예에서, 포장 필름은 라미나형 필름이다. 일부 구체예에서, 라미나형 필름은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리비닐 염화물, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 플루오르화된 폴리머, 그리고 이들 중에서 2가지 또는 그 이상의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 폴리머를 포함한다. 일정한 구체예에서, 라미나형 필름은 폴리락티드, 폴리(히드록시 알카노에이트), 폴리(프로필렌 카보네이트) 이외의 지방족 폴리카보네이트, 방향족 폴리카보네이트, 폴리비닐 알코올, NYLON™, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 폴리머를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명은 폴리카보네이트를 내포하는 일인용 향낭 (single serving sachet)을 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 향낭은 개인 관리 용품, 예를 들면, 피부 또는 샴푸를 포장하기 위한 것이다. 일정한 구체예에서, 이런 향낭은 식료품, 예를 들면, 양념을 포장하기 위한 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1에서는 200℃에서 2가지 PPC 샘플의 시간의 흐름에서 질량을 도시한다.
도 2에서는 PPC와 LLDPE의 폴리머 배합체의 SEM 현미경 사진을 도시한다.
도 3에서는 PPC와 HDPE의 폴리머 배합체의 SEM 현미경 사진을 도시한다.
실시예
실시예 1
구조적으로 정확한 PPC가 4" 필름 형판을 갖는 단일 스크류형 압출기에 공급되었다. 압출기 온도는 170℃에서 유지되었다. 100 마이크론, 200 마이크론, 500 마이크론, 그리고 900 마이크론의 필름은 형판 구멍을 조정함으로써 획득되었다. 이들 필름은 물-냉각된 롤을 갖는 롤-시스템에 그들을 통과시킴으로써 냉각되었다. 획득된 필름은 투명하고 질기고, 그리고 다양한 물품을 열성형하는데 이용될 수 있다. 진공 시스템이 구비된 Illig SB53-C1 열성형기는 열성형에 의해 이들 PPC 필름 각각으로부터 작은 컵을 형성하는데 이용되었다. 열성형에서, 가공처리는 본 실시예의 경우에 300℃에 설정된 세라믹 히터의 방열에 의해 가열된 PPC 시트의 온도를 모니터링하는 고온도계를 통해 달성되는 온도에 의해 제어된다. 다시 말하면, 표면 온도가 설정치, 본 실시예의 경우에 130℃에 도달할 때, 수 금형 (male mold)이 올라가고 진공이 가동된다. 15초, 25초, 그리고 135초의 가열 시간이 각각, 0.1 mm, 0.2 mm, 그리고 0.9 mm 두께의 필름에 이용되었다.
실시예 2
실시예 1에서 기술된 바와 유사한 PPC (Novomer PPC)가 공급 호퍼를 통해 사출 성형 기계에 공급되었다. 통 내로 들어간 즉시, 수지는 170℃로 가열되고 금형 내로 공급된다. 도그본 (Dogbone)과 플랫 (flat) 강은 성형되고 ASTM 기준마다 조사되었다. 39.5 MPa의 산출에서 인장 강도, 3.24%의 산출에서 신장 및 1447 MPa의 인장 탄성률 (tensile modulus)이 측정되었다 (ASTM D638-08 (ISO 527)). 2525 MPa의 휨 탄성률 (flexural modulus)이 측정되었다 (ASTM D790 (ISO 178)). 0.6721 ft-lb/인치의 노치트 아이조드 충격 (notched Izod impact)이 측정되었다 (ASTM D256, ISO 180). 최종적으로, 33℃의 열 굴곡 온도, 또는 하중 굴곡 온도가 측정되었다 (ASTM D1238, ISO 1133).
실시예 3
구조적으로 정확한 PPC (Novomer PPC)가 폴리올레핀과 배합되고 필름, 사출 성형 물품, 그리고 취입 성형된 병을 비롯한 다양한 물품으로 만들어졌다. 예상치 않게, 구조적으로 정확한 PPC는 압출 과정을 견뎌내고 폴리올레핀과의 유용한 배합체를 제공하였다. 실시예 1에서 기술된 바와 유사한 PPC는 이축 스크류형 압출기에서 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 또는 폴리프로필렌 (PP)과 30 또는 50 중량%에서 배합되었다. 압출기의 온도는 LLDPE의 경우에 180℃ 및 HDPE와 PP의 경우에 190℃에서 설정되었다. PPC와 폴리올레핀의 증강된 분산을 가능하게 하기 위해 화합제가 이용되었다. 전형적으로, 화합제는 분산된 상의 최대 20-22%로 적하되었다. 따라서 50/50 폴리올레핀/PPC 배합체는 45/45/10 :: 폴리올레핀/PPC/화합제로서 조제되고, 그리고 70/30 폴리올레핀/PPC 배합체는 66/28/6 :: 폴리올레핀/PPC/화합제로서 조제되었다. 무수물 변형된 LLDPE가 LLDPE 배합체와 HDPE에 대한 화합제로서 이용되었고, 반면 무수물 변형된 PP가 PP 배합체에 대한 화합제로서 이용되었다. 이들 배합체의 펠릿은 이축 스크류형 압출기로부터 용융물을 스트랜드 형판 (strand die)을 통해 펠리타이저 내로 통과시킴으로써 만들어졌다. 이들 펠릿은 이후, 순수한 PPC에 대해 앞서 기술된 바와 같이, 필름, 사출 성형 부품, 그리고 열성형된 물품을 만드는데 이용되었다. 한 가지 경우 (HDPE 배합체)에, 이들 펠릿은 또한, 전통적인 압출-취입 성형 장비를 이용하여 취입-성형된 물품, 예를 들면, 세정제와 샴푸 용도를 위한 병을 만드는 데에도 이용되었다. 이들 배합체에 대한 물리적 데이터는 표 1에 제시된다.
산출에서
인장 강도
 산출에서
신장
 휨 탄성률 인장 탄성률 노치트 아이조드
충격
단위 MPa % MPa MPa ft-lb/인치
PPC 39.5 3.24 2525 1447 0.6721
LLDPE 11.2 64 - 164 파단 없음
70/30
LLDPE/PPC		 12.9 6.21 344 437 5.73
50/50
LLDPE/PPC		 15.4 3.72 823 684 2.713
HDPE 20.6 8 664 563 2.25
70/30
HDPE/PPC		 23.6 5.79 1184 817 1.19
50/50
HDPE/PPC		 25.9 3.23 1493 931 1.016
PP 32.5 8 1317 930 1.5
70/30
PP/PPC		 28.9 4.22 1763 1024 1.58
50/50
PP/PPC		 28.8 3.76 2009 1137 1.62
Exceed™ 1018 (ExxonMobil, Irving, TX)로서 시판되는 LLDPE가 일부 시험에서 폴리올레핀으로서 이용되었다. Exceed™ 1018은 메탈로센 촉매된 폴리에틸렌 수지 (에틸렌-헥센 코폴리머)이고, 이것은 우수한 인장 강도, 충격 강도, 그리고 파괴 내성 (puncture resistance)을 갖는 필름을 형성하는데 이용된다. LLDPE는 0.918 g/cm3의 밀도, 1.0 g/10분의 용융 지수 (190℃/2.16 kg), 그리고 246℉의 피크 용융 온도를 갖는 것으로 보고된다.
Alathon® M5350 (Lyondell Chemical Co., Houston, TX)으로서 시판되는 HDPE가 일부 시험에서 폴리올레핀으로서 이용되었다. Alathon® M5350은 높은 충격 강도 및 우수한 가공처리 안정성을 갖는 좁은 분자량 분포 코폴리머이다. HDPE는 0.953 g/cm3의 밀도 및 4.5의 용융 지수를 갖는 것으로 보고된다.
DOW H110-02N (Dow Chemical Co., Midland, MI)으로서 시판되는 PP가 일부 시험에서 폴리올레핀으로서 이용되었다. DOW H110-02N은 우수한 충격과 강성 균형 및 뛰어난 가공성을 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머이다. PP는 0.9 g/cm3의 밀도 및 2.2 g/10분의 (230℃)의 용융 지수를 갖는 것으로 보고된다.
실시예 4
약 180,000의 평균 분자량을 갖는 구조적으로 정확한 PPC가 하기 시험에서 폴리카보네이트로서 이용되었다.
폴리카보네이트와 화합제는 가공처리에 앞서 48시간 동안 95℉에서 진공 오븐에서 건조되었다. 이들 재료 (폴리카보네이트, 폴리올레핀, 그리고 화합제)는 건성-배합되고 이축 스크류형 송급기에 의해 ZSK-30 동회전 이축 스크류형 압출기 (TSE, Werner & Pfleiderer, Stuttgart, Germany)에 제공되었다. 수조가 TSE의 단부에 부착되고, 그리고 압출형 스트랜드가 펠릿화되었다. 3개의 배합체가 제조되고 시험되었다. 첫 번째 배합체, 화합제로서 Admer AT2543A (Mitsui Chemicals, Tokyo, Japan)를 갖는 50/50 wt% LLDPE/PPC는 170℃의 온도, 10 lb/시간의 이송 속도 (feed rate) 및 110 rpm의 스크류 속도 (screw speed)에서 압출되었다. 두 번째 배합체, 화합제로서 Admer AT2543A를 갖는 50/50 wt% HDPE/PPC는 170℃의 온도, 10 lb/시간의 이송 속도 및 110 rpm의 스크류 속도에서 압출되었다. 세 번째 배합체, 화합제로서 Admer QF551A (Mitsui Chemicals, Tokyo, Japan)를 갖는 50/50 wt% PP/PPC는 180℃의 온도, 10 lb/시간의 이송 속도 및 110 rpm의 스크류 속도에서 압출되었다. 화합제 수준은 모든 경우에, 분산된 상의 1-10%에 유지되었다.
필름 압출을 위하여, 단일 스크류형 압출기 (D = 1.8 cm, L/D = 15; C.W. Brabender Instruments, Inc., South Hackensack, NJ)가 압출기의 단부에 부착된 6-인치 시트 형판을 이용하여 필름을 제조하는데 이용되었다. 200 μm와 500 μm 두께의 필름이 만들어졌는데, 필름의 두께는 형판 구멍의 너비를 조정함으로써 변하였다. 필름은 이후, 3-층 테이크업 롤에 의해 수집되었다. 롤의 온도는 순환 수조에 의해 60℃에서 유지되었다. 필름의 두께는 또한, 롤에서 스크류 속도 및 테이크업 속도에 의해 조정될 수 있었다. 앞서 기술된 3가지 배합체에 더하여, PPC, LLDPE, HDPE, 그리고 PP의 압출된 필름이 형성되었다. PPC 필름은 170℃에서 압출되었다. LLDPE 필름은 200℃에서 압출되었다. HDPE 필름은 230℃에서 압출되었다. PP 필름은 235℃에서 압출되었다. Admer AT2543A를 갖는 50/50 LLDPE/PPC와 Admer AT2543A를 갖는 50/50 HDPE/PPC 필름은 180℃에서 압출되었다. Admer QF551A를 갖는 50/50 PP/PPC 필름은 190℃에서 압출되었다.
폴리머 필름의 산소 투과성은 23℃와 50% 상대 습도에서 측정되었다. 순수한 PPC 필름은 6.2 cc 밀 (mil)/100 in2 일 (day)의 산소 투과성을 보였다. 순수한 PEC 필름은 0.59 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다. 순수한 LLDPE 필름은 513 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다. 순수한 HDPE 필름은 136 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다. 순수한 PP 필름은 164 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다. LLDPE/PPC 필름은 순수한 LLDPE에 비하여 12.5의 방벽 향상도를 위한 41 cc 밀/100 in3 일의 산소 투과성을 보였다. HDPE/PPC 필름은 순수한 HDPE에 비하여 1.7의 방벽 향상도를 위한 81 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다. PP/PPC 필름은 순수한 PP에 비하여 4.7의 방벽 향상도를 위한 35 cc 밀/100 in2 일의 산소 투과성을 보였다.
