[发明专利]星形聚合物

说明书

本发明涉及星形聚合物，一种制备星形聚合物的方法，一种包含星形聚合物的聚合物混合物以及星形聚合物的用途。

现有技术

迄今为止，提供热塑性的聚合物对于某些应用而言，尤其是在升高的温度和在介质，如燃料、发动机油和制动液的影响下，多数情况下机械性质都不够。尤其是刚度以及高抗拉强度和抗疲劳强度常常不够。

某些玻璃纤维增强的聚酰胺在加工方向(流动方向)上可以具有高抗拉强度，但这类材料常常是各向异性的，在横切于加工方向(流动方向)的方向上不具有足够的强度。

带有固有的刚性链的聚合物，如聚亚芳基或聚亚苯基可以具有很高的机械强度和刚度。支化的聚亚芳基例如在出版物WO 2005/086727中有所描述。

聚亚芳基虽然可以溶于一系列溶剂中，但这会导致受局限的对燃料、发动机油等介质的耐受性。

发明内容

本发明的主题是一种星形聚合物，其通过以下物质进行反应制得：

- 带有至少三个官能团X的中心化合物，

- 带有两个官能团Y的亚芳基化合物，和

- 带有一个官能团Z的端基化合物，

其中，中心化合物的官能团X总是与亚芳基化合物的官能团Y反应，形成共价键，并且端基化合物的官能团Z与亚芳基化合物的官能团Y反应，形成共价键，

其中，所述端基化合物以这样的化学计量量使用：其量基本上对应于中心化合物的官能团X的化学计量量。

在此，“基本上”表示与1:1比例的偏差小于5%，例如小于2%。

由于使用亚芳基化合物，本发明的星形聚合物具有高的固有刚度。因此本发明的星形聚合物有利地可以作为分子增强剂使用。

所述端基化合物以这样的化学计量量使用：该量对应于中心化合物的官能团X的化学计量量，从而可以获得基本上各向同性和/或对称的星形聚合物。由于各向同性或对称性，用本发明的星形聚合物可以有利地获得这样的材料，尤其是聚合物混合物，与包含较不对称的增强剂，如玻璃纤维或蒙脱石的材料相比，其性质，如抗拉强度，具有较高的各向同性和与加工方向垂直的方向上改善的强度。

术语“亚芳基”在本发明中尤其是指具有芳族骨架的分子部分。

带有两个官能团Y的亚芳基化合物尤其可以是带有两个官能团Y的亚苯基化合物。本文中，术语“亚苯基”尤其是指带有芳族烃六元环作为骨架的分子部分。亚苯基化合物任选可以比其他亚芳基化合物成本更低且更简便地制得。

中心化合物的官能团X可以相同或彼此不同。

同样，亚芳基化合物，尤其是亚苯基化合物的官能团Y可以相同或彼此不同。另外，亚芳基化合物，尤其是亚苯基化合物的官能团Y可以相互反应，形成共价键。以此方式，可以由亚芳基化合物的两个或更多个分子形成带有两个或更多个亚芳基重复单元的亚芳基链段。

在本发明中可以使用带有两个官能团Y的两种或更多种不同类型的亚芳基化合物，尤其是亚苯基化合物。以此方式，可以由两种或更多种不同类型的取代或未取代的亚芳基重复单元制得亚芳基链段。在此情况下，亚芳基化合物，尤其是亚苯基化合物的类型可以通过其取代基和/或其骨架来相互区分。带有不同取代基的亚苯基化合物类别的实例是苯甲酰基-对-亚苯基化合物和4'-苯氧基苯甲酰基-对-亚苯基化合物。带有不同骨架的亚苯基化合物类型的实例是对-亚苯基化合物，间-亚苯基化合物和邻-亚苯基化合物。

带有两个官能团Y的亚芳基化合物尤其可以是带有两个官能团Y的对位-(官能化的)-亚苯基化合物。由此得到的星形聚合物的优点是，可以降低对-亚苯基链的平行取向，如线型对-亚苯基-聚合物时出现的情形，这对于增强效果是有利的。

所述中心化合物、亚芳基化合物和端基化合物原则上既可以是单体化合物，也可以是低聚化合物或聚合化合物。例如所述中心化合物、亚芳基化合物和端基化合物在上游反应中进行低聚或聚合。

所使用的化合物的化学计量比例优选这样选择，使得亚芳基化合物分子可以相互形成链，该链总是被端基化合物分子终止，其中，链的数目对应于中心化合物的官能团数目。

端基化合物与亚芳基化合物的化学计量比例可以为1:10至1:360，例如为1:15至1:240，尤其是1:30至1:120。

所述中心化合物尤其可以是带有至少四个，任选带有至少五个官能团X的中心化合物。例如所述中心化合物可以是三官能的中心化合物或四官能的中心化合物。