[发明专利]聚亚芳基醚砜(PAES)组合物

说明书

本申请要求于2014年5月8日提交的美国临时申请号61/820866以及2013年7月26日提交的欧洲申请号13178122.1的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过引用结合在此。

发明领域

本发明涉及包含含有来源于4,4”-三联苯-对二醇的结合的部分的聚合物材料的增强的聚亚芳基醚砜(PAES)组合物以及用于制造所述增强的聚亚芳基醚砜(PAES)组合物的方法。

发明背景

在高要求的、腐蚀性的、苛刻的化学的、高压和高温(HP/HT)的环境中例如显著地在石油和天然气井下应用中、尤其在深海油井中，聚合物材料的选择是极其重要的，因为它意味着所述聚合物材料需要具有一些关键特性以便抵抗与所述环境相关的极限条件。

应提及的是，在这些极限条件中将这些聚合物材料以持续很久的方式暴露于高压(例如高于30,000磅/平方英寸的压力)、高温(例如高达260℃的温度)，以及暴露于刺激性化学品(包括酸、碱、过热水/蒸汽、以及当然多种多样的脂肪族和芳香族有机物)。例如，增强的石油开采技术涉及将流体(诸如显著地水、蒸汽、硫化氢(H₂S)或超临界二氧化碳(sCO₂))注射到井中。具体地，具有相似于正庚烷的溶剂化作用的sCO₂可以在例如密封件中引起材料溶胀，因此影响其性能。相对于高温HP/HT应用中，具有太低的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物材料将在这些HP/HT应用中将变弱并且易于高蠕变。这种蠕变可以使由所述聚合物材料制成的密封材料在比其Tg高20℃或更多的温度下延长暴露后不再有效地密封。

由此，在选择用于HP/HT应用的适当的聚合物材料时需要考虑以下特性：如在高压和至少250℃的高温下维持机械刚性和完整性(例如屈服/拉伸强度、硬度和冲击韧性)、特别是当在所述高压和高温下暴露于CO₂、H₂S、胺以及其他化学品时良好的耐化学性、因气体以及因液体吸收的膨胀和收缩，在高压石油/天然气系统中的耐减压性、气体和液体扩散以及长期热稳定性。

由此所述聚合物材料至少需要具有高玻璃化转变温度。

由于所述芳香族砜醚聚合物是大型非晶态物质并且因此其耐化学性非常受限，芳香族砜醚聚合物在组合了高温和化学品暴露的应用中的效用已经受到限制。半结晶芳香族砜醚聚合物是极其稀少的。

Staniland在PolymerPreprints，美国化学学会(AmericanChemicalSociety)，聚合物化学分部(DivisionofPolymerChemistry)，1992年，33(1)，第404-405页的表1中值得注意地报道了一些结晶的聚醚砜聚合物具有高于200℃的高玻璃化转变温度(Tg)并且具有低于400℃的熔化温度的(例如，结构1-4以及7)。该作者特别提及衍生自4,4’-二氯二苯砜(DCDPS)以及二羟基三联亚苯(dihydroxyterphenylene)的具有其中描述的结构4(即应理解是Ph或苯基)的聚醚砜聚合物，该聚醚砜聚合物具有251℃的Tg以及359℃的Tm。所述具有结构4的聚醚砜聚合物已经由同一作者在BulletindesSocietesChimiquesBelges，1989年，98(9-10)，第667-676页中更早地披露。该文件的图6值得注意地显示出具有结构4的聚醚砜聚合物的DSC(差示扫描量热法)扫描图。当对从聚合反应器分离后得到的粉末测量结晶度时，所述聚醚砜聚合物具有41％的结晶度。然而，当在325℃下退火模制的膜时，所述模制的膜可以重新获得38％的的结晶度。