이들 순수한 성분의 산소 투과성에 기초된 폴리머 배합체 필름의 예상 산소 투과성은 2가지 상이한 모델, 부피 가성 모델 및 막스웰 모델을 이용하여 계산되었다.
부피 가성 모델은 하기 방정식에 의해 정의된다:
P 배합체 = volfr d P d + (1-volfr d )P m (1)
그리고, 막스웰 모델은 하기 방정식에 의해 정의된다:
P 배합체
Figure pct00009
(2)
여기서 P배합체는 배합체의 투과성이고, Pm은 매트릭스 상 (matrix phase)을 통한 투과성이고, Pd는 분산된 상 (dispersed phase)을 통한 투과성이고, 그리고 volfrd는 분산된 상의 부피율 (volume fraction)이다. LLDPE/PPC에 대한 예측된 산소 투과성은 부피 가성 모델에 의해 301 및 막스웰 모델에 의해 248이었다. HDPE/PPC에 대한 예측된 산소 투과성은 부피 가성 모델에 의해 82 및 막스웰 모델에 의해 67이었다. PP/PPC에 대한 예측된 산소 투과성은 부피 가성 모델에 의해 98 및 막스웰 모델에 의해 80이었다.
주사 전자 현미경법 (scanning electron microscopy, SEM) 역시 폴리머 필름에서 수행되었다. 도 2에서는 LLDPE/PPC 폴리머 배합체 필름에 대한 분산된 상의 공동-연속적 라미나형 형태학을 도시한다. 도 3에서는 HDPE/PPC 폴리머 배합체 필름에 대한 HDPE 35의 매트릭스에서 PPC 30의 섬을 도시한다. LLDPE/PPC 폴리머 배합체 필름에 대한 공동-연속적 형태학은 향상된 방벽 성질로 귀결되는데, 그 이유는 필름을 통한 O2 투과성을 위한 비틀린 통로가 발생되기 때문이다. 산소는 분산된 PPC 층 20을 통해 쉽게 확산할 수 없고, 그리고 형태학으로 인하여, 낮은 방벽 LLDPE 매트릭스 25을 통한 신속한 확산 통로를 찾지 못하기 때문이다. 따라서 50/50 LLDPE/PPC 필름을 통한 O2의 투과성은 2-상 시스템을 통한 투과성에 대해 부피 가성 모델 또는 막스웰 모델을 이용하여 예상된 것보다 훨씬 낮다.
도 2에서 50/50 LLDPE/PPC (여기서 PPC는 분산된 상이다)에서 관찰된 형태학은 도 3에서 50/50 HDPE-PPC 현미경 사진에서 관찰된 전형적인 바다 속에 섬 형태학과 상이하다. 2개의 폴리머가 서로에서 분산될 때, 도 3에서 관찰된 바와 같은 구형 분산된 상의 형성이 엔트로피적으로 선호된다. 하지만, 도 2에서와 같은 일정한 경우에, 분산된 상이 LLDPE-PPC 경우에서 관찰되는 바와 같은 라미나형 또는 공동-연속적 형태학으로 당분야에 알려져 있는 층상 형태학 (stratified morphology)으로 스트레칭 아웃되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 층상 공동-연속적 형태학은 얇은 시트-유사 층 (전형적으로, 1 마이크론 두께 이하, 그리고 종종, 0.2-0.5 마이크론 두께 이하)을 형성하는 분산된 상을 유발한다. 이것은 필름을 통한 가스 (가령, 산소)의 확산을 위한 비틀린 통로를 발생시키고, 따라서 필름 내에 구형 도메인을 갖는 분산된 상이 있는 필름으로부터 예상되는 것보다 필름을 통한 가스 전송률 (gas transmission rate)을 훨씬 많이 낮춘다. 판상체 또는 층상 층이 크지만, 한정된 길이/너비 비율을 갖는 얇은 판상체-유사 형태학은 가스 전송률을 극적으로 감소시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다 (본 발명에 참고문헌으로 편입되는 Hopfenberg, H.B. and Paul, D.R., in Polymer Blends, D.R. Paul and S. Newman, eds., Vol. 1, Chapter 10, Academic Press, New York, 1978을 참조한다).
층상 공동-연속적 라미나형 형태학을 유발하는 드롭 스트레칭과 병합의 변형 양상은 다른 폴리머 시스템에 대해 연구되었다 (본 발명에 참고문헌으로 편입되는 Subramanian, P.M., "Permeability barriers by controlled morphology of polymer blends", Polymer Engineering & Science, Vol. 25, No. 8, pp. 483-487, 1985; Kamal, M.R. et al., "The development of laminar morphology during extrusion of polymer blends, Polymer Engineering & Science, Vol. 35, No. 1, pp. 41-51, 1995; 그리고 Lee, S.Y. and Kim, S.C., laminar morphology development and oxygen permeability of LDPE/EVOH blends", Polymer Engineering & Science, Vol. 37, No. 2, pp. 463-475, 1985를 참조한다).
실시예 5
99% 이상의 카보네이트 연쇄를 갖고, 그리고 2% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포하는 185,000의 평균 분자량의 PPC는 이축 스크류형 압출기에서 5% LDPE (Dow LDPE 5004I뿐만 아니라 Dow LDPE 640I)와 복합되었다. 선택적으로, 기능화된 폴리올레핀이 화합제로서 이용될 수 있다. 가령, Admer AT2543A가 일부 경우에 0.5wt% 내지 1wt% 수준에서 화합제로서 이용되었다.
배향된 필름:
복합된 PPC-LDPE 배합체는 이후, 2가지 상이한 방식에서 배향된 필름으로 만들어졌다.
a) 취입 필름 공정: PPC-LDPE 배합체가 취입 필름을 만들기 위해 취입 필름 라인에 공급되었다.
약 2-3의 팽창비 (blow-up ratio)가 관찰되었고, 그리고 전형적인 필름 두께는 1 내지 1.5 밀이었다. 필름은 이후, 폴리머성 필름에 대한 인장과 신장 성질을 제공하는 ASTM D882에 의해 조사되었다.
b) 주조 필름, 그 이후에 이축 스트레칭: PPC-LDPE 배합체가 7 밀 두께 필름으로 주조되었다. 이것은 이후, 필름을 40 내지 80 섭씨도, 더욱 바람직하게는 50 내지 70 섭씨도의 온도로 가열하고, 이후 양쪽 방향으로 동시에 스트레칭함으로써, Iwamoto 이축 필름 스트레칭 기계에서 이축으로 스트레칭되었다. 전형적으로 필름은 본래 길이의 1.5배 내지 6-10배 스트레칭될 수 있다. 한 가지 실례에서, 필름은 58 섭씨도에서 2분 동안 유지되고, 이후 100 mm/분의 최대 속도에서 양쪽 방향으로 1.5%/초 변형률 (strain rate)로 스트레칭되었다. 필름은 양쪽 방향으로 본래 길이의 2.5배 스트레칭되었다. 생주물 7밀 필름뿐만 아니라 이축으로 스트레칭된 필름은 폴리머성 필름에 대한 인장과 신장 성질을 제공하는 ASTM D882에 의해 조사되었다.
취입 PPC-기초된 필름에서 ASTM D882에 의한 데이터는 하기 표 2에 요약된다.
폴리머 조성물 인장 강도, MPa 파단중 신장, %
순수한 PPC 45 20
순수한 LDPE 12 120
95% PPC, 5% LDPE 50 212
94.5% PPC, 5% LDPE,
0.5% Admer		 52 195
95% PPC + 5% Ecoflex
(폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트)		 41 208
94% PPC + 5% Ecoflex +
1% Joncryl		 44 197
79% PPC + 20% Ecoflex +
1% Joncryl		 38 254
표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 필름은 배합되지 않은 필름에 비하여 높은 파단중 신장 (elongation at break) 값을 보인다. 예상치 않게, 이들 배합체의 신장 성질은 때때로, 개별 성분의 값을 초과한다.
필름을 주조하고, 이후 이를 이축으로 (순차적으로 또는 동시에) 스트레칭하는 것은 하기 표 3에서 도시된 바와 같은 파단중 신장에서 유사한 향상을 제공한다.
주조 필름: 있는 그대로 및 동시적 이축 스트레칭 이후.
조성물 인장 강도, MPa 파단중 신장, % 인장 탄성률, MPa
순수한 PPC 34 3 3702
순수한 PPC 반복 34 7 3751
순수한 PPC - 이축으로 스트레칭된 2.5x 52 2 3863
순수한 LDPE 12 209 294
94% PPC + 5% LDPE + 1% Admer AT2543A 33 3 3677
94% PPC + 5% LDPE + 1% Admer AT2543A; 반복 37 8 3537
94% PPC + 5% LDPE + 1% Admer AT2543A,1 이축으로 스트레칭된 2.5x 45 144 3874
1 Admer AT2543A는 무수물 기능화된 폴리에틸렌 (Mitsui로부터)이다
표 2에 도시된 바와 같이, 이축 스트레칭은 순수한 PPC 단독에 대한 파단중 신장을 향상시키지 못하였다. 하지만, 이축 스트레칭은 "PPC + 5% LDPE"에 대한 파단중 신장을 유의미하게 향상시킨다. 폴리올레핀에 비하여 PPC의 인장 강도와 인장 탄성률 이점은 5% LDPE의 추가에서 여전히 유지된다.
앞서 언급된 모든 참고문헌은 본 발명에 참고문헌으로 편입된다.
본 명세서에서 기술된 본 발명의 구체예는 본 발명의 원리의 적용을 단순히 예시하는 것으로 이해된다. 예시된 구체예의 상세에 대한 언급은 청구항의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않고, 이들 청구항은 그 자체로, 본 발명에 필수적인 것으로 간주되는 특징을 상술한다.
부록 A:
본 발명의 압출된 배합체에서 이용하기 적합한 PPC의 설명:
하기 설명은 공동-소유된 국제 특허 출원 공개 WO 2010/060038로부터 개작되고, 상기 문헌은 본 발명에 전체로서 참고문헌으로 편입된다.
일부 구체예에서, 폴리머 배합체 내에 폴리카보네이트는 반응 파라미터의 신중한 제어로 달성된 유리한 성질을 갖는 PPC이다. 가령, 일정한 반응 파라미터의 이런 제어는 기존 PPC 조성물보다 구조적으로 더욱 정확한 PPC를 이끌어낸다. 예상치 않게, 이러한 구조적으로 정확한 PPC는 과거에 PPC의 성과가 불량했던 다수의 적용에서 상기 재료의 이용을 가능하게 하는 향상된 가공처리 특성을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 구조적으로 정확한 PPC로부터 형성되고, 여기서 PPC는 높은 머리-대-꼬리 비율, 낮은 에테르 연쇄 함량, 좁은 다분산성, 그리고 낮은 환상 카보네이트 함량을 갖는다. 이들 물품이 만들어지는 PPC 조성물은 전형적으로, 외래 아연 촉매 시스템의 존재에서 산화프로필렌과 이산화탄소의 중합에 의해 형성되는 기존 PPC 조성물로부터 그들을 구별짓는 물리적 특성을 갖는다.
일부 구체예에서, PPC는 선행 기술로부터 구조적으로 덜 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물에 비하여 향상된 가공처리와 성과 특성을 갖는다. 이들 선행 기술 재료는 더욱 큰 백분율의 에테르 연쇄, 더욱 낮은 머리-대-꼬리 비율, 더욱 넓은 분자량 분포, 더욱 높은 환상 카보네이트 함량, 또는 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 조합을 내포한다. 일부 구체예에서, PPC는 사출 성형; 압출, 용융 가공처리, 취입, 열성형, 발포, 그리고 선행 기술 폴리(프로필렌 카보네이트) 조성물이 분해되거나, 또는 달리 불량하게 작동하는 조건 하에 주조가 포함되지만 이들에 국한되지 않는 수단에 의해 가공처리될 수 있다.
