包括带咪唑啉酮官能团的链的聚合物材料制造技术

本发明专利技术涉及由氢键结合的大分子链组成的聚合物材料，其中：该大分子链通过至少一个共价键将改性剂定位在其聚合物骨架上，该改性剂含有组合在共有分子中的一个或多个能通过氢键结合的缔合基团和一个或多个能与该聚合物骨架形成共价键的活性基团，该改性剂的至少一个缔合基团是咪唑啉酮杂环，这些大分子链的每一个链上平均带有１－１０个咪唑酮基团。被引入该大分子链中的咪唑啉酮基团的平均数取决于所述链的平均质量和对该材料所要求的最终性能。本发明专利技术的聚合物材料可以挤塑、共挤塑、注塑、吹塑、模塑、重叠注塑、压延、热成型。它可用来生产如管子、薄膜、板材、挤塑线材、瓶子、容器等的制品。本发明专利技术的聚合物材料也可与其它材料如其它聚合物混合，因而它被用来例如作为冲击改性剂或流变性调节剂。本发明专利技术还涉及所述聚合物材料在组合物中作为相容剂的用途，该组合物中含有至少两种属于不同聚合物类型的聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物材料领域，特别是涉及由氢键类的相互作用而连接的大分子链所组成的聚合物材料领域。本专利技术也涉及这些材料的合成方法以及它们在组合物中作为添加剂的用途。本专利技术的材料可以用作为或者例如为抗冲改性剂或流变调节剂。
技术介绍
和技术问题本专利技术要解决的技术问题之一是聚合物在熔融状态下具有的粘度与它们的力学性能之间的相互兼顾问题。这是因为在热塑性塑料技术中例如在加工过程中要求低粘度(只有低分子量体系才得到的)，但同时又要求最终的材料具有高的断裂伸长、良好的抗冲强度、良好的蠕变强度和良好的耐溶剂性，这要求具有高分子量。另外，众所周知，合成很高分子量的聚合物要比合成低分子量聚合物困难得多。另一个要解决的技术问题是具有高的耐化学性和高的化学稳定性的聚合物组合物的制备。本专利技术要解决的另一问题是将第一步制得的均聚物接合起来由此而制备嵌段或梳形链段(sequential)的共聚物。本申请人公司现已找到了解决这些问题的途径，即通过引入含咪唑啉酮基团的改性剂到聚合物中来对聚合物进行化学改性。根据本专利技术聚合物体系的化学改性包括使聚合物主链与改性剂之间形成共价键。该改性剂含有组合在同一分子中的一个或多个能通过氢键结合的缔合基团和一个或多个能与聚合物主链形成共价键的活性基团。根据本专利技术，该改性剂的至少一个缔合基团是咪唑啉酮型的杂环。如果需要，为了有利于接枝反应，所考虑的该聚合物主链可以含有一定量仔细选择的共聚单体。这就是说，该改性剂通过至少一个共价键连接到该聚合物主链。由于有缔合基团存在，该改性的聚合物链能通过协同的氢键而结合；缔合基团的作用也是在于加强这种结合能力，如果后者在改性体系中预先存在的话。这种类型结合的一个优点是这些氢键是可逆的它们能因温度升高或选择性溶剂的作用而裂解和随后能重新形成。本专利公开的化学改性的一个优点是改善该改性聚合物的加工条件和成品性能，特别是机械性能。同样，使用缔合基团容易使那些以受控方式生产的低分子量聚合物具有高分子量聚合物的性能。本专利所公开的化学改性使它能将相同类型的缔合基团接枝到不同类型的大分子链上。缔合基团可通过不同途径引入聚合物中。可以提出的途径是与带有缔合基团的单体进行共聚合或者在该聚合物合成过程中使用改性剂作为链转移剂或终止剂。根据本专利技术，缔合基团是通过与改性剂反应而引入到预先形成的聚合物或共聚物体系上的；也就是说，在聚合或缩聚阶段之后引入。对于由缩聚生成的聚合体系而言，例如聚酯和聚酰胺，它们实际上是具有活性链端，因而改性剂也能在合成过程中作为限链剂引入。由现成的聚合物或共聚物的改性所带来的一个优点是能够从单一的聚合反应来合成整个系列的产品；例如含有相对较大数量缔合基团的改性聚合物可通过改变接枝阶段的改性剂量或反应时间来获得，而使用带有该缔合基团的单体要达到这相同效果就必须在每种情况下重新进行聚合。最后，这些缔合基团在属于不同聚合物类型的大分子链上的存在使它有可能产生嵌段共聚物，该嵌段共聚物的两个嵌段通过氢键连接。
技术实现思路
