MXPA05006807A - Composiciones de nanocompuestos de oligomeros macrociclicos polimerizados. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a polimeros derivados de oligomeros macrociclicos que contienen cargas de organoarcilla. La invencion se refiere tambien a procesos para preparar tales composiciones. Ademas, la invencion se refiere a articulos preparados a partir de composiciones de polimeros cargadas con organoarcilla.

Description

COMPOSICION ES DE NANQCOMPUESTOS DE OLI GOMEROS MACROCI CLI COS POLI M ERIZADOS La invención se refiere a polímeros derivados de oligómeros macrocíclicos q ue contienen cargas de arcilla orgánica. La invención se refiere también a procesos para preparar tales composiciones. Además, la invención se refiere a artículos preparados a partir de composiciones de polímeros cargadas con organoarcilla. Se han desarrollado oligómeros macrocíclicos que forman composiciones poliméricas con propiedades deseables tales como resistencia, dureza, alto brillo y resistencia a los solventes. Entre los oligómeros macrocíclicos preferidos están los oligómeros macrocíclicos de poliéster tales como aquellos descritos en la Patente de E. U . No. 5,498,651 , incorporara en la presente por referencia. Tales oligómeros macrocíclicos de poliéster tienen propiedades deseables porque son excelentes matrices para compuestos de polímeros porque exh iben bajas viscosidades cuando se comparan con otros polímeros y precursores de polímeros, lo cual facilita la buena impregnación y humectación en aplicaciones de compuestos. Además, tales oligómeros macrocíclicos son fáciles de procesar usando técnicas de procesamiento convencionales. Los polímeros preparados a partir de oligómeros macrocíclicos se caracterizan por una combinación única de propiedades químicas, físicas y eléctricas. En particular, son q u ímicamente estables y exhiben altas resistencias al impacto. Sin embargo, para ciertos aplicaciones tales composiciones de polímeros no tienen temperaturas de deflexión por calor aceptables para aplicaciones donde los polímeros se exponen a altas temperaturas. Por lo tanto, se han desarrollado nanocompuestos de tales materiales en donde están dispersas plaquetas de arcilla en capas en la matriz polimérica. Tales composiciones se describen en la Patente de E. U. No. 5,530,052, incorporada en la presente por referencia. A pesar de tales avances en tecnología, los nanocompuestos preparados a partir de oligomeros macrocíclicos no han sido capaces de reunir todos los parámetros de propiedades deseadas en los cuales aquellos expertos en la técnica desean usarlos. Lo que se necesita son composiciones poliméricas que tengan temperaturas de distorsión por calor aún mayores que las actualmente disponibles. Además, se requieren modulus mayores de tales composiciones junto con ductilidad mejorada. Frecuentemente, la adición de carga a una composición polimérica aumenta la fragilidad de los artículos hechos a partir de la composición. Los nanocompuestos con ductilidad mejorada son necesarios. Con frecuencia es difícil obtener una buena dispersión de plaquetas de arcilla en una matriz polimérica. Se desea desarrollar una composición de nanocompuestos con dispersión mejorada de plaquetas de arcilla en la matriz polimérica. También se desea preparar artículos a partir de materiales termoplásticos que demuestren las ventajas inherentes en los materiales termoplásticos que contienen o exhiben también altas temperaturas de deflexión por calor y se pueden preparar usando procesos y equipo convencionales. La invención es una composición que comprende: a) un polímero derivado de un oligómero macrocíclico; b) plaq uetas de arcilla; y c) el residuo de u n compuesto de onio que tiene por lo menos un ligando con una cadena de carbonos de 5 átomos de carbono o más y por lo menos un ligando que contiene un grupo funcional que tiene por lo menos un átomo de hidrógeno activo en donde el grupo funcional es reactivo con g rupos funcionales formados cuando el oligómero macrocíclico deshace los ciclos en donde una porción de los compuestos de onio se enlaza iónicamente con la plaqueta de arcilla y se une covalentemente con los pol ímeros derivados de oligómeros macrocíclicos. En todavía otra modalidad, la composición comprende además el residuo de un compuesto extendedor de cadena polifuncional que está un ido a dos o más cadenas de polímeros en donde el extendedor de cadena polifuncional comprende dos o más g rupos funcionales que se hacen reaccionar con g rupos funcionales formados mediante desciclización del oligómero macrocíclico. La inclusión del compuesto extendedor de cadena polifuncional result