일부 구체예에서, 결과의 폴리(프로필렌 카보네이트)-내포 배합체 및 그것에 의해 생산된 필름은 더욱 높은 강도, 열 변형을 향한 더욱 적은 추세, 향상된 가스 방벽 성질, 더욱 높은 유리 전이 온도, 그리고 이들 중에서 2가지 또는 그 이상의 조합이 포함되지만 이들에 국한되지 않는 예상치 않게 향상된 물리적 특성을 갖는다.
본 발명에서 제시된 폴리머 배합체와 필름에 대하여 달리 지시되지 않으면, 용어 "구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)" 및 "폴리(프로필렌 카보네이트)"는 교체가능하게 이용되는 것으로 이해될 것이다.
일정한 구체예에서, PPC는 높은 머리-대-꼬리 비율을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, PPC는 높은 백분율의 카보네이트 연쇄를 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, PPC는 좁은 다분산 지수를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PPC는 매우 낮은 수준의 환상 카보네이트를 내포하는 것으로 특징된다.
구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)가 높은 머리-대-꼬리 비율에 의해 특징되는 구체예에서, 폴리머는 평균적으로 약 80% 이상의 머리-대-꼬리 배향되는 이웃한 단위체 단위를 갖는다. 일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 85% 이상의 이웃한 단위체 단위가 머리-대-꼬리 배향된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 90% 이상의 이웃한 단위체 단위가 머리-대-꼬리 배향된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 95% 이상의 이웃한 단위체 단위가 머리-대-꼬리 배향된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 본질적으로 모든 이웃한 단위체 단위가 머리-대-꼬리 배향된다.
구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)가 높은 백분율의 카보네이트 연쇄에 의해 특징되는 구체예에서, 폴리머는 평균적으로, 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된 약 90% 이상의 이웃한 단위체 단위 및 약 10% 이하의 에테르 연쇄를 갖는다. 일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 95% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 97% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 약 99% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PPC 내에 본질적으로 모든 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 카보네이트 사슬로부터 별도의 과정에서 형성된 폴리에테르 부분을 내포할 수 있고, 그리고 이런 경우에, 폴리에테르 부분의 에테르 연쇄는 CO2와 산화프로필렌의 불완전한 공중합으로부터 전형적으로 발생하는 앞서 기술된 에테르 연쇄와 상이한 것으로 이해된다.
구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)가 좁은 다분산 지수 (PDI)에 의해 특징되는 구체예에서, PPC는 약 2 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 1.8 이하의 PDI를 갖는다. 일부 구체예에서, PPC는 약 1.5 이하의 PDI를 갖는다. 일부 구체예에서, PPC는 약 1.4 이하, 약 1.2 이하 또는 약 1.1 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 약 1.0 내지 약 1.2의 PDI를 갖는다.
구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)가 낮은 환상 카보네이트 함량에 의해 특징되는 구체예에서, PPC는 약 5% 이하의 환상 카보네이트 함량을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 5% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일부 구체예에서, PPC는 3% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일부 구체예에서, PPC는 1% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일정한 구체예에서, PPC는 프로필렌 카보네이트를 본질적으로 내포하지 않는다.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 높은 머리-대-꼬리 비율, 높은 백분율의 카보네이트 연쇄, 좁은 다분산 지수, 그리고 낮은 환상 카보네이트 함량으로 구성된 군에서 선택되는 2가지 또는 그 이상의 특성의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 높은 머리-대-꼬리 비율과 높은 백분율의 카보네이트 연쇄의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 높은 머리-대-꼬리 비율과 좁은 다분산 지수의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 높은 머리-대-꼬리 비율과 낮은 환상 카보네이트 함량의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 좁은 다분산 지수와 높은 백분율의 카보네이트 연쇄의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 높은 머리-대-꼬리 비율, 높은 백분율의 카보네이트 연쇄, 그리고 좁은 다분산 지수의 조합을 갖는 것으로 특징된다.
구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 폴리머 배합체와 폴리머 필름에서 다양한 분자량을 가질 수 있다. 특정한 적용을 위하여, 성과와 가공처리 특성의 최적 조합을 획득하기 위해 더욱 높은 또는 더욱 낮은 분자량 재료를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 선별 과정은 당업자에게 충분히 공지되어 있다. 폴리머의 분자량은 분자량 수 (Mn)로 표시될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 바와 같은 고분자량 PPC는 일반적으로, 약 5 x 104 g/mol 이상의 Mn을 갖는다. 본 명세서에서 기술된 바와 같은 저분자량 PPC는 약 1 x 103 내지 약 5 x 104 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 상대적으로 높은 Mn을 갖는 열가소성 물질이다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 열가소성 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 5 x 104 g/mol 초과의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 1 x 105 g/mol 초과의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 5 x 104 g/mol 내지 약 2 x 107 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 40,000 내지 약 400,000 g/mol의 분자량을 갖는 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 50,000 내지 약 350,000 g/mol의 분자량을 갖는 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 100,000 내지 약 300,000 g/mol의 분자량을 갖는 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, Mn은 약 150,000과 약 250,000 g/mol의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 160,000 내지 약 240,000 g/mol의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 180,000 내지 약 220,000 g/mol의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 180,000 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 60,000 내지 약 400,000 g/mol의 범위에서 Mn; 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 85% 이상의 머리-대-꼬리 비율, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 60,000 내지 약 100,000 g/mol의 범위에서 Mn; 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 85% 이상의 머리-대-꼬리 비율, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 80,000 g/mol의 Mn, 98% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 85% 이상의 머리-대-꼬리 비율, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 그리고 약 2% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 120,000 내지 약 250,000 g/mol의 범위에서 Mn, 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 85% 이상의 머리-대-꼬리 비율, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 180,000 g/mol의 Mn, 98% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 85% 이상의 머리-대-꼬리 비율, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 그리고 약 2% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 일정한 정도의 입체규칙성 (stereoregularity)을 갖는다. 일부 구체예에서, PPC는 적어도 부분적으로 동일배열 (isotactic)이다. 일부 구체예에서, PPC는 적어도 부분적으로 규칙배열 (syndiotactic)이다. 일정한 구체예에서, PPC는 실질적으로 동일배열이다. 일부 구체예에서, PPC는 혼성배열 (atactic) PPC와 동일배열 또는 규칙배열 PPC의 배합체이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 PPC는 2개 또는 그 이상의 PPC 조성물의 배합체를 포함하고, 이것은 배합체 내에 각 PPC 조성물이 상이한 평균 분자량을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 성분은 약 150,000 내지 약 400,000 g/mol의 Mn을 갖는 고분자량 PPC와 약 100,000 g/mol 미만의 Mn을 갖는 더욱 낮은 분자량 PPC의 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 성분은 약 150,000 내지 약 250,000 g/mol의 Mn을 갖는 고분자량 PPC와 약 30,000 g/mol 내지 약 80,000 g/mol의 Mn을 갖는 더욱 낮은 분자량 PPC의 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 배합체의 각 성분은 좁은 다분산성을 갖는다. 일정한 구체예에서, 배합체의 고분자량과 저분자량 성분의 PDI는 독립적으로 측정될 때, 각각 1.2 이하이다. 일정한 구체예에서, 이런 배합체는 저분자량과 고분자량을 갖는 PPC 폴리머의 별개 샘플을 혼합함으로써 생산된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 40℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 41℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 42℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 43℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 44℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 45℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 아연-내포 촉매 이외의 촉매를 이용하여 형성된다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 검출가능한 아연 잔사 (zinc residue)를 내포하지 않는다.
일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 전이 금속 촉매의 존재에서 에폭시드와 이산화탄소의 공중합에 의해 획득된다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 금속 살렌 촉매를 이용하여 형성된다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 코발트 살렌 촉매를 이용하여 형성된다. 적절한 촉매와 방법에는 US 특허 번호 7,304,172 및 공개된 PCT 출원 번호 WO/2010/022388A2에서 기술된 것들이 포함되고, 이들 각각의 전체 내용은 본 발명에 참고문헌으로 편입된다.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 화학식 I로 대표되는 구조를 갖는 폴리머 사슬을 포함한다:
[화학식 I]
Figure pct00010
여기서 X는 에폭시드를 개환할 수 있는 임의의 친핵체의 결합된 형태에 상응하는 모이어티이고, 그리고 n은 약 10 내지 약 40,000의 정수이다. 일정한 구체예에서, 구조식 I에서 X는 할로겐화물, 아지드화물, 또는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기로 구성된 군에서 선택된다. 일부 구체예에서, n은 약 50 내지 약 3,000이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트) 폴리머는 2개 또는 그 이상의 상이한 폴리머 사슬 유형의 혼합물로서 존재하고, 여기서 이들 상이한 사슬 유형은 2개 또는 그 이상의 상이한 사슬 종결기 (terminating group)의 존재 및/또는 폴리머 사슬 내에 매입된 소형 분자 폴리머 개시 분자의 존재, 부재 또는 차이에 의해 구별된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 2가지 폴리머 사슬 유형, A와 B를 포함하는 것으로 특징되고, 여기서 이들 유형은 그들의 종결기에서 상이하다. 일정한 구체예에서, 폴리머 사슬 유형 A와 B는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00011
여기서 n은 앞서 정의된 바와 동일하고, -X와 -Y는 각각, 에폭시드를 개환할 수 있는 친핵체를 나타내고, 그리고 여기서 -X와 -Y는 상이하다.
일정한 구체예에서, X와 Y는 독립적으로, 할로겐화물, 아지드화물, 또는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, X는 할로겐화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기이다. 일정한 구체예에서, X는 할로겐화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트이다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트이다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 포르메이트, 아세테이트, 벤조에이트, 트리플루오르아세테이트, 그리고 펜타플루오르벤조에이트로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 트리플루오르아세테이트이다(하기에서 구조식 A 2 와 B 2 로서 도시됨).
Figure pct00012
여기서 n은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 사슬 유형 A와 B 사이에 비율은 약 1:3 내지 약 3:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 사슬 유형 A와 B 사이에 비율은 약 1:2 내지 약 2:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 사슬 유형 A와 B의 대략 등몰 혼합물을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 사슬 유형 A 2 와 B 2 의 대략 등몰 혼합물을 포함한다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 C의 사슬을 포함한다:
Figure pct00013
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 A 또는 A와 B의 사슬과 공동으로 유형 C의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 유형 C의 사슬 대 유형 A 또는 A와 B의 사슬의 비율 (가령, 비율 C:A 또는 C:[A+B])은 약 0.1:1 내지 약 100:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 이러한 비율은 약 1:1 내지 약 10:1이다. 일정한 구체예에서, 이러한 비율은 약 2:1 내지 약 5:1이다.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D의 사슬을 포함하고, 이들 사슬은 그들 내부에 폴리머 개시 모이어티가 매입된다. 일정한 구체예에서, 매입된 폴리머 개시 모이어티는 폴리카보네이트 사슬의 중심 부근에 위치한다 (다시 말하면, 상기 모이어티는 2개 또는 그 이상의 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬에 연결되고, 여기서 통계적으로 각 사슬은 대략 동등한 길이를 갖는다). 일정한 구체예에서, 유형 D의 사슬은 2개의 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 선형 폴리머 사슬이다. 일정한 구체예에서, 유형 D의 사슬은 3개 또는 그 이상의 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 별모양 폴리머이다.
