衍生自N,N’-双-(羟基烷基)-3,3’,4,4’-双苯基砜四羧基二酰亚胺的共聚酯酰亚胺及由其制造的膜制造技术

一种共聚酯，包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸，和式(I)的单体的重复单元，对于式(I)，其中，n＝2、3或4，Z是S(＝O)2，并且其中，共聚单体(I)构成了一定比例的所述共聚酯的二醇部分；以及包含所述共聚酯的膜、纤维、模制组合物或模制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衍生自N,N’-双-(羟基烷基)-3,3’,4,4’-双苯基砜四羧基二酰亚胺的共聚酯酰亚胺及由其制造的膜
本专利技术涉及新型聚酯及由其制造的膜、以及它们的合成方法。具体地，本专利技术涉及芳香族羧酸的新型共聚物，特别地聚(萘二羧酸亚烷基酯)的共聚物和聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的共聚物，它们表现出改善的耐热性和热机械稳定性。
技术介绍
在确定聚酯的热机械性质中玻璃化转变温度(Tg)、晶体熔点(Tm)和结晶度是关键参数。先前的研究已成功地提高了热塑性聚合物，主要是均聚物的Tg，但这通常伴随着Tm的相应升高。Tm的这种升高可以是不利的，因为热塑性聚合物还应保持熔融可加工(例如，在挤出机中)，并且应优选地在经济的条件下保持这样(例如，低于约320℃，优选地低于约300℃，这使得能够使用常规挤出设备)。在更高的加工温度下，聚合物挤出需要昂贵的专业设备以及大量的能量，并且通常还会产生降解产物。熔融加工温度应很好地低于聚合物的分解温度(例如，至少约20℃以下)。在一些情况下，已将共聚单体引入聚合物以便提高Tg同时保持Tm，但还导致了分解温度和Tm的交汇，这导致在熔融物(melt)中降解产物的产生。还通过引入更刚性的共聚单体进行了多种尝试以提高聚酯的玻璃化转变温度。然而，这些共聚单体还破坏了晶格中聚合物链的堆积(packing)，从而当Tg升高时，Tm和结晶度两者通常随共聚单体的比例增加而降低，最终导致了无定形材料。为了由聚合物材料制备制品，通常重要的是聚合物显示出结晶性以实现具有可接受的热机械(thermo-mechanincal)性能的制品。聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)是半结晶共聚物，其具有玻璃化转变温度(Tg)为78℃，以及晶体熔点(Tm)为260℃。聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)是半结晶共聚物，其具有相对于PET更高的玻璃化转变温度(Tg＝120℃)，虽然它们的晶体熔点不是较大不同的(Tm＝268℃对于PEN)。PEN的热机械稳定性是显著地大于PET。通过引入更刚性的共聚单体，做出许多用于增强Tg的尝试已经集中在PET上，其显著地比PEN便宜。没有商业上可获得的具有高于PEN的Tg的半结晶聚酯。聚醚醚酮(PEEK)是高Tg(约143-146℃)半结晶热塑性聚合物的少数实例之一，并且已成功地在工程和生物医学应用中使用。然而，PEEK仅仅适合于某些类型的制品；例如，其不适用于双轴取向膜的制造。PEEK还非常昂贵，并且具有高晶体熔点(约350℃)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供显示出改善的耐热性和热机械稳定性的聚酯。本专利技术的进一步的目的是提供具有高的或提高的Tg但没有将Tm提高至在经济条件下聚合物不再是可熔融加工(即，聚合物应该保持在低于约320℃下可熔融加工，优选地低于约300℃)的点的热塑性聚合物。本专利技术的其它目的是提供显示出高Tg以及高Tm的半结晶聚酯。本专利技术的其它目的是提高聚酯的Tg而不会显著降低其Tm和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。如本文中使用的，术语“没有显著降低Tm”是指Tm降低不大于10％，优选地不大于5％。如本文所使用的，术语“未显著降低结晶度”是指聚酯保持了商业上有用的结晶度，优选地在约10％至约60％，优选地在约20至约50％的范围内。本专利技术的其它目的是提供具有高于相应基础聚酯的Tg的共聚酯，而不会显著降低其Tm和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。本专利技术的进一步目的是提供适合于部分替换常规聚酯中的单体的共聚单体的用途，其提高了所述聚酯的Tg，但不会显著降低其Tm和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。尽管本专利技术的目的并不排除Tm的升高，但是Tm的任何升高必须不能太大从而使熔融加工变成不经济的并且使Tm和分解温度交汇(converge)。本专利技术的以上提及的目的具有，作为它们的潜在的目标，提供了由具有高于对应的基础聚酯的Tg的共聚酯制成的共聚酯制品，没有显著地将Tm升高至在经济条件下聚合物不再是可熔融加工的点，特别地没有显著地降低制品的结晶度(为了实现可接受的热机械性质)，以及优选地也没有显著地降低分解温度。如本文所使用的，术语“共聚酯”是指包含酯键并且源自三种或更多种类型的共聚单体的聚合物。如本文所使用的，术语“相应基础聚酯”是指包含酯键并且源自两种类型包含形成酯的官能团的共聚单体的聚合物，并且其用作源自包含相应基础聚酯的共聚单体的共聚单体的共聚酯的对比物。