基于甲硅烷基醚的半结晶的类玻璃高分子、其制备方法及用途技术

描述了包含甲硅烷基醚官能团的半结晶的类玻璃高分子。还描述了制备方法及其用途。类玻璃高分子。还描述了制备方法及其用途。类玻璃高分子。还描述了制备方法及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于甲硅烷基醚的半结晶的类玻璃高分子、其制备方法及用途
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年4月5日提交的美国临时专利申请第62/829939号的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
[0003]政府声明
[0004]本专利技术是在Marie Sklodowska
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Curie拨款协议号为642929的欧盟Horizon 2020研究与创新项目的资助下完成的。

技术介绍

[0005]A.专利

[0006]本专利技术一般地涉及类玻璃高分子聚合物、制备类玻璃高分子聚合物的方法及其用途。特别地，类玻璃高分子聚合物具有半结晶形态并且在两个聚合物单元(例如聚烯烃单元、基于聚碳酸酯的单元或基于聚酯的单元、或其组合)之间包含甲硅烷基醚键。
[0007]B.现有技术说明
[0008]类玻璃高分子是新兴聚合物，其具有永久交联的热固性，同时由于共价适应性网络(CAN)而保留了可加工性。当被热引发时CAN可以发生交联交换反应，这有助于聚合物网络重排，从而使宏观重塑成为可能。如果对系统施加应力，则网络可以重排，直到应力松弛并获得新形状。松弛过程可由反应动力学控制，因此熔体中的黏度遵循阿伦尼乌斯定律而降低。该特性明显不同于常规聚合物如聚苯乙烯，后者在达到其玻璃化转变温度(Tg)后黏度突然下降。
[0009]已经描述了制备类玻璃高分子的各种尝试。举例来说，Denissen等人(Advanced Functional Materials,25.16(2015):2451
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2457和Nature communications 8(2017):14857)描述了不含催化剂的类玻璃高分子，其包括乙烯基氨基甲酸酯交联。在另一个实例中，Zhou等人(Macromolecules,50.17(2017):6742
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6751)和Demongeot等人(Macromolecules,50.16(2017):6117
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6127)描述了基于聚(对苯二甲酸丁二醇酯)的类玻璃高分子。在又一个实例中，de Luzuriaga等人(Journal of Materials Chemistry C 4.26(2016):6220
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6223)和Azzune等人(European Polymer Journal 84(2016):147
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160)描述了环氧型类玻璃高分子。在又一个实例中，Du Prez等人的美国专利公开第2017327625号描述了包含氨基甲酸酯交联官能团的类玻璃高分子。Nishimura等人(Journal of the American Chemical Society,2017,139,14881
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14884)描述了完全无定形的基于苯乙烯的甲硅烷基醚连接的苯乙烯类玻璃高分子，其需要延长的时间来制备(如压塑6小时)。
[0010]虽然已经描述了各种类玻璃高分子，但它们中的很多需要催化剂、溶剂、延长的加工时间和/或所得的类玻璃高分子易水解和老化。