일정한 구체예에서, 유형 D의 사슬은 화학식 D 1 을 갖는다:
Figure pct00014
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y는 얼마나 많은 추가의 개별 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 지를 지시하는 1 내지 5의 정수이고 (가령, 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결된 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬의 총수는 2 내지 6 범위에서 변한다); 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 이산화탄소와 반응하여 폴리머 사슬을 개시할 수 있는 (가령, 산소, 질소, 황, 또는 탄소 친핵체로부터 각각 카보네이트, 카바메이트, 티오카보네이트, 또는 에스테르를 형성할 수 있는) 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 1이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 3이다.
일부 구체예에서, 유형 D의 사슬은 화학식 D 2 를 갖는다:
Figure pct00015
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y는 얼마나 많은 추가의 개별 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 지를 지시하는 1 내지 5의 정수이고 (가령, 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결된 폴리(프로필렌 카보네이트) 사슬의 총수는 2 내지 6 범위에서 변한다); 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 에폭시드와 반응하여 폴리카보네이트 사슬의 형성을 개시할 수 있는 (가령, 각각 에테르, 아민, 티오에테르, 또는 탄소-탄소 결합을 형성하는 각각 산소, 질소, 황, 또는 탄소 친핵체에 의해) 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 1이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 3이다.
일부 구체예에서, 유형 D의 사슬은 화학식 D 3 을 갖는다:
Figure pct00016
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y와 y'는 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고 y와 y'의 합은 적어도 2이고; 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 이산화탄소 또는 에폭시드와 반응하여 각각 구조식 D 1 과 D 2 에 대해 앞서 기술된 바와 같은 폴리카보네이트 사슬의 형성을 개시할 수 있는 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 3 의 폴리머에 대한 y'의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 3 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 D 3 의 폴리머에 대한 y 또는 y' 중에서 하나의 값은 2이고, 그리고 다른 하나의 값은 0이다. 일부 구체예에서, y와 y'의 합은 2 이상이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 약 1:50 내지 약 50:1의 비율에서 화학식 A의 사슬 및 화학식 D 3 의 사슬을 내포한다. 일정한 구체예에서, 화학식 A의 사슬 대 화학식 D 3 의 사슬의 비율은 1:50 내지 1:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 화학식 A의 사슬 대 화학식 D 3 의 사슬의 비율은 1:10 내지 10:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 화학식 A의 사슬 대 화학식 D 3 의 사슬의 비율은 1:2 내지 2:1 범위에서 변한다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 적어도 0.1%의 사슬 D 3 을 내포하고, 여기서 y와 y'의 합은 2 이상이다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 적어도 0.5%와 20%의 사슬 D 3 을 내포하고, 여기서 y와 y'의 합은 2 이상이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 A의 사슬과 함께, 유형 D의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 A와 B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 D의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 C의 사슬과 함께, 유형 D의 사슬을 포함하고, 그리고 선택적으로 유형 A의 사슬 또는 유형 A와 B의 혼합물 역시 내포한다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 에틸렌 글리콜의 결합된 형태 (가령, Z는 -OCH2CH2O-)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 4 를 갖는다:
Figure pct00017
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 4 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 디프로필렌 글리콜의 결합된 형태 (이것은 이성질체의 혼합물일 수 있다)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 5 를 갖는다:
Figure pct00018
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, R1과 R2 중에서 하나는 메틸이고 다른 하나는 수소이고, 그리고 R3과 R4 중에서 하나는 메틸이고 다른 하나는 수소이다 (가령, 화학식 D1에서 Z는 하기 구조식 중에서 한 가지를 갖는다:
Figure pct00019
).
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 5 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 1,3 프로판 디올의 결합된 형태 (가령, Z는 -OCH2CH2CH2O-)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 6 을 갖는다:
Figure pct00020
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 6 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 글리콜산의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 7 을 갖는다:
Figure pct00021
.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 7 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 프로폭실화된 글리세롤의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 8 을 갖는다:
Figure pct00022
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 9 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 프로폭실화된 펜타에리트리톨의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 9 를 갖는다:
Figure pct00023
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 9 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 10 을 갖는다:
Figure pct00024
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, p는 일체를 포함하는 2 내지 200의 정수이고, 그리고 R1은 선택적으로 존재하고, 존재하면 메틸이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 10 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 선택적으로 치환되지 않은 이산의 결합된 형태이다. 일정한 구체예에서, 이산은 직선 사슬 포화된 이산이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 D 11 을 갖는다:
Figure pct00025
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, 그리고 q는 일체를 포함하는 0 내지 32의 정수이다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 D 11 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 A, B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 매입된 사슬 이동 모이어티의 정체에 의해 서로 구별되는 유형 D의 사슬의 2개 또는 그 이상의 변종을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 4 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 5 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 6 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 7 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 8 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 D 유형과 함께, 유형 D 9 의 폴리머 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 4 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 5 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 6 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 7 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 8 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 D 9 의 사슬과 함께, 유형 C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 C와 D의 사슬과 함께, 유형 A의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 C와 D의 사슬과 함께, 유형 A와 B의 폴리머 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 사슬 유형 A 또는 A와 B와 함께, 유형 C의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 A 또는 A와 B의 사슬과 함께, 유형 C의 사슬을 다수 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 A의 사슬과 함께, 유형 C의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 A와 B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 C의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 A와 B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 C와 D의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 구조식 C와 D의 사슬 또는 C와 D의 혼합물에서 선택되는 약 30 내지 80%의 폴리머 사슬, 그리고 구조식 A, B, 또는 A와 B의 혼합물에서 선택되는 20 내지 70%의 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 하나 또는 그 이상의 사슬 유형 C 및/또는 D와 함께, 동등한 비율의 A 2 와 B 2 (가령, A 2 사슬과 B 2 사슬 사이에 1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 구조식 A 2 , B 2 , C, 그리고 D 4 를 갖는 4가지 사슬 유형을 대략 동등한 비율로 내포한다. 일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 4 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 4 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 4 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 5 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 5 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 5 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 6 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 6 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 6 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 7 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 7 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 7 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 8 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 8 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 8 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 9 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 9 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 9 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 10 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 10 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 10 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PPC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 A 2 , B 2 와 D 11 (가령, A 2 사슬, B 2 사슬과 D 11 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PPC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 A 2 , B 2 , C와 D 11 을 내포한다.
구조적으로 정확한 PPC가 2가지 또는 그 이상의 사슬 유형 (가령, 임의의 구조식 A 내지 D 11 )을 포함하는 일정한 구체예에서, 각 경우에 n의 값은 대략 동일하다.
일정한 구체예에서, 앞서 기술된 임의의 구조식 A 내지 D 11 은 변형될 수 있다. 일정한 구체예에서, 이것은 말단 히드록실 기(들)에서 중합후 화학을 수행함으로써 달성될 수 있다. 일정한 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(프로필렌 카보네이트)는 유형 A 내지 D 11 의 사슬을 내포할 수 있는데, 여기서 종결기는 에스테르, 에테르, 카바메이트, 술포네이트, 또는 카보네이트이다. 일정한 구체예에서, 이들 유도체는 아세테이트, 트리플루오르아세테이트, 벤조에이트 또는 펜타플루오르벤조에이트와 같은 기를 제공하는 아실화제 (acylating agent)와의 반응에 의해 형성될 수 있다. 일부 구체예에서, 히드록실 기는 이소시아네이트와 반응되어 카바메이트가 형성되거나, 실릴 할로겐화물 또는 실릴 술포네이트와 반응되어 실릴 에테르가 형성되거나, 알킬 할로겐화물 또는 알킬 술포네이트와 반응되어 에테르가 형성되거나, 또는 술포닐 할로겐화물 또는 무수물과 반응되어 술포네이트가 형성될 수 있다.
실시예 A1 내지 A4는 구조적으로 정확한 PPC를 만드는 방법을 기술한다. 상이한 사슬 이동제를 이용하고 반응물 내에 존재하는 물의 양을 제어함으로써, 샘플 내에 사슬 유형의 정체와 상대적 비율이 변한다.
실시예 A1: B 2 와 C의 사슬을 포함하는 PPC의 합성.
1-리터 Parr 반응기는 33 ppm 물, 123 mg의 라세미 N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸살리실리덴)-1,2-시클로헥산디아미노 코발트(III) 트리플루오르아세테이트 (salcyCoTFA) 촉매 및 112 mg 비스(트리페닐포스핀)이미늄 트리플루오르아세테이트 (PPN-TFA) 보조-촉매를 내포하는 200 그램 산화프로필렌으로 채워졌다. 반응기는 밀봉되고, CO2로 100 psi까지 가압되고, 그리고 온도를 35℃에서 유지하면서 250 rpm에서 교반되었다. 23시간후, 중합은 200 g 아세톤에서 2.1 당량의 메탄 술폰산 (MSA)으로 진정되었다. 반응 혼합물은 반응되지 않은 산화프로필렌을 제거하기 위해 증류되고, 그리고 샘플은 이후, 고형 폴리머를 단리하기 위해 50/50 MeOH/H2O에서 침전되었다. 회수된 폴리머는 진공 오븐에서 건조되고, 이후 아세톤 내로 20 wt%로 재용해되고, 그리고 두 번째 침전되었다. 회수된 폴리머는 75℃ 진공 오븐에서 8시간 동안 건조되었다. GPC 분석은 실시예 1로부터 결과의 PPC 샘플이 이정 분자량 분포를 갖고, 그리고 각각 유형 C와 B 2 의 사슬에 상응하는 230.8 kg/mol과 110 kg/mol의 Mw를 갖는 사슬의 대략 동등한 집단을 내포한다는 것을 드러냈다.
실시예 1a: A 2 , B 2 , 그리고 C의 사슬을 포함하는 PPC의 합성.
본 실시예의 PPC는 104 mg의 비스(트리페닐포스핀)이미늄 염화물 (PPN-Cl)이 PPN-TFA를 대체하는 점을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 조건 하에 생산되었다. 유형 A 2 와 B 2 의 사슬의 존재와 상대적 존재비는 염소와 플루오르를 검출하는 분석 방법에 의해 검출될 수 있다. 적절한 방법은 당분야에 공지되어 있고 그 중에서도 특히, 질량 분광학 및 플루오르 NMR을 포함한다.
실시예 2: B 2 , C, 그리고 D 5 의 사슬을 포함하는 PPC의 합성.
1-리터 Parr 반응기는 33 ppm 물, 58 mg의 디프로필렌 글리콜, 123 mg의 salcyCoTFA 촉매 및 112 mg PPN-TFA 보조-촉매를 내포하는 200 그램 산화프로필렌으로 채워졌다. 반응기는 밀봉되고, CO2로 100 psi까지 가압되고, 그리고 온도를 35℃에서 유지하면서 250 rpm에서 교반되었다. 23시간후, 중합은 200 g 아세톤에서 2.1 당량의 메탄 술폰산 (MSA)으로 진정되었다. 반응 혼합물은 반응되지 않은 산화프로필렌을 제거하기 위해 증류되고, 그리고 샘플은 이후, 고형 폴리머를 단리하기 위해 50/50 MeOH/H2O에서 침전되었다. 회수된 폴리머는 진공 오븐에서 건조되고, 이후 아세톤 내로 20 wt%로 재용해되고, 그리고 두 번째 침전되었다. 회수된 폴리머는 75℃ 진공 오븐에서 8시간 동안 건조되었다.
실시예 3: B 2 , C, 그리고 D 8 의 사슬을 포함하는 PPC의 합성.
본 재료는 76 mg 글리세롤 프로폭실레이트가 디프로필렌 글리콜을 대체하는 점을 제외하고, 실시예 2에서 기술된 것들과 동일한 조건 하에 생산되었다.
실시예 4: B 2 , C, 그리고 D 9 의 사슬을 포함하는 PPC의 합성.
본 재료는 92 mg 펜타에리트리톨 프로폭실레이트가 디프로필렌 글리콜을 대체하는 점을 제외하고, 실시예 2에서 기술된 것들과 동일한 조건 하에 생산되었다.
