[发明专利]可结晶的聚醚酰亚胺、制备方法和由其获得的制品

说明书

背景技术

本发明的公开内容涉及可结晶的聚醚酰亚胺、制备方法，在制备纤维中的用途， 和由其获得的其他制品。

聚醚酰亚胺是一组已知的聚合物，其特征在于有利的性能，例如热稳定性和耐 溶剂性。聚醚酰亚胺特别地可用于制备纤维，因为它具有高的阻燃性、良好的耐化 学性和高的玻璃化转变温度(T_g)。两种广泛使用的聚醚酰亚胺含有由芳族醚二酐(双 酚A二酐(BPADA))与芳族二胺(间-或对-苯二胺(mPD和pPD))反应获得的单元。所 得聚醚酰亚胺例如以1000和CRS 5001由SABIC Innovative Plastics销售。

尽管适合于其所打算的目的，但本领域仍需要可熔融加工的聚醚酰亚胺，当它 在例如纤维纺丝或拉伸工艺中取向时将形成结晶区。结晶区可起到物理交联的作 用，当在暴露于接近T_g的温度但在熔融温度(T_m)以下时，这种物理交联允许聚合物 链保持取向。半晶纤维因比在聚合物的T_g和T_m之间的温度处，可拥有良好的机械 性能(这是由于高的链取向所致)和良好的尺寸稳定性的结合。熔体的可加工性是最 小化对溶剂基纤维形成操作需求的另一理想的特征。

许多因素使得制备适合于商业化生产和在纤维形成操作中使用的熔体可结晶 的聚醚酰亚胺存在挑战。首先，许多已知的半晶聚醚酰亚胺的熔融温度大于400℃， 这将提供纤维形成的许多挑战。熔体纺丝纤维的典型设备受限于这一高温的处理； 此外，尽管聚醚酰亚胺相当热稳定，但这种稳定性没有延伸到显著高于400℃的温 度。因此，高于约400℃的T_m值不那么适合于纤维形成操作。此外，许多聚醚酰亚 胺的高T_g(尽管对于许多应用来说是理想的)结合对小于约400℃的T_m的需求会使得 从熔融状态缓慢地结晶的动力学对实际应用而言较慢。

尽管观察到当暴露于一些溶剂时，含由BPADA和pPD衍生的重复单元的聚醚 酰亚胺聚合物(BPADA-pPD)可结晶，但它们不容易从熔融状态中结晶。因此本领域 仍需要制备可熔体加工、可结晶的聚醚酰亚胺，尤其半晶聚醚酰亚胺纤维的替代方 法。

发明概述

在一种实施方案中，可结晶的聚醚酰亚胺组合物来自于下述物质的聚合：(a) 含大于96.8mol％4，4`-双酚A二酐或其化学等价物的二酐组分；和(b)含二胺或其化 学等价物的二胺组分，其中所述可结晶的聚醚酰亚胺的T_m为250℃-400℃，和所 述组合物的T_m与T_g之差大于50℃。

在另一实施方案中，纤维包括来自于聚合下述物质的结晶聚醚酰亚胺组合物： (a)含大于96.8mol％4，4`-双酚A二酐或其化学等价物的二酐组分；和(b)含二胺或其 化学等价物的二胺组分，其中该纤维的T_m范围为250℃-400℃，和纤维的T_m与 T_g之差大于50℃。

在另一实施方案中，制备纤维的方法包括在足以形成纤维的条件下，经孔隙挤 出可结晶的聚醚酰亚胺组合物，所述聚醚酰亚胺组合物来自于下述物质的聚合：(a) 含大于96.8mol％4，4`-双酚A二酐或其化学等价物的二酐组分；和(b)含二胺或其化 学等价物的二胺组分，其中所述可结晶的聚醚酰亚胺的T_m范围为250℃-400℃， 和所述组合物的T_m与T_g之差大于50℃。

在再一实施方案中，制品包括以上所述的纤维。

以下在附图、详细说明和实施例中进一步阐述本发明。

附图简述

图1示出了实施例16-19中纺丝原样(as-spun)的纤维的DSC热分析图。

详细说明