技术实现思路

[0011]发现了至少一些与类玻璃高分子聚合物及制备这种聚合物相关的问题的解决方
案。该方案的前提是使用反应挤出法制备甲硅烷基醚连接的半结晶聚合基质。这种方法为基于溶剂的催化剂交联法提供了解决方案，基于溶剂的催化剂交联法会引起如断链和永久交联的副反应，可显著地改变聚合物的机械性能。此外，反应挤出允许交联密度的微调，这有助于制备具有期望的成品性能的模制品(例如，压塑时间和/或注塑)。甲硅烷基醚可与官能化的聚合物挤出以制备类玻璃高分子聚合物组合物。值得注意的是，本专利技术的类玻璃高分子材料可以具有半结晶形态，由于晶畴的存在，半结晶形态可以赋予材料增加的强度。晶畴的存在和交联的类玻璃高分子网络的组合可以导致相对坚固的聚合材料。此外，尽管交联，本专利技术的类玻璃高分子材料可以是可回收的。再进一步，虽然本专利技术优选的方面涉及半结晶的基于聚烯烃的类玻璃高分子，但本专利技术的类玻璃高分子材料对于非基于聚烯烃的类玻璃高分子具有更广泛的应用。
[0012]在本专利技术的特定方面中，描述了半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物。半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物可以包含具有以下结构的甲硅烷基醚。
[0013][0014]其中R1和R9可以各自独立地为羟基官能化的聚合物基团；R2、R3、R7和R8可以各自独立地为羟基官能化的聚合物基团、脂肪族基团、羟基(OH)或烷氧基；R4、R5和R6可以各自独立地为H或脂肪族基团；X和Y可以各自独立地为NH、O、S或CH2；并且a可为1至10，b可为1至10，并且c可为1至10。R1、R2、R3、R7、R8和R9可以各自独立地为基于聚烯烃的聚合物基团、基于聚碳酸酯的聚合物基团或基于聚酯的聚合物基团或包含一个或多于一个羟基的其任意组合。在某些方面中，半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物的结晶度可以为至少5％、至少6％、至少7％、至少8％、至少9％、至少10％、至少15％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或更多。在一些优选的方面，类玻璃高分子组合物的结晶度为5％至50％、7％至50％、9％至50％、10％至50％、5％至40％，或5％和50％内的任意范围或数字(例如6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％)。在一些更优选的方面中，结晶度为7％至50％、7％至40％、7％至15％、10％至13％或10.5％至12.5％。在本专利技术的又一个方面，参考以上结构，当X和Y都是NH时，R1和R9不是苯乙烯羟基官能化的聚合物基团。在优选的实施方案中，类玻璃高分子聚合物组合物是羟基官能化的基于聚烯烃的聚合物。在一些方面中，R1和R9，优选R1、R2、R3、R7、R8和R9可以各自为
[0015][0016]其中R
10
可为H或烷基，u可为0至1，v可为0至1，其中u+v＝1，并且u和v可以是无规分布的。就摩尔百分比(摩尔％)而言，u可为0摩尔％至100摩尔％，v可为0摩尔％至100摩尔％，其中u+v的总摩尔％＝100摩尔％。在本专利技术的另一个方面，R1和R9，优选R1、R2、R3、R7、R8和R9可以各自为
[0017][0018]其中y可以>0，x+y＝0.01至0.2，z可为0.8至0.99，其中x+y+z＝1并且w可为0至20，并且对应于x、y和z的单体单元可以是无规分布的，其中w是重复单元，并且x、y、z是摩尔分数。就摩尔百分比(摩尔％)而言，y可以＞0，x+y可为1摩尔％至20摩尔％，z可为80摩尔％至99摩尔％，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其包含：其中R1和R9各自独立地为羟基官能化的聚合物基团；R2、R3、R7和R8各自独立地为羟基官能化的聚合物基团、脂肪族基团、羟基(OH)或烷氧基；R4、R5和R6各自独立地为H或脂肪族基团；X和Y各自独立地为NH、O、S或CH2；并且a为1至10，b为1至10，且c为1至10。2.根据权利要求1所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中R1、R2、R3、R7、R8和R9各自独立地为聚烯烃羟基官能化的聚合物基团、聚碳酸酯羟基官能化的聚合物基团或聚酯羟基官能化的聚合物基团。3.根据权利要求2所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中R1、R2、R3、R7、R8和R9各自独立地为聚烯烃羟基官能化的聚合物基团。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中类玻璃高分子聚合物组合物是甲硅烷基醚。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中R1和R9，优选R1、R2、R3、R7、R8和R9各自为：其中R
10
为H或烷基，u为0至1，v为0至1，u+v＝1，并且对应于u和v的单体单元是无规分布的。6.根据权利要求1至4中任一项所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中R1和R9，优选R1、R2、R3、R7、R8和R9各自为：其中y>0，x+y＝0.01至0.2，z为0.8至0.99，x+y+z＝1，w为0至20，并且对应于x、y和z的单体单元是无规分布的。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中R1和R9，优选R1、R2、R3、R7、R8和R9各自为：其中R
11
为H或烷基，q为1至10，m＞0，n+m＝0.01至0.2，p为0.8至0.99，并且对应于n、m和p的单体单元是无规分布的。8.根据权利要求7所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其中X和Y为NH，a和c为2至4，并且b为1至3，并且R1、R2、R3、R7、R8和R9各自为：其中R
11
为H或烷基，q为1至10，m>0，n+m＝0.01至0.2，p为0.8至0.99，n+m+p＝1，并且对应于q、n、m和p的单体单元是无规分布的。9.根据权利要求8所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物，其具有结构：其中m>0，n+m＝0.01至0.2，p为0.8至0.99，并且对应于q、n、m和p的单体单元是无规分布的。10.根据权利要求1至9中任一项所述的半结晶的类玻璃高分子聚合物组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：