겔 투과 크로마토그래피 (gel permeation chromatography, GPC)가 실시예 2 내지 4로부터 폴리머에서 수행되었다. 실시예 2로부터 결과의 폴리머는 이정 분자량 분포를 갖고, 그리고 유형 B 2 의 사슬의 혼합물에 상응하는 대략 60 kg/mol의 Mw를 갖는 사슬의 더욱 작은 집단과 함께, 대략 120 kg/mol의 Mw를 갖는 사슬 (유형 D 5 와 C의 사슬의 혼합물)을 다수 내포한다. 실시예 2로부터 폴리머의 경우에, Mn은 약 92 kg/mol이고, Mw는 약 118 kg/mol이고, 그리고 PDI는 약 1.29이었다. 실시예 3과 4로부터 샘플은 각각, GPC에서 특징적인 삼정 분자량 분포를 보인다. 이들 3가지 성분은 유형 B 2 의 사슬 (저분자량 집단), 유형 C의 사슬을 내포하는 중간 집단 및 유형 D 8 (실시예 3) 또는 D 9 (실시예 4)의 사슬에 상응하는 높은 Mw 집단에 상응한다. 실시예 3으로부터 폴리머의 경우에, Mn은 약 90 kg/mol이고, Mw는 약 127 kg/mol이고, 그리고 PDI는 약 1.42이었다. 실시예 4로부터 폴리머의 경우에, Mn은 약 115 kg/mol이고, Mw는 약 185 kg/mol이고, 그리고 PDI는 약 1.61이었다.
이들 사슬 유형의 비율은 전술한 실시예에서 개시된 방법을 이용하여, 또는 변하는 용융 유동 지수 (melt flow index, MFI)를 갖는 PPC 조성물을 제공하기 위한 상이한 사슬 유형을 갖는 샘플의 물리적 배합에 의해 조작될 수 있다. 일정한 적용에서, 더욱 높은 MFI를 갖는 것은 본 발명의 플라스틱 물품을 만들기 위한 사출 성형과 압출 작업에 유리할 수 있다. 실시예 2의 PPC는 2.16 kg에서 170℃에서 측정될 때, 2.56 g/10분의 MFI를 갖는 것으로 밝혀졌다. 동일한 조건 하에, 실시예 3의 PPC는 2.35 g/10분의 MFI를 갖는 것으로 밝혀진 반면, 실시예 4의 PPC는 0.79 g/10분인 것으로 밝혀졌다. 당업자가 다양한 용융 유동 성질을 갖는 PPC 조성물을 만들어내기 위해 이들 추세를 이용할 수 있는 것으로 인지될 것이다.
PPC는 170℃에서 압출기에 통과되고, 사출 성형되어 인장 봉이 만들어지고, 그리고 다양한 두께의 필름으로 압출되었다. 상품명 QPAC 하에 상업적으로 구입가능한 선행 기술 PPC를 처리하려는 시도가 있었지만, 상기 선행 기술 재료는 이들 조건 하에 가공처리될 수 없거나, 또는 극히 연하고 본 발명의 PPC의 샘플에 의해 전시되는 구조 일체성 (structural integrity)을 결여하는 필름과 인장 봉을 산출하였다. 임의의 이론에 의해 한정되거나, 또는 청구된 발명의 범위를 제한하지 않으면서, 이것은 이들 온도에서 압출 과정 동안, 상업적 PPC의 열 분해 (thermal degradation)에 기인하는 것으로 생각된다.
부록 B
본 발명의 일정한 구체예에서 이용하기 적합한 PEC 조성물의 설명.
일정한 구체예에서, PEC는 높은 백분율의 카보네이트 연쇄를 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, PEC는 좁은 다분산 지수를 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, PEC는 매우 낮은 수준의 환상 카보네이트를 내포하는 것으로 특징된다.
구조적으로 정확한 폴리(에틸렌 카보네이트)가 높은 백분율의 카보네이트 연쇄에 의해 특징되는 구체예에서, 폴리머는 평균적으로, 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된 약 90% 이상의 이웃한 단위체 단위 및 약 10% 이하의 에테르 연쇄를 갖는다. 일정한 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PEC 내에 약 95% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PEC 내에 약 97% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PEC 내에 약 99% 이상의 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일부 구체예에서, 제시된 폴리머 배합체와 필름에서 평균적으로, PEC 내에 본질적으로 모든 이웃한 단위체 단위가 카보네이트 연쇄를 거쳐 연결된다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 카보네이트 사슬로부터 별도의 과정에서 형성된 폴리에테르 부분을 내포할 수 있고, 그리고 이런 경우에, 폴리에테르 부분의 에테르 연쇄는 CO2와 산화프로필렌의 불완전한 공중합으로부터 전형적으로 발생하는 앞서 기술된 에테르 연쇄와 상이한 것으로 이해된다.
폴리(에틸렌 카보네이트)가 좁은 다분산 지수 (PDI)에 의해 특징되는 구체예에서, PEC는 약 2 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 약 1.8 이하의 PDI를 갖는다. 일부 구체예에서, PEC는 약 1.5 이하의 PDI를 갖는다. 일부 구체예에서, PEC는 약 1.4 이하, 약 1.2 이하 또는 약 1.1 이하의 PDI를 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 약 1.0 내지 약 1.2의 PDI를 갖는다.
폴리(에틸렌 카보네이트)가 낮은 환상 카보네이트 함량에 의해 특징되는 구체예에서, PEC는 약 5% 이하의 환상 카보네이트 함량을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 5% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일부 구체예에서, PEC는 3% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일부 구체예에서, PEC는 1% 이하의 프로필렌 카보네이트를 내포한다. 일정한 구체예에서, PEC는 프로필렌 카보네이트를 본질적으로 내포하지 않는다.
일부 구체예에서, 구조적으로 정확한 폴리(에틸렌 카보네이트)는 높은 백분율의 카보네이트 연쇄, 좁은 다분산 지수, 그리고 낮은 환상 카보네이트 함량으로 구성된 군에서 선택되는 2가지 또는 그 이상의 특성의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 좁은 다분산 지수와 높은 백분율의 카보네이트 연쇄의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 높은 백분율의 카보네이트 연쇄, 그리고 낮은 환상 함량의 조합을 갖는 것으로 특징된다. 일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 좁은 다분산 지수, 그리고 낮은 환상 함량의 조합을 갖는 것으로 특징된다.
폴리(에틸렌 카보네이트)는 폴리머 배합체와 폴리머 필름에서 다양한 분자량을 가질 수 있다. 특정한 적용을 위하여, 성과와 가공처리 특성의 최적 조합을 획득하기 위해 더욱 높은 또는 더욱 낮은 분자량 재료를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 선별 과정은 당업자에게 충분히 공지되어 있다. 폴리머의 분자량은 분자량 수 (Mn)로 표시될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 바와 같은 고분자량 PEC는 일반적으로, 약 5 x 104 g/mol 이상의 Mn을 갖는다. 본 명세서에서 기술된 바와 같은 저분자량 PEC는 약 1 x 103 내지 약 5 x 104 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 상대적으로 높은 Mn을 갖는 열가소성 물질이다. 일정한 구체예에서, 열가소성 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 5 x 104 g/mol 초과의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 1 x 105 g/mol 초과의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 5 x 104 g/mol 내지 약 2 x 107 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 40,000 내지 약 400,000 g/mol의 분자량을 갖는 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 50,000 내지 약 350,000 g/mol의 분자량을 갖는 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체와 필름은 약 100,000 내지 약 300,000 g/mol의 분자량을 갖는 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함한다. 일정한 구체예에서, Mn은 약 150,000과 약 250,000 g/mol의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 160,000 내지 약 240,000 g/mol의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 180,000 내지 약 220,000 g/mol의 Mn을 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 180,000 g/mol의 Mn을 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 60,000 내지 약 400,000 g/mol의 범위에서 Mn; 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 60,000 내지 약 100,000 g/mol의 범위에서 Mn; 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 80,000 g/mol의 Mn, 98% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 그리고 약 2% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 120,000 내지 약 250,000 g/mol의 범위에서 Mn, 95% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 1.5 이하의 다분산 지수, 그리고 약 5% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 성질의 하기 조합을 갖는다: 약 180,000 g/mol의 Mn, 98% 초과의 카보네이트 연쇄 함량, 약 1.2 이하의 다분산 지수, 그리고 약 2% 미만의 환상 카보네이트 함량.
일정한 구체예에서, PEC는 2개 또는 그 이상의 PEC 조성물의 배합체를 포함하고, 이것은 배합체 내에 각 PEC 조성물이 상이한 평균 분자량을 갖는 것으로 특징된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 성분은 약 150,000 내지 약 400,000 g/mol의 Mn을 갖는 고분자량 PEC와 약 100,000 g/mol 미만의 Mn을 갖는 더욱 낮은 분자량 PEC의 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트 성분은 약 150,000 내지 약 250,000 g/mol의 Mn을 갖는 고분자량 PEC와 약 30,000 g/mol 내지 약 80,000 g/mol의 Mn을 갖는 더욱 낮은 분자량 PEC의 배합체를 포함한다. 일정한 구체예에서, 이런 배합체의 각 성분은 좁은 다분산성을 갖는다. 일정한 구체예에서, 배합체의 고분자량과 저분자량 성분의 PDI는 독립적으로 측정될 때, 각각 1.2 이하이다. 일정한 구체예에서, 이런 배합체는 저분자량과 고분자량을 갖는 PEC 폴리머의 별개 샘플을 혼합함으로써 생산된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 40℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 41℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 42℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 43℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 44℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 45℃ 초과의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 아연-내포 촉매 이외의 촉매를 이용하여 형성된다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 검출가능한 아연 잔사 (zinc residue)를 내포하지 않는다.
일부 구체예에서, 지방족 폴리카보네이트는 전이 금속 촉매의 존재에서 에폭시드와 이산화탄소의 공중합에 의해 획득된다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 금속 살렌 촉매를 이용하여 형성된다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 코발트 살렌 촉매를 이용하여 형성된다. 적절한 촉매와 방법에는 US 특허 번호 7,304,172 및 공개된 PCT 출원 번호 WO/2010/022388A2에서 기술된 것들이 포함되고, 이들 각각의 전체 내용은 본 발명에 참고문헌으로 편입된다.
일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 화학식 I로 대표되는 구조를 갖는 폴리머 사슬을 포함한다:
[화학식 1]
Figure pct00026
여기서 X는 에폭시드를 개환할 수 있는 임의의 친핵체의 결합된 형태에 상응하는 모이어티이고, 그리고 n은 약 10 내지 약 40,000의 정수이다. 일정한 구체예에서, 구조식 1에서 X는 할로겐화물, 아지드화물, 또는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기로 구성된 군에서 선택된다. 일부 구체예에서, n은 약 50 내지 약 3,000이다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트) 폴리머는 2개 또는 그 이상의 상이한 폴리머 사슬 유형의 혼합물로서 존재하고, 여기서 이들 상이한 사슬 유형은 2개 또는 그 이상의 상이한 사슬 종결기 (terminating group)의 존재 및/또는 폴리머 사슬 내에 매입된 소형 분자 폴리머 개시 분자의 존재, 부재 또는 차이에 의해 구별된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 2가지 폴리머 사슬 유형, 1A와 1B를 포함하는 것으로 특징되고, 여기서 이들 유형은 그들의 종결기에서 상이하다. 일정한 구체예에서, 폴리머 사슬 유형 1A와 1B는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00027
여기서 n은 앞서 정의된 바와 동일하고, -X와 -Y는 각각, 에폭시드를 개환할 수 있는 친핵체를 나타내고, 그리고 여기서 -X와 -Y는 상이하다.