Claims (9)

REIVI N DICACIO N ES

1 . Una composición q ue comprende: a) un polímero derivado de un oligómero macrocíclico; b) plaquetas de arcilla; y c) el residuo de uno o más compuestos de onio q ue tiene por lo menos un ligando con una cadena de carbonos con 5 átomos de carbono o más y por lo menos un ligando q ue contiene uno o más grupos funcionales que tienen un átomo de hidrógeno activo en donde el grupo funcional es reactivo con gru pos funcionales formados cuando el oligómero macrocíclico deshace el ciclo en donde una porción de uno o más de los compuestos de onio se une de manera iónica a la plaqueta de arcilla y se une covalentemente a los polímeros derivados de oligómeros macrocíclicos.

2. Las composiciones de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde los oligómeros macrocíclicos comprenden policarbonatos, poliésteres, poliimidas, polieterimidas, co-oligómeros de polietilén éter-policarbonato, co-oligómeros de polieterimida-policarbonato macrocíclicos como mezclas, composiciones y co-oligómeros preparados a partir de los mismos.

3. Las composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el oligómero macrocíclico es un oligómero de poliésteres macrocíclico que comprende glicol tereftalatos, isoftalatos y mezclas de los mismos.

4. La composición de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en donde la arcilla es un mineral en capas capaz de experimentar intercambio de iones con el compuesto de amina.

5. Las composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, en donde la arcilla está presente en una cantidad desde aproximadamente 1 a aproximadamente 30 partes en peso con base en el peso de la composición de polímeros.

6. Las composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la composición comprende además el residuo de un compuesto extendedor de cadena polifuncional que comprende dos o más grupos funcionales que son reactivos con grupos funcionales formados por la desciclización del oligómero macrocíclico.

7. Las composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, en donde la composición comprende además el residuo de un polímero polifuncional que tiene el resid uo de dos o más grupos fu ncionales que tienen átomos de h idrógeno activos en donde el polímero polifuncional está u nido al polímero derivado del oligómero macrocíclico.

8. Las composiciones de acuerdo con la reivindicación 1 1 , en donde el resid uo del polímero polifuncional que contiene grupos funcionales q ue tienen átomos de hidrógeno activos está presente en una cantidad desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 49 partes en peso por 1 00 partes de polímero presentes en la composición .

9. Un proceso que comprende exponer una composición de acuerdo con cualq uiera de las reivindicaciones 1 a 8 a temperaturas de aproximadamente 170 a 220°C d urante aproximadamente 1 a 12 horas de manera que el peso molecular de la composición se incrementa. 1 0. Las composiciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la composición contiene además un compuesto de onio no funcional. 1 1 . Un método para preparar una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 0 que comprende: a) poner en contacto plaquetas de arcilla capaces de intercambiar iones con uno o más compuestos de onio que tienen por lo menos un ligando con una cadena de carbonos de 5 átomos de carbono o más y por lo menos un ligando que contiene un grupo funcional que contiene hidrógeno activo, bajo condiciones tales que las plaquetas de arcilla experimentan intercambio de iones para formar uniones iónicas en la superficie de las plaquetas de arcilla y entre capas de las plaq uetas de arcilla entre sitios aniónicos en la superficie de la arcilla y el sitio catión ico de uno o más de los compuestos de on io; b) remover sustancialmente toda el agua presente en las plaquetas de arcilla de iones intercambiados; c) poner en contacto las plaquetas de arcilla con iones intercambiados con oligómeros macrocíclicos a una temperatura por debajo de la temperatura a la cual los oligómeros macrocíclicos experimentan polimerización bajo condiciones tales que los oligómeros macrocíclicos aumentan la separación entre las plaquetas de arcilla asociadas; d) poner en contacto la composición con un catalizador capaz de polimerizar el oligómero macrocíclico; y e) exponer la composición a una temperatura en la cual ios oligómeros macrocíclicos se desciclizan y experimentan polimerización y las plaquetas de arcilla experimentan exfoliación . 12. Los procesos de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la composición polimerizada se expone además a temperaturas de aproximadamente 170 a 220°C durante aproximadamente 1 hora a 12 horas de manera que aumenta el peso molecular de la composición polimerizada.