[发明专利]聚(芳基醚砜)组合物及其制备方法

说明书

发明背景

本发明涉及聚(芳基醚砜)以及聚(芳基醚砜)的合成方法。

聚(芳基醚砜)是通常为线性的无定形的可注射成型的聚合物，其具有多种有利的特征，例如优良的抗高温性、良好的电性质、和韧性。由于其优良的性质，聚(芳基醚砜)能够用于制备多种有用的制品，例如成型的制品、膜、片材和纤维。聚(芳基醚砜)的合成会是困难的，在试图控制分子量时尤其是如此。分子量控制通常是通过严格使用化学计量量实现的，但单体相对用量的非常小的变化能够导致分子量的显著差别。这使得在制备装置中合成的一致性变得困难。此外，由化学计量控制得到的聚合物会具有小于所需的卤素含量，其主要是由二卤代二芳基砜单体得到的。进一步地，已知的普通聚(芳基醚砜)能够包含甲氧基，且是用反应性的包含烷基卤化物的材料(例如氯甲烷材料)制备的，其能够产生监管和安全问题。

由于前述原因，需要开发改进的更可靠(robust)的合成方法，其不使用反应性的包含烷基卤化物的材料(例如氯甲烷材料)并制备与使用反应性的包含烷基卤化物的材料制备的聚(芳基醚砜)在结构上不同的聚(芳基醚砜)。此外，需要开发在不严格使用制备聚(芳基醚砜)所需的单体的化学计量量就能制备的聚(芳基醚砜)。进一步地，需要开发具有低卤素含量的聚(芳基醚砜)。

发明内容

通过以下聚(芳基醚砜)至少部分解决了前述需求，其包括：式(I)单元：

其中Ar¹是二价C₆-C₁₅芳基；Ar²是二价C₆-C₁₅芳基；Ar³是二价C₆-C₁₅芳基；且n大于1；

和衍生自一元酚盐的式(II)端基：

其中X是氢原子或具有与1-20个碳原子的有机取代基；进一步地其中该聚(芳基醚砜)具有基于聚(芳基醚砜)重量计大于0且小于50百万分率(ppm)的羟基含量、180-290℃的玻璃态转变温度、20,000-100,000的重均分子量和基于聚(芳基醚砜)重量计大于0且小于3000ppm的卤素含量。该聚(芳基醚砜)能够具有大于或等于90％的热稳定系数。该聚(芳基醚砜)在将由该聚(芳基醚砜)制成的制品在大气中暴露于200℃的温度28天后具有小于120的黄度指数(YI)。该聚(芳基醚砜)不含甲氧基。

本文还公开了该聚(芳基醚砜)的制备方法，包括：将双羟基芳香化合物与碱金属氢氧化物的含水混合物反应，生成该双羟基芳香化合物的双盐(bissalt)；干燥该双羟基芳香化合物的双盐，生成该双羟基芳香化合物的干燥的双盐；将该双羟基芳香化合物的干燥的双盐与二卤代二芳基砜在有机溶剂、碱金属碳酸盐和相转移催化剂存在下反应，生成该聚(芳基醚砜)，其中在该方法过程中添加足量的一元酚盐以得到基于该聚(芳基醚砜)重量计具有小于3000百万分率的卤素含量的聚(芳基醚砜)。

附图说明

图1和2图示了实施例中出现的数据。

具体实施方式

已经公开了一元酚盐是聚(芳基醚砜)合成中非常有效的终止剂(terminating agent)。该一元酚盐具有足够的反应性以在该聚(芳基醚砜)中引入存在的一元酚盐的总摩尔数的约90-100％。此外，检测到很少或没有检测到包括一元酚盐的副产物。此外，使用一元酚盐降低了该聚(芳基醚砜)的卤素含量。使用一元酚盐缓解了对该双羟基芳香化合物的双盐和该二卤代二芳基砜的严格的化学计量控制的需求。而且，有利的是，该聚(芳基醚砜)不含甲氧基，且不是用反应性的包含烷基卤化物的材料(例如氯甲烷)制备的。

在一些实施方案中，该聚(芳基醚砜)基本上由式(I)单元和式(II)端基构成。本文中所用的“基本上由……构成”描述了基于该聚合物的总重量计，聚合物具有少于10wt％(或更特别地小于5wt％，或甚至更特别地小于3wt％)的单元和端基不是式(I)和(II)所述的那些。在一些实施方案中，该聚(芳基醚砜)由式(I)单元和式(II)端基构成。

在说明书和后附权利要求书中，将参考多个术语，将对其进行定义以具有以下含义。除非文中有清楚的另外指示，单数形式“一种(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数个所述对象。“非必要的”或“非必要地”表示随后描述的事件或情况可以存在或不存在，表示该描述包括其中该事件发生的情况和其不发生的情况。