因此本专利技术的主题是由氢键连接的大分子链所组成的聚合物材料。其中该大分子链是由通过至少一个共价键将改性剂与其连接的聚合物主链组成，该改性剂含有组合在同一分子中的一个或多个能通过氢键结合的缔合基团和一个或多个能与该聚合物主链形成共价键的活性基团，该改性剂的至少一个缔合基团是咪唑啉酮类的杂环，这些大分子链的每一个链上平均带有1-10个咪唑啉酮基团。如果需要，为了有利于接枝反应，所考虑的该聚合物主链可以含有一定数量仔细选择的共聚单体。即，该改性剂是通过至少一个共价键连接到该聚合物主链的。被引入大分子链中的咪唑基团的平均数量取决于这些链的平均分子量和需要该材料具有的最终性能这两个因素。改性剂的混合物是可以使用的。例如，可以将不同的改性剂连接到相同聚合物主链上，可以将一种改性剂连接到聚合物主链上以及另一种改性剂连接到其它的聚合物主链上，该聚合物主链可以是不同聚合物主链的混合物或这些可能性的任一组合。本专利技术的聚合物材料可以挤塑、共挤塑、注射成型、吹塑成型、模塑、重叠注塑、压延或热成型。由此可制成的制品是例如管子、薄膜、板材、带材、瓶子或容器。本专利技术的聚合物材料也可以与其它材料共混，例如与其它聚合物共混；因此，可将它用作抗冲改性剂或流变调节剂等。本专利技术也涉及前述的聚合物材料在一种组合物中，尤其是含有属于不同聚合物类型的至少两种聚合物的组合物中，作为相容剂的用途。具体实施例方式关于聚合物主链，它们可以属于不同聚合物类型。它们优选的是选自聚烯烃类、聚二烯类、聚乙烯基类、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚酯类、聚酰胺类、聚醚类、聚碳酸酯类、聚硅氧烷类、聚氨酯类和以上这些类的共聚物。根据优选的形式，这些聚合物主链的数均摩尔质量是在1000与100000之间。关于改性剂，它含有组合在同一分子中的一种或多种能够通过氢键结合的缔合基团A和一种或多种能够与聚合物形成共价键的活性基团R。该基团A和R通过刚性或柔性链X相互连接A-X-R根据本专利技术，改性剂的至少一个缔合基团是咪唑啉酮型的杂环。 在改性剂中存在的活性基团不必是可聚合的化学基团，但只有能够与聚合物主链上存在的活性基团形成共价键的基团就可以。R可优选为卤素或者伯或仲胺、醇、硫醇、醛、酮、羧酸或衍生物(酰基氯或溴、酸酐或酯)、磺酸或衍生物、异氰酸酯或环氧基团。刚性或柔性链X可以是带有一个或多个杂元素的烃链；它可以是线型或支化的含1-30碳原子的烷基链、通过-C(O)O-、-OC(O)、-C(O)、-O-、-S-或-NH-桥连接的烷基或芳基单元的环或链段(sequence)；有利的是，在链X上存在的这些基团，尤其是当包括有C(O)NH酰胺桥时，它们能够通过氢键连接在一起。任选的，R与聚合物主链的反应可导致产生出另外一些能通过氢键结合的尤其是通过-C(ON)NH-或-NHC(O)-桥结合的基团。根据本专利技术的优选形式，改性剂对应于下面这些分子之一 令人惊奇的是，通过咪唑啉酮缔合基团接枝的聚合物的化学改性导致这些聚合物的物理性能的很大的改变。具体说，改性聚合物弹性模量的提高反映出缔合基团的存在，这一情况发生在很宽的温度范围之内。因此，在改性的PMMA的情况下，直到大约170℃还发现有弹性模量的改进，而在前面所述的这些体系中，机械性能的改进实际上只是在低温(所考虑的体系为80℃以下或140℃以下)。这一特征可以体现出该体系的强化，例如热力学性能高的PMMA同时保持了其它性能，例如透明性、高温流动或易加工性。另外，由咪唑啉酮型缔合基团改性的聚合物体系还显示出高的耐溶剂性。带有咪唑官能团的两种不同聚合物主链的共混使其能形成“嵌段共聚物”。这些二嵌段显示微观的相分离。二嵌段型的线型缔合 “多嵌段”型的线型缔合A和B不同的聚合物主链○含有咪唑啉酮官能团的基团。不同的聚合物主链A和B在它们的每一端都带有改性剂。由此得到A/B多嵌段线型缔合。 “接枝共聚物”型的“支化”缔合A和B两种不同的聚合物主链。○含有咪唑啉酮官能团的基团。A和B两种不同的聚合物主链，A的每个链带有至少两个改性剂，而B在它的端部之一带有改性剂或者在它的每个端部都带有改性剂。 实施例1N-氨基乙基-2-咪唑啉酮(AEIO)的合成154.5g(1.5mol)二亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由氢键连接的大分子链组成的聚合物材料，其中：该大分子链由通过至少一个共价键将改性剂与其连接的聚合物主链组成，该改性剂含有组合在同一分子中的一个或多个能通过氢键结合的缔合基团和一个或多个能与该聚合物主链形成共价键的活性基团，该改性剂的至少一个缔合基团是咪唑啉酮类的杂环，这些大分子链的每一个链上平均带有１－１０个咪唑啉酮基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦杰内斯图尔尼尔哈克，路德维克莱布勒，科琳娜索莱齐阿科维克，菲利普科迪埃，曼纽尔伊达尔戈，安尼特莱恩曼，
申请(专利权)人：阿克马法国公司，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：FR[法国]