일정한 구체예에서, X와 Y는 독립적으로, 할로겐화물, 아지드화물, 또는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, X는 할로겐화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트, 술포네이트, 페놀과 알콕시드로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기이다. 일정한 구체예에서, X는 할로겐화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트이다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 카르복실레이트이다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 포르메이트, 아세테이트, 벤조에이트, 트리플루오르아세테이트, 그리고 펜타플루오르벤조에이트로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, X는 염화물이고, 그리고 Y는 트리플루오르아세테이트이다 (하기에서 구조식 1A 2 와 1B 2 로서 도시됨).
Figure pct00028
여기서 n은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 사슬 유형 1A와 1B 사이에 비율은 약 1:3 내지 약 3:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 사슬 유형 1A와 1B 사이에 비율은 약 1:2 내지 약 2:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 사슬 유형 1A와 1B의 대략 등몰 혼합물을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 사슬 유형 1A 2 와 1B 2 의 대략 등몰 혼합물을 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1C의 사슬을 포함한다:
Figure pct00029
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1A 또는 1A와 1B의 사슬과 공동으로 유형 1C의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 유형 1C의 사슬 대 유형 1A 또는 1A와 1B의 사슬의 비율 (가령, 비율 1C:1A 또는 1C:[1A+1B])은 약 0.1:1 내지 약 100:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 이러한 비율은 약 1:1 내지 약 10:1이다. 일정한 구체예에서, 이러한 비율은 약 2:1 내지 약 5:1이다.
일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D의 사슬을 포함하고, 이들 사슬은 그들 내부에 폴리머 개시 모이어티가 매입된다. 일정한 구체예에서, 매입된 폴리머 개시 모이어티는 폴리카보네이트 사슬의 중심 부근에 위치한다 (다시 말하면, 상기 모이어티는 2개 또는 그 이상의 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬에 연결되고, 여기서 통계적으로 각 사슬은 대략 동등한 길이를 갖는다). 일정한 구체예에서, 유형 1D의 사슬은 2개의 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 선형 폴리머 사슬이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D의 사슬은 3개 또는 그 이상의 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 별모양 폴리머이다.
일정한 구체예에서, 유형 1D의 사슬은 화학식 1D 1 을 갖는다:
Figure pct00030
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y는 얼마나 많은 추가의 개별 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 지를 지시하는 1 내지 5의 정수이고 (가령, 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결된 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬의 총수는 2 내지 6 범위에서 변한다); 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 이산화탄소와 반응하여 폴리머 사슬을 개시할 수 있는 (가령, 산소, 질소, 황, 또는 탄소 친핵체로부터 각각 카보네이트, 카바메이트, 티오카보네이트, 또는 에스테르를 형성할 수 있는) 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 1이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 1 의 폴리머에 대한 y의 값은 3이다.
일부 구체예에서, 유형 1D의 사슬은 화학식 1 D 2 를 갖는다:
Figure pct00031
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y는 얼마나 많은 추가의 개별 폴리카보네이트 사슬이 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결되는 지를 지시하는 1 내지 5의 정수이고 (가령, 매입된 폴리머 개시 모이어티에 연결된 폴리(에틸렌 카보네이트) 사슬의 총수는 2 내지 6 범위에서 변한다); 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 에폭시드와 반응하여 폴리카보네이트 사슬의 형성을 개시할 수 있는 (가령, 각각 에테르, 아민, 티오에테르, 또는 탄소-탄소 결합을 형성하는 각각 산소, 질소, 황, 또는 탄소 친핵체에 의해) 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 1이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 1D 2 의 폴리머에 대한 y의 값은 3이다.
일부 구체예에서, 유형 1D의 사슬은 화학식 1 D 3 을 갖는다:
Figure pct00032
,
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, y와 y'는 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고 y와 y'의 합은 적어도 2이고; 그리고 Z는 2개 또는 그 이상의 부위에서 이산화탄소 또는 에폭시드와 반응하여 각각 구조식 1 D 1 과 1 D 2 에 대해 앞서 기술된 바와 같은 폴리카보네이트 사슬의 형성을 개시할 수 있는 임의의 다중기능성 분자이다. 일정한 구체예에서, 유형 1 D 3 의 폴리머에 대한 y'의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 1 D 3 의 폴리머에 대한 y의 값은 2이다. 일정한 구체예에서, 유형 1 D 3 의 폴리머에 대한 y 또는 y' 중에서 하나의 값은 2이고, 그리고 다른 하나의 값은 0이다. 일부 구체예에서, y와 y'의 합은 2 이상이다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 약 1:50 내지 약 50:1의 비율에서 화학식 1A의 사슬 및 화학식 1D 3 의 사슬을 내포한다. 일정한 구체예에서, 화학식 1A의 사슬 대 화학식 1D 3 의 사슬의 비율은 1:50 내지 1:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 화학식 1A의 사슬 대 화학식 1D 3 의 사슬의 비율은 1:10 내지 10:1 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, 화학식 1A의 사슬 대 화학식 1D 3 의 사슬의 비율은 1:2 내지 2:1 범위에서 변한다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 적어도 0.1%의 사슬 1D 3 을 내포하고, 여기서 y와 y'의 합은 2 이상이다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 적어도 0.5%와 20%의 사슬 1D 3 을 내포하고, 여기서 y와 y'의 합은 2 이상이다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1A의 사슬과 함께, 유형 1D의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1A와 1B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 1D의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 C의 사슬과 함께, 유형 D의 사슬을 포함하고, 그리고 선택적으로 유형 1A의 사슬 또는 유형 1A와 1B의 혼합물 역시 내포한다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 에틸렌 글리콜의 결합된 형태 (가령, Z는 -OCH2CH2O-)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1D 4 를 갖는다:
Figure pct00033
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 4 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 디프로필렌 글리콜의 결합된 형태 (이것은 이성질체의 혼합물일 수 있다)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1 D 5 를 갖는다:
Figure pct00034
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, R1과 R2 중에서 하나는 메틸이고 다른 하나는 수소이고, 그리고 R3과 R4 중에서 하나는 메틸이고 다른 하나는 수소이다 (가령, 화학식 1D1에서 Z는 하기 구조식 중에서 한 가지를 갖는다:
Figure pct00035
).
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 5 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 1C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 1 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 1,3 프로판 디올의 결합된 형태 (가령, Z는 -OCH2CH2CH2O-)이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1 D 6 을 갖는다:
Figure pct00036
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 6 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 1C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 글리콜산의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1 D 7 을 갖는다:
Figure pct00037
.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 7 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 1C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 프로폭실화된 글리세롤의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1D 8 을 갖는다:
Figure pct00038
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1 D 9 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 프로폭실화된 펜타에리트리톨의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1D 9 를 갖는다:
Figure pct00039
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 9 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜의 결합된 형태이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1 D 10 을 갖는다:
Figure pct00040
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, p는 일체를 포함하는 2 내지 200의 정수이고, 그리고 R1은 선택적으로 존재하고, 존재하면 메틸이다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 10 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 1C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 3 의 사슬을 포함하고, 여기서 매입된 사슬 이동 모이어티는 선택적으로 치환되지 않은 이산의 결합된 형태이다. 일정한 구체예에서, 이산은 직선 사슬 포화된 이산이고, 그리고 결과의 폴리머 사슬은 화학식 1 D 11 을 갖는다:
Figure pct00041
여기서 각 n은 독립적으로 앞서 정의된 바와 동일하고, 그리고 q는 일체를 포함하는 0 내지 32의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 대략 10 내지 90%의 구조식 1D 11 의 사슬을 갖고, 나머지는 구조식 1A, 1B 또는 1C의 사슬, 또는 이들 중에서 2개 또는 그 이상의 혼합물로 구성된다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 매입된 사슬 이동 모이어티의 정체에 의해 서로 구별되는 유형 1D의 사슬의 2개 또는 그 이상의 변종을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 4 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 5 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 6 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 7 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 8 의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 하나 또는 그 이상의 추가의 상이한 사슬 1D 유형과 함께, 유형 1D 9 의 폴리머 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 4 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 5 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 6 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 7 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 8 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1D 9 의 사슬과 함께, 유형 1C의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1C와 1D의 사슬과 함께, 유형 1A의 폴리머 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1C와 1D의 사슬과 함께, 유형 1A와 1B의 폴리머 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 사슬 유형 1A 또는 1A와 1B와 함께, 유형 1C의 사슬을 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 1A 또는 1A와 1B의 사슬과 함께, 유형 1C의 사슬을 다수 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 A의 사슬과 함께, 유형 1C의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 1A와 1B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 1C의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 더욱 적은 양의 유형 1A와 1B의 사슬의 혼합물과 함께, 유형 1C와 1D의 사슬을 다수 (가령, > 50%, > 60%, > 70%, > 80%, 또는 >90%) 포함한다.
일부 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 구조식 1C와 1D의 사슬 또는 1C와 1D의 혼합물에서 선택되는 약 30 내지 80%의 폴리머 사슬, 그리고 구조식 1A, 1B, 또는 1A와 1B의 혼합물에서 선택되는 20 내지 70%의 사슬을 포함한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 하나 또는 그 이상의 사슬 유형 1C 및/또는 1D와 함께, 동등한 비율의 1A 2 와 1B 2 (가령, 1A 2 사슬과 1B 2 사슬 사이에 1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 구조식 1A 2 , 1B 2 , C, 그리고 D 4 를 갖는 4가지 사슬 유형을 대략 동등한 비율로 내포한다. 일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 1C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 D 4 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 4 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 4 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 1C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 5 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 5 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 5 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 1C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 6 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 6 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 6 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 7 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 7 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 7 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 1C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 8 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 8 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 8 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 9 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 9 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)를 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 9 를 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 1C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 10 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 10 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 10 을 내포한다.
일정한 구체예에서, PEC는 임의의 비율의 사슬 유형 C와 함께, 대략 동등한 비율의 1A 2 , 1B 2 와 1D 11 (가령, 1A 2 사슬, 1B 2 사슬과 1D 11 사슬 사이에 대략 1:1:1 비율)을 갖는다. 일정한 구체예에서, PEC는 대략 10 내지 90%의 각 사슬 유형 1A 2 , 1B 2 , 1C와 1D 11 을 내포한다.
PEC가 2가지 또는 그 이상의 사슬 유형 (가령, 임의의 구조식 1A 내지 1D 11 )을 포함하는 일정한 구체예에서, 각 경우에 n의 값은 대략 동일하다.
일정한 구체예에서, 앞서 기술된 임의의 구조식 1A 내지 1D 11 은 변형될 수 있다. 일정한 구체예에서, 이것은 말단 히드록실 기(들)에서 중합후 화학을 수행함으로써 달성될 수 있다. 일정한 구체예에서, 폴리(에틸렌 카보네이트)는 유형 1A 내지 1D 11 의 사슬을 내포할 수 있는데, 여기서 종결기는 에스테르, 에테르, 카바메이트, 술포네이트, 또는 카보네이트이다. 일정한 구체예에서, 이들 유도체는 아세테이트, 트리플루오르아세테이트, 벤조에이트 또는 펜타플루오르벤조에이트와 같은 기를 제공하는 아실화제 (acylating agent)와의 반응에 의해 형성될 수 있다. 일부 구체예에서, 히드록실 기는 이소시아네이트와 반응되어 카바메이트가 형성되거나, 실릴 할로겐화물 또는 실릴 술포네이트와 반응되어 실릴 에테르가 형성되거나, 알킬 할로겐화물 또는 알킬 술포네이트와 반응되어 에테르가 형성되거나, 또는 술포닐 할로겐화물 또는 무수물과 반응되어 술포네이트가 형성될 수 있다.