包含形成酯的官能团的共聚单体优选地具有两个形成酯的官能团。如在本文中使用的，术语“半结晶”意在表示根据本文中所描述的测试测量的至少约5％的结晶度，优选地至少约10％，优选地至少约15％，以及优选地至少约20％。因此，本专利技术提供包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸(优选地选自对苯二甲酸和萘二羧酸)、以及式(I)的单体的重复单元的共聚酯：其中：n＝2、3或4，以及优选地其中，n＝2；Z是S(＝O)2；并且共聚单体(I)构成了一定比例的共聚酯的二醇部分。本文中将式(I)的单体称为N,N'-双-(羟烷基)-3,3’,4,4’二苯基砜四羧酸二酰亚胺(DPSDI)。其中n＝2，单体具有式(II)：出乎意料地，目前本专利技术人已经发现将特定的共聚单体(I)结合至聚酯中不仅实质上提高了Tg而且这样做没有显著地损害由其制成的制品的结晶度。实现这些而没有显著地升高Tm。本文中所描述的共聚酯是热塑性塑料。如本文中描述的共聚酯以及由其制成的制品表现出半结晶的性能。本文中所描述的共聚酯在高分子量下可以容易地获得。可以将本文中所描述的共聚酯在低于320℃(优选地低于300℃)下熔融加工成硬的(tough)高强度的制品。本文中还将共聚酯称为共(聚酯-酰亚胺)。共聚单体(I)构成了一定比例的共聚酯的二醇部分(glycolfraction)。在一个优选的实施方式中，共聚单体(I)以不超过共聚酯的二醇部分的约50mol％的量存在，优选地不超过约40mol％，优选地不超过约30mol％，优选地不超过约20mol％，在一个实施方式中，不超过约15mol％，并且在进一步的实施方式中，不超过约10mol％。优选地共聚单体的存在量是至少约1mol％，更加优选地至少约3mol％，更加优选地至少约4mol％的共聚酯的二醇部分。当芳香族酸是对苯二甲酸时，共聚单体(I)优选地以不超过约15mol％，优选地不超过约14mol％，优选地不超过约13mol％，优选地不超过约12mol％，并且优选地不超过约11mol％的量存在。在实施方式中，其中芳香族酸是萘二羧酸，共聚单体(I)可以以不超过约15mol％，不超过约14mol％，不超过约13mol％，不超过约12mol％，并且在进一步的实施方式中不超过约11mol％的量存在。本专利技术人已观察到即使在较低的共聚单体(I)的摩尔分数下，仍观察到了小的但是有价值的Tg升高。例如，包含仅5mol％共聚单体(I)(其中n＝2)的共聚酯表现出Tg显著的升高，同时保持良好的结晶度。芳香族二羧酸优选地是选自对苯二甲酸和萘二羧酸。其他可以在本专利技术中使用的芳香族二羧酸包括间苯二甲酸和邻苯二甲酸。萘二羧酸可以是选自2,5-、2,6-或2,7-萘二羧酸，并且优选地是2,6-萘二羧酸。脂肪族二醇优选地是选自C2、C3或C4脂肪族二醇，更加优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚酯，包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸，和式(I)的单体的重复单元：其中，n＝2、3或4，Z是S(＝O)2，并且其中，共聚单体(I)构成了一定比例的所述共聚酯的二醇部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.18 GB 1310837.81.一种共聚酯，包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸，和式(I)的单体的重复单元：其中，n＝2、3或4，Z是S(＝O)2，并且其中，共聚单体(I)构成了一定比例的所述共聚酯的二醇部分。2.根据权利要求1所述的共聚酯，其中，所述单体(I)以从所述共聚酯的二醇部分的1至50mol％的范围存在。3.根据前述权利要求中任一项所述的共聚酯，其中，所述单体(I)以不超过所述共聚酯的二醇部分的15mol％的量存在。4.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，所述脂肪族二醇选自C2、C3或C4脂肪族二醇。5.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，所述脂肪族二醇是乙二醇。6.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，所述脂肪族二醇中的碳原子的数目与共聚单体(I)中的数目n相同。7.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，n＝2。8.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，所述芳香族二羧酸选自萘二羧酸和对苯二甲酸。9.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其中，所述芳香族二羧酸是2,6-萘二羧酸。10.根据权利要求1或2所述的共聚酯，其具有式(III)：其中：n＝2、3或4；Z是S(＝O)2；基团X是所述脂肪族二醇的碳链；并...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·威廉·桑基，戴维·特纳，霍华德·科洪，史蒂芬·琼斯，
申请(专利权)人：杜邦帝人薄膜美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US