부록 C
본 부록에서는 본 발명의 압출된 폴리머 배합체와 방벽 재료에 포함되는 추가의 지방족 폴리카보네이트와 배합체를 기술한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 폴리(프로필렌 카보네이트)와 폴리(에틸렌 카보네이트)의 터폴리머, 또는 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트) 터폴리머를 포함하고, 여기서 상기 폴리머는 사슬 전역에 에틸렌 카보네이트와 프로필렌 카보네이트 반복 단위 둘 모두를 포함한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 1의 구조식을 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 1]
Figure pct00042
여기서:
Ra는 수소, 할로겐, -L-ORz, 또는 C1-30 지방족; 3- 내지 14-원 탄소환; 6- 내지 14-원 아릴; 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1-4개 헤테로원자를 갖는 5- 내지 14-원 헤테로아릴; 그리고 질소, 산소와 황으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되는 1-3개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 12-원 헤테로환상으로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 모이어티이고; 또는 Ra는 C1-8 포화된 또는 포화되지 않은, 직선 또는 가지형, 탄화수소 사슬이고, 여기서 하나 또는 그 이상의 메틸렌 단위가 선택적으로 및 독립적으로 -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -OC(O)O-, -C(O)O-, -OC(O)N(R)-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되고, 그리고 여기서 하나 또는 그 이상의 수소 원자가 선택적으로 -ORz로 대체되고;
L은 C1-8 포화된 또는 포화되지 않은, 직선 또는 가지형, 탄화수소 사슬이고,
각 R은 독립적으로 수소, 선택적으로 치환된 C1-6 지방족이거나, 또는:
동일한 질소 원자 상에서 2개의 R이 질소 원자와 서로 합쳐 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 0-2개의 추가 헤테로원자를 갖는 4- 내지 7-원 헤테로환상 고리를 형성하고;
Rz는 수소, 실릴 기, 히드록실 보호 기, 또는 C1-20 아실; C1-20 지방족; 3- 내지 14-원 탄소환; 6- 내지 14-원 아릴; 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1-4개 헤테로원자를 갖는 5- 내지 14-원 헤테로아릴; 그리고 질소, 산소와 황으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되는 1-3개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 12-원 헤테로환상으로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기로 구성된 군에서 선택되고;
Rb, Rc, 그리고 Rd는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 또는 C1-12 지방족; 질소, 산소와 황으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되는 1-4개 헤테로원자를 갖는 C1-12 헤테로지방족; 3- 내지 14-원 탄소환; 6- 내지 14-원 아릴; 질소, 산소 또는 황에서 독립적으로 선택되는 1-4개 헤테로원자를 갖는 5- 내지 14-원 헤테로아릴; 그리고 질소, 산소와 황으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되는 1-3개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 12-원 헤테로환상으로 구성된 군에서 선택되는 선택적으로 치환된 기이고;
여기서 (Ra와 Rc), (Rc와 Rd), 그리고 (Ra와 Rb) 중에서 한 가지는 개입 원자와 서로 합쳐 3- 내지 14-원 탄소환; 그리고 질소, 산소와 황으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되는 1-3개 헤테로원자를 갖는 3- 내지 12-원 헤테로환상으로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 선택적으로 치환된 고리를 형성할 수 있고;
E는 에폭시드를 개환할 수 있는 임의의 기이고;
G는 수소, C1 -20 아실 기, 실릴 기, 선택적으로 치환된 C1 -20 지방족 기, 선택적으로 치환된 6- 내지 14-원 아릴 기, 카르바모일 기, 그리고 히드록실 보호 기로 구성된 군에서 선택되고;
j는 약 50 내지 약 15,000의 정수이고;
k는 약 0 내지 약 2,500의 정수이고; 그리고
m은 j와 k의 합계이고, 여기서 m은 약 50 내지 약 17,500의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 1a의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 1a]
Figure pct00043
여기서 E, G, Ra, Rb, Rc, 그리고 Rd는 앞서 정의된 바와 동일하고, 그리고 m은 약 100 내지 약 17,500의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 2의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 2]
Figure pct00044
여기서 E, G, Ra, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 2의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함하고, 여기서 Ra는 -H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 고급 포화된 지방족, 클로로메틸, 트리플루오르메틸, 펜타플루오르에틸, 고급 플루오르알킬, 비닐, 알릴, 페닐, 벤질, 고급 포화되지 않은 지방족, 그리고 CH2ORZ로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 Rz는 앞서 정의된 바와 동일하다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트는 이들 Ra 기 중에서 임의의 2개 또는 그 이상을 통합하는 단위체 단위를 포함하는 무작위-, 테이퍼드-, 또는 블록-코폴리머의 일부이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 2의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함하고, 여기서 Ra는 -H, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, C5-30 알킬, 클로로메틸, 트리플루오르메틸, 펜타플루오르에틸, 비닐, 알릴, 페닐, 벤질, CH2OAc, CH2OC(O)CF3, CH2OC(O)Et, CH2OBz, CH2OMe, CH2OEt, CH2OPr, CH2OBu, CH2OPh, CH2OBn, CH2O알릴, 그리고 CH2OCF3으로 구성된 군에서 선택된다. 일정한 구체예에서, 폴리카보네이트는 이들 Ra 기 중에서 임의의 2개 또는 그 이상을 통합하는 단위체 단위를 포함하는 무작위-, 테이퍼드-, 또는 블록-코폴리머의 일부이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 3의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 3]
Figure pct00045
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 3a의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 3a]
Figure pct00046
여기서 E와 G는 앞서 정의된 바와 동일하고, 그리고 m은 약 100 내지 약 17,500의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 4의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 4]
Figure pct00047
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 5의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 5]
Figure pct00048
여기서 E, G, Ra, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하고, 각 Rf는 독립적으로, 선택적으로 치환된 C1-10 지방족 기이고, 그리고 x는 일체를 포함하는 0 내지 5의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 6의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 6]
Figure pct00049
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 7의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 7]
Figure pct00050
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일부 구체예에서, Ra는 -L-ORz이다. 일부 구체예에서, L은 이가 C1-8 포화된 또는 포화되지 않은, 직선 또는 가지형, 탄화수소 사슬이다. 일부 구체예에서, L의 하나 또는 그 이상의 메틸렌 단위는 선택적으로 및 독립적으로 -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체된다. 일부 구체예에서, L은 이가 C1-8 포화된 탄화수소 사슬이고, 여기서 L의 1개 또는 2개의 메틸렌 단위가 선택적으로 및 독립적으로 -O-에 의해 대체된다. 일정한 구체예에서, L은 -CH2-이다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 8의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 8]
Figure pct00051
여기서 Rz, E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 9의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다;
[화학식 9]
Figure pct00052
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 10 또는 화학식 11의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함한다:
[화학식 10]
Figure pct00053

[화학식 11]
Figure pct00054
여기서 E, G, j, k, 그리고 m은 앞서 정의된 바와 동일하고, 각 x는 독립적으로, 일체를 포함하는 0 내지 4의 정수이고, 그리고 각 x'는 독립적으로, 일체를 포함하는 0 내지 8의 정수이다.
일정한 구체예에서, 폴리카보네이트는 폴리머 사슬 내에 카보네이트와 에테르 연쇄의 백분율에 의해 특징될 수 있다. 이러한 특징은 또한, 화학식 1 내지 11에서 도시된 바와 같이 j:k의 비율로서 표시될 수도 있다. 일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 1 내지 11 중에서 한 가지의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함하고, 여기서 j의 값은 k의 값보다 크다. 일정한 구체예에서, j의 값은 k의 값보다 적어도 약 10배 크다. 다른 구체예에서, j의 값은 k의 값보다 적어도 약 20배 크다. 일정한 구체예에서, j의 값은 k의 값보다 적어도 약 50배 크다. 다른 구체예에서, j의 값은 k의 값보다 적어도 약 100배 크다. 일정한 구체예에서, k의 값은 0이다. 일부 구체예에서, 폴리카보네이트 조성물은 k 반복 단위 (에테르 연쇄)가 본질적으로 없다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 1 내지 11 중에서 한 가지의 구조를 갖는 폴리카보네이트를 포함하고, 여기서 APC의 수 평균 분자량 (MN)은 약 1 x 104 g/mol 내지 약 2 x 106 g/mol의 범위 내에 있다. 일정한 구체예에서, MN은 약 20,000 g/mol 내지 약 400,000 g/mol의 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, MN은 약 80,000 g/mol 내지 약 300,000 g/mol의 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, MN은 약 100,000 g/mol 내지 약 300,000 g/mol의 범위에서 변한다. 일정한 구체예에서, MN은 약 150,000 g/mol 내지 약 250,000 g/mol의 범위에서 변한다.
일정한 구체예에서, 폴리머 배합체는 화학식 1 내지 11 중에서 2개 또는 그 이상의 무작위, 블록, 또는 테이퍼드 코폴리머를 포함한다.

Claims (128)

  1. 적어도 하나의 지방족 폴리카보네이트 및 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함하는 압출된 폴리머 배합체.
  2. 청구항 1에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 이산화탄소 및 하나 또는 그 이상의 에폭시드의 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  3. 청구항 2에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트); 폴리(에틸렌 카보네이트); 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트); 하나 또는 그 이상의 추가의 지방족 폴리카보네이트와의 폴리(프로필렌 카보네이트) 코-폴리머, 하나 또는 그 이상의 추가의 지방족 폴리카보네이트와의 폴리(에틸렌 카보네이트) 코-폴리머, 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 물리적 배합체, 그리고 이들 중에서 한 가지를 포함하는 코폴리머로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  4. 청구항 1에 있어서, 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  5. 청구항 1에 있어서, 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  6. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(알파 올레핀), 폴리비닐 염화물, 그리고 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 혼합물 또는 코폴리머로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  7. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  8. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  9. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  10. 청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 화합제 (compatibilizer)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  11. 청구항 1에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 배합체의 중량의 50% 이하를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  12. 청구항 11에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 배합체의 약 5% 내지 약 50%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  13. 청구항 11에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 배합체의 약 5% 내지 약 30%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  14. 청구항 11에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 배합체의 약 10% 내지 약 25%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  15. 청구항 1에 있어서, 폴리올레핀은 배합체의 중량의 50% 이하를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  16. 청구항 11에 있어서, 폴리올레핀은 배합체의 약 5% 내지 약 50%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  17. 청구항 11에 있어서, 폴리올레핀은 배합체의 약 5% 내지 약 30%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  18. 청구항 11에 있어서, 폴리올레핀은 배합체의 약 10% 내지 약 25%를 나타내는 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  19. 청구항 1 내지 18중 어느 한 항에 있어서, 배합체는 160℃ 초과의 온도에서 압출된 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  20. 청구항 19에 있어서, 배합체는 170℃ 초과의 온도에서 압출된 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  21. 청구항 19에 있어서, 배합체는 180℃ 초과의 온도에서 압출된 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  22. 청구항 19에 있어서, 배합체는 200℃ 초과의 온도에서 압출된 것을 특징으로 하는 압출된 폴리머 배합체.
  23. 청구항 1 내지 18중 어느 한 항의 압출된 폴리머 배합체를 포함하는 플라스틱 필름.
  24. 청구항 23의 플라스틱 필름을 포함하는 식품 포장.
  25. 청구항 1 내지 18중 어느 한 항의 압출된 폴리머 배합체를 포함하는 사출 성형 플라스틱 물품.
  26. 하나 또는 그 이상의 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머와 공동으로 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 폴리머 배합체 방벽 필름에 있어서, 측정된 산소 투과성은 부피 가성 모델 (volume additive model)과 막스웰 모델 (Maxwell model)에서 선택되는 방법을 이용하여 배합체에서 폴리머의 산소 투과성 값을 이용하여 계산된 예측된 투과성으로부터 예상되는 것보다 적은 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  27. 청구항 26에 있어서, 측정된 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예측된 값의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  28. 청구항 26에 있어서, 측정된 산소 투과성은 부피 가성 모델로부터 예측된 값의 1/5 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  29. 청구항 26에 있어서, 측정된 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예측된 값의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  30. 청구항 26에 있어서, 측정된 산소 투과성은 막스웰 모델로부터 예측된 값의 1/5 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  31. 청구항 26에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 이산화탄소 및 하나 또는 그 이상의 에폭시드의 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  32. 청구항 31에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트); 폴리(에틸렌 카보네이트); 폴리(프로필렌 카보네이트)-코-폴리(에틸렌 카보네이트); 하나 또는 그 이상의 추가의 지방족 폴리카보네이트와의 폴리(프로필렌 카보네이트) 코-폴리머, 하나 또는 그 이상의 추가의 지방족 폴리카보네이트와의 폴리(에틸렌 카보네이트) 코-폴리머, 이들 중에서 임의의 2가지 또는 그 이상의 물리적 배합체, 그리고 이들 중에서 한 가지를 포함하는 코폴리머로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  33. 청구항 26에 있어서, 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  34. 청구항 26에 있어서, 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  35. 청구항 26에 있어서, 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머는 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 염화물, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  36. 청구항 26에 있어서, 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머는 폴리에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  37. 청구항 36에 있어서, 폴리에스테르는 PLA를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  38. 청구항 36에 있어서, 폴리에스테르는 PHB를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  39. 청구항 26에 있어서, 비-지방족 폴리카보네이트 폴리머는 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  40. 청구항 39에 있어서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  41. 청구항 39에 있어서, 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  42. 청구항 39에 있어서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 그리고 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  43. 청구항 42에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리(에틸렌 카보네이트), 폴리(프로필렌 카보네이트), 폴리(에틸렌-프로필렌 카보네이트) 터폴리머, 그리고 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  44. 청구항 26에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하고, 여기서 평균적으로 폴리(프로필렌 카보네이트) 내에서, 이웃한 단위체 단위의 적어도 80%는 머리-대-꼬리 (head-to-tail) 배향되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  45. 청구항 26에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  46. 청구항 26에 있어서, 폴리올레핀은 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 방벽 필름.
  47. 하기를 포함하는 폴리머 배합체 필름:
    a) 일차 산소 투과성을 갖는 폴리카보네이트;
    b) 이차 산소 투과성을 갖는 폴리올레핀;
    여기서 폴리머 배합체 필름은 일차 산소 투과성의 값 및 이차 산소 투과성의 값을 이용하여 부피 가성 모델로부터 계산된 산소 투과성 값보다 적은 삼차 산소 투과성을 갖는다.
  48. 청구항 47에 있어서, 삼차 산소 투과성은 일차 산소 투과성의 값 및 이차 산소 투과성의 값을 이용하여 막스웰 모델로부터 계산된 산소 투과성 값보다 적은 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  49. 청구항 47에 있어서, 폴리머 배합체 필름은 단일 폴리머 배합체로부터 압출되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  50. 청구항 47에 있어서, 폴리머 배합체 필름은 약 100 밀 (mil) 또는 그 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  51. 청구항 47에 있어서, 적어도 하나의 화합제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  52. 청구항 47에 있어서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 그리고 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  53. 청구항 47에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리(에틸렌 카보네이트), 폴리(프로필렌 카보네이트), 폴리(에틸렌-프로필렌 카보네이트) 터폴리머, 그리고 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  54. 청구항 47에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하고, 여기서 평균적으로 폴리(프로필렌 카보네이트) 내에서, 이웃한 단위체 단위의 적어도 80%는 머리-대-꼬리 배향되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  55. 청구항 47에 있어서, 폴리카보네이트는 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  56. 청구항 47에 있어서, 폴리올레핀은 폴리카보네이트와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 10%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체 필름.
  57. 하기를 포함하는 폴리머 배합체:
    a) 폴리(프로필렌 카보네이트); 그리고
    b) 폴리올레핀.
  58. 청구항 57에 있어서, 폴리머 배합체는 폴리머 배합체 필름을 형성하기 위해 압출되는 단일 폴리머 배합체인 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  59. 청구항 58에 있어서, 폴리머 배합체 필름은 약 100 밀 또는 그 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  60. 청구항 57에 있어서, 적어도 하나의 화합제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  61. 청구항 57에 있어서, 폴리올레핀은 LDPE, LLDPE, HDPE, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(유산), 열가소성 전분, 폴리(3-히드록실부티레이트), 폴리(3-히드록시발레레이트), 폴리(3-히드록실부티레이트-코-3-히드록시발레레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 생물분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(부틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 아디페이트-코-부틸렌 숙시네이트), 기타 지방족과 방향족 폴리에스테르, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 (EVOH), 폴리(카프로락톤), 폴리(에틸렌 글리콜) 디메트아크릴레이트, 폴리에스테르아미드, 그리고 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  62. 청구항 57에 있어서, 평균적으로 폴리(프로필렌 카보네이트) 내에서, 이웃한 단위체 단위의 적어도 80%는 머리-대-꼬리 배향되는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  63. 청구항 57에 있어서, 폴리(프로필렌 카보네이트)는 폴리(프로필렌 카보네이트)와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  64. 청구항 57에 있어서, 폴리올레핀은 폴리(프로필렌 카보네이트)와 폴리올레핀의 총 중량의 중량으로 적어도 약 5%를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리머 배합체.
  65. 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 플라스틱 필름에 있어서, 상기 필름은 ASTM D882로 측정될 때 적어도 100%의 파단전 신장 (elongation before break) 값을 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  66. 청구항 65에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)와 폴리(에틸렌 카보네이트) 중에서 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  67. 청구항 65에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  68. 청구항 65에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(에틸렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  69. 청구항 65에 있어서, 적어도 80 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  70. 청구항 65에 있어서, 적어도 85 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  71. 청구항 65에 있어서, 적어도 90 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  72. 청구항 65에 있어서, 적어도 95 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  73. 청구항 65에 있어서, 하나 또는 그 이상의 반결정성 폴리머를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  74. 청구항 65에 있어서, 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  75. 청구항 74에 있어서, 약 0.5 내지 약 30 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  76. 청구항 74에 있어서, 약 0.5 내지 약 30 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  77. 청구항 74에 있어서, 약 1 내지 약 25 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  78. 청구항 74에 있어서, 약 1 내지 약 10 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  79. 청구항 74에 있어서, 약 2 내지 약 8 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  80. 청구항 74에 있어서, 약 5 중량 퍼센트의 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  81. 청구항 74 내지 80중 어느 한 항에 있어서, 폴리올레핀 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그리고 폴리에틸렌-코-프로필렌 중에서 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  82. 청구항 81에 있어서, 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  83. 청구항 82에 있어서, 폴리에틸렌은 LDPE인 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  84. 청구항 81에 있어서, 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  85. 청구항 65에 있어서, 하나 또는 그 이상의 화합제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  86. 청구항 65에 있어서, 필름은 스트레칭 (stretching)된 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  87. 청구항 86에 있어서, 필름은 이축으로 스트레칭된 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  88. 청구항 65에 있어서, 필름은 취입 필름 (blown film) 공정에 의해 만들어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  89. 청구항 86에 있어서, 스트레칭에 앞서 ASTM 방법 D882로 측정될 때 필름의 파단전 신장 값은 50% 이하인 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  90. 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 플라스틱 필름에 있어서, 필름은 스트레칭되고, 그리고 스트레칭에 앞서 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 파단전 신장 값은 50% 이하이고, 그리고 스트레칭 이후 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 파단전 신장 값은 100% 이상인 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름.
  91. 하기 단계를 포함하는 방법:
    a) 지방족 폴리카보네이트를 제공하는 단계, 여기서 상기 지방족 폴리카보네이트가 필름으로 만들어질 때, 상기 필름은 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 50% 이하의 고유한 파단전 신장 값을 갖고;
    b) 약 30 중량 퍼센트까지의 반결정성 폴리머를 혼합하여 적어도 70 중량 퍼센트 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계;
    c) 단계 (b)의 혼합물로부터 필름을 형성하는 단계; 그리고
    d) 단계 (c)로부터 필름을 스트레칭하여 ASTM D882를 이용하여 측정될 때 100% 이상의 파단전 신장 값을 갖는 필름을 제공하는 단계.
  92. 청구항 91에 있어서, 단계 (c)와 (d)는 필름을 만들기 위한 취입 필름 공정을 이용함으로써 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  93. 청구항 91에 있어서, 필름을 형성하는 단계는 필름을 압출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  94. 청구항 91에 있어서, 필름을 스트레칭하는 단계는 필름을 단축으로 스트레칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  95. 청구항 91에 있어서, 필름을 스트레칭하는 단계는 필름을 이축으로 스트레칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  96. 청구항 91에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 35℃ 이상의 Tg를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  97. 청구항 91에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리카보네이트 사슬이 평균적으로, 98% 이상의 카보네이트 연쇄를 내포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  98. 청구항 91 내지 97중 어느 한 항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  99. 청구항 91에 있어서, 단계 (b)에서 혼합된 반결정성 폴리머는 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  100. 청구항 99에 있어서, 폴리올레핀은 LDPE를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  101. 청구항 91에 있어서, 단계 (b)는 약 1% 내지 약 10%의 반결정성 폴리머를 혼합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  102. 청구항 91에 있어서, 단계 (a)에서 제공된 지방족 폴리카보네이트로만 만들어진 필름의 파단전 신장 값 및 단계 (d)로부터 최종 필름의 파단전 신장 값의 비율은 2 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  103. 청구항 102에 있어서, 비율은 3 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  104. 청구항 103에 있어서, 비율은 5 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  105. 청구항 104에 있어서, 비율은 10 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  106. 지방족 폴리카보네이트 및 약 1 내지 약 10%의 폴리올레핀의 배합체를 포함하는 조성물에 있어서, 배합체는 ASTM D882에 의해 측정될 때, 배합되지 않은 상태에서 지방족 폴리카보네이트보다 적어도 4배 높은 파단전 신장 값을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  107. 청구항 106에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 이산화탄소, 산화프로필렌 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 추가의 에폭시드 사이에 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  108. 청구항 106에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 폴리(프로필렌 카보네이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  109. 청구항 106 내지 108중 어느 한 항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 98% 이상의 카보네이트 연쇄를 내포하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  110. 청구항 109에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 99% 이상의 카보네이트 연쇄를 내포하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  111. 청구항 106 내지 108중 어느 한 항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 약 50,000 내지 약 500,000 g/mol의 Mn을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  112. 청구항 111에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 약 50,000 내지 약 250,000 g/mol의 Mn을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  113. 청구항 111에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 약 120,000 내지 약 220,000 g/mol의 Mn을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  114. 청구항 106 내지 108중 어느 한 항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 2 이하의 다분산 지수를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  115. 청구항 114에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 1.5 이하의 다분산 지수를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  116. 청구항 114에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 1.2 이하의 다분산 지수를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  117. 청구항 106 내지 108중 어느 한 항에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 약 5 이하 중량 퍼센트의 환상 카보네이트를 내포하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  118. 청구항 114에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 약 3 이하 중량 퍼센트의 환상 카보네이트를 내포하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  119. 청구항 117에 있어서, 지방족 폴리카보네이트는 환상 카보네이트가 실질적으로 없는 것을 특징으로 하는 조성물.
  120. 청구항 106에 있어서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  121. 청구항 120에 있어서, 폴리에틸렌은 LDPE를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  122. 청구항 106에 있어서, 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  123. 청구항 106에 있어서, 조성물은 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  124. 청구항 123에 있어서, 필름은 스트레칭된 것을 특징으로 하는 조성물.
  125. 청구항 106 내지 108, 110, 112 내지 113, 115 내지 116, 또는 118 내지 124중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 포장 필름.
  126. 청구항 125에 있어서, 필름은 단층 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 필름.
  127. 청구항 125에 있어서, 필름은 다층 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 필름.
  128. 청구항 125에 있어서, 필름은 식품 포장 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